TW200933004A - Acoustic ceiling tiles made with paper processing waste - Google Patents

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TW200933004A
TW200933004A TW097151348A TW97151348A TW200933004A TW 200933004 A TW200933004 A TW 200933004A TW 097151348 A TW097151348 A TW 097151348A TW 97151348 A TW97151348 A TW 97151348A TW 200933004 A TW200933004 A TW 200933004A
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Mirza A Baig
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Usg Interiors Inc
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Description

200933004 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明揭露一種包含紙加工廢料之 且口物，该紙加工廢料係作 為纖維質纖維及益機材料决.译 、 .、、、機柯枓之采源且该組合物可用於使用水製氈 =(water felting p⑽如）㈣造吸音天花板瓦片及吸音板。特定 言之，本發明討論❹紙加卫廢料（作為纖維質纖維之主要來源 及無機材料之主要來源）的吸音瓦片組合物，其提供更快的排水 時間，因而降低原料成本及增加產線速度（Hnespeed)。 【先前技術】 礦棉及輕質聚集物（aggregate)之稀釋含水分散體的水製敦係 眾所周知之用於製造吸音天花板瓦片的商業方法。於此方法中， 成分材料（例如礦棉 '珍珠岩、黏合劑（例如澱粉、乳膠或其他 於此領域中所習知者）、無機材料及纖維質纖維）的含水漿料係沉 積於-移動之有孔支撐管（supp⑽wil.e )(例如福得林（F_drinier ) 或奥里佛（Oliver)團簇（mat)形成器）上，以脫水或排水。可 先藉由重力使漿料排水，接著藉由真空抽氣以形成一基材團簇 (base mat)。再壓縮該濕的基材團簇至於輥及支撐管間之所欲厚 度，以移除多餘水分。接著於裁切經乾燥之材料至所欲尺寸前， 於烘箱中乾燥該經壓縮之基材團簇。可磨光經裁切材料之表面， 並將其頂部及/或底部加以塗覆，以製造吸音天花板瓦片及板。 礦棉吸音瓦片係極多孔的，其造成優良之吸音性。殿粉通常用 作以礦棉為基質之天花板瓦片中之黏合劑。礦質材料（例如高密 度膨脹珍珠岩（expanded perlite ))亦用以增強吸音性質，以及提 200933004 供強度予其他輕質瓦片及板。儘管使用膨脹珍珠岩… 的水以形成可加工的聚料，使用高密度珍珠岩可3里 由於黏土於耐火性測試期間產生燒結，故使用無機材料、(例如 =土）於天花板瓦片中以賦予耐火性（如ASTM測試第Em ❺ =1。於天花板瓦片之製造中，可使用各種市售黏土，例如高嶺 多及^ 土等。騎躲佳之無機材料，蓋因其亦扮演絮凝劑之角 色。由於碳酸㈣格便宜且可增加成品之硬度，故其係另一可用 之無機材料。與無機材料相關之—個問題係於瓦片形朗程中， 無機材料易沉㈣基材_之底部（由於高比重），其增加排水時 間及減緩產線速度，因而增加製造成本。 —般而I用於天花板瓦片之纖維質纖維係自被回收之水裂或 錘磨（hammer milled)新聞紙所獲得。由於自舊新聞紙所取回之 長纖維可加工成完成的紙產品，故來自舊新聞紙之回收纖維具有 與其用途有關之昂貴成本。精製紙及木f纖維亦可㈣天花板瓦 片義維。所有该些用於天拉板瓦片之纖維來源的—個問題係成 本。若纖維來源及或許無機材料的來源可於純現存之廢料流 (waste stream)中尋得，天花板瓦片製造商將可獲得免費的或= 低成'本的纖維及無機材料來源，則可降低製造天花板瓦片的成本。 王杲國的一百一十二間牛皮紙加工紙製造廠於其能源及化學回 從過程中，每年製造約i_5百萬嘲之廢料材料。此廢料材料（習知 之「紙淤渣」（paper s丨udge))係類似於黏土的材料，其係由黏土、 碳酸鈣、短纖維（亦即過短以致於無法使用於製造紙產品）、其他 热機材料及水所組成。另一紙淤渣之來源係紙回收過程，於此過 私中，於回收較長纖維前，先接收廢紙並脫墨。於脫墨過程中產 5 200933004 生纖维淤渣，並合古里蛇，,. ’、w、粒、材料（例如黏土及碳酸約）、水、及 過―法轉換成再生之完成的紙產品的纖維。 作’m過去—般係送至掩埋場。隨著掩埋成本升高及掩埋運 土 ^ ^的可能性’許多具有環境意識的紙製造商正試著 自紙於渣中回收能源。 然而，紙於渔包含至少兩種用於製造吸音天花板瓦片之成分： 纖維質纖維及無機材料（黏土及碳_等）。若紙游渣 :製^音天花板瓦片之原料將會衫錢，蓋因其避免紙於渣 埋处理之成本及環境衝擊。對於天花板瓦片製造商而言，更為 重要的疋使用紙淤渣作為形成天花板瓦片的原料，可以便宜且可 輕易取得之呈紙〜查形式之材料取代至少兩種昂貴的原料—來自 水漿紙加工之纖維質纖維及無機材料。 【發明内容】 本發明揭露一種可用作吸音天花板瓦片之吸音板或其他形式之 吸音板，包含實質上自紙㈣所獲得之纖維f纖維及無機材料。 紙淤渣係用作所揭露之吸音瓦片及板的原料，而非將其傾 埋場。 於一實施態樣中’所揭露之吸音板包含：以乾重計，超過〇至 約75重量。/。之礦棉；超過〇至約3〇重量％之無機材料，其係選自 以下群組：硫酸鈣、碳酸鈣、黏土及其混合物；超過〇 王^^丨ί)室^ 合劑’其_自以下群組H乳H粉及纖維質纖 維之組合、牛皮紙膠（kraft paper gel )、及其混合物；約25至約 70重罝°/。之珍珠岩；以及約10至約4〇重量％之纖維質纖維。於此 實施態樣中，至少一部分之該纖維質纖維及至少—部分之爷盔機 200933004 材料係自紙漿及紙加工廢料（亦為習知之「紙淤渣」）所獲得。紙 淤渣包含纖維質纖維及選自由黏土、碳酸鈣及其混合物所組成之 群組之無機材料。 來自未用紙（virgin paper )加工工廠或紙回收工廠之廢料材料 係於製造吸音瓦片及板中用作原料。
於一實施態樣中，完成之吸音板中之全部纖維質纖維成分皆自 紙淤渣中所獲得。於其他實施態樣中，大部分纖維質纖維成分係 自紙淤渣中所獲得，其餘纖維質纖維成分係自水漿紙或錘磨紙來 源所獲得。 於一經改進之實施態樣中，礦棉係以少於或等於約10重量％之 量存在。 於另一經改進之實施態樣中，石膏係以少於或等於20重量％之 量存在。 於另一經改進之實施態樣中，澱粉係以約5至約15重量％之量 存在。 於另一經改進之實施態樣中，珍珠岩係膨脹珍珠岩，且其係以 約40至約65重量％之量存在。膨脹珍珠岩之密度可大幅變化，且 可為約3至約20磅每立方英呎（pcf)。毋須使用高密度膨脹珍珠 岩，惟若使用高密度膨脹珍珠岩則係有益的。 於一實施態樣中，所揭露之吸音板包含：以乾重計，超過〇至 約75重量％之礦棉；超過0至約30重量％之石膏；超過0至約15 重量％之黏合劑，較佳為澱粉；約25至約70重量％之珍珠岩；以 及超過0至約40重量％之紙淤渣，其包含纖維質纖維及可包含黏 土及碳酸鈣之各種組合的無機材料。部分纖維質纖維成分可自水 200933004 漿紙來源中獲得。 一種較佳之吸音瓦片組合物，以乾重計，包含：超過0至約1〇 重量％之量的礦棉；超過〇至約20重量％之量的石膏；超過〇至 約40重量％之量的紙淤渣；約5至約15重量％之量的澱粉或其他 適合的黏合劑；以及約40至約65重量％之量的珍珠岩。 當利用礦棉時，部分之黏合劑可包含乳膠或乳膠黏合劑。 本發明揭露一種使用水製氈法之製造吸音板的方法。所揭露之 方法包含形成一含水槳料，其包含膨脹珍珠岩；視需要之礦棉； 無機材料，其係選自以下群組：硫酸鈣 '碳酸鈣、黏土及其混合 物，纖維質纖維；以及黏合劑，其係選自以下群組··澱粉、澱粉 及纖維質纖維之組合、乳膠、牛皮紙膠及其混合物，其中至少一 部分之該纖維質纖維及至少一部分之該無機材料係自紙淤渣中所 獲得，該紙淤渣包含纖維質纖維及無機材料，該無機材料包含一 或多種黏土、碳酸鈣及其混合物。該方法進一步包含使該漿料連 、切至#動之有孔支擇管上，以形成一團塊將該團塊 脫水以$成-濕團誤或-基材團|| ;以及乾燥該基材團蔡以製造 吸音瓦片。 、° 由以下詳細敘述可使其他優勢及特徵更為清楚。 【實施方式】 本發明揭露-種吸音瓦片組合物，其中係使用紙㈣作為原料 來至少部分地獲得纖維質纖維成分及無機固體成分。紙於渣可自 未用紙加卫操作或紙回收過程中獲得。於各情況下，「紙〜查」廢 料含有纖維質纖維及無機材料，例如黏土、破_或其組合。由 200933004 於所揭露之組合物具優異之排水品質’故所揭露之含有紙游渣的 組合物可用於水製氈法中以形成瓦片。 一種该組合物之含水漿料係流至一移動之有孔支撐管上，並於 該支撐管上形成一團塊，其先藉由重力脫水，隨後藉由真空脫水。 接著，壓縮該經脫水之團塊至選擇之厚度以形成—基材團簇。該 壓縮步驟進-步使該基㈣簇脫水。然後，將該基材困蔡通過二 乾燥窯中，於該窯内該基材團簇之水分減低至少於5%，且較佳少 於 1 〇/〇 。
在許多情況下，本文所揭露之吸音瓦片/板組合物係包含相對高 密度之膨脹珍珠岩；纖維質纖維；無機㈣，其係選自以下群組： 疏酸舞、碳_、黏土及其混合物；黏合劑，其係、選自以下群組： 殿粉、乳膠、混有㈣之纖維質纖維、牛皮紙膠及其混合物；以 及視需要之礦質纖維及其他習知添加劑。於—較佳實施態樣中， 係至少部分使錢㈣作為原提供纖維f纖維及無機材料。 同樣地n查可為未用紙加工或紙回收加工之廢料產物。 -種較佳之組合物係包含⑽高密度之膨脹珍珠岩 '紙於渔、 ㈣、視需要之礦質纖維及視需要之石f。此揭露内容並不揭限 方；任何精準量之材料。以下a客丨、/女+、 (各 以下將以各成分之乾重計，以重量百分率 來表示例示性之組合物。本領域技藝人士將可瞭解 Γ容之最大益處係藉由組合物所達成，由於紙料之成本益 二夕組合物包含使用紙游渣作為纖維質纖維之唯一來源或主要 物理=無機材料之主要來源’仍維持所提供產物之所須 =二疑問地’使__的習知(水漿)纖維及 …機材料的吸日板組合物亦屬於此揭露内容之範嘴。 9 200933004 纖維質纖維
纖維質纖維可自未用紙加工工廠及紙回收工廠的遺棄廢料材料 或紙游渣」中獲得。遺棄淤渣一般包含短纖維（亦即過短以致 於然法用於紙產品）、黏土及碳酸鈣。於淤渣中，纖維質纖維對無 機材料的比率可為約90:10至約40:60,且於一特定之工廠内該比 率每天都會改變。因此，應監視淤渣進料之組成。令人驚訝地， 已發現藉由紙淤渣之無機成分的纖維緊密塗佈，增強了所形成之 基材團族的排水能力，以致於減少排水時間而加快產線速度。此 外，使用遺棄紙淤渣作為製造天花板瓦片之原料排除了與淤渣 掩埋處理相關之成本（每们5至3G美金），以及提供了使用水製 纖維質纖維（具有與其用途相關之成本）之外的低成本替代選擇。
依據淤渣中纖維對無機固體之比率，以乾重計，紙淤渣可以超 過〇至約40重量％之量存在。較佳地，於成品中纖維質纖維成分 係約至約25重量％，更佳係約丨8至約24重量％。所有或部分 之此纖維成分可由紙於渣所提供。若僅部分之纖維成分係由紙於 渣所提供’則其餘部分可由習知水I纖維質纖維提供，其於以下 顯現出並未提供任何明顯優異於紙淤渣纖維的優勢。 無機材料 由於黏土於耐火性測試期間產生燒結，故為賦予耐火性（如 as™測試第E119號所定義）之優良無機材料。於以下實施例中， 黏土係白知n查之固體成分，其係用作無機固體及纖維質纖唯 的原料。因此，可毋須額外之黏土。使用紙於渣作為原料某程度 上可排除或限制額外之黏土的需求。 若因紙於渔組成之變化而須要額外之黏土，可使用來自田納西 10 200933004 州葛利生（Gleason)市之肯德基·田納西（κτ)黏土公司的球黏 土（ ball clay)或史賓克斯黏土（ spinks day)、來自密西西比州史 萊吉（Sledge)市之KT黏土公司的匸丁^及/或CTS_2、或由肯 德基州山核桃（Hickory)市之老山核桃黏土公司所供應之黏土。 其他商品化之黏土包括高嶺土、皂土 '及其他為天花板瓦片製造 領域中之技藝人士所熟知者。 碳酸鈣係一般材料，除了可給予產品一些硬度外， :约在板
塊性質中無重要之價值，惟其可降低產品之成本。由於碳酸鈣 (CaC03 )係、紙;於造中習知之成分’故應毋須額外之碳酸約，惟亦 可使用額外之碳酸鈣。 其他普遍使用之低成本無機材料係任何形式之石t (二水合硫 _，CaS〇4.2H2〇 (例如：其可為再水合之半水合物的形式）；半 尺口 & g夂鈣，CaS04.l/2H20 ;或無水硫酸鈣，CaS〇4)及飛灰。石 貧可於特定實施態樣中用作無機材料。石膏在水中之溶解度有 限，且其亦可扮演絮凝劑之角色。石膏於漿料中作為絮凝劑了則 (脫水、真空及濕壓縮（wet Pressing))期間幫助保留及均
二刀政、、田砧顆粒（無機黏土、有機澱粉、及短纖維質纖維等） 於團簇中〇 L ' ;在加工期間，細微及高密度顆粒遷移至團簇底部， :石：或其他絮凝劑促進排水。石膏可用以產生團簇厚度高於由 二^_料（例如黏土及碳軸）所產生之團蒸厚度。於㈣ =别’ ^ (或蓬鬆（k)ft))之團簇厚度係有益於移除過量水分。 用石T可排除其他絮㈣、凝、纟請及/或介面 膏亦可用以对Μ上 … < 而本。石 質纖維及_ 之硬度。石膏可扮演分散劑之角色，分散礦 項維質纖維之凝聚，因而促進漿料之均句性⑺_ 200933004 consist㈣y)，以導致增加之產線速度。於壓縮及乾燥核心團鎮後， 石膏亦不會明顯地「回彈」或膨脹，因而減少磨光核心以控制核 心厚度之需求。 如後文所示，當紙於逢之無機固體成分不足時，石膏可用作補 充之無機材料。石膏亦可用以增加完成之瓦片或板之密度。石膏 可以超過G至約3G重量％，較佳以超過Q至約2()重量％之量存在。 黏合劑 黏合劑可選自以下群組：澱粉、乳膠、混有㈣之纖維f纖維、 牛皮Λ膠及其/tt>合物。殿粉係較佳之黏合劑，且可於使用前烹煮 或不烹煮。殿粉膠可藉由以下方式製備：將殿粉顆粒分散於水中 亚加熱漿料直至完全或部分煮熟殿粉’且㈣變稠成—黏膠。然 而’若使用習知水聚纖維作為纖維之補充來源、，其可於烹煮前倂 入至澱粉漿料中。應嚴密地監視澱粉漿料之烹煮溫度以確保澱粉 顆粒之完全潤脹（full swelling )。玉米澱粉之烹煮溫度可為約]肋卞 (82C )至約195 F (9(TC )。由於在乾燥基材團簇之過程中，澱 粉會形成膠，故其亦可用作黏合劑而毋須預烹煮。 0 可使用乳膠黏合劑取代澱粉或纖維質纖維，或者可使用乳膠與 澱粉及/或纖維質纖維黏合劑結合。乳膠黏合劑之玻璃轉移溫度可 為約86Ϊ (30t：)至約23(rF (u〇<t)。乳膠黏合劑之例子包含 聚乙酸乙烯酯、乙酸乙烯酯/丙烯酸乳液、偏二氣乙烯、聚氣乙烯、 苯乙烯/丙烯酸共聚物及羧化苯乙烯/ 丁二烯聚合物。 增加之黏合劑成分（較佳係澱粉之形式）可用以增加強度（破 壞杈數，MOR(磅每平方英吋））及增加完成之瓦片/板的可切性。 黏合劑可以超過〇至約丨5重量％，較佳以約5至約15重量％之量 12 200933004 存在。 聚集物-珍珠岩 所揭露之吸音瓦片組合物的成分之一者係輕質聚集物材料，於 佳係膨脹珍珠岩。較佳㈣脹珍珠岩係歸因於其低成本及性能乂 膨脹珍珠岩提供終產物多孔性及蓬鬆性，其增強吸音性質。b ❹ ❹ 珍珠岩係呈玻璃岩之形式，其類似於黑曜石，具有於加執時大 幅膨脹的能力。珍珠岩一般包含65至75重量%之二氧切、 至20重量％之氧化铭' 2至5重量％之水、及較少量之蘇打、碳酸 鉀（potash)及石灰（lime)。膨脹珍珠岩係代表任何玻璃岩尤 其係已經快速加熱而瞬間膨脹或「爆開」之火山玻璃。此「爆開U 叙係七生方；备經壓碎之珍珠岩顆粒加熱至初期融合的溫度時。 顆拉中所包含之水轉變成水蒸氣且經壓碎之顆粒膨脹而形成和、 «且纽的齡。《體積增加至少十倍係尋常的。膨脹珍珠 :―:之特被為集令且似球狀之裂縫之系統，稱為珍珠岩結構。 同幵/式之珍珠石係以玻璃組成的變化為特徵 例如軟化點、膨脹形式及程度、泡…性貝， 產物之多孔性。 4尺寸及泡沐間之壁厚度、及 於習知製備膨脹珍破岩 、， 尺寸收 /珠石之方法中’ I先研磨珍珠岩礦石至細微 埶之細研叙珍珠料石送U —珍珠岩賴器之經加 …、之工乳中以膨脹珍珠岩。膨脹器—般係 ⑺昨。經精細研磨之珍珠岩係由經加熱 工丫，敎， =_使其如爆米花般爆開，以形成密度至= 水合4 =脹珍珠岩。當膨脹珍珠岩置於與水接觸之情況時， ，m縫’錢人珍珠岩中由空氣顯充之孔洞中， 13 200933004 因而使珍珠岩保留大量水分於軸珍珠岩顆粒中。 ❹㈣高密度之珍珠岩（亦即經膨脹至密度超過7或8碎每 立方英吸之珍珠岩（相較於3至5碑每立方英吸之正常範圍））， 降低了形成適合漿制須之水分。參見美國專利第5 9n,8i8號。 具較少水分之含水⑽難少之脫水程序，且製得之基材團襄具 有較少之由珍珠岩所㈣之水分。所得之產物具有改良之壓縮抗 性及維持的耐火等級（由ASTM測試第eu9號所定義）。具較低
水含量之基材関可較快速地予以㈣，其使整個水㈣產線於 較高速度下進行。 當製造必須符合最小密度之耐火等級的天花板瓦片時，高密度 之珍珠岩亦係有益的。然而，當膨脹珍珠岩之密度超過約2〇縣 立方英料，珍珠料會於終絲巾產生同樣程度之蓬鬆或鬆密 度因此’終產物之密度會過高而無法維持通過astm E⑴对火 性測試所須之低熱傳導性。 所揭露之天花板瓦片組合物可包含超過〇至約7()重量％，較佳
約25至約7G重量％’最佳約4()至約&重量％之高或低密度形式 的珍珠岩。膨脹珍珠岩顆粒之尺寸並非關鍵，且並不認為須要使 用特別小的珍珠岩顆粒尺寸。亦可使用膨脹珍珠岩之相等物（例 如虫至石、_珠、料土或有孔黏幻以作為珍珠岩之替代物或 與珍珠岩結合。 礦棉 所揭露之吸音瓦片/板組合物亦可包含一般於吸音瓦片中所使用 之形式的礦棉。於天花板瓦片中之礦棉增加瓦片之吸音性（噪音 -係數NRC )。-般而5，礦棉之含量愈高，吸音性愈好。礦 14 200933004 棉亦於形成核心時有利於給予漿料膨脹性。 礦棉可為任何習知之礦質纖維，其係藉由稀釋玄武岩、火山山 渣、花崗岩或其他玻璃質礦質成分的熔融流所製得。熔融礦質係 經由孔口錄歧取（通㈣涉及_纖維），或者自旋轉杯^轉 子之正面以正切方式重新獲得（通常係涉及毛纖維）。礦棉成分較 佳係以0至約75重量％，更佳係以約i 〇重量％之量存在 、以下特定實_將進-步說明各種較實施態樣，其使用紙於 ❹ ❹ 產作為纖維質纖維及無機材料的來源。同樣地，除非相反地指明， 所有含量皆由以乾㈣總重量計之重量份數表示。毫無疑問曰地， 應暸解該些實施例僅係用以例示說明，而不應視為此揭露内容之 限制。 實施例 於以下實施例中，利用來自未用紙加工工礙之紙於渣。於漬係 由來自工廠加1區域之紙漿研磨及紙研磨的廢料流所組成。紙浆 研磨料亦包含某些約1/4英忖尺寸之木片。可於稀釋㈣以形成 漿枓後’利帛喃㈣移除木片。為形歧渣，使個別廢 料机通過個別之澄清器，並混合及濕壓縮懸浮固體，以致於可以 齡渣團塊之形式將其運送至填土處。於此情況下，取回土困塊並 :'下吸日天板瓦片及板配方。經虔、縮n查團塊包含 約45重量％之固體，且儘管纖維質纖維對無機材料之比率為88:12 至43:57，一般比率係65:35。 於使用於渔團塊前，將於淺過筛以移除木片，並於混合槽中加 工以獲仔特定均勾性。可研磨材料以取代篩除木片。以下所用 膨脹珍珠岩之密度係約6〇碎每立方英吸。所有重量％之值皆係以 15 200933004 乾重計。 [實施例1] 成分 1號控制板 1號測試板 2號測試板 3號測試板 4號測試板 礦棉 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 珍珠岩 55.0 55.0 55.0 55.0 55.0 澱粉 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 纖維(水漿） 19.0 0 4.75 9.5 14.25 纖維(淤渣） 0 19.0 14.25 9.5 4.75 纖維總計 19.0 19.0 19.0 19.0 19.0 石膏 10.0 2.0 4.0 6.0 8.0 淤渣 無機物 0.0 8.0 6.0 4.0 2.0 無機物總計 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 總計 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 性質 徑度(英吋） 0.481 0.494 0.504 0.504 0.478 密度(磅每立 方英B尺） 13.8 15.0 15.6 12.7 13.8 破壞模數 (磅每平方英 吋） 150 126 156 89 139 經校正之破 壞模數(磅每 平方英吋）， 於13.7磅每 立方英呎下 149 106 121 104 138 排水時間 (秒） 8.0 5.0 6.0 6.5 7.0
所有測試之經校正的破壞模數（MOR，磅每平方英吋）係依據 16 200933004 以下公式計算而得：經校正之破壞模數（碎每平方英經 校正之密度）2χ(實際破壞模數（磅每平方英吋））/(實際密度）2。於 此初期之研究中，使用8.0重量％之礦棉配方及標準之190重量％ 的纖維貝纖維成分來製造板。控制組包含〗9 0重量之習知水漿 、.歲、准貝纖維。]至4號測試板包含〇重量％之水漿纖維（1號測試 板）、25重量％之水漿纖維（2號測試板）、5〇重量％之水漿纖維㈠ 琥測試板）、及75重量％之水漿纖維（4號測試板）。當紙淤渣含 〇 量降低時，使用石膏補充來自紙淤渣之無機材料。1號控制板及1 至4號測試板之無機材料之總含量係維持於1〇 〇重量％。 由於大於100時每平方英吋之破壞模數被視為是充分的，故可 忐除了 3號測試板外，！至4號測試板的強度係可接受的。3號測 武板之經校正的破壞模數仍有1〇6。所有破壞模數之值皆標準化至 13.7磅每立方英呎之密度。 1號測試板（1 〇〇%之纖維及無機物來自紙淤渣）顯現明顯的優 勢係優異之5.0秒的排水時間。優異之排水時間加快產線速度，因 Ο 而進一步降低製造成本。1號測試板亦不包含水漿纖維質纖維且僅 包含2.0重虿％之最小量額外的石膏以維持1 〇·〇重量％之無機物的 總值。 [貫施例2] 成分 2 ί虎控制板 5號測試板 礦棉 0 0 珍珠岩 52.0 —— 52.0 興:粉 ------- 6.0 ------- 6.0 纖維(水漿） 18.0 —·— 0.0 17 200933004
實施例2之目的在於測試不含礦棉之 ❹ 。如上所示，5號測續 板之破壞模數仍然低於2號控制板20%，惟預s ° 1详損期增加i殿粉含量可 克服低於預期之破壞模數。5號測試板之主要優勢係3 25秒之優 異的排水時間，其低於2號控制板之一半的排水時間。 [實施例3] [成分"[ 3號控制板 6號測試板 7號測試板 8號測試板 9號測試板 礦棉 0 0 0 0 0 珍珠岩 52.0 52.0 52.0 52.0 52.0 殿粉 6 0 6.0 6.0 6.0 6.0 纖維(水聚） —-------- 18.0 ________ 0.0 ___一- 0.0 0.0 0.0 ^ 1 纖維(淤渣） ~~ 1 ~~ 0.0 —_____ 18.0 2〇.〇 22.0 24.0 18 200933004 ❹ 纖維總計 18.0 18.0 20.0 200 24.0 石膏 24.0 16.0 13.4 10.6 7.7 淤渣 無機物 0.0 8.0 8.6 9.4 10.3 無機物總計 24.0 24.0 22.0 20.0 18.0 總計 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 性質 徑度(英吋） 0.601 0.581 0.558 0.552 0.563 密度(磅每立 方英呎） 10.6 10.9 11.8 12.1 12.4 破壞模數 (磅每平方英 吋） 81 71 69 77 88 經校正之破 壞模數(磅每 平方英吋)於 12.0碌每立 方英呎之密 度下 103 86 71 75 82 排水時間 (秒） 7.5 3.25 4.0 5.0 5.35 於實施例3中，使用不同含量之石膏以補充由紙淤渣所提供之 無機材料。紙淤渣纖維含量亦於18至24重量％之間變化。如上所 示，增加淤渣纖維含量並未改善板強度，強度仍然低於3號控制 板約15°/。。然而，預期增加之澱粉含量可克服此缺點。此外，增 加之珍珠岩含量可促進板強度（破壞模數）。同樣地，當相較於3 號控制板時，6至9號測試板提供優異之排水時間。 [實施例4] 成分 (重量％) 4號控制板 10號測試板 11號測試板 12號測試板 19 200933004
密度(磅每立方英呎） 破壞模數（磅每平方 英叫) 排水時間(秒） 於實施例4中，係换一'〜 〜、’、寺義維含量為20重量％，而將珍珠岩用量 ❹ 經校正之破壞模數 (磅每平方英吋），於 12.0磅每立方英呎之 密度下 里主56重里％，且於11號及12號測試板中，降低 無機物總含量，以對應增加之珍珠岩。澱粉係維持於6.0重量％。 同樣地，相對於使用水漿纖維，使用來自紙淤渣之纖維的板顯 現優異之排水時間。板塊強度仍然低於控制板。儘管並不顯著， 但增加珍珠岩至56.0重量％的確增加了板塊強度。可使用額外之 20 200933004 澱粉以增加破壞模數。 [實施例5] 成分 (重量％) 5號控制板 Π號測試板 礦棉 0 0 珍珠岩 54.0 62.0 澱粉 6.0 9.0 纖維(水漿） 20.0 10.0 纖維(淤渣） 0.0 10.0 纖維總計 20.0 20.0 石膏 20.0 0.0 淤渣 無機物 0.0 9.0 無機物總計 20.0 9.0 總計 100.0 100.0 性質 徑度(英吋） 0.576 0.605 密度(磅每立方英呎） 10.9 10.9 破壞模數（磅每平方英吋） 90 116 經校正之破壞模數(磅每平 方英吋），於12.0磅每立方 英呎之密度下 109 141
於實施例5中，使用習知水漿纖維（10重量％ )及紙淤渣纖維 (10重量％ )之組合而無任何額外之石膏來製造13號測試板。於 使用前，使用機械攪拌器將紙淤渣團塊與水混合至20%之固體濃 度，並過濾以移除木片。移除木片後，紙淤渣漿料中纖維對無機 21 200933004 ^的比率係9〇:】〇。此高比率係歸因於在移除木片之 方中k損h由於無機材料的損失，故將額外之珍珠=入= 以13號測試板達到令人滿意的破壞模數，因而顯示可使用 k準水漿纖維及掩埋場之纖維的組合’添加或不添加額外無機材 料來製造天花板瓦片。較高之板強度亦歸因於增加之澱粉含量。 UJ 成分 (重量％) 6號控制板 14號測試板 15號測試板 16號測試板 17號測試板 '-~~--- 礦棉 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 珍珠岩 54.0 53.0 70.0 64.0 64.0 一~~~-- 澱粉 6.0 7.0 9.0 8.0 8.0 纖維(水漿） 20.0 ______· 20.0 21.0 7.0 0.0 --- 纖維(淤渣） 0.0 0.0 0.0 16.0 21.0 纖維總計 20.0 0.0 21.0 23.0 21.0 ''''-------- 石膏 20.0 0.0 0.0 0.0 0.0 — '--- 飛灰 0.0 20.0 0.0 0.0 0.0 淤渣 0.0 0.0 0.0 5.0 7.0 無機物 —---- _—- 無機物總計 20.0 20.0 0.0 5.0 7.0 總計 100.0 100.0 loo.o 100.0 100.0 ---- 性質 ----------- 徑度(英吋） 0.549 0.541 0.561 0.555 0.568 密度(碌每立方 11.5 12.6 11.9 12.6 12.0 英叹） — ____一 破壞模數(磅每 111 106 139 149 110 平方英忖） ______-- _______」 ❹ 22 200933004 經校正之破壞模 數(磅每平方英 吋），於12.0傍 每立方英呎之密 度下 121 96 141 135 110 噪音降低係數-無表面穿孔 0.24 0.22 0.18 0.25 0.22 ——— 於實施例6中，評估飛灰、較高含量之珍珠岩、水漿纖維及紙 淤渣纖維之組合、及不含無機材料之紙淤渣纖維配方的效果。於 15號測試板中，因高含量珍珠岩配方而增加殿粉含量至9重量0/〇， © 增加了板塊強度。於1 6號測試板中，紙淤渣纖維（16重量％ )與 水漿纖維（7重量％)及澱粉（8重量％ )的組合亦提供優異之板 塊強度。使用僅2 1重量％淤渣纖維及8重量％澱粉之高含量珍珠 石配方的1 7號測試板亦提供可接受之強度及嗓音降低係數 (NRC)。 [實施例7] 成分 (重量％) 7號控制板 18號測試 板 19號測試 板 20號測試 板 21號測試 板 礦棉 ——, 8.0 0.0 0.0 0.0 0.0 珍珠岩 57.0 53.0 52.0 60.0 56.0 澱粉 — 8.0 7.0 8.0 9.0 7.0 纖維(水漿） — 19.0 20.0 20.0 10.0 0.0 纖維(淤渣） 0.0 0.0 0.0 12.0 20.0 纖維總計 19.0 20.0 20.0 22.0 20.0 石膏 0.0 20.0 0.0 0.0 0.0 碳酸鈣 8.0 0.0 0.0 0.0 0.0 飛灰 *·—— 0.0 0.0 20.0 0.0 0.0 23 200933004 淤渣 無機物 0.0 0.0 0.0 9.0 17.0 無機物總計 8.0 20.0 20.0 9.0 17.0 總計 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 性質 徑度(英吋） 0.569 0.558 0.569 0.574 0.572 密度(磅每立方英 呎） 12.1 11.5 11.9 12.1 12.0 破壞模數(磅每平 方英吋） 121 133 99 148 125 經校正之破壞模 數(磅每平方英 吋），於12.0磅每 立方英呎之密度 下 119 145 101 146 125 排水時間(秒） 10.0 12.5 18.5 13.0 12.0 固體保留率 94.0 87.5 92.7 94.0 94.0
於實施例7中，評估經過篩而無木片之紙淤渣。纖維對無機材 料之比率為55.2:44.8。7號控制板減少的排水時間係歸因於在配 方中所存在之較低含量的無機物碳酸妈。部分（20號測試板）或 全部（21號測試板）使用紙淤渣之20號及21號測試板的排水時 間提供可接受之板塊性質及排水時間。於18號測試板中，由於飛 灰及無丨於渣無機物，故排水時間較長。 [實施例8] 成分(重量％) 8號控制板 22號測試板 礦棉 9 9 珍珠岩 54.0 54.0 澱粉 8 8 24 200933004 水漿纖維 20 0 碳酸鈣 9 0 淤渔纖維 0 20 於潰無機物 0 9 總計 100 100 完成板塊之物理性質（多孔的） 徑度(英吋） 0.559 0.560 密度(磅每立方英呎） 14.5 14.1 表面硬度(碎） 89.5 105.3 破壞模數(磅每平方英 吋） 155.7 124.4 經校正之破壞模數 (磅每平方英吋），於 14.5磅每立方英呎之 密度下 155.7 131.6 塵（公克/千平方英呎 (MSF)) 132.2 113.4 估計之噪音降低係數 0.576 0.629
未完成板塊之物理性質(無穿孔及 未塗漆） 徑度(英吋） 0.600 0.633 密度(磅每立方英呎） 11.8 12.9 表面硬度(碍） 90.5 93.8 破壞模數(磅每平方英 吋） 174.8 159.5 ❹ 磨光或磨擦經乾燥之板塊的表面至所欲之厚度或徑度，並以抗 垂塗料（sag resistant coating )#昆塗其背面。接著於固化前，修飾、 25 200933004 穿孔、及再次輥塗及/或噴塗板塊的正面。於實施例8中，8號控 制板包含所有水漿纖維，且22號測試板包含所有淤渣纖維。於加 工過程中’殺粉及無機物之含量係相同的。22號測試板顯現充分 之強度且具有較高之噪音降低係數，其對於吸音天花板瓦片及板 係極重要的。所有其他性質係可接受的。 口此，來自未用紙研磨過程或回收紙研磨過程之紙於渣所提供 之纖維可全部或部份取代標準水漿纖維。可以紙漿研磨方法或紙 研磨方法產生於渣。較佳地’應移除存在於紙漿研磨方法之淤渣
中的木片。使用紙淤渣作為纖維質纖維及無機材料的主要來源提 供可接f之板塊性質及改良之排水時間，並降低與製造吸音天花 板瓦片及板相關之原料成本。 儘s僅提出特定實施態樣，但對於熟於此項技藝之人士而士， 上敘述之修改及變化係顯而易見的。該些及其他變化純 '丁、視為與本發明相同，且係於本發明之揭露範_與後述 利範圍之權利保護範圍内。 。月專
【圖式簡單說明】 (無）。 【主要元件符號說明】 (無）。 26

Claims (1)

  1. 200933004 七、申請專利範圍： 1. 一種吸音板，包含： 0至約75重量％之礦棉； 超過0至約30重量％之無機材料，其係選自以下群組： 硫酸鈣、碳酸鈣、黏土及其混合物； 超過0至約15重量％之黏合劑，其係選自以下群組：澱 粉、乳膠、殿粉及纖維質纖維之組合、牛皮紙膠（kraftpaper gel)及其混合物； ® 約25至約75重量％之珍珠岩；以及 約10至約40重量°/。之纖維質纖維， 其中至少一部分之該纖維質纖維及至少一部分之該無機 材料係紙漿及紙加工廢料，其係包含纖維質纖維及選自由黏 1 土、竣酸妈及其混合物所組成之群組之無機材料。 2. 士 求項1之板，其中5亥紙漿·及紙加工廢料係由未用紙（virgin paper )加工工廠或紙回收工廠之其中一者所產生。 Q 3·如請求項1之板，其中該礦棉係以少於或等於1〇重量％之量 存在。 4. 如請求項1之板，其中該無機材料係以少於或等於2〇重量％ 之量存在。 5. 如請求項1之板，其中該澱粉係以約5至約15重量％之量存 在。 6. 如請求項1之板，其中該珍珠岩係膨脹珍珠岩（expanded perlite) ’且其係以約40至約65重量％之量存在。 7. 如請求項6之板，其中該膨脹珍珠岩之密度係小於2〇磅每立 27 200933004 方英呎（pcf)。 8· —種吸音板，包含： 0至約75重量％之礦棉； 超過0至約3 0重量％之石膏； 超過〇至約15重量％之黏合劑，其係選自以下群組：澱 粉、澱粉及纖維質纖維之組合、乳膠'牛皮紙膠及其混合物； 約25至約70重量％之珍珠岩；以及
    超過〇至40重量％之纸漿及紙加工廢料，其係包含纖維 質纖維及選自由黏土、碳酸鈣及其混合物所組成之群組之無 機材料。 9.如請求項8之板，其中該紙漿及紙加工廢料係由未用纸加工 工廠或紙回收工廢之其中一者所產生。 1〇_如請求項8之板，其更包含由—水漿紙（hydr〇pu丨pedpaper) 來源所獲得之纖維質纖維。 11 ·如叫求項8之板，其中該礦棉係以少於或等於⑺重量。/。之量
    存在。 12·如請求項8之板，其中該石膏係以少於或等於2〇重量％之量 存在。 13_如叫求項8之板，其中該澱粉係以約5至約丨5重量％之量存 在。 14.如明求項8之板，其中該珍珠岩係膨脹珍珠岩，且其係以約 40至約65重量％之量存在。 種用於在水製説法（water_pr〇cess )中製造吸音板的 方法’該方法包含： 28 200933004 形成一含水漿料，包含： 一膨脹珍珠岩； 一热機材料，其係選自以下群組：硫酸鈣、碳酸鈣、 黏土及其混合物； 一纖維質纖維；以及 一黏合劑，其係選自以下群組：澱粉、澱粉及纖維 質纖維之組合、乳膠、牛皮紙膠及其混合物， ❹ 其中至少一部分之該纖維質纖維及至少一部分之該 热機材料係紙漿及紙加工廢料，其係包含纖維質纖維及選自 由黏土、碳酸鈣及其混合物所組成之群組之無機材料； 使該漿料連續流至一移動之有孔支撐管（supp〇rt wire) 上’以形成一團塊（cake ); 將5玄團塊脫水以形成—基材圑簇（base mat );以及 乾燥該基材團鎮以製造吸音瓦片。 16. 〇 17. 如4求項15之方法，其中該紙漿及紙加工廢料係由未用紙加 工工廠或紙回收工廠之其中一者所產生。 如明求項15之方法，其中至少一部分之該纖維質纖維係由一 水紫·紙來源所獲得。 18·如請求項15之方法，其中該珍珠岩係膨脹珍珠岩，且以乾重 十其係以約40至約65重量％之量存在。 19.如請求項15之方法，其中所得到之板包含： 超過0至約75重量％之礦棉； 超過0至約30重量％之石膏； 超過0至約I5重量％之黏合劑，其係選自以下群組：澱 29 200933004 粉、澱粉及纖維質纖維之組合、乳膠、牛皮紙膠及其混合物； 約25至約70重量％之珍珠岩；以及 起過0至40重量％之紙漿及紙加工廢料，其係包含纖維 質纖維及選自由黏土、碳酸鈣及其混合物所組成之群組之無 機材料。 20.如請求項丨5之方法，其中所得到之板包含： 超過〇至約1〇重量％之礦棉； 超過0至約20重量％之石膏； 約5至約】5重量％之黏合劑，其係選自以下群組：澱粉、 崴粉及纖維質纖維之組合 '乳膠、牛皮纸膠及其混合物； 約40至約7〇重量％之珍珠岩；以及 最高達40重量％之紙漿及紙加工廢料’其係包含纖維質 ''裁、准及遥自由黏土、碳酸舞及其混合物所組成之群組之無機 材料。 30 200933004 四、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：（無）。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明：（無）。
    五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無）。
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