JP2011503402A - 改善された吸音を有する低密度吸音パネルを製造する方法 - Google Patents

Abstract

水フェルト化法を用いて、改善された吸音特性を有する低密度の高ミネラルウールベース吸音パネルを製造するために有用な方法が開示される。この方法は、水、ミネラルウール、熱可塑性結合剤および／またはデンプンを含む希薄スラリー混合物を形成する工程；および希薄スラリーを多孔性キャリヤ上に分布させ、重力によって水を除去する重力排水によってスラリーをベースマットに脱水させる工程を含む。真空は、重力脱水ベースマットに真空を徐々にかけるように調整され、ベースマットを圧縮する静圧にマットを曝すことなく、ベースマットをさらに脱水する。ベースマットは乾燥されて、吸音天井製品を形成し、これは、低密度および優れた吸音特性を有する。

Description

関連出願の相互参照
本発明は、その全体が参照により本明細書に援用される、２００７年１１月２０日に出願された、米国特許出願第１１／９４３，３７５号明細書からの優先権を主張する。

本発明は、改善された吸音力を有する天井および他の用途のための低密度の高ミネラルウール吸音タイルおよびパネルを製造する方法に関する。より詳細には、本発明は、従来の水フェルト化法を用いて製造された吸音パネルより高いＮＲＣ値を有するより低い密度の高ミネラルウール吸音天井製品を得るために改善された水フェルト化法を用いて製造された吸音パネル構成物に関する。

ミネラルウールおよび軽量骨材の希薄水性分散液の水フェルト化は、吸音天井タイルまたはパネルを製造するためのよく知られている商業的な方法である。この方法では、ミネラルウール、軽量骨材、セルロースファイバー、結合剤および他の所望の成分の水性スラリーが、脱水のために、移動小孔支持金網、例えば、ＦｏｕｒｄｉｎｉｅｒまたはＯｌｉｖｅｒのマット成形機の移動小孔支持金網などの上に流される。スラリーは、最初に重力で脱水され、次いで、真空吸引手段によって脱水されて、ベースマットを形成する。次いで、湿潤ベースマットは、ロールと支持金網との間で所望の厚さに押圧されて（場合によってはさらなる真空をかけて）、さらに水を除去する。この湿潤ベースマットは、加熱対流乾燥オーブン中で乾燥され、乾燥された材料は所望の寸法に切断され、割れ目を生じさせ、および／または孔が開けられ、吸音性が与えられ、場合によって上塗りされて（例えば、塗料で）、吸音タイルおよびパネルを製造する。

ミネラルウール吸音タイルは必然的に極めて多孔性であり、良好な吸音を与える。それらの全体が参照により全て本明細書に援用される、米国特許第３，４９８，４０４号明細書；同第５，０４７，１２０号明細書および同第５，５５８，７１０号明細書に教示されるように、ミネラルウールファイバーはまた、その構成物中に取り込まれて、吸音特性を改善させ、軽量吸音タイルまたはパネルを与える。

その全体が参照により本明細書に援用される、米国特許第５，９６４，９３４号明細書には、吸音タイル製品を製造するために、水フェルト化法におけるミネラルウール、膨張パーライト、セルロースファイバー、および場合によって、二次結合剤からなる構成（ｆｕｒｎｉｓｈ）において、その水保持を減らすためにシリコーン化合物で処理された膨張パーライトの使用が教示されている。

吸音タイル構成物は結合剤を含む必要があり、これは通常、デンプンを用いている。それらの全体が参照により本明細書に援用される、米国特許第５，９１１，８１８号明細書および同第５，９６４，９３４号明細書には、その構成物の１５重量％程度がデンプンであってもよいが、６〜７重量％がより普通に使用されることが提案されている。

その全体が参照により本明細書に援用される、米国特許第５，２５０，１５３号明細書には、吸音タイル構成物のためのラテックス結合剤の使用が記載されており、広範なラテックス結合剤がこの使用のために提案されている。

その全体が参照により本明細書に援用される、米国特許第６，８５５，７５３号明細書には、従来のデンプン結合剤を置き換えるためにポリアミンエピクロロヒドリン樹脂などの湿潤強度樹脂が用いられること、および得られた構成物が、水フェルト化法において吸音タイルおよびパネル中により効率的に加工され得ることが提案されている。

その全体が参照により本明細書に援用される、米国特許出願公開第２００４／２０９０７１Ａ１号明細書には、吸音パネルの製造のための構成物が１種または複数の充填剤、１種または複数の結合剤、および水ならびに亜鉛ピリチオンを含むことが開示されている。

その全体が参照により本明細書に援用される、米国特許出願公開第２００５／１９１４６５Ａ１号明細書には、改善された耐衝撃性および優れた吸音値を有する、耐酷使性のキャスト吸音天井タイルが開示されている。この天井タイルは、キャスティング法における湿潤パルプの表面に適用された骨材粒子を有し、この粒子は、ロールおよび／または平滑プレートを用いた圧縮によりパルプ中に埋め込まれる。

ＣＯＮＳＴＥＬＬＡＴＩＯＮブランドのベースマットは、ミネラルファイバー、アニオン安定ラテックス結合剤、および結合剤からなる希薄水分散液を形成し、カチオン性ポリアクリルアミドの使用などによって少量の凝集剤を添加することによって、この結合剤固形物をミネラルファイバー材料上に結合させ、このスラリーを支持金網の第一浸水区域上に移動させ、絡み密集体の間隙空間に水を有する開口絡み構造密集体を形成することによって、小孔支持金網上に製造される耐サグ性の軽量ミネラルパネルである。水は密集体から取り去られ、密集体は、加熱乾燥空気を開口絡み構造に通すことによって乾燥される。

ＵＳＧ Ｉｎｔｅｒｉｏｒｓ，Ｉｎｃ．によって製造されるＭＡＲＳ ＣＬＩＭＡＰＬＵＳ（登録商標）ブランド吸音パネルは、裏面塗布ＣＯＮＳＴＥＬＬＡＴＩＯＮベースマットおよびラミネート不織ガラス繊維スクリム外装材を用いる高性能吸音天井製品である。ＭＡＲＳブランド製品は、平滑な白色の質感、優れた高湿度サグ性能、良好な吸音値、高率の再生含有量、低いホルムアルデヒド放出、および抗菌特性を含む、多くの利点を有する。現在のＭＡＲＳブランド製品は、３／４インチ（１．９１ｃｍ）厚であり、ＮＲＣは０．７０およびシーリング減衰クラス（ｃｅｉｌｉｎｇ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ｃｌａｓｓ）（以後、「ＣＡＣ」とも呼ばれる）は３５である。

騒音減少率（ＮＲＣ）は、特定の表面に当たった後に吸収される音響エネルギーの量のスケール表示であり、ＮＲＣ値０は、完全反射を示し、ＮＲＣ値１は、音響エネルギーの完全吸収を示す。ＮＲＣ値は、周波数２５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１０００Ｈｚおよび２０００Ｈｚにおける特定表面の４つの吸音係数の平均であり、これは、通常の人の話言葉の範囲をカバーする。ＡＳＴＭ Ｃ４２３による実験室での材料の実験室試験において、通常の設置における場合と同様に、試料の表側のみが音響エネルギーに曝される。一部の環境下で、１超のＮＲＣ値が得られることがあるが、これは、回折／（エッジ効果対面積効果）による試験法の不自然な結果である。

シーリング減衰クラス（ＣＡＣ）等級は、音が１つの部屋の天井を通して、共通プレナムを経て隣室に伝えられるときに、音が失われる大きさを定量化する。より高いＣＡＣ等級は、その天井系が、より少ない音響伝送を可能にすることを示す。ＣＡＣは、試験標準ＡＳＴＭ Ｅ１４１４を用いて測定され、ここで、音響レベルは、音源室および隣室で測定される。

垂直入射吸音は、修正ＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８に従って決定することができ、ここで、垂直入射吸音は、インピーダンス管において４つの周波数、すなわち、２５０、５００、１０００および１６００Ｈｚの平均から測定される。ＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８は、第４の周波数が２０００Ｈｚではなく、１６００Ｈｚであるので、「修正されて」いる。Ｐｕｌｓｅ（商標）Ｍａｔｅｒｉａｌ試験プログラムＴｙｐｅ７７５８、２マイクロホンインピーダンス測定管Ｔｙｐｅ４２０６（４００ｍｍ直径）、電力増幅器Ｔｙｐｅ２７０６およびＰｕｌｓｅ（商標）、マルチアナライザーシステムＴｙｐｅ３５６０からなるＢｒｕｅｌ ＆ Ｋｌａｅｒ Ｐｕｌｓｅ（商標）材料試験システム上で、試料は、背面空気空間なしに、すなわち、吸音パネルは平坦な金属面上に存在させて試験される。ＥＮＲＣ値は、実験室試料の吸音特性の一つの尺度としてしばしば使用される。

現在のＭＡＲＳ ＣＬＩＭＡＰＬＵＳ（登録商標）ブランド吸音パネル製品の利点を有するより高いＮＲＣ製品が望ましい。

より低密度の製品を製造しようとして構成物のストックフローを低下させることによって水フェルト化法を用いてより高い騒音減少率（ＮＲＣ）のＣｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ製品を製造することも試みられてきたが、これらの試みは、減少した製品厚さにおいて以外は、従来のパネルに対してほぼ近い密度を有した製品を製造したのみであった。

本発明は、開口構造および改善された吸音特性を有する吸音天井パネルを製造する方法であって、
ミネラルウールと、熱可塑性結合剤、デンプンならびに熱可塑性結合剤およびデンプンの混合物からなる群の少なくとも１種の構成剤と、任意選択の添加剤とを含み、３．０から６．０重量％の固形分濃度を有する水性スラリー混合物を与える工程と；
スラリーを多孔性キャリヤ上に分布させる工程と；
分布スラリーを脱水し、前記脱水は、少なくとも１つの重力排水ボックスにわたる多孔性キャリヤ上のスラリーを重力排水させ、重力排水ベースマットを形成し、スラリーは２から２０秒の時間にわたって７４から８４重量％の水濃度まで重力排水される工程と；
重力排水ベースマットに、第１の真空、通常最大約０．７インチＨｇ、例えば、約０．３から０．７、例えば、約０．５インチＨｇの真空を約２〜２０秒間かけて、ベースマット中の水の約１８％から３４％を除去し、次いで、重力排水ベースマットに第２の真空をかけて、重力排出ベースマットから水のさらなる１０％から５２％（ベースマットを第１の真空印加下においた後のベースマット中の水の量に対して）を除去することによって、真空排水して、水を除去する工程とを含み、ここで、第２の真空の印加は通常、約２．０〜４．０インチＨｇの真空で約２〜２０秒間であり、静圧によってマットを著しく圧縮することなく真空排水の量を増加させ、その結果、真空排水は、乾燥ベースマットの密度を重力排水ベースマットに比べて乾燥基準で０％から１０％だけ増加させ；および
ここで、乾燥基準の真空排水マットは、立方フィート当たり約１０．９から約１５．０ポンドの密度および約０．８０から約０．９５の騒音減少係数を有する、方法を提供する。

本発明の方法は、より低い密度、より開口したマット構造の製造によって改善された吸音を有する低密度の高ミネラルウール吸音マットまたはパネルの製造を可能にする。この方法において、水、ミネラルウール、熱可塑性結合剤および／またはデンプンならびに微量成分からなる希薄スラリーは、最初に重力排水によって、次いで、徐々に増加するレベルの真空排水によって脱水される。したがって、マットは真空によりかけられる静圧によって著しく圧縮されない。得られたマットは、通常の水フェルト化法によって製造される標準ＣＯＮＳＴＥＬＬＡＴＩＯＮ吸音製品よりも増加した厚さ（ｃａｌｉｐｅｒ）および低い密度を有する。製造されるＣＯＮＳＴＥＬＬＡＴＩＯＮ吸音製品は、通常の水フェルト化法によって製造されるミネラルウール吸音マットまたはパネル吸音製品よりも高い騒音減少係数（以後、「ＮＲＣ」とも呼ばれる）を有したベースマットも有する。

特に、約０．８０から０．８５の騒音減少係数（ＮＲＣ）値および約３３から３６のＣＡＣを有したより開口したマット構造の製造によって改善された吸音を有する低密度の高ミネラルウール吸音マットまたはパネルを製造することが望ましい。例えば、製造される吸音製品は、０．８５のＮＲＣおよび３５のＣＡＣを有することができるか、０．８０のＮＲＣおよび３５のＣＡＣを有することができる。

本発明者らは、より低い密度、より高いＮＲＣのミネラルウール吸音マットまたはパネル製品が、真空排水の間にかけられる真空および製造ラインのウェットエンド部分での乾燥工程を制御し、形成ベースマットの圧縮を最小化することによって得ることができる。好ましい実施形態において、ウェットエンドは、（１）重力排水ボックス上の設定を調整すること；（２）ベースマットの最小押圧であるようにトップワイヤフォーマーのレベルを上昇させること；および（３）真空ボックスの設定を調整し、ベースマットに対する真空の徐々の印加を可能にさせることによって稼動する。

本発明はまた、パネル密度と、パネル厚さと、ＮＲＣとの間の実証的関係を用いて、本発明のパネルを製造する方法を制御することも提供する。

本発明の方法では、高性能ガラス繊維製品に匹敵する改善された吸音特性を有するより低い密度の高ミネラルウール吸音天井製品が製造される。

重力排水を最大化し、上部ワイヤフォーマーの押圧位置を上昇させ、塵埃および損分をなくし、真空を徐々に導入することによって、０．８５以上のＮＲＣとともに、立方フィート当たり１１〜１２ポンド（ｐｃｆ）（１７６ｋｇ〜１９２ｋｇ／立方メートル）のウェットエンド密度を有する自由形成製品を得ることができる。公称１２ｐｃｆの密度が、下流の真空ボックスによりもたらされる静圧および貫流乾燥の適用にもかかわらず、トリマーで維持される。

本発明では、ベースマットの厚さに依存して０．８０から０．９０のＮＲＣ値とともに１２〜１２．５ｐｃｆ（１９２〜２００ｋｇ／立方メートル）の範囲の密度を有するベースマットを得ることもできる。真空度を徐々に増加させる効果は、最大重力排水を与えることよりも有意により重要であることが見いだされた。

本発明では、より低い密度のベースマットの製造に役立つために徐々に増加する真空設定を用いる以外は標準ウェットエンドのセットアップを用いることによって、０．８０のＮＲＣとともに公称０．９００インチ（２．２９ｃｍ）の製品を得ることもできる。

本発明の吸音パネルの実施形態の斜視図である。 製造工程の仕上げ段階までの本発明の製品を製造するための製造ラインの概略図である。 希薄スラリーをライン上に分布させ、次いで、スラリーを重力排水ボックス、次いで、トップワイヤフォーマープレスのもとに置くための製造ラインの第１の部分（ウェットエンド）の概略図である。 トップワイヤフォーマーから真空ボックスまでの製造ラインの真空排水および初期の乾燥機部分の概略図である。 本発明の方法に従って製造される裏面塗布パネルについて、推定騒音減少係数（ＥＮＲＣ）対パネル厚さのグラフである。 本発明の範囲内の密度におけるベースマットおよび裏面塗布パネルについて、ＮＲＣ値対パネル厚さのグラフである。 本発明の方法に従って製造される低、中および高密度ベースマットについて、推定騒音減少係数対パネル厚さのグラフである。

Ａ．パネル
図１は、本発明の吸音タイルまたはパネル１０の実施形態の斜視図を示す。

Ｂ．配合
本発明の１つの実施形態において、本発明のパネルを製造するために使用される構成物の成分は、ミネラルウール（スラグウールファイバー）、熱可塑性結合剤および／またはデンプン、水ならびに任意の任意選択の成分、例えば、凝集剤である。その乾燥成分および湿潤成分は混合されて、希薄スラリーを生成し、これは堆積されて、希薄スラリー層を形成する。希薄スラリーに添加されるミネラルウールファイバーは、スラリー層の全厚さにわたるマトリックス中に均一に分布され、これは、さらなる処理後に、最終的にパネルを形成する。本発明のパネルは通常、乾燥成分の総重量の約７０から９５重量％のミネラルウール、６から７重量％の合わされた熱可塑性結合剤およびデンプン、ならびに水から形成される。

好ましい実施形態において、パネルは、乾燥成分基準で約９０〜９５重量％、例えば、９３重量％のミネラルウール、約４．５〜５重量％、例えば、４．７重量％の熱可塑性結合剤および１．５〜２．５重量％、例えば、２．０重量％のデンプンから形成される。

１．ミネラルウール
本発明で用いられるミネラルウールは、ミネラルウールベースの吸音タイルおよびパネルの製造に従来用いられた種類の合成ガラス質（シリケート）ファイバーと時に称されるスラグウールファイバーである。ミネラルウールは一般に、高速空気を用いて溶融スラグを繊維化することによって製造される細いフィラメントである。ミネラルウールは通常、ミネラルウールベース吸音タイルを製造する際に従来用いられるのと同じ種類のものからなる。

２．デンプンおよび熱可塑性結合剤
用いられ得る結合剤はデンプンであることができ、これは、その費用効果のためにミネラルウールベース吸音構成物における使用についてよく知られている。

デンプンの有無にかかわらず用いられ得る他の結合剤は、ミネラルウールに基づく吸音タイルにおいて従来使用された種々の熱可塑性結合剤（ラテックス）から選択され得る。これらのラテックスは、約３０℃から約１１０℃の範囲のガラス転移温度を有し得る。これらのラテックス結合剤の例には、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル／アクリル酸エマルジョン、塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、スチレン／アクリル酸コポリマーおよびカルボキシル化スチレン／ブタジエンが含まれる。典型的な熱可塑性ラテックスは、９０℃から１００℃（１９４から２１２°Ｆ）の範囲のガラス転移温度を有するスチレンアクリル酸ラテックスである。

３．他の成分
任意選択のさらなる成分には、凝集剤、セルロースファイバー、膨張パーライトなどの軽量骨材、クレー、硫酸カルシウム二水和物、および石灰石が含まれ得る。ＡＳＴＭ試験番号Ｅ１１９によって定義されるような耐火性を与えることが望まれる場合に、クレーは少なくとも４％、好ましくは少なくとも２０％の量で使用されることが必要であると従来考えられている。ボールクレーなどの市販のクレーは、この目的に使用され得る。

さらに、本発明の吸音構成物には、無機充填剤（マイカなど）、珪灰石、シリカ、石膏、スタッコおよび炭酸カルシウム、他の軽量骨材、界面活性剤ならびに凝集剤が含まれ得る。これらの成分は、吸音タイル構成物を製造する当業者によく知られている。

本発明は、材料のいずれの特定の量にも限定されないが、本発明では、約３から６重量％の範囲の固形分含量を有する水性スラリーにおいて表１に示される量で以下の成分を含む構成物が企図される。

希薄スラリーは、本明細書の利益を有する吸音パネル製造技術をよく知っている当業者に想起される様々な方法によって堆積させ得る。例えば、それぞれのパネルを製造するバッチ工程を用いるよりもむしろ、連続シートが同様に製造され得、これは、その材料を乾燥させた後に、所望の寸法のパネルに切断され得る。

Ｃ．本発明のパネルの製造
第１の実施形態において、本発明は、開口構造および改善された吸音特性を有する吸音天井パネルを製造する方法であって、
ミネラルウールと、熱可塑性結合剤、デンプンならびに熱可塑性結合剤およびデンプンの混合物からなる群の少なくとも１種の構成剤と、任意選択の添加剤とを含み、３．０から６．０重量％の固形分濃度を有する水性スラリー混合物を提供する工程と；
スラリーを多孔性キャリヤ上に分布させる工程と；
分布スラリーを脱水し、前記脱水は、少なくとも１つの重力排水ボックスにわたる多孔性キャリヤ上のスラリーを重力排水させて、重力排水ベースマットを形成し、スラリーは２から２０秒の時間にわたって７４から８４重量％の水濃度まで重力排水される工程と；
重力排水ベースマットに、第１の真空、通常最大約０．７インチＨｇ、例えば、約０．３から０．７、例えば、約０．５インチＨｇの真空を約２〜２０秒間かけて、ベースマット中の水の約１８％から３４％を除去し、次いで、重力排水ベースマットに第２の真空をかけて、重力排水ベースマットから水のさらなる１０％から５２％（ベースマットを第１の真空印加下においた後のベースマット中の水の量に対して）を除去することによって、真空排水して、水を除去する工程とを含み、ここで、第２の真空の印加は通常、約２．０〜４．０インチＨｇの真空で約２〜２０秒間であり、静圧によってマットを著しく圧縮することなく、すなわち圧縮は真空排水ベースマットの厚さの１０％未満で真空排水の量を増加させ、その結果、真空排水は、真空排水ベースマットの密度を重力排水ベースマットに比べて乾燥基準で０％から１０％だけ増加させ；および
ここで、乾燥基準の真空排水ベースマットは、立方フィート当たり約１０．９から約１５．０ポンドの密度および約０．８０から約０．９５の騒音減少係数を有する、方法を提供する。

本発明の吸音パネルを製造するための必要な操作条件下で本発明の方法を行うための装置は、図２、図３Ａおよび図３Ｂの図に例示される。

図２は、本製品を製造するための吸音パネル製造ライン１２の実施形態を示す。図２を参照して、本方法は、撹拌機（図示せず）を備えた従来の混合装置において、ミネラルウールを水ならびに結合剤および／またはデンプンと混合して、希薄水性原液スラリー３０を形成することによって開始される。ミネラルウールは通常、ミネラルウールベース吸音タイルを製造する際に従来使用されるのと同じ種類のものからなっていてもよい。ミネラルウールならびに結合剤および／またはデンプンは十分な水と混合されて、ミネラルウール、デンプン、熱可塑性結合剤、水およびさらなる添加剤からなる原液スラリー３０を製造する。例えば、スラリー３０は、約４．５重量％の固形分を含み、ミネラルウールはその固形分の９３重量％を構成する。

図３Ａに示されるように、原液スラリー３０は、ヘッドボックス２０に供給される。原液スラリー３０は、エンドレス金属ワイヤー形成面６５上に堆積されて、ベースマット１５を形成し、方向「Ｔ」に移動しながら、重力排水ボックス１、２、３、４を有する重力排水システム５にわたって通過する。形成面６５の上を通過するスラリー３０中の水は、重力排水ボックス１、２、３、４（図３Ａ）による重力排水によって最初に脱水され、その後、ベースマット１５は、トップワイヤフォーマー７０およびニップ８０を通過する。４つの重力排水ボックス１、２、３、４はスラリーを徐々に脱水する。

４つの重力排水ボックス１、２、３、４は、本発明下の所望の操作条件に従って開放または閉鎖位置に設定されて、重力排水ベースマット１５を形成する。

Ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ（登録商標）ブランド吸音パネル製品を製造するための標準的な（従来の）方法において、重力排水ボックス１、２は閉じられており、重力排水ボックス３は半開であり、重力排水ボックス４は完全に開いている。０．７０のＮＲＣを有する３／４インチ（１．９ｃｍ）吸音パネルを製造するための標準的な（従来の）操作条件下で、ウェットエンドの設定は、ベースマット１５から可能な限り多くの水を排水させるのではなく、トップベルトがベースマットを押圧し、比較的平滑な面を得ることができるように、ニップ点８０でベースマットの適切な厚さ（ｃａｐｉｐｅｒ）を与えるために十分なだけの水を除去するように設計される。重力排水によって除去される水が多過ぎる場合、厚さが不足し、面が平坦でなくなり、かつ研摩後にむらを生じ得る。重力によって除去される水が少なすぎる場合、乾燥機中において、ベースマット１５の水負荷が多過ぎ、遠心ブロアー中に入る水が多過ぎて下流の真空ボックスに供給され、ライン速度を減少させる。

本発明において、重力排水は、好ましくは、少なくとも１つの重力排水ボックスにわたる多孔性キャリヤ上のスラリーを重力排水させて、重力排水ベースマットを形成する工程を含み、ここで、スラリーは、２から２０秒の期間をかけて７４から８４重量％の水濃度にまで重力排水される。したがって、この実施形態において、好ましくは、ボックス１、２、３、４（図３Ａ）の少なくとも１つがスラリーを２から２０秒の期間かけて７４から８４重量％の水濃度にまで重力排水させ、その後、ベースマット１５は、トップワイヤフォーマー７０およびニップ８０を通過する。

次いで、重力排水ベースマット１５は、トップフォーマーワイヤ７０の下、およびローラーニップ８０を通って送られる。ベースマット１５は通常、重力排水および押圧後に約７４〜８４重量％の自由水を含み、その後、ベースマット１５に徐々に真空をかけるために種々の選択された真空条件に設定された６つの真空ボックス９０、９１、９２、９３、９４、９５（図３Ｂ）を有する真空システム１０６を通って送られる。真空ボックス９１、９２、９３、９４および９５は、マルチゾーン乾燥機２００の第１のゾーン１００と一緒に働く。脱水および乾燥のために、マルチゾーン乾燥機ゾーンを通って、水は最終ベースマット１５中約２重量％の濃度にまで除去される。

図３Ｂは、トップワイヤフォーマー７０から真空システム１０６および第１の乾燥機ゾーン１００までの製造ラインを示す。真空システム１０６は、２つの大型遠心ブロアー１０２および１０４により供給される６つの真空ボックス９０、９１、９２、９３、９４、９５を有する。

９０と表示された第１の真空ボックス（本明細書において「プレスボックス」または「プレス後（ＡＰ）ボックス」とも呼ばれる）および次の２つのボックス９１および９２は、遠心ブロアー１０２によって供給される。

３つの真空ボックス９３、９４および９５からなる第２の群は、遠心ブロアー１０４によって供給される。産業界で使用される典型的なブロアーは、５０から４００馬力を有し、５，０００から２５，０００立方フィート／分（ｃｆｍ）（１４０〜７００立方メートル／分）の空気流を発生させ得る。

ベースマット１５は、ウォータージェットカッター１０７を通して送られ、ＡＰ真空ボックス９０の直後でかつベースマット１５が乾燥機２００に入る前にベースマット１５を機械と直交する方向に切断する（図２および図３Ｂ）。

上述の通り、乾燥機２００はマルチゾーン乾燥機である。図３Ｂは、第１の乾燥機ゾーン１００を示す。第１の乾燥機ゾーン１００は、熱風を真空ボックス９１、９２、９３、９４、９５に供給するために用いられる。対照的に、ＡＰ真空ボックス９０は、周囲温度の空気のみを引き込む。

通常操作条件下で、ＡＰボックス９０およびボックス９１、９２、９３は全て、完全に開いた位置にあり、ボックス９４、９５は完全に閉じている。標準的な（従来の）製造運転の間に、真空ボックス９０、９１、９２、９３、９４、９５は通常、それらの自然な圧力から調整されず、真空圧はモニターされない。従って、従来のシステムにおいては、ゾーン１００の下流の乾燥機２００のゾーンでの乾燥前に、可能な限り多くの水がＡＰボックス９０およびボックス９１、９２、９３（乾燥機の第１のゾーン１００に関連して稼動する）によって除去される。

しかし、本発明においては、真空システム１０６では、ＡＰ真空ボックス９０、次いで第１の遠心ブロアー１０２により供給される真空ステーション９１から９２および第２の遠心ブロアー１０４により供給される真空ボックス９３、９４および９５における漸進的な真空でベースマット１５が処理される。ベースマット１５がマルチゾーン乾燥機２００を通過するにつれて、ベースマット１５の所望の厚さ（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｒ ｃａｌｉｐｅｒ）を保持しながら可能な限り多くの水が除去され、ベースマット１５は最終パネル１０まで乾燥され、これは適切な大きさに切断され、場合によってその表面に対してサンドペーパーがかけられ、塗装され、および／またはラミネートされ、また場合によって裏面コーティングが施される。裏面コーティングは、当技術分野では広く知られている。裏面コーティングに当技術分野で用いられるコーティングには通常、ラテックス系コーティングおよび樹脂系コーティングが含まれ、これらは一般的には通常、ホルムアルデヒド系樹脂（例えば、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂）、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂または尿素−ホルムアルデヒド樹脂系コーティングである。

本発明のこの実施形態において、ＡＰボックス９０は、部分的または完全に閉じており、真空ボックス９１、９２、９３は開いているが、かけられる真空の量はかなり減少し（従来の処理に比べて）、ベースマット１５を圧縮することを回避する。対照的に、標準的な製造ラインでは、ＡＰボックス９０は完全に開いており、かつ第１、第２および第３の真空ボックス９１、９２、９３は完全に開いている。

真空ボックス９４および９５は、標準的な操作手順およびこの実施形態のための本発明の操作手順の下では通常閉じている。

したがって、本発明のこの実施形態において、水は、押圧されたベースマットに対して最大約０．７インチＨｇ（０．００２３７ＭＰａ）、例えば、約０．３から０．７インチＨｇ（０．００１０２から０．００２３７ＭＰａ）、例えば、約０．５インチＨｇ（０．００１６９ＭＰａ）の第１の部分的な真空を約２〜２０秒間かけるＡＰ真空ボックス９０により除去され、次いで、残りの真空ボックスは、押圧されたベースマットに対して約２．０から約４．０インチＨｇ（約０．００６７７から約０．０１３５ＭＰａ）の第２の真空を約２〜２０秒間かけて、マットを静圧によって著しく圧縮することなしに、真空排水のレベルを増加させる。この実施形態により、立方フィート当たり約１０．９から約１５．０ポンド（約１７４．６から約２４０．３グラム／リットル）の密度および約０．８０から約０．９５の騒音減少係数を有する脱水された乾燥ベースマット（言い換えれば、乾燥機２００後のベースマット）がもたらされる。

本発明によれば、必要に応じて、押圧されたベースマットに対して最大約０．７インチＨｇ、例えば、約０．３から０．７、例えば、約０．５インチＨｇの第１の部分的な真空を約２〜２０秒間かけるように、プレス後の真空ボックス９０は完全に閉じた位置にあるように調整され、かつ第１の乾燥機ゾーン１００における第１の真空ボックス９１は少なくとも部分的に閉じた位置にあるように調整され、次いで、押圧されたベースマットに対して第１の真空ボックス９１によりかけられた真空圧力より大きい真空圧力、例えば、約２．０から約４．０インチＨｇを約２〜２０秒間かけるように、少なくとも１つのさらなるボックス９２、９３、９４および／または９５が完全に開いた位置にあるように調整される。

当然ながら、任意の数の真空ボックスを用いかつ制御して、所望の制御された真空を有することができ、その結果、水は、押圧されたベースマットに対して最大約０．７インチＨｇ、例えば、約０．３から０．５インチＨｇの第１の部分的な真空を約２〜２０秒間かけ、次いで、押圧されたベースマットに対して約２．０〜４．０インチＨｇの第２の真空を約２〜２０秒間かけることによって除去され、静圧によってベースマットを著しく圧縮することなく真空排水のレベルを増加させ、立方フィート当たり約１０．９から約１５．０ポンドの密度および約０．８０から約０．９５の騒音減少係数を有する脱水された乾燥ベースマットをもたらす。

好ましくは、本発明によれば、真空排水は、重力排水ベースマットに対して最大約０．７インチＨｇ、例えば、約０．３から０．７、例えば、約０．５インチＨｇの真空で第１の真空を約２〜２０秒間かけ、ベースマット中の約１８％から３４％の水を除去し、次いで、重力排水ベースマットに対して第２の真空をかけて、（重力排水ベースマットが第１の真空にかけられるときに含んでいた量に対して）さらなる１０％から５２％の水を重力排水ベースマットから除去することによって達成され、ここで、真空の第２の印加は通常、約２．０から４．０インチＨｇの真空で約２〜２０秒間である。好ましくは、これらの真空排水工程は、静圧によってマットを著しく圧縮することなく真空排水の量を増加させ、その結果、真空排水により、乾燥ベースマットの密度は、重力排水ベースマットに対して乾燥基準で０％から１０％、通常０から５％だけ増加する。例えば、脱水ベースマットが立方フィート当たり約１２ポンド（１９２ｇ／リットル）の密度を有する場合、１０％密度が高い乾燥ベースマットは、立方フィート当たり約１３．２ポンド（２１１ｇ／リットル）の密度を有する。

裏面コーティングによる仕上げ前のベースマットの厚さは通常、０．８０から０．９５の範囲の最終パネルのＮＲＣに対して約０．８から１．２インチ（２．０３から３．０５ｃｍ）の範囲である。より典型的には、裏面コーティングによる仕上げ前のベースマットの厚さは、０．８０の公称ＮＲＣを有する最終パネルについて、立方フィート当たり１４から１５ポンド（ｐｃｆ）の密度で０．９０インチ（２．２９ｃｍ）の範囲である。約０．９０のＮＲＣを有するパネルが望まれる場合、ベースマットの厚さは通常、約１２．０ｐｃｆ（１９２ｇ／リットル）の密度で約１．２０インチ（３．０５ｃｍ）の厚さを有するように設計される。

仕上げパネルのＣＡＣは通常、約３３から３６の範囲であり、少なくとも３５のＣＡＣが最終仕上げパネルに望まれる。

本発明はまた、所望の吸音特性を得るために吸音パネルの製造を制御するいくつかの方法を提供する。

第１の実施形態では、改善された吸音特性とともに立方フィート当たり１０．９から１２．６ポンド（１７５から２０２ｇ／リットル）の密度を有する低密度の高ミネラルウール吸音パネルを製造する方法であって、
吸音パネルの目標ＥＮＲＣを選択し、以下の式に従って目標ＥＮＲＣを得るためにパネルの目標厚さを決定する工程と：
ＥＮＲＣ＝０．３６１８×厚さ（インチ）＋０．４７４８；
ミネラルウール、熱可塑性結合剤およびデンプンならびに任意選択の添加剤を含み、３から６重量％の固形分濃度を有する希薄水性スラリー混合物を与える工程と；
希薄スラリーを多孔性キャリヤ上に分布させる工程と；
少なくとも１つの重力排水ボックスにわたる多孔質キャリヤ上の重力排水によってスラリーを脱水して、重力排水ベースマットを形成する工程と；
重力排水ベースマットが少なくとも１つの重力排水ボックスを離れた後に、第１の真空をかける少なくとも１つの第１の真空ボックスにわたって重力排水ベースマットを通過させ、次いで、第２の真空をかける少なくとも１つの第２の真空ボックスにわたって重力排水ベースマットを通過させることによって重力排水ベースマットに真空をかける工程とを含み、ここで、第２の真空は、第１の真空より大きい真空である）、重力排水ベースマットを真空排水させ、静圧によって重力排水ベースマットを圧縮することなくベースマットから１０％を超えるだけ水を除去し、
ここで、ベースマットを脱水する条件および真空排水させる条件が、立方フィート当たり約１０．９から１２．６ポンドの範囲のベースマット密度を得るために調整され、目標ＥＮＲＣの±５％以内のＮＲＣを得る、方法が提供される。

第２の実施形態では、改善された吸音特性を有して、高ミネラルウールを含み、立方フィート当たり約１２．５から約１４．０ポンド（約２００から２２４ｇ／リットル）の密度を有する裏面塗布ベースマットを含む吸音パネルを製造する方法であって、
吸音パネルに対する目標ＮＲＣを選択し、以下の式に従って目標ＥＮＲＣを得るためにパネルの目標厚さを決定し：
ＥＮＲＣ＝０．２３７６×厚さ（インチ）＋０．６３２８；
ミネラルウール、熱可塑性結合剤およびデンプンならびに任意選択の添加剤を含み、３から６重量％の固形分濃度を有する希薄水性スラリー混合物を与える工程と；
希薄スラリーを多孔性キャリヤ上に分布させる工程と；
少なくとも１つの重力排水ボックスにわたる多孔性キャリヤ上の重力排水によってスラリーを脱水して、重力排水ベースマットを形成する工程と；
重力排水ベースマットが少なくとも１つの重力排水ボックスを離れた後に、第１の真空をかける少なくとも１つの第１の真空ボックスにわたって重力排水ベースマットを通過させ、次いで、第２の真空をかける少なくとも１つの第２の真空ボックスにわたって重力排水ベースマットを通過させることにより重力排水ベースマットに真空をかける工程であって、ここで、第２の真空が第１の真空より大きい真空であり、重力排水ベースマットを真空排水させて、真空排水マットを形成し、静圧によってマットを圧縮することなく、重力排水ベースマットに対して１０％を超えるだけ水を除去し；ここで、真空排水によりベースマットの密度が約０％から１０％増加する工程と；
ベースマットを乾燥させる工程と；
乾燥ベースマットに約１．５から２．０ミルの厚さで、当技術分野で従来用いられる種類の裏面コーティングを施す工程とを含み、
ここで、ベースマットを脱水する条件および真空排水の条件が、立方フィート当たり約１２．５から約１４．０ポンドの範囲のベースマット密度を得るように調整され、目標ＥＮＲＣの±５％以内のＮＲＣを得る、方法が提供される。

本発明の第３の実施形態では、改善された吸音特性を有する高ミネラルウール吸音パネルを製造する方法であって、
吸音パネルのために、目標ＮＲＣ、例えば、約０．９０のＮＲＣを選択し、パネルのために、目標厚さ、例えば、約１．１０から１．２０インチを決定する工程と；
ミネラルウール、熱可塑性結合剤およびデンプンならびに任意選択の添加剤を含み、３から６重量％の固形分濃度を有する希薄水性スラリー混合物を与える工程と；
希薄スラリーを多孔性キャリヤ上に分布させる工程と；
少なくとも１つの重力排水ボックスにわたる多孔性キャリヤ上の重力排水によってスラリーを脱水し、重力排水ベースマットを形成し、典型的には、約７５％から約８５％の水含量を有する重力排水ベースマットを形成する工程と；
重力排水ベースマットが少なくとも１つの重力排水ボックスを離れた後に、第１の真空をかける少なくとも１つの第１の真空ボックスにわたって重力排水ベースマットを通過させ、次いで、第２の真空をかける少なくとも１つの第２の真空ボックスにわたって重力排水ベースマットを通過させることによって、重力排水ベースマットを真空排水させて、真空排水ベースマットを形成する工程とを含み、ここで、第２の真空は、第１の真空より大きい真空（より大きい負圧）であり、静圧によってマットを圧縮することなく、重力排水ベースマットに対して１０％を超えるだけベースマットから水を除去し、
ここで、乾燥基準の重力排水ベースマットの密度が、真空排水前の重力排水ベースマットの密度に対して、真空排水中に約０％から１０％未満増加し、
ここで、脱水および真空排水の条件が、立方フィート当たり約１０．９から１４．０ポンド（約１７５から２２４ｇ／リットル）の範囲の密度のベースマットを得るように調整され、約１．１０から１．２０インチ（２．７９から３．０５ｃｍ）のベースマット厚さで約０．９０の目標ＥＮＲＣの±５％以内のＮＲＣを得る、方法が提供される。

以下の実施例は、本発明の範囲内の方法によるいくつかの吸音タイル構成物の製造を例示する役目を果す。実施例は例示の目的のために示され、多くの他の構成物および方法条件が本発明の範囲内であることが理解される。当業者は、同様の吸音タイル構成物が、以下に示されるもの以外の成分および量を含んで製造され得ることを理解する。

実施例１
この実施例は、乾燥成分基準で、約９３重量％のミネラルウール、約４．７重量％の熱可塑性結合剤および約２．０重量％のデンプンを含む目標混合物を用いた。

パネルは、「本発明のパネルの製造」と題した項において、上述したとおりに製造した。

本発明のＨｉ−ＮＲＣ吸音板のための重力排水ボックス設定（図３Ａを参照）および真空ボックス設定（図３Ｂを参照）を、表２および表３において、現在市販のＭＡＲＳ（登録商標）吸音板（これは、０．７０のＮＲＣを有する）と比較する。重力排水ボックスは、図３Ａにおけるように１、２、３および４と表示する。真空ボックスは、図３Ｂにおけるように、９０、９１、９２、９３、９４および９５と表示する。

１つの実施形態において、０．８０のＮＲＣを有する公称１４〜１４．５ポンド／立方フィートのＨｉ−ＮＲＣ製品による０．９００インチ厚の製品は、重力ボックス１および２を閉じた状態、重力ボックス３を半分開けた状態、および重力ボックス４を完全に開けた状態に設定することによって得ることができる。ベースマットがウェットエンドを離れる際に、ベースマットは、完全に開いたＡＰボックス９０および真空ボックス９１、９２および９３を通過し、ここで、真空ボックス９４および９５は完全に閉じている。必要に応じて、ＡＰボックスにおける真空を部分的に閉じて、ベースマットに対してより大きい厚さおよびより低い密度を与えることができる。

ベースマットが重力排水工程および湿潤処理のプレスを出た後にベースマットにかけられる真空の量は、プレス後にベースマットを真空排出および乾燥させるために使用される特定の処理装置の設計に依存する。しかし、本発明の実施において、ベースマットが部分的な真空下で最初に処理され、厚さを減少させることもベースマットの密度を約５から１０％を超えて増加させることもなく、水の第１の部分を除去することが重要である。次いで、ベースマットは、より高いレベルの真空で処理して、より多くの水を除去することができ、このとき、水はベースマットの密度をさらに増加させる静圧を発生させない。

この実施例のプラント試験において使用される、図３Ａおよび図３Ｂに示されるような特定の装置において、押圧されたベースマットに約０．５インチＨｇの第１の部分的な真空を約２〜２０秒間かけ、次いで、押圧されたベースマットに約２．０〜４．０インチＨｇの第２の真空を約２〜２０秒間かけることによって水を除去することにより、静圧によってマットを著しく圧縮することなく、十分な真空排水が達成されることが見いだされた。

言い換えれば、ベースマットを著しく圧縮しないように十分に弱い真空による第１工程の真空によって、水は除去される。しかし、この弱い真空により十分な水が除去されることにより、第２の真空工程のより強い真空がかけられる時までに、ベースマットを著しく圧縮するのに十分な静圧を生じさせる十分な水が存在しなくなる。

脱水ベースマットの押圧および圧縮は、ベースマットの密度が立方フィート当たり約１．０ポンドを超えてまたはベースマットの密度の約５〜１０％を超えて増加することを避けるために制限される。例えば、それぞれ、比較的低い真空における圧縮は１０％未満（例えば、５％未満）であり、比較的高い真空における圧縮は５％未満（例えば、２％未満）であり、ベースマットの合計圧縮は、重力排水ベースマットに対して１０％未満である。

実施例２
プラント規模の板の製造
プレスは最大位置に上昇させ、重力排出は最大化させ、プレスボックス中の真空は変化させたが、他の真空設定は、それらの従来の位置のままとした。したがって、このデータの試験条件には、最高位置まで上昇させた上昇トップワイヤフォーマー７０（以後、「プレス」とも呼ばれる）、最大化重力排出およびＡＰ真空ボックス上の可変の真空設定が含まれ、他の真空設定は、標準ＭＡＲＳ（登録商標）吸音板製品と同じであった。あらゆる塵埃および損構成物（ｂｒｏｋｅ）は除去されている。ウェットエンド試料はＡＰ真空ボックス直後に採取することに留意されたい。表４は得られたデータを示す。

表４のデータでは、プレス真空ボックス（ＡＰ真空ボックス、例えば、図３Ｂの第１の真空ボックス９０）が、厚さ、密度、含水量およびＥＮＲＣに対して有する影響が実証される。特に、表４は、真空を加えることの影響として、ベースマットから水を除去することだけでなく、ベースマットの密度を増加させ（減少した厚さに留意されたい）、かつ吸音を低下させることを示す。

上記結果はさらに、真空の量がマット密度およびパネルの吸音特性を低下させることに対して有する影響を示す。

上記結果は、プレス位置を上昇させることと組み合わせて重力排水を最大化させることによって、公称１１〜１２ｐｃｆの密度のウールファイバーベース吸音板を、０．８０以上のＮＲＣを有して得ることができることを示す。公称密度１２ｐｃｆ（１９２ｋｇ／ｍ３）は、その後の真空ボックスおよび貫流乾燥によってもたらされる静圧にもかかわらず、トリマーで維持される。したがって、重力排水の程度を増加させることによって、得られる静圧はより小さくなり、それにより、板の「押圧」はより小さくなる。

実施例３
プラント規模の板の製造
表５の試験データでは、プレスを単に上昇させることが、厚さ、密度、およびＥＮＲＣに対して最小の影響を有することが実証される。これらの２組のデータ（「対照」および「プレスなし」）の間の唯一の差は、「プレスなし」と表示された試料に対して、トップワイヤフォーマー７０をその最高位置に上昇させることであった。試料はトリマーで採取し、ウェットエンドの試料は採取しなかった。プレスは、その最高位置に（０．７８０インチから１．１８７インチに）上昇させた。重力ボックスの設定は標準位置のままとした。

プレスを単に上昇させることにより（また、増加する重力排水および減少する真空の設定の不存在下で）、ベースマットの密度に小さな減少のみおよび吸音にわずかな増加のみが生じた。

実施例４
自由形態密度によるプラント規模試験
上の結果は、重力排水を最大化させ、プレス真空ボックスを閉じているときに得られる結果と比較することができる。あらゆる塵埃または損構成物も除去しておく。

以下の操作条件以外は、上の実施例３におけるとおりに試験を実験した：プレスはその最高値に上昇させ、重力排水は最大化させ、プレス真空ボックスは閉じた。あらゆる塵埃または損構成物は除去しておいた。

以下のウェットエンドの試料は、予め選択された８〜１０フィートのパネル長でベースマットを切断するために従来使用されているウェットエンドウォータージェット直後に採取した。ウェットエンドジェット直後に、湿潤ベースマットの下に金属板を滑らせ、このプレートおよび試料を金網から持ち上げた。次いで、この湿潤試料を乾燥させ、プレートから取り外し、試料の厚さおよび密度を決定した。得られたデータは表６に示す。

実施例５
水、ミネラルウール、デンプン、および熱可塑性結合剤を合わせて、混合し、均一な混合物（ｍｉｘ）を得る。重力排水は４つの重力排水ボックスで施され、標準ＭＡＲＳ（登録商標）ブランド吸音板用に、最初の２つのボックスは閉じており、第３のボックスは半分開いており、第４のボックスは開いている。Ｈｉ−ＮＲＣ吸音板番号１は、閉じた最初の２つの重力排水ボックス、半分開いた第３の重力排水ボックスおよび開いた第４の重力排水ボックスを有した製造ラインで製造した。Ｈｉ−ＮＲＣ吸音板番号２は、閉じた最初の２つの重力排出ボックス、半分開いた第３の重力排水ボックスおよび開いた第４の重力排水ボックスを有した製造ラインで製造した。

Ｈｉ−ＮＲＣ吸音板番号１は、ＡＰ真空ボックスが場合によって一部閉じており、真空ボックス番号９１〜９３が完全に開いたままであり、真空ボックス番号４〜５は完全に閉じたままである製造ラインで製造した。Ｈｉ−ＮＲＣ吸音板番号２は、ＡＰ真空ボックスは完全に閉じており、真空ボックス番号９１は半分閉じたままであり、真空ボックス番号９２〜９３は完全に開いたままであり、および真空ボックス番号９４〜９５は完全に閉じたままである製造ラインで製造した。

標準ＭＡＲＳブランド吸音板、ならびに標準板と同じ組成を用いて本発明の方法に従って製造した、ＨＩ−ＮＲＣ番号１および番号２に対して以下のプラント規模の板について、物理的特性を試験した。結果を表７に示す。

実施例６
プレスを最大位置に上昇させ、重力排水は最大化させ、プレスボックス中の真空を変化させ、他の真空設定は、それらの従来の位置のままとした。あらゆる塵埃および損構成物も除去しておく。

以下の表８、および図４におけるこれらの推定ＮＲＣ（以後、ＥＮＲＣと呼ばれる）対密度のグラフにおける結果に示されるように、データの分析により、１０．９から１２．６ｐｃｆの密度について、厚さと密度との間の優れた相関関係および得られたＥＮＲＣが示される。

式ＥＮＲＣ＝０．３６１８×厚さ（インチ）＋０．４７４８は、図４のデータに当てはまる。

これらの結果により、１２ｐｃｆの密度で約１．１インチの厚さが０．８５のＮＲＣ製品を生じるはずであることが確認される。

実施例７
以下の実施例は、本発明の最大化重力排水（排出ボックスの１は閉じており、排出ボックスの２、３および４は開いている）に対する従来の重力排水方法（排水ボックス１および２は閉じており、３は半分開いており、４は開いている）および本発明の漸進的真空設定（ＡＰボックスは閉じており、真空ボックス９１は一部開いており、真空ボックス９２および９３は完全に開いており、真空ボックス９４および９５は閉じている）に対する標準真空設定（ＡＰボックスおよび真空ボックス９１、９２、９３（図３Ｂの）は完全に開いており、真空ボックス９４および９５は閉じている）の相対効果を決定するために計画した。表９の板のデータは、以下の試験において１インチ×１インチの試料について得た。

表１０は得られたデータを示す。

表１０の結果は、重力排水を最大化し、プレス位置を上昇させることと組み合わせて増加する真空レベルを与えることによって、公称１２．５ｐｃｆ（２００ｋｇ／ｍ３）の密度製品を得ることが可能であることを示す。真空レベルを増加させることによる利得は、密度の減少が０．６５ｐｃｆ（１０．４ｋｇ／ｍ３）であるのに対して、重力排水を最大化させることによる利得は、密度の減少が０．２０ｐｃｆ（３．２ｋｇ／ｍ３）であった。

実施例８
以下のプラント試験は、公称１．２５インチ（３．２ｃｍ）の最終厚さおよび１２．０ポンド／立方フィート（１９２ｋｇ／ｍ^３）の密度の製品を製造するために行った。試験の間に、プレスは最高位置に上昇させた。重力排水ボックスは、以下のとおり調整した：ボックス４開；ボックス３開；ボックス２（１／２開）；およびボックス１閉。真空ボックス９１、９２、９３、９４、９５（図３Ｂ）は、対照（「Ｃ」）と比較した試験１について以下のとおり調整した。重力排水ボックスおよび真空ボックスに対する処理条件は、表１１および表１２に示す。

プレス後の真空ボックスは基本的には閉じたが、０．０〜０．２インチＨｇ（０〜０．５ｃｍＨｇ）の読み取りが測定された。湿潤試料は採取せず、塵埃および損構成物は除去した。

以下の、表１３および１４における以下の２組の１０試料を収集し、次いで試験した。

上の試験データに基づいて、重力排水増加および漸進的真空からなるウェットエンドのセットアップを用いて、ベースマットの厚さに依存する約０．８０から０．９０の範囲内の最終裏面塗布パネルのフルスケールＮＲＣ値が得られるとともに、立方フィート当たり約１２〜１２．５ポンドの範囲のベースマット密度を得ることが可能である。

表１５および図５のグラフに示されるように、ＮＲＣ値は、ベースマットの厚さとともに増加し、未仕上げベースマットおよび無塗布裏打ち製品は、裏面塗布製品より高いＮＲＣ値を有する。約０．８５のＮＲＣ値を得るためには、約０．８５から０．９０インチの厚さのベースマットが必要とされるが、約０．９０のＮＲＣ値を得るためには、約１．２インチ以上の厚さのベースマットが必要とされる。データにより、密度が高い製品ほど低いＮＲＣ値を示すことも確認される。

図５のデータによってプロットした線は、立方フィート当たり１２．５から約１４．０ポンドの密度を有するラテックスのみ裏面塗布ベースマットについて、試験試料のＮＲＣ値と厚さとの間に関係ＥＮＲＣ＝０．２３７６×厚さ（インチ）＋０．６３２８を生じる。

実施例９
以下の試験は、１４．０ｐｃｆ（２２４ｋｇ／ｍ^３）の密度とともに０．９００インチ（２．３ｃｍ）の最終厚さの製品を製造するために計画した。試験のウェットエンド条件は、表１６に示す。

「対照」と印された試験実験は、この試験を始める前の対照の条件での実験である。試験は、プレスを上昇させ、ラインをわずかに減速する一方、原液スラリー流量を維持して、１．０００インチのベースマットを生成させることからなる。プレス後（ＡＰ）の真空ボックスも部分的に閉じて、ウェットエンド上でより高い厚さを得た。

表１７および表１８に記載した以下の試験データは、表１６に記載した２つの試験条件から得た。

実施例１０
表１９、２０および２１では、未仕上げパネルについてパネル厚さとＥＮＲＣとの間の相関を示すために、低密度、すなわち、約１０〜１１ｐｃｆ；中密度、すなわち、１３〜１４ｐｃｆ、および高密度、すなわち、１５超から約１６．７ｐｃｆを有した、多数の試料が報告される。試験は、低密度（「ＬＤ」）；中密度（「ＭＤ」）および高密度（「ＨＤ」）について報告する。図６のグラフは、３つの試験密度範囲についてパネル厚さとＥＮＲＣとの間の関係を示す。

表１９、２０および２１ならびに図６に示されるように、本発明の方法の下で、０．８００〜約０．９５０間のＥＮＲＣが、約１．００から１．５５インチ間の厚さで約１０から１１ｐｃｆの比較的低密度の製品、約１．００から２．１０インチの厚さで約１３〜１４ｐｃｆの中密度製品、および約１．１０から２．１０インチ間のパネル厚さで約１５から１６．６の比較的高密度の製品において、得られた。

実施例１１
重力排水ボックス後および第１またはＡＰ真空ボックス後のヘッドボックスにおける製造実験の間に、ベースマットの固形分含量値を決定するために、１．２０インチの目標ベースマット厚さおよび立方フィート当たり１２ポンドの目標密度でＭＡＲＳパネルのＨｉ−ＮＲＣバージョンを製造するために、製造ラインで２つの試験実験を行った。結果を表２２に報告する。

上の実施例１２における試験番号１および番号２について、マルチゾーン乾燥機内の第２の真空ボックスおよび第６の真空ボックス後の固形分および水含量を測定することは可能でなかったが、第２の真空ボックス後の固形分および水含量は、試験番号１について３２％の固形分および６８％の水（２．６ポンド／立方フィートの水および１．２ポンド／立方フィートの固形分）であり、試験番号２について３０％の固形分および７０％の水（２．８ポンド／立方フィートの水および１．２ポンド／立方フィートの固形分）であると推定した。標準ＭＡＲＳ製品について約３７〜４０％の固形分の推定固形分含量に比べて、試験番号１および番号２の両方について６つの真空ボックス全ての後の推定固形分含量は約３２〜３５％の固形分である。

実施例１２
重力排水後の増加する真空の影響を示すために、以下の試験を行った。結果を表２３に報告する。

本発明の特定の実施形態を示し、かつ説明してきたが、それに対する変更および修正が、その広い態様におけるおよび以下の特許請求の範囲に示されるとおりの本発明から逸脱することなく、なされ得ることが当業者によって解される。

Claims (11)

1. 開口構造および改善された吸音特性を有する吸音天井パネルを製造する方法であって、
   ミネラルウールと、熱可塑性結合剤、デンプンならびに熱可塑性結合剤およびデンプンの混合物からなる群の少なくとも１つの構成剤と、任意選択の添加剤とを含み、３．０から６．０重量％の固形分濃度を有する水性スラリー混合物を与える工程と；
   前記スラリーを多孔性キャリヤ上に分布させる工程と；
   少なくとも１つの重力排水ボックスにわたる多孔性キャリヤ上の前記スラリーを脱水して、重力排水ベースマットを形成し、前記スラリーは７４から８４重量％の水濃度まで脱水される工程と；
   重力排水ベースマットに第１の真空を約２〜２０秒間かけて、重力排水ベースマット中の水の約１８％から３４％を除去し、次いで、重力排水ベースマットが第１の真空印加を受けた後に、圧縮されたベースマットに第２の真空をかけて、ベースマットから水のさらなる１０％から５２％を除去することによって、真空排水して水を除去する工程とを含み、
   ここで、真空の第２の印加は、ベースマットの厚さを重力排水ベースマットの厚さから１０％を超えるだけ静圧によって圧縮することなく、ベースマットからさらなる水を除去し；および
   ここで、真空排水ベースマットは、乾燥基準で立方フィート当たり約１０．９から約１５．０ポンドの密度、および約０．８０から約０．９５の騒音減少係数を有する、方法。
2. 真空排水が、重力排水ベースマットと比較して乾燥基準で０から１０％だけ脱水ベースマットの密度を増加させる、請求項１に記載の方法。
3. 真空の第２の印加が、真空の第１の印加より高い真空のレベルにある、請求項１に記載の方法。
4. 第１の真空が、最大０．５インチＨｇの真空でかけられる、請求項１に記載の方法。
5. ベースマットに裏面コーティングして、少なくとも３５のＣＡＣ値を有する最終吸音パネルを与える工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 一連の重力排水ボックスが、４つのボックスを含み、第１および第２の連続の重力排水ボックスは完全に閉じた位置に置かれており、第３の重力ボックスは完全に開いた位置に対して半分開いた位置にあるように調整されており、第４のボックスは完全に開いた位置に置かれている、請求項１に記載の方法。
7. 真空が、ベースマットに対して徐々に増加する真空を与えるように調整された一連の真空ボックスによってかけられて、マットの厚さを圧縮するマットにおける静圧を生じることなくベースマットからほとんどの水を除去し、ここで、水の第１の部分は０．５インチＨｇ未満の真空下で除去され、次いで、水の残りは約２〜４インチＨｇの真空下で除去される、請求項１に記載の方法。
8. 真空システムにおける一連の真空ボックスが、一連で、プレス後の第１の真空ボックス、およびマルチゾーン乾燥機の第１の乾燥ゾーンにおける１つまたは複数のさらなる真空ボックスを含み、これらを通ってベースマットが重力排水ボックスおよびプレスの下流に向かって通過する、請求項１に記載の方法。
9. 吸音パネルのための目標ＥＮＲＣを選択し、パネルの目標厚さを決定して、式：
   ＥＮＲＣ＝０．３６１８×厚さ（インチ）＋０．４７４８
   に従って目標ＥＮＲＣを得る工程を含み、
   ここで、重力排水によるスラリーを脱水する条件および真空排出の条件は、乾燥基準で立方フィート当たり約１０．９から１２．６ポンドの範囲のベースマット密度を得るように調整され、目標ＥＮＲＣの±５％以内のＮＲＣを得る、請求項１に記載の方法。
10. 吸音パネルのための目標ＮＲＣを選択し、パネルの目標厚さを決定して、式：
    ＥＮＲＣ＝０．２３７６×厚さ（インチ）＋０．６３２８
    に従って目標ＥＮＲＣを得る工程と；
    真空排水後に脱水ベースマットを乾燥させる工程と；
    乾燥ベースマットに約１．５から２．０ミルの裏面コーティングを施す工程と
    を含み、
    ここで、ベースマットを脱水する条件および真空排水の条件は、乾燥基準で立方フィート当たり約１２．５から約１４．０ポンドの範囲のベースマット密度を得るように調整され、目標ＥＮＲＣの±５％以内のＮＲＣを得る、請求項１に記載の方法。
11. 吸音パネルのための約０．９０の目標ＮＲＣを選択し、前記パネルについて約１．１０から１．２０インチの目標厚さを決定する工程を含み、
    ここで、脱水および真空排水の条件は、乾燥基準で立方フィート当たり約１０．９から１４．０ポンドの範囲のベースマット密度を得るように調整され、約１．１０から１．２０インチのベースマット厚さで約０．９０の目標ＥＮＲＣの±５％以内のＮＲＣを得る、請求項１に記載の方法。