JP2014506965A - 天井タイルのベースマット - Google Patents

Abstract

重量ベースに基づいて、約１／２のミネラルウール、約１／８に限定されるスターチ結合剤、約１／８に限定される新聞用紙、および約１／４の膨張ガラスビーズを含む、吊り天井タイルのための水フェルト化ベースマット。
【選択図】なし

Description

本発明は建築材料および特に天井パネル組成物に関する。

建築用の材料および生産物の製造の環境影響についての認識が高まっている。有害な環境効果を減少し持続性を確立する可能な１つの方法は、材料のリサイクルによるものである。かかるリサイクル材料は、消費者による使用後のリサイクル材料および産業による使用後のリサイクル材料として時にはおおまかに分類される。消費者による使用後のリサイクル材料は、ＬＥＥＤのような団体によって特に奨励される。

吊り天井において使用される天井タイルは、吸音能、比較的低い密度、耐火性およびたわみ抵抗性を含む特定の性能特徴を有するべきである。これらの基準を満たすことに加えて、原材料は、調達が比較的低費用であることおよびプロセスが容易であることが必要である。これらの特徴は材料の複合物でさえも達成することが難しくなり得る。さらに、１つまたは複数のこれら所望される特徴に寄与することができ、他の生存材料と適合性があり、実際的な価格で入手可能で、所望されない特徴を導入しない、入手可能なリサイクル材料の母集団は限定される。これらの必須の特徴を達成するが、既存の製造機器およびプロセスとも適合性のある高いリサイクル含有量の配合を見出すことは重要である。

本発明は、天井タイルのベースマットで成功を収めた高いリサイクル含有量配合が見出されたことに関する。配合は既存の水フェルト化プロセスにおける使用に適しており、かかるプロセスのエネルギーおよび材料の使用効率を増加させる能力を提供する。ウェットフェルト化配合において充填物として膨張ガラスビーズを成功して使用することができることが見出された。適切な比率で選択されるコンポーネントと共に使用されるこの充填材料は、十分な吸音に加えて、湿潤強度および乾燥強度、硬度、剛性ならびにたわみ抵抗性を含む好適な機械的特性を達成する。これらの特徴は、さらに、約１５ポンド／フィート^３の比較的低い密度を有するベースマットにおいて達成することができる。加えて、他の材料との適切な比率におけるこれらのビーズは、ウェットマットにおける水プロセス必要性および水ロードを減少させることによって、先行技術のマット配合において経験したものからエネルギー効率を改善する能力を有する。有利なことには、膨張ガラスビーズは、供給チャンネル、原材料保存およびプロセッシング問題を単純化できるように、産業において一般に使用される材料と共に使用することができる。

天井のタイルまたはパネルは吊り天井の構築に一般に使用される。タイルは長方形格子で敷設され、典型的には２’×２’および２’×４’、またはこれらの寸法のメートル法換算値の公称面寸法を有する。当該技術分野において公知の一般的な従来のウェットフェルト化プロセスを使用して、本発明に従うタイルベースマットを生産する。かかるプロセスにおいて、ベースマット組成は移動ワイヤスクリーン上に沈着される水スラリー中で混合されて、いくつかの規定された厚みでマット材料の層を形成する。材料層重力により排水させ、真空をかけて追加の水分含量を吸引して除くことができる。かかる真空工程およびオプションのプレス工程は反復することができる。この機械式脱水後に、材料はドライヤー（ここで残存する水をマットから蒸発させ、マット配合中の結合剤の固化または硬化が引き起こされる）に送ることができる。

本発明は、許容可能な材料特性および性能特徴に加えて、高いリサイクル材料含有量、改善されたプロセッシング特徴を備えた天井タイルベースマットを生産する材料およびそれらの相対的比率の組み合わせが見出されたことに関する。消費者による使用後のリサイクルガラスからの膨張ガラスビーズは、他のコンポーネントと共に充填物として、天井タイルで使用される水フェルト化ベースマットの生産に成功して使用することができることが見出されている。膨張ガラスビーズの好適な供給源はＰｏｒａｖｅｒ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ Ｌｔｄ．である。約０．１〜約０．３ｍｍの公称サイズおよび約２５ポンド／フィート^３のかさ密度の膨張ガラスビーズは、本明細書において開示される生産物に特に有用であることが実験から見出された。フェルト化スラリーの稠度が比較的高い場合、より大きなビーズ（例えば約１４〜１５ポンド／フィート^３の密度を備えた約１〜２ｍｍのサイズのもの）は、ビーズがスラリーから浮遊してしまうリスクなしに使用することができる。なおさらに、重量ベースに基づいたそれぞれの比率において以下の組成が十分な結果をもたらすことができることが実験により明らかにされた。

上記の右の配合は好ましい混合物の一例であるが、性能の有意な損失なしに比率の変動が可能なことが理解されるだろう。コーンスターチは結合剤として最も一般に使用され；ラテックスが結合剤として使用される場合、その含有量のパーセントは一般的により低い（約３％またはそれ以上等）。一般的な指針としては、組成の比率は上記の表中で規定された範囲内であるべきである。表から、本発明に従うベースマットのために配合は、重量で、約１／２のミネラルウール、約１／８未満のスターチ結合剤、約１／８未満の新聞用紙および約１／４の膨張ガラスビーズを含み得ることが大まかに示唆される。実際的なベースマットは、例えば約７／８’’の公称厚さおよび１５ポンド／フィート^３以下の密度を有することができる。

天井タイルベースマットの製造において慣習的に使用される膨張パーライトを上回って、複数の予想外の利点が膨張ガラスビーズの使用において見出された。これらは、より高い稠度でコンポーネントを混合する能力を含み、すなわちベースマットの形成に使用されるスラリー中の水の重量に対する固体コンポーネントの重量の比率は、充填物として膨張パーライトを使用する先行技術配合において通常は使用されるものではない。この高い稠度は、開示したベースマットの製作に使用するプロセス水の量を減少させる。さらに、水ロード（すなわち真空操作およびプレス操作後のマット予備形成物中で機械的に保持される水分含有量）は、膨張パーライトを使用する典型的な配合におけるものよりも低い。この軽減された水ロードは、より少ないエネルギーおよび増加したラインスピードによりマットを乾燥することを可能にする。

膨張ガラスビーズおよび新聞用紙ファイバーの組み合わせは組成の湿潤強度を改善することが見出された。この湿潤強度は、製造プロセスを取扱力の変動に対してより耐性のあるものにすることができ、それによってスクラップおよび生産物の製作時間を減少させる。ウェットフェルト化ベースマットにおいてしばしば使用される膨張パーライト充填物よりも数倍重いにもかかわらず、膨張ガラスビーズは良好な音響効果を示す低密度生産物を生産することができる。これらの相対的密度で膨張ガラスビーズにより実行可能な低密度の天井タイルベースマットを形成できたことは直観に反する。しかしながら、参照した組成の配合は満足な特徴で約１５ポンド／フィート^３の密度を備えたベースマットをもたらすことができる。概して、新聞用紙含有量は約６％までに限定されるべきであり；新聞用紙のより高い比率はＮＲＣ（騒音減少率）を下げる傾向があるだろうことが見出されている。通常の環境における膨張ガラスビーズ含有量はベースマットの過剰な脆弱性を回避するように約３０％までに限定されるべきである。

本明細書において記載された水フェルト化ガラスビーズにより充填されたベースマット生産物は、乾燥後に、塗料様のコーティングにより典型的にはトップコートされて、産業における習慣に従って完成したパネルまたはタイルとしてその光反射率および外観が改善される。トップコートの前に、ベースマットを研磨して比較的平滑な表面を生産することができる。加えて、ベースマットの表面に穿孔または亀裂を生じさせてその吸音性能を改善することができる。

この開示が例示のためであり、様々な変更は、この開示中に含まれる教示の適性な範囲から逸脱せずに、細部の追加、修飾または削除によって行なえることが明らかである。それゆえ、本発明は、以下の請求項により必ずそのように限定されている程度以外は、この開示の特定の細目に限定されていない。

Claims (6)

1. 重量ベースに基づいて、約１／２のミネラルウール、約１／８に限定されるスターチ結合剤、約１／８に限定される新聞用紙、および約１／４の膨張ガラスビーズを含む、吊り天井タイルのための水フェルト化ベースマット。
2. 重量ベースに基づいて、３０〜７０％の間のミネラルウール、約３〜１２％の結合剤、３〜１２％のセルロース繊維および５〜３０％の膨張ガラスビーズを含む、吊り天井タイルのための水フェルト化ベースマット。
3. 前記ガラスビーズが粒子サイズで約０．１〜約０．３ミリメートルの間である、請求項２に記載の水フェルト化ベースマット。
4. 前記ガラスビーズが約２５ポンド／フィート^３のかさ密度を有する、請求項３に記載の水フェルト化ベースマット。
5. 前記マットが１５ポンド／フィート^３以下の密度を有する、請求項４に記載の水フェルト化ベースマット。
6. 前記マットが約７／８’’の厚さを有する、請求項５に記載の水フェルト化ベースマット。