KR101636257B1 - 석고-패널 차음성 모놀리식 천정 - Google Patents

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Abstract

모놀리식 천정 또는 벽체 형성용 차음성 패널에 있어서, 상기 패널은 직사각형 영역으로 연장되고, 주로 석고로 제조되는 코어를 가지고, 상기 코어는 패널 영역과 실질적으로 동일한 각각의 반대 면의 영역을 가지도록 패널 영역과 실질적으로 동일한 외연을 가지고, 상기 코어는 상기 면들 사이에서 대략 연장되는 다수의 천공들을 가지고, 상기 천공들은 코어의 전 영역에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분포되고 코어의 정면 및 배면에서 개방되며, 코어의 정면은 다공성 층으로 도포되고, 상기 천공들은 코어의 배면에서 선택적으로 은폐되고, 코어의 정면에 있는 다공성 층은 건식벽 이음매 콤파운드 및 수성 미-차폐 페인트 부착에 적합한 차음성 패널.

Description

석고-패널 차음성 모놀리식 천정{GYPSUM-PANEL ACOUSTICAL MONOLITHIC CEILING}
본 발명은 건축재료 및 시스템, 특히, 모놀리식 천정 및 인테리어 벽 건축용 차음성 패널에 관한 것이다.
건물 내의 흡음성은 통상 현가 그리드에 지지되는 천정 타일들로 달성된다. 일반적으로, 타일의 흡음성능은 소재 선택 및/또는 실내 대향면 (facing surface) 특성으로 달성된다. 천정 타일을 설치하면 천정 상부 공간으로 쉽게 접근할 수 있는 이점이 있지만, 그리드는 은폐되더라도 타일들 간의 분할이 여전히 보인다. 구조 및 인테리어 설계자들은 특히 천정 상부 공간의 접근이 필요하지 않은 곳에서 차음성 천정에서 모놀리식, 텍스처 (texture) 없는 외관을 오랫동안 소망하였다.
보통의 석고 패널 건식벽 천정 구조는 차음성으로 판단되는 충분히 높은 소음감소율 (NRC)을 달성하지 못한다. 천공화 석고 패널은 허용 가능한 NRC 수준을 달성할 수 있지만 외관이 모놀리식이 아니다.
본 발명은 보통 석고 패널, 예컨대 건식벽판을, 모놀리식 평탄면 및 놀라운 차음 특성을 가지는 차음성 천정 또는 벽으로 개량할 수 있다는 발견에 기초한다. 이러한 패널은 0.70 이상의 NRC를 달성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 석고 코어는 평탄 영역에 분포된 다수의 천공들 또는 홀들을 가진다. 천공들 또는 홀들은, 바람직하게는 정면에서 도장 처리된 (painted) 다공성 스크림 부직포 또는 베일 (veil)로 제한되고, 선택적으로, 후면에서 다공성 차음 부직포로 은폐된다 (restricted).
석고 패널은, 예를들면, 표준 건식벽판을 천공한 후 판의 천공 면들을 추가 적층 시트들 또는 층들로 덮어 제조된다. 이러한 천공 및 적층 단계들은 건식벽판 제조업자 또는 건식벽판 제조업자와는 별개의 업체에서 수행될 수 있다.
다양한 석고 패널 구성들이 고려될 수 있다. 이러한 다양성 중 공통적인 것은 천공화 석고 코어 및 다공성 구조체로 덮인 면을 가지고 육안으로는 실질적으로 구멍이 보이지 않는 외관을 가지는 패널이다.
개시된 석고계 패널은 보통 건식벽판과 동일한 또는 유사한 방식으로 시공된다. 천정에 적용하기 위하기 위하여는, 본 발명의 차음성 패널을 그리드 티의 통상적인 건식벽 현가 시스템 또는 전형적으로 상업 분야에서 이용되는 블랙 철재 채널들로 지지되는 “모자 (hat) 채널들”에 나사 체결되거나 또는 주거용 건물에서 더욱 자주 사용되는 목재 프레임에 부착된다. 차음성 벽체는 본 발명의 차음성 패널을 이격 지지 요소로서 기능하는 수직 간주 (stud)에 부착함으로써 설치된다.
본 발명의 패널은 동일한 또는 유사한 소재, 설비, 도구 및 기술로 보통 건식벽판과 같이 용이하게 테이프 처리 (taped)되고 도장되어 매끈한 (smooth) 모놀리식 천정 또는 벽을 완성할 수 있다.
도 1은 모놀리식 차음성 천정의 부분 등각 개략도이다;
도 2는 모놀리식 천정의 부분 확대 단면도이다;
도 3은 본 발명의 차음성 패널의 개량 형태에 대한 부분 확대 단면도이다;
도 4는 변형 패널 이음매 구조를 도시한 것이다;
도 5는 두 인접 패널들의 패널 이음매들과 중첩되도록 직사각형 패널에 부착되는 베일 또는 스크림이 엇갈림식으로 구성되는 본 발명의 양태를 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 패널에 대한 측면도이다;
도 7은 조립된 도 6의 다수의 패널을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 의해 제조되는 한 쌍의 차음성 패널 사이의 맞대기 이음매 (butt joint) 단면도이다;
도 9A는 변경된 단부 구조를 가지는 한 쌍의 인접 차음성 패널의 단면도이다;
도 9B는 설치가 완료된 도 9A 패널의 단면도이다;
도 10은 한 쌍의 단부 이음 차음성 패널 및 결합된 받침판 (backer plate)의 단면도이다;
도 11은 내수성 물질이 정면의 마진 (marginal) 영역에 도포되는 본 발명에 의한 페이퍼 덮인 석고 보드 기반의 차음성 패널의 부분 단면도이다;
도 12는 각각 유리섬유/수지 매트 대향 석고 코어를 포함하는 두 차음성 패널들 사이 이음매의 부분 단면도이다;
도 12A는 도 12의 차음성 패널들 중 하나의 부분 확대 단면도이다.
도 1을 참조하면, 차음성 모놀리식 천정 설치 구조 (10)의 부분 개략도가 도시된다. 상세한 내부 구조가 나타나도록 천정 (10) 일부 층들이 생략된다. 천정 (10)은 중심 간 4 ft. 이격되는 메인 티 (12) 및 중심 간 16 in. 또는 2 ft. 이격되는 교차 횡단 티 (13)로 구성되는 당업계에서 알려진 건식벽 그리드 (11)를 포함하는 현가 시스템이다. 본원에서 사용되는 치수들은 전형적으로 명목 치수들이고 산업 규격 미터법과 동등한 것을 포함한다. 횡단 티 (13)와 상호 체결되는 메인 티 (12)는, 상부 구조 (미도시)에 부착되는 와이어들 (14)에 의해 매달린다. 그리드 (11) 주변부는 통상적으로 각자의 벽 (16)에 고정되는 채널 몰딩 (15)으로 형성된다.
차음성 패널 (20)은 그리드 티 (12, 13) 하면에서 직결나사들 (21)로 부착된다. 도시된 차음성 패널은 평면 치수가 4 ft. X 8 ft. 이지만, 필요하거나 실제로 더욱 길거나, 더 짧거나 및/또는 폭이 다를 수 있다. 패널 모서리들이 잘 지지되도록 그리드 티 아래에서 직접 부착될 수 있도록 패널 (20) 크기 및 그리드 티 (12, 13) 간격이 이루어진다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 차음성 패널 (20)은 천공화 석고 코어 (24)로 구성된다. 코어 (24)를 제공하는 하나의 방법은 상업적으로 입수되는 표준 건식벽판에 대하여 페이퍼 정면 (23), 석고 코어 (24), 및 페이퍼 후측 또는 배면 (25)을 관통하여 변형시키는 것이다. 천공들 (28)은 드릴링, 펀칭, 기타 공지된 홀-형성 기술로 형성될 수 있다. 천공들 (28)은 바람직하게는 균일하게 이격되고; 예시로써, 천공들은 중심이 16 mm 떨어진8 mm 직경의 둥근 홀들일 수 있다. 이러한 배열로 천공들 총면적은 패널 (20)의 완전한 평탄 영역의 실질적으로 20%에 해당된다. 기타 홀 크기, 형태, 패턴 및 밀도가 적용될 수 있다. 예를들면, 시험에 의하면 총면적에 대하여 9%의 홀 밀도로 양호한 결과를 얻었다. 지지 그리드, 장선 (joist), 또는 간주 중앙에 해당되는 판의 주면 영역뿐 아니라 중간 영역은, 체결 지점들에서 강도를 유지하기 위하여 미천공 상태로 남겨둔다.
천공화 건식벽판의 양측에 시트들 (29, 30)을 완전히 적층하여 적어도 부분적으로 천공들 (28) 양단을 폐쇄시킨다. 건식벽체 후면에는, 바람직하게는 차음성 천정 패널 분야에서 알려진 안감 시트 (backer sheet) 또는 웨브 (30)가 차음성 흡음 부직포이다. 예시로써, 안감 천은 Freudenberg Vliesstoffe KG에서 상표 SOUNDTEX®로 입수되는 것이다. 명목 두께는 .2 내지 .3 mm 이고 명목 중량은 63 g/m2이다. 특히, 상기 예시적 부직포의 주성분은 합성수지 바인더 예컨대 폴리아크릴레이트, 폴리(에틸렌-코-비닐아세테이트)가 있는 셀룰로오스 및 E-유리. 대안으로, 예를들면, 안감 시트 (30)는 다공성 페이퍼 층일 수 있다. 시트 (30)는 변형 건식벽판 (22)의 페이퍼 배면 (25)에 결합되기에 충분한 접착제로 제공된다.
건식벽판 (22) 정면에는, 스크림 부직포 층 (29) 형태의 시트 또는 웨브가 적합한 접착제로 부탁된다. 대향 층 또는 시트 (29)는 다공성이고; 본원에서 적합한 소재는 통상적인 차음성 천정 패널용 커버 또는 표면으로 상업적으로 사용되는 것이다. 이러한 유형의 베일 소재의 예시로는 Owens Corning Veil Netherlands B.V.에서 제품 코드 A125 EX-CH02로 판매되는 것이다. 이러한 스크림 천은 수화 알루미나 유리섬유사, 폴리비닐알코올, 및 아크릴레이트 공중합체로 구성된다. 미도장 (unpainted) 스크림 (29)의 명목상 중량은 125 g/m2 이고, 100 Pa에서 기공도는 900 l/m2 sec이다. 정면 스크림 (29)이 막히는 것을 방지하기 위하여, 접착제는 패널 또는 판 (22)에 먼저 도포된다. 대향 시트 (29)는 이하 기술되는 마감 작업에 견딜 수 있도록 충분히 강건하여야 한다. 또한 건식벽 이음매 콤파운드 또는 유사한 소재 및 상업적으로 입수 가능한 페인트, 전형적으로 예컨대 이하 기술되는 수성 페인트와 함께 사용될 수 있어야 한다.
기타 유용한 베일 (29)로는 Owens-Corning Veil Netherlands B.V. 에서A135EX-CY07 (명목 중량은 135 g/m2, 100 Pa에서 기공도는 1050 l/m2/sec) 및 A180EX-CX51 (명목 중량 180 g/m2, 100 Pa에서 기공도 600 l/m2/sec)로 판매되는 부직, 유리섬유 제품들이 포함된다. 상기 모든 베일들은 반투명하고 예컨대 본원에 개시된 코팅재로 도장 또는 도포되지 않는 한 천공들 (28)을 가시적으로 은폐시킬 수 없다.
다른 동일 패널들과 함께 패널 (20)이 보통 건식벽판 시공과 동일한 방식으로 그리드 (11)에 매달린다. 유사하게, 도 1에 도시된 바와 같이, 정규 건식벽판에 테이프 처리되는 것과 동일한 방식으로 이음매 (33)에 대하여 테이프 처리된다 (taped). 건식벽 이음매 콤파운드 또는 유사한 소재 (34)를 사용하여 판들 (29) 및 테이프를 가리기 위하여 테이프 (35) 위에 직접 도포함으로써 두 개의 기대있는 패널 (20)의 인접 주변부에 테이프 또는 유사한 소재 (35)를 부착시킨다. 전형적으로, 패널 (20)의 긴 모서리들은 경사를 이루어 패널 면들의 주요부 평판 아래에서 이음매 테이프 (35)를 수용한다. 이음매 콤파운드 (34)는 통상적인 건식벽 이음매 콤파운드이고 테이프 (35)는 통상적인 건식벽 페이퍼 또는 메쉬 테이프이다. 그리드 (11)를 형성하는 이격 지지 요소들 (12, 13)에 패널 (20)을 고정하는 나사들 (21)은 건식벽 구조에서 일반적으로 처리되는 것과 같이 깊게 박혀 보통 건식벽에 적용되는 것과 동일한 방식으로 테이핑 나이프 또는 흙손으로 인가되는 이음매 콤파운드 (34)로 은폐된다. 패널 (20)은 접착제로 수직한 간주 지지체에 부착되어 벽체를 형성할 수 있다. 건조될 때, 이음매 콤파운드 (34)를 사포 처리 (sanded)하거나 또는 습식 스폰지로 처리 (wet sponged)하여 정면 시트 (29) 표면의 평면에 이들을 혼합시킨다.
이음매 콤파운드 (34)가 사포 처리 또는 스폰지로 매끈하게 처리된 후, 정면 시트들 (29) 및 나머지 이음매 콤파운드는 상업적으로 입수 가능한 차음성 타일 도장용 차음성 페인트 (31)로 도장 처리된다. 때로 미-차폐 (non-blocking) 페인트라고도 칭하는 적합한 수성 페인트의 예시로는, ProCoat Products, Inc. (Holbrook, Maine USA)에서, 상표 ProCoustic으로 입수된다. 대안의 미-차폐 또는 미-가교 (non-bridging) 차음성 투명 페인트 또는 코팅재 (31)는 다음의 배합을 가진다:

성분		 중량%
기능
물 61.5 용매
계면활성제 0.003 TiO2 용 계면활성제
전분 증점제 0.8 점도 개질제
라텍스 에멀전 5.0 바인더
살생제 0.2 보존제
펄라이트 7.5 잔골재
TiO2 25.0 증백제
본 코팅재에 대한 최적 펄라이트 잔골재 입도 분포는 부피의 60% - 80%가 약 10-100 메쉬이고, 충전 밀도는 6 내지 8 lbs/입방피트이다. 코팅재 (31)는 총 40 내지 160 g/평방피트로 2회 도포되어, 이상적으로는 약 80 g/평방피트 습식 도포된다.
본 코팅 배합물의 입자들은 약 30 및 약 60 그릿 (CAMI 및 FEPA 표준 기준)의 중간 내지 거친 사포에 해당되는 약간의 질감 외관을 생성한다. 이러한 낮은 텍스처는 패널들 간의 이음매를 가시적으로 유효하게 은폐할 수 있다. 천정의 마감 외관 균일성을 개선하기 위하여, 도장 전에, 테이프 처리된 이음매들을 이음매 콤파운드를 충분히 가릴 수 있는 폭의 베일 천 (29)스트립으로 가릴 수 있다. 페인트 도장 처리하여도 필요한 정도로 층 (29)에는 높은 다공도를 유지하면서도 천공들 (28)이 보이지 않도록 육안으로는 실질적으로 구멍이 없는 외관을 유지하여야 한다. 상세하게는, 페인트 또는 코팅재 (31)는 미-가교 또는 미-차폐 유형으로 베일 (29)섬유를 습윤화할 수 있지만 베일 섬유에서 섬유를 가교하는 필름을 생성하지 않아야 한다. 대안으로, 높은 NRC이 요구되지 않는 경우에는, 천정 (10) 시공에 있어서 통상적인 프라이머 및 인테리어 라텍스 페인트 (31) 코팅으로 만족할 수 있는 결과를 얻을 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 모놀리식이란, 천정 또는 벽의 전체 가시적 표면이 이음매들 없이 아주 매끄러운 넓은 확장 면을 가지는 것을 의미한다.
상기 천공 배열 및 정면 및 배면 시트들 (29, 30) 및 패널 뒤의 통상적인 공간을 가지는1/2 또는 5/8 in. 건식벽판 패널 (20)은 0.70 이상의 NRC 값들을 가지고, 이는 고급 차음성 천정 타일의 성능과 동일한 것이다.
현재, 석고계 코어 (24)의 바람직한 특성은 다음과 같다:
두께: 0.5 - 0.625 in. 바람직한 경우,
선택적으로는 3/8 in. 내지 1 in.
개방 면적: 9.6 - 27.7%
홀 직경:6 - 12 mm.
홀 간격:15 - 25 mm.
상기 부직 SOUNDTEX® 소재의 안감 층 (30) 및 고유 차음성 코팅재 및 차음성 ProCoustic 코팅재로 도장 전후의 상기 제1 부직 스크림 소재의 정면 층 (29)의 기류 특성은 다음과 같다.
in. 두께 U
l/min.		 P
in. H2O		 v
mm/s		 U
m3/s		 P
파스칼		 기류
저항
R
mks acoustic
ohms,
(Pa·s/m3)		 기류 비저항
r
mks rayls,
(Pa·s/m)
 기류
저항도
ro
mks
rayls/m,
(Pa·s/m2)		 기류
저항도
ro
MPa·s/m2)
안감 0.009 2.00 0.0156 16.4 3.33E-05 3.9 116,574 236 1.09E+06 1.09
미도장 스크림 0.019 2.00 0.0027 16.4 3.33E-05 0.7 20,176 41 8.47E+04 0.08
도장 스크림 w/
고유
코팅재		 0.020 2.00 0.0143 16.4 3.33E-05 3.6 106,859 217 4.26E+05 0.43
도장 스크림 w/
ProCoustic 		0.020 2.00 0.0144 16.4 3.33E-05 3.6 107,606 218 4.29E+05 0.43
하기 표들은 본 발명의 보드 및 다른 구조의 비교 보드에 대한 NRC 값들을 보인다. 상기 표에서와 같이, 달리 언급되지 않는 한, 안감은 SOUNDTEX® 소재이고 대향면은 상기 제1 스크림이다.
시험 I:
*천공화 패널 = 3/8” 직경 천공들, 16 mm o.c. 간격 - 27.7% 개방 면적을 가지는 5/8 in. FC30 (건식벽)
패널 구성 NRC
장착 (Mounting)		 4FA NRC
A 천공화 패널 만 E400 0.1967 0.20
B 패널 + 안감 E400 0.6572 0.65
BB 패널 + 미도장 정면 안감 E400 0.6215 0.60
H 패널 + 안감 + 미도장 스크림 정면 (face) E400 0.7442 0.75
I 패널 + 안감 + 도장 스크림 정면
 E400 0.7314 0.75
E 패널 + 안감 + 페이퍼 정면 E400 0.1978 0.20
F 패널 + 안감 + 도장 페이퍼 정면 E400 0.2963 0.30
G 패널 + 도장 스크림 정면 E400 0.5772 0.60
K 패널 + 도장 스크림 정면 + 미도장 스크림 안감 E400 0.6376 0.65
C 패널 + 미도장 스크림 정면 E400 0.4028 0.40
시험 II:
*천공화 패널 = 6 mm 직경 천공들, 15 mm o.c. 간격, 1.5 in. 경계들 - 홀 패턴 = 12.6% 개방 면적, 전체 패널 = 9.6% 개방 면적인1/2 in. 초경량 (건식벽)
패널 구성 NRC
장착		 4FA NRC
천공화 패널 만 E400 0.1937 0.20
패널 + 안감 + 미도장 스크림 정면 E400 0.5947 0.60
패널 + 안감 + 도장 스크림 정면 E400 0.4825 0.50
시험 III:
패널 A (소형 홀들) = 8 mm. 직경 둥근 천공들, 18 mm o.c. 간격 ＆ 무 경계들 (no borders) - 15.5% 개방 면적인1/2 in. Knauf 8/18R
패널 B (거대 홀들) = 12 mm. 직경 둥근 천공들, 25 mm o.c. 간격 ＆ 무 경계들 - 18.1% 개방 면적인1/2 in. Knauf 12/25R
패널 구성 NRC
장착		 4FA NRC
패널 A 만 (안감 있음) E400 0.6480 0.65
패널 B 만 (안감 있음) E400 0.7191 0.70
패널 A + 안감 + 미도장 스크림 정면 E400 0.6245 0.65
패널 B + 안감 + 미도장 스크림 정면 E400 0.6810 0.70
패널 A + 안감 + 도장 스크림 정면 E400 0.5782 0.60
패널 B + 안감 + 도장 스크림 정면 E400 0.5652 0.55
패널 A + 안감 + 1 in. 유리섬유 패널 상의 도장 스크림 정면 E400 0.6192 0.60
패널 B + 안감 + 1 in. 유리섬유 패널 상의 도장 스크림 정면 E400 0.6031 0.60
시험 I의 패널 E에는 평량이 263.50 gm/m2, 캘리퍼 두께 17.22 mils, 밀도가 0.60 c/m3 및 다공도가 58.97 초인 중량 마닐라 페이퍼 정면을 가진다. 본 시험 샘플은 다공성이라도, 너무 높은 기류 저항을 가지는 정면은 본 발명에서 사용에 적합하지 않다는 것을 보인다. 시험 I의 패널 BB는 도장 스크림 정면보다 더욱 높은 기류 저항도 (상기 표 참고)를 가지는 정면은 만족할만한 NRC을 달성한다는 것을 보인다.
완성 패널의 적어도 정면 (실내) 측에서 천공들이 효과적으로 은폐를 유지하면서 본 발명의 차음성 패널은 추가적인 방법 및 상이한 구조들로 제작될 수 있다. 예를들면, 높은 NRC 값들이 요구되는 않는 경우, 배층 (30)이 생략될 수 있다. 다공성 페이퍼는 부직 층들 (29, 30) 어느 측을 대체할 수 있다.
또한 패널 평면에 대하여 천공들을 경사 배향함으로써 NRC은 측정 가능한 정도로 증가된다는 것을 알았다. 이러한 구조를 도 3에 도시한다. 천공들 (28)은, 예를들면, 패널 평면에 수직한 직선에 대하여 20°로 기울어지도록 배향된다. 이러한 개선된 차음 성능에 대한 이유 또는 이유들은 현재 완전하게 이해되지 않지만, 더 넓은 천공 용적 및/또는 경사각에 의한 음파의 내부 반사, 및/또는 정면에서 더욱 유효한 개방 면적의 결과일 수 있다.
도 4를 참조하면, 두 인접 패널 (40) 간의 모서리들 (36)이 단면 도시되는 대안의 이음매 구조가 도시된다. 동일 요소들에 대하여 도 2에서 사용된 것과 동일한 도면부호가 도 4에 사용된다. 패널 (40)은 패널 (20)과 동일하지만, 패널 (20)에서와 같이 테이프를 수용하기 위하여 긴 패널 모서리들의 주변부가 경사되지 않는 “정사각형 모서리 (square edge)” 유형이라는 점이 다르다. 유리섬유 베일 (29)은, 적합한 접착제 예컨대 Elmer’s Products, Inc. 에서 상표 ELMERS®로 시판되는 폴리비닐 아세테이트 에멀전으로 페이퍼 면 (23)에 부착된다. 베일 (29)은, 예를들면, 패널 모서리로부터 1 인치 마진 (42) 정도 이격되도록 구성된다. 회피할 수 없거나 또는 의도적으로 패널 (40)들 사이에 존재하는 임의의 협소 간격 (41)은 건식벽 이음매 콤파운드 (34)로 부분적으로 또는 실질적으로 완전히 충전될 수 있고, 상기 콤파운드는 바람직하게는, 응결성의, 낮은 또는 전혀 수축되지 않은 사포 연마 타입으로 예컨대 다음 특허들에서 개시된다: US 6,228,163; US 5,746,822; US 5,725,656; US 5,336,318; 및 US 4,661,161. 간격 (41)은 이음매 콤파운드 (34)로 충전되고 페이퍼 정면 (23)외면과 평탄하게 처리된다. 대안으로, 간격 (41)은 이음매 콤파운드로 부분적으로 또는 완전 충전되지 않고 남겨둔다.
베일 (29)과 동일한 소재로 제조되는 테이프 (43)는 바람직하게는 패널 (40)들 간의 이음매 또는 간격 (41)에 연장되어 사용된다. 테이프 (43) 폭은 패널의 모서리 영역 (42)의 조합 폭보다 좁다. 베일 (29)에 의해 덮이지 않은 패널 주변부 (42)가 1 인치 폭인 경우, 베일 테이프 (43)는, 예를들면, 1-1/4 인치 폭일 수 있다. 테이프 (43)는, 예를들면, 베일 (29)을 페이퍼 면 (23)에 결합할 때 사용되는 동일한 접착제 또는 이음매 콤파운드로 부착된다.
정사각형 모서리 건식벽 패널 (40) 및 비-수축 응결성 이음매 콤파운드를 사용하면 본 발명의 천정 또는 벽체 시공에 필요한 시간 및 노동력을 줄일 수 있다. 테이프 (43)의 길이방향 모서리들 및 패널 베일 (29)의 모서리들 (44) 사이 간격은 바람직하게는 신속-응결성, 비-수축 타입의 이음매 콤파운드로 충전될 수 있다. 이후 패널 (40)을 덮고 있는 베일 (29, 43)을, 바람직하게는 상기된 하나의 페인트 또는 코팅재 (31)를 분무하여 도포한다.
도 5-7은 도 4와 관련하여 설명된 패널 (40)과 베일 (29) 크기 및 위치만이 다른 변형된 차음성 패널 (50)을 도시한 것이다. 베일 (29)은 이것이 부착되는 패널 (50)의 직사각형 본체 또는 나머지 (51)의 상응하는 평면 치수들보다 평면 치수들에 있어서 약간 더 작다. 또한, 베일 (29)은 두 교차 모서리들 (52, 53)를 따라 본체 (51)와 옵셋되어 이들 모서리들은 외팔보 또는 부재 구조이고 본체에 직접 부착되지 않는다.
패널 (50)은 동일한 구조의 패널과 조합되어 벽, 천정 또는 유사한 차음성 장벽을 형성한다. 모서리들 (52)와 관련되는 횡단 이음매들은 모서리들 (53)에서 연결되는 인접 패널과의 관계에서 엇갈림식으로 구성된다. 베일 (29)의 외팔보 일부 또는 모서리 (52, 53)는 인접하여 기대있는 패널들의 본체들 (51) 간에 존재하는 실제 이음매를 가교한다는 것을 알 수 있다. 상부에 베일 모서리 (52, 53)를 제공할 수 있는 패널 (50) 배치 전에, 이미 배치된 패널 (50)의 베일 (29)에 의해 덮이지 않은 주변 영역들 (54)을 예컨대 상기된 적합한 접착제로 도포한다. 본 차후 패널 (50)을 배치한 후, 부재의 베일 모서리들 (52, 53)을 미리 배치된 패널 (50)의 주변부 (54)에 있는 접착제에 압착시킨다. 패널 (50)의 옵셋 베일 배열은 패널들 간 이음매들의 테이프 처리 작업을 없앨 수 있고 관찰자 육안으로 보이지 않거나 거의 보이지 않는 이음매들을 만들 수 있다. 본체 (51)와 비교하여 선택된 베일 (29) 크기 차이와 일반적으로 동일한 아주 작은 간격만이, 연결 패널 (50)에 대한 베일들의 인접 모서리들 사이에 존재한다. 다양한 도면들에서 직교 치수보다 하나의 평면 치수에서 더욱 긴 직사각형 패널을 보이지만, 정사각형 패널이 용어 “직사각형”이라는 의미에 포괄된다고 이해되어야 한다.
심미적 및 성능 이유로 현장에서 설치되고 테이퍼 처리된 패널 (20)에 도포되는 마감 코팅재는 거의 또는 전혀 질감이 없는 상대적으로 매끈한 것이 바람직하다. 이러한 매끈한 마감이 필요한 경우, 특히 경사 광선이 특히 드러나는 천장에서 패널 (20) 사이 단부 이음매 (end joint)를 은폐하기는 어렵다. 이음매에서 이음매 화합물의 폭을 제한하기 위한 추가 제약이 필요하여 패널 (20)의 흡음 정면 영역이 이음매 화합물에 의해 상당히 덮이지 않고 따라서 성능이 떨어진다. 통상 상업적으로 입수되는 건식벽은 특히 패널 단부들이 테이퍼 (taper)가 결여되는 난점을 제시한다. 긴 모서리를 따라서는 있지만 짧은 모서리에는 테이퍼가 없는 건식벽판 (벽 보드)을 제조하는 것이 관례이다. 건식벽 패널이 단부-대-단부가 인접하여 기대지면, 짧은 비-경사진 모서리에서 업계에서 “맞대기 이음매”로 칭하는 것이 형성된다. 실제로, 경사진 맞대기 이음매를 이음매 화합물의 좁은 패턴에서 전혀 또는 거의 질감 없는 마감 코팅재로 은폐하는 것은 불가능하다. 본 발명의 일 양태에서, 이음매 테이프 (35) 및 이음매 화합물 (34)을 수용하기 위하여 베일(29)과 결합되는 외부 면에 함몰부를 제공하도록 맞대기 이음매 단부들에서 건식벽 패널이 변경된다. 여러 대안 구조들이 고려된다. 버트 (butt) 단부 구조를 제외하고는 도 8 - 10에서 도시되는 차음성 패널은 실질적으로 도 2와 연관되어 설명된 것과 동일한 구조이다. 패널은, 초기 설명된 패널 (20)과는 달리, 모든 4면 모서리에 테이퍼를 가진다. 예를들면, 폭이 약 1-3/4 인치 내지 약 2 인치이고 패널 정면에서 측정될 때 가장 깊은 곳이 적어도 약 1/32 인치 및 바람직하게는 약 5/64 인치인 함몰 표면적 또는 테이퍼가 유용하다.
패널 (120)의 버트 단부 (71)에서 테이퍼를 제공하는 하나의 방법은 영구적으로 패널의 양 단부들을 압축하여 버트 단부 길이를 따라 좁은 함몰부 또는 테이퍼 (72)를 형성하는 것이다. 이러한 압축은 실질적으로 원래 공기를 함유하여 압축 가능한 석고 코어 (24)에 제한된다. 함몰부 또는 테이퍼 (72)에서의 압축 석고 코어 (24)는 코어 중 나머지 석고와 비교할 때 밀도가 높다. 패널 (120)의 버트 단부 (71)를 영구적으로 압축하는 단계는 베일(29)이 페이퍼 정면 (23)에 적층될 때 또는 후 또는 패널 (120)에 개구들 또는 천공들 (28)이 펀치, 천공 또는 달리 형성될 때 기계에서 동시에 수행될 수 있다.
패널 (20) 정면에서 버트 단부 (71)에 테이퍼 구조를 형성하는 또 다른 방법은 버트 단부에서 내향 연장되고, 석고 코어 (24)의 교란되지 않은 하부 구역에 부착되는 페이퍼 및 임의의 석고와 연결되는 라베트 또는 커프 방식으로 페이퍼 정면 (23) 하부의 석고 코어를 기계 가공 또는 달리 절삭하는 것이다.
도 9A 및 9B는 본 발명의 차음성 패널 (220) 정면에서 함몰부 또는 테이퍼를 가지는 버트 모서리를 제작하는 다른 방식을 도시한다. 패널 (220)은 달리 도 2의 패널 (20)과 연관하여 설명된 것과 동일 구조이다. 패널 (220)은 도 9A에서 제작 상태가 도시된다. 깊은 커프 (81)가 양측 패널 버트 단부에서 패널 (220) 배면의 총 폭에 걸쳐 절삭되고 양측 버트 단부 (71)에서 모따기 (82)가 커프에서 패널의 모서리 면까지 절삭된다. 도 9B는 나사 파스너 (21)가 버트 단부에서 국부적인 패널 스트립을 패널의 후면으로 당기는 설치된 패널 (220)을 도시한다. 도시된 실시예에서, 한 쌍의 패널 (220)의 버트 단부 (71)는 보이지 않는 그리드 티 또는 기타 프레임 요소 사이에 배치되는 지지 받침판 (85) 하부에 위치하고, 파스너 (21)는 상기 판에 대하여 패널 단부들을 당긴다. 이러한 결과 패널 (220) 정면의 평면으로부터 후면의 평면을 향하여 경사지고 버트 단부 (71)에 인접하면서 증가하는 표면적 (84)이다.
석고 건식벽 기반의 차음성 패널 (320)의 버트 단부 (71)에 인접한 내향 경사 표면을 형성하는 대안적 방법이 도 10에 도시된다. 두 패널 (320) 사이 이음매 (86)는 단일 지지 요소 (도 1에서 13으로 도시)에서가 아닌 두 인접 지지 또는 프레임 요소들 (13)사이에서 수직하도록 배치된다. 얇은 U 또는 V-형상의 받침판 (87)이 패널 (320) 후면에 위치한다. 받침판 (87)은, 도시된 바와 같이, 금속판이지만 목재 또는 기타 적절한 재료일 수 있다. 패널 (320)에서 받침판 (87)으로 결합되는 나사 파스너 (21)는 국부적으로 패널을 내향 굽히고 따라서 각각의 맞대는 패널의 버트 단부 (71)에 인접한 패널 (320) 주요 정면 영역의 평면에서 내향 경사를 이루는 표면적 (88)이 형성된다. 이 결과 함몰 구역을 가지는 맞대기 이음매가 형성되고 여기에 이음매 테이프 및 이음매 화합물을 완전히 수용할 수 있다.
본 발명의 차음성 패널 형성에 사용되는 건식벽 패널은 원래 건식벽 제조 라인에서 석고가 2-수화물 상태에서 경화될 때 석고 코어 (24) 및 페이퍼 정면 (23)을 압축하고 상기 영역에서 궁극적으로 버트 단부로 절단되어 제조된다.
도 1 및 2와 연관되어 설명된 것과 유사한 차음성 패널은 눈에 띄는 경사진 맞대기 이음매를 피할 목적으로 이음매 테이프를 사용하지 않고 연결될 수 있다. 예를들면, 건식벽 패널 주변부에 외부 면에서 홈이 형성되고 인접 패널 모서리에 의해 형성되는 홈에는 이음매 화합물을 채울 수 있다. 이음매에 사포 처리하고, 충전하고, 다시 사포-처리를 1회 이상 수행하고 궁극적으로 도장 처리하여도 홈이 있는 모서리 건식벽 패널 사이에 보이지 않는 또는 실질적으로 보이지 않는 이음매를 형성하는 것은 어렵다. 이음매를 은폐하는 것이 어려운 것은 적어도 부분적으로 건식벽의 페이퍼 정면 (23)이 이음매 화합물 (34)에 함유된 수분에 노출될 때 팽윤 결과라고 판단된다. 본 발명의 차음성 패널 (20)에서 수분 함유 이음매 화합물 (34)을 사용하는 것이 바람직한 경우, 이음매 화합물에 노출될 때 쉽게 팽윤되지 않는 정면 (23)을 가지는 패널 (20)을 제조하는 것이 유리하다. 수분-유도 팽윤 저항성은 건식벽판 (22) (코어 (24) 및 페이퍼 층 (23, 25)으로 구성)의 페이퍼 정면 (23)의 마진 (56)이 수분 흡수 저항성이 되도록 처리하는 것에 의해 달성된다 (도 11). 단지 이음매만이 관심 대상이므로, 내수성은 패널 (20)의 정면 또는 실내 측의 마진 (56)에만 부여될 필요가 있다. 그러나, 이음매 화합물 도포 시 영구적으로 팽윤되는 경향에 저항하도록 석고 보드 코어 (24)에 있는 전체 페이퍼 정면 (23)이 처리 또는 달리 내수성이 제공될 수 있다. 수분 함유 이음매 화합물에 적용될 때 모서리가 .005 인치 이상 팽윤되지 않으면 본 발명의 목적상 정면 (23)은 내수성으로 고려된다.
페이퍼 부착 석고 보드의 마진 정면 영역 (56) (도 11)은 적합한 물질 (57) 예컨대: UV 경화성 도료, 실록산, 왁스, 실리콘, 용매계 신속-건조 결합제, 2 성분 코팅계, 및 폴리우레탄을 적용하여 내수성이 되도록 따라서 팽윤 저항성을 가지도록 처리된다. 상기 목록은 예시적이고 기타 효과적인 물질들이 존재할 수 있다. 내수성 물질 (52)은 페이퍼 정면 또는 판 (23)에 롤-코팅, 분무, 또는 예를들면 담지될 수 있다.
페이퍼 정면 (23) 팽윤을 줄이거나 없애는 대안적 방법은 수분 흡수가 낮은 마닐라지 또는 정면을 내수화하는 특수 코팅재 및 섬유로 제조되는 다른 유형의 내수성 페이퍼를 이용하는 것이다.
패널 (22)의 마진 영역 (57)이라 함은, 인접 패널들의 모서리 간에 형성되는 이음매를 은폐하기 위하여 이음매 화합물로 도포되거나 예정되는 테이퍼 구조의 영역을 의미한다. 본원에 기재되는 비-팽윤성 내수 패널은, 전형적으로, 상기와 동일한 관통-홀 패턴 및 적합하게 부착되는 동일한 부직 베일 외부 표면층 (29) 및 부직 배층 (30)을 가진다.
대안적 석고 보드 구조는 도 12 및 12A에 도시된다. 이음 석고-기반의 차음성 패널 (60) 모서리 부분도가 도 12에 도시된다. 패널 (60)은 예컨대 United States Gypsum Company의 상표 SECUROCK®로 판매되는 지붕판 (61)으로 제작된다. 판 (61)에는 석고 코어 (62)가 한 쌍의 유리섬유 매트들 또는 층들 (63) 사이에 개재된다. 이러한 지붕판 (61)은 두께가 1/2 인치이고, 4 피트 X 8 피트 패널이다 (또는 산업 규격 미터법과 동등). 4곳의 모든 패널 (60) 모서리들이 파여 정면에 라베트 (64)를 형성한다. 상기된 패널 (20)에서와 같이, 판 (61)에는 실질적으로 정면 총 영역에 걸쳐 존재하는 천공들 (28)이 관통된다. 예시로써, 판 (61)은 다음과 같은 관통 천공 패턴을 가진다: 3/8 직경, 1.5 인치 미 천공 경계와 대략 3/4 인치 간격. 라베트 처리된 정면은 상기 베일(29)로 덮이고 라베트 처리되지 않은 면은 상기 받침판 또는 웨브 (30)로 덮인다. 나사 또는 기타 등으로 상기된 바와 같이 패널 (60)은 지지 구조체에 부착된다. 패널 (60)들 사이에 있는 한 쌍의 결합 라베트 (64)를 포함하는 이음매에는, 적합한 함수 이음매 화합물 (34)로 채워진다. 이음매 테이프는 사용되지 않는다. 이음매 화합물 (34)은 United States Gypsum Company에서 판매되는 Easy-Sand 브랜드 이음매 화합물과 같이 신속 경화형 물질이다. 이음매 화합물 (34)은 두 코팅재에 적용된 후 가볍게 사포 처리될 수 있다.
판 (61)의 석고 코어 (62)를 대향하는 층들 (63)은 아크릴 수지가 함침된, 약 .033 인치 두께의 부직 유리섬유 매트이다. 이들 층 (63)은 고도의 내수성이고, 유의한 습기를 흡수할 수 없고, 실질적으로 수분 불침투성이다. 결과적으로, 층들 (63)이 물을 흡수하거나 또는 이에 따라 눈에 띄는 팽윤 위험성은 없다.
다음은 미-응집성, 비-차폐 코팅재 또는 페인트 조성으로 본 발명의 차음성 패널에 분무되어 마감을 제공하고 이들 사이 이음매를 은폐하고 베일(29)을 통해 보일 수 있는 천공들 (28)을 가린다. 코팅재는 이차에 걸쳐 도포되고 일차 도포는 가볍게 사포 처리된다.
성분 중량% 기능
물 40 용매
계면활성제 0.1 TiO2 용 계면활성제
분산제 0.1 분산제
아크릴 증점제 1 0.5 점도 개질제
셀룰로오스 증점제 2 0.3 점도 개질제
라텍스 에멀전 5 바인더
살생제 0.2 보존제
탄산염 27.8 충전제 1
충전제/안료 18 충전제 2
충전제/안료 8 충전제 3
충전제는 다음을 포함하지만 제한되지는 않는다: 탄산염 (상이한 입자 크기 또는 형태), 점토, 박리 점토, 수세 점토, 하석 섬장암, TiO2, 운모, 활성 및 기타 페인트에서 사용되는 공지 충전제.
전형적으로, 마감 사포 처리 이음매에서 이음매 화합물은 베일(29) 및 석고 보드의 하부 정면 층 (23)과는 다른 정도로 물을 흡수한다. 이러한 흡수율 차이로 상이한 건조 속도 및 수계 페인트 상도 이음매 영역 및 차음성 패널 나머지 영역 간 궁극적으로 최종 외관의 차이를 일으킨다. 예컨대 이음매 영역에 국부적으로 마감 코팅재/페인트를 이용하여 이음매 화합물으로 덮인 이음매 영역을 실러로 일차 도포하고, 이후 전체 패널 설비를 프라이밍 (priming)하면 이러한 영향을 줄일 수 있다. 이어, 전체 설비를 일차 또는 이차에 걸친 마감 페인트 코팅재로 도포한다.
이음매 화합물로 채워진 이음매 및 주요 패널 영역 상의 마감 페인트 도포 차이를 줄이는 두 번째 기술은 차음성 패널을 프라이머로 공장 도포 (factory coat)하는 것이다. 패널을 다른 패널과 함께 설치하고 이음매들을 마감한 후, 시스템은 일차 또는 이차에 걸친 마감 페인트 코팅재로 완성한다.
상기 개시는, 부분적으로, 통상적인 건식벽판을 본 발명의 차음성 패널로 전환하는 변형에 관한 것이다. 그러나, 본 발명의 차음성 패널은 처음부터 천공들을 있는 석고 코어로 제조할 수 있고 또는 형성한 후 즉시 존재하는 하나 이상의 커버 시트들 또는 층들을 정면 및 배면에 부착하기 전에 형성될 수 있다. 천공들은, 예를들면, 석고 몸체에 주조될 수 있다. 다양한 개신 실시태양들에서 천공들 단면은 드릴로 천공되지 않은 경우 비원형 (accircular)일 수 있다.
본 개시는 예시로 제시되고 본 개시의 교시의 공정한 범위로부터 벗어나지 않은 상세 사항들에 대한 부가, 변형 또는 생략을 통해 다양한 변화가 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명은 하기 청구범위가 필요한 정도로 한정되는 것을 제외하고는 본 개시의 특정 상세 사항들에 제한되지 않는다.

Claims (10)

  1. 직사각형 차음성 패널에 있어서, 석고계 코어 및 페이퍼 정면 및 배면 층들을 가지고 두께가 적어도 1/2 인치 또는 동등한 산업적 미터법 규격의 건식벽판으로 구성되고, 상기 건식벽판은 패널 정면 면적의 적어도 9%로 구성되는 충분한 개수의 적어도 1/8 인치 직경의 홀들로 면들 및 코어가 천공되고, 상기 정면은 홀들을 완전히 은폐할 수 없는 반투명성의 다공성 부직 유리섬유 베일로 덮이고, 상기 베일은 미-가교 코팅재로 도포되고, 조합된 베일 및 코팅재는 홀들을 유효하게 은폐시키면서도 충분한 다공성을 제공하여 패널의 NRC는 적어도 0.55을 보이고, 동일 패널과 맞대기 이음을 형성하는 상기 패널의 짧은 모서리는 패널 정면에 국부적 함몰 영역을 가지고 패널 정면 주요부의 평면 아래에 이음매 테이프 및 이음매 화합물을 수용하는, 직사각형 차음성 패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 국부적 함몰 영역은 석고 코어가 영구적으로 압축된 결과인, 직사각형 차음성 패널.
  3. 직사각형 차음성 패널에 있어서, 석고계 코어 및 페이퍼 정면 및 배면 층들을 가지고 두께가 적어도 1/2 인치 또는 동등한 산업적 미터법 규격의 건식벽판으로 구성되고, 상기 건식벽판은 패널 정면 면적의 적어도 9%로 구성되는 충분한 개수의 적어도 1/8 인치 직경의 홀들로 면들 및 코어가 천공되고, 상기 정면은 홀들을 완전히 은폐할 수 없는 반투명성의 다공성 부직 유리섬유 베일로 덮이고, 상기 베일은 미-가교 코팅재로 도포되고, 조합된 베일 및 코팅재는 홀들을 유효하게 은폐시키면서도 충분한 다공성을 제공하여 패널의 NRC는 적어도 0.55을 보이고, 동일 패널과 맞대기 이음을 형성하는 상기 패널의 짧은 모서리는, 짧은 모서리에 인접한 패널 영역이 패널 배면의 패널 지지체에 대하여 당겨질 때 짧은 모서리에 있는 정면이 국부적으로 홈이 형성되도록 기계 가공되는, 직사각형 차음성 패널.
  4. 차음성 패널에 있어서, 석고계 코어 및 정면 및 배면 층들을 가지고 두께가 적어도 1/2 인치 또는 동등한 산업적 미터법 규격의 건식벽판으로 구성되고, 상기 건식벽판은 패널 정면 면적의 적어도 9%로 구성되는 충분한 개수의 적어도 1/8 인치 직경의 홀들로 면들 및 코어가 천공되고, 상기 정면 층은 함수 이음매 화합물과 접촉으로 인한 물 흡수에 따른 팽윤 저항성의 내수성 마진 정면 영역을 가지고,
    상기 정면은 홀들을 완전히 은폐할 수 없는 반투명성의 다공성 부직 유리섬유 베일로 덮이고, 상기 베일은 미-가교 코팅재로 도포되고, 조합된 베일 및 코팅재는 홀들을 유효하게 은폐시키면서도 충분한 다공성을 제공하여 패널의 NRC는 적어도 0.55을 보이는, 차음성 패널.
  5. 제4항에 있어서, 상기 정면 전체 층은 수분 유도 팽윤에 저항성인, 차음성 패널.
  6. 제5항에 있어서, 상기 정면 층은 수분 유도 팽윤에 저항성인 내수성 페이퍼인, 차음성 패널.
  7. 제4항에 있어서, 상기 정면 층은 수분 장벽 처리된 통상의 건식벽 페이퍼인, 차음성 패널.
  8. 차음성 패널에 있어서, 석고계 코어 및 정면 및 배면 층들을 가지고 두께가 적어도 1/2 인치 또는 동등한 산업적 미터법 규격의 판으로 구성되고, 상기 판은 패널 정면 면적의 적어도 9%로 구성되는 충분한 개수의 적어도 1/8 인치 직경의 홀들로 면들 및 코어가 천공되고, 상기 정면 층은 함수 이음매 화합물과 접촉으로 인한 물 흡수에 따른 물 침투 및 팽윤 저항성의 내수성 유리섬유 수지 바인더이고, 상기 정면은 홀들을 완전히 은폐할 수 없는 반투명성의 다공성 부직 유리섬유 베일로 덮이고, 상기 베일은 미-가교 코팅재로 도포되고, 조합된 베일 및 코팅재는 홀들을 유효하게 은폐시키면서도 충분한 다공성을 제공하여 패널의 NRC는 적어도 0.55을 보이는, 차음성 패널.
  9. 제8항에 있어서, 상기 패널의 정면 측은 이음매 화합물을 수용하기에 적합한 주변 라베트 (rabbet)로 형성되는, 차음성 패널.
  10. 제9항에 있어서, 상기 배면 층은 수분 침투 저항성인 유리섬유 수지 바인더 매트인, 차음성 패널.
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