KR20020077772A - 내구성이 있는 다공성 가공물 및 상기 가공물을 만들기위한 제조방법 - Google Patents

Abstract

젖은 상태로 약 53 중량% 내지 약 68 중량% 시멘트, 약 17 중량% 내지 약 48 중량% 물, 약 0.05 중량% 내지 약 5 중량% 섬유 및 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 계면활성제를 포함하는, 경화된 수성 발포성 시멘트 재료로부터 형성되는 음향학상 흡음성 다공 패널. 상기 패널은 또한 물질의 약 75 부피% 내지 약 95 부피%를 포함하며, 경화된 물질내에 분포되어 있는 포어를 포함한다. 상기 시멘트계 발포성 패널은 증진된 내구성 및 내습성을 갖는 훌륭한 음향학상의 성능을 제공한다.

Description

내구성이 있는 다공성 가공물 및 상기 가공물을 만들기 위한 제조방법{A DURABLE POROUS ARTICLE OF MANUFACTURE AND A RPOCESS TO CREATE SAME}

본 출원은 각각 1999년 10월 1일자로 출원된 미국 가출원 번호 제60/157,269호 및 제60/157,301호; 그리고 각각 2000년 1월 31자로 출원된 미국 가출원 번호 제60/179,367호, 제60/179,385호 및 제60/179,420호에 관한 것이다.

본 발명은 빌딩 재료의 분야, 더욱 상세하게는 상업용 및 거주용 건축에서 벽, 천장, 이동 칸막이 및 다른 내부 표면에 대한 음향 패널에 관한 것이다. 이들은 음향 흡수를 위해 설계된 다공성 재료들이다.

벽 및 천장용 음향 패널은 음향 흡수와, 심미감 및 천장에 별도의 유용 공간을 부여한다. 상기 패널의 제조업자들은 에너지 사용, 재료비 및 쓰레기를 감소하고자 하는 일환으로 끊임없이 제조 공정을 개량함으로서 장식적인 음향 벽과 전장 패널을 가능하면 가장 저비용으로 개발하려고 노력해 왔다. 비용감소가 중요한 반면에, 얼마만큼 공정이 단순화 될 수 있는가와 음향 성능, 내습성, 내연성의 요구 조건을 충족하는 패널을 계속해서 생산할 수 있는지에 대한 본질적이 제한이 있었다.

전형적인 벽판(wallboard) 제조는 채굴되어 석고 덩어리로 으깨지거나, 플루 가스 탈황 공장으로부터 인공적으로 얻어지는 석고로부터 시작된다. 하소 공정(calcination process)에서, 분말 형태의 석고는 가열되어 석고의 수분으로 제거함으로서 반수화물(hemihydrate)이 된다. 하소된 석고 또는 반수화물은 회반죽(stucco)으로 공지되어 있다. 펄라이트 및 섬유유리와 같은 충진재(filler)가 상기 회반중에 첨가되어 최종 벽판에 요구되는 특성값을 달성할 수가 있게 된다. 그 외의 첨가물은 전분을 포함하는데 이는 코어(core)가 종이면에 부착되는 것을 도울 수 있도록 한다. 감속제 또는 가속제가 첨가되어 반응비를 조절할 수도 있다. 이러한 구성 성분은 물과 비누 거품과 함께 고속 또는 핀 믹서에서 혼합된다. 비록 상기 비누 거품이 상기 코어의 밀도를 낮추기 위해서 첨가되지만, 최종 구조물은 의도했던 음향 효과를 내기에 충분한 다공률을 갖지 못할 수도 있다. 최종 혼합물은 두 장의 종이 사이에 위치되고 롤러에 의해 그 크기가 결정된다. 상기 코어가 설치되고 난 후에, 상기 보드(board)는 길이 방향으로 절단되고 오븐으로이송되어 건조된다.

음향 천장 패널을 생산하는 현재 방법은 섬유, 충진재, 결합재, 물 및/또는 계면 활성재의 다양한 조합을 이용하여 슬러리(slurry)로 혼합된다. 상기 슬러리는 처리되어 패널로 형성된다. 상기 공정은 제지업에서 사용되는 방법과 매우 유사하다. 사용된 섬유의 실시예로는 광물면(mineral wool), 섬유 유리 및 셀룰로오스 재료를 포함할 수가 있다. 광물면은 경량이며, 유리질이며, 섬유 유리와 유사한 실리카계 재료로 뽑아진 섬유구조이며, 또한 그 사용이 가능하다. 광물면은 음향 패널의 음향 성능, 내연성 및 처짐 저항력(sag registance)을 강화한다.

충진재는 해면 펄라이트와 점토를 포함할 수도 있다. 해면 펄라이트는 재료의 밀도를 감소시키고 점토는 음향 패널의 내연성을 강화시킨다. 음향 패널에 사용되는 결합재의 실시예로서는 전분, 라텍스 및/또는 재구성된 종이 제품을 포함할 수도 있는데, 이들은 서로를 결합하여 모든 구성 성분을 메트릭스 구조로 고정하는 결합 시스템을 만들어낸다.

상기 구성 성분이 적당히 조합되고, 처리되면, 상기 구성 성분은 음향 천장 패널과 그 외 다른 형태의 패널구조로 사용하기에 적당한 다공질의 음향 흡수 패널을 생산하게 된다. 오늘날, 이러한 패널은 종이 생산과 유사한 부피가 큰 공정을 사용하여 제조된다.

광물면 섬유, 펄라이트 첨가제 및 셀룰로오스 결합제를 포함하는 패널을 형성하는 종래의 제조방법은 셀룰로오스 성분의 집합(aggregation) 및 응집(flocculation)에 따라 달라진다. 합성 수성 세포상 발포물은 건조되어 섬유,결합제와 충진재가 응집되고 결합되어 매트릭스를 형성하는 안정된 구조를 제공한다. 수성 세포상 발포 혼합물은 계면활성제를 포함하여 혼합물 내에서 공기의 비말동반(entrainment)을 촉진하는 반면, 종래의 제조 방법은 응집에 따라 달라진다. 일반적인 천장 패널 재료의 구조는 도 1의 30배 현미경 사진에 도시되어 있다. 펄라이트 입자는 광물면과 재구성된 갱지 섬유가 상호연결된 매트릭스에 박혀있는 둥근 덩어리로 구분된다.

천장 패널을 제조하는 현재의 공정은 복잡하며, 다수의 단계를 포함하며, 다량의 물과 에너지를 소비한다. 상기 공정 중에, 물은 점차적으로 배수, 압축 및 고온 오븐 가열을 통해 제품으로부터 점차 제거된다. 약간의 배수된 물은 다시 사용될 수도 있으나, 대부분의 물은 처리되어 주위로 배출된다.

다른 생산 공정과 슬러리 처리법은 다른 음향 및 구조적 특징을 갖는 패널을 생산한다. 음향 성능과 내구성의 사이에는 모순이 존재한다. 높은 다공성의 저밀도 재료는 최상의 음향 성능을 나타낼 수도 있다. 그러나 불행하게도, 낮은 밀도의 재료는 부서지기 쉽고, 처리가 어려운 경향이 있으며, 낮은 내구성과 낮은 세정적성(scrubability) 및 낮은 인장 강도를 나타낸다. 본 발명의 개시된 목적을 위하여, 내구성이란 압축하에서 패널의 재료가 얼마나 쉽게 변형되는지를 나타내는 측정치인 패널의 압축 항복 강도를 말한다. 손가락으로 누르기(finger indentation)에 대한 저항력은 양호한 압축 항복 응력에 대한 좋은 예이다. 마모 능력은 젖은 솔을 전후 반복하는 운동에 의한 내마모력이다. 인장 강도는 패널을 부수지 않고 모서리를 따라 패널을 들어올리거나 또는 지지할 수 있는 능력을 나타낸다.

다양한 공정과 처리법이 음향 천장 패널의 제조시 고유의 모순을 조화시키는데 사용된다. 예를 들면, 천장 패널용의 한 가지 일반 구조는 층상 조직으로 도 2에 도시된 바와 같이 다른 재료의 층을 사용한다. 하나의 층(201)은 부드러운 음향 흡수 재료를 구비하며, 실내를 향하고 있는 또 다른 층(202)은 보다 내구성이 있으며 때로는 구조적인 재료로서, 이 재료는 비교적 음을 통과시킨다. 상기 패널의 음향 성능은 거의 내층(201)의 기능에 의존하는 반면 외층(202)은 내구성과, 마모 능력 및 심미감을 강화시킨다. 도 2에 도시된 외층(202)은 제3의 공급 재료이다. 일반적으로, 접착제는 덧층(202)을 내층(201)에 부착시킨다. 이러한 적층 패널을 제조하는데 관련된 또 다른 단계는 페인팅 단계, 일정한 크기로 자르는 커팅 단계, 패키징 단계를 포함한다.

적층 패널은 음향 성능과 내구력의 사이에서 양호한 조화를 제공한다. 이러한 패널은 특정 단계에서 연속적인 제조 공정을 적용할 수 있는 이점을 갖고 있지만, 동질의 패널을 생산하는 경우에 있어서는 전혀 필요로 하지 않는 부가적인 단계와 외층의 재료와 같은 부가적인 재료를 필요로 한다. 게다가, 외층 재료는 일반적으로 고비용의 구성 물질이며, 적층 공정은 부가적인 기계, 재료 및 인원을 필요로 한다. 음향 재료(201) 구성 요소의 생산은 일반적으로 연속적인 방법으로 이루어 질 수 있지만, 적층 단계는 연속적인 공정이 아니다. 결국, 적층 패널은 비교적 높은 제조비용을 수반한다.

캐스팅 또는 몰딩 공정이 도 1에 도시된 바와 같이 패널의 구조를 형성하는데 있어서 또한 사용되어 질 수가 있다. 캐스팅은 상당한 내구력이 있으며 양호한 음향 특성을 갖는 동질의 재료를 생산한다. 캐스팅 재료는 일반적으로 상당히 높은 밀도를 가지며 적층 구조에 존재하는 부가층을 필요로 하지 않는다. 캐스팅은 본질적으로 재료가 몰드로 부어지는 배치 공정(batch process)이다. 상기 몰드의 바닥은 들러 붙음(sticking)을 방지하기 위해 일반적으로 담체(carrier) 또는 박리제(release agent)가 늘어서 있다. 상기 재료는 몰드 내에서 건조되고, 상기 몰드가 제거되고, 상기 패널은 마무리 공정에 의해 처리된다. 몰딩된 패널은 대개는 양호한 기계적 강도 특성을 가지며, 양호한 내구성을 나타내지만 상기 음량 성능은 일반적으로 적층 패널보다 양호하지 못하다. 몰딩 공정에서의 결점은: 몰딩의 전공정에 있어서 몰드를 연속적으로 이동시킬 필요성과; 몰드의 크기의 제약에 의한 작은 패널과; 상기 몰드로부터 패널을 제거하는 부가 단계의 필요성과; 증가된 패널의 밀도에 의한 패널당 높은 재료 비용을 포함한다.

도 1에 도시된 구조를 갖는 패널을 생산하는 또 다른 일반적인 방법은 슬러리를 와이어 벨트상에 배출하여 상기 슬러리로부터 물이 배수되도록 한다. 다른 공정의 단계는 음향 흡수층을 생산하기 위한 거의 연속적인 공정에서 원하는 질감을 만들기 위해 최종 패널을 성형하고, 건조하고 및 표면 처리하고, 또는 샌딩(sanding)하는 단계를 포함한다. 엠보싱(embossing)하거나 상기 재료에 작은 구멍을 펀칭(punching)하는 것과 같은 처리 단계는 상기 패널의 음향 흡수를 더욱 강화할 수 있다. 이와 같은 공정의 단점은 건조와 배수 처리에 고에너지 비용을 수반한다는 것이다.

상기한 문제점 때문에, 재료가 구조적으로 내구성을 유지하면서도 천장에 사용되는 저밀도 재료와 양호한 음향 성능을 갖는 다른 구조적인 패널을 생산할 필요가 있었다.

부가적으로, 높은 처짐 저항력, 개선된 내구성, 높은 소음 감소 계수(NRC) 및 높은 음향 전달 계수(STC)를 갖는 패널을 생산할 필요가 있었다.

높은 STC를 갖는 패널을 생산하는 일반적인 방법은 호일 또는 유기 코팅막과 같은 등판 재료(backing material)를 음향 패널의 이면에 적용하는 것이다. 등판재료의 적용은 완제품에 부가 공정 단계 및 비용을 가한다.

더욱이 내연성을 증대시키고 적어도 한쪽 편에 단단한 고밀도 표면을 갖는 비동질 패널을 만들어내기 위해서는 부가 첨가제를 필요로 하지 않는 패널을 만들어낼 필요가 있었다.

본 발명의 음향학적 흡음성 다공 패널은 최종 패널이 시멘트 재료의 적어도 90 중량%로 이루어진 경화된 수성 발포 시멘트 재료로 구성된다. 부가적으로, 상기 수성 발포 시멘트 재료는 젖은 상태로 약 53 중량% 내지 약 68 중량% 시멘트, 약 17 중량% 내지 약 48중량% 물, 약 0.05 중량% 내지 약 5 중량% 섬유 및 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 계면활성제로 구성된다. 상기 패널은 상기 패널의 약 75 부피% 내지 약 95 부피%를 포함하는 경화된 물질 내에 분포된 포어들을 더 포함한다.

부가하여, 본 발명은 최종 패널이 시멘트 재료의 적어도 90 중량%로 구성된 음향학적 흡음성 다공 패널을 포함한다. 상기 발포 시멘트 재료는 상기 재료의 약75 부피% 내지 약 95 부피%를 포함하는 경화된 재료내에 분포된 포어를 갖고, 젖은 상태로 약 54 중량% 내지 약 63 중량% 시멘트, 약 32 중량% 내지 약 44 중량% 물, 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량% 섬유 및 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량% 계면활성제로 구성된다.

본 발명은 최종 패널이 시멘트 재료의 약 95 중량%로 구성된 음향학적 흡음성 다공 패널을 포함한다. 상기 발포 시멘트 재료는 상기 재료의 약 75 부피% 내지 약 95 부피%를 포함하는 경화된 재료내에 분포된 포어를 갖고, 젖은 상태로 약 56 중량% 내지 약 61 중량% 시멘트, 약 32 중량% 내지 약 42 중량% 물, 약 0.28 중량% 내지 약 1.3 중량% 섬유 및 약 0.7 중량% 내지 약 2 중량% 계면활성제로 구성된다.

더욱이, 본 발명은 음향학적 흡음성 다공 패널을 생산하는 방법을 포함한다. 상기 공정에서 약 53 중량% 내지 약 68 중량% 사이의 시멘트, 약 17 중량% 내지 약 48중량% 사이의 물, 약 1 중량% 내지 약 10 중량% 사이의 칼슘 실리케이트, 약 0.05 중량% 내지 약 5 중량% 사이의 합성 유기 섬유 및 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 사이의 계면활성제를 포함하는 거품 슬러리는 통풍되거나 거품내어 상기 슬러리내에 공기를 포함하게 한다. 사기 통풍된 거품 슬러리는 이어서 물 중량이 약 5% 미만의 수분 함량으로 건조된다.

본 발명은 또한 시멘트 재료, 섬유 및 계면활성제로부터 형성된 음향학적 흡음성 다공 패널로 특징될 수 있다. 여기서 상기 형성된 패널은 약 10과 40 lb/ft³사이의 밀도를 갖고 0.12 인치 미만의 인덴트(indent)를 갖는다. 또한 상기 형성된패널은 적어도 0.5의 소음 감소 계수, 30과 40 사이의 STC 및 90% RH에서 0.150인치 미만의 처짐 테스트 결과를 갖는다.

본 발명의 이러한 특성과 그외의 특성들은 첨부 도면과 함께 하기의 설명으로 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 종래 기술에 따라 만든 광물면 계통의 재료의 30배 현미경 사진이다.

도 2는 종래 기술에 따라 만든 적층계 음향 패널의 개략적인 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따라 만든 재료의 30배 현미경 사진이다.

도 4는 본 발명에 따라 만든 재료의 30배 현미경 사진이다.

도 5는 본 발명에 따라 만든 재료의 100배 현미경 사진이다.

도 6는 본 발명에 따라 만든 재료의 300배 현미경 사진이다.

본 발명은 천장 패널과 같은 음향 흡수 다공성 패널을 형성하는데 사용되는 발포성 시멘트 재료를 포함한다. 미경화의 습 중량 백분율에서 상기 발포성 시멘트 재료의 배합은 약 53% 내지 68% 시멘트; 약 17% 내지 약 48% 물; 약 0.05% 내지 약 5% 섬유; 및 약 0.01% 내지 약 10% 계면활성제를 포함할 수 있다. 상기 섬유는 폴리에스테르로부터 형성된 것과 같은 합성 유기 섬유일 수도 있다.

미경화의 습 중량 백분율에서 상기 발포성 시멘트 재료의 다른 배합은 약 54% 내지 61% 시멘트; 약 32% 내지 약 44% 물; 약 0.1% 내지 약 3% 섬유; 및 약 0.5% 내지 5% 계면활성제를 포함할 수도 있다. 덧붙여, 미경화의 습 중량 백분율에서 상기 발포성 시멘트 재료는 약 56% 내지 약 61% 시멘트; 약 32% 내지 약 42% 물; 약 0.28% 내지 약 1.3% 섬유; 및 약 0.7% 내지 약 2% 계면활성제를 포함할 수도 있다.

만들어진 본 발명의 두 가지 특정 실시예는 다음을 포함한다:

포틀랜드 시멘트 (Portland cement) 59.8 중량%

물 35.7 중량%

디소디움 라우레스 설포숙시네이트 계면 활성제

(Disodium laureth sulfosuccinate surfactant) 0.9 중량%

폴리에스테르 섬유 0.6 중량%

울라스토니트(Wollastonite) 3.0 중량%

석고 60.7 중량%

물 37.9 중량%

폴리에스테르 섬유 0.8 중량%

에폭시화된 알킬 페놀 계면활성제 0.6 중량%

하나의 실시예에서, 상기 배합은 상기 패널의 경도, 취급의 용이성, 압입(indention) 또는 충돌 손상에 대한 저항을 증가시키기 위해 특정 첨가제를 더 포함할 수 있다. 발포성 시멘트의 전체 경도에 기여할 수 있는 첨가제의 예는 칼슘 화합물 또는 실리카를 포함하며 이는 보통 약 1% 내지 약 10% 중량의 양으로 첨가된다. 칼슘계 경화제의 예는 칼슘 산화물, 칼슘 수산화물, 및 카보네이트를 포함한다. 실리카 첨가제는 또한 소디움 실리케이트, 운모(mica), 고운 지표 모래 및 벼껍질 재와 비산회와 같은 실리카 함량이 많은 어떤 재를 또한 포함할 수도 있다. 실리케이트는 상기 패널에 어느 정도의 경도를 부여할 수 있는데, 경도는 보통 내인소성(耐引搔性; scratch resistance test)에 의해 측정된다. 이러한 내인소성 테스트는 상기 발포 패널의 표면의 완전한 상태를 결정하는데 사용되고 10 내지 25의 규모로 측정되는데, 여기서 더 높은 수치는 내인소성이 더욱 높은 표면을 나타낸다.

내인소성 테스트

상기 테스트는 천장 타일 또는 패널의 정면 또는 모서리를 가로지르는 "촉침(feeler)" 게이지(용수철) 스톡(stock)의 다양한 두께를 "등급을 매기는 단계(ranking)"로 구성된다. 상기 측정값은 상기 테스트 재료를 손상시키지 않는 가장 높은 "촉침" 게이지 두께(1/1000 인치로)이다. 금속 텅(tongues) 또는 핑거(fingers)는 편평한 일렬로 안전하게 배치되고 각각은 약 1.875 인치의 돌출 길이를 갖는다. 상기 텅의 두께는 상기 열의 일단부에서부터 타단부까지 증가한다. 상기 텅의 두께는 강성(stiffness) 증가에 대응하면서 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 및 25밀(mils) 이다. 상기 샘플은 플랜지를 형성하는 컷아웃(cutout)보다 더 아래에 샘플 플랜지를 갖는 텅 셋트 아래의 홀더에 배치된다. 상기 텅은 상기 샘플의 상부 모서리와 텅의 바닥부가 상기 플랜지를 형성하는 컷아웃에 있는 샘플 표면 아래에서 약 7/32 인치의 거리로 겹쳐지도록 한다. 이어서 상기 텅은 분당 20인치의 속도로 샘플에서 돌출되어 나온다. 더 두꺼운 텅은 더 얇은 텅보다 더 쉽게 긁히게 하고 더 쉽게 모서리를 손상시킬 것이다.

본 발명에서 상기 패널은 약 12 또는 그 이상의 내인소성 테스트 수치를 갖는다. 상기 패널의 표면이 페인트 같은 유기 코팅으로 코팅될 때, 상기 수치는 보통 최소한 16이고 상기 패널에 페인트가 두 번 칠해질 때 가장 크게는 최소한 22일 수 있다. 일반적으로, 상기 패널의 평균은 코팅되지 않은 패널에 대해서는 12와 14 사이이고 한 번 칠해진 패널에 대해서는 16과 18 사이의 값이 된다.

또, 경도는 ASTM C 367에서 나타나는 것과 같이 압축 저항의 함수로 결정될 수 있다. 상기 테스트는 1인치 볼의 사용, 30lbs 힘 및 1/2 인치/분의 크로스 헤드 속도(cross head speed)에 의해 변형된다. 본 발명에서 상기 패널은 보통 0.12 인치 미만의 압축 저항 또는 인덴트(indent)를 갖는다. 다른 실시예에서 압착 저항은 0.1 인치 미만일 수 있고 또 다른 실시예서는 압착 저항이 0.08 인치 미만일 수 있다.

패널에 의한 음향 흡수는 일부 반사되고 일부 흡수되는 소리 에너지의 함수이다. 흡수는 일반적으로 두가지 방법 중 하나, 즉 패널을 통한 전달 또는 패널 재료에 의한 음향 에너지의 열로의 전환 방법으로 발생된다. 재료에 의해 흡수된 소리 에너지의 양은 "반향실 방법에 의한 흡음 및 흡음 계수에 대한 표준 테스트 방법(Standard Test Method for Sound Absorption and Sound Absorption Coefficients by the Reverberation Room Method)"이라는 제목의 표준 테스트 과정 ASTM C423-90a에 의해서 결정된다. STC 결과를 갖는 테스트는 ASTM 90에 설정된 것과 같은 삽입 손실에 의해 결정된다.

흡수는 흡수된 소리 에너지에 대한 패널 표면에 입사된 소리 에너지의 비율로 나타낸다. 이러한 비율은 일반적으로 A로 표시된 흡수 계수로 불린다. 흡수된 소리 에너지가 많을 수록, 상기 계수는 1.0에 더 가까워 진다. 따라서, A=0일 때, 어떠한 소리 에너지도 흡수되지 않고 입사된 모든 소리 에너지는 반사된다. 반대로 A=1일 때, 모든 소리 에너지는 흡수되고 반사되는 입사 에너지는 없다. 재료의 흡음 성질은 주파수와 전달 손실 데이터에 따라 변한다. 흡음 데이터는 100Hz 내지5000Hz에 대한 1/3 옥타브 주파수 밴드의 함수로 언급된다. 흡음 데이터는 종종 결합되어 0.05의 배수에 가장 가까운 수로 나타낸 250, 500, 1000 그리고 2000Hz에서 A의 평균값으로 얻어진 소음 감소 계수(Noise Reduction Coefficient)로 불리는 어떤 단수가 된다. NRC값이 높을 수록, 이러한 주파수 범위에서 평균 흡음은 많아진다.

흡향 흡수성 다공 패널은 적어도 0.5의 소음 감소 계수를 갖는다. 부가 실시예에서, 상기 패널은 적어도 0.6의 NRC를 갖고 또 다른 실시예에서 상기 패널은 적어도 0.7의 NRC를 갖는다.

거품이 형성된 다공성 시멘트 재료는 포틀랜드 시멘트, 소렐 시멘트, 슬랭 시멘트, 비산회 시멘트, 칼슘 알루미나 시멘트, 칼슘 설페이트 알파 헤미하이드레이트 또는 칼슘 설페이트 베타 헤미하이드레이트, 천연, 합성 또는 화학적으로 변성된 칼슘 설페이트 베타 헤미하이드레이트, 또한 상기 시메트 성분의 혼합물 또는 상기 시멘트의 혼합물과 같은 수경성 시멘트를 포함하는 시멘트를 대부분 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 칼슘 알루미나 시멘트와 포틀랜드 시멘트의 혼합물이 다공성 시멘트 조성물에 더빠른 굳는 시간을 제공한다. 상기 재료의 칼슘 실리케이트 성분은 월라스토나이트(wollastonite) 또는 올린스원(Orleans One)으로 알려진 상업용의 타입들로부터 선택될 수 있다.

발포 시멘트 재료에 첨가된 섬유는 필수적으로 스트랜드에서 고의적으로 구부러진 곳이 없는 직선 섬유로 첨가될 수 있다. 다른 방법으로, 섬유는 주름이 질수도 있는데, 여기서 상기 섬유에는 지그재그 형태와 같이 굴곡부가 첨가되었다.폴리에스테르 섬유에 더해서, 섬유질 재료는 섬유유리 또는 광물면을 포함할 수도 있다. 다른 섬유로는 또한 합성된 재료의 탄성 계수를 증가시키기 위해서 폴리올레핀 및 폴리아미드 재료를 포함할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 계면활성제는 8 내지 20개의 탄소를 함유한 소수성 분자 부분(portion)을 갖는 양쪽성, 음이온성, 및 비이온성 기(moieties)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 그러한 계면활성제는 코카미도프로필 베타인, 코카미도프로필 하이드로기시설파인 및 코코암포프로피오네이트와 같은 코코넛유를 주성분으로 할 수 있다. 음이온성 부분은 설페이트 또는 설포숙시네이트와 같은 설폭살 작용기의 나트륨염을 포함한다. 예를 들어, 음이온성 부분은 알킬 벤젠 설포네이트, 소디움 라우릴 에테르 설페이트, 디소디움 코카미드 디에틸 아민, 디소디움 코카미도 메틸에틸 아민 솔포숙시네이트, 디소디움 코카미도 메틸 이소프로필 아민, 설포숙시네이트, 디소디움 디세스(deceth)-6 설포숙시네이트, 디소디움 디메티콘 코폴리올 설포숙시네이트, 디소디움 라우레스(laureth) 설포숙시네이트, 및 디소디움 논크시놀(nonxynol)-10 설포숙시네이트를 포함할 수 있다. 비이온성 계면활성제는 에톡실레이트화 알킬 페놀, 코코아민 옥사이드, 라우라민 옥사이드, 미리스타민(myristamine) 옥사이드, 올레아민 옥사이드 및 코카미도프로필아민 옥사이드와 같은 에톡실레이트 및 아민 옥사이드의 부분을 포함한다. 포틀랜드 시멘트에 알맞는 한가지 바람직한 계면활성제는 디소디움 라우레스 설포숙시네이트이지만, 최적의 계면활성제를 선택하는 일은 사용된 시멘트의 성질에 따라 달라진다.

발포 시멘트 재료의 다른 배합에서, 칼슘 설페이트 알파 헤미하이드레이트와같은 알파 석고는 시멘트 대신 치환될 수 있다. 알파 석고를 사용할 때 발포의 목적을 위해서, 바람직한 계면활성제는 8 내지 13개의 탄소를 함유한 소수성 분자 부분을 갖는 에톡실화 알킬 페놀이다. 이러한 비이온성 계면활성제는 석고에 대해서 최적의 입자 부유 특성을 만든다.

발표 재료는 발포 시멘트 재료를 형성하기 위해 건조 혼합물과 수성 혼합물을 모두 혼합함으로써 만들 수 있다. 상기 건조 혼합물은 앞서 개시되어 있는 양으로 시멘트(예, 포틀랜드), 칼슘 실리케이트 및 섬유(예, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET))를 혼합함으로써 제조될 수 있다. 이들 섬유는 약 0.5 인치 바람직하게는 약 0.0005 인치 내지 약 0.007 인치의 직경을 가진 약 0.25 인치 내지 0.75 인치의 공칭 길이를 가질 수 있다. 상기 건조 혼합물 성분은 건조 혼합 장치에서 화합되고 섬유와 칼슘 실리케이트가 완전히 분산될 때까지 혼합된다. 상기 수성 혼합물은 따로 생산되어 물 및 디소디움 라우레스 설포숙시네이트와 같은 계면활성제를 포함한다. 상기 수성 성분들이 혼합되어 희석 계면활성제 용액을 형성한다. 부가적으로, 상기 수성 성분들은 약 41℉ 내지 약 168℉사이의 온도에서 일반적으로 혼합되어 통풍되거나 발포된다. 다른 실시예에서 희석 계면활성제 용액은 약 58℉ 내지 약 142℉ 사이 또는 약 68℉ 내지 약 92℉ 사이의 온도에서 혼합될 수 있다.

상기 희석 계면활성제 용액은 두 단계 혼합 공정으로 상기 건조 혼합물과 공기와 화합되거나 상기 건조 혼합물과 혼합되기 이전에 상기 희석 계면활성제 용액이 통풍될 수 있다. 고전단 혼합 단계는 공기를 비말동반시켜 발포 조성물을 만들어내고, 또한 성분들을 분산시킨다. 다음 단계에서, 저전단 혼합 공정은 섬유의 균일한 분산을 보장한다. 상기 성분들이, 혼합물에서 중량으로 변할 수 있다. 혼합은 공기를 비말동반시켜 발포 시멘트 슬러리를 만들고 완전히 균일하게 분산된다. 상기 거품 슬러리는 소정의 모양과 두께를 가진 몰드에 증착되고 그 이후 경화되도록 한다. 경화되고 건조되면, 비교적 저밀도의 시멘트 재료가 안정된 매트릭스에 잠긴 섬유질의 다른 성분들과 함께 형성된다.

합성된 산물은 외면상에, 일반적으로 형성된 재료의 약 1% 내지 약 2% 미만의 두께의 단단하고 촘촘한 외피를 갖는다. 상기 단단하고 촘촘한 외피층은 도 4에 현미경 사진의 상부에 나타나 있다. 본 실시예에서 이러한 표면층은 샌딩 또는 다른 기계적 또는 화학적 공정에 의해서 페널의 일측에서 제거된다. 또 다른 실시예에서, 출원인은 시멘트 재료가 경화되기 전에 촘촘한 외피를 제거했다. 시멘트 재료가 경화되기 전에 촘촘한 층을 제거함으로써, 샌딩 단계를 없애고 그에 따라서 샌딩 먼지가 쌓이는 것을 줄인다. 라텍스 페인트 또는 실러의 끝막음 코팅은 먼지 형성을 줄이고 균일하고 보기 좋은 색을 제공하는 것에 적용될 수 있다.

전통적인 미네랄 섬유 패널들은 부분적으로는 미네랄 섬유 및 그들이 함유하고 있는 리사이클링된 신문인쇄용지의 양에 의해 갈색에서 회색을 띤다. 따라서, 어두운 기판을 마스크할 때 만족스러운 흰색 표면을 제공하기 위하여 착색된 코팅 또는 페인트의 여러층들이 요구되어진다. 스크래치 또는 다른 표면 마모들은 흰색, 페인팅된 표면 및 보다 어두운 기판 사이의 색상 대조로 용이하게 인식되어질 수 있다. 그러나, 시멘트 재료들은 흰 외관을 제공하기 위하여 마무리 코팅에서 적거나 아예 착색을 하지 않는 것을 요구하게 되는 흰 색상에 유용하다. 결과적으로 나온 흰색 콤비네이션상 흰색은 표면이 긁혀질 때마다 전체적으로 균일한 색상 외관을 생산하게 된다.

결과적으로 형성된 물질은 약 10lbs/ft³내지 약 40lbs/ft³의 밀도를 갖는 시멘트성 조성물을 생산한다. 패널의 또 다른 실시예는 약 15lbs/ft³내지 약 35lbs/ft³, 또는 20lbs/ft³내지 약 30lbs/ft³의 밀도를 가질 수 있다. 상기 물질은 통상적으로는 약 0.25인치 내지 약 1.0인치 두께의 널빤지(board) 또는 패널로서 제조되어질 수 있다. 이러한 음향 패널들은 특히 건축 패널, 벽 패널 또는 천장 패널로서의 이용에 적합하다.

도 3의 30X 현미경 사진은 섬유 및 시멘트 매트릭스, 그리고 결과적으로 형성된 물질 구조의 개방 본성(open nature)을 나타낸다. 상기 물질은 대략 직경 1.5mm에서 약 50㎛이하의 범위에 걸친 포어(pores)를 포함한다. 대부분은 40㎛ 내지 200㎛의 범위에 있다. 이러한 개방 포어들은 물질 부피의 약 75 내지 약 95%를 차지한다.

결과적으로 나온 조성물에 존재하는 강화 섬유들(reinforcing fibers)은 매트릭스에 인장 강도를 제공한다. 구조 전체에 걸쳐, 강화 섬유들은 결정성 시멘트 구조를 통과하며 또한 발포 공정에서 형성된 포어들을 통과한다.

마무리된 패널은 고밀도 경계층을 나타낸다. 이는 도 4의 30X 현미경사진에 도시되어 있다. 상기 고밀도 경계층은 대략 150㎛ 내지 225㎛ 두께를 나타내며, 패널의 양측에 존재한다. 또한 거품-유래성 포어는 거의 없고 있어도 아주 적게 포함되어 있으므로 거품없는 시멘트성 시멘트의 밀도와 거의 같다. 상기 경계층은 여전히 비교적 작은 정도의 다공률을 나타내는 바, 이는 결정성 매트릭스내에서 마이크론-크기의 공간에 의해 형성된 것이다. 그러나, 상기 다공률은 매우 낮으므로 고밀도의 딱딱한 표면층을 유도하게 된다.

도 5에 도시된, 보다 높은 배율인 100X 조망도는 매트릭스의 망상구조를 나타내고 있다. 조성물의 포어들은 물질 전체에 걸쳐 작은 현미경적인 복합 망상 구조의 네트워크를 형성한다. 또한 상기 조망도에서 분명하게 보여지는 바와 같이, 100㎛이하에서부터 225㎛에 걸친 포어들이 매트릭스의 보다 큰 포어들과 연결되어져 있다.

도 6의 현미경 300X 조망도에서는 포개어진 결정들 사이의 공간으로부터 유래된 수 마이크론 정도로 작은 포어들이 나타나 있다. 개개의 결정성 시멘트 입자들이 또한 상기 현미경 사진에 나타나 있다. 이들 시멘트 입자들은 현미경 해상도의 하한인 대략 1㎛에서부터 얇고 평평한 구조 약 10㎛ 내지 약 50㎛에 걸친 크기에 걸쳐 있으며, 아마도 1 마이크론 두께보다 작을 것으로 예상된다. 약 200㎛ 내지 약 225㎛에 걸친 다른 포어들이 또한 매트릭스내에서 보여진다. 결정의 보다 큰 네트워크들은 물질안에 존재하는 이들 및 이들보다 큰 포어들을 형성하는 제조공정 동안에 수성 거품의 셀들 주위에서 형성된다. 경화공정(curing)동안 결정속으로 물이 결합될 때 시멘트 결정들은 서로서로 결합한다. 불규칙적 형상의 결정들 사이에 존재하는 화학 결합은 도 6에 함께 보여지는 바와 같이 크고 작은 결정들의 네트워크를 유지시킨다. 상기 결정들은 불규칙적으로 연결된 이들 네트워크 안에 정열되어 있다. 시멘트내 및 폴리에스테르 섬유 주위에 존재하는 상기 연결된 결정성 구조는 물질들로부터 구성된 패널에 탁월한 내구성 및 강도를 제공한다.

상기 조성물의 한 특징은 건축 패널들을 조립하는 데 적합한 내구적이며(durable), 음향 효과적이며(acoustical), 섬유를 함유한(fibrous) 시멘트성 구조(cementitious structure)를 제공하기 위하여 매우 적은 성분들이 조합되는 방법에 있다. 상기 조성물의 다른 특징은 고 NRC 및 STC와 협력하는 내구성에 있다. 또다른 특징은 고 다공률 및 상기 발포성 시멘트성 구조 전체에 걸친 포어들의 분포로 특징지워지는 건축 패널에 있다. 상기 패널 부피의 대략 75 내지 대략 95%가 공기이다.

사포로 닦거나 기타 방법들에 의해 한쪽 면으로부터 고밀도 경계층을 제거하면, 시멘트성 거품 조성물의 고 다공성 구조가 드러나며, 이는 고 음향학상 흡음성 패널을 형성한다. 고밀도 경계층이 역(reverse) 면상에 온전하게 남아있게 하는 것은 박편 또는 유기코팅과 같은 부가적인 보완(backing) 물질의 요구없는 고 STC를 형성한다.

시멘트 재료는 비교적 습기에 저항성이 있다. 이는 처짐 테스트(sag test)로부터 결정되는 값으로 정량될 수 있다. 다음은 다양한 실시예들의 대략적인 4-사이클 처짐 테스트들이다. 각 사이클은 2ft 샘플당 2ft을 82℉, 17시간, 90% RH에 종속시킨 다음, 82℉, 35% RH에 종속시킨다. 90% RH의 한 실시예에서, 전형적으로 0.15인치보다 작은 색(sag) 결과가 나왔다. 90% RH의 두번째 실시예에서, 전형적으로 0.1인치보다 작은 색 결과가 나왔다. 90% RH의 세 번째 실시예에서는, 전형적으로 0.05인치보다 작은 색 결과가 나왔다.

경화된 시멘트 재료는 고 다공률, 및 상기 발포성 시멘트성 구조 전체에 걸쳐 있으며 대략 40마이크론 내지 대략 200마이크론의 평균 포어 크기를 갖는 포어의 분포를 포함하는 건축 패널을 형성할 수 있다. 부가적으로, 상기 물질내에 존재하는 매트릭스의 망상 본질은 대부분의 포어들이 다른 포어들에 개방되어 있어 효과적인 흡음을 위하여 물질들을 관통하는 수많은 경로를 형성하도록 되어 있다. 상기 패널은 시멘트, 폴리에스테르 섬유, 물 및 계면활성제를 포함하는 자기-지지(self-supporting) 매트릭스 구조를 갖는다. 전분 또는 어떠한 다른 외부 결합 시스템도 성분들을 함께 유지하는 것에 요구되지 않는다. 이러한 기타 결합제들은 필요할 경우 첨가되어질 수 있으나, 이들의 첨가는 폴리에스테르 섬유와 결합된 상기 결정성 시멘트가 형성패널의 강력한 결합 1차 구조를 형성하므로 불가분하게 필요하지는 않다.

앞서 실시예들이 예시되어지고 기술되어졌으나, 본 발명의 특징 및 구성요소들에 관하여 다양한 변형이 이루어질 수 있음이 인식되어져야한다. 따라서, 본 발명이 다양한 형태로 개시되어져 있음에도 불구하고, 본 발명의 정신 및 범주를 이탈하지 않는 한도 내에서 당업자라면 많은 부가, 삭제 및 변형들이 그 안에서 수행되어질 수 있음은 명확하다. 또한 후술되는 청구범위에서 개시되는 것을 제외한 어떠한 부적절한 제한도 부가되어질 수 없음이 명확하다. 예를 들어 원칙 내에서 이용되어질 수 있는 시멘트의 종류는 원하는 물질의 성질에 따라 달라질 수 있다. 또한 섬유의 종류, 길이 및 직경은 패널로부터 구성되어지는 최종 산물의 필요 강도에 따라 달라질 수 있다.

Claims (60)

1. 젖은 상태로 약 53 중량% 내지 약 68 중량% 시멘트, 약 17 중량% 내지 약 48 중량% 물, 약 0.05 중량% 내지 약 5 중량% 섬유, 및 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 계면활성제를 포함하는 경화된 수성 발포 시멘트 재료; 및

   상기 물질 부피의 약 75% 내지 약 95%를 포함하는 경화된 물질내에 분포된 포어들을 포함하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 경화된 수성 발포 시멘트 재료는 젖은 상태로 약 54 중량% 내지 약 63 중량% 시멘트, 약 32 중량% 내지 약 44 중량% 물, 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량% 섬유, 및 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량% 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
3. 제1항에 있어서, 상기 발포 시멘트 재료는 또한 약 1 중량% 내지 약 10 중량% 충진재를 함유하는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
4. 제3항에 있어서, 상기 충진재는 칼슘 실리케이트인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
5. 제4항에 있어서, 상기 칼슘 실리케이트는 올라스토나이트(wollastonite)인것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
6. 제1항에 있어서, 상기 시멘트는 석고 시멘트, 포틀랜드 시멘트, 소렐 시멘트, 슬래그 시멘트, 플라이 애쉬 시멘트, 칼슘 알루미나 시멘트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
7. 제6항에 있어서, 상기 석고 시멘트는 칼슘 설페이트 알파 헤미하이드레이트 및 칼슘 설페이트 베타 헤미하이드레이트로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
8. 제6항에 있어서, 상기 석고 시멘트는 합성 칼슘 설페이트 베타 헤미하이드레이트 및 화학적으로 변형된 칼슘 설페이트 베타 헤미하이드레이트로 구성된 군으로부터 선택되는 것으로 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
9. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 양쪽성, 음이온성, 및 비이온성 기들(moieties)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
10. 제9항에 있어서, 상기 계면활성제는 8 내지 20개의 탄소들을 함유하는 소수성 부분으로 이루어진 군으로부터 선택되는 기(a moiety)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
11. 제9항에 있어서, 상기 계면활성제는 베타인, 설타인, 프로피오네이트, 설페이트, 설포석시네이트 및 아민 옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
12. 제9항에 있어서, 상기 계면활성제는 코카미도프로필 베타인, 코카미도프로필 히드록시설타인, 코코암포프로프리오네이트, 코카미도프로필 아민 옥사이드, 코카민 옥사이드, 라우라민옥사이드, 미리스타민 옥사이드 및 올레아민 옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
13. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 에톡시화된 알킬 페놀을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
14. 제1항에 있어서, 상기 패널 표면에 인접하여 형성되며, 패널 전체 두께의 2% 미만을 포함하는 고밀도 외피(a dense skin)를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
15. 제14항에 있어서, 상기 패널의 양쪽 표면에 형성되며, 패널 전체 두께의 2% 미만을 포함하는 고밀도 외피를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
16. 제1항에 있어서, 상기 패널은 약 10lbs/ft³내지 약 40lbs/ft³사이의 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
17. 제16항에 있어서, 상기 패널은 약 15lbs/ft³내지 약 35lbs/ft³사이의 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
18. 제17항에 있어서, 상기 패널은 약 20lbs/ft³내지 약 30lbs/ft³사이의 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
19. 제1항에 있어서, 상기 포어들의 평균 직경은 약 1.5mm 내지 약 50㎛사이인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
20. 제19항에 있어서, 상기 포어들은 약 40㎛ 내지 약 200㎛의 평균 크기를 가지며, 다른 포어들에 개방되어 시멘트 재료를 관통하는 경로들을 형성함으로써 효과적으로 흡음될 수 있는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
21. 제1항에 있어서, 상기 섬유들은 길이가 약 0.25인치 내지 약 0.75인치이며,직경이 약 0.0005인치 내지 약 0.007인치 사이인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
22. 제1항에 있어서, 상기 섬유들은 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 합성 유기 섬유들인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
23. 제22항에 있어서, 상기 폴리에스테르 섬유들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유들인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
24. 제1항에 있어서, 상기 섬유들은 주름잡힌 것(crimped)을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
25. 제1항에 있어서, 상기 패널은 음향학상 천장 타일인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
26. 제1항에 있어서, 상기 패널의 소음 감소 계수(Noise Reduction Coefficient)는 적어도 0.5인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
27. 제26항에 있어서, 상기 패널의 소음 감소 계수는 적어도 0.7인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
28. 제1항에 있어서, 소리 전달 계수(Sound Transmission Coefficient)의 범위가 약 30 내지 40사이인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
29. 제1항에 있어서, 상기 경화된 발포 시멘트 재료는 젖은 상태로 약 56 중량% 내지 약 61 중량% 시멘트, 약 32 중량% 내지 약 42 중량% 물, 약 0.28 중량% 내지 약 1.3 중량% 섬유 및 약 0.7 중량% 내지 약 2 중량% 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
30. 약 53 중량% 내지 약 68 중량% 사이의 시멘트, 약 17 중량% 내지 약 48 중량% 사이의 물, 약 0.05 중량% 내지 약 5 중량% 사이의 섬유 및 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 사이의 계면활성제를 포함하는 거품 슬러리를 통풍시키는 단계; 및

    상기 통풍된 거품 슬러리를 건조하는 단계를 포함하는 음향학상 흡음성 다공 패널을 제조하는 방법.
31. 제30항에 있어서, 상기 슬러리는 약 1 중량% 내지 약 10 중량% 사이의 충진재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널을 제조하는 방법.
32. 제31항에 있어서, 상기 충진재는 칼슘 실리케이트인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널을 제조하는 방법.
33. 제30항에 있어서, 상기 시멘트는 석고 시멘트인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널을 제조하는 방법.
34. 제30항에 있어서, 건조 혼합물을 형성하도록 시멘트, 충진재 및 섬유를 건조 혼합시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널을 제조하는 방법.
35. 제34항에 있어서, 희석된 계면활성제 용액을 형성하도록 물 및 계면활성제를 수성 혼합하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널을 제조하는 방법.
36. 제35항에 있어서, 상기 건조 혼합물 및 희석된 계면활성제 용액은 거품 슬러리를 형성하기 위하여 조합되는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널을 제조하는 방법.
37. 제30항에 있어서, 상기 패널의 접하는 면(a facing side)에 유기코팅을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널을 제조하는 방법.
38. 제35항에 있어서, 상기 희석된 계면활성제 용액의 온도는 약 41℉ 내지 약 168℉ 사이인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널을 제조하는 방법.
39. 제38항에 있어서, 상기 희석된 계면활성제 용액의 온도는 약 68℉ 내지 약 92℉ 사이인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널을 제조하는 방법.
40. 제30항에 있어서, 상기 패널의 두께는 약 0.25인치 내지 약 1인치 사이인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널을 제조하는 방법.
41. 시멘트 재료를 포함하는 음향학상 흡음성 다공 패널로서, 상기 시멘트 재료는 시멘트, 섬유 및 계면활성제를 포함하며, 그 밀도는 약 10lb/ft³및 약 40lb/ft³사이이며, 스크래치 저항성 테스트 결과는 적어도 12, 인덴트(an indent)는 0.12인치 미만, 소음 감소 계수는 적어도 0.5, 그리고 처짐 테스트 결과는 90% RH에서 0.15인치 미만인 음향학상 흡음성 다공 패널.
42. 제41항에 있어서, 상기 패널의 밀도는 약 15lb/ft³및 약 35lb/ft³사이인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
43. 제41항에 있어서, 상기 패널은 스크래치 저항성 테스트 결과가 적어도 18인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
44. 제41항에 있어서, 상기 패널은 인덴트가 적어도 0.10 인치인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
45. 제41항에 있어서, 상기 패널은 소음 감소 계수가 적어도 0.7인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
46. 제41항에 있어설, 상기 패널은 처짐 테스트 결과가 90% RH에서 0.1인치 미만인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
47. 제41항에 있어서, 상기 패널은 관습적인 유틸리티 나이프(utility Knife)로 잘려질 수 있는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
48. 제41항에 있어서, 상기 패널의 수분 함량은 5 중량% 물 미만인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
49. 제41항에 있어서, 상기 패널은 적어도 90 중량% 다공성 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
50. 적어도 90 중량% 석고 시멘트를 포함하며, 적어도 0.5의 소음 감소 계수를 갖는 음향학상 흡음성 다공 패널.
51. 제50항에 있어서, 상기 소음 감소 계수는 적어도 0.6인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
52. 제51항에 있어서, 상기 소음 감소 계수는 적어도 0.7인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
53. 제50항에 있어서, 상기 패널은 적어도 95 중량% 석고 시멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
54. 제50항에 있어서, 상기 패널의 밀도는 약 10lb/ft³및 약 40lb/ft³사이인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
55. 제54항에 있어서, 상기 패널의 밀도는 약 15lb/ft³및 약 35lb/ft³사이인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
56. 제55항에 있어서, 상기 패널의 밀도는 약 25lb/ft³및 약 30lb/ft³사이인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
57. 적어도 90 중량% 석고 시멘트를 포함하며, 약 10lb/ft³및 약 40lb/ft³사이의 밀도를 갖는 음향학상 흡음성 다공 패널.
58. 제57항에 있어서, 상기 패널의 밀도는 약 15lb/ft³및 약 35lb/ft³사이인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
59. 제58항에 있어서, 상기 패널의 밀도는 약 25lb/ft³및 약 30lb/ft³사이인 것을 특징으로 하는 음향학상 흡음성 다공 패널.
60. 실질적으로 조성물적으로 균일한 시멘트 재료를 포함하는 음향학상 흡음성 다공 패널로서, 상기 실질적으로 조성물적으로 균일한 물질은 시멘트, 섬유 및 계면활성제를 포함하며, 상기 패널은 두 개의 대향하는 표면, 제1밀도를 갖는 대향 표면의 하나에 인접하는 표면 부위, 제2밀도를 갖는 두 개의 대향하는 표면사이 패널 중앙에 위치한 중앙 부위를 가지며, 상기 제1밀도는 제2밀도보다 실질적으로 큰, 음향학상 흡음성 다공 패널.