专利名称：吸音隔热板的制作方法
背景技术：
1.发明领域本发明在总体上涉及一种吸音隔热板，并且更具体地，涉及一种轻质、吸音隔热板，除了极好的水平和垂直曳力外，该板具有极好的噪音吸收、隔热、物理和阻燃特性。
2.对相关技术的描述通常，需要建筑内部和外部材料在重量方面是轻的，并且具有极好的水平曳力(抗弯强度)，足以经受水平施加于它的外力，以及期望的垂直曳力(耐压强度)。此外，该建筑内部和外部材料必须具有极好的阻燃特性，该特性是在建筑的设计步骤中考虑的一个重要因素。在发展期望的、具有极好的阻燃特性的建筑内部和外部材料方面已经作了许多努力。在这方面，不希望建筑内部和外部材料具有仅仅一部分所需特性，例如高水平曳力、轻和极好的阻燃性。
因此，仍然有一种需要来发展建筑内部和外部材料，其具有所有需要的特性，例如轻、相对高的垂直与水平曳力、和极好的阻燃性。此外，经济效益和大量生产的可能性必须保证，以便生产期望的建筑内部和外部材料。
同时，以商业用途的标准，主要由传统的吸音隔热板、或传统的夹心板组成的内部材料的例子包括聚酯无纺布、聚苯乙烯泡沫塑料(Styrofoam)、聚氨酯泡沫、中密度纤维板(MDF)、糊墙纸板、beamlite、褐块石棉(rock wool)和玻璃棉(glasswool)。在它们当中，聚酯无纺布、聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫不耐热，因此，它们的使用有限。此外，褐块石棉和玻璃棉的使用有限，这是因为褐块石棉和玻璃棉产生的灰尘的分散引起的空气污染。同样，糊墙纸板、beamlite、和MDF不能用于各种领域，因为吸音隔热特性差。
韩国实用新型公报No.20-0279956公开了一种生产用于建筑内部材料的阻燃隔热板的方法，其包括以40-300kg/m3的密度将阻燃剂例如硅酸钠覆盖(coat)在主要由聚酯无纺布制成的板上，并且加热和干燥所得到的板。
然而，该方法是有缺点的，由于经济效益相对低，这是因为阻燃隔热板的生产成本增加，由于覆盖时间通过将硅氧烷加入溶剂中生产阻燃剂的额外步骤而延长。而且，当具有密度为40-300kg/m3的高密度聚酯无纺布经受阻燃处理过程时，将这种阻燃隔热板应用于轻质建筑内部和外部材料是不合需要的，这是因为使用高密度聚酯无纺布引起的板的相对重的重量，并且该方法在生产成本方面不具有竞争力，因为使用高密度聚酯无纺布。该方法的另一个缺点是根据上述方法生产的阻燃隔热板，在水平曳力和垂直曳力方面较差，因为聚酯无纺布具有多层板结构，其中多层是横向排列的(transversely arranged)，因此该板不适于用作建筑内部和外部材料。
发明概述相应地，紧记上述现有技术中出现的问题，已经进行了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种用于建筑内部和外部材料的轻质、吸音隔热板，它具有高的垂直和水平曳力，以及极好的阻燃性。此时，吸音隔热板保证了经济效益和大量生产的可能性。
本发明的另一个目的是提供一种环境友好的、吸音隔热板，其中阻燃性和水平及垂直曳力被提供给一种环境友好的、无害的聚酯合成纤维，该纤维具有极好的隔热和可吸收噪音的特性，而具有差的阻燃性而不适合用作建筑内部和外部材料。因此，根据本发明的吸音隔热板是有优势的，因为，它有助于在火灾中抑制火的蔓延，这是因为板由阻燃剂覆盖(coat)，并有助于减少在火灾中产生的有害气体的量，并由此防止重大事故，并且不导致灰尘的分散，这不导致进一步的空气污染。
本发明的一个进一步目的是提供一种吸音隔热板，其中阻燃膜层覆盖在聚酯合成纤维上，同时控制硅酸钠的摩尔比值(硅酸钠经常用作阻燃剂的主要原料)，以给该板有效提供阻燃性。
本发明另外的目的和/或优点将在随后的说明书中部分阐明，并且部分将从说明书中显而易见，或者可以通过实施本发明而得知。
上述和/或其它目的通过提供一种吸音隔热板而达到，该板包括中间板，该中间板具有多个条带，条带相互连接并且然后用阻燃剂液体进行阻燃处理过程。第一和第二外侧板分别以如此方式连接至中间板的上和下表面，即条带的纤维对于第一和第二外侧板垂直延伸。此时，条带的形成通过垂直切割水平堆积的聚酯合成纤维，使得每个条带具有预定的长度l。
对此，阻燃处理过程在生产中间板的步骤中的顺序不是限定的。
换句话说，该吸音隔热板可以包括具有多个相互连接的条带的中间板，和分别以如此方式连接至中间板的上和下表面的第一和第二外侧板，即条带的纤维对于第一和第二外侧板垂直延伸。在这点上，条带是这样形成的，即通过使用阻燃剂液体，使水平堆积的聚酯合成纤维经受阻燃处理过程，垂直切割水平堆积的聚酯合成纤维，使得条带分别具有预定的长度l。
而且，如上所述，水平堆积的聚酯合成纤维被切成具有预定长度l的条带，并且条带以如此方式在第一和第二外侧板之间排列并相互连接，即条带的纤维对于第一和第二外侧板垂直延伸，由此完成中间板。因此，本发明的吸音隔热板的厚度与通过相对于聚酯合成纤维的一个纤维垂直切割聚酯合成纤维而产生的每个条带的切割长度(l)成比例，与聚酯合成纤维的厚度(d)无关。因此，该吸音隔热板的总厚度与聚酯合成纤维的切割长度(l)和第一与第二外侧板的总厚度的总和相同。
对附图的简要说明从以下对优选实施方式的描述，结合附图，本发明的这些和其它目的和优点将变得显而易见，并且更容易理解，在附图中
图1是根据本发明第一个实施方式的吸音隔热板的侧视图；图2是中间板的侧视图，该中间板由具有单一密度的聚酯合成纤维制成，用于生产图1的吸音隔热板；图3是根据本发明第二个实施方式的吸音隔热板的侧视图；以及图4是中间板的侧视图，该中间板由具有双密度的聚酯合成纤维制成，用于生产图3的吸音隔热板。
对优选实施方式的详细描述现在将详细介绍本发明的现有优选实施方式，其实施例在附图中图解说明，其中同样的附图标记全部指同样的元件。
根据本发明，提供了一种吸音隔热板，它具有改善的物理性质，例如水平和垂直曳力，这借助于改良其结构，并且它覆盖有阻燃剂，使该板具有改善的阻燃性。
参考图1和2，本发明的吸音隔热板包含主要由聚酯合成纤维制成的中间板，和以如此方式连接至中间板的上和下表面的第一和第二外侧板，即纤维对于第一和第二外侧板垂直延伸。此时，该吸音隔热板在水平和垂直曳力方面改善。在这方面，决定板厚度的中间板的结构是影响水平和垂直曳力的一个重要因素。优选地，具有密度为20-35kg/m3的水平堆积的聚酯合成纤维，被横断切成多个具有预定长度l的条带，并且这样产生的条带相互连接，以生产由具有单一密度的聚酯合成纤维制成的中间板。
更优选地，具有密度为15-25kg/m3和30-40kg/m3的水平堆积的聚酯合成纤维被横断切割成多个具有预定长度l的条带，并且具有密度为15-25kg/m3的条带和具有密度为30-40kg/m3的条带彼此交替连接，以生产由具有双密度的聚酯合成纤维制成的中间板，如图3和4所示。
用于改进根据本发明的吸音隔热板阻燃性的阻燃剂液体包含具有摩尔比值为2.1-2.9((SiO2/Na2O)×1.032)的55-75wt％硅酸钠溶液、0.5-7wt％羧甲基纤维素、0.1-5wt％聚乙烯醇、和水。
硅酸钠溶液是为根据本发明的吸音隔热聚酯板提供阻燃性的一个非常重要的因素，并且板的阻燃程度取决于在阻燃剂溶液中硅酸钠溶液的含量。此外，吸音隔热聚酯板的重量与阻燃剂液体中硅酸钠溶液的含量成正比。因此，有需要来适当地控制在阻燃剂溶液中硅酸钠溶液的含量。根据本发明，将摩尔比值为2.1-2.9((SiO2/Na2O)×1.032)的硅酸钠溶液加入阻燃剂液体中。在这点上，硅酸钠溶液的摩尔比值是通过将1摩尔二氧化硅对氧化钠的摩尔数的比值乘以常数1.032得到的。当硅酸钠溶液的摩尔比值在2.1-2.9的范围内时，在阻燃处理过程中覆盖和干燥容易操作，干燥效率改善以改进产率，并且具有均一厚度的阻燃层在聚酯合成纤维的表面上形成以增加该板的阻燃性。
当硅酸钠溶液暴露于高温时，氧化钠与二氧化硅反应以产生碳化硅层。这样产生的碳化硅层当起火时膨胀，同时产生二氧化碳和一氧化碳气体，以改善该吸音隔热聚酯板的隔热特性。在这点上，硅酸钠溶液作为本领域重要的防火剂之一被熟知。根据本发明，优选在阻燃剂中硅酸钠溶液的含量为55-75wt％，因为当硅酸钠溶液含量小于55wt％时，该聚酯板保证不够的阻燃性。另一方面，当硅酸钠溶液含量大于75wt％时，用于阻燃处理过程的覆盖和干燥步骤不能被容易地操作而降低产率。
羧甲基纤维素用于减少硅酸钠溶液的粘度，并改进阻燃剂的贮存稳定性。当阻燃剂中的羧甲基纤维素含量小于0.5wt％时，用于阻燃处理过程的覆盖和干燥步骤不能被容易地操作，从而降低产率和阻燃剂的贮存稳定性。另一方面，当羧甲基纤维素的含量大于7wt％时，其它组分例如硅酸钠溶液的含量，在阻燃剂中降低，这导致聚酯板的阻燃性降低。
聚乙烯醇作用以使在阻燃剂中的硅酸钠溶液的钠组分吸收空气中的二氧化碳，来防止白色粉末形成在该板表面上，即白化现象的发生。当阻燃剂中聚乙烯醇的含量小于0.1wt％时，白化现象被不充分地阻止。另一方面，当聚乙烯醇含量大于5wt％时，其它组分例如硅酸钠溶液的含量在阻燃剂中减少，这导致阻燃性的降低。此外，水充当接受其它组分的载体。
同时，聚酯合成纤维被浸入阻燃剂液体中，或者阻燃剂液体被喷在聚酯合成纤维上，以在聚酯合成纤维的表面上形成阻燃层，使得阻燃剂液体浸透聚酯合成纤维。此时，适当控制加入聚酯合成纤维的阻燃剂液体的量，使得聚酯合成纤维的最终密度比聚酯合成纤维的最初密度重2-5倍。在这方面，对阻燃剂溶液的量的控制根据压缩聚酯合成纤维使其干燥的过程操作，或者根据用离心分离器干燥聚酯合成纤维的过程操作。然后干燥聚酯合成纤维，以完成经受阻燃处理过程的中间板。此时，所得中间板的最终密度比中间板的最初密度重1.5-3倍。干燥所得到的中间板可以选自于使用高频发电设备使中间板干燥及发泡的过程、使用远红外发泡干燥机使中间板干燥及发泡的过程、或者使用110-250℃加热的空气使中间板干燥及发泡的过程。
第一和第二外侧板11、12可以是象普通板一样的薄板形状，并且根据其用途可以由多种材料制造。换句话说，在建筑外部材料的情况下，金属板被用作第一和第二外侧板，以及在建筑内部材料的情况下，木板或者织物被用作第一和第二外侧板。此时，本发明不局限于第一和第二外侧板11、12的形状和材料。
根据本发明的聚酯合成纤维是一种典型的吸音隔热材料，它重量轻并且在坚韧性方面极佳。在本发明中，聚酯合成纤维的垂直曳力和阻燃性最大化，由此完成轻质、吸音隔热板，其具有极好的水平和垂直曳力和阻燃性，并且有用地应用于期望的建筑内部和外部材料。
在下文中，将参考附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。
参考图1，提供了根据本发明一个实施方式的吸音隔热板10，其中具有预定长度l的多个条带，该条带通过垂直切割水平堆积延伸的聚酯合成纤维而形成，该条带在第一和第二外侧板11、12之间以如此方式排列，即条带的纤维对于第一和第二外侧板11、12垂直延伸。此时，相邻的条带相互连接以形成中间板13，并且第一和第二外侧板11、12分别连接至中间板13的上和下表面。
换句话说，水平堆积的聚酯合成纤维被垂直切割成多个具有预定长度l的条带，并且条带在第一和第二外侧板11、12之间以如此方式排列，即条带的纤维对于第一和第二外侧板11、12垂直延伸。而且，相邻的条带相互连接以形成如图2所示的中间板13。
参考图3和4，提供了一种根据本发明另一个实施方式的吸音隔热板10，其中多个具有预定长度l的条带，该条带通过垂直切割水平堆积的具有彼此不同的密度的聚酯合成纤维而形成，该条带在第一和第二外侧板11、12之间以如此方式排列，即条带的纤维对于第一和第二外侧板11、12垂直延伸。此时，具有不同密度的条带相互连接以形成中间板13，并且第一和第二外侧板11、12分别连接至中间板13的上和下表面。
已经在总体上描述了本发明，通过参考实施例和实验例能够获得进一步的理解，这里提供实施例和实验例仅仅是解释的目的，而不是想要限定，除非另外说明。
实施例1吸音隔热板的第一种生产步骤1生产由具有单一密度的聚酯合成纤维制成的中间板具有单一密度为25kg/m3的聚酯合成纤维以7.5cm的规则间距被纵向切割成多个条带。该条带相互连接而产生具有单一密度为25kg/m3、由聚酯合成纤维制成的中间板。此时，中间板的厚度是7.5cm。条带之间的连接利用传统粘合剂进行。
步骤2阻燃处理过程阻燃剂液体，用于使由具有单一密度的聚酯合成纤维制成的中间板经受阻燃处理过程，是根据下列步骤生产的。该阻燃剂液体包含具有摩尔比值为2.5((SiO2/Na2O)×1.032)的65wt％硅酸钠溶液、4wt％羧甲基纤维素、2wt％聚乙烯醇、和29wt％水。在实施例1中使用的硅酸钠溶液是通过适当混合硅酸钠液体No.2(由韩国RIFA Co.，Ltd.制造)与硅酸钠液体No.3(由韩国RIFA Co.，Ltd.制造)，使得具有期望的摩尔比而生产的。有关于此，硅酸钠液体No.2含有52-54wt％ Be’(20℃)、14-15wt％ Na2O、34-35wt％ SiO2、0.05wt％或更少的Fe2O3、和0.2wt％或更少的水不溶物，并且硅酸钠液体No.3含有40-42wt％ Be’(20℃)、9-10wt％ Na2O、28-30wt％ SiO2、0.03wt％或更少的Fe2O3、和0.2wt％或更少的水不溶物。
在步骤1中生产的中间板(由具有单一密度的聚酯合成纤维制成)，被浸入所得阻燃剂液体中，干燥5的倍数次，并且在150-250℃干燥，使在步骤1中生产的中间板经受阻燃处理过程。
经处理的中间板在上和下镀锌板之间以如此方式排列，即条带的纤维对于上和下镀锌板垂直延伸，然后连接至上和下镀锌板，由此完成根据实施例1的吸音隔热板。在中间板和上与下锌板之间的连接利用普通粘合剂进行。
实施例2吸音隔热板的第二种生产步骤1生产由具有双密度的聚酯合成纤维制成的中间板具有密度为20kg/m3的聚酯合成纤维与具有密度为40kg/m3的聚酯合成纤维，以7.5cm的规则间距分别被纵向切割成多个条带。具有不同密度的条带彼此混合以形成具有双密度的由聚酯合成纤维制成的中间板。此时，中间板的总密度与根据实施例1的中间板的密度相同，并且条带通过普通粘合剂直接连接至上和下镀锌板，而没有条带之间的连接。
步骤2防火处理过程由聚酯合成纤维制成的具有双密度的中间板，根据与实施例1步骤2相同的程序经受阻燃处理过程。经处理的中间板以如此方式安排在上和下镀锌板之间，使得条带的纤维对于上和下镀锌板垂直延伸，然后连接至上和下镀锌板，由此完成根据实施例2的吸音隔热板。在中间板和上与下镀锌板之间的连接根据与实施例1相同的步骤进行。
实验例1物理性质测量根据实施例1和2的吸音隔热板的物理性质，其中每个板包括经受阻燃处理过程的中间板和以如此方式连接至中间板的上与下表面的第一与第二外侧板，即条带的纤维对于第一和第二外侧板垂直延伸，根据下列方法测量。
具体地，实施例1和2的吸音隔热板的物理性质根据KSF2273测试方法测量。板的轴向耐压强度和分布压力强度用耐压强度测试仪(模式(mode)49.03kN/0.005kN)测试，该测试仪由韩国Dae Yeong General Instrument Industry Co.，Ltd.制造。结果在表1中描述。
如表1所示，每个板的轴向耐压强度定义为对抗水平施加于该板的外力的力，以及该板的分布压力强度定义为对抗横向施加于该板的外力的力。此时，该板的分布压力强度是所谓的单纯弯曲强度。从表1中，可以看出该板的分布压力强度和轴向耐压强度分别是740.28N/m2和5268.33N/m。这表示实施例1的板具有极好的垂直和水平曳力。对于实施例2，该板的分布压力强度和轴向耐压强度分别是1890.30N/m2和5717.30N/m。因此，根据实施例2的板的分布压力强度和轴向耐压强度比根据实施例1的板高。因此，当不同板的总密度相同时，包含具有双密度的中间板的板比包含具有单一密度的中间板的板具有更好的垂直和水平曳力。
表1
1最大负载最大负载2分布分布压力强度3耐压轴向耐压强度实验例2阻燃性测试测试根据实施例1的吸音隔热板的阻燃性，根据用于测试建筑和内部材料构造的阻燃性的KSF 2271测试方法，在韩国火灾保险公司实验室(Fire Insurers Laboratories of Korea)内，并且结果在表2中描述。
表2
从表2中，可以看出根据实施例1的吸音隔热板比根据KSF2271测试方法第二等级的阻燃性标准值具有更好的阻燃性。
相应地，本发明的吸音隔热板比传统的由聚酯合成纤维制成的吸音隔热板具有更好的物理性质。而且，根据本发明其经过用阻燃剂进行的阻燃处理过程，该板比根据KSF 2271测试方法第二等级的阻燃性标准值具有更好的阻燃性。换句话说，根据本发明的吸音隔热板包括主要由具有单一密度或双密度的聚酯合成纤维制成的中间板、以及连接至中间板的上和下表面的第一和第二外侧板，由此确保改善的水平和垂直曳力。有关于此，中间板经受阻燃处理过程来使本发明的板比根据KSF 2271测试方法第二等级的阻燃性标准值具有更好的阻燃性。
因此，具有密度为40kg/m3或更小的低密度聚酯合成纤维经过阻燃处理过程而被转变为具有密度为85kg/m3或更小的轻质、吸音隔热板，由此确保该板的容易使用和经济效益。此外，根据本发明的吸音隔热板比根据KSF 2271测试方法第二等级的阻燃性标准值具有更好的阻燃性，并且防止由其时效(weathering)引起的灰尘的分散，以避免进一步污染空气。而且，本发明提供由水平堆积的聚酯合成纤维制成的多层板结构，由此确保该吸音隔热板改善的水平和垂直曳力，以使该吸音隔热板被用作期望的建筑内部和外部材料。
正如从上述描述中显而易见的，本发明提供一种轻质、吸音隔热板，除了极好的水平和垂直曳力外，该板具有极好的噪音吸收、隔热、物理、和阻燃特性。
虽然已经显示和描述了本发明的少数几个优选实施方式，本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原则和精神的条件下，可以在这些实施方式中作变化，本发明的范围由权利要求书和其等同替换限定。
权利要求
1.一种吸音隔热板，其包含中间板，其包含多个相互连接的条带，然后使用阻燃剂液体进行阻燃处理过程；和分别以如此方式连接至该中间板的上和下表面的第一和第二外侧板，即条带的纤维对于第一和第二外侧板垂直延伸，其中，条带是通过垂直切割水平堆积的聚酯合成纤维，使得每个条带具有预定的长度l而形成的。
2.一种吸音隔热板，其包含中间板，其包含多个相互连接的条带；和分别以如此方式连接至该中间板的上和下表面的第一和第二外侧板，即条带的纤维相对于第一和第二外侧板垂直延伸，其中，条带是这样形成的，即通过使用阻燃剂液体，使水平堆积的聚酯合成纤维经受阻燃处理过程，垂直切割水平堆积的聚酯合成纤维，使得条带分别具有预定的长度l。
3.根据权利要求1或2所述的吸音隔热板，其中该中间板包含具有单一密度为60-85kg/m3的聚酯合成纤维，该中间板通过使具有单一密度为20-35kg/m3的聚酯合成纤维经受阻燃处理过程而生产。
4.根据权利要求1或2所述的吸音隔热板，其中该中间板包含具有密度为45-60kg/m3的聚酯合成纤维和具有密度为70-100kg/m3的聚酯合成纤维以使其具有平均密度为60-85kg/m3，其中该聚酯合成纤维分别这样产生，即通过使具有密度为15-25kg/m3的聚酯合成纤维和具有密度为30-40kg/m3的聚酯合成纤维经受阻燃处理过程，并且具有密度为15-25kg/m3的条带与具有密度为30-40kg/m3的条带彼此交替连接。
5.根据权利要求1或2所述的吸音隔热板，其中每个条带的预定长度(l)与中间板的厚度相同。
6.根据权利要求1或2所述的吸音隔热板，其中阻燃剂液体包含具有摩尔比值为2.1-2.9((SiO2/Na2O)×1.032)的55-75wt％硅酸钠溶液、0.5-7wt％羧甲基纤维素、0.1-5wt％聚乙烯醇、和水。
全文摘要
公开的是一种轻质、吸音隔热的聚酯板，它具有极好的阻燃性，和水平与垂直曳力。该吸音隔热板包含一个中间板，该中间板具有多个相互连接的条带，然后经受用阻燃剂液体的阻燃处理过程。此外，第一和第二外侧板分别以如此方式连接至中间板的上和下表面，即条带的纤维对于第一和第二外侧板垂直延伸。在这点上，条带是通过垂直切割水平堆积的聚酯合成纤维，使得每个条带具有预定长度而形成的。而且，中间板用阻燃剂液体进行阻燃处理过程，该阻燃剂液体包含具有摩尔比值为2.1－2.9((SiO
文档编号E04B1/74GK1759220SQ200480006515
公开日2006年4月12日 申请日期2004年2月26日 优先权日2003年3月10日
发明者李英钟, 李钟国 申请人:Encep国际股份有限公司