专利名称：多孔非织造的纱幕在声学面板中的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于建筑行业的声学面板。
背景技术：
声学面板、贴砖或墙壁属于建筑产品类别，它们为建筑内部赋予了建筑价值、声学吸收度和衰减度、和/或实用功能。一般而言，声学面板是用在需要噪音控制的公共区域中，如办公楼、百货商店、医院、酒店、听众席、机场、饭馆、图书馆、教室、剧场、电影院、以及某些住宅楼。声学面板必须表现出一定的声音吸收等级，以便有效地控制建筑物中的噪音。声音吸收典型地是通过其降噪系数(NRC)来衡量的。在ASTMC423中描述了一种详细的测量 NRC的方法。NRC是由在O与I. 00之间的一个数字来表示的，这个数字表明了它将吸收的声音的百分比。例如，具有O. 60的NRC值的声学面板将吸收60%并偏转40%的声音。用于测试声音吸收特性的另一种方法是估算的NRC (eNRC)，它是使用一个较小的样品尺寸通过一个阻抗管如在ASTM C 384中详述的方式来进行测量。估算的NRC是通过获得在250，500，1000和1600Hz的频率下获得的平均法向入射声音吸收系数并将其乘以I. 6。在建筑行业中，在控制噪音方面非常有效的面板产品据说具有高的NRC。高NRC的面板成功地将开放空间内的混响降低很大的数量。这样，令人希望的是在被设计为具有大的房间和其他开放空间的建筑物中使用高NRC的面板。声学面板的若干特征和相关的测试方法是由行业标准和建筑法规来管理的。对于声学面板的一个关键要求是在潮湿的环境下保持基本刚性或无下垂。在ASTM C367中描述了用于确定面板产品在各种湿度暴露条件下的下垂的一种标准测试。简单地说，将具有2英寸乘4英寸大小的天花板面板放在一个如本领域中已知的测试框架中。然后将它们暴露于具有104° F和95%相对湿度的气候下持续12小时，随后暴露在具有70° F和50%相对湿度的气候下再持续12小时。重复三次这样的循环。在三次循环结束时，将由水汽诱发的总的下垂度记录为，面板的中心与由测试框架保持固定的边缘相比向下垂下的距离(以英寸计)。所记录的距离表示该声学面板的下垂性能。当前，大多数的声学面板或贴砖是由水性浆料制成的，该浆料包括纤维、填充物和粘结剂。这些面板的制造主要是基于一种水法制垫法。在一种水法制垫工艺中，这种基础垫片是以一种类似造纸的方式形成的。例如在美国专利号5，911，818中描述了这种工艺。简单地说，将包括矿棉的水性稀分散体和轻质骨料的一种水性衆料递送到一台Fourdrinier式的垫成型机的一个移动的多孔丝网上。通过重力从浆料中排出水，并且随后任选地进一步借助真空抽吸和挤压来脱水。这种脱水的湿基础垫片是在一个加热对流烘箱或窑中进行干燥的，以便去除残余的水分。干燥后的基础垫片进一步经受最终处理操作以便形成具有最终用户可接受的尺寸、外观和声学特性的面板。这些最终处理操作典型地包括表面研磨、锯切、穿孔/节理、辊/喷射涂覆、以及边缘切割。由于其速度和效率，水法制垫方法是当前首选的制造工艺。典型的声学面板基础垫的组成包括无机纤维、纤维素纤维、填充剂和粘结剂。如在本行业中为人熟知的，无机纤维是矿棉(它可与矿洛棉、岩棉和石棉互换)或玻璃纤维。这些无机纤维是硬的并且用于为基础垫提供本体和孔隙。另一方面，纤维素纤维如纸质纤维用作结构元素并且帮助为基础垫提供干燥强度和潮湿强度两者。据相信，这种强度是由于在亲水的纤维素纤维和基础垫的各种成分之间形成无数氢键而造成的。一种典型的基础垫粘结剂是淀粉。正常情况下，用在基础垫中的淀粉是未改性的、未烹煮的淀粉颗粒，它们在水中均匀地分散以形成一种浆料。一旦加热，淀粉颗粒变为“烹煮过的”并且将其他的基础垫成分粘结。淀粉典型地是挠曲强度所要求的，挠曲强度是作为断裂模量(MOR)来测量的。典型地，还需要淀粉来为面板赋予硬度和刚性。在某些面板配方中，高浓度的无机纤维是令人希望的。在这类配方中，胶乳粘结剂用作主要的粘结试剂。无机基础垫的填充剂可以包括轻的和重的无机材料。重的填充剂的 一些例子是碳酸钙、粘土和石膏。轻质的填料的一个例子是膨胀珍珠岩。填充剂的主要功能是提供挠曲强度和硬度，但是取决于所选的填充剂材料，其他功能也是可能的。如在本披露中使用的，应理解，除了简单地提供质量、强度、硬度或体积之外，填充剂确实为一个产品赋予了更多的特性。因为在典型的声学面板的基础垫中使用的亲水材料的量(例如像纤维素纤维或淀粉)，最终处理的面板容易受环境中湿度变化的影响。当环境中湿度等级增高时，面板中的亲水成分从周围空气中吸收水分。所吸收的水分子使在纤维素纤维、淀粉、矿棉、填充剂与垫中其他材料之间存在的氢键松动并断开。所产生的较低的氢键数量造成降低的内部强度。因此，面板将在其自重下开始下垂。一个面板可能在其使用寿命中经历许多个高低湿度的循环，并且每个循环将引入额外的下垂。增大的温度加速了这种下垂过程。累积的下垂最终导致了令人反感的视觉外观，这降低了一个房间的美学吸引力。其结果是，消费者们必须定期更换下垂的面板。因此，可以抵抗环境中的湿度变化并且即使在高湿度环境中也不会展现出可见的下垂的声学面板将是令人希望的。当前，在建筑产品市场上，具有层叠的非织造纱幕(在本领域中也被称为贴面、贴面物、面纱和薄纱)的声学面板在正常情况下包括由纤维玻璃或矿棉制造的基础垫。层叠的纤维玻璃面板的一个例子是Halcyon 品牌的面板，它由美国伊利诺斯洲芝加哥的USG室内公司(USG)制造。层叠的矿棉面板的一个例子是Mars 品牌的面板，也是由USG制造。这两种类型的声学面板的基础垫都是通过将纤维玻璃或矿棉(在某些情况下)与一种热固性粘结剂或胶乳进行粘结而形成的。这种基础垫按重量计大于80%是纤维玻璃或矿棉，并且这些无机纤维是对湿度相对不敏感的。也就是说，这类纤维是不亲水的，这样它们不从空气中吸收可感知量的水或湿气。此外，热固粘结剂如尿素-甲醛或苯酚-甲醛、以及胶乳粘结剂如丙烯酸苯乙烯是典型地作为这些基础垫中的组分使用的，并且此类组分是抗湿气的。上述纤维和粘结剂，当在基础垫中一起使用时，在抗下垂性方面赋予了出色的性能特征。当制造纤维玻璃或矿棉面板时，纱幕在正常情况下被附连到面板上，以增强其对客户的美学吸引力。许多令人希望的声学面板具有平滑的表面，该表面具有高的光反射值(LRV)0如本领域中所知的，光反射值简单地是由所测试的表面反射的光的百分比。例如，反射了照射在其上的85%光的声学面板具有85的LRV。典型地，令人希望的声学面板具有约85或更高的LRV。在将这些纱幕层叠置到面板上之后，这些纱幕典型地具有喷涂到其上的装饰涂层，以提高亮度或总的光反射性。这种涂层可以是水性的或非水性的。为了使所要求的涂层的量值降低到一个特定LRV，在生产声学面板中使用的纱幕具有相对高的比气流阻力并包含一个实质性量值的颜料。使用涂层提高了光反射度和美学吸引力，但是有时由这些层叠的面板导致了声学吸收度的显著损失。这是因为，除其他原因之外，这些涂层可以阻塞面板中的孔、并且以其他方式起作用以反射声音而不是允许声音进入到面板中(在这里声音可以被分散掉)。若能够降低声学吸收度的损失程度，这将是令人希望的。带有纱幕的声学面板的另一种令人希望的特征是，这种纱幕不应当剥落或以其他方式从面板的基础垫上层离。为了测量纱幕附连到基片上的好坏，根据ASTM D 903来确定 剥离强度。在本披露中，剥离强度是用修改的ASTM D 903工序来测试的。主要的修改是将纱幕在45°角而不是180°角从基片分离，并且样品尺寸是4英寸乘6英寸而不是I英寸乘12英寸。在修改的版本中，该样品是在6英寸的方向上剥离的。令人希望的纱幕应具备的另一个重要的特性是足够的拉伸强度。非织造的纱幕的拉伸强度是根据ASTM D 828在包括所测量的纱幕的2英寸条带的多个样品上测量的。然而纱幕最重要的属性是其气流阻力。气流阻力是多孔性的一种度量。纱幕多孔性对在基础垫中获得声音吸收度而言是必不可少的。这是因为，一种多孔纱幕允许声音穿过它而不是将声音反射回到房间(在该房间中的天花板面板安装有纱幕)中。在本披露中，不同纱幕的比气流阻力是使用ASTM C 522的一个变体“用于声学材料的气流阻力的标准测试方法”来测定的。如在图I中示出，对用于固定纱幕的测试固定夹具进行了少量修改。如在图I中所示，将被测试的纱幕夹持在该测试固定夹具的两个闭泡孔的泡沫或固体橡胶垫片之间。这些垫片提供了用于夹持和限制纱幕的机构、并且防止在纱幕周围和测试固定夹具之内的空气泄漏。一旦将该纱幕在这些垫片之间夹持在位，就使空气以一个已知的流速通过纱幕，该流速通过标准空气流量计来测定。使用了在50mm/s以下的空气流速，这样使得避免了涡流空气流动，如在ASTM C 522中指定的。然后在给定的流速下记录纱幕后面的空气与大气压的压力差(即背压)。使用压差(P)、空气流速(U)、暴露于空气流动的纱幕的截面积(S)来计算纱幕的比空气阻力(r)，所根据的是在ASTM C 522中概述的公式，即 r=SP/U。
发明内容
由于亲水组分如纤维素纤维和淀粉的存在，许多声学面板展现出了在潮湿环境中较差的抗下垂性。在本发明的多个实施方案中，使用具有较低气流阻力和较高孔隙度的纱幕来制造层叠的声学面板，以改进面板的潮湿下垂性能并降低由粘合剂和涂覆的纱幕造成的、在声音吸收上的损失。本发明的实施方案的基本前提是，当一个面板以其边缘悬挂在一个格栅上时，该面板在其下表面受到张力作用。通过将一个刚性纱幕或面纱或贴面附连到这个下表面上，该面板将能够承受张力并抵抗向下的下垂。然而，纱幕是否能够有助于下垂性能的一个决定性因素是在纱幕与基础垫之间的粘结作用。粘结较差的纱幕不能限制在纱幕与它所附连的基础垫之间的相对移动。在水平方向上即使轻微的相对移动也可能允许面板在竖直方向上有显著的移动，即下垂。因此，关键是牢固地将纱幕粘结到基础垫上并且限制在纱幕与基础垫之间的相对移动，从而使得纱幕成为该层叠面板的一个整体部分。根据本发明的多个实施方案，首先将纱幕通过一个分立的粘合剂层附连到基础垫上。这种粘合剂必须是处于一种分立的形式，因为连续的薄膜将会阻塞基础垫中的穿孔并封闭允许进行声音吸收的空气通道。然而，分立的粘合剂层不足以完全限制在纱幕与基础垫之间在水平方向上的相对移动。此外，许多胶和粘合剂是粘弹性的，从而使得这种粘结是可伸展的。出于这些原因，胶和粘合剂的选择是一个重要的考虑因素。在将纱幕附连之后，然而对面板进行最终处理，其中将一种涂层或涂料喷涂在其表面上。纱幕的多孔性对于将纱幕粘结到基础垫上而言起到了关键作用。多孔纱幕具有较低的比气流阻力，这允许涂层渗透或钻过纱幕并达到基础垫上。一旦干燥，这些涂层在基础垫与纱幕之间提供了额外的粘结作用。由于涂层包含大量的无机颜料，所以由涂层提供的这种粘结作用是相对刚性的。因此，这种粘结作用可以限制在纱幕与基础垫之间的相对 移动，从而使得纱幕成为一个层压天花板面板的一个整体部分。另一方面，致密的纱幕将大多数涂层或涂料保持在其表面上。在表面上的涂层不能对基础垫与纱幕之间的粘结做出贡献。具有致密纱幕的层压面板仅仅依赖粘合剂来提供粘结作用。这样的面板将具有与不含纱幕的基础垫类似的下垂性能。根据本发明的多个实施方案，一种多孔的纤维玻璃纱幕在层叠和涂覆之后带来了在纱幕剥离强度上40%到400%的增大。所获得的层叠的声学面板在潮湿的腔室中在75° F/50%相对湿度(RH)与104° F/95%RH之间交替的三个循环之后，将具有小于O. 3英寸的由湿气诱发的总下垂(对于具有2英尺宽度和4英尺长度的面板)。根据本发明的多个实施方案，使用具有低的比气流阻力和高的孔隙度的纱幕降低了由胶/粘合剂和涂层/涂料导致的在声学吸收度上的损失。层叠的声学面板具有至少O. 45的eNRC和至少O. 5的NRC。
本发明的实施方案的特征和优点将通过参考附图并与本发明的详细说明相结合地阅读而变得清晰。附图中的尺度是用于举例的目的，并且不应被解释为是限制该实施方案的实际尺度。图I是在此描述的纱幕的比气流阻力测试配置的一个示意图；图2展示了一个层叠的声学面板的组件，它包括一个基础垫或基底100、一个分立的粘合剂层110、一个多孔纱幕或面纱或贴面或贴面物120、以及一个表面涂层或涂料130 ；图3展示了一块最终处理后的声学天花板贴砖的截面图，其中示出了基础垫中的多个穿孔140。
具体实施例方式在此说明的方法和产品都旨在应用于用作建筑材料的声学面板。更确切地讲，这些面板可以用作声学天花板或墙壁面板或贴砖。本发明的详细说明是本发明的一个实施方案，并且它不应当被解释为以任何方式限制本发明的范围。根据本发明的多个实施方案，基础垫或基底是由一种液体浆料组成的，该浆料包含采用本领域中已知的方法的一种纤维、填充物和粘结剂的混合物。这些纤维包括矿棉和纤维素纤维；这些填充剂包括膨胀珍珠岩、碳酸钙、或粘土 ；这些粘结剂包括淀粉颗粒。如在本领域中所知，将包含上述组分一种均匀的浆料用液压泵从一个桶转移到一个流浆盒中，将该流浆盒放置在一个升高的位置上，这样使得一个稳定而恒定的浆料流动被供应给一个形成垫的机器。然后将浆料沉积到一个移动的多孔丝网上以形成湿的基础垫。通过重力将水从丝网中排出。另外的水通过在该承载湿基础垫的丝网下方施加一个低力的真空(在约I到约5英寸Hg的速率下抽真空)而被去除。可以通过在两个辊之间挤压该基础垫而将该垫进一步脱水。更多的水可以任选地通过在该承载湿基础垫的丝网下方施加一个较高的真空(在约8到约5英寸Hg的速率下抽真空)而被去除。在该湿基础垫中剩余的水在一个烘箱或窑中进行蒸发。
此后，将所形成的基础垫切割成不同的尺寸。这些基础垫的表面被研磨得相对光 滑，然后任选地向该表面上施加一个底物涂层。该底物涂层的目的是提供一个良好的基础(胶可以更容易地粘附到该基础上，并且增加垫的光反射度。后续地将这些基础垫穿孔并节理以获得所希望的声学吸收度。穿孔操作以受控的深度、尺寸和密度(单位面积的穿孔数量)在基础垫的表面上提供了多个孔。如本领域中所知，穿孔操作是通过将装备有预定数量的针的一块板按压到基础垫上来进行的。节理作用将独特形状的压痕施加到基础垫的表面上。节理操作是以一个辊装置进行的，该装置具有一个圆周，圆周上放置有补充性的特征或图案。打孔和节理都开放了该平面的表面和基础垫的内部结构，由此允许空气和声波移动进入和移出该基础垫结构。该方法中的下一步是将粘合剂沉积到基础垫上。粘合剂可以喷涂或用一个凹版印刷辊涂覆到基础垫上。基础垫上的粘合剂必须是处于一种分立的或穿孔的形式，例如处于液滴的形式，使得毡片在其上不具有一个连续的、未穿孔的粘合剂薄膜片材。如上所讨论的，基础垫上连续的粘合剂薄膜是人们不希望的。粘合剂的量必须是优化的，以减少其对声学吸收度的影响同时提供对基础垫的足够的粘合作用。即使在以分立方式沉积的最优粘合剂量下，也预期有O. 02到O. 07的eNRC或NRC损失。根据本发明的实施方案，施加到基础垫的粘合剂总量(包含水或溶剂)是处于约O. 5到约8克/平方英尺的范围内，并且优选是在约I到约4克/平方英尺的范围内。可替代地，可以将粘合剂施加到一个非织造的纱幕上，如纤维玻璃纱幕，而不是在层叠之前施加到基础垫上。所使用的粘合剂的量及其沉积在纱幕上的方式是与对基础垫所述的方法类似的。在施加粘合剂之后，将该非织物的、多孔的纤维玻璃纱幕层叠置到该基础垫上。层叠的目的是改进在潮湿环境下的下垂性能并降低由致密纱幕造成的NRC和eNRC损失。如上所提及的，纱幕的比气流阻力对层叠的声学面板的特性具有显著的影响。一般而言，气流阻力取决于基重、纤维粗糙度、以及施加在纱幕中的粘结剂和填充剂的量。当纱幕由精细的玻璃纤维组成并包含相对大量的粘结剂时，纱幕变得致密并具有较高的比气流阻力；当纱幕由粗糙的玻璃纤维组成并包含相对少量的粘结剂时，纱幕变得多孔并具有较低的比气流阻力。根据本发明的实施方案，要求具有高孔隙度的纱幕来使层叠的声学面板具有高剥离强度、高抗下垂性和低的声学吸收度损失。虽然这似乎违反直觉，但是纱幕本身并不显著影响声学吸收度。事实上，将任何平坦的纱幕附连到基础垫上将会略微增大eNRC。然而，施加胶和涂层将会大幅度降低声学吸收度，虽然不同纱幕的降低程度是不同的。用相对多孔的纱幕(比气流阻力在约10与约25雷耳[Pa. s/m]之间)，由于胶和涂层造成的在eNRC和NRC上的平均损失是约O. 03到O. 06。另一方面，用相对致密的纱幕(比气流阻力在约25与约100雷耳之间)，由于胶和涂层造成的在eNRC和NRC上的平均损失是约O. 05到O. 10。为了使声学吸收度的损失最小，具有小于约25雷耳的比气流阻力的纱幕是所希望的。向多孔纱幕上施加涂层或涂料可以显著地改进纱幕的剥离强度。剥离强度上的增大是在从约40%到约400%的范围内。然而，这种增加取决于纱幕的孔隙度。当纱幕的比气流阻力是高于35雷耳时，在剥离强度上只有很少或根本没有改进。通过用透过的光检查剥离的纱幕的照片揭示出，致密的纱幕将大量涂层保持在纱幕表面上。另一方面，用粗糙纤维 制成的多孔的纱幕在其表面上保持了低得多的涂层量。一个实质性量值的涂层沉积到或钻入该基础垫中。一旦将涂层传递到基础垫中，该涂层就作为一种密封剂起作用来将纱幕粘结到基础垫上，从而改进了纱幕的玻璃强度。对于用精细纤维制成的致密的纱幕，这些涂层不能如此大幅度地穿透纱幕表面，使得它们不能对剥离强度上的改进做出贡献。根据本发明的实施方案，将具有小于30雷耳的比气流阻力的纱幕层叠置到基础垫上，以便通过涂层在剥离强度上产生显著的改进。通过将一个由如纤维玻璃材料制成的刚性纱幕层叠置到基础垫上来改进抗下垂性的基本原理是面板的面在下垂过程中受到张力，并且刚性的纱幕将能够承受该张力并限制下垂。然而，如通过用本发明的某些实施方案的试验出人意料地揭示的，纱幕实际粘结到基础垫上的好坏对层叠的声学面板的潮湿下垂性能有直接影响。令人意外的是，在剥离强度和层叠面板的潮湿下垂之间实际上有一种反线性关系，直到由于纱幕的不可透过性导致涂层不再对剥离强度做出贡献。如果没有涂层或由于低孔隙度造成涂层大部分是在纱幕的表面上，在纱幕与基础垫之间的粘结作用则必须仅仅依赖于粘合剂。但是可以施加的粘合剂的量是受限的，以便防止基础垫中的穿孔的堵塞。此外，大多数粘合剂是粘弹性的，从而使得该粘结是可伸展的。因此，单独的胶将不能够限制在下垂过程中纱幕与基础垫之间的相对移动。在纱幕与基础垫之间即便轻微的相对移动也将造成从面板的面的显著的竖直移动，也就是下垂。当涂层渗透过一种多孔纱幕时，在纱幕与基础垫之间形成了另外的粘结作用。与胶相比，涂层或涂料包含了大量的颜料。通过涂层/涂料提供的粘结作用是刚性的。因此，这种粘结作用可以限制在纱幕与基础毡之间的相对移动，从而使得纱幕成为一个层压天花板面板的一个整体部分。紧密粘结的纱幕可以改进层叠面板的潮湿下垂性能。由于低的潮湿下垂量是高度地令人希望的，所以使用多孔的纱幕将会为层叠的声学面板增加一个显著的优点。为了在潮湿腔室中在75° F/50%RH和104° /95%RH之间交替三个循环之后具有小于O. 3英寸(对于具有2英尺宽度和4英尺长度的面板)的总下垂移动，纱幕必须具有小于30雷耳的比气流阻力以及在任一方向上至少10磅力每两英尺宽度的拉伸强度。
在此提出权利要求的、具有低气流阻力和高多孔性的纱幕的新颖用途将会降低由粘合剂和涂层造成的声学吸收度的损失。层叠的声学面板将具有至少约O. 45的eNRC和至少约O. 5的NRC。SM实例I研磨一种基础垫，它包括矿棉、新闻纸纤维、膨胀珍珠岩、淀粉、以及粘土，以便具有相对平滑的表面，并将其用底物涂覆。然后如上所述地将基础垫穿孔，这些穿孔具有约O. 4英寸的深度。穿孔的基础垫具有O. 58的eNRC。将通过St. Paul, MN的HB Fuller生产的一种可商购的胶XR-3025以4. 5克/平方英尺喷涂到所述基础垫上。然后将一个纤维玻璃纱幕层叠置到基础垫上。这种纱幕是从OwensCorning, Toledo, OH购买的。这种纱幕具有41. 4雷耳的比气流阻力、127. 7g/m2的基重、O. 020英寸(O. 5mm)的厚度、在机器方向上45. 7磅力/2英寸(200N/50mm)的拉伸强度、在 横过机器的方向上42. I磅力/2英寸(184N/50mm)的拉伸强度。在层叠之后，用涂层喷涂该表面。基于总固体含量，该涂层包含约80%的颜料和20%的胶乳。它具有约50%的固体含量。以大约24克/平方英尺来施加该涂层。在施加涂层之后，测得的剥离强度是325克每4英寸宽度。所产生的层叠的面板具有O. 49的eNRC和O. 729英寸的潮湿下垂。不含纱幕的面板具有O. 719英寸的潮湿下垂。eNRC的损失是约O. 09。这个实例展示出，用相对致密的纱幕，在潮湿下垂上没有改进，纱幕剥离强度是较低的。eNRC显著降低。实例2研磨一种基础垫，它包括矿棉、新闻纸纤维、膨胀珍珠岩、淀粉、以及粘土，以便具有相对平滑的表面并将其用底物涂覆。然后如上所述地将基础垫穿孔，这些穿孔具有约O. 4英寸的深度。穿孔的基础垫具有O. 46的eNRC。将上述可商购的胶XR-3025以4. 8克/平方英尺喷涂到所述基础垫上。然后将一个纤维玻璃纱幕层叠置到基础垫上。纱幕(在产品名Ultra Mat 下出售)是从Ennis, TX的GAF-Elk公司获得的。这种纱幕具有15. 3雷耳的比气流阻力、76. 7g/m2的基重、O. 023英寸(O. 58mm)的厚度、在机器方向上29. 8磅力/2英寸(130N/50mm)的拉伸强度、在横过机器的方向上26. 7磅力/2英寸(117N/50mm)的拉伸强度。在层叠之后，用涂层喷涂该表面。基于总固体含量，该涂层包含约80%的颜料和20%的胶乳。它具有约50%的固体含量。以大约24克/平方英尺来施加该涂层。在涂覆前，所测得的剥离强度是444克/4英寸宽度。在涂覆后，剥离强度是1598克/4英寸宽度。所产生的层叠的面板具有O. 076英寸的潮湿下垂、O. 40的eNRC和O. 48的NRC。不含纱幕的面板具有O. 372英寸的潮湿下垂。这个实例展示出，用相对多孔的纱幕，在施加涂层后剥离强度增大了 3. 6倍，潮湿下垂大幅度降低，并且eNRC的损失被降低到O. 06。实例3研磨一种基础垫，它包括矿棉、新闻纸纤维、膨胀珍珠岩、淀粉、以及粘土，以便具有相对平滑的表面并将其用底物涂覆。然后如上所述地将基础垫穿孔，这些穿孔具有约O. 4英寸的深度。穿孔的基础垫具有O. 46的eNRC。将胶XR-3025以4. 8克/平方英尺喷涂到所述基础垫上。然后将一个纤维玻璃纱幕层叠置到基础垫上。这种纱幕是从Johns Manville Corp. , Denver, Co.获得的(在产品名Dura-Glass 7615下出售)。这种纱幕具有12. 2雷耳的比气流阻力、60. 9g/m2的基重、O. 018英寸(O. 46mm)的厚度、在机器方向上41. 4磅力/2英寸(181N/50mm)的拉伸强度、在横过机器的方向上35. 2磅力/2英寸(154N/50mm)的拉伸强度。在层叠后，用含有基于总固体含量约80%颜料和20%胶乳的涂层喷涂该 表面。它具有约50%的固体含量。在约24克/平方英尺施加该涂层。在涂覆前，剥离强度是412克/4英寸宽度。在涂覆后，剥离强度是1597克/4英寸宽度。所产生的层叠的面板具有O. 053英寸的潮湿下垂、O. 39的eNRC和O. 47的NRC。不含纱幕的面板具有O. 372英寸的潮湿下垂。这个实例展示出，用相对多孔的纱幕，在施加涂层后剥离强度增大了 3. 9倍，潮湿下垂大幅度降低，并且eNRC的损失被降低到O. 07。实例 4研磨一种基础垫，它包括矿棉、新闻纸纤维、膨胀珍珠岩、淀粉、以及粘土，以便具有相对平滑的表面并将其用底物涂覆。然后如上所述地将基础垫穿孔，这些穿孔具有约O. 4英寸的深度。穿孔的基础垫具有O. 46的eNRC。将可商购的胶XR-3025以4.8克/平方英尺喷涂到所述基础垫上。然后将一个纤维玻璃纱幕层叠置到基础垫上。纱幕(在产品名GFT-25下出售)是从芬兰Kotka的Ahlstrom Corp.获得的。这种纱幕具有23. O雷耳的比气流阻力、50. 8g/m2的基重、O. 013英寸(O. 33mm)的厚度、在机器方向上22. 6磅力/2英寸(99N/50mm)的拉伸强度、在横过机器的方向上15. 3磅力/2英寸(67N/50mm)的拉伸强度。在层叠后，用含有基于总固体含量约80%颜料和20%胶乳的涂层喷涂该表面。它具有约50%的固体含量。以约24克/平方英尺来施加该涂层。在涂覆前，剥离强度是329克/4英寸宽度。在涂覆后，剥离强度是1596克/4英寸宽度。所产生的层叠的面板具有O. 102英寸的潮湿下垂、O. 37的eNRC和O. 43的NRC。不含纱幕的面板具有O. 372英寸的潮湿下垂。这个实例展示出，用中等孔隙度的纱幕，在施加涂层后剥离强度增大了 4. 9倍，潮湿下垂大幅度降低，并且eNRC的损失被降低到O. 09，这类似于来自致密纱幕的结果。以下的表I展示了比较性测试结果，这些结果示出了在以上实例中的剥离强度、比气流阻力和潮湿下垂之间的关系。表I
权利要求
1.一种声学建筑面板，包括 一个基础垫； 一种多孔式非织造纱幕； 施用到该纱幕的一个表面上的一种涂层； 以一种分立的或穿孔的形式沉积在该纱幕与该基础垫之间的一种粘合剂。
2.如权利要求I所述的面板，其中该纱幕具有的比气流阻力为小于约100雷耳。
3.如权利要求I所述的面板，其中该纱幕的表面涂层包括基于总固体含量约50%至约90%的无机颜料。
4.如权利要求I所述的面板，其中该纱幕表面涂层是水性的并且是以约10到约50克每平方英尺的比率施用的。
5.如权利要求I所述的面板，其中该面板具有的纱幕剥离强度为至少约400克每四英尺览度。
6.如权利要求I所述的面板，其中 该基础垫包含多个穿孔； 该纱幕具有的比气流阻力为小于约100雷耳； 该纱幕具有的拉伸强度为至少约10磅力每两英寸宽度； 并且该纱幕表面涂层包括基于总固体含量约50%到约90%的无机颜料。
7.如权利要求I所述的面板，其中 该基础垫包含多个穿孔； 该纱幕具有的比气流阻力位小于约100雷耳。
8.—种声学建筑面板,包括 一个基础垫； 一种多孔的非织造纱幕；以及 施用到该纱幕的一个表面上的一种涂层； 其中该纱幕具有的比气流阻力为小于约100雷耳， 并且该纱幕表面涂层包括基于总固体含量约50%到约90%的无机颜料。
9.一种制造如权利要求I所述的面板的方法，该方法包括以下步骤 将该基础垫穿孔； 将粘合剂以分立的形式施用到该基础垫上； 将该纱幕层叠置到该基础垫上；并且 将该涂层施用到该纱幕表面上。
10.如权利要求I所述的面板，其中该纱幕是足够多孔的，以便允许该涂层从该纱幕的一个外部表面渗透该纱幕以将其粘结到该基础垫上，该涂层将该纱幕对该基础垫的剥离强度增大到比由该粘合剂造成的剥离强度高出至少40%。
全文摘要
在此披露了一种声学建筑面板以及其制造方法。这种面板的实施方案包括一种多孔非织造的纱幕、沉积在该纱幕上的一个涂层、一个基础垫、以及以分立形式如以液滴形式沉积在该基础垫或纱幕上的一种粘合剂。这种制造方法的实施方案包括以下步骤将基础垫打孔、将粘合剂以分立的形式施用到基础垫上、将纱幕层叠置到基础垫上、并且将涂层施加到纱幕表面上。
文档编号E04C2/26GK102803628SQ201080057760
公开日2012年11月28日 申请日期2010年12月15日 优先权日2009年12月22日
发明者B·曹, G·普拉姆, W·D·宋 申请人:Usg内部有限责任公司