天花板饰板结构的制作方法

天花板饰板结构的制作方法
【专利摘要】组成一板材的石膏和纤维素纤维的天花板饰板，通过开始在水基的浆料中混合该纤维和石膏而进行毡化处理，以及其后以所需的板材厚度进行压制和干燥处理，该干燥的板材被处理加工，以通过至少板材厚度的大部分在其表面中形成多个孔，与另外的不具有这些孔的同样组成的板材相比，所述这些孔的总体容积足以减少该板材的重量至少10%，以及增加板材所展现出的NRC。
【专利说明】天花板饰板结构
[0001]本申请是名称为“天花板饰板结构”、国际申请日为2007年I月3日、2008年8月12日进入中国国家阶段的申请号为200780005240.9的发明专利申请的分案申请。

【技术领域】
[0002]本发明涉及悬吊的天花板饰板的改进，以及特别地涉及对于这种饰板结构主体的合成材料和机械改进的一种新颖组合。

【背景技术】
[0003]传统的悬吊的天花板饰板代表性地在重量上相对轻，或者更精确地说是低密度的。这种低重量因为制造、运输、装卸和安装的理由为有利的。然而，低密度的传统的天花板饰板常常具有为相对软和脆的缺点，从而使得其在搬运、装卸和安装中容易损坏。最终在使用中，现有技术饰板当其为了到达在其上的空间或高压间而临时移动时而常常被损坏，或者被在其下移动的物体意外地撞破或击中。一些现有技术饰板所遇到的另一问题为从天花板平面下沉的趋向，尤其在潮湿条件下。经常的情况为，更耐用的、抗下沉的产品结构为制造更昂贵的，并且因此必须以超高的价格销售。存在对于费用低廉的天花板饰板的需要，其比现有技术中通常发现的天花板饰板结构更耐损坏和耐下沉。


【发明内容】

[0004]本发明提供一种天花板饰板结构，其可相对便宜地制造，并且为坚固特性的，从而其为相对耐损坏的。已经发现物理地改进由天然材料所构成的合成板材可同时满足对于经济性和耐用性的需求。
[0005]该合成材料包含石膏和纤维素纤维的均匀的混合物。由这些材料形成的结构板通常在工业中已知的类似制毡工艺中制造，可根据本发明通过在该板的侧面制造许多的孔而改进，所述侧面最终成为饰板的室内面或正面。
[0006]这些孔有利地帮助减小板材材料的有效密度，并增加饰板所具有的噪音减少系数(NRC)。这些纤维素纤维为遍及该板材均匀分布和任意定位的，并有助于制造拥有高断裂模数(MOR)值的板材，其容易地和清洁地超过天花板饰板应用的要求，并且格外高度地抗下沉。此外，板材的合成性质产生了隔声效果，减少了反射的和传递的噪音。该组成的纤维有助于物理性地锁住这些石膏颗粒于其位置，从而有效地消除了这些颗粒从这些孔的内部产生潜在的灰尘或洒落，在所揭示的运输、装卸和服务期间于板材中机械地切割会产生所述灰尘或洒落。类似地，这种纤维素纤维在石膏基体中的埋入产生了一种产品，其能够容易地和清洁地切割，而不会过多的破裂以及不会存在大量松散纤维末梢。
[0007]本发明的天花板饰板的几个变化被揭示。在基本的构造中，密度减少的和吸声的孔为盲孔，其通过适当的钻孔操作开凿(cut)，例如当最终安装时，从面对房间或空间内部的饰板的侧面开凿。作为一改进，装饰的多孔织物可在这些孔之上层压在饰板的房间侧，以有效地将它们从视线隐藏起来，并增大这些孔的声音吸收性能。
[0008]在本发明的另一个变化中，板材通过适当的打眼器或其他具有打孔功能的工具而开凿，也就是说，延伸通过其厚度。
[0009]在应用中通过打孔的饰板的自由声音传递是令人讨厌的，该板材的背面利用适当的例如厚纸料的无孔的织品层压。使用多孔的织物层压于房间侧，这些冲出的孔能够在饰板的可视侧或者房间侧被隐藏。在钻孔和冲孔的结构两者中，这些孔可为均匀大小和间隔的，或者可为不同大小的以及/或者可为随意间隔的。
[0010]已经发现用于形成本发明的饰板的结构芯部或主体的特别适和的板材结构为在美国专利US.5320667中所揭示的，该专利所披露的内容在此通过参考结合。这种板材包含相对便宜的自然材料，其以独特的板材形成工艺结合。主要由例如在该专利中揭示的石膏和纤维素纤维制成的天花板饰板主体合成物展现出高度的耐下沉性，以及除了前面提到的低的下沉性能，其中这些孔被钻孔、机加工或者与此不同地被开凿外，为容易和整洁地加工以不会破碎、磨损或者类似的具有边缘退刀口或部分而完成。此外，该天花板饰板为特别地坚固的，使得其在平常情况下具有高度的耐损坏性。

【专利附图】

【附图说明】
[0011]附图1为根据本发明的天花板饰板的反镜平面图；
[0012]附图2为附图1的天花板饰板的部分的剖视图；
[0013]附图3为根据本发明构造的天花板饰板的第二实施方式的剖面图；以及
[0014]附图4为本发明的另一个实施方式的仍然的剖面图；

【具体实施方式】
[0015]附图1和2图解表示根据本发明一个形式的天花板饰板10。该饰板10按照惯例在平面视图中为矩形，所表示的单元为方形，并且应当明白饰板可为从所显示的饰板延长的。更具体地，饰板10通常地在平面图尺寸以大致的标称尺寸2英尺乘2英尺，2英尺乘4英尺,4英尺乘4英尺,2-1/2英尺乘5英尺,5英尺乘5英尺，以及I英尺乘6英尺制造。所揭示的饰板或芯部的不普通的强度使得能够使用相对大的板料，而不会有过大的破裂危险。与平面尺寸比较饰板10为相对薄的，具有例如标称尺寸为1/2英寸或者更少的厚度。饰板10优选地从一较大的预制板切制而成，所述预制板理想地具有对应于饰板厚度的厚度。
[0016]饰板10以包含多个孔11为特征，这些孔11大体上完全地沿着房间侧表面12分布。这些孔11从它们不完全延伸过饰板10的厚度的意义上来说是盲孔。这些孔11形成得短到在饰板的背侧、即与房间侧12相反的侧面14留下与饰板10的厚度相比较薄的壁13。在附图1和2所显示的例子中，这些孔11为以规则的形式并为具有例如3/8英寸直径的均一的大小。这些孔11有助于增加板材的噪音减少系数(NRC)，并同时减少饰板10的重量和有效净密度。
[0017]根据本发明的饰板10为主要地包含石膏和纤维素纤维的天然材料的合成物。在现有技术中，这些材料以前就已经被以多种形式、比例和工艺结合，以产生用于建筑目的的板材，然而这些现有技术产品还没有显然地考虑过商业地用于天花板饰板应用。用于制作本发明的悬挂天花板饰板预制板的优选合成材料在前述的美国专利US.5320677中揭示。石膏基的材料通常展现出低的拉伸强度，并且作为必然的结果具有非常有限的粘结性，使得其相对较脆或易碎。石膏还为相对较重或密实。部分地，这些特性解释了为什么石膏基的材料通常不被考虑用于悬挂的天花板饰板应用。在另一方面，纤维素纤维石膏合成材料能展示出相对高的拉伸强度与重量的比例。此外，纤维素纤维石膏合成物展现出相对高的耐火性，其在天花板饰板应用中具有很大益处。还有更进一步的，已经发现适当制造的纤维素纤维/石膏合成物能够提供非凡的抗下沉性，其为天花板饰板产品中一个非常重要的特性。纤维素纤维与石膏的比例为在大约8%至大约30%之间，以及优选地按重量计算纤维素纤维与相应的石膏比例在8%至15%之间。纤维素纤维和石膏优选地占加工后的板材的干性固体的大约至少90%以及更优选地至少95%，下面描述的饰板10或者结构性板材由上述加工后板材制作。用于促进饰板或板材的调浆工艺/制毡工艺，或者用于加强其性质的添加剂，例如促凝剂、迟凝剂、减小重量的填充材料以及类似物可构成饰板或板材重量的平衡部分。该合成板以纤维素纤维均匀地和随意地遍布该石膏基体定位为特征。
[0018]纤维素纤维/石膏合成物的一个非常需要的性质，看起来在加工的货物中未被承认的，当使其与AroughO结构形成对照时，这种特性为它们能够用刀或另外的机加工方式进行切割，而不会在余留的切割表面中产生过多的残留的松散的灰尘或者松散地粘附的颗粒或纤维。此外，该纤维素纤维/石膏合成物允许这些孔11非常接近饰板的边缘形成，而不会有在孔和边缘之间产生较高的材料破损的危险。在前述的美国专利US.5320677中披露的合成材料由石膏产生，石膏经受下述处理，即在稀释的纤维素纤维浆料中在压力下煅烧、脱水以及随后再水化处理，以在纤维素纤维中在空间中或者在空间周围再结晶，并且从而使其互锁，这种合成材料特别适合用于实行本发明。这种材料，除了其较高的强度/重量特性以外，已经发现具有显著的抗下沉特性。此外，这种材料特别适合用于产生预制板或饰板，在安装后，随后进行机加工或另外的开凿、以形成减轻重量和吸收噪音的孔11，以及任意的例如象附图2显示的边缘处理如产生槽口 16。二水化合物晶体和纤维素纤维的紧密的粘结，导致干净的、相对平滑的切割表面、基本上全无松散的石膏颗粒和/或纤维素纤维以及部分地附连的或悬挂的纤维。该优选材料的清洁的可切割性产生了不需要辅助的修整操作的品质外观。石膏/纤维素纤维合成物的结合的均匀结构的另一个重要益处为，其抵抗在随后的装卸、运输、安装和维护期间的机加工区域、钻孔区域或另外的开凿孔11区域中的下落。否则这种下落会产生问题，尤其对于安装者和最终的使用者。从形成这些孔11中去除的材料可以100%回收至用来制造预制板的原材料，其中饰板10由该预制板材制成。饰板10可在这些孔11被钻孔或其他的开凿之前或之后用适当的外观涂层绘画或涂敷。
[0019]参考附图3，其中在上面要求的高的NRC性能，其仅仅通过布置这些孔11即可获得，天花板饰板20可通过在结构主体22上提供多孔的织物21形成。多孔织物21可为工业中已知的非织造的玻璃纤维纤维织品(scrim)。织物21可使用现有技术中已知的适当的粘合剂层压于主体22，并且开始优选地应用于结构主体22。结构主体22大体上在组成和形式上与关于附图1和2描述的天花板饰板相同。在附图3的图解中，结构主体22图示为不具有附图1和2中饰板10的边缘部分16。由于结构主体22的这些孔11为盲孔，空气不会通过它们经过或吸入，并且空气传播的灰尘不会吸入至织物21上，从而孔11的重影不会在织物21的外部表面产生。如果需要，多于一个的多孔或织物层可层压至主体22的房间侦牝以增加饰板20的NRC以及/或者达到所需要的外观。
[0020]附图4图解显示悬挂的天花板饰板30的剖面图，其具有一结构的芯部或主体31，以及层压于主体的背面或后面的噪音隔离板32。主体31可由象上面描述的附图1和2的饰板10的主体的材料和工艺形成。用于减轻重量和声音吸收的孔33在主体建立之后并在层压隔离板32之前切制在结构主体31内。这些孔可优选的使用现有技术中已知的冲孔器或通过钻头或其他工具开凿。该声音隔离板32为无孔的幅材，例如由墙板制造中使用的厚纸料的纸形成。噪音隔离板32优选地使用适当的粘合剂层压于该芯部。如果需要，多孔的织物或板可提供在主体31和隔离板32之间以增加饰板的NRC。
[0021]尽管图中未显示，但如果需要，附图3和4的天花板饰板的改进的变型可提供有例如附图2中可见的槽口 16的边缘部分。天花板饰板10，20或30中的任一种可为了外观目的的以及为了潜在噪音吸收的益处而被油漆。
[0022]饰板结构10、22和31都具有如下特征，即优选地由在美国专利US.5320677中揭示的类型的纤维素石膏合成物制造，以及随后的从制毡工艺制成至刚性的板材或预制件，这些板材或预制件提供有多个有效地在饰板的前表面侧或房间面侧打开的相间隔孔。这些孔通过使用适当的钻头钻孔或使用工具冲压机冲孔开凿，或者以其他方式机加工至合成板材内。如上所述，随意定位的纤维素纤维和石膏颗粒的均匀的混合物形成的饰板或饰板结构芯产生了一种结构，这种结构耐火、在尺寸上稳定的并且特别地抗下沉。更进一步地说，由本发明提供的重要特征为当该结构的板材被切制而形成孔和任何边缘部分时，这种材料具有抗下落的特性。纤维素纤维和石膏颗粒的紧密结合减小了这种颗粒下落的可能性，以及纤维或其部分在任何切割孔或切割边缘部分变松散及不美观的可能性。优选地，孔11、33具有足够的大小和数量，以使饰板10或者主体22、31在重量上相对于不具有这些孔的这种饰板或板材重量减少至少大约10%，更优选重量减少至少大约20%。
[0023]虽然本发明已经参考特别的实施方式进行显示和描述，这是为了演示的目的而不是限制，并且在这里显示和描述的【具体实施方式】的其他变化和改进对于本领域技术人员为明显的，全部在本发明的意指的精神和范围内。因此，本专利并不限制于在这里显示和描述的【具体实施方式】的范围或效果，也不以其他任意的与本发明所提出的现有技术中进步程度不一致的方式而限制。
[0024]本发明可以按照如下的实施方式进行:
[0025]实施方式1.一种天花板饰板，具有矩形形状以及具有大致在2英尺乘2英尺和5英尺乘5英尺之间的标称尺寸，该饰板由石膏和纤维素纤维形成，通过在水基的浆料中均匀地混合纤维和石膏，石膏和纤维素纤维形成为毡化的板材，然后以所要求的板材厚度将板材进行压制和干燥处理，干燥的板材被处理加工，以穿过所述板材的至少大半厚度而在其表面中形成多个孔，这些孔的总体容积为足够使板材的重量减少至少10%，以及增加该板材所展现的NRC，从而使增大的NRC高于另外的同样组成和无孔的板材的NRC。
[0026]实施方式2.如实施方式I提出的天花板饰板，其中所述的孔为从该板材的一面开凿并且为盲孔。
[0027]实施方式3.如实施方式I提出的天花板饰板，其中所述的板材覆盖有多孔织物。
[0028]实施方式4.如实施方式I提出的天花板饰板，其中所述的孔穿过所述的板材形成，该板材的一侧层置有无孔的板。
[0029]实施方式5.如实施方式4提出的天花板饰板，其中所述的板材覆盖有多孔织物，所述多孔织物层压在与上述无孔的板层压的侧面相反的侧面上。
[0030]实施方式6.如实施方式I提出的天花板饰板，其中所述的板材由纤维素纤维和石膏制成，石膏已在水浆料中在压力下煅烧，并且其后在纤维的空间和裂缝中再结晶，以将石膏颗粒和纤维素纤维紧密地粘结。
[0031]实施方式7.—种用于悬挂天花板的通常平面的天花板饰板，该饰板具有在平面图的矩形形状，并且与其平面尺寸比较在垂直方向上相对薄，该饰板具有由石膏和纤维素纤维的均匀合成物形成的结构主体，石膏和纤维素纤维一起实质上组成主体重量的至少90%，该主体由制毡型的工艺形成，由此纤维素纤维均匀地且充分随意地在主体中分布和定向，从而该主体展现出在矩形饰板轮廓两个方向的实质上同样的机械性质，所述主体在其矩形形状所跨越的区域的主要部分上具有均匀的厚度，多个相间隔的孔被开凿至所述主体内，这些孔处于主体的适于面对房屋的内部的一侧上，其中所述饰板在所述一侧的大体全部区域中安装和分布，所述的孔具有足够的大小和数量，以将主体的重量减少至少15%，以及增加主体的NRC。
[0032]实施方式8.如实施方式7提出的天花板饰板，其中合成物制作的主体为通过在浆料中在压力下煅烧石膏，并然后在纤维素纤维上和在纤维素纤维中再结晶石膏而形成的产品O
[0033]实施方式9.如实施方式7提出的天花板饰板，其中所述的孔为作为被钻孔至小于结构主体厚度的深度所产生的盲孔。
[0034]实施方式10.如实施方式7提出的天花板饰板，其中结构主体的周界被切割，以形成带槽口的边缘，从而使得形成有所述孔的表面在轮廓上稍微小于结构主体的整个平面轮廓，以及主体的周界区域位于在所述表面和该主体的相反的背面之间的平面中。
[0035]实施方式11.如实施方式7提出的天花板饰板，其中多孔的织物被层压在所述的表面上，所述的多孔织物用于增加饰板的NRC。
[0036]实施方式12.如实施方式7提出的天花板饰板，其中所述的孔穿过结构主体的整个厚度开凿。
[0037]实施方式13.如实施方式12提出的天花板饰板，包含无孔的辐板，该无孔辐板层压在与前部表面相反的所述结构主体的表面上。
[0038]实施方式14.如实施方式13提出的天花板饰板，其中所述的无孔辐板为较厚的纸料。
[0039]实施方式15.—种制造天花板饰板的方法，包含在一稀的水浆料中在压力下煅烧石膏，所述浆料具有至少90%的固体，其中所述至少90%的固体含有大约8%至大约30%的纤维素纤维以及相应的石膏补足物，在再水化石膏之前为该浆料去水，以及在纤维素纤维中的空间中和空间周围再水化和再结晶该石膏，以形成刚性的预制合成板材，在通过石膏的再水化和再结晶而固化所述板材后，在预制板的表面中切制多个孔，以降低所述板材的有效重量并增加其NRC。
[0040]实施方式16.如实施方式15提出的方法，包含用粘附于所述的表面的多孔织物覆盖所述的孔。
[0041]实施方式17.如实施方式15提出的方法，其中所述的孔为通过开凿至小于板材厚度的深度所形成的盲孔。
[0042]实施方式18.如实施方式15提出的方法，其中所述的孔为穿过所述的板开凿的。
[0043]实施方式19.如实施方式18提出的方法，其中所述的板材的一个侧面由粘附于该侧面的无孔辐板覆盖。
【权利要求】
1.合成材料在制备吸音天花板饰板中的用途，所述合成材料包含石膏和纤维素纤维的均匀混合物，其通过在水基的浆料中均匀地混合纤维和石膏，石膏和纤维素纤维形成为毡化的板材，然后以所要求的板材厚度将板材进行压制和干燥处理，干燥的固化板材通过钻孔或冲孔进行处理加工，以穿过所述板材的至少大半厚度而在其表面中形成多个孔，这些孔的总体容积为足够使板材的重量减少至少10%，以及增加该板材所展现的NRC，从而使增大的NRC高于另外的同样组成和无孔的板材的NRC，其中石膏已在水浆料中在压力下煅烧，并且其后在纤维的空间和裂缝中再结晶，以将石膏颗粒和纤维素纤维紧密地粘结。
2.如权利要求1提出的用途，其中所述的孔为从该板材的一面开凿并且为盲孔。
3.如权利要求1提出的用途，其中所述的板材覆盖有多孔织物。
4.如权利要求1提出的用途，其中所述的孔穿过所述的板材形成，该板材的一侧层置有无孔的板。
5.如权利要求4提出的用途，其中所述的板材覆盖有多孔织物，所述多孔织物层压在与上述无孔的板层压的侧面相反的侧面上。
6.合成材料在制备用于悬挂天花板的通常平面的吸音天花板饰板中的用途，该饰板具有在平面图的矩形形状，并且与其平面尺寸比较在垂直方向上相对薄，所述合成材料包含石膏和纤维素纤维的均匀混合物，其形成所述饰板的结构主体，石膏和纤维素纤维一起实质上组成主体重量的至少90%，该主体由制毡型的工艺形成，由此纤维素纤维均匀地且充分随意地在主体中分布和定向，从而该主体展现出在矩形饰板轮廓两个方向的实质上同样的机械性质，所述主体在其矩形形状所跨越地的区域的主要部分上具有均匀的厚度，在所述主体固化后多个相间隔的孔通过钻孔或冲孔被开凿至所述主体内，这些孔处于主体的适于面对房屋的内部的一侧上，其中所述饰板在所述一侧的大体全部区域中安装和分布，所述的孔具有足够的大小和数量，以将主体的重量减少至少15%，以及增加主体的NRC，其中合成物制作的主体为通过在浆料中在压力下煅烧石膏，并然后原位在纤维素纤维上和在纤维素纤维中再结晶石膏而形成的产品。
7.如权利要求6提出的用途，其中所述的孔为作为被钻孔至小于结构主体厚度的深度所产生的盲孔。
8.如权利要求6提出的用途，其中结构主体的周界被切割，以形成带槽口的边缘，从而使得形成有所述孔的表面在轮廓上稍微小于结构主体的整个平面轮廓，以及主体的周界区域位于在所述表面和该主体的相反的背面之间的平面中。
9.如权利要求6提出的用途，其中多孔的织物被层压在所述的表面上，所述的多孔织物用于增加饰板的NRC。
10.如权利要求6提出的用途，其中所述的孔穿过结构主体的整个厚度开凿。
11.如权利要求10提出的用途，包含无孔的辐板，该无孔辐板层压在与前部表面相反的所述结构主体的表面上。
12.如权利要求11提出的用途，其中所述的无孔辐板为较厚的纸料。
13.如权利要求1或6提出的用途，包括在一稀的水浆料中在压力下煅烧石膏，所述浆料的至少90%的固体含有8%至30%的纤维素纤维并且相应的补足物为石膏，在再水化石膏之前为该浆料去水，以及在纤维素纤维中的空间中和空间周围再水化和再结晶该石膏，以形成刚性的预制合成板材，在通过石膏的再水化和再结晶而固化所述板材后，通过钻孔或冲孔在预制板的表面中切制多个孔，以降低所述板材的有效重量并增加其NRC。
【文档编号】E04F13/075GK104213692SQ201410525099
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2007年1月3日 优先权日:2006年2月13日
【发明者】M·A·拜戈 申请人:Usg室内建材公司