多层天花板砖制造技术

本发明专利技术提供了具有改善的噪声吸收特性的成本更低的多层吸音面板，所述多层吸音面板包括纤维玻璃层和矿棉层，其中所述纤维玻璃层具有包含按重量计至少约50％玻璃纤维的纤维含量，并且所述矿棉层具有包含按重量计至少约50％矿棉纤维的纤维含量。面板的噪声吸收系数与纤维玻璃层的厚度的增加线性相关。本发明专利技术还公开了用于制备面板的层压技术。

Ceiling tile

The invention provides a multilayer sound-absorbing panel with improved noise absorption characteristics of lower cost, the multilayer sound-absorbing panel includes a glass layer and a layer of wool fiber, wherein the fiber glass layer containing fiber content by weight of at least about 50% glass fiber, and the fiber content of mineral wool layer containing by weight at least about 50% mineral wool fibers. The noise absorption coefficient of the panel is linearly correlated with the increase of the thickness of the fiber glass layer. The invention also discloses a lamination technique for preparing the panel.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本领域涉及多层非织造材料及其形成方法，并且更具体而言，涉及可用于形成具有可接受的声吸收特性的吸音面板的成本更低的多层非织造材料。为了方便起见，本专利技术在下文参考吸音天花板砖进行描述。
技术介绍
典型的吸音天花板砖是包括由基纤维、填料和粘合剂制造的核的非织造结构。基纤维通常为矿物纤维例如矿棉、纤维玻璃等等。填料通常为珍珠岩、粘土、碳酸钙或如可来源于再循环新闻用纸的纤维素纤维。粘合剂通常为纤维素纤维、淀粉、胶乳或类似材料。在干燥后，粘合剂与其他材料形成粘合，以形成为核提供结构刚性的纤维网络。为了用作典型的天花板砖，核应是基本上平坦和自支撑的，以便悬浮于典型的天花板砖网格或相似结构中。吸音天花板砖可使用如美国专利5,558,710中所述的水制毡(water-felting)过程进行制造，该专利的教导并入本文。矿棉和轻骨料的稀释水性分散体的水制毡是用于制造吸音天花板砖的商业过程。在这个过程中，矿棉、轻骨料、粘合剂以及根据需要或必需的其他成分的分散体流动到移动多孔支撑线(例如Fourdrinier或Oliver垫形成机器的那种)上，用于脱水。分散体首先通过重力且随后为真空吸引工具脱水；湿垫在热对流干燥烘箱中进行干燥，并且将干燥材料切割至所需尺寸，并且任选用涂料进行顶部涂布，以产生吸音天花板砖和面板。多年来，吸音天花板砖还已通过例如美国专利1,769,519中所述的湿浆模塑或浇铸过程进行制备，该专利的教导以引用的方式并入。根据该专利的教导，制备包含粒状矿棉纤维、填料、着色剂和粘合剂特别是淀粉凝胶的模塑组合物，用于模塑或浇铸砖的本体。这种混合物或组合物置于合适的托盘上，所述托盘已用纸或金属箔覆盖，且随后用刮杆或滚筒将组合物刮平至所需厚度。装饰表面例如细长裂缝可由刮杆或滚筒提供。填充有矿棉浆或组合物的托盘随后置于烘箱中，以使组合物干燥或固化。干燥片从托盘取出且可在一个或两个面上进行处理，以提供平滑表面，以获得所需厚度且防止翘曲。片随后切割成所需大小的砖。与由纤维玻璃材料形成的天花板砖结合，非织造层可使用如转让给本专利申请的受让人的美国专利8,563,449中具体描述的气流成网加工进行制备，该专利的教导以引用的方式并入。玻璃纤维通常提供有适合于气流成网加工的短尺寸或长度，并且比矿棉纤维相对更贵。如一般理解的，矿棉纤维不同于玻璃纤维和陶瓷纤维。如本文使用的，“气流成网”指任何方法或制造过程，其中各种成分悬浮于空气或其他气流中，且优选在多孔线网或其他多孔载体表面上形成网、垫或絮。网形成过程包括网形成材料在载体网上的计量或调节的气动流或流化流，其中伴随来自下方的真空辅助，它可保留在絮或非织造垫形式中。为此，过程可包括下述步骤：(a)原料分散和共混，(b)将原料计量且进料至头箱，(c)通过设置在多孔网或载体上，气流成网形成原料，(e)加热和冷却，(f)任选压延，(g)任选层压，和(h)整理网。纤维玻璃网的形成包括如通过粘附或热粘合的固结。粘附粘合可包括应用不连续酚醛树脂、胶乳或其他合适的胶粘剂，以使纤维彼此结合。热粘合考虑了并入合成粘合纤维，例如具有聚乙烯和聚丙烯的一般的双组分纤维。热粘合可利用烘箱加热、压延或两者。在所有情况下，粘附或粘合对砖噪声降低系数值具有很少的作用或无作用。对于适合于吸音天花板砖应用的非织造结构，它们一般满足关于噪声降低的各种工业标准和建筑规范。例如，工业标准通常根据ASTM C423指定吸音天花板砖具有至少约0.55的噪声降低系数(NRC)。测量NRC的详细方法在ASTM C423中概述。NRC由0至1.00之间的数目表示，其指示所吸收声音的百分比。例如，具有0.60的NRC值的吸音面板将吸收60％的声音且使40％的声音偏转。测试声吸收特性的另一种方法是估计NRC(eNRC)，所述eNRC使用更小的样品尺寸经由如ASTM E1050-98中详述的阻抗管进行测量。由本专利申请的受让人拥有的美国专利6,443,256公开了矿棉双层天花板砖，其中基垫或基层具有低矿棉含量，并且表面层具有高矿棉含量。基垫指示为含有5-25重量％的矿棉，并且表面层含有70-90重量％的矿棉。任一层或两个层中的其他成分指示为包括染料、颜料、无机填料、抗氧化剂、表面活性剂、防水剂、阻燃剂等等。砖通过水制毡过程进行制备，并且指示为提供至少约0.50的噪声降低系数(NRC)。
技术实现思路
本专利技术提供了具有改善的声吸收特性的多层吸音砖及其制备方法，其中砖层具有选择为在降低的总体成本下实现改善的噪声抑制的独特特性。例如，砖可具有使用矿物纤维层例如矿棉形成的基层和由纤维玻璃形成的表面层，含或不含顶部稀松布层或其他透声且一般连续的涂层，所述涂层不干扰所需声学特性。在优选实施例中，砖包括含有矿棉作为主要纤维组分的至少一个层和含有纤维玻璃作为主要纤维组分的至少另一层。如本文使用的，“主要”指示按重量计超过约一半或50％，除非上下文另有说明。每层还可含有如本领域已知的常规添加剂和填料。已发现纤维玻璃层应放置邻近砖的在矿棉层之前的面对房间的一侧，以便获得纤维玻璃的完全声学利益，包括层厚度和声吸收之间的优选关系。更具体而言，已发现总体砖噪声降低系数与纤维玻璃层的厚度线性相关，并且至少约0.55的砖噪声降低系数(NRC)值可用纤维玻璃层和矿棉层的慎重选择和大小选择来实现。此外，本专利技术可提供多层吸音砖，其中层之一抑制特定频率的噪声，并且层中的另一个抑制互补频率的噪声。例如，纤维玻璃层已发现吸收高频声波例如800–1600Hz，其趋于由甚至相对薄(例如约0.2”厚)的矿棉层反射。以这种方式，层和砖提供了所需总体噪声降低系数，其可设计为适应特定应用环境。一般地，认为与矿物纤维的直径和长度中的更大变化以及矿棉纤维层构造中的纤维阵列的更大不规则性相比较，气流成网纤维玻璃层中玻璃纤维的更大和更均匀的直径(例如范围为约3至约15微米)和纤维的更均匀阵列改善噪声降低系数。由于其更低的垫密度和更低的空气阻力，气流成网纤维玻璃层被认为也增强噪声吸收。此外，与矿棉纤维的不同纤维直径相比较，玻璃纤维以均匀大小的挤出促进在单一频率处的共振和声吸收。因此，纤维玻璃层更容易通过设计总层尺寸来实现所需和均匀的噪声吸收特征。根据本专利技术的方法，可形成多层砖的层且随后在进一步的加工步骤中连接。矿棉层可在水制毡或浇铸过程中形成，并且纤维玻璃层可在气流成网过程中形成。分开和潜在远程制备的矿棉和纤维玻璃层可随后在层压、针刺、粘附和/或组合过程中连接。例如，在具有两个主要层的砖中，基层和表面层可在层压过程中连接，随后为层的分开形成。基层和表面层可各自使用不同的纤维和制造过程形成。另一方面，纤维玻璃层可在序贯连接的水制毡过程和气流成网过程中直接在矿棉层上形成。在一个实施例中，吸音砖包括矿棉纤维层和纤维玻璃层，所述矿棉纤维层具有包含按重量计至少约50％矿棉纤维的纤维含量，具有范围为约1/4”或更多(例如最高达5/8”)的层厚度，所述纤维玻璃层在范围为约1/4”至约1”的层厚度，具有包含按重量计至少约50％玻璃纤维的纤维含量。矿棉层比纤维玻璃层更致密，并且天花板砖具有基本上由矿棉层和纤维玻璃层提供的总厚度。天花板砖具有至少约0.55的噪声降低系数(NRC)值。矿棉纤维层或基层配制为具有约本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有改善的声吸收特性的多层吸音面板，所述多层吸音面板包括纤维玻璃层和矿棉层；所述纤维玻璃层具有包含按重量计至少约50％玻璃纤维的纤维含量、范围为约1/4”至约1”的厚度以及约1磅/英尺3至约20磅/英尺3的密度；所述矿棉层具有包含按重量计至少约50％矿棉纤维的纤维含量、范围为约1/4”或更多的厚度以及约8磅/英尺3至约20磅/英尺3的密度；所述矿棉层比所述纤维玻璃层更致密，所述面板具有基本上由所述纤维玻璃层和矿棉层提供的总厚度；和所述面板具有至少约0.55的噪声降低系数值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.25 US 14/2616821.一种具有改善的声吸收特性的多层吸音面板，所述多层吸音面板包括纤维玻璃层和矿棉层；所述纤维玻璃层具有包含按重量计至少约50％玻璃纤维的纤维含量、范围为约1/4”至约1”的厚度以及约1磅/英尺3至约20磅/英尺3的密度；所述矿棉层具有包含按重量计至少约50％矿棉纤维的纤维含量、范围为约1/4”或更多的厚度以及约8磅/英尺3至约20磅/英尺3的密度；所述矿棉层比所述纤维玻璃层更致密，所述面板具有基本上由所述纤维玻璃层和矿棉层提供的总厚度；和所述面板具有至少约0.55的噪声降低系数值。2.根据权利要求1所述的面板，其中所述面板噪声降低系数值响应所述纤维玻璃层的厚度的增加而线性增加。3.根据权利要求1所述的面板，其中所述噪声降低系数由所述矿棉层和所述纤维玻璃层的组合声吸收特性决定，并且所述面板噪声降低系数值响应所述纤维玻璃层的厚度的增加而线性增加。4.根据权利要求2所述的面板，其中所述噪声降低系数值一般由下式描述：噪声降低系数＝0.5(所述纤维玻璃层的厚度)+所述矿棉基底的噪声降低系数。5.根据权利要求2所述的面板，其中所述面板是天花板砖，所述矿棉层厚度为约5/8”，并且所述纤维玻璃层厚度在约3/4\至约1”的范围内，所述纤维玻璃层是气流成网纤维玻璃表面层，并且所述矿棉层是水毡矿棉基层，并且所述纤维玻璃层包括具有在约3微米至约15微米范围内的直径以及在约5mm至约15mm范围内的长度的玻璃纤维。6.根据权利要求2所述的面板，其中所述面板是天花板砖，所述纤维玻璃层是气流成网纤维玻璃表面层，并且所述矿棉层是水毡矿棉基层。7.根据权利要求6所述的天花板砖，其中所述纤维玻璃层包括具有在约3微米至约15微米范围内的直径以及在约5mm至约15mm范围内的长度的玻璃纤维。8.根据权利要求6所述的天花板砖，其中所述天花板砖具有面向房间的前侧和相对的后侧，并且所述纤维玻璃层位于所述前侧处，并且所述矿棉层位于所述后侧处。9.根据权利要求8所述的天花板砖，其中所述矿棉层粘合地粘附至所述纤维玻璃层。10.根据权利要求9所述的天花板砖，所述天花板砖还包括在所述砖的所述面向房间的前侧处固定至...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·A·坎普，W·许，
申请(专利权)人：USG内部有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US