[发明专利]多孔非织造的纱幕在声学面板中的用途

说明书

本申请要求于2009年12月22日提交的美国临时申请号61/289,140的优先权。

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0与1.00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0.60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1.6。

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浆料递送到一台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（它可与矿渣棉、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。