再生可能な構成材を含むパネル及びその製造方法
パネルは、約０．１重量％〜約９５重量％の粉砕された再生可能な構成材を含む。ある実施形態では、パネルは、全て乾燥パネル重量を基準として、約０．１重量％〜約９５重量％の粉砕された再生可能な構成材と；約０．１重量％〜約９５重量％の１つ又は複数の繊維と；約１重量％〜約３０重量％の１つ又は複数の結合剤とを含む少なくとも１つのコアを有する。ある実施形態では、粉砕された再生可能な構成材は、約０．３１２インチの目開きを有するメッシュ篩に残る粒子が５％未満であり、且つ約０．０５９インチの目開きを有するメッシュ篩を通過する粒子が５％未満である粒径分布を有する。かかるパネルの製造方法もまた提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、米国特許法第１２０条に基づき、２００８年４月１８日に出願された参照により本明細書に援用される米国特許出願第１２／１０６，０７７号の一部継続出願としての利益を主張する。
【０００２】
本発明は、パネルの音響的及び物理的特性を向上させるため粉砕された再生可能な構成材を含む建築工業用パネルに関する。かかるパネルの作製方法もまた提供される。
【背景技術】
【０００３】
瓦又は壁の建材パネルとして使用されるパネルは、建築的価値、吸音性、音響減衰及び実用的機能を建築物内部に提供する。一般に、吸音パネルなどのパネルは、騒音の制御が求められる領域に使用される。そうした領域の例は、オフィスビル、百貨店、病院、ホテル、公会堂、空港、レストラン、図書館、教室、劇場、及び映画館、並びに住居用建物である。
【０００４】
建築的価値及び実用的機能を提供するため、例えば吸音パネルは、典型的な天井グリッドシステム又は同様の構造に懸装されるよう実質的に平坦で、且つ自立形である。従って、吸音パネルは一定水準の硬度及び剛性を有し、これは多くの場合にその破壊係数（「ＭＯＲ」）によって計測される。所望の音響特性を得るため、吸音パネルはまた、吸音特性及び音響透過低減特性も有する。
【０００５】
吸音は、典型的には、ＡＳＴＭ Ｃ４２３に記載されるとおりその雑音低減係数（「ＮＲＣ」）によって計測される。ＮＲＣは０〜１．００の数値により表され、この数値が、パネルに到達する音のうち吸収される音の割合を示す。ＮＲＣ値が０．６０の吸音パネルは、そこに衝突する音の６０％を吸収し、４０％の音はそこからそれる。別の試験方法は推定ＮＲＣ（「ｅＮＲＣ」）であり、これはＡＳＴＭ Ｃ３８４に記載されるとおりインピーダンス管を使用する。
【０００６】
音響透過を低減する能力は、ＡＳＴＭ Ｅ１４１４に記載されるとおりの天井減衰クラス（Ｃｅｉｌｉｎｇ Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ Ｃｌａｓｓ：「ＣＡＣ」）の値によって計測される。ＣＡＣ値はデシベル（「ｄＢ」）で計測され、音が材料を通過するときの減音量を表す。例えば、ＣＡＣが４０の吸音パネルは、透過する音を４０デシベルだけ低減する。同様に、音響透過低減はまた、ＡＳＴＭ Ｅ４１３及びＥ９０に記載されるとおりその音響透過クラス（「ＳＴＣ」）によっても計測することができる。例えば、ＳＴＣ値が４０のパネルは、透過する音を４０デシベルだけ低減する。
【０００７】
種々の工業規格及び建築規制に従い作製される吸音パネルは、クラスＡの耐火性等級を有する。ＡＳＴＭ Ｅ８４によれば、２５未満の展炎指数及び５０未満の発煙指数が要件となる。マットの空隙率の計測値である気流抵抗性が、修正ＡＳＴＭ Ｃ４２３及びＣ３８６規格に従い試験される。加えて、吸音パネルのＭＯＲ、硬度及びサグが、ＡＳＴＭ Ｃ３６７に従い試験される。基材マットの空隙率が増加すると吸音性が向上するが、これはいかなる特定の工業規格又は建築規制によっても計測されない。本明細書で参照されるＡＳＴＭ試験方法は全て、本明細書によって参照により援用される。
【０００８】
現在、ほとんどの吸音パネル又はタイルは、速さ及び効率性の理由から、当該技術分野において好ましい水縮充加工法（ｗａｔｅｒ−ｆｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）を用いて作製される。水縮充加工法では、基材マットは製紙と同様の方法を利用して形成される。この方法の一例が、参照により本明細書に援用されるＢａｉｇに対して発行された米国特許第５，９１１，８１８号明細書に記載される。初めにミネラルウール及び軽量骨材の希釈水性分散体を含む水性スラリーが、フォードリニア式マット成形機の可動有孔ワイヤ上に送られる。重力によって水がスラリーから排出され、その後場合により、真空吸引を用いて、及び／又は加圧によってさらに脱水される。次に、脱水された基材マットは、なおいくらかの水を保持し得るものであり、加熱オーブン又はキルン内で乾燥させることにより残留水分が除去される。乾燥させた基材マットを仕上げることにより、許容可能なサイズ、外観及び音響特性のパネルが得られる。仕上げには、パネルの平面研削、切断、穿孔／フィシュアリング（ｆｉｓｓｕｒｉｎｇ）、ロール／スプレー塗工、エッジ切断及び／又はスクリム若しくはスクリーン上へのラミネート加工が含まれる。
【０００９】
典型的な吸音パネル基材マット組成は、無機繊維、セルロース系繊維、結合剤及び充填剤を含む。業界で公知のとおり、無機繊維はミネラルウール（スラグウール、ロックウール及びストーンウールで代替可能である）又はガラス繊維のいずれかであり得る。ミネラルウールは、初めにスラグ又はロックウールを１３００℃（２３７２°Ｆ）〜１６５０℃（３００２°Ｆ）で溶融することにより形成される。次に繊維化紡績機において連続空気流を介してミネラル溶融物が紡績されウールとなる。無機繊維は硬く、基材マットのかさ及び空隙率を提供する。逆に、セルロース系繊維は構造要素として働き、基材マットの湿潤強度及び乾燥強度の双方をもたらす。強度は、セルロース系繊維が親水性の性質を有する結果として基材マット中の様々な成分と無数の水素結合を形成することによるものである。
【００１０】
典型的な基材マット結合剤はデンプンである。吸音パネルに使用される典型的なデンプンは未修飾で未蒸煮のデンプン粒であり、水性パネルスラリー中に分散され、基材マット中にほぼ一様に分布する。加熱すると、デンプン粒が蒸煮されて溶解し、パネル成分に結合能をもたらす。デンプンにより吸音パネルの曲げ強度が促進されるのみならず、パネルの硬度及び剛性も向上する。高濃度の無機繊維を有する特定のパネル組成では、一次結合剤としてラテックス結合剤が使用される。
【００１１】
典型的な基材マット充填剤としては、重量及び軽量の双方の無機材料が挙げられる。充填剤の主な機能は、曲げ強度を提供し、パネルの硬度に寄与することである。本開示全体を通じて用語「充填剤」が使用されるとはいえ、各充填剤が、パネルの剛性、硬度、サグ、吸音及び音響透過低減に影響を及ぼし得る固有の特性及び／又は特徴を有することが理解されるべきである。重量充填剤の例としては、炭酸カルシウム、粘土又は石膏が挙げられる。軽量充填剤の例としては膨張パーライトが挙げられる。充填剤としては、膨張パーライトはかさ高く、従って基材マットに必要な充填剤の量が低減されるという利点を有する。また、用語「充填剤」は充填剤の組み合わせ又は混合物を含むことも企図される。
【００１２】
膨張パーライトの一つの欠点は、パーライト粒子が基材マットの孔に詰まってその表面を封じる傾向を有することであり、それによりパネルの吸音能力が損なわれる。さらに、膨張パーライトは比較的脆く、製造プロセスにおいて壊れ易い。一般に、使用される膨張パーライトの量が多いほど、パネルの吸音特性は低下する。また、パーライトの膨張は多量のエネルギーを消費する。膨張パーライトは、パーライト鉱石が約９５０℃（１７５０°Ｆ）に加熱された膨張塔に導入されるときに形成される。パーライト組織中の水が蒸気に変わり、もたらされる膨張によりパーライトがポップコーンのように「ポンとはじけ」、密度が膨張前の材料の約１０分の１まで低下する。膨張パーライトはかさ密度が低くなるため膨張塔内を上に向かって流れることができ、ろ過装置により回収可能である。このプロセスは、全てのパーライトを、その中に含まれる水を気化させるのに十分な温度まで加熱するために、比較的大量のエネルギーを使用する。
【００１３】
建築業界における最近の動向をふまえると、環境に優しい製品、すなわち、地球温暖化、酸性化、スモッグ、水の富栄養化、固形廃棄物、一次エネルギー消費及び／又は廃水の低減をもたらすプロセスにより作製される製品が求められている。一般に、自然に増える再生可能な材料を使用することにより、環境に優しい建材を作ることができる。建築業界で広く使用されている再生可能材料は木材であるが、木材には吸音性がほとんどない。同様に、容易に調達可能な農業廃棄物及び副産物、並びに木材及び家具工場廃棄物が多量にあるものの、建築材料の生産における使用は限られている。
【００１４】
自然に増える再生可能な材料を使用するには、その繊維を抽出する必要があり、抽出機構は、木、藁、竹及びその他のリグノセルロース系材料をパルプ化して、その個々の繊維細胞になるまで化学的又は物理的に植物性材料を破壊することによって行うことができる。一般的な化学的パルプ化方法は、硫化ナトリウム、水酸化ナトリウム又は亜硫酸ナトリウムを使用して約１５０℃（３０２°Ｆ）〜約１８０℃（３５６°Ｆ）でリグニンを溶解し、繊維バイオマスを約４０〜６０％低減する。逆に、熱機械的パルプ化方法は、木材チップを高温（約１３０℃（２６６°Ｆ））及び高圧（約３〜４気圧（３０４〜４０５ｋＰａ））に供し、リグニンを軟化させて繊維細胞を機械的に引き剥がす。リグニン結合を破壊すると原材料の繊維が離解され、そのバイオマスに約５〜１０％の損失が生じる。化学的及び熱機械的パルプ化法の双方とも、リグノセルロース系材料をその個々の繊維まで低減するために大量のエネルギーを必要とする。さらに、このような大きい割合のバイオマスの損失により、原材料コストが上昇する。
【００１５】
いくつかの米国特許が、建築材料における再生可能材料の使用を教示している。米国特許第６，３２２，７３１号明細書は、主にもみ殻からなる有機粒子状物質母材と結合剤とを含む不定長さの構造パネルの形成方法を開示する。構造上の完全性に対する要件から、この方法では、十分な強度のパネルを形成するために高温と高圧との組み合わせが必要となる。得られるパネルは、その高い密度及び低い空隙率に起因して吸音値が比較的低い。断熱及び防音特性は、囲い込まれた空洞によって実現される。
【００１６】
米国特許第５，８５１，２８１号明細書は、セメント−廃棄物複合材の製造方法を開示し、ここで廃棄物はもみ殻である。もみ殻は酸素不在下で約６００℃（１１１２°Ｆ）に加熱され、微粒が生成される。
【００１７】
米国特許第６，４４３，２５８号明細書は、硬化させた水性の発泡セメント系材料から形成される音響吸収性の多孔質パネルを開示する。このパネルは良好な音響性能をもたらし、耐久性及び耐湿性が亢進している。もみ殻灰を添加することにより、発泡セメントパネルの全体的な硬度を亢進させている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
音響的及び物理的性質が向上した建築材料として使用されるパネルが提供される。本パネルは、もみ殻などの粉砕された再生可能な構成材を含み、比較的一定したＣＡＣ又はＳＴＣの維持を含め、音響的特性が向上している。加えて、ＭＯＲ、硬度、気流抵抗性及びサグを含めたパネルの他の物理的特性を維持し、又は向上させる一方で、ＮＲＣの向上が実現される。
【００１９】
一実施形態において、本パネルは、全て乾燥パネル重量を基準として、約０．１重量％〜約９５重量％の粉砕された再生可能な構成材と、約０．１重量％〜約９５重量％の１つ又は複数の繊維と、約１重量％〜約３０重量％の１つ又は複数の結合剤と、約３重量％〜約８０重量％の１つ又は複数の充填剤とを含むパネルコアを含む。粉砕された再生可能な構成材は、約０．３１２インチの目開きのメッシュ篩に残る粒子が５％未満であり、且つ約０．０５９インチの目開きのメッシュ篩を通過する粒子が５％未満である粒径分布を有する。
【００２０】
別の実施形態において、建築材料として使用されるパネルの製造方法は、粉砕された再生可能な構成材を選択するステップと、約０．１重量％〜約９５重量％の再生可能な構成材、約１重量％〜約５０重量％の繊維、約１重量％〜約３０重量％の結合剤、及び約３重量％〜約８０重量％の充填剤と水を組み合わせて水性スラリーを形成するステップと、水性スラリーから有孔ワイヤ上に基材マットを形成するステップと、基材マットから水を除去するステップと、基材マットを仕上げるステップとを含む。再生可能な構成材は、上記の粒径分布を達成するよう分別される。この方法により作製されたパネルは、少なくとも約２５のＣＡＣ値及び少なくとも約０．２５のＮＲＣ値のうちの少なくとも一方を有する。
【００２１】
粉砕された再生可能材料を使用する利点は、それがバイオマスの大きい損失なしに調製されることである。粉砕又は磨砕された再生可能な材料はそのバルク構造を維持し、且つ化学的修飾又は化学構造の変化、例えば繊維離解には供されない。バイオマスが保持されることにより仕入原材料の使用効率が高まり、従ってそのコストが低下する。
【００２２】
建材パネルに使用する充填剤の選択が異なると、多くの場合にパネル特性は好ましくない形で変化する。しかしながら、本再生可能構成材の使用により、パネルの他の物理的特性は維持され、又は向上する一方で、エネルギー及び原材料コストが低下する。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本明細書に記載される製品、方法及び組成は、建築材料として使用されるパネルへの適用が意図される。より具体的には、パネルはまた、天井パネル製品、吸音パネル又はタイルとして使用することもできる。以下の考察は、本発明の一実施形態として吸音パネルを対象とする。しかしながら、これはいかなる形による本発明の限定も意図するものではない。
【００２４】
繊維は、無機繊維、有機繊維又はそれらの組み合わせとして吸音パネル中に存在する。無機繊維は、ミネラルウール、スラグウール、ロックウール、ストーンウール、ガラス繊維又はそれらの混合物であってもよい。無機繊維は硬く、基材マットのかさ及び空隙率を提供する。無機繊維は、パネルの重量を基準として約０．１％〜約９５％の量で吸音パネル中に存在する。吸音パネルの少なくとも一実施形態は、好ましい繊維としてミネラルウールを使用する。有機繊維の一例であるセルロース系繊維は構造要素として働き、基材マットの湿潤強度及び乾燥強度の双方をもたらす。強度は、セルロース系繊維が親水性の性質を有する結果として基材マット中の様々な成分と水素結合を形成することによるものである。基材マット中のセルロース系繊維は、パネルの重量に対して約１％〜約５０％、好ましくは約５％〜約４０％、及び最も好ましくは約１０％〜約３０％の範囲である。好ましいセルロース系繊維の一つは再生新聞紙に由来する。
【００２５】
パネルは、粉砕された再生可能な構成材である少なくとも１つの成分を含む。本発明の目的上、粉砕された再生可能な構成材は、木材若しくは非木材植物、又は機械的手段によって粒径が低減された木材若しくは非木材植物の一部分として定義される。こうした粉砕された再生可能な構成材は好ましくはリグノセルロース系であり、セルロース及びリグニンを含む。こうした材料の供給源候補は、農牧業、農業、林業及び／又は建築業からの廃棄物又は副産物である。
【００２６】
粉砕された再生可能な構成材の例としては、限定はされないが、もみ殻、そば殻、落花生殻及びクルミ殻を含む堅果の殻、小麦殻、エンバク殻（ｏａｋ ｈｕｓｋ）、ライ麦のホイスク（ｒｙｅ ｗｈｉｓｋ）、綿実殻、ヤシ殻、トウモロコシ糠、トウモロコシ穂軸、稲わらの茎、麦わらの茎、大麦わらの茎、エンバクわらの茎、ライ麦わらの茎、バガス、アシ類、エスパルト草（Ｅｓｐａｒｔ）、サバイ草、亜麻、ケナフ、黄麻、大麻、ラミー、マニラ麻、サイザル麻、おが屑、竹、木材チップ、モロコシの茎、ヒマワリ種子、他の類似の材料及びそれらの混合物が挙げられる。
【００２７】
粉砕された再生可能な構成材は、他のパネル成分と混合する前にサイズが低減される。粉砕された再生可能材料は、０．３１２インチの目開き（ＡＳＴＭ篩の表により定義されるとき２．５メッシュ）のメッシュ篩を通過し、且つ０．００５９インチの目開き（ＡＳＴＭ篩の表により定義されるとき１００メッシュ）のメッシュ篩に残る粒径を有する。いくつかの実施形態において、再生可能な構成材は供給業者から受け入れたまま使用される。用語「粉砕された再生可能な構成材」の使用は、微粉化、細断、粉砕、磨砕、篩別又はそれらの組み合わせが施された粒子を含め、当該技術分野において公知のとおりの任意の機械的方法によってサイズが低減された粒子を含むことが意図される。サイズの低減は、場合により、所望のサイズを達成する粉砕又は磨砕などの機械的方法によって実現される。少なくとも一実施形態はハンマーミル型機器を使用する。
【００２８】
場合により、粉砕された再生可能な構成材は特定のメッシュサイズの篩により篩別され、所望の粒径分布が達成され得る。大き過ぎるために所望の最大の篩を通過できない粗破片は、場合により取り除かれ、得られた材料が篩を通過するまで再び処理される。一実施形態において、粉砕されたもみ殻は、初めに３０番メッシュ篩で篩別されて大きい粒子が取り除かれ、続いて８０番メッシュ篩により篩別されて細か過ぎる粒子が取り除かれる。３０番メッシュ篩を通過し、且つ８０番メッシュ篩上に残った処理済みの殻が、吸音パネルの作製に使用される。この実施形態では、８０番メッシュ篩を通過する材料はパネルに使用されない。３０番メッシュ篩は、０．０２２インチ、すなわち０．５５ｍｍの目開きを有する。８０番メッシュ篩は、０．００７インチ、すなわち１８０μｍの目開きを有する。別の実施形態では、精米工場から直接得た処理済の殻が、吸音パネルの作製に使用される。微粉化された再生可能な材料の粒子分布は、好ましくは米国篩セット（Ｓｉｅｖｅ Ｓｅｔ）の３０番メッシュ篩を通過する粒子が少なくとも約９５％あり、且つ８０番メッシュ篩を通過する粒子が約５％以下である。
【００２９】
背景技術において考察したとおり、膨張パーライトは、建材パネルにおいて充填剤の一つとして使用されることの多い材料である。天井パネルに使用される場合、膨張パーライトは通気孔がない構造を形成する傾向を有する。吸音パネルに粉砕された再生可能な構成材を取り入れることにより膨張パーライト組織の離断が促され、それにより通気孔が増加する。パーライトに加えて粉砕された再生可能な構成材を含むパネルは、いかなる粉砕された再生可能な構成材も含まないパーライトを有するパネルと比べて多孔性がより高く、より高い吸音性が得られる。
【００３０】
粉砕された再生可能な構成材の粒径が大きいほど吸音値が高くなることが観察されている。任意の一実施形態についての最適粒径分布は所望の吸音値に依存する。
【００３１】
粉砕された再生可能な構成材の粒径分布は、均一且つ一様なスラリーを形成するように、繊維、膨張パーライトなどの他の成分と適合性を有するものが望ましいことは理解されなければならない。一様なスラリーの形成は、均一且つ一様な基材マットの生成につながる。粒径分布は好ましくは、パネルの物理的完全性が維持され、又は向上するように選択される。
【００３２】
いくつかの実施形態において、粉砕された再生可能な構成材は、６番メッシュ篩により残る粒子を約５重量％未満含む。他の実施形態において、使用される再生可能な構成材は、２０番メッシュ篩により残る粒子を約５％未満含む。さらに他の実施形態において、使用される粉砕又は磨砕された再生可能な構成材は、３０番メッシュ篩により残る粒子を約５％未満含む。好ましくは、粉砕された再生可能な構成材は約５〜約５０ｌｂ／ｆｔ３（８０〜８００ｋｇ／ｍ３）のかさ密度を有し、より好ましいかさ密度は約１０〜４０ｌｂ／ｆｔ３（１６０〜６４０ｋｇ／ｍ３）であり、及び最も好ましい範囲は約２０〜約３５ｌｂ／ｆｔ３（３２０〜５６０ｋｇ／ｍ３）である。６番メッシュ篩は０．１３２インチすなわち３．３５ｍｍの目開きを有し、２０番篩メッシュは０．０３１２インチすなわち８００μｍの目開きを有し、３０番篩メッシュは０．０２２インチすなわち０．５５ｍｍの目開きを有する。
【００３３】
場合により結合剤としてデンプンが基材マット中に含まれる。典型的なデンプンは未修飾で未蒸煮のデンプン粒であり、水性スラリー中に分散され、基材マット中にほぼ一様に分布する。基材マットが加熱され、デンプン粒が蒸煮されて溶解すると、パネル成分が一体に結合する。デンプンにより吸音パネルの曲げ強度が促進されるのみならず、パネルの硬度及び剛性も向上する。加えて、場合により基材マットは、パネルの乾燥重量を基準とした重量に対して約１％〜約３０％、より好ましくは約３％〜約１５％、及び最も好ましくは約５％〜約１０％の範囲のデンプンを含む。
【００３４】
典型的な基材マット充填剤としては、軽量及び重量の双方の無機材料が挙げられる。重量充填剤の例としては、炭酸カルシウム、粘土又は石膏が挙げられる。他の充填剤もまた、吸音パネルへの使用に企図される。一実施形態では、パネルの重量に対して約０．５％〜約１０％の範囲の炭酸カルシウムが利用される。炭酸カルシウムはまた、パネルの重量に対して約３％〜約８％の範囲で使用することもできる。
【００３５】
軽量充填剤の例は膨張パーライトである。膨張パーライトはかさ高く、基材マットに使用される充填剤の量を低減させる。充填剤の主な機能は、パネルの曲げ強度及び硬度の向上である。この考察全体を通じて用語「充填剤」が使用されるとはいえ、各充填剤が、パネルの剛性、硬度、サグ、吸音及び音響透過低減に影響を及ぼし得る固有の特性及び／又は特徴を有することが理解されるべきである。この実施形態の基材マット中の膨張パーライトは、パネルの重量に対して約５％〜約８０％、より好ましくはパネルの重量に対して約１０％〜約６０％、及び最も好ましくはパネルの重量に対して約２０％〜約４０％の範囲の量で存在する。
【００３６】
好ましい一実施形態において、基材マットは、粉砕された再生可能な構成材、ミネラルウール、膨張パーライト、デンプン、炭酸カルシウム及び／又は粘土を含む。好ましい粉砕された再生可能な構成材の一つはもみ殻である。粉砕された再生可能な構成材の割合は、パネルの重量に対して約０．１％〜約９５％、より好ましくは約５％〜約６０％、及び最も好ましくは約７％〜約４０％の範囲である。
【００３７】
吸音パネル中の別の任意成分は粘土であり、これは典型的には耐火性を向上させるために含められる。火炎にさらされたとき、粘土は燃焼せず、代わりに焼結する。吸音パネルは、場合によりパネルの重量に対して約０％〜約１０％の粘土を含み、好ましい範囲は約１％〜約５％である。多様な種類の粘土が使用され、限定はされないが、Ｇｌｅａｓｏｎ，ＴＮからのＳｐｉｎｋｓ Ｃｌａｙ及びＢａｌｌ Ｃｌａｙ並びにＨｉｃｋｏｒｙ，ＫＹからのＯｌｄ Ｈｉｃｋｏｒｙ Ｃｌａｙが挙げられる。
【００３８】
凝集剤もまた、場合により吸音パネルに添加される。凝集剤は、好ましくはパネルの重量に対して約０．１％〜約３％、及びより好ましくは約０．１％〜約２％の範囲で使用される。有用な凝集剤としては、限定はされないが、アルミニウム塩化水和物、硫酸アルミニウム、酸化カルシウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、ポリアクリルアミド、アルミン酸ナトリウム及びケイ酸ナトリウムが挙げられる。
【００３９】
吸音パネル用基材マットの作製の一実施形態において、水性スラリーは、好ましくは、粉砕された再生可能な構成材、ミネラルウール、膨張パーライト、セルロース系繊維、デンプン、炭酸カルシウム、粘土及び凝集剤と水を混合することにより作成される。混合作業は、好ましくはストックチェストにおいてバッチモード又は連続モードのいずれかで行われる。当該技術分野において公知の他の混合方法も同様に許容され得る。添加する水の量は、得られる総固形分又は稠度が約１％〜約８％の稠度、好ましくは約２％〜約６％、及びより好ましくは約３％〜約５％の範囲となるような量である。
【００４０】
上述の成分を含む均一なスラリーが形成されると、スラリーは、スラリー材料の定常流を提供するヘッドボックスに移される。ヘッドボックスから流れ出るスラリーは可動有孔ワイヤ上に分布し、湿潤した基材マットを形成する。初めに重力によってワイヤから水が排出される。特定の実施形態では、重力によるスラリーからの水の排出と組み合わせて、又はその後に、低真空圧が用いられ得ることが企図される。次に、当業者であれば理解するであろうとおり、場合により加圧及び／又は真空補助による水分除去を使用してさらに水が除去される。残りの水が、典型的にはオーブン又はキルン内で蒸発され、基材マットが形成される。
【００４１】
形成後、基材マットは好ましくは約７〜約３０ｌｂ／ｆｔ３（１１２〜４８０ｋｇ／ｍ３）、より好ましくは約８〜約２５ｌｂ／ｆｔ３（１２８〜４００ｋｇ／ｍ３）、及び最も好ましくは約９〜約２０ｌｂ／ｆｔ３（１４４〜３２０ｋｇ／ｍ３）のかさ密度を有する。
【００４２】
形成された基材マットは、次に当業者に周知の仕上げ作業により切断及び加工され、吸音パネルとなる。好ましい仕上げ作業のいくつかとしては、特に、平面研削、コーティング、穿孔、フィシュアリング、エッジ装飾及び／又は包装が含まれる。
【００４３】
穿孔及びフィシュアリングは、上述の基材マットからの吸音値の向上に大きく寄与する。穿孔作業は、基材マットの表面上に制御された深度及び密度（単位面積当たりの穿孔の数）の穿孔を多数提供する。穿孔は、所定数のニードルを備えたプレートを基材マット上に押し付けることにより行われる。フィシュアリングは、例えばパターン形成された金属プレートを備えるロールにより、形成された基材マットの表面上に特有の形状の圧痕を提供する。穿孔及びフィシュアリングの双方の工程とも、基材マット表面及びその内部構造を開放し、それによりパネルに空気を出入りさせる。基材マットの開放はまた、音の侵入及び基材マットコアによる吸収も可能にする。
【００４４】
加えて、吸音パネルは場合によりスクリム又はベールによってラミネート加工される。また、本吸音パネルは万能ナイフにより手動で切断され得ることも企図される。
【００４５】
形成後、本吸音パネルは好ましくは、約９〜約３２ｌｂ／ｆｔ３（１４４〜５１３ｋｇ／ｍ３）、より好ましくは約１０〜約２７ｌｂ／ｆｔ３（１６０〜４３３ｋｇ／ｍ３）、及び最も好ましくは約１１〜約２２ｌｂ／ｆｔ３（１７６〜３５２ｋｇ／ｍ３）のかさ密度を有する。加えて、パネルは好ましくは、約０．２インチ〜１．５インチ（５〜３８ｍｍ）、より好ましくは約０．３インチ〜１．０インチ（８〜２５ｍｍ）、及び最も好ましくは約０．５インチ〜約０．７５インチ（１３〜１９ｍｍ）の厚さを有する。
【００４６】
少なくとも１つの再生可能な構成材を含む吸音パネルは、好ましくは少なくとも約０．２５のＮＲＣ値及び少なくとも約２５のＣＡＣ値を実現する。さらに、この吸音パネルは、少なくとも約０．１５のｅＮＲＣ値を実現する。加えて、この吸音パネルは、少なくとも約８０ｐｓｉのＭＯＲ値及び少なくとも約１００ｌｂｆの硬度値を実現し、一方で９０％ＲＨ湿度室内での最大サグ値１．５インチ（３８ｍｍ）を実現する。さらに他にも、吸音パネルは約２５未満の展炎指数及び約５０未満の発煙指数を実現する。この吸音パネルはまた、少なくとも約２５のＣＡＣも有する。
【実施例】
【００４７】
実施例１
Ｚａｆｕ Ｓｔｏｒｅ、Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸからそば殻を入手した。そば殻は、０．０５インチ（１．２７ｍｍ）径の孔を有する篩サイズを備えたＦｒｉｔｚミルでさらに粉砕した。そば殻は、全ての材料が篩を通過するまで粉砕した。粉砕したそば殻のかさ密度は約２４．５ｌｂ／ｆｔ３（３９２ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕したそば殻の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの２１．０％、３０メッシュに残ったもの４７．４％、４０メッシュに残ったもの２１．０％、及び５０メッシュに残ったもの５．６％、１００メッシュに残ったもの２．８％、及び１００メッシュを通過したもの２．３％であった。
【００４８】
水をパネル成分と混合することにより、及び表１に記載するとおりパーライト及び粉砕したそば殻の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕したそば殻、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーに約０．１重量％の凝集剤を添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００４９】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００５０】
表１では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕したそば殻の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００５１】
【表１】
【００５２】
示されるとおり、そば殻を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値によって示される。
【００５３】
実施例２
マツ材敷料として使用されるかんな屑を、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｗｏｏｄ Ｆｉｂｅｒ Ｉｎｃ．、Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤから入手した。かんな屑は、０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）径の孔を有する篩サイズを備えたＦｒｉｔｚミルでさらに粉砕した。かんな屑は、全ての材料が篩を通過するまで粉砕した。粉砕したかんな屑のかさ密度は約８．９ｌｂ／ｆｔ３（１４３ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕したかんな屑の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの５．５、３０メッシュに残ったもの３７．６％、４０メッシュに残ったもの２４．３％、５０メッシュに残ったもの１３．６％、１００メッシュに残ったもの１２．６％、及び１００メッシュを通過したもの６．４％であった。
【００５４】
水をパネル成分と混合することにより、及び表２に記載するとおりパーライト及び粉砕したかんな屑の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した：新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕したかんな屑、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーの重量に対して約０．１％の凝集剤をスラリーに添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００５５】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを一定の湿潤厚さに加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００５６】
表２では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕したかんな屑の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００５７】
【表２】
【００５８】
示されるとおり、粉砕したかんな屑を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値に示される。
【００５９】
実施例３
Ｗａｒｒｅｎｖｉｌｌｅ，ＩＬのＧａｌｕｓｈａ Ｆａｒｍから麦わらを入手した。麦わらは、０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）径の孔を有する篩サイズを備えたＦｒｉｔｚミルでさらに粉砕した。麦わらは、ほとんどの材料が篩を通過するまで粉砕した。粉砕した麦わらのかさ密度は約７．７ｌｂ／ｆｔ３（１２３ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕した麦わらの粒度分布は、２０メッシュに残ったもの３．６％、３０メッシュに残ったもの２５．３％、４０メッシュに残ったもの２５．４％、５０メッシュに残ったもの１９．８％、１００メッシュに残ったもの１７．１％、及び１００メッシュを通過したもの８．９％であった。
【００６０】
水をパネル成分と混合することにより、及び表３に記載するとおりパーライト及び粉砕した麦わらの量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕した麦わら、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーの重量に対して約０．１％の凝集剤をスラリーに添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００６１】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを一定の湿潤厚さに加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００６２】
表３では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕した麦わらの量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００６３】
【表３】
【００６４】
示されるとおり、粉砕した麦わらを含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値に示される。
【００６５】
実施例４
ＺＥＰ、Ｃａｒｔｅｒｖｉｌｌｅ，ＧＡから、床掃除材料としてのおが屑を入手した。おが屑のかさ密度は約２４．０ｌｂ／ｆｔ３（３８４ｋｇ／ｍ３）であった。おが屑の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの９．０％、３０メッシュに残ったもの２４．３％、４０メッシュに残ったもの２２．７％、及び５０メッシュに残ったもの１９．１％、１００メッシュに残ったもの２１．４％、及び１００メッシュを通過したもの３．６％であった。
【００６６】
水をパネル成分と混合することにより、及び表４に記載するとおりパーライト及びおが屑の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、おが屑、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーに約０．１重量％の凝集剤を添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００６７】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００６８】
表４では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及びおが屑の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００６９】
【表４】
【００７０】
示されるとおり、おが屑を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値によって示される。
【００７１】
実施例５
Ｋｒａｍｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．、Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＮＪから粉砕されたトウモロコシ穂軸を入手した。粉砕トウモロコシ穂軸のかさ密度は約１８．５ｌｂ／ｆｔ３（２９６ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕トウモロコシ穂軸の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの０．０％、３０メッシュに残ったもの０．１％、４０メッシュに残ったもの１．６％、及び５０メッシュに残ったもの９４．１％、１００メッシュに残ったもの４．１％、及び１００メッシュを通過したもの０．２％であった。
【００７２】
水をパネル成分と混合することにより、及び表５に記載するとおりパーライト及び粉砕トウモロコシ穂軸の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕トウモロコシ穂軸、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーに約０．１重量％の凝集剤を添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００７３】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００７４】
表５では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕トウモロコシ穂軸の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００７５】
【表５】
【００７６】
示されるとおり、粉砕トウモロコシ穂軸を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値によって示される。
【００７７】
実施例６
Ｋｒａｍｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．、Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＮＪから粉砕されたクルミ殻を入手した。粉砕クルミ殻のかさ密度は約４４．２ｌｂ／ｆｔ３（７０８ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕クルミ殻の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの０．０％、３０メッシュに残ったもの０．０％、４０メッシュに残ったもの３．９％、及び５０メッシュに残ったもの７２．５％、１００メッシュに残ったもの２３．２％、及び１００メッシュを通過したもの０．３％であった。
【００７８】
水をパネル成分と混合することにより、及び表６に記載するとおりパーライト及び粉砕クルミ殻の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕クルミ殻、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーに約０．１重量％の凝集剤を添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００７９】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００８０】
表６では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕クルミ殻の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００８１】
【表６】
【００８２】
示されるとおり、粉砕クルミ殻を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値によって示される。
【００８３】
実施例７
地域の食料品店から落花生殻を入手した。落花生殻は、０．０５インチ（１．２７ｍｍ）径の孔を有する篩サイズを備えたＦｒｉｔｚミルでさらに粉砕した。落花生殻は、全ての材料が篩を通過するまで粉砕した。粉砕した落花生殻のかさ密度は１５．２ｌｂ／ｆｔ３（２４３ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕した落花生殻の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの０．２％、３０メッシュに残ったもの１３．１％、４０メッシュに残ったもの３１．５％、及び５０メッシュに残ったもの１９．８％、１００メッシュに残ったもの２９．２％、及び１００メッシュを通過したもの６．１％であった。
【００８４】
水をパネル成分と混合することにより、及び表７に記載するとおりパーライト及び粉砕した落花生殻の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕落花生殻、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーに約０．１重量％の凝集剤を添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００８５】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００８６】
表７では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕落花生殻の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００８７】
【表７】
【００８８】
示されるとおり、粉砕落花生殻を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値によって示される。
【００８９】
実施例８
Ａｒｃｈｅｒ Ｄｅｎｉｅｌｓ、Ｍｉｄｌａｎｄ，ＮＤから粉砕されたヒマワリ種子殻を入手した。粉砕ヒマワリ種子殻のかさ密度は約１２．４ｌｂ／ｆｔ３（１９９ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕ヒマワリ種子殻の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの０．１％、３０メッシュに残ったもの８．９％、４０メッシュに残ったもの３０．３％、及び５０メッシュに残ったもの２９．３％、１００メッシュに残ったもの２３．９％、及び１００メッシュを通過したもの７．５％であった。
【００９０】
水をパネル成分と混合することにより、及び表８に記載するとおりパーライト及び粉砕ヒマワリ種子殻の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕ヒマワリ種子殻、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーに約０．１重量％の凝集剤を添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００９１】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００９２】
表８では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕ヒマワリ種子殻の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００９３】
【表８】
【００９４】
示されるとおり、粉砕ヒマワリ種子殻を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値によって示される。
【００９５】
建築材料として使用される、再生可能な構成材を含むパネルの特定の実施形態が提示され、説明されたが、当業者は、より広義の態様における、且つ以下の特許請求の範囲に記載されるとおりの本発明から逸脱することなく、そうした実施形態に対して変更及び修正を加え得ることを理解するであろう。
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、米国特許法第１２０条に基づき、２００８年４月１８日に出願された参照により本明細書に援用される米国特許出願第１２／１０６，０７７号の一部継続出願としての利益を主張する。
【０００２】
本発明は、パネルの音響的及び物理的特性を向上させるため粉砕された再生可能な構成材を含む建築工業用パネルに関する。かかるパネルの作製方法もまた提供される。
【背景技術】
【０００３】
瓦又は壁の建材パネルとして使用されるパネルは、建築的価値、吸音性、音響減衰及び実用的機能を建築物内部に提供する。一般に、吸音パネルなどのパネルは、騒音の制御が求められる領域に使用される。そうした領域の例は、オフィスビル、百貨店、病院、ホテル、公会堂、空港、レストラン、図書館、教室、劇場、及び映画館、並びに住居用建物である。
【０００４】
建築的価値及び実用的機能を提供するため、例えば吸音パネルは、典型的な天井グリッドシステム又は同様の構造に懸装されるよう実質的に平坦で、且つ自立形である。従って、吸音パネルは一定水準の硬度及び剛性を有し、これは多くの場合にその破壊係数（「ＭＯＲ」）によって計測される。所望の音響特性を得るため、吸音パネルはまた、吸音特性及び音響透過低減特性も有する。
【０００５】
吸音は、典型的には、ＡＳＴＭ Ｃ４２３に記載されるとおりその雑音低減係数（「ＮＲＣ」）によって計測される。ＮＲＣは０〜１．００の数値により表され、この数値が、パネルに到達する音のうち吸収される音の割合を示す。ＮＲＣ値が０．６０の吸音パネルは、そこに衝突する音の６０％を吸収し、４０％の音はそこからそれる。別の試験方法は推定ＮＲＣ（「ｅＮＲＣ」）であり、これはＡＳＴＭ Ｃ３８４に記載されるとおりインピーダンス管を使用する。
【０００６】
音響透過を低減する能力は、ＡＳＴＭ Ｅ１４１４に記載されるとおりの天井減衰クラス（Ｃｅｉｌｉｎｇ Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ Ｃｌａｓｓ：「ＣＡＣ」）の値によって計測される。ＣＡＣ値はデシベル（「ｄＢ」）で計測され、音が材料を通過するときの減音量を表す。例えば、ＣＡＣが４０の吸音パネルは、透過する音を４０デシベルだけ低減する。同様に、音響透過低減はまた、ＡＳＴＭ Ｅ４１３及びＥ９０に記載されるとおりその音響透過クラス（「ＳＴＣ」）によっても計測することができる。例えば、ＳＴＣ値が４０のパネルは、透過する音を４０デシベルだけ低減する。
【０００７】
種々の工業規格及び建築規制に従い作製される吸音パネルは、クラスＡの耐火性等級を有する。ＡＳＴＭ Ｅ８４によれば、２５未満の展炎指数及び５０未満の発煙指数が要件となる。マットの空隙率の計測値である気流抵抗性が、修正ＡＳＴＭ Ｃ４２３及びＣ３８６規格に従い試験される。加えて、吸音パネルのＭＯＲ、硬度及びサグが、ＡＳＴＭ Ｃ３６７に従い試験される。基材マットの空隙率が増加すると吸音性が向上するが、これはいかなる特定の工業規格又は建築規制によっても計測されない。本明細書で参照されるＡＳＴＭ試験方法は全て、本明細書によって参照により援用される。
【０００８】
現在、ほとんどの吸音パネル又はタイルは、速さ及び効率性の理由から、当該技術分野において好ましい水縮充加工法（ｗａｔｅｒ−ｆｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）を用いて作製される。水縮充加工法では、基材マットは製紙と同様の方法を利用して形成される。この方法の一例が、参照により本明細書に援用されるＢａｉｇに対して発行された米国特許第５，９１１，８１８号明細書に記載される。初めにミネラルウール及び軽量骨材の希釈水性分散体を含む水性スラリーが、フォードリニア式マット成形機の可動有孔ワイヤ上に送られる。重力によって水がスラリーから排出され、その後場合により、真空吸引を用いて、及び／又は加圧によってさらに脱水される。次に、脱水された基材マットは、なおいくらかの水を保持し得るものであり、加熱オーブン又はキルン内で乾燥させることにより残留水分が除去される。乾燥させた基材マットを仕上げることにより、許容可能なサイズ、外観及び音響特性のパネルが得られる。仕上げには、パネルの平面研削、切断、穿孔／フィシュアリング（ｆｉｓｓｕｒｉｎｇ）、ロール／スプレー塗工、エッジ切断及び／又はスクリム若しくはスクリーン上へのラミネート加工が含まれる。
【０００９】
典型的な吸音パネル基材マット組成は、無機繊維、セルロース系繊維、結合剤及び充填剤を含む。業界で公知のとおり、無機繊維はミネラルウール（スラグウール、ロックウール及びストーンウールで代替可能である）又はガラス繊維のいずれかであり得る。ミネラルウールは、初めにスラグ又はロックウールを１３００℃（２３７２°Ｆ）〜１６５０℃（３００２°Ｆ）で溶融することにより形成される。次に繊維化紡績機において連続空気流を介してミネラル溶融物が紡績されウールとなる。無機繊維は硬く、基材マットのかさ及び空隙率を提供する。逆に、セルロース系繊維は構造要素として働き、基材マットの湿潤強度及び乾燥強度の双方をもたらす。強度は、セルロース系繊維が親水性の性質を有する結果として基材マット中の様々な成分と無数の水素結合を形成することによるものである。
【００１０】
典型的な基材マット結合剤はデンプンである。吸音パネルに使用される典型的なデンプンは未修飾で未蒸煮のデンプン粒であり、水性パネルスラリー中に分散され、基材マット中にほぼ一様に分布する。加熱すると、デンプン粒が蒸煮されて溶解し、パネル成分に結合能をもたらす。デンプンにより吸音パネルの曲げ強度が促進されるのみならず、パネルの硬度及び剛性も向上する。高濃度の無機繊維を有する特定のパネル組成では、一次結合剤としてラテックス結合剤が使用される。
【００１１】
典型的な基材マット充填剤としては、重量及び軽量の双方の無機材料が挙げられる。充填剤の主な機能は、曲げ強度を提供し、パネルの硬度に寄与することである。本開示全体を通じて用語「充填剤」が使用されるとはいえ、各充填剤が、パネルの剛性、硬度、サグ、吸音及び音響透過低減に影響を及ぼし得る固有の特性及び／又は特徴を有することが理解されるべきである。重量充填剤の例としては、炭酸カルシウム、粘土又は石膏が挙げられる。軽量充填剤の例としては膨張パーライトが挙げられる。充填剤としては、膨張パーライトはかさ高く、従って基材マットに必要な充填剤の量が低減されるという利点を有する。また、用語「充填剤」は充填剤の組み合わせ又は混合物を含むことも企図される。
【００１２】
膨張パーライトの一つの欠点は、パーライト粒子が基材マットの孔に詰まってその表面を封じる傾向を有することであり、それによりパネルの吸音能力が損なわれる。さらに、膨張パーライトは比較的脆く、製造プロセスにおいて壊れ易い。一般に、使用される膨張パーライトの量が多いほど、パネルの吸音特性は低下する。また、パーライトの膨張は多量のエネルギーを消費する。膨張パーライトは、パーライト鉱石が約９５０℃（１７５０°Ｆ）に加熱された膨張塔に導入されるときに形成される。パーライト組織中の水が蒸気に変わり、もたらされる膨張によりパーライトがポップコーンのように「ポンとはじけ」、密度が膨張前の材料の約１０分の１まで低下する。膨張パーライトはかさ密度が低くなるため膨張塔内を上に向かって流れることができ、ろ過装置により回収可能である。このプロセスは、全てのパーライトを、その中に含まれる水を気化させるのに十分な温度まで加熱するために、比較的大量のエネルギーを使用する。
【００１３】
建築業界における最近の動向をふまえると、環境に優しい製品、すなわち、地球温暖化、酸性化、スモッグ、水の富栄養化、固形廃棄物、一次エネルギー消費及び／又は廃水の低減をもたらすプロセスにより作製される製品が求められている。一般に、自然に増える再生可能な材料を使用することにより、環境に優しい建材を作ることができる。建築業界で広く使用されている再生可能材料は木材であるが、木材には吸音性がほとんどない。同様に、容易に調達可能な農業廃棄物及び副産物、並びに木材及び家具工場廃棄物が多量にあるものの、建築材料の生産における使用は限られている。
【００１４】
自然に増える再生可能な材料を使用するには、その繊維を抽出する必要があり、抽出機構は、木、藁、竹及びその他のリグノセルロース系材料をパルプ化して、その個々の繊維細胞になるまで化学的又は物理的に植物性材料を破壊することによって行うことができる。一般的な化学的パルプ化方法は、硫化ナトリウム、水酸化ナトリウム又は亜硫酸ナトリウムを使用して約１５０℃（３０２°Ｆ）〜約１８０℃（３５６°Ｆ）でリグニンを溶解し、繊維バイオマスを約４０〜６０％低減する。逆に、熱機械的パルプ化方法は、木材チップを高温（約１３０℃（２６６°Ｆ））及び高圧（約３〜４気圧（３０４〜４０５ｋＰａ））に供し、リグニンを軟化させて繊維細胞を機械的に引き剥がす。リグニン結合を破壊すると原材料の繊維が離解され、そのバイオマスに約５〜１０％の損失が生じる。化学的及び熱機械的パルプ化法の双方とも、リグノセルロース系材料をその個々の繊維まで低減するために大量のエネルギーを必要とする。さらに、このような大きい割合のバイオマスの損失により、原材料コストが上昇する。
【００１５】
いくつかの米国特許が、建築材料における再生可能材料の使用を教示している。米国特許第６，３２２，７３１号明細書は、主にもみ殻からなる有機粒子状物質母材と結合剤とを含む不定長さの構造パネルの形成方法を開示する。構造上の完全性に対する要件から、この方法では、十分な強度のパネルを形成するために高温と高圧との組み合わせが必要となる。得られるパネルは、その高い密度及び低い空隙率に起因して吸音値が比較的低い。断熱及び防音特性は、囲い込まれた空洞によって実現される。
【００１６】
米国特許第５，８５１，２８１号明細書は、セメント−廃棄物複合材の製造方法を開示し、ここで廃棄物はもみ殻である。もみ殻は酸素不在下で約６００℃（１１１２°Ｆ）に加熱され、微粒が生成される。
【００１７】
米国特許第６，４４３，２５８号明細書は、硬化させた水性の発泡セメント系材料から形成される音響吸収性の多孔質パネルを開示する。このパネルは良好な音響性能をもたらし、耐久性及び耐湿性が亢進している。もみ殻灰を添加することにより、発泡セメントパネルの全体的な硬度を亢進させている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
音響的及び物理的性質が向上した建築材料として使用されるパネルが提供される。本パネルは、もみ殻などの粉砕された再生可能な構成材を含み、比較的一定したＣＡＣ又はＳＴＣの維持を含め、音響的特性が向上している。加えて、ＭＯＲ、硬度、気流抵抗性及びサグを含めたパネルの他の物理的特性を維持し、又は向上させる一方で、ＮＲＣの向上が実現される。
【００１９】
一実施形態において、本パネルは、全て乾燥パネル重量を基準として、約０．１重量％〜約９５重量％の粉砕された再生可能な構成材と、約０．１重量％〜約９５重量％の１つ又は複数の繊維と、約１重量％〜約３０重量％の１つ又は複数の結合剤と、約３重量％〜約８０重量％の１つ又は複数の充填剤とを含むパネルコアを含む。粉砕された再生可能な構成材は、約０．３１２インチの目開きのメッシュ篩に残る粒子が５％未満であり、且つ約０．０５９インチの目開きのメッシュ篩を通過する粒子が５％未満である粒径分布を有する。
【００２０】
別の実施形態において、建築材料として使用されるパネルの製造方法は、粉砕された再生可能な構成材を選択するステップと、約０．１重量％〜約９５重量％の再生可能な構成材、約１重量％〜約５０重量％の繊維、約１重量％〜約３０重量％の結合剤、及び約３重量％〜約８０重量％の充填剤と水を組み合わせて水性スラリーを形成するステップと、水性スラリーから有孔ワイヤ上に基材マットを形成するステップと、基材マットから水を除去するステップと、基材マットを仕上げるステップとを含む。再生可能な構成材は、上記の粒径分布を達成するよう分別される。この方法により作製されたパネルは、少なくとも約２５のＣＡＣ値及び少なくとも約０．２５のＮＲＣ値のうちの少なくとも一方を有する。
【００２１】
粉砕された再生可能材料を使用する利点は、それがバイオマスの大きい損失なしに調製されることである。粉砕又は磨砕された再生可能な材料はそのバルク構造を維持し、且つ化学的修飾又は化学構造の変化、例えば繊維離解には供されない。バイオマスが保持されることにより仕入原材料の使用効率が高まり、従ってそのコストが低下する。
【００２２】
建材パネルに使用する充填剤の選択が異なると、多くの場合にパネル特性は好ましくない形で変化する。しかしながら、本再生可能構成材の使用により、パネルの他の物理的特性は維持され、又は向上する一方で、エネルギー及び原材料コストが低下する。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本明細書に記載される製品、方法及び組成は、建築材料として使用されるパネルへの適用が意図される。より具体的には、パネルはまた、天井パネル製品、吸音パネル又はタイルとして使用することもできる。以下の考察は、本発明の一実施形態として吸音パネルを対象とする。しかしながら、これはいかなる形による本発明の限定も意図するものではない。
【００２４】
繊維は、無機繊維、有機繊維又はそれらの組み合わせとして吸音パネル中に存在する。無機繊維は、ミネラルウール、スラグウール、ロックウール、ストーンウール、ガラス繊維又はそれらの混合物であってもよい。無機繊維は硬く、基材マットのかさ及び空隙率を提供する。無機繊維は、パネルの重量を基準として約０．１％〜約９５％の量で吸音パネル中に存在する。吸音パネルの少なくとも一実施形態は、好ましい繊維としてミネラルウールを使用する。有機繊維の一例であるセルロース系繊維は構造要素として働き、基材マットの湿潤強度及び乾燥強度の双方をもたらす。強度は、セルロース系繊維が親水性の性質を有する結果として基材マット中の様々な成分と水素結合を形成することによるものである。基材マット中のセルロース系繊維は、パネルの重量に対して約１％〜約５０％、好ましくは約５％〜約４０％、及び最も好ましくは約１０％〜約３０％の範囲である。好ましいセルロース系繊維の一つは再生新聞紙に由来する。
【００２５】
パネルは、粉砕された再生可能な構成材である少なくとも１つの成分を含む。本発明の目的上、粉砕された再生可能な構成材は、木材若しくは非木材植物、又は機械的手段によって粒径が低減された木材若しくは非木材植物の一部分として定義される。こうした粉砕された再生可能な構成材は好ましくはリグノセルロース系であり、セルロース及びリグニンを含む。こうした材料の供給源候補は、農牧業、農業、林業及び／又は建築業からの廃棄物又は副産物である。
【００２６】
粉砕された再生可能な構成材の例としては、限定はされないが、もみ殻、そば殻、落花生殻及びクルミ殻を含む堅果の殻、小麦殻、エンバク殻（ｏａｋ ｈｕｓｋ）、ライ麦のホイスク（ｒｙｅ ｗｈｉｓｋ）、綿実殻、ヤシ殻、トウモロコシ糠、トウモロコシ穂軸、稲わらの茎、麦わらの茎、大麦わらの茎、エンバクわらの茎、ライ麦わらの茎、バガス、アシ類、エスパルト草（Ｅｓｐａｒｔ）、サバイ草、亜麻、ケナフ、黄麻、大麻、ラミー、マニラ麻、サイザル麻、おが屑、竹、木材チップ、モロコシの茎、ヒマワリ種子、他の類似の材料及びそれらの混合物が挙げられる。
【００２７】
粉砕された再生可能な構成材は、他のパネル成分と混合する前にサイズが低減される。粉砕された再生可能材料は、０．３１２インチの目開き（ＡＳＴＭ篩の表により定義されるとき２．５メッシュ）のメッシュ篩を通過し、且つ０．００５９インチの目開き（ＡＳＴＭ篩の表により定義されるとき１００メッシュ）のメッシュ篩に残る粒径を有する。いくつかの実施形態において、再生可能な構成材は供給業者から受け入れたまま使用される。用語「粉砕された再生可能な構成材」の使用は、微粉化、細断、粉砕、磨砕、篩別又はそれらの組み合わせが施された粒子を含め、当該技術分野において公知のとおりの任意の機械的方法によってサイズが低減された粒子を含むことが意図される。サイズの低減は、場合により、所望のサイズを達成する粉砕又は磨砕などの機械的方法によって実現される。少なくとも一実施形態はハンマーミル型機器を使用する。
【００２８】
場合により、粉砕された再生可能な構成材は特定のメッシュサイズの篩により篩別され、所望の粒径分布が達成され得る。大き過ぎるために所望の最大の篩を通過できない粗破片は、場合により取り除かれ、得られた材料が篩を通過するまで再び処理される。一実施形態において、粉砕されたもみ殻は、初めに３０番メッシュ篩で篩別されて大きい粒子が取り除かれ、続いて８０番メッシュ篩により篩別されて細か過ぎる粒子が取り除かれる。３０番メッシュ篩を通過し、且つ８０番メッシュ篩上に残った処理済みの殻が、吸音パネルの作製に使用される。この実施形態では、８０番メッシュ篩を通過する材料はパネルに使用されない。３０番メッシュ篩は、０．０２２インチ、すなわち０．５５ｍｍの目開きを有する。８０番メッシュ篩は、０．００７インチ、すなわち１８０μｍの目開きを有する。別の実施形態では、精米工場から直接得た処理済の殻が、吸音パネルの作製に使用される。微粉化された再生可能な材料の粒子分布は、好ましくは米国篩セット（Ｓｉｅｖｅ Ｓｅｔ）の３０番メッシュ篩を通過する粒子が少なくとも約９５％あり、且つ８０番メッシュ篩を通過する粒子が約５％以下である。
【００２９】
背景技術において考察したとおり、膨張パーライトは、建材パネルにおいて充填剤の一つとして使用されることの多い材料である。天井パネルに使用される場合、膨張パーライトは通気孔がない構造を形成する傾向を有する。吸音パネルに粉砕された再生可能な構成材を取り入れることにより膨張パーライト組織の離断が促され、それにより通気孔が増加する。パーライトに加えて粉砕された再生可能な構成材を含むパネルは、いかなる粉砕された再生可能な構成材も含まないパーライトを有するパネルと比べて多孔性がより高く、より高い吸音性が得られる。
【００３０】
粉砕された再生可能な構成材の粒径が大きいほど吸音値が高くなることが観察されている。任意の一実施形態についての最適粒径分布は所望の吸音値に依存する。
【００３１】
粉砕された再生可能な構成材の粒径分布は、均一且つ一様なスラリーを形成するように、繊維、膨張パーライトなどの他の成分と適合性を有するものが望ましいことは理解されなければならない。一様なスラリーの形成は、均一且つ一様な基材マットの生成につながる。粒径分布は好ましくは、パネルの物理的完全性が維持され、又は向上するように選択される。
【００３２】
いくつかの実施形態において、粉砕された再生可能な構成材は、６番メッシュ篩により残る粒子を約５重量％未満含む。他の実施形態において、使用される再生可能な構成材は、２０番メッシュ篩により残る粒子を約５％未満含む。さらに他の実施形態において、使用される粉砕又は磨砕された再生可能な構成材は、３０番メッシュ篩により残る粒子を約５％未満含む。好ましくは、粉砕された再生可能な構成材は約５〜約５０ｌｂ／ｆｔ３（８０〜８００ｋｇ／ｍ３）のかさ密度を有し、より好ましいかさ密度は約１０〜４０ｌｂ／ｆｔ３（１６０〜６４０ｋｇ／ｍ３）であり、及び最も好ましい範囲は約２０〜約３５ｌｂ／ｆｔ３（３２０〜５６０ｋｇ／ｍ３）である。６番メッシュ篩は０．１３２インチすなわち３．３５ｍｍの目開きを有し、２０番篩メッシュは０．０３１２インチすなわち８００μｍの目開きを有し、３０番篩メッシュは０．０２２インチすなわち０．５５ｍｍの目開きを有する。
【００３３】
場合により結合剤としてデンプンが基材マット中に含まれる。典型的なデンプンは未修飾で未蒸煮のデンプン粒であり、水性スラリー中に分散され、基材マット中にほぼ一様に分布する。基材マットが加熱され、デンプン粒が蒸煮されて溶解すると、パネル成分が一体に結合する。デンプンにより吸音パネルの曲げ強度が促進されるのみならず、パネルの硬度及び剛性も向上する。加えて、場合により基材マットは、パネルの乾燥重量を基準とした重量に対して約１％〜約３０％、より好ましくは約３％〜約１５％、及び最も好ましくは約５％〜約１０％の範囲のデンプンを含む。
【００３４】
典型的な基材マット充填剤としては、軽量及び重量の双方の無機材料が挙げられる。重量充填剤の例としては、炭酸カルシウム、粘土又は石膏が挙げられる。他の充填剤もまた、吸音パネルへの使用に企図される。一実施形態では、パネルの重量に対して約０．５％〜約１０％の範囲の炭酸カルシウムが利用される。炭酸カルシウムはまた、パネルの重量に対して約３％〜約８％の範囲で使用することもできる。
【００３５】
軽量充填剤の例は膨張パーライトである。膨張パーライトはかさ高く、基材マットに使用される充填剤の量を低減させる。充填剤の主な機能は、パネルの曲げ強度及び硬度の向上である。この考察全体を通じて用語「充填剤」が使用されるとはいえ、各充填剤が、パネルの剛性、硬度、サグ、吸音及び音響透過低減に影響を及ぼし得る固有の特性及び／又は特徴を有することが理解されるべきである。この実施形態の基材マット中の膨張パーライトは、パネルの重量に対して約５％〜約８０％、より好ましくはパネルの重量に対して約１０％〜約６０％、及び最も好ましくはパネルの重量に対して約２０％〜約４０％の範囲の量で存在する。
【００３６】
好ましい一実施形態において、基材マットは、粉砕された再生可能な構成材、ミネラルウール、膨張パーライト、デンプン、炭酸カルシウム及び／又は粘土を含む。好ましい粉砕された再生可能な構成材の一つはもみ殻である。粉砕された再生可能な構成材の割合は、パネルの重量に対して約０．１％〜約９５％、より好ましくは約５％〜約６０％、及び最も好ましくは約７％〜約４０％の範囲である。
【００３７】
吸音パネル中の別の任意成分は粘土であり、これは典型的には耐火性を向上させるために含められる。火炎にさらされたとき、粘土は燃焼せず、代わりに焼結する。吸音パネルは、場合によりパネルの重量に対して約０％〜約１０％の粘土を含み、好ましい範囲は約１％〜約５％である。多様な種類の粘土が使用され、限定はされないが、Ｇｌｅａｓｏｎ，ＴＮからのＳｐｉｎｋｓ Ｃｌａｙ及びＢａｌｌ Ｃｌａｙ並びにＨｉｃｋｏｒｙ，ＫＹからのＯｌｄ Ｈｉｃｋｏｒｙ Ｃｌａｙが挙げられる。
【００３８】
凝集剤もまた、場合により吸音パネルに添加される。凝集剤は、好ましくはパネルの重量に対して約０．１％〜約３％、及びより好ましくは約０．１％〜約２％の範囲で使用される。有用な凝集剤としては、限定はされないが、アルミニウム塩化水和物、硫酸アルミニウム、酸化カルシウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、ポリアクリルアミド、アルミン酸ナトリウム及びケイ酸ナトリウムが挙げられる。
【００３９】
吸音パネル用基材マットの作製の一実施形態において、水性スラリーは、好ましくは、粉砕された再生可能な構成材、ミネラルウール、膨張パーライト、セルロース系繊維、デンプン、炭酸カルシウム、粘土及び凝集剤と水を混合することにより作成される。混合作業は、好ましくはストックチェストにおいてバッチモード又は連続モードのいずれかで行われる。当該技術分野において公知の他の混合方法も同様に許容され得る。添加する水の量は、得られる総固形分又は稠度が約１％〜約８％の稠度、好ましくは約２％〜約６％、及びより好ましくは約３％〜約５％の範囲となるような量である。
【００４０】
上述の成分を含む均一なスラリーが形成されると、スラリーは、スラリー材料の定常流を提供するヘッドボックスに移される。ヘッドボックスから流れ出るスラリーは可動有孔ワイヤ上に分布し、湿潤した基材マットを形成する。初めに重力によってワイヤから水が排出される。特定の実施形態では、重力によるスラリーからの水の排出と組み合わせて、又はその後に、低真空圧が用いられ得ることが企図される。次に、当業者であれば理解するであろうとおり、場合により加圧及び／又は真空補助による水分除去を使用してさらに水が除去される。残りの水が、典型的にはオーブン又はキルン内で蒸発され、基材マットが形成される。
【００４１】
形成後、基材マットは好ましくは約７〜約３０ｌｂ／ｆｔ３（１１２〜４８０ｋｇ／ｍ３）、より好ましくは約８〜約２５ｌｂ／ｆｔ３（１２８〜４００ｋｇ／ｍ３）、及び最も好ましくは約９〜約２０ｌｂ／ｆｔ３（１４４〜３２０ｋｇ／ｍ３）のかさ密度を有する。
【００４２】
形成された基材マットは、次に当業者に周知の仕上げ作業により切断及び加工され、吸音パネルとなる。好ましい仕上げ作業のいくつかとしては、特に、平面研削、コーティング、穿孔、フィシュアリング、エッジ装飾及び／又は包装が含まれる。
【００４３】
穿孔及びフィシュアリングは、上述の基材マットからの吸音値の向上に大きく寄与する。穿孔作業は、基材マットの表面上に制御された深度及び密度（単位面積当たりの穿孔の数）の穿孔を多数提供する。穿孔は、所定数のニードルを備えたプレートを基材マット上に押し付けることにより行われる。フィシュアリングは、例えばパターン形成された金属プレートを備えるロールにより、形成された基材マットの表面上に特有の形状の圧痕を提供する。穿孔及びフィシュアリングの双方の工程とも、基材マット表面及びその内部構造を開放し、それによりパネルに空気を出入りさせる。基材マットの開放はまた、音の侵入及び基材マットコアによる吸収も可能にする。
【００４４】
加えて、吸音パネルは場合によりスクリム又はベールによってラミネート加工される。また、本吸音パネルは万能ナイフにより手動で切断され得ることも企図される。
【００４５】
形成後、本吸音パネルは好ましくは、約９〜約３２ｌｂ／ｆｔ３（１４４〜５１３ｋｇ／ｍ３）、より好ましくは約１０〜約２７ｌｂ／ｆｔ３（１６０〜４３３ｋｇ／ｍ３）、及び最も好ましくは約１１〜約２２ｌｂ／ｆｔ３（１７６〜３５２ｋｇ／ｍ３）のかさ密度を有する。加えて、パネルは好ましくは、約０．２インチ〜１．５インチ（５〜３８ｍｍ）、より好ましくは約０．３インチ〜１．０インチ（８〜２５ｍｍ）、及び最も好ましくは約０．５インチ〜約０．７５インチ（１３〜１９ｍｍ）の厚さを有する。
【００４６】
少なくとも１つの再生可能な構成材を含む吸音パネルは、好ましくは少なくとも約０．２５のＮＲＣ値及び少なくとも約２５のＣＡＣ値を実現する。さらに、この吸音パネルは、少なくとも約０．１５のｅＮＲＣ値を実現する。加えて、この吸音パネルは、少なくとも約８０ｐｓｉのＭＯＲ値及び少なくとも約１００ｌｂｆの硬度値を実現し、一方で９０％ＲＨ湿度室内での最大サグ値１．５インチ（３８ｍｍ）を実現する。さらに他にも、吸音パネルは約２５未満の展炎指数及び約５０未満の発煙指数を実現する。この吸音パネルはまた、少なくとも約２５のＣＡＣも有する。
【実施例】
【００４７】
実施例１
Ｚａｆｕ Ｓｔｏｒｅ、Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸからそば殻を入手した。そば殻は、０．０５インチ（１．２７ｍｍ）径の孔を有する篩サイズを備えたＦｒｉｔｚミルでさらに粉砕した。そば殻は、全ての材料が篩を通過するまで粉砕した。粉砕したそば殻のかさ密度は約２４．５ｌｂ／ｆｔ３（３９２ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕したそば殻の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの２１．０％、３０メッシュに残ったもの４７．４％、４０メッシュに残ったもの２１．０％、及び５０メッシュに残ったもの５．６％、１００メッシュに残ったもの２．８％、及び１００メッシュを通過したもの２．３％であった。
【００４８】
水をパネル成分と混合することにより、及び表１に記載するとおりパーライト及び粉砕したそば殻の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕したそば殻、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーに約０．１重量％の凝集剤を添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００４９】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００５０】
表１では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕したそば殻の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００５１】
【表１】
【００５２】
示されるとおり、そば殻を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値によって示される。
【００５３】
実施例２
マツ材敷料として使用されるかんな屑を、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｗｏｏｄ Ｆｉｂｅｒ Ｉｎｃ．、Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤから入手した。かんな屑は、０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）径の孔を有する篩サイズを備えたＦｒｉｔｚミルでさらに粉砕した。かんな屑は、全ての材料が篩を通過するまで粉砕した。粉砕したかんな屑のかさ密度は約８．９ｌｂ／ｆｔ３（１４３ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕したかんな屑の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの５．５、３０メッシュに残ったもの３７．６％、４０メッシュに残ったもの２４．３％、５０メッシュに残ったもの１３．６％、１００メッシュに残ったもの１２．６％、及び１００メッシュを通過したもの６．４％であった。
【００５４】
水をパネル成分と混合することにより、及び表２に記載するとおりパーライト及び粉砕したかんな屑の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した：新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕したかんな屑、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーの重量に対して約０．１％の凝集剤をスラリーに添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００５５】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを一定の湿潤厚さに加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００５６】
表２では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕したかんな屑の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００５７】
【表２】
【００５８】
示されるとおり、粉砕したかんな屑を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値に示される。
【００５９】
実施例３
Ｗａｒｒｅｎｖｉｌｌｅ，ＩＬのＧａｌｕｓｈａ Ｆａｒｍから麦わらを入手した。麦わらは、０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）径の孔を有する篩サイズを備えたＦｒｉｔｚミルでさらに粉砕した。麦わらは、ほとんどの材料が篩を通過するまで粉砕した。粉砕した麦わらのかさ密度は約７．７ｌｂ／ｆｔ３（１２３ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕した麦わらの粒度分布は、２０メッシュに残ったもの３．６％、３０メッシュに残ったもの２５．３％、４０メッシュに残ったもの２５．４％、５０メッシュに残ったもの１９．８％、１００メッシュに残ったもの１７．１％、及び１００メッシュを通過したもの８．９％であった。
【００６０】
水をパネル成分と混合することにより、及び表３に記載するとおりパーライト及び粉砕した麦わらの量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕した麦わら、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーの重量に対して約０．１％の凝集剤をスラリーに添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００６１】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを一定の湿潤厚さに加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００６２】
表３では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕した麦わらの量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００６３】
【表３】
【００６４】
示されるとおり、粉砕した麦わらを含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値に示される。
【００６５】
実施例４
ＺＥＰ、Ｃａｒｔｅｒｖｉｌｌｅ，ＧＡから、床掃除材料としてのおが屑を入手した。おが屑のかさ密度は約２４．０ｌｂ／ｆｔ３（３８４ｋｇ／ｍ３）であった。おが屑の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの９．０％、３０メッシュに残ったもの２４．３％、４０メッシュに残ったもの２２．７％、及び５０メッシュに残ったもの１９．１％、１００メッシュに残ったもの２１．４％、及び１００メッシュを通過したもの３．６％であった。
【００６６】
水をパネル成分と混合することにより、及び表４に記載するとおりパーライト及びおが屑の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、おが屑、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーに約０．１重量％の凝集剤を添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００６７】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００６８】
表４では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及びおが屑の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００６９】
【表４】
【００７０】
示されるとおり、おが屑を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値によって示される。
【００７１】
実施例５
Ｋｒａｍｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．、Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＮＪから粉砕されたトウモロコシ穂軸を入手した。粉砕トウモロコシ穂軸のかさ密度は約１８．５ｌｂ／ｆｔ３（２９６ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕トウモロコシ穂軸の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの０．０％、３０メッシュに残ったもの０．１％、４０メッシュに残ったもの１．６％、及び５０メッシュに残ったもの９４．１％、１００メッシュに残ったもの４．１％、及び１００メッシュを通過したもの０．２％であった。
【００７２】
水をパネル成分と混合することにより、及び表５に記載するとおりパーライト及び粉砕トウモロコシ穂軸の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕トウモロコシ穂軸、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーに約０．１重量％の凝集剤を添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００７３】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００７４】
表５では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕トウモロコシ穂軸の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００７５】
【表５】
【００７６】
示されるとおり、粉砕トウモロコシ穂軸を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値によって示される。
【００７７】
実施例６
Ｋｒａｍｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．、Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＮＪから粉砕されたクルミ殻を入手した。粉砕クルミ殻のかさ密度は約４４．２ｌｂ／ｆｔ３（７０８ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕クルミ殻の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの０．０％、３０メッシュに残ったもの０．０％、４０メッシュに残ったもの３．９％、及び５０メッシュに残ったもの７２．５％、１００メッシュに残ったもの２３．２％、及び１００メッシュを通過したもの０．３％であった。
【００７８】
水をパネル成分と混合することにより、及び表６に記載するとおりパーライト及び粉砕クルミ殻の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕クルミ殻、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーに約０．１重量％の凝集剤を添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００７９】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００８０】
表６では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕クルミ殻の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００８１】
【表６】
【００８２】
示されるとおり、粉砕クルミ殻を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値によって示される。
【００８３】
実施例７
地域の食料品店から落花生殻を入手した。落花生殻は、０．０５インチ（１．２７ｍｍ）径の孔を有する篩サイズを備えたＦｒｉｔｚミルでさらに粉砕した。落花生殻は、全ての材料が篩を通過するまで粉砕した。粉砕した落花生殻のかさ密度は１５．２ｌｂ／ｆｔ３（２４３ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕した落花生殻の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの０．２％、３０メッシュに残ったもの１３．１％、４０メッシュに残ったもの３１．５％、及び５０メッシュに残ったもの１９．８％、１００メッシュに残ったもの２９．２％、及び１００メッシュを通過したもの６．１％であった。
【００８４】
水をパネル成分と混合することにより、及び表７に記載するとおりパーライト及び粉砕した落花生殻の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕落花生殻、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーに約０．１重量％の凝集剤を添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００８５】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００８６】
表７では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕落花生殻の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００８７】
【表７】
【００８８】
示されるとおり、粉砕落花生殻を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値によって示される。
【００８９】
実施例８
Ａｒｃｈｅｒ Ｄｅｎｉｅｌｓ、Ｍｉｄｌａｎｄ，ＮＤから粉砕されたヒマワリ種子殻を入手した。粉砕ヒマワリ種子殻のかさ密度は約１２．４ｌｂ／ｆｔ３（１９９ｋｇ／ｍ３）であった。粉砕ヒマワリ種子殻の粒度分布は、２０メッシュに残ったもの０．１％、３０メッシュに残ったもの８．９％、４０メッシュに残ったもの３０．３％、及び５０メッシュに残ったもの２９．３％、１００メッシュに残ったもの２３．９％、及び１００メッシュを通過したもの７．５％であった。
【００９０】
水をパネル成分と混合することにより、及び表８に記載するとおりパーライト及び粉砕ヒマワリ種子殻の量を変えて、約４．５％の稠度のスラリーを形成した。水を一定に撹拌しながら以下の順序で成分を添加した。新聞紙パルプ、デンプン、炭酸カルシウム、粉砕ヒマワリ種子殻、ミネラルウール及び膨張パーライト。スラリーを約２分間撹拌した。撹拌の終わりに、スラリーに約０．１重量％の凝集剤を添加した。次にスラリーを、１４インチ×１４インチ×３０インチ（０．３６ｍ×０．３６ｍ×０．７６ｍ）の寸法を有するフォーミングボックスに流し込んだ。
【００９１】
フォーミングボックスの底面の、金属グリッドにより支持されたガラス繊維スクリムにより、ほとんどの固形分を残しながらスラリー水を自由に排出させた。フォーミングボックスに低圧真空（１インチＨｇ（２５ｍｍ））を加えることにより、さらなる水を除去した。次に湿潤基材マットを加圧することによりさらなる水を除去し、また基材マット構造を固めた。最後に、高圧真空（５〜９インチＨｇ（１２７ｍｍＨｇ〜２２９ｍｍＨｇ））を加えることにより、湿潤基材マットをさらに脱水した。次に形成された基材マットをオーブン又はキルンにおいて３１５℃（６００°Ｆ）で３０分間、及び１４９℃（３００°Ｆ）で３時間乾燥させて、残りの水分を除去した。
【００９２】
表８では、パネルの重量に対して約１９％の新聞紙繊維、パネルの重量に対して約８％のデンプン及びパネルの重量に対して約６％の炭酸カルシウムと共に、パネルの重量に対して約１０％のミネラルウールを使用してパネルを形成した。パーライト及び粉砕ヒマワリ種子殻の量は以下に示す。得られた乾燥基材マットの特性もまた掲載する。
【００９３】
【表８】
【００９４】
示されるとおり、粉砕ヒマワリ種子殻を含む基材マットは音響吸収性がより高く、これは対照（試験番号１）より高いｅＮＲＣ値によって示される。
【００９５】
建築材料として使用される、再生可能な構成材を含むパネルの特定の実施形態が提示され、説明されたが、当業者は、より広義の態様における、且つ以下の特許請求の範囲に記載されるとおりの本発明から逸脱することなく、そうした実施形態に対して変更及び修正を加え得ることを理解するであろう。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全ての重量について乾燥パネル重量を基準として、
約０．３１２インチの目開きを有する第１のメッシュ篩に残る粉砕された再生可能な構成材粒子が５％未満であり、且つ約０．０５９インチの目開きを有する第２のメッシュ篩を通過する前記粒子が５％未満である粒径分布を有する約０．１重量％〜約９５重量％の粉砕された再生可能な構成材と、
約０．１重量％〜約９５重量％の１つ又は複数の繊維と、
約１重量％〜約３０重量％の１つ又は複数の結合剤と、
を含むパネルコアを有する吸音パネル。
【請求項２】
前記粉砕された再生可能な構成材が、もみ殻、そば殻、落花生殻及びクルミ殻を含む堅果の殻、小麦殻、エンバク殻、ライ麦のホイスク（ｒｙｅ ｗｈｉｓｋ）、綿実殻、ヤシ殻、トウモロコシ糠、トウモロコシ穂軸、ヒマワリ種子、稲わらの茎、麦わらの茎、大麦わらの茎、エンバクわらの茎、ライ麦わらの茎、エスパルト草（Ｅｓｐａｒｔ）、モロコシの茎、アシ類、竹、サイザル麻、サバイ草、ラミー、バガス、亜麻、ケナフ、黄麻、大麻、マニラ麻、おが屑、木材チップ又はそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の吸音パネル。
【請求項３】
全ての重量について乾燥パネル重量を基準として、
約０．１３２インチの目開きを有する第１のメッシュ篩に残る粉砕された再生可能な構成材粒子が５％未満である粒径分布を有する約０．１重量％〜約９５重量％の粉砕された再生可能な構成材と、
約０．１重量％〜約９５重量％の１つ又は複数の繊維と、
約１重量％〜約３０重量％の１つ又は複数の結合剤と、
を含むパネルコアを有する吸音パネル。
【請求項４】
前記粉砕された再生可能な構成材が、もみ殻、そば殻、落花生殻及びクルミ殻を含む堅果の殻、小麦殻、エンバク殻、ライ麦のホイスク（ｒｙｅ ｗｈｉｓｋ）、綿実殻、ヤシ殻、トウモロコシ糠、トウモロコシ穂軸、ヒマワリ種子、稲わらの茎、麦わらの茎、大麦わらの茎、エンバクわらの茎、ライ麦わらの茎、エスパルト草（Ｅｓｐａｒｔ）、モロコシの茎、アシ類、竹、サイザル麻、サバイ草、ラミー、バガス、亜麻、ケナフ、黄麻、大麻、マニラ麻、おが屑、木材チップ又はそれらの組み合わせを含む、請求項３に記載の吸音パネル。
【請求項５】
前記粉砕された再生可能な構成材が、乾燥パネル重量を基準として約７重量％〜約４０重量％の量で存在する、請求項１、２、３又は４のいずれか一項に記載の吸音パネル。
【請求項６】
前記１つ又は複数の繊維が、再生紙繊維、ミネラルウール、グラスウール、ロックウール及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１、２、３又は４のいずれか一項に記載の吸音パネル。
【請求項７】
前記粉砕された再生可能な構成材を選択するステップと、
前記粉砕された再生可能な構成材を選別して前記所望の粒径分布を達成するステップと、
前記粉砕された再生可能な構成材、前記繊維、及び前記結合剤を水と組み合わせるステップと、
水性スラリーを形成するステップと、
前記スラリーから有孔ワイヤ上に基材マットを形成するステップと、
前記基材マットから前記水の少なくとも一部を除去するステップと、
前記基材マットを仕上げて前記吸音パネルを形成するステップと、
を含む、請求項１、２、３又は４のいずれか一項に記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項８】
前記組み合わせるステップが、少なくとも１つの充填剤の１つとして膨張パーライトを添加するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１】
全ての重量について乾燥パネル重量を基準として、
約０．３１２インチの目開きを有する第１のメッシュ篩に残る粉砕された再生可能な構成材粒子が５％未満であり、且つ約０．０５９インチの目開きを有する第２のメッシュ篩を通過する前記粒子が５％未満である粒径分布を有する約０．１重量％〜約９５重量％の粉砕された再生可能な構成材と、
約０．１重量％〜約９５重量％の１つ又は複数の繊維と、
約１重量％〜約３０重量％の１つ又は複数の結合剤と、
を含むパネルコアを有する吸音パネル。
【請求項２】
前記粉砕された再生可能な構成材が、もみ殻、そば殻、落花生殻及びクルミ殻を含む堅果の殻、小麦殻、エンバク殻、ライ麦のホイスク（ｒｙｅ ｗｈｉｓｋ）、綿実殻、ヤシ殻、トウモロコシ糠、トウモロコシ穂軸、ヒマワリ種子、稲わらの茎、麦わらの茎、大麦わらの茎、エンバクわらの茎、ライ麦わらの茎、エスパルト草（Ｅｓｐａｒｔ）、モロコシの茎、アシ類、竹、サイザル麻、サバイ草、ラミー、バガス、亜麻、ケナフ、黄麻、大麻、マニラ麻、おが屑、木材チップ又はそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の吸音パネル。
【請求項３】
全ての重量について乾燥パネル重量を基準として、
約０．１３２インチの目開きを有する第１のメッシュ篩に残る粉砕された再生可能な構成材粒子が５％未満である粒径分布を有する約０．１重量％〜約９５重量％の粉砕された再生可能な構成材と、
約０．１重量％〜約９５重量％の１つ又は複数の繊維と、
約１重量％〜約３０重量％の１つ又は複数の結合剤と、
を含むパネルコアを有する吸音パネル。
【請求項４】
前記粉砕された再生可能な構成材が、もみ殻、そば殻、落花生殻及びクルミ殻を含む堅果の殻、小麦殻、エンバク殻、ライ麦のホイスク（ｒｙｅ ｗｈｉｓｋ）、綿実殻、ヤシ殻、トウモロコシ糠、トウモロコシ穂軸、ヒマワリ種子、稲わらの茎、麦わらの茎、大麦わらの茎、エンバクわらの茎、ライ麦わらの茎、エスパルト草（Ｅｓｐａｒｔ）、モロコシの茎、アシ類、竹、サイザル麻、サバイ草、ラミー、バガス、亜麻、ケナフ、黄麻、大麻、マニラ麻、おが屑、木材チップ又はそれらの組み合わせを含む、請求項３に記載の吸音パネル。
【請求項５】
前記粉砕された再生可能な構成材が、乾燥パネル重量を基準として約７重量％〜約４０重量％の量で存在する、請求項１、２、３又は４のいずれか一項に記載の吸音パネル。
【請求項６】
前記１つ又は複数の繊維が、再生紙繊維、ミネラルウール、グラスウール、ロックウール及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１、２、３又は４のいずれか一項に記載の吸音パネル。
【請求項７】
前記粉砕された再生可能な構成材を選択するステップと、
前記粉砕された再生可能な構成材を選別して前記所望の粒径分布を達成するステップと、
前記粉砕された再生可能な構成材、前記繊維、及び前記結合剤を水と組み合わせるステップと、
水性スラリーを形成するステップと、
前記スラリーから有孔ワイヤ上に基材マットを形成するステップと、
前記基材マットから前記水の少なくとも一部を除去するステップと、
前記基材マットを仕上げて前記吸音パネルを形成するステップと、
を含む、請求項１、２、３又は４のいずれか一項に記載の吸音パネルの製造方法。
【請求項８】
前記組み合わせるステップが、少なくとも１つの充填剤の１つとして膨張パーライトを添加するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【公表番号】特表２０１２−５２２１５６（Ｐ２０１２−５２２１５６Ａ）
【公表日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０３４４４（Ｐ２０１２−５０３４４４）
【出願日】平成２２年２月１１日（２０１０．２．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２３９１９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１４６４６
【国際公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（５９５０２６６６７）ユーエスジー インテリアーズ，インコーポレーテツド (20)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１１日（２０１０．２．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２３９１９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１４６４６
【国際公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（５９５０２６６６７）ユーエスジー インテリアーズ，インコーポレーテツド (20)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]