最適化された破断特性を有する防音材料の改良された製造方法
【課題】製造中の製品を保持する中間工程を最小化し、かつ原材料のコストを著しく減少させることができる製造方法を提供する。
【解決手段】建造物に使用される積層構造体は、高温の乾燥温度または長い滞留時間を必要としない積層ステップを含む製造方法により作製される。前記製造方法は、コストを削減すると共に性能を高める原材料を使用する。このことは、特別に調合された粘弾性接着剤を使用することにより達成される。その結果、既存の方法と比べて、製造設備の生産能力、製品コスト、及び製品の性能が、大幅に向上する。
【解決手段】建造物に使用される積層構造体は、高温の乾燥温度または長い滞留時間を必要としない積層ステップを含む製造方法により作製される。前記製造方法は、コストを削減すると共に性能を高める原材料を使用する。このことは、特別に調合された粘弾性接着剤を使用することにより達成される。その結果、既存の方法と比べて、製造設備の生産能力、製品コスト、及び製品の性能が、大幅に向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００８年５月８日に出願された米国特許出願第１２／１１７、６８７号（Brandon D. Tinianov、Kevin J. Surace及びAlbert C. Yanezによる「最適化された破断特性を有する防音材料の改良された製造方法」）の優先権を主張する。また、本出願は、本出願の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／６５８，８１４号（K. Surace及びM. Poratにより２００３年９月８日出願され、２００７年２月２７日に特許を取得した米国特許第７，１８１，８９１号「防音材料及びその製造方法」）、米国特許出願第１１／６９７，６９１号（B. Tinianovにより２００７年４月９日に出願された「向上した破断特性を有する防音材料及びその製造方法」）、及び米国特許出願第１１／７７０，４７６号（B. Tinianov及びK. Suraceにより２００７年６月２８日に出願された「防音材料の製造方法」）に関連する（これらの特許文献の開示内容はこの参照により本明細書に組み込まれるものとする）。
【背景技術】
【０００２】
現在、建造物の建築に使用される分厚い及び／または重たい積層パネルの製造には、広い作業面積が必要とされている。製造過程の材料が占める空間に加えて、製造に必要とされる面積は、前記材料を長期間に渡って保持する必要がある任意の工程ステップにより増加する。所与の処理量に関しては、処理工程を追加したり、任意のステップにおける処理時間を長くしたりすると、必要とされる作業面積が増加する。
【０００３】
例えば、前述の米国特許第７，１８１，８９１号（特許文献１）に開示されている積層構造体は、非金属材料からなる２つの外側層（一実施形態では、石膏ウォールボードの紙表面仕上げシート）と内側拘束層とを粘弾性接着剤層によって互いに接合させることにより構成される。ある実施形態では、両外側層間に、他の材料が組み込まれる。このような積層構造体（例えば特許文献１に開示されている積層構造体）の製造方法の一実施形態は、完成した構造体に圧力を加えながら乾燥させるステップを含む。前記接着剤を十分に乾燥させるためには、積層構造体を構成する材料に応じて、数時間から数日間のドゥエル時間（１つの工程ステップに要する時間と定義される）が必要とされ、その間にも、数時間から数日間のドゥエル時間を必要とする他の同様な構造体が製造される。長時間の乾燥時間が必要となるのは、接着剤に含まれている液体が石膏シートに染み込むのに要する時間が原因である。石膏シートに染み込んだ液体はその後、蒸発して周囲環境に放散される。前述した建築工程の乾燥ステップにおいて、大量の材料が保持される。材料の量は、生産速度に依存する。したがって、所望する最終製品処理量及び前記乾燥ステップのドゥエル時間により増加する単一構造体の量に対応する大型の乾燥チャンバが必要とされる。さらに、前記製造工程のあるステップでは、乾燥チャンバを、特定の高温及び低い相対湿度というエネルギー集約型の必要条件に維持することが求められる。
【０００４】
例えば、１．２ｍ（４フィート）×２．４ｍ（８フィート）×２．５４ｃｍ（１インチ）の構造体を１日あたり千個製造することが要求される場合は、５０℃ないし６０℃（１２０Ｆないし１４０Ｆ）の一定温度及び、約３０％の相対湿度、及び一定の空気流での乾燥を４８時間行う必要があると共に、所与の時間で２千個の構造体を乾燥させるのに必要な環境条件を提供するステージング・エリアが必要となる。そのようなステージング・エリアは、最低でも、約７．６ｍ（２５フィート）×１３．７ｍ（４５フィート）の設置面積と、７．６ｍ（２５フィート）の垂直クリアランス、つまり、８４３．８立方メートル（２８，１２５立方フィート）の乾燥空間を必要とする。一日あたり千個を超える最終製品の製造が求められる場合、さらに大きな乾燥空間が必要となる。長いドゥエル時間を必要とする他の工程ステップでも、所与の製造処理量に必要な設備は同様に増加する。また、サイクル時間（最終製品の製造開始から製造終了までの時間）が長いと、製造される製品の需要の増大に応じて、製造作業に要する時間が長くなる。
【０００５】
既存の製造方法の他の重要な側面は、積層パネル（一実施形態では、紙表面仕上げされた石膏ウォールボード）の両外側層が、完成した最終形態の伝統的な建築材料から成ることである。米国特許出願第１１／７７０，４７６号には、石膏ウォールボードを使用した実施形態では、両外側層の内面に表面仕上げ紙が存在しない場合、両外側層の内面同士を粘弾性接着剤で接合させることが好ましいことが示されている。米国特許出願第１１／６９７，６９１号には、一方の外側面が耐性紙で覆われていない積層防音パネルに、前記パネルを一体化させることが提案されている。しかし、石膏ウォールボードの両外側面の紙仕上げ面は、耐久性、耐摩耗性を有し、またさらには著しく向上した曲げ剛性を示すので、このことは実際には困難である。また、一方の面が紙仕上げ面で覆われていない改変された石膏ウォールボードは、移送中及び取扱中に損傷及び／または破壊が発生する恐れがある。
【０００６】
このような改変された紙仕上げ面を有さない石膏ウォールボードの第２の懸念は、そのような改変材料の製造は難しいため、価格が従来のパネルよりも高くなることである。また、そのような改変材料は一部の製造メーカでしか製造できないため、そのような改変された改変材料の供給は限定される。そのため、積層構造体を二分割することにより、製造中の製品を保持（staging）する中間工程を最小化し、かつ原材料のコストを著しく減少させることができる製造方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，１８１，８９１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
複数の材料を互いに積層させたサンドイッチ構造を有する積層構造体が、あるステップでのドゥエル時間を数時間ないし数日から数分に短縮させた本発明の製造方法により製造される。一実施形態では、ある層に塗布した接着剤を乾燥させた後に、その接着剤層上に別の層を積層させるようにすることにより、完成した積層構造体を乾燥させるための時間がかかる工程を省くことができる。特別に調合した接着剤を塗布した直後に、前記接着剤の表面に気体を吹き付けて前記接着剤を乾燥させることにより感圧型接着剤（ＰＳＡ）を形成する。その後、感圧型接着剤層の上に別の層を積層させて積層構造体を完成させる。完成後の積層構造体を乾燥させる工程は不要である。一実施形態では、個々の工程のドゥエル時間及び総サイクル時間は、製造中の材料がステージングされたり重なったりしない、ベルトコンベア式の組立ライン装置を使用した積層構造体の組み立て方法が十分可能となるように短縮される。
【０００９】
加えて、この製造方法は、原材料となる積層ウォールボードパネルをその主面（表面及び裏面）と平行な方向に二分割することにより、その内面に表面仕上げ紙が存在しない互いに対応する２つの半体を作製する新規な製造ステップを含む。このステップにより、原材料及び本発明の方法により製造された積層パネルが損傷することを減少させると共に、前記積層パネルの破断特性（パネルを２つに切断する性能）を維持または向上させることができる。
【００１０】
添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより、本発明をより完全に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による工程フローの一例を示す図である。
【図２】二分割された石膏ウォールボードパネルを示す図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、原材料となる石膏ウォールボードパネルを二分割する方法をそれぞれ示す。
【図４】本発明の方法により作製された防音積層体の側面図である。
【図５】本発明の方法により作製された別の防音積層体の側面図である。
【図６】粘弾性接着剤を粘弾性感圧型接着剤（ＰＳＡ）に変化させるべく粘弾性接着剤に向けて乾燥ガスを流すための複数の幅方向開口部（６０２、６０８）を有するガス拡散板を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
定義
【００１３】
【表１】
【００１４】
ドライウォール工法用の積層構造体は、選択された厚さの石膏ボードまたは他の材料からなる２つの外側層を、前記２つの外側層の内面の全体または一部に特定のパターンで塗布した吸音性接着剤によって互いに接合させたサンドイッチ構造を有する。一実施形態では、前記接着剤層は、特別に調合されたＱｕｉｅｔＧｌｕｅ３２０（登録商標）である。ＱｕｉｅｔＧｌｕｅ３２０（登録商標）は、特定の厚さを有する粘弾性材料であり、米国カリフォルニア州サニーベール所在のシリアス・マテリアルズ社（Serious Materials Inc.）から入手可能である。ＱｕｉｅｔＧｌｕｅ３２０（登録商標）は、典型的には、下記の表に記載した組成からなる。
【００１５】
ＱｕｉｅｔＧｌｕｅ３２０の組成
【００１６】
【表２】
【００１７】
表２に示した好ましい組成は、粘弾性接着剤の一例にすぎない。同様の結果を得るために他の組成を用いることもできる。また、表２に示した所与の範囲は、ここで検討した有用な組成の一例である。２つの石膏ボードの内面間には、約１．６ｍｍ（約１６分の１インチ）の厚さの接着剤層が形成される。種々の実施形態では、２つの外側石膏ボードの間に、別の組成の様々な数の材料層が挟み込まれる。各材料層は、隣接する層にＰＳＡによって接着される。以下の説明では、「接着剤（adhesive）、「接着剤（glue）」及び「ＰＳＡ」は、サンドイッチ積層構造体の文脈において互換的に使用される。本明細書では、ＰＳＡは、常に、粘弾性接着剤を乾燥させて形成した粘弾性感圧型接着剤層を指す。
【００１８】
図１は、本発明による工程フロー１００の一例を示す。最上層及び最下層に関する記載は、図２ないし図５における最上層及び最下層を指すものであり、本構造体及び代替的アセンブリの使用時の向きを意図するものではないことを理解されたい。ステップ１０２において、石膏ウォールボードの形態の原材料を特定する。この材料は、建築業界では一般的であり、石膏コアまたは繊維強化石膏コアを紙層で被覆したものである。典型的には、石膏コアの短辺方向の２つの端面は、被覆されず露出したままにされる。この石膏ウォールボードは、典型的には、幅１．２ｍ×長さ２．４ｍ（４フィート×８フィート）であるが、２．７ｍ（９フィート）、３ｍ（１０フィート）及び３．４ｍ（１１フィート）の長さも一般的である。石膏シートの厚さは、約６．４ｍｍ（約１／４インチ）ないし約２５．４ｍｍ（約１インチ）の範囲であり得る。このような製品は、建設資材の分野では一般的に入手可能であり、米国イリノイ州シカゴ所在のＵＳＧ社（USG Corporation）、米国ノースカロライナ州シャーロット所在のナショナル・ジプサム社（National Gypsum Company）、及びフランス国クールブボア所在のサンゴバン社（Saint-Gobain）によって製造されている。
【００１９】
製造プロセスステップ１０４では、石膏ウォールボードをその主面（表面及び裏面）と平行な方向（厚さ方向と垂直な方向）に二分割する。二分割されたパネルの斜視図を図２に示す。図２では、物品２００が、二分割されたパネルを示している。第１の半体２０２は、図３に示す手段により、第２の半体２０４から分離される。第１の半体２０２の厚さ２１２ａ及び第２の半体２０４の厚さ２１２ｂは、最終的な積層アセンブリの要求に応じて、互いに同一または異なり得る。図２に見ることができるように、パネル２００の外面は紙材２０６で覆われているが、パネル２００の内面２０８及び２１０は紙材で覆われていない。
【００２０】
石膏パネルを二分割して使用するという本発明の新規な方法は、従来の方法よりも優れた２つの重要な利点を提供する。第１に、二分割される単一のシートは、その半分の厚さのシートの２枚分よりも遥かに安価である。例えば、厚さ１５．９ｍｍ（５／８インチ）、幅１．２ｍ（４フィート）、長さ２．４ｍ（８フィート）のタイプＸの石膏シートの卸売価格は、９２．９平方メートル（１０００平方フィート）あたり約１５０ドルである。一方、厚さ７．９ｍｍ（５／１６インチ）、幅１．２ｍ（４フィート）、長さ２．４ｍ（８フィート）のパネルの卸売価格は、９２．９平方メートル（１０００平方フィート）あたり約１２５ないし１５０ドルである。厚さ１５．９ｍｍ（５／８インチ）のパネルを２二分割しない場合は、厚さ７．９ｍｍ（５／１６インチ）のパネルを２枚使用する必要がある。このため、この例では、２つの石膏ウォールボードを互いに積層させて積層体を構成した場合の９２．９平方メートル（１０００平方フィート）あたりコストは、厚さ７．９ｍｍ（５／１６インチ）のパネルを２枚積層させた場合は約２５０ドルないし３００ドルかかるが、厚さ１５．９ｍｍ（５／８インチ）のパネルを二分割して使用する場合は１５０ドルで済む。このように、石膏パネルを二分割して使用するという本発明の新規な方法によれば、パネルの材料コストを約４０％ないし５０％節約することができる。第２の利点は、石膏パネルを二分割して使用するという本発明の新規な方法は、標準的な外側材料層を用いないことにより、最適な破断特性を可能にすることである（米国特許第出願第１１／６９７，６９１号に記載の通り）。このことにより、原材料パネルの調達における自由度が大きくなる。したがって、本発明の新規な製造方法によれば、材料供給性の向上及び材料コストの低下を図ることができる。
【００２１】
図３ａ及び図３ｂは、原材料となる石膏ウォールボードパネルを二分割する方法の２つの例をそれぞれ示す。図３ａは、プラットホーム、ローラ、ベルトコンベアまたは他の適切な支持体３０４の上に載置された原材料となる石膏ウォールボードパネル３０２を示す。図３ａの右側の符号３０６は、直接的に接触することなくパネルを切断するのに使用される高強度レーザを示す。米国テキサス州ヒューストン所在のハンズ・レーザ・テクノロジー（Han's Laser Technology Company）社製のＣＳ０４０５セラミック切断レーザに基づく高強度ＣＯ２レーザなどの、適切な市販のパネル切断装置が利用可能である。この方法は、限られた製造試験では、パネルを２つに切断する方法として実行可能であることが証明されている。
【００２２】
図３ｂは、プラットホーム、ローラ、ベルトコンベアまたは他の適切な支持体３０４の上に載置された石膏ウォールボード材料パネル３０２を再び示す。パネル面を横切るように配置されたソーブレード（saw blade）３０８の形態の機械的切断装置と、バンドソーツール（band saw tool）３１０などの電動支持構造とが設けられている。適切な市販のパネル切断装置としては、ドイツ国リムシュティング所在のSERRA Maschinenbau GmbH社製のBavaria SL 130i電動製材鋸が挙げられる。この鋸は、剛性のパネル支持構造体に取り付けられた、直線的に移動するヘッドを有している。このSL 130iを使用した試験は、約３．９メートル／分（１３フィート／分）という適切な速度で、石膏パネルを２つに切断（二分割）することができる。この速度は、本明細書に開示されている、向上した製造速度に適合するものである。
【００２３】
材料パネルを二分割した後、製造ステップ１０６において２つのパネル（半体）を互いに分離させ、下側半体２０４の上面の全体または一部に、ステップ１０８で特定される適切な手段によって上方から接着剤を塗布する。下側半体２０４の上側部分は、分散型真空吸引カップシステムを使用して持ち上げるのがよい。市販されている真空アシストシステムとしては、ドイツ国グラッテン所在のJ. Schmalz GmbH社製のSaugerspinne真空アシスト吊り上げ装置及びVacuMaster Light真空アシスト吊り上げ装置がある。
【００２４】
図４は、作業面４０８上に載置された、選択された厚さの最下層の石膏パネル４０６を示す。前述したように、一部の実施形態では、作業面４０８は、工程ステップを通じて材料を搬送するベルトコンベアであり、例えば、米国イリノイ州エルクグローブ所在のコンベアシステムズ・アンド・エンジニアリング社（Conveyor Systems & Engineering, Inc.）製の長さ３００メートル（１０００フィート）のOAL ACSIモデル190RBローラベッドベルトコンベアである。石膏ボード４０６は、真空カップを有する頭上吊り上げ装置を使用して、または、作業者が単純に持ち上げて適切な位置に置くことにより、作業面４０８上に載置される。持ち上げ装置は、石膏パネルを、作業面の高さまで持ち上げる。例えばＱｕｉｅｔＧｌｕｅ３２０（登録商標）などの接着剤４０４を、最下層の石膏パネル４０６の上面の全体または一部に塗布する。接着剤を部分的に塗布する場合、縞状、ランダムパターン、及び他の適切な幾何学的形状などの任意の塗布パターンで塗布することができる。接着剤４０４は、ローラ（塗布ローラと同様のもの）、ブラシ、幅広ナイフ、またはスプレーノズルを使用して塗布することができる。接着剤４０４は、石膏４０６の上面の全体を覆うか、または一部の実施形態では石膏４０６の上面の全面積よりも小さい面積を覆う（前述した米国特許第出願第１１／７３４，７７０号に記載の通り）。接着剤４０４が塗布された最下層石膏層４０６は、サンドイッチ構造体の中間体４１０を形成する。
【００２５】
次に、製造工程ステップ１１０において、接着剤の水分含有率が５重量％以下になるように、接着剤４０４を乾燥させる。
【００２６】
一実施形態では、１．２ｍ×２．４ｍ（４フィート×８フィート）のパネル材料上に形成された厚さ０．８ｍｍ（１／３２インチ）ないし３．２ｍｍ（１／８インチ）の粘弾性接着剤の層は、１５００立方メートル／分（５００００立方フィート／分）の流量の大気流（典型的には１９℃ないし２４℃で）に曝される。粘弾性接着剤の初期水分含有率は約３０重量％であり、大気流に曝した約５分後に水分含有率は約５重量％まで減少する。
【００２７】
接着剤４０４を乾燥させるのに、様々な方法を用いることができる。一実施形態では、接着剤層４１０が露出しているサンドイッチ中間体をガス拡散器の下方を通過させ、接着剤の約２．５４ｃｍ（１インチ）ないし３０．４８ｃｍ（１フィート）上方に位置するガス拡散器の開口部から所定の体積の気体、例えば１．５立方メートル／分（５０立方フィート／分）の空気が供給される。ある実施形態では、提供される気体は、大気である。他の実施形態では、提供される気体は、予熱された及び／または除湿された大気である。ガス吹き付けシステムは、送風装置から圧縮ガスを受け取るためのプレナムチャンバ（図示せず）を含む。圧縮ガスはその後、ガス拡散器の開口部から接着剤の露出面に向けて吹き付けられる。図６は、例示的なガス拡散板６００を示す。ガス拡散板６００は、サンドイッチ中間体４１０がガス拡散器の下方を通過するときに（例えばベルトコンベア法により）、サンドイッチ中間体４１０と対向するように配置されている。図示した例では、開口部６０２、６０４、６０６、６０８は、（ガス拡散板の短辺方向に）長さ約４５．７ｃｍ（１８インチ）、幅３．２ｍｍ（１／８インチ）であり、幅方向に互いに１．３ｃｍ（１／２インチ）隔てて、かつ前記長さ方向（前記短辺方向）に互いに１２．７ｃｍ（５インチ）ないし２０．３ｃｍ（８インチ）隔てて互い違いに配置されており、接着剤層は、ガス拡散板の２．５４ｃｍ（１インチ）ないし３０．４８ｃｍ（１フィート）下方を通過する。ガス拡散板６００の開口部（噴出口）の他の設計も使用可能であり、例えば、均一に分布するように配された小孔を用いることもできる。
【００２８】
一実施形態では、サンドイッチ中間体パネル４１０は、ベルトコンベア４０８によって搬送され、幅１．２ｍ（４フィート）、長さ（ベルトコンベアの搬送方向）７．３ｍ（２４フィート）の拡散板６００の約１５．２ｃｍ（６インチ）ないし２０．３ｃｍ（８インチ）下方を、３メートル／分（１０フィート／分）で通過する。接着剤は、大気温度の空気流（約２０℃（７０Ｆ）、相対湿度３０％）に約２．４分間曝される。拡散器４００及び開口部の正確な排気面積及び形状は重要なことではなく、拡散板６００の排気面積は、所望のガス流を提供できるように設定される。また、拡散板６００の排出面積は、適切な均等ガス流をガス拡散器から提供すべくプレナムチャンバが適切な背圧を有することができるような十分に小さい面積に設定される。一実施形態では、ガス流の流量は、約１５００立方メートル／分（５０，０００立方フィート／分）である。
【００２９】
ベルトコンベアを使用しない一実施形態では、サンドイッチ中間体パネル４１０は接着剤４０４を塗布するために作業面４０８上に載置される。作業面４０８は、パネル２１０が載置された作業面と同一または異なり得る。サンドイッチパネル中間体パネル４１０のサイズ及び形状と略同等のサイズ及び形状を有するガス拡散板６００が、サンドイッチ中間体パネルの上方にサンドイッチ中間体パネルと位置合わせして配置される。そして、ガス拡散板６００から接着剤の露出面に向けてガス（例えば空気）を５．２ｍ／秒（１７フィート／秒）の速度、約１５００立方メートル／分（５０，０００立方フィート／分）の流量で吹き付ける。この工程における重要なパラメータは、接着剤４０４のＰＳＡへの変化を達成することができる接着剤の乾燥度である。本発明の方法の特定の実施形態では、接着剤４０４の水分含有量を接着剤４０４をＰＳＡへ変化させるための適切な水分含有量（例えば、水分センサにより測定された５重量％の水分含有量）にするために、乾燥時間、ガス速度、拡散板６００の開口面積、拡散板６００から供給されるガスの温度及び湿度、及び接着剤４０４の厚さの組み合わせが適切に調節される。水分センサとしては、例えば、ドイツ国ハンブルク所在のTews Electronik社製のMW 3260マイクロ波水分センサを使用することができる。これらの因子が適度に一定であると仮定して、乾燥ステップ１１０での乾燥時間は、予め定められた時間が用いられる。もしも、接着剤が完全に乾燥してしまったら、サンドイッチ中間体に対して、次の材料を接着接合させることができない。約５重量％の水分含有率が、良好な接着性を有する粘着性接着剤を提供し、かつ、製造工程のステップ１１２でサンドイッチ構造体の組み立てが完了した後に乾燥を必要としない水分含有率である。
【００３０】
図５を参照して、本発明の方法を用いて製造される一部の構造体では、追加的な材料層５０４が、２つの外側パネル（例えば、石膏板４０２、４０６）の間に配置される。追加的な材料層の例には、ビニル、金属薄板、合板及び石膏が含まれる（特許文献１に詳述されている）。このような選択肢が選択された場合、ステップ１１２において、サンドイッチ中間体４１０の上（すなわち、ＰＳＡの露出面上）に追加的な材料層５０４を載置した後、前述したように、ステップ１０８において、追加的な材料層５０４の上面（露出面）に接着剤５０２を塗布する。そして、ステップ１１０において、接着剤５０２を乾燥させてＰＳＡを形成した後、別の材料層をさらに追加するか否かを判断する。別の材料層をさらに追加しない場合は、ステップ１１２において、ＰＳＡ層５０２の上に最上側石膏板４０２を載置し、サンドイッチ構造体４００を完成させる。
【００３１】
ステップ１１４において、完全に組み立てられた積層構造体４００に圧力を加えて各層の接合をより強固にする。一実施形態では、積層構造体４００を、直径１５．２４ｃｍ（６インチ）のローラの下を通過させ（あるいは、ローラを積層構造体の上を通過させる）、約２２．７キログラム（５０ポンド）の重量を、約３ｍ／分（１０フィート）／分の速度で加える。ステップ１１４において圧力を加えた後、積層構造体４００は完成し、出荷の準備ができる。ステップ１１４の後に、さらなる乾燥工程または他の製造工程は必要としない。
【００３２】
本発明の方法では、粘弾性感圧型接着剤を実質的に形成するために粘弾性接着剤を乾燥させるが、この乾燥工程で粘弾性接着剤を部分的に乾燥させることにより、積層構造体の組み立て後に積層構造体の各材料層を互いに接合させるべく積層構造体を乾燥チャンバに入れて粘弾性接着剤から余分な水分を除去する時間を短縮することができる。
【００３３】
本発明の実施形態についての上記の説明は、説明目的のために提示した。上記の説明は、開示された精密な形態に本発明が包括または限定されることは意図していない。様々な変更及び変形が、当業者には明らかであろう。
【００３４】
参照により本明細書に組み込まれる様々な開示が、本開示の一部または全部と矛盾する場合、矛盾の範囲、及び／または幅広い開示、及び／または用語の定義において、本開示が優先される。このような組み込まれた開示が互いに部分的にまたは全体的に矛盾する場合、矛盾の範囲において、後の日付の開示が優先される。
【００３５】
一般的な概念と特定の実施例について開示したが、本発明の保護範囲は添付のクレーム（特許請求の範囲）により規定されるものとする。添付されたクレームは出願人の権利を開示されたクレームに限定するものではなく、また、３５ＵＳＣ１２０条及び／または３５ＵＳＣ２５１条に従い出願される１またはそれ以上の追加の出願により字義通りにクレームされる主題に限定されるものでもない。
【００３６】
本明細書において他に明確に記載しない限り、通常の用語はそれが記載された文脈に対応する通常の意味を有し、通常の技術用語はそれに対応する通常の意味を有するものとする。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００８年５月８日に出願された米国特許出願第１２／１１７、６８７号（Brandon D. Tinianov、Kevin J. Surace及びAlbert C. Yanezによる「最適化された破断特性を有する防音材料の改良された製造方法」）の優先権を主張する。また、本出願は、本出願の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／６５８，８１４号（K. Surace及びM. Poratにより２００３年９月８日出願され、２００７年２月２７日に特許を取得した米国特許第７，１８１，８９１号「防音材料及びその製造方法」）、米国特許出願第１１／６９７，６９１号（B. Tinianovにより２００７年４月９日に出願された「向上した破断特性を有する防音材料及びその製造方法」）、及び米国特許出願第１１／７７０，４７６号（B. Tinianov及びK. Suraceにより２００７年６月２８日に出願された「防音材料の製造方法」）に関連する（これらの特許文献の開示内容はこの参照により本明細書に組み込まれるものとする）。
【背景技術】
【０００２】
現在、建造物の建築に使用される分厚い及び／または重たい積層パネルの製造には、広い作業面積が必要とされている。製造過程の材料が占める空間に加えて、製造に必要とされる面積は、前記材料を長期間に渡って保持する必要がある任意の工程ステップにより増加する。所与の処理量に関しては、処理工程を追加したり、任意のステップにおける処理時間を長くしたりすると、必要とされる作業面積が増加する。
【０００３】
例えば、前述の米国特許第７，１８１，８９１号（特許文献１）に開示されている積層構造体は、非金属材料からなる２つの外側層（一実施形態では、石膏ウォールボードの紙表面仕上げシート）と内側拘束層とを粘弾性接着剤層によって互いに接合させることにより構成される。ある実施形態では、両外側層間に、他の材料が組み込まれる。このような積層構造体（例えば特許文献１に開示されている積層構造体）の製造方法の一実施形態は、完成した構造体に圧力を加えながら乾燥させるステップを含む。前記接着剤を十分に乾燥させるためには、積層構造体を構成する材料に応じて、数時間から数日間のドゥエル時間（１つの工程ステップに要する時間と定義される）が必要とされ、その間にも、数時間から数日間のドゥエル時間を必要とする他の同様な構造体が製造される。長時間の乾燥時間が必要となるのは、接着剤に含まれている液体が石膏シートに染み込むのに要する時間が原因である。石膏シートに染み込んだ液体はその後、蒸発して周囲環境に放散される。前述した建築工程の乾燥ステップにおいて、大量の材料が保持される。材料の量は、生産速度に依存する。したがって、所望する最終製品処理量及び前記乾燥ステップのドゥエル時間により増加する単一構造体の量に対応する大型の乾燥チャンバが必要とされる。さらに、前記製造工程のあるステップでは、乾燥チャンバを、特定の高温及び低い相対湿度というエネルギー集約型の必要条件に維持することが求められる。
【０００４】
例えば、１．２ｍ（４フィート）×２．４ｍ（８フィート）×２．５４ｃｍ（１インチ）の構造体を１日あたり千個製造することが要求される場合は、５０℃ないし６０℃（１２０Ｆないし１４０Ｆ）の一定温度及び、約３０％の相対湿度、及び一定の空気流での乾燥を４８時間行う必要があると共に、所与の時間で２千個の構造体を乾燥させるのに必要な環境条件を提供するステージング・エリアが必要となる。そのようなステージング・エリアは、最低でも、約７．６ｍ（２５フィート）×１３．７ｍ（４５フィート）の設置面積と、７．６ｍ（２５フィート）の垂直クリアランス、つまり、８４３．８立方メートル（２８，１２５立方フィート）の乾燥空間を必要とする。一日あたり千個を超える最終製品の製造が求められる場合、さらに大きな乾燥空間が必要となる。長いドゥエル時間を必要とする他の工程ステップでも、所与の製造処理量に必要な設備は同様に増加する。また、サイクル時間（最終製品の製造開始から製造終了までの時間）が長いと、製造される製品の需要の増大に応じて、製造作業に要する時間が長くなる。
【０００５】
既存の製造方法の他の重要な側面は、積層パネル（一実施形態では、紙表面仕上げされた石膏ウォールボード）の両外側層が、完成した最終形態の伝統的な建築材料から成ることである。米国特許出願第１１／７７０，４７６号には、石膏ウォールボードを使用した実施形態では、両外側層の内面に表面仕上げ紙が存在しない場合、両外側層の内面同士を粘弾性接着剤で接合させることが好ましいことが示されている。米国特許出願第１１／６９７，６９１号には、一方の外側面が耐性紙で覆われていない積層防音パネルに、前記パネルを一体化させることが提案されている。しかし、石膏ウォールボードの両外側面の紙仕上げ面は、耐久性、耐摩耗性を有し、またさらには著しく向上した曲げ剛性を示すので、このことは実際には困難である。また、一方の面が紙仕上げ面で覆われていない改変された石膏ウォールボードは、移送中及び取扱中に損傷及び／または破壊が発生する恐れがある。
【０００６】
このような改変された紙仕上げ面を有さない石膏ウォールボードの第２の懸念は、そのような改変材料の製造は難しいため、価格が従来のパネルよりも高くなることである。また、そのような改変材料は一部の製造メーカでしか製造できないため、そのような改変された改変材料の供給は限定される。そのため、積層構造体を二分割することにより、製造中の製品を保持（staging）する中間工程を最小化し、かつ原材料のコストを著しく減少させることができる製造方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，１８１，８９１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
複数の材料を互いに積層させたサンドイッチ構造を有する積層構造体が、あるステップでのドゥエル時間を数時間ないし数日から数分に短縮させた本発明の製造方法により製造される。一実施形態では、ある層に塗布した接着剤を乾燥させた後に、その接着剤層上に別の層を積層させるようにすることにより、完成した積層構造体を乾燥させるための時間がかかる工程を省くことができる。特別に調合した接着剤を塗布した直後に、前記接着剤の表面に気体を吹き付けて前記接着剤を乾燥させることにより感圧型接着剤（ＰＳＡ）を形成する。その後、感圧型接着剤層の上に別の層を積層させて積層構造体を完成させる。完成後の積層構造体を乾燥させる工程は不要である。一実施形態では、個々の工程のドゥエル時間及び総サイクル時間は、製造中の材料がステージングされたり重なったりしない、ベルトコンベア式の組立ライン装置を使用した積層構造体の組み立て方法が十分可能となるように短縮される。
【０００９】
加えて、この製造方法は、原材料となる積層ウォールボードパネルをその主面（表面及び裏面）と平行な方向に二分割することにより、その内面に表面仕上げ紙が存在しない互いに対応する２つの半体を作製する新規な製造ステップを含む。このステップにより、原材料及び本発明の方法により製造された積層パネルが損傷することを減少させると共に、前記積層パネルの破断特性（パネルを２つに切断する性能）を維持または向上させることができる。
【００１０】
添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより、本発明をより完全に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による工程フローの一例を示す図である。
【図２】二分割された石膏ウォールボードパネルを示す図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、原材料となる石膏ウォールボードパネルを二分割する方法をそれぞれ示す。
【図４】本発明の方法により作製された防音積層体の側面図である。
【図５】本発明の方法により作製された別の防音積層体の側面図である。
【図６】粘弾性接着剤を粘弾性感圧型接着剤（ＰＳＡ）に変化させるべく粘弾性接着剤に向けて乾燥ガスを流すための複数の幅方向開口部（６０２、６０８）を有するガス拡散板を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
定義
【００１３】
【表１】
【００１４】
ドライウォール工法用の積層構造体は、選択された厚さの石膏ボードまたは他の材料からなる２つの外側層を、前記２つの外側層の内面の全体または一部に特定のパターンで塗布した吸音性接着剤によって互いに接合させたサンドイッチ構造を有する。一実施形態では、前記接着剤層は、特別に調合されたＱｕｉｅｔＧｌｕｅ３２０（登録商標）である。ＱｕｉｅｔＧｌｕｅ３２０（登録商標）は、特定の厚さを有する粘弾性材料であり、米国カリフォルニア州サニーベール所在のシリアス・マテリアルズ社（Serious Materials Inc.）から入手可能である。ＱｕｉｅｔＧｌｕｅ３２０（登録商標）は、典型的には、下記の表に記載した組成からなる。
【００１５】
ＱｕｉｅｔＧｌｕｅ３２０の組成
【００１６】
【表２】
【００１７】
表２に示した好ましい組成は、粘弾性接着剤の一例にすぎない。同様の結果を得るために他の組成を用いることもできる。また、表２に示した所与の範囲は、ここで検討した有用な組成の一例である。２つの石膏ボードの内面間には、約１．６ｍｍ（約１６分の１インチ）の厚さの接着剤層が形成される。種々の実施形態では、２つの外側石膏ボードの間に、別の組成の様々な数の材料層が挟み込まれる。各材料層は、隣接する層にＰＳＡによって接着される。以下の説明では、「接着剤（adhesive）、「接着剤（glue）」及び「ＰＳＡ」は、サンドイッチ積層構造体の文脈において互換的に使用される。本明細書では、ＰＳＡは、常に、粘弾性接着剤を乾燥させて形成した粘弾性感圧型接着剤層を指す。
【００１８】
図１は、本発明による工程フロー１００の一例を示す。最上層及び最下層に関する記載は、図２ないし図５における最上層及び最下層を指すものであり、本構造体及び代替的アセンブリの使用時の向きを意図するものではないことを理解されたい。ステップ１０２において、石膏ウォールボードの形態の原材料を特定する。この材料は、建築業界では一般的であり、石膏コアまたは繊維強化石膏コアを紙層で被覆したものである。典型的には、石膏コアの短辺方向の２つの端面は、被覆されず露出したままにされる。この石膏ウォールボードは、典型的には、幅１．２ｍ×長さ２．４ｍ（４フィート×８フィート）であるが、２．７ｍ（９フィート）、３ｍ（１０フィート）及び３．４ｍ（１１フィート）の長さも一般的である。石膏シートの厚さは、約６．４ｍｍ（約１／４インチ）ないし約２５．４ｍｍ（約１インチ）の範囲であり得る。このような製品は、建設資材の分野では一般的に入手可能であり、米国イリノイ州シカゴ所在のＵＳＧ社（USG Corporation）、米国ノースカロライナ州シャーロット所在のナショナル・ジプサム社（National Gypsum Company）、及びフランス国クールブボア所在のサンゴバン社（Saint-Gobain）によって製造されている。
【００１９】
製造プロセスステップ１０４では、石膏ウォールボードをその主面（表面及び裏面）と平行な方向（厚さ方向と垂直な方向）に二分割する。二分割されたパネルの斜視図を図２に示す。図２では、物品２００が、二分割されたパネルを示している。第１の半体２０２は、図３に示す手段により、第２の半体２０４から分離される。第１の半体２０２の厚さ２１２ａ及び第２の半体２０４の厚さ２１２ｂは、最終的な積層アセンブリの要求に応じて、互いに同一または異なり得る。図２に見ることができるように、パネル２００の外面は紙材２０６で覆われているが、パネル２００の内面２０８及び２１０は紙材で覆われていない。
【００２０】
石膏パネルを二分割して使用するという本発明の新規な方法は、従来の方法よりも優れた２つの重要な利点を提供する。第１に、二分割される単一のシートは、その半分の厚さのシートの２枚分よりも遥かに安価である。例えば、厚さ１５．９ｍｍ（５／８インチ）、幅１．２ｍ（４フィート）、長さ２．４ｍ（８フィート）のタイプＸの石膏シートの卸売価格は、９２．９平方メートル（１０００平方フィート）あたり約１５０ドルである。一方、厚さ７．９ｍｍ（５／１６インチ）、幅１．２ｍ（４フィート）、長さ２．４ｍ（８フィート）のパネルの卸売価格は、９２．９平方メートル（１０００平方フィート）あたり約１２５ないし１５０ドルである。厚さ１５．９ｍｍ（５／８インチ）のパネルを２二分割しない場合は、厚さ７．９ｍｍ（５／１６インチ）のパネルを２枚使用する必要がある。このため、この例では、２つの石膏ウォールボードを互いに積層させて積層体を構成した場合の９２．９平方メートル（１０００平方フィート）あたりコストは、厚さ７．９ｍｍ（５／１６インチ）のパネルを２枚積層させた場合は約２５０ドルないし３００ドルかかるが、厚さ１５．９ｍｍ（５／８インチ）のパネルを二分割して使用する場合は１５０ドルで済む。このように、石膏パネルを二分割して使用するという本発明の新規な方法によれば、パネルの材料コストを約４０％ないし５０％節約することができる。第２の利点は、石膏パネルを二分割して使用するという本発明の新規な方法は、標準的な外側材料層を用いないことにより、最適な破断特性を可能にすることである（米国特許第出願第１１／６９７，６９１号に記載の通り）。このことにより、原材料パネルの調達における自由度が大きくなる。したがって、本発明の新規な製造方法によれば、材料供給性の向上及び材料コストの低下を図ることができる。
【００２１】
図３ａ及び図３ｂは、原材料となる石膏ウォールボードパネルを二分割する方法の２つの例をそれぞれ示す。図３ａは、プラットホーム、ローラ、ベルトコンベアまたは他の適切な支持体３０４の上に載置された原材料となる石膏ウォールボードパネル３０２を示す。図３ａの右側の符号３０６は、直接的に接触することなくパネルを切断するのに使用される高強度レーザを示す。米国テキサス州ヒューストン所在のハンズ・レーザ・テクノロジー（Han's Laser Technology Company）社製のＣＳ０４０５セラミック切断レーザに基づく高強度ＣＯ２レーザなどの、適切な市販のパネル切断装置が利用可能である。この方法は、限られた製造試験では、パネルを２つに切断する方法として実行可能であることが証明されている。
【００２２】
図３ｂは、プラットホーム、ローラ、ベルトコンベアまたは他の適切な支持体３０４の上に載置された石膏ウォールボード材料パネル３０２を再び示す。パネル面を横切るように配置されたソーブレード（saw blade）３０８の形態の機械的切断装置と、バンドソーツール（band saw tool）３１０などの電動支持構造とが設けられている。適切な市販のパネル切断装置としては、ドイツ国リムシュティング所在のSERRA Maschinenbau GmbH社製のBavaria SL 130i電動製材鋸が挙げられる。この鋸は、剛性のパネル支持構造体に取り付けられた、直線的に移動するヘッドを有している。このSL 130iを使用した試験は、約３．９メートル／分（１３フィート／分）という適切な速度で、石膏パネルを２つに切断（二分割）することができる。この速度は、本明細書に開示されている、向上した製造速度に適合するものである。
【００２３】
材料パネルを二分割した後、製造ステップ１０６において２つのパネル（半体）を互いに分離させ、下側半体２０４の上面の全体または一部に、ステップ１０８で特定される適切な手段によって上方から接着剤を塗布する。下側半体２０４の上側部分は、分散型真空吸引カップシステムを使用して持ち上げるのがよい。市販されている真空アシストシステムとしては、ドイツ国グラッテン所在のJ. Schmalz GmbH社製のSaugerspinne真空アシスト吊り上げ装置及びVacuMaster Light真空アシスト吊り上げ装置がある。
【００２４】
図４は、作業面４０８上に載置された、選択された厚さの最下層の石膏パネル４０６を示す。前述したように、一部の実施形態では、作業面４０８は、工程ステップを通じて材料を搬送するベルトコンベアであり、例えば、米国イリノイ州エルクグローブ所在のコンベアシステムズ・アンド・エンジニアリング社（Conveyor Systems & Engineering, Inc.）製の長さ３００メートル（１０００フィート）のOAL ACSIモデル190RBローラベッドベルトコンベアである。石膏ボード４０６は、真空カップを有する頭上吊り上げ装置を使用して、または、作業者が単純に持ち上げて適切な位置に置くことにより、作業面４０８上に載置される。持ち上げ装置は、石膏パネルを、作業面の高さまで持ち上げる。例えばＱｕｉｅｔＧｌｕｅ３２０（登録商標）などの接着剤４０４を、最下層の石膏パネル４０６の上面の全体または一部に塗布する。接着剤を部分的に塗布する場合、縞状、ランダムパターン、及び他の適切な幾何学的形状などの任意の塗布パターンで塗布することができる。接着剤４０４は、ローラ（塗布ローラと同様のもの）、ブラシ、幅広ナイフ、またはスプレーノズルを使用して塗布することができる。接着剤４０４は、石膏４０６の上面の全体を覆うか、または一部の実施形態では石膏４０６の上面の全面積よりも小さい面積を覆う（前述した米国特許第出願第１１／７３４，７７０号に記載の通り）。接着剤４０４が塗布された最下層石膏層４０６は、サンドイッチ構造体の中間体４１０を形成する。
【００２５】
次に、製造工程ステップ１１０において、接着剤の水分含有率が５重量％以下になるように、接着剤４０４を乾燥させる。
【００２６】
一実施形態では、１．２ｍ×２．４ｍ（４フィート×８フィート）のパネル材料上に形成された厚さ０．８ｍｍ（１／３２インチ）ないし３．２ｍｍ（１／８インチ）の粘弾性接着剤の層は、１５００立方メートル／分（５００００立方フィート／分）の流量の大気流（典型的には１９℃ないし２４℃で）に曝される。粘弾性接着剤の初期水分含有率は約３０重量％であり、大気流に曝した約５分後に水分含有率は約５重量％まで減少する。
【００２７】
接着剤４０４を乾燥させるのに、様々な方法を用いることができる。一実施形態では、接着剤層４１０が露出しているサンドイッチ中間体をガス拡散器の下方を通過させ、接着剤の約２．５４ｃｍ（１インチ）ないし３０．４８ｃｍ（１フィート）上方に位置するガス拡散器の開口部から所定の体積の気体、例えば１．５立方メートル／分（５０立方フィート／分）の空気が供給される。ある実施形態では、提供される気体は、大気である。他の実施形態では、提供される気体は、予熱された及び／または除湿された大気である。ガス吹き付けシステムは、送風装置から圧縮ガスを受け取るためのプレナムチャンバ（図示せず）を含む。圧縮ガスはその後、ガス拡散器の開口部から接着剤の露出面に向けて吹き付けられる。図６は、例示的なガス拡散板６００を示す。ガス拡散板６００は、サンドイッチ中間体４１０がガス拡散器の下方を通過するときに（例えばベルトコンベア法により）、サンドイッチ中間体４１０と対向するように配置されている。図示した例では、開口部６０２、６０４、６０６、６０８は、（ガス拡散板の短辺方向に）長さ約４５．７ｃｍ（１８インチ）、幅３．２ｍｍ（１／８インチ）であり、幅方向に互いに１．３ｃｍ（１／２インチ）隔てて、かつ前記長さ方向（前記短辺方向）に互いに１２．７ｃｍ（５インチ）ないし２０．３ｃｍ（８インチ）隔てて互い違いに配置されており、接着剤層は、ガス拡散板の２．５４ｃｍ（１インチ）ないし３０．４８ｃｍ（１フィート）下方を通過する。ガス拡散板６００の開口部（噴出口）の他の設計も使用可能であり、例えば、均一に分布するように配された小孔を用いることもできる。
【００２８】
一実施形態では、サンドイッチ中間体パネル４１０は、ベルトコンベア４０８によって搬送され、幅１．２ｍ（４フィート）、長さ（ベルトコンベアの搬送方向）７．３ｍ（２４フィート）の拡散板６００の約１５．２ｃｍ（６インチ）ないし２０．３ｃｍ（８インチ）下方を、３メートル／分（１０フィート／分）で通過する。接着剤は、大気温度の空気流（約２０℃（７０Ｆ）、相対湿度３０％）に約２．４分間曝される。拡散器４００及び開口部の正確な排気面積及び形状は重要なことではなく、拡散板６００の排気面積は、所望のガス流を提供できるように設定される。また、拡散板６００の排出面積は、適切な均等ガス流をガス拡散器から提供すべくプレナムチャンバが適切な背圧を有することができるような十分に小さい面積に設定される。一実施形態では、ガス流の流量は、約１５００立方メートル／分（５０，０００立方フィート／分）である。
【００２９】
ベルトコンベアを使用しない一実施形態では、サンドイッチ中間体パネル４１０は接着剤４０４を塗布するために作業面４０８上に載置される。作業面４０８は、パネル２１０が載置された作業面と同一または異なり得る。サンドイッチパネル中間体パネル４１０のサイズ及び形状と略同等のサイズ及び形状を有するガス拡散板６００が、サンドイッチ中間体パネルの上方にサンドイッチ中間体パネルと位置合わせして配置される。そして、ガス拡散板６００から接着剤の露出面に向けてガス（例えば空気）を５．２ｍ／秒（１７フィート／秒）の速度、約１５００立方メートル／分（５０，０００立方フィート／分）の流量で吹き付ける。この工程における重要なパラメータは、接着剤４０４のＰＳＡへの変化を達成することができる接着剤の乾燥度である。本発明の方法の特定の実施形態では、接着剤４０４の水分含有量を接着剤４０４をＰＳＡへ変化させるための適切な水分含有量（例えば、水分センサにより測定された５重量％の水分含有量）にするために、乾燥時間、ガス速度、拡散板６００の開口面積、拡散板６００から供給されるガスの温度及び湿度、及び接着剤４０４の厚さの組み合わせが適切に調節される。水分センサとしては、例えば、ドイツ国ハンブルク所在のTews Electronik社製のMW 3260マイクロ波水分センサを使用することができる。これらの因子が適度に一定であると仮定して、乾燥ステップ１１０での乾燥時間は、予め定められた時間が用いられる。もしも、接着剤が完全に乾燥してしまったら、サンドイッチ中間体に対して、次の材料を接着接合させることができない。約５重量％の水分含有率が、良好な接着性を有する粘着性接着剤を提供し、かつ、製造工程のステップ１１２でサンドイッチ構造体の組み立てが完了した後に乾燥を必要としない水分含有率である。
【００３０】
図５を参照して、本発明の方法を用いて製造される一部の構造体では、追加的な材料層５０４が、２つの外側パネル（例えば、石膏板４０２、４０６）の間に配置される。追加的な材料層の例には、ビニル、金属薄板、合板及び石膏が含まれる（特許文献１に詳述されている）。このような選択肢が選択された場合、ステップ１１２において、サンドイッチ中間体４１０の上（すなわち、ＰＳＡの露出面上）に追加的な材料層５０４を載置した後、前述したように、ステップ１０８において、追加的な材料層５０４の上面（露出面）に接着剤５０２を塗布する。そして、ステップ１１０において、接着剤５０２を乾燥させてＰＳＡを形成した後、別の材料層をさらに追加するか否かを判断する。別の材料層をさらに追加しない場合は、ステップ１１２において、ＰＳＡ層５０２の上に最上側石膏板４０２を載置し、サンドイッチ構造体４００を完成させる。
【００３１】
ステップ１１４において、完全に組み立てられた積層構造体４００に圧力を加えて各層の接合をより強固にする。一実施形態では、積層構造体４００を、直径１５．２４ｃｍ（６インチ）のローラの下を通過させ（あるいは、ローラを積層構造体の上を通過させる）、約２２．７キログラム（５０ポンド）の重量を、約３ｍ／分（１０フィート）／分の速度で加える。ステップ１１４において圧力を加えた後、積層構造体４００は完成し、出荷の準備ができる。ステップ１１４の後に、さらなる乾燥工程または他の製造工程は必要としない。
【００３２】
本発明の方法では、粘弾性感圧型接着剤を実質的に形成するために粘弾性接着剤を乾燥させるが、この乾燥工程で粘弾性接着剤を部分的に乾燥させることにより、積層構造体の組み立て後に積層構造体の各材料層を互いに接合させるべく積層構造体を乾燥チャンバに入れて粘弾性接着剤から余分な水分を除去する時間を短縮することができる。
【００３３】
本発明の実施形態についての上記の説明は、説明目的のために提示した。上記の説明は、開示された精密な形態に本発明が包括または限定されることは意図していない。様々な変更及び変形が、当業者には明らかであろう。
【００３４】
参照により本明細書に組み込まれる様々な開示が、本開示の一部または全部と矛盾する場合、矛盾の範囲、及び／または幅広い開示、及び／または用語の定義において、本開示が優先される。このような組み込まれた開示が互いに部分的にまたは全体的に矛盾する場合、矛盾の範囲において、後の日付の開示が優先される。
【００３５】
一般的な概念と特定の実施例について開示したが、本発明の保護範囲は添付のクレーム（特許請求の範囲）により規定されるものとする。添付されたクレームは出願人の権利を開示されたクレームに限定するものではなく、また、３５ＵＳＣ１２０条及び／または３５ＵＳＣ２５１条に従い出願される１またはそれ以上の追加の出願により字義通りにクレームされる主題に限定されるものでもない。
【００３６】
本明細書において他に明確に記載しない限り、通常の用語はそれが記載された文脈に対応する通常の意味を有し、通常の技術用語はそれに対応する通常の意味を有するものとする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁、床、天井又はドアを構成するために使用するのに適した、かつ選択された厚さ及び面積を有する平坦パネルを含む積層構造体の製造方法であって、
第１の面及び第２の面を有する第１の外側材料層を提供するステップと、
前記第１の外側材料層の前記第１の面に、水分を含有する粘弾性接着剤層を形成するステップと、
前記接着剤層から選択された量の水分を除去すべく、前記接着剤層の表面に気体を所定時間流すステップと、
前記接着剤層上に第２の材料層を積層させるステップとを含み、
前記第１及び第２の材料層の間に形成された前記接着剤層によって、前記第１及び第２の材料層を互いに接合させるようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記第２の材料層が、前記積層構造体の外側層であることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
前記第２の材料層を前記接着剤層上に積層させた後に、前記積層構造体に圧力を加えるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記接着剤層の表面へ流す前に、前記気体を乾燥させるステップをさらに含むことを特徴とする。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１及び第２の材料層が、単一の材料層を二分割することにより作製したものであることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記第２の材料層の露出面に、水分を含有する第２の粘弾性接着剤層を形成するステップと、
前記第２の接着剤層から選択された量の水分を除去すべく、前記第２の接着剤層の表面に気体を所定時間流すステップとをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、
前記第２の接着剤層の表面へ流す前に、前記気体を乾燥させるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項６に記載の方法であって、
前記第２の接着剤層の表面に前記気体を所定時間流した後に、前記第２の粘弾性接着剤層上に第３の材料層を積層させるステップをさらに含み、
それにより前記積層構造体を形成したことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
前記第３の材料層を前記第２の粘弾性接着剤層上に積層させた後に、前記積層構造体に選択された圧力を加えるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
少なくとも、第１の材料層と、第２の材料層と、前記第１及び第２の材料層を互いに接合させる粘弾性接着剤層とを有する積層構造体を製造する方法であって、
前記第２の材料層が積層される層の露出面に、粘弾性接着剤層を選択されたパターンで形成するステップと、
前記粘弾性接着剤層から選択された量の水分を除去すべく、前記粘弾性接着剤層の表面に気体を流すステップと、
前記粘弾性接着剤層の表面に気体を流した後に、前記粘弾性接着剤層上に第２の材料層を積層させるステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記粘弾性接着剤層を前記露出面に、該露出面の全面積よりも小さい面積を覆うようにして選択されたパターンで形成したことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法であって、
前記粘弾性接着剤層が、前記第１の材料層における前記第２の材料層が積層される面に連続層として形成されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法であって、
前記粘弾性接着剤層が、０．８ｍｍ（１／３２インチ）ないし３．２ｍｍ（１／８インチ）の厚さを有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法であって、
前記粘弾性接着剤層の表面に前記気体を、前記粘弾性接着剤層の水分含有率を５重量％以下にするのに十分な時間流すようにしたことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の方法であって、
前記粘弾性接着剤の表面に前記気体を、前記粘弾性接着剤の水分含有率を５重量％ないし３０重量％にするのに十分な時間流すようにしたことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１０に記載の方法であって、
前記気体が空気であることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、
前記空気の温度が、略大気温度であることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、
前記空気を前記粘弾性接着剤層の表面に、約３００立方メートル／秒ないし約１５００立方メートル／秒の流量で流すようにしたことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１０に記載の方法によって製造された構造体。
【請求項２０】
請求項１に記載の方法によって製造された構造体。
【請求項２１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記選択されたパターンが、円形、正方形、長方形、三角形、縞状、多角形、ランダムな形状及び半円形からなる群より選択される１以上のパターンを含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１０に記載の方法であって、
前記第１の材料層は、前記第１の材料層が前記積層構造体の一部となったときに該構造体の内側面となる面に紙材または他の材料による表面仕上げが施されていない第１の石膏ウォールボード層であることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、
前記第２の材料層は、前記第２の材料層が前記積層構造体の一部となったときに該構造体の内側面となる面に紙材または他の材料による表面仕上げが施されていない第２の石膏ウォールボード層であることを特徴とする方法。
【請求項２４】
壁、床、天井又はドアを構成するために使用するのに適した、かつ選択された厚さ及び面積を有する平坦パネルを含む積層構造体の製造方法であって、
第１の面及び第２の面を有する第１の外側材料層を提供するステップと、
前記第１の外側材料層の前記第１の面の少なくとも一部に、水分を含有する粘弾性接着剤層を形成するステップと、
前記接着剤層から選択された量の水分を除去すべく、前記接着剤層の表面に気体を所定時間流すステップと、
前記接着剤層上に第２の材料層を積層させるステップとを含み、
前記第１の材料層と前記第２の材料層との間に配された前記接着剤層によって、前記第１の材料層と前記第２の材料層とを互いに接合させるようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、
前記第１の外側材料層が、石膏ウォールボードを二分割することにより作製され、前記石膏ウォールボードの厚さよりも薄い厚さを有し、一般的なウォールボード表面仕上げ材料で被覆された外側面をなす面と前記石膏ウォールボードの内側材料が露出した内側面をなす面とを有し、かつ前記外側面なす面と前記内側面をなす面とが平行となるように構成されていることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法であって、
前記石膏ウォールボードが、紙材またはガラス繊維マットにより表面仕上げされていることを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２４に記載の方法であって、
前記粘弾性接着剤層を、前記第１の外側材料層の前記第１の面の全体に形成したことを特徴とする方法。
【請求項２８】
壁、床、天井又を構成するために使用するのに適した積層構造体であって、
石膏ウォールボードを二分割することにより作製され、前記石膏ウォールボードの厚さよりも薄い厚さを有し、一般的なウォールボード表面仕上げ材料で被覆された外側面をなす面と前記石膏ウォールボードの内側材料が露出した内側面をなす面とを有し、かつ前記外側面なす面と前記内側面をなす面とが平行となるように構成された、第１の面及び第２の面を有する第１の外側材料層と、
前記接着剤層上に積層された第２の材料層とを含み、
前記接着剤層によって前記第１及び第２の材料層を互いに接合させたことを特徴とする構造体。
【請求項２９】
請求項２８に記載の積層構造体であって、
前記第２の層が、前記積層構造体の第２の外側材料層であり、
前記第２の外側材料層が、石膏ウォールボードを二分割することにより作製され、前記石膏ウォールボードの厚さよりも薄い厚さを有し、一般的なウォールボード表面仕上げ材料で被覆された外側面をなす面と前記石膏ウォールボードの内側材料が露出した内側面をなす面とを有し、かつ前記外側面なす面と前記内側面をなす面とが平行となるように構成されていることを特徴とする構造体。
【請求項１】
壁、床、天井又はドアを構成するために使用するのに適した、かつ選択された厚さ及び面積を有する平坦パネルを含む積層構造体の製造方法であって、
第１の面及び第２の面を有する第１の外側材料層を提供するステップと、
前記第１の外側材料層の前記第１の面に、水分を含有する粘弾性接着剤層を形成するステップと、
前記接着剤層から選択された量の水分を除去すべく、前記接着剤層の表面に気体を所定時間流すステップと、
前記接着剤層上に第２の材料層を積層させるステップとを含み、
前記第１及び第２の材料層の間に形成された前記接着剤層によって、前記第１及び第２の材料層を互いに接合させるようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記第２の材料層が、前記積層構造体の外側層であることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
前記第２の材料層を前記接着剤層上に積層させた後に、前記積層構造体に圧力を加えるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記接着剤層の表面へ流す前に、前記気体を乾燥させるステップをさらに含むことを特徴とする。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１及び第２の材料層が、単一の材料層を二分割することにより作製したものであることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記第２の材料層の露出面に、水分を含有する第２の粘弾性接着剤層を形成するステップと、
前記第２の接着剤層から選択された量の水分を除去すべく、前記第２の接着剤層の表面に気体を所定時間流すステップとをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、
前記第２の接着剤層の表面へ流す前に、前記気体を乾燥させるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項６に記載の方法であって、
前記第２の接着剤層の表面に前記気体を所定時間流した後に、前記第２の粘弾性接着剤層上に第３の材料層を積層させるステップをさらに含み、
それにより前記積層構造体を形成したことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
前記第３の材料層を前記第２の粘弾性接着剤層上に積層させた後に、前記積層構造体に選択された圧力を加えるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
少なくとも、第１の材料層と、第２の材料層と、前記第１及び第２の材料層を互いに接合させる粘弾性接着剤層とを有する積層構造体を製造する方法であって、
前記第２の材料層が積層される層の露出面に、粘弾性接着剤層を選択されたパターンで形成するステップと、
前記粘弾性接着剤層から選択された量の水分を除去すべく、前記粘弾性接着剤層の表面に気体を流すステップと、
前記粘弾性接着剤層の表面に気体を流した後に、前記粘弾性接着剤層上に第２の材料層を積層させるステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記粘弾性接着剤層を前記露出面に、該露出面の全面積よりも小さい面積を覆うようにして選択されたパターンで形成したことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法であって、
前記粘弾性接着剤層が、前記第１の材料層における前記第２の材料層が積層される面に連続層として形成されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法であって、
前記粘弾性接着剤層が、０．８ｍｍ（１／３２インチ）ないし３．２ｍｍ（１／８インチ）の厚さを有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法であって、
前記粘弾性接着剤層の表面に前記気体を、前記粘弾性接着剤層の水分含有率を５重量％以下にするのに十分な時間流すようにしたことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の方法であって、
前記粘弾性接着剤の表面に前記気体を、前記粘弾性接着剤の水分含有率を５重量％ないし３０重量％にするのに十分な時間流すようにしたことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１０に記載の方法であって、
前記気体が空気であることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、
前記空気の温度が、略大気温度であることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、
前記空気を前記粘弾性接着剤層の表面に、約３００立方メートル／秒ないし約１５００立方メートル／秒の流量で流すようにしたことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１０に記載の方法によって製造された構造体。
【請求項２０】
請求項１に記載の方法によって製造された構造体。
【請求項２１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記選択されたパターンが、円形、正方形、長方形、三角形、縞状、多角形、ランダムな形状及び半円形からなる群より選択される１以上のパターンを含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１０に記載の方法であって、
前記第１の材料層は、前記第１の材料層が前記積層構造体の一部となったときに該構造体の内側面となる面に紙材または他の材料による表面仕上げが施されていない第１の石膏ウォールボード層であることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、
前記第２の材料層は、前記第２の材料層が前記積層構造体の一部となったときに該構造体の内側面となる面に紙材または他の材料による表面仕上げが施されていない第２の石膏ウォールボード層であることを特徴とする方法。
【請求項２４】
壁、床、天井又はドアを構成するために使用するのに適した、かつ選択された厚さ及び面積を有する平坦パネルを含む積層構造体の製造方法であって、
第１の面及び第２の面を有する第１の外側材料層を提供するステップと、
前記第１の外側材料層の前記第１の面の少なくとも一部に、水分を含有する粘弾性接着剤層を形成するステップと、
前記接着剤層から選択された量の水分を除去すべく、前記接着剤層の表面に気体を所定時間流すステップと、
前記接着剤層上に第２の材料層を積層させるステップとを含み、
前記第１の材料層と前記第２の材料層との間に配された前記接着剤層によって、前記第１の材料層と前記第２の材料層とを互いに接合させるようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、
前記第１の外側材料層が、石膏ウォールボードを二分割することにより作製され、前記石膏ウォールボードの厚さよりも薄い厚さを有し、一般的なウォールボード表面仕上げ材料で被覆された外側面をなす面と前記石膏ウォールボードの内側材料が露出した内側面をなす面とを有し、かつ前記外側面なす面と前記内側面をなす面とが平行となるように構成されていることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法であって、
前記石膏ウォールボードが、紙材またはガラス繊維マットにより表面仕上げされていることを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２４に記載の方法であって、
前記粘弾性接着剤層を、前記第１の外側材料層の前記第１の面の全体に形成したことを特徴とする方法。
【請求項２８】
壁、床、天井又を構成するために使用するのに適した積層構造体であって、
石膏ウォールボードを二分割することにより作製され、前記石膏ウォールボードの厚さよりも薄い厚さを有し、一般的なウォールボード表面仕上げ材料で被覆された外側面をなす面と前記石膏ウォールボードの内側材料が露出した内側面をなす面とを有し、かつ前記外側面なす面と前記内側面をなす面とが平行となるように構成された、第１の面及び第２の面を有する第１の外側材料層と、
前記接着剤層上に積層された第２の材料層とを含み、
前記接着剤層によって前記第１及び第２の材料層を互いに接合させたことを特徴とする構造体。
【請求項２９】
請求項２８に記載の積層構造体であって、
前記第２の層が、前記積層構造体の第２の外側材料層であり、
前記第２の外側材料層が、石膏ウォールボードを二分割することにより作製され、前記石膏ウォールボードの厚さよりも薄い厚さを有し、一般的なウォールボード表面仕上げ材料で被覆された外側面をなす面と前記石膏ウォールボードの内側材料が露出した内側面をなす面とを有し、かつ前記外側面なす面と前記内側面をなす面とが平行となるように構成されていることを特徴とする構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１１−５２００２２（Ｐ２０１１−５２００２２Ａ）
【公表日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５０８７１７（Ｐ２０１１−５０８７１７）
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４３３７３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３７８１１
【国際公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【出願人】（５０６０７８３３４）シリアス・マテリアルズ・インコーポレイテッド (6)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４３３７３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３７８１１
【国際公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【出願人】（５０６０７８３３４）シリアス・マテリアルズ・インコーポレイテッド (6)
【Ｆターム（参考）】
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