含可再生组分的面板及其制造方法 相关申请的交叉引用
本申请要求根据 35 U.S.C.§120 的作为在 2008 年 4 月 18 日提交的美国序列号 12/106,077 的部分继续申请的利益， 并且该申请通过引用结合在此。
发明领域
本发明涉及用于建筑行业的面板， 这些面板包括一种研磨过的可再生组分以便改 进面板的声学和物理学特性。还提供了制造这种面板的方法。
背景
作为建筑面板用于贴砖或墙壁的面板对建筑物内部提供了建筑学价值、 声学吸收 作用、 声学衰减和实用功能。通常来说， 面板 ( 如吸音面板 ) 被用在要求噪声控制的区域 中。这些区域的例子是办公楼、 百货商场、 医院、 酒店、 礼堂、 机场、 餐厅、 图书馆、 教室、 音乐 厅、 以及电影院、 还有居民楼。
为了提供建筑学价值和实用功能， 吸音面板例如是基本上平坦的并且是自支撑的 以便悬吊在典型的天花板网格系统或类似结构中。因此， 吸音面板具有某一水平的硬度和 刚度， 这通常是由其破裂模量 (“MOR” ) 来度量的。为了获得所希望的声学特征， 吸音面板 还具有声音吸收和降低传输的性质。
声音吸收典型地是由其降噪系数 (“NRC” ) 来度量的， 如在 ASTMC423 中描述的。 NRC 是由一个在 0 与 1.00 之间的数字来表示的， 这个数字表明了到达这个面板的声音被吸 收的分数。具有 0.60 的 NRC 值的吸音面板吸收了冲击它的声音的 60％并且反射了声音的 40％。另一种测试方法是估算的 NRC(“eNRC” )， 这种方法使用一个阻抗管， 如在 ASTMC384 中所描述的。
降低声音传输的能力是由天花板衰减等级 (“CAC” ) 来度量的， 如在 ASTM E1414 中描述的。CAC 值是以分贝 (“dB” ) 度量的、 并且代表了当声音传输穿过该材料时声音降 低的量。例如， 具有 40 的 CAC 的吸音面板将所传输的声音降低了 40 分贝。类似地， 声音传 输的降低也可以由其声音传输等级 ( “STC” ) 来度量， 如在 ASTM E413 和 E90 中描述的。例 如， 具有 40 的 STC 值的面板将所传输的声音降低了 40 分贝。
根据不同的行业标准和建筑法规制成的吸音面板具有 A 类防火等级。根据 ASTM E84， 要求火焰蔓延指数小于 25、 并且烟雾发展指数小于 50。气流阻挡性是对垫片孔隙性的 度量， 它是根据修正后的 ASTM C423 和 C386 标准测试的。 此外， 吸音面板的硬度和垂度 MOR 是根据 ASTM C367 测试的。一块基础垫的增大的孔隙率改善了声学吸收性， 但是声学吸收 性并不通过任何特定的行业标准或建筑法规进行测量。在此引用的所有 ASTM 测试方法都 通过引用结合在此。
目前， 大多数吸音面板或贴砖是使用在本领域中优选的水法制垫工艺制成的， 这 是因为其速度和效率。 在一种水法制垫工艺中， 基础垫是利用一种类似造纸的方法形成的。 这种工艺的一种形式在授予 Baig 的美国专利号 5,911,818 中有所描述， 该专利通过引用结 合在此。首先， 将包括一种矿棉的水性稀分散体和一种轻质骨料的一个水性浆料送到一台Fourdrinier 型号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 / 或通过挤压来脱水。接着， 将脱水后的基础垫 ( 它可能 仍然含有一些水 ) 在一个加热的烘箱或烘干炉中干燥， 以出去残留湿气。通过精加工这个 干燥的基础垫而获得了具有可接受的大小、 外观和声学特性的面板。 精加工包括表面研磨、 切割、 穿孔 / 造成龟裂、 辊涂 / 喷涂、 边缘切割和 / 或将面板层叠到一个粗布或筛网上。
典型的吸音面板基础垫的组成包括无机纤维、 纤维素纤维、 粘合剂和填料。 如本行 业中已知的， 无机纤维可以是矿棉 ( 它可与矿渣棉、 岩棉和石棉互换 ) 或玻璃纤维。矿棉是 通过首先将矿渣棉或岩棉在 1300℃ (2373° F) 至 1650℃ (3002° F) 下熔化而形成的。熔 融的矿物随后通过连续的空气流在纤维化纺丝机中被纺成棉。无机纤维是坚硬的， 从而造 成给予了基础垫大体积和孔隙率。 相反地， 纤维素纤维作为结构性元件起作用， 从而提供了 潮湿的和干燥的基础垫两者的强度。 这种强度是由于在基础垫中形成了与不同成分的无数 氢键， 这是纤维素纤维的亲水本质的结果。
一种典型的基础垫粘合剂是淀粉。用在吸音面板中的典型的淀粉是未改性的、 未 煮过的淀粉粒料， 将它们分散在水性的面板浆料中并且总体上均匀分布在基础垫中。一旦 进行加热， 淀粉粒料变熟并溶解， 从而提供对面板成分的粘结能力。 淀粉不仅有助于吸音面 板的挠曲强度， 而且还改进了面板的硬度和刚度。在具有高浓度的无机纤维的某些面板组 成中， 使用胶乳粘合剂作为主要粘结试剂。 典型的基础垫填料包括重质和轻质的无机材料两者。 该填料的主要功能是提供挠 曲强度并且对面板的硬度做出贡献。 尽管贯穿本披露使用了术语 “填料” ， 但应当理解的是， 每种填料具有可以影响面板中的刚度、 硬度、 垂度、 声音吸收和声音传输降低的独特性质和 / 或特征。重质的填料的实例包括碳酸钙、 粘土或石膏。轻质的填料的实例包括膨胀珍珠 岩。作为填料， 膨胀珍珠岩具有体积大的优点， 由此降低了在基础垫中所要求的填料的量。 还可以考虑， 术语 “填料” 包括多种填料的组合或混合物。
膨胀珍珠岩的一个缺点是， 珍珠岩颗粒倾向于填充该基础垫中的孔隙并且密封其 表面， 这损害了面板的声音吸收能力。此外， 膨胀珍珠岩在制造过程中是相对脆且易碎的。 总体而言， 所用的膨胀珍珠岩的量越大， 面板的声学吸收特性就越差。 珍珠岩的膨胀还消耗 了大量能量。膨胀珍珠岩是在将珍珠岩矿石引入一个被加热到约 950℃ (1750℃ ) 的膨胀 塔中时形成的。珍珠岩结构中的水变成了蒸汽， 并且产生的膨胀使得珍珠岩如爆米花一般 “爆裂” ， 从而将密度降低到未膨胀材料的约十分之一。膨胀珍珠岩的更低的堆密度使它能 够在膨胀塔中向上流动并且被一个过滤装置收集。 这一过程使用了相对大量的能量来将所 有的珍珠岩加热到足以使其中的水蒸发的温度。
考虑到建筑行业中的当前趋势， 渴望一种对于环境友好的产品， 即制造这种产品 所用的方法使得全球变暖、 酸化、 烟雾、 水的富养化、 固体废物、 一次能源消耗和 / 或废水排 放减少。总体而言， 可以使用天然生长的、 可再生的材料来生产环境友好的建筑产品。在建 筑行业中， 一种广泛使用的可再生材料是木材， 但是它提供极小的声学吸收。类似地， 还有 大量的农业废物和副产物以及木材和家具行业废料， 这是很容易获得的但在建筑材料生产 中用途有限。
为了使用天然生长的、 可再生的材料， 需要将其纤维抽取出来并且这种抽取机理 可以通过将木质纤维素材料 ( 如木头、 稻草、 竹子及其他 ) 打浆以将该植物材料化学地或机
械地打碎成其单独的纤维细胞而进行。一种常见的化学打浆方法使用硫化钠、 氢氧化钠或 亚硫酸钠在约 150℃ (302° F) 至约 180℃ (356° F) 下溶解木质素， 从而将纤维的生物量 降低约 40％ -60％。相反地， 热 - 机械的打浆方法使木屑经受高温 ( 约 130℃ (266° F)) 和高压 ( 约 3-4 个大气压 (304-405kPa))， 从而使得木质素软化并且允许将纤维细胞机械 地撕裂分开。木质素的结合的破裂导致原材料的纤维分离， 所造成的其生物量的损失是约 5％ -10％。化学和热 - 机械两种打浆方法均要求大量能量， 以便将木质纤维素材料减小到 其单独的纤维。另外， 这样大分数的生物量的损失增加了原材料的成本。
若干美国专利传授了在建筑材料中使用可再生材料。美国专利号 6,322,731 披露 了一种用于形成不限长度的结构性面板的方法， 该面板包括一种有机颗粒的基体材料， 该 基体材料主要包括稻壳和一种粘合剂。由于对结构整体性的要求， 这个方法要求高温和高 压的组合来形成具有足够强度的面板。 所获得的面板因为其高密度和低孔隙率而具有相对 低的声音吸收值。通过所包围的多个空腔实现了隔热和隔声特征。
美国专利号 5,851,281 披露了一种用于制造水泥 - 废材料复合物的方法， 其中这 种废材料是稻谷皮。在不存在氧气的情况下将这些稻谷皮加热至约 600℃ (1112° F) 以生 产微小粒料。
美国专利号 6,443,258 披露了一种由固化的、 水性的、 泡沫的、 水泥性材料形成的 声学吸收性多孔面板。这种面板提供了良好的声学性能以及增强的耐久性和抗湿性。加入 了稻壳灰以增强这种泡沫的水泥面板的总体硬度。
发明概述
提供了一种用作建筑材料的面板， 该面板具有改进的声学和物理特性。本发明的 面板包括一种研磨过的可再生组分如稻壳、 并且具有改进的声学特性， 包括维持了相对恒 定的 CAC 或 STC。此外， 在维持或改进面板的其他物理特性 ( 包括 MOR、 硬度、 气流阻挡性和 垂度 ) 的同时实现了改进的 NRC。
在一个实施方案中， 本发明的面板包括一个面板内芯， 这个面板内芯包括 ： 按重量 计从约 0.1％到约 95％的一种研磨过的可再生组分 ； 按重量计从约 0.1％到约 95％的一种 或多种纤维 ； 按重量计从约 1％到约 30％的一种或多种粘合剂 ； 以及按重量计从约 3％到约 80％的一种或多种填料， 所有都基于干面板的重量。这种研磨过的可再生组分具有一种粒 径分布， 其中少于 5％的颗粒被具有约 0.312 英寸开口的网筛截留、 并且少于 5％的颗粒穿 过了具有约 0.059 英寸开口的网筛。
在另一个实施方案中， 一种用于生产用作建筑材料的面板的方法包括以下步骤 ： 选择一种研磨过的可再生组分 ； 将水与按重量计从约 0.1％到约 95％的这种可再生组分、 按重量计从约 1％到约 50％的一种纤维、 按重量计从约 1％到约 30％的一种粘合剂、 以及按 重量计从约 3％到约 80％的一种填料进行组合， 以形成一种水性浆料 ； 由这种水性浆料在 一个多孔丝网上形成一个基础垫 ； 从这个基础垫中去除水并且精加工这个基础垫。将这种 可再生组分分离以获得上述粒径分布。由这种方法制成的面板具有至少约 25 的 CAC 值以 及至少约 0.25 的 NRC 值之中的至少一者。
使用研磨过的可再生材料的一个优点是， 在制备它时没有显著的生物量损失。研 磨过的或碾磨过的可再生材料维持了其本体结构并且未经受化学改性或化学结构上的变 化 ( 如纤维分离 )。 生物量的保持导致了所购买的原材料的更有效的使用， 由此降低了其成本。 选择一种不同的填料用在建筑面板中常常不希望地改变了面板的特性。然而， 使 用本发明的可再生组分降低了能量和原材料成本， 同时维持或改进了面板的其他物理特 性。
发明的实施方案的详细说明
在此说明的产品、 方法和组成都旨在应用于用作建筑材料的面板。 更确切地， 这些 面板也可以用作天花板面板产品、 吸音面板或贴砖。以下讨论是针对作为本发明一个实施 方案的一种吸音面板 ； 然而这并非旨在以任何方式限制本发明。
吸音面板中存在纤维， 如无机纤维、 有机纤维或其组合。无机纤维可以是矿棉、 矿 渣棉、 岩棉、 石棉、 玻璃纤维或其混合物。 无机纤维是坚硬的， 从而给予了基础垫大体积和孔 隙率。吸音面板中无机纤维存在的量值为基于面板重量的约 0.1％到约 95％。这种吸音面 板的至少一个实施方案使用矿棉作为优选的纤维。纤维素纤维是有机纤维的一个例子， 它 作为结构元件起作用， 从而提供了潮湿的和干的基础垫两者的强度。这种强度是由于在基 础垫中形成了与不同成分的氢键， 这是纤维素纤维的亲水本质的结果。基础垫中的纤维素 纤维的范围可以为按面板重量计从约 1％到约 50％、 优选约 5％到约 40％、 并且最优选地从 约 10％到约 30％。一种优选的纤维素纤维是从再循环的新闻纸获得的。
这些面板包括至少一种为研磨过的可再生组分的成分。为了本发明的目的， 研磨 过的可再生组分被定义为木质或非木质植物、 或粒径通过机械手段被减小的一部分木质或 非木质植物。这些研磨过的可再生组分优选是木质纤维素， 这包括纤维素和木质素。这些 材料的潜在来源是来自耕作行业、 农业、 林业和 / 或建筑行业的废材料或副产品。
研磨过的可再生组分的实例包括但不限于 ： 稻壳、 荞麦壳、 坚果壳 ( 包括花生壳和 胡桃壳 )、 小麦糠、 燕麦皮、 黑麦穗、 棉籽壳、 椰子壳、 玉米糠、 玉米芯、 稻草秸秆、 小麦秸秆、 大 麦秸秆、 燕麦秸秆、 黑麦秸秆、 甘蔗渣、 芦苇、 西班牙茅草、 印度草、 亚麻、 洋麻、 黄麻、 大麻、 苎 麻、 马尼拉麻、 剑麻、 锯屑、 竹子、 木屑、 高粱杆、 葵花籽、 其他类似的材料及其混合物。
这些研磨过的可再生组分在与其他面板成分混合之前在尺寸上被减小。 这些研磨 过的可再生材料具有的粒径穿过了具有 0.312 英寸开口 ( 按 ASTM 滤器图表定义的 2.5 筛 目 ) 的网筛并且截留在具有 0.0059 英寸开口 ( 按 ASTM 滤器图表定义的 100 筛目 ) 的网筛 上。在某些实施方案中， 该可再生组分按从供应商处收到的原样使用。使用术语 “研磨过的 可再生组分” 是旨在包括通过本领域中已知的任何机械方法在尺寸上得以减小的颗粒， 包 括经捣碎、 撕碎、 研磨、 碾磨、 筛分的颗粒或其组合的颗粒。 尺寸减小任选地通过机械方法实 现， 如研磨或碾磨， 以便获得所希望的尺寸。至少一个实施方案使用了锤磨机类型的设备。
任选地， 研磨过的可再生组分可以用具有特定筛目尺寸的网筛进行筛分， 以便获 得所希望的粒径分布。 任选地将过大而无法穿过所希望的最大网筛的粗糙部分除去并且重 新处理， 直到所得的材料穿过该网筛。在一个实施方案中， 研磨过的稻壳首先用 #30 网筛进 行筛分以除去大颗粒、 随后通过 #80 网筛进行筛分以除去太细的颗粒。将处理过的、 穿过 #30 网筛并截留在 #80 网筛上的谷壳用于制造这些吸音面板。在这个实施方案中， 穿过了 #80 网筛的材料并不用在面板中。该 #30 网筛具有 0.022 英寸或 0.55mm 的开口。该 #80 网 筛具有 0.007 英寸或 180μm 的开口。在另一个实施方案中， 将从一个稻谷碾磨设备直接获 得的、 处理过的谷壳用于制造吸音面板。捣碎的可再生材料的颗粒分布优选地具有至少约
95％的穿过 #30 网筛的颗粒， 以及不多于约 5％的穿过美国筛分套件中的 #80 网筛的颗粒。
如在背景部分所讨论的， 膨胀珍珠岩是通常用作建筑面板中的填料之一的一种材 料。当用于天花板面板中时， 膨胀珍珠岩倾向于形成一种缺乏互联孔隙的结构。将研磨过 的可再生组分引入吸音面板中帮助阻断了该膨胀珍珠岩结构并且由此增加了互联的孔隙。 与具有珍珠岩但没有任何研磨过的可再生组分的面板相比， 除了珍珠岩以外还包括研磨过 的可再生组分的面板是更加多孔的、 并且产生了更高的声学吸收性。
已经观察到， 该研磨过的可再生组分的粒径越大， 声学吸收值越高。 对于任何一个 实施方案而言最优的粒径分布取决于所希望的声学吸收值。
应当理解， 该研磨过的可再生组分的粒径分布令人希望的是与其他成分 ( 如纤 维、 膨胀珍珠岩以及类似物 ) 相容的， 以便形成均相的且均匀的浆料。形成一种均匀的浆料 导致生产出均相的且均匀的基础垫。优选地， 对粒径分布进行选择以维持或改进面板的物 理整体性。
在某些实施方案中， 该研磨过的可再生组分包括按重量计少于约 5％的、 被 #6 网 筛截留的颗粒。 在其他实施方案中， 所使用的研磨过的可再生组分包括按重量计少于约 5％ 的、 被 #20 网筛截留的颗粒。在仍其他实施方案中， 所使用的、 研磨过的或碾磨过的可再生 组分包括按重量计少于约 5％的、 被 #30 网筛截留的颗粒。优选地， 该研磨过的可再生组分 3 3 具有在约 5 到约 50 lbs/ft (80 到 800kg/m ) 之间的堆密度， 更优选的堆密度为约 10 到 40 lbs/ft3(160 到 640kg/m3)， 并且最优选的范围是约 20 到约 35 lbs/ft3(320 到 560kg/m3)。 该 #6 网筛具有 0.132 英寸或 3.35mm 的开口， 该 #20 网筛具有 0.312 英寸或 800μm 的开口， 并且该 #30 网筛具有 0.22 英寸或 0.55mm 的开口
在基础垫中任选地包括淀粉作为粘合剂。典型的淀粉是未改性的、 未煮过的淀粉 粒料， 将它们分散在水性浆料中并且总体上均匀地分布在基础垫中。 将基础垫加热， 从而煮 熟并溶解淀粉粒料以便将面板成分粘结在一起。淀粉不仅有助于吸音面板的挠曲强度、 而 且还改进了面板的硬度和刚度。 此外， 该基础垫任选地包括基于面板干重在按重量计约 1％ 到约 30％、 更优选从约 3％到约 15％、 并且最优选从约 5％到约 10％的范围内的淀粉。
典型的基础垫填料包括轻质和重质的无机材料两者。 重质的填料的实例包括碳酸 钙、 粘土或石膏。还可以考虑将其他填料用于吸音面板中。在一个实施方案中， 利用了在按 面板重量计从约 0.5％到约 10％范围内的碳酸钙。也可以在按面板重量计约 3％到约 8％ 的范围内使用碳酸钙。
轻质的填料的一个实例是膨胀珍珠岩。膨胀珍珠岩是大体积的， 从而减少了在基 础垫中使用的填料的量。该填料的主要功能是改进面板的挠曲强度和硬度。尽管贯穿本 披露使用了术语 “填料” ， 但应当理解的是， 每种填料都具有可以影响面板中的刚度、 硬度、 垂度、 声音吸收和声音传输降低的独特性质和 / 或特征。在本实施方案的基础垫中的膨胀 珍珠岩的存在量值是在按面板重量计从约 5％到约 80％、 更优选按面板重量计约 10％到约 60％、 并且最优选地是按面板重量计从约 20％到约 40％的范围内。
在一个优选的实施方案中， 该基础垫包括一种研磨过的可再生组分、 矿棉、 膨胀珍 珠岩、 淀粉、 碳酸钙和 / 或粘土。优选的研磨过的可再生组分之一是稻壳。研磨过的可再生 组分的百分比是按面板重量计在约 0.1％到约 95％、 更优选约 5％到约 60％、 并且最优选从 约 7％到约 40％的范围内。吸音面板中的另一种任选的成分是粘土， 典型地包含它用来改进耐火性。当暴露 于火中时， 粘土不燃烧、 而是烧结。吸音面板任选地包括按面板重量计从约 0％到约 10％的 粘土， 优选的范围是约 1％到约 5％。 使用了多种类型的粘土， 包括但不限于 ： 来自 Gleason， TN 的 Spinks Clay and Ball Clay， 以及来自 Hickory， KY 的 Old Hickory Clay。
还任选地向吸音面板中加入一种絮凝剂。 这种絮凝剂优选地是在按面板重量计约 0.1％到约 3％、 并且更优选从约 0.1％到约 2％的范围内使用。有用的絮凝剂包括但不限 于： 碱式氯化铝、 硫酸铝、 氧化钙、 三氯化铁、 硫酸亚铁、 聚丙烯酰胺、 铝酸钠和硅酸钠。
在制造用于吸音面板的基础垫的一个实施方案中， 该水性浆料优选地是通过将水 与该研磨过的可再生组分、 矿棉、 膨胀珍珠岩、 纤维素纤维、 淀粉、 碳酸钙、 粘土和絮凝剂进 行混合而制造的。混合操作优选地在原料箱中进行， 是以分批方式或以连续方式。本领域 中已知的其他混合方法也是可接受的。 水的加入量是使得所得的总固体含量或稠度是在约 1％到约 8％、 优选从约 2％到约 6％、 并且更优选从约 3％到约 5％的稠度范围内。
一旦成型了包括上述成分的均相浆料， 就将浆料传送到一个流浆箱中， 这个流浆 箱提供了该浆料材料的稳定流动。 从流浆箱中流出的浆料被分配到一个移动的多孔丝网上 而形成潮湿的基础垫。首先通过重力将水从丝网中排出。在此考虑了在某些实施方案中， 可以将低的真空压力与从浆料中的重力排水结合使用或在其后使用。 之后任选地通过挤压 和 / 或使用真空辅助的除水作用而去除额外的水， 如本领域普通技术人员将了解的。剩余 的水典型地是在烘箱或烘干炉中蒸发， 以便形成这种成型的基础垫。 一旦成型， 这些基础垫优选地具有在约 7 到约 30 lbs/ft3(112 到 480kg/m3) 之间、 更优选在约 8 到 25 lbs/ft3(128 到 400kg/m3) 之间、 并且最优选从约 9 到约 20 lbs/ft3(144 到 320kg/m3) 的堆密度。
之后将成型的基础垫切割并且通过本领域普通技术人员熟知的精加工操作而转 化成吸音面板。除其他之外， 优选的精加工操作中的一些包括 ： 表面研磨、 涂覆、 穿孔、 造成 龟裂、 边缘细化和 / 或包装。
穿孔和造成龟裂显著地有助于改进来自上述基础垫的声学吸收值。 穿孔操作以受 控的深度和密度 ( 单位面积的穿孔数量 ) 在基础垫的表面上提供了多个穿孔。穿孔是通过 将装备有预定数量的针的一块板按压到基础垫上而进行。 造成龟裂是用装备有一个有图案 的金属板的辊在成型的基础垫表面上提供独特形状的凹痕。 穿孔和造成龟裂的步骤均打开 了基础垫的表面以及其内部结构， 由此允许空气进出该面板。基础垫中的开口还允许声音 进入基础垫内芯并被其吸收。
此外， 这些吸音面板任选地叠加有一个粗布或面罩。在此还考虑可以用工具刀来 手动切割本发明的吸音面板。
一旦成型， 本发明的吸音面板优选地具有在约 9 到约 32 lbs/ft3(144 到 513kg/m3) 之间、 更优选在约 10 到约 27 lbs/ft3(160 到 433kg/m3) 之间、 并且最优选从约 11 到约 22 3 3 lbs/ft (176 到 352kg/m ) 的堆密度。此外， 这些面板优选地具有在约 0.2 英寸到 1.5 英寸 (5 到 38mm) 之间、 更优选在约 0.3 英寸到 1.0 英寸 (8 到 25mm) 之间、 并且最优选从约 0.5 英寸到约 0.75 英寸 (13 到 19mm) 的厚度。
包括至少一种可再生组分的吸音面板优选地实现了至少约 0.25 的 NRC 值以及至 少约 25 的 CAC 值。另外， 这些吸音面板实现了至少约 0.15 的 eNRC 值。此外， 这些吸音面
板实现了至少约 80ps i 的 MOR 值以及至少约 100 lbf 的硬度值， 同时在一个 90％ RH 湿度 室内实现了 1.5 英寸 (38mm) 的最大垂度值。再另外， 这些吸音面板实现了小于约 25 的火 焰蔓延指数以及小于约 50 的烟雾发展指数。这些吸音面板还具有至少约 25 的 CAC。
实例 1
从 Zafu Store， Houston， TX 获得了荞麦壳。用装配有 0.05” (1.27mm) 直径穿孔 筛尺寸的 Fritz 磨机将荞麦壳进一步研磨。将这些荞麦壳研磨到所有材料都穿过这个筛。 研磨过的荞麦壳的堆密度是约 24.5lbs/ft3(392kg/m3)。研磨过的荞麦壳的尺寸分布为 ： 21.0％的被截留在 20 筛目上， 47.4％的被截留在 30 筛目上， 21.0％的被截留在 40 筛目上， 并且 5.6％的被截留在 50 筛目上， 2.8％的被截留在 100 筛目上， 并且 2.3％的穿过了 100 筛目。
通过将水与面板成分和变化量值的珍珠岩以及研磨过的荞麦壳混合来形成一种 具有约 4.5％稠度的浆料， 如表 1 所说明的。 在持续搅拌水时， 将这些成分按以下顺序加入 ： 新闻纸浆、 淀粉、 碳酸钙、 研磨过的荞麦壳、 矿棉以及膨胀珍珠岩。将浆料搅拌约 2 分钟。在 搅拌结束时， 向浆料中加入按重量计约 0.1％的絮凝剂。之后将浆料倾倒入一个具有 14” x 14” x 30” (0.36m x 0.36m x 0.76m) 尺寸的成型箱中。
在成型箱的底部， 由金属网格支撑的一个玻璃纤维粗布允许浆料的水自由排出、 同时截留了大部分固体。通过向这个成型箱施加低压力真空 (1” Hg(25mm)) 来去除额外的 水。之后挤压该潮湿的基础垫用于去除额外的水并且还用于固结该基础垫结构。最后， 通 过施加更高压力的真空 (5-9” Hg(127mmHg-229mmHg) 将该潮湿的基础垫进一步脱水。随后 将成型的基础垫在烘箱或烘干炉中于 315℃ (600° F) 干燥 30 分钟并于 149℃ (300° F) 干燥 3 小时以去除剩余的湿气。
在表 1 中， 使用按面板重量计约 10％的矿棉、 连同按面板重量计约 19％的新闻纸 纤维、 按面板重量计约 8％的淀粉以及按面板重量计约 6％的碳酸钙来形成面板。珍珠岩和 研磨过的荞麦壳的量如下所示。所获得的干燥的基础垫的特性也已列出。
表1
如所示出的， 包含荞麦壳的基础垫是更具声学吸收性的， 这是由高于对照物 (#1 试验 ) 的 eNRC 值指示的。
实例 2
从 American Wood Fiber Inc.， Columbia， MD 获得了用作松木寝具的木材锯末。
用装配有 0.050” (1.27mm) 直径穿孔筛尺寸的 Fritz 磨机将这些木材锯末进一步研磨。研 磨这些木材锯末直到所有材料都穿过这个筛。研磨过的木材锯末的堆密度是约 8.9 lbs/ ft3(143kg/m3)。 研磨过的木材锯末的尺寸分布为 ： 5.5％的被截留在 20 筛目上， 37.6％的被 截留在 30 筛目上， 24.3％的被截留在 40 筛目上， 并且 13.6％的被截留在 50 筛目上， 12.6％ 的被截留在 100 筛目上， 并且 6.4％的穿过了 100 筛目。
通过将水与面板成分和变化量值的珍珠岩以及研磨过的木材锯末混合来形成一 种具有约 4.5％稠度的浆料， 如表 2 所说明的。在持续搅拌水时， 将这些成分按以下顺序加 入： 新闻纸浆、 淀粉、 碳酸钙、 研磨过的木材锯末、 矿棉以及膨胀珍珠岩。将浆料搅拌约 2 分 钟。 在搅拌结束时， 向浆料中加入按浆料重量计约 0.1％的絮凝剂。 之后将浆料倾倒入一个 具有 14” x 14” x 30” (0.36m x 0.36m x 0.76m) 尺寸的成型箱中。
在成型箱的底部， 由金属网格支撑的一个玻璃纤维粗布允许浆料的水自由排出、 同时截留了大部分固体。通过向这个成型箱施加低压力真空 (1” Hg(25mm)) 来去除额外的 水。 之后挤压该潮湿的基础垫到一个恒定的潮湿厚度用于去除额外的水并且还用于固结该 基础垫结构。最后， 通过施加更高压力的真空 (5-9” Hg(127mmHg-229mmHg) 将该潮湿的基础 垫进一步脱水。随后将成型的基础垫在烘箱或烘干炉中于 315℃ (600° F) 干燥 30 分钟并 于 149℃ (300° F) 干燥 3 小时以去除剩余的湿气。 在表 2 中， 使用按面板重量计约 10％的矿棉、 连同按面板重量计约 19％的新闻纸 纤维、 按面板重量计约 8％的淀粉以及按面板重量计约 6％的碳酸钙来形成面板。珍珠岩和 研磨过的木材锯末的量如下所示。所获得的干燥的基础垫的特性也已列出。
表2
如所示出的， 包含研磨过的木材锯末的基础垫是更具声学吸收性的， 这是由高于 对照物 (#1 试验 ) 的 eNRC 值指示的。
实例 3
从 Warrenville， IL 的 Galusha Farm 获得了小麦秸秆。 用装配有 0.050” (1.27mm) 直径穿孔筛尺寸的 Fritz 磨机将小麦秸秆进一步研磨。将小麦秸秆研磨到所有材料都穿过 这个筛。研磨过的小麦秸秆的堆密度是约 7.7 lbs/ft3(123kg/m3)。研磨过的小麦秸秆的 尺寸分布为 ： 3.6％的被截留在 20 筛目上， 25.3％的被截留在 30 筛目上， 25.4％的被截留在 40 筛目上， 19.8％的被截留在 50 筛目上， 17.1％的被截留在 100 筛目上， 并且 8.9％的穿过 了 100 筛目。
通过将水与面板成分和变化量值的珍珠岩以及研磨过的小麦秸秆混合来形成一 种具有约 4.5％稠度的浆料， 如表 3 所说明的。在持续搅拌水时， 将这些成分按以下顺序加 入： 新闻纸浆、 淀粉、 碳酸钙、 研磨过的小麦秸秆、 矿棉以及膨胀珍珠岩。将浆料搅拌约 2 分 钟。 在搅拌结束时， 向浆料中加入按浆料重量计约 0.1％的絮凝剂。 之后将浆料倾倒入一个 具有 14” x 14” x 30” (0.36m x 0.36m x 0.76m) 尺寸的成型箱中。
在成型箱的底部， 由金属网格支撑的一个玻璃纤维粗布允许浆料的水自由排出、 同时截留了大部分固体。通过向这个成型箱施加低压力真空 (1” Hg(25mm)) 来去除额外的 水。 之后挤压该潮湿的基础垫到一个恒定的潮湿厚度用于去除额外的水并且还用于固结该 基础垫结构。最后， 通过施加更高压力的真空 (5-9” Hg(127mmHg-229mmHg) 将该潮湿的基础 垫进一步脱水。随后将成型的基础垫在烘箱或烘干炉中于 315℃ (600° F) 干燥 30 分钟并 于 149℃ (300° F) 干燥 3 小时以去除剩余的湿气。
在表 3 中， 使用按面板重量计约 10％的矿棉、 连同按面板重量计约 19％的新闻纸 纤维、 按面板重量计约 8％的淀粉以及按面板重量计约 6％的碳酸钙来形成面板。珍珠岩和 研磨过的小麦秸秆的量如下所示。所获得的干燥的基础垫的特性也已列出。
表3
如所示出的， 包含研磨过的小麦秸秆的基础垫是更具声学吸收性的， 这是由高于 对照物 (#1 试验 ) 的 eNRC 值指示的。
实例 4
从 ZEP， Carterville， GA. 获得了作为地面打扫材料的锯屑。该锯屑的堆密度是约 3 3 24.0 lbs/ft (384kg/m )。该锯屑的尺寸分布为 ： 9.0％的被截留在 20 筛目上， 24.3％的被 截留在 30 筛目上， 22.7％的被截留在 40 筛目上， 并且 19.1％的被截留在 50 筛目上， 21.4％ 的被截留在 100 筛目上， 并且 3.6％的穿过了 100 筛目。
通过将水与面板成分和变化量值的珍珠岩以及锯屑混合来形成一种具有约 4.5％ 稠度的浆料， 如表 4 所说明的。在持续搅拌水时， 将这些成分按以下顺序加入 ： 新闻纸浆、 淀粉、 碳酸钙、 锯屑、 矿棉以及膨胀珍珠岩。将浆料搅拌约 2 分钟。在搅拌结束时， 向浆料中 加入按重量计约 0.1％的絮凝剂。之后将浆料倾倒入一个具有 14” x 14” x 30” (0.36m x 0.36m x 0.76m) 尺寸的成型箱中。
在成型箱的底部， 由金属网格支撑的一个玻璃纤维粗布允许浆料的水自由排出、 同时截留了大部分固体。通过向这个成型箱施加低压力真空 (1” Hg(25mm)) 来去除额外的 水。之后挤压该潮湿的基础垫用于去除额外的水并且还用于固结该基础垫结构。最后， 通 过施加更高压力的真空 (5-9” Hg(127mmHg-229mmHg) 将该潮湿的基础垫进一步脱水。随后 将成型的基础垫在烘箱或烘干炉中于 315℃ (600° F) 干燥 30 分钟并于 149℃ (300° F) 干燥 3 小时以去除剩余的湿气。
在表 4 中， 使用按面板重量计约 10％的矿棉、 连同按面板重量计约 19％的新闻纸 纤维、 按面板重量计约 8％的淀粉以及按面板重量计约 6％的碳酸钙来形成面板。珍珠岩和 锯屑的量如下所示。所获得的干燥的基础垫的特性也已列出。
表4
如所示出的， 包含锯屑的基础垫是更具声学吸收性的， 这是由高于对照物 (#1 试 验 ) 的 eNRC 值指示的。
实例 5
从 Kramer Industries I nc.， Piscataway， NJ 获得了研磨过的玉米芯。该研磨 3 3 过的玉米芯的堆密度是约 18.5 lbs/ft (296kg/m )。该研磨过的玉米芯的尺寸分布为 ： 0.0％的被截留在 20 筛目上， 0.1％的被截留在 30 筛目上， 1.6％的被截留在 40 筛目上， 并 且 94.1％的被截留在 50 筛目上， 4.1％的被截留在 100 筛目上， 并且 0.2％的穿过了 100 筛 目。
通过将水与面板成分和变化量值的珍珠岩以及研磨过的玉米芯混合来形成一种 具有约 4.5％稠度的浆料， 如表 5 所说明的。 在持续搅拌水时， 将这些成分按以下顺序加入 ： 新闻纸浆、 淀粉、 碳酸钙、 研磨过的玉米芯、 矿棉以及膨胀珍珠岩。将浆料搅拌约 2 分钟。在 搅拌结束时， 向浆料中加入按重量计约 0.1％的絮凝剂。之后将浆料倾倒入一个具有 14” x 14” x 30” (0.36m x 0.36m x 0.76m) 尺寸的成型箱中。
在成型箱的底部， 由金属网格支撑的一个玻璃纤维粗布允许浆料的水自由排出、 同时截留了大部分固体。通过向这个成型箱施加低压力真空 (1” Hg(25mm)) 来去除额外的 水。之后挤压该潮湿的基础垫用于去除额外的水并且还用于固结该基础垫结构。最后， 通 过施加更高压力的真空 (5-9” Hg(127mmHg-229mmHg) 将该潮湿的基础垫进一步脱水。随后 将成型的基础垫在烘箱或烘干炉中于 315℃ (600° F) 干燥 30 分钟并于 149℃ (300° F) 干燥 3 小时以去除剩余的湿气。
在表 5 中， 使用按面板重量计约 10％的矿棉、 连同按面板重量计约 19％的新闻纸
纤维、 按面板重量计约 8％的淀粉以及按面板重量计约 6％的碳酸钙来形成面板。珍珠岩和 研磨过的玉米芯的量如下所示。所获得的干燥的基础垫的特性也已列出。
表5
如所示出的， 包含研磨过的玉米芯的基础垫是更具声学吸收性的， 这是由高于对 照物 (#1 试验 ) 的 eNRC 值指示的。
实例 6
从 Kramer Industries Inc.， Piscataway， NJ 获得了研磨过的胡桃壳。 该研磨过的 3 3 胡桃壳的堆密度是约 44.2 lbs/ft (708kg/m )。该研磨过的胡桃壳的尺寸分布为 ： 0.0％的 被截留在 20 筛目上， 0.0％的被截留在 30 筛目上， 3.9％的被截留在 40 筛目上， 并且 72.5％ 的被截留在 50 筛目上， 23.2％的被截留在 100 筛目上， 并且 0.3％的穿过了 100 筛目。
通过将水与面板成分和变化量值的珍珠岩以及研磨过的胡桃壳混合来形成一种 具有约 4.5％稠度的浆料， 如表 6 所说明的。 在持续搅拌水时， 将这些成分按以下顺序加入 ： 新闻纸浆、 淀粉、 碳酸钙、 研磨过的胡桃壳、 矿棉以及膨胀珍珠岩。将浆料搅拌约 2 分钟。在 搅拌结束时， 向浆料中加入按重量计约 0.1％的絮凝剂。之后将浆料倾倒入一个具有 14” x 14” x 30” (0.36m x 0.36m x 0.76m) 尺寸的成型箱中。
在成型箱的底部， 由金属网格支撑的一个玻璃纤维粗布允许浆料的水自由排出、 同时截留了大部分固体。通过向这个成型箱施加低压力真空 (1” Hg(25mm)) 来去除额外的 水。之后挤压该潮湿的基础垫用于去除额外的水并且还用于固结该基础垫结构。最后， 通 过施加更高压力的真空 (5-9” Hg(127mmHg-229mmHg) 将该潮湿的基础垫进一步脱水。随后 将成型的基础垫在烘箱或烘干炉中于 315℃ (600° F) 干燥 30 分钟并于 149℃ (300° F) 干燥 3 小时以去除剩余的湿气。
在表 6 中， 使用按面板重量计约 10％的矿棉、 连同按面板重量计约 19％的新闻纸 纤维、 按面板重量计约 8％的淀粉以及按面板重量计约 6％的碳酸钙来形成面板。珍珠岩和 研磨过的胡桃壳的量如下所示。所获得的干燥的基础垫的特性也已列出。
表6
如所示出的， 包含研磨过的胡桃壳的基础垫是更具声学吸收性的， 这是由高于对 照物 (#1 试验 ) 的 eNRC 值指示的。
实例 7
从一家本地杂货店获得了花生壳。用装配有 0.05” (1.27mm) 直径穿孔筛尺寸的 Fritz 磨机将花生壳进一步研磨。研磨花生壳直到所有材料都穿过这个筛。研磨过的花生 壳的堆密度是约 15.2 lbs/ft3(243kg/m3)。研磨过的花生壳的尺寸分布为 ： 0.2％的被截留 在 20 筛目上， 13.1％的被截留在 30 筛目上， 31.5％的被截留在 40 筛目上， 并且 19.8％的被 截留在 50 筛目上， 29.2％的被截留在 100 筛目上， 并且 6.1％的穿过了 100 筛目。
通过将水与面板成分和变化量值的珍珠岩以及研磨过的花生壳混合来形成一种 具有约 4.5％稠度的浆料， 如表 7 所说明的。 在持续搅拌水时， 将这些成分按以下顺序加入 ： 新闻纸浆、 淀粉、 碳酸钙、 研磨过的花生壳、 矿棉以及膨胀珍珠岩。将浆料搅拌约 2 分钟。在 搅拌结束时， 向浆料中加入按重量计约 0.1％的絮凝剂。之后将浆料倾倒入一个具有 14” x 14” x 30” (0.36m x 0.36m x 0.76m) 尺寸的成型箱中。
在成型箱的底部， 由金属网格支撑的一个玻璃纤维粗布允许浆料的水自由排出、 同时截留了大部分固体。通过向这个成型箱施加低压力真空 (1” Hg(25mm)) 来去除额外的 水。之后挤压该潮湿的基础垫用于去除额外的水并且还用于固结该基础垫结构。最后， 通 过施加更高压力的真空 (5-9” Hg(127mmHg-229mmHg) 将该潮湿的基础垫进一步脱水。随后 将成型的基础垫在烘箱或烘干炉中于 315℃ (600° F) 干燥 30 分钟并于 149℃ (300° F) 干燥 3 小时以去除剩余的湿气。
在表 7 中， 使用按面板重量计约 10％的矿棉、 连同按面板重量计约 19％的新闻纸 纤维、 按面板重量计约 8％的淀粉以及按面板重量计约 6％的碳酸钙来形成面板。珍珠岩和 研磨过的花生壳的量如下所示。所获得的干燥的基础垫的特性也已列出。
表7
如所示出的， 包含研磨过的花生壳的基础垫是更具声学吸收性的， 这是由高于对 照物 (#1 试验 ) 的 eNRC 值指示的。
实例 8
从 Archer Deniels Midland， ND 获得了研磨过的葵花籽壳。研磨过的葵花籽壳的 3 3 堆密度是约 12.4 lbs/ft (199kg/m )。研磨过的葵花籽壳的尺寸分布为 ： 0.1％的被截留在 20 筛目上， 8.9％的被截留在 30 筛目上， 30.3％的被截留在 40 筛目上， 并且 29.3％的被截 留在 50 筛目上， 23.9％的被截留在 100 筛目上， 并且 7.5％的穿过了 100 筛目。
通过将水与面板成分和变化量值的珍珠岩以及研磨过的葵花籽壳混合来形成一 种具有约 4.5％稠度的浆料， 如表 8 所说明的。在持续搅拌水时， 将这些成分按以下顺序加 入： 新闻纸浆、 淀粉、 碳酸钙、 研磨过的葵花籽壳、 矿棉以及膨胀珍珠岩。将浆料搅拌约 2 分 钟。 在搅拌结束时， 向浆料中加入按重量计约 0.1％的絮凝剂。 之后将浆料倾倒入一个具有 14” x 14” x 30” (0.36m x 0.36m x 0.76m) 尺寸的成型箱中。
在成型箱的底部， 由金属网格支撑的一个玻璃纤维粗布允许浆料的水自由排出、 同时截留了大部分固体。通过向这个成型箱施加低压力真空 (1” Hg(25mm)) 来去除额外的 水。之后挤压该潮湿的基础垫用于去除额外的水并且还用于固结该基础垫结构。最后， 通 过施加更高压力的真空 (5-9” Hg(127mmHg-229mmHg) 将该潮湿的基础垫进一步脱水。随后 将成型的基础垫在烘箱或烘干炉中于 315℃ (600° F) 干燥 30 分钟并于 149℃ (300° F) 干燥 3 小时以去除剩余的湿气。 在表 8 中， 使用按面板重量计约 10％的矿棉、 连同按面板重量计约 19％的新闻纸 纤维、 按面板重量计约 8％的淀粉以及按面板重量计约 6％的碳酸钙来形成面板。珍珠岩和 研磨过的葵花籽壳的量如下所示。所获得的干燥的基础垫的特性也已列出。
表8
如所示出的， 包含研磨过的葵花籽壳的基础垫是在声学上更具吸收性的， 这是由 高于对照物 (#1 试验 ) 的 eNRC 值指示的。
虽然已经对于包括一种可再生组分的、 用作建筑材料的面板的具体实施方案进行 了展示和说明， 但本领域的技术人员应认识到可以对其做出多种改变和变更而不与本发明 在其更广的方面以及如以下权利要求书中所规定的相背离。
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