СИСТЕМА КРЕПЛЕНИЯ ХОЛСТА

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Эта заявка представляет собой международную заявку PCT патентной заявки Соединенных Штатов № 14/925,552, поданной 28 октября 2015 года. Содержание вышеуказанной заявки включено здесь ссылкой.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] Настоящее изобретение относится к потолочным панелям, содержащим пористые холсты, которые связаны с акустическими подложками системой крепления холста, содержащей адгезив.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Потолочные панели повышают конструкционные достоинства, обеспечивают поглощение и ослабление звука, и/или придают утилитарные функции интерьерам строений. Как правило, потолочные панели могут быть использованы в помещениях общественного пользования, в которых требуется контроль уровня шума, таких как офисные здания, универсальные магазины, больницы, гостиницы, зрительные залы, аэропорты, рестораны, библиотеки, аудитории, театры, кинотеатры, и некоторые жилые дома.

[0004] Желательные поглощение и ослабление звука могут достигаться созданием потолочных панелей, которые проявляют достаточное протекание воздуха через них. Достижение желательного потока воздуха сквозь потолочную панель оказывается затруднительным, когда оно должно быть согласовано с необходимостью в соединении отдельных слоев многослойной потолочной панели - такой как панель, имеющая базовую подложку и декоративный холст. Связывание базовой подложки и декоративного холста может быть достигнуто нанесением адгезива между ними, однако адгезив сокращает величину воздушного потока сквозь потолочную панель, а также повышает пожароопасность. Таким образом, существует потребность в потолочной панели, которая может не только обеспечивать надлежащее адгезионное связывание между многочисленными слоями, но также не нарушает одновременно воздушный поток через потолочную панель, в то же время не повышая опасность возгорания или не создавая необходимость в чрезмерных количествах огнезащитных веществ.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Настоящее изобретение направлено на потолочную панель, содержащую пористый холст на акустической подложке, и адгезив в сухом состоянии. Акустическая подложка содержит волокна подложки, и имеет первую основную поверхность подложки и вторую основную поверхность подложки, противоположную относительно первой основной поверхности подложки, причем акустическая подложка также имеет первое сопротивление воздушному потоку, измеренное сквозь акустическую подложку от первой основной поверхности подложки до второй основной поверхности подложки. Пористый холст содержит волокна холста, и имеет первую основную поверхность холста и вторую основную поверхность холста, противоположную относительно первой основной поверхности холста. Адгезив в сухом состоянии имеет содержание твердых веществ по меньшей мере 99%, и адгезивно соединяет первую основную поверхность подложки акустической подложки со второй основной поверхностью пористого холста, причем адгезив в сухом состоянии содержит гелеобразующий пленкообразующий полимер, и адгезив в сухом состоянии присутствует в количестве, которое варьирует от 4 г/м² до 13 г/м².

[0006] В других вариантах осуществления настоящее изобретение направлено на способ изготовления потолочной панели, причем способ включает в себя этапы, на которых наносят водную смесь, содержащую воду и гелеобразующий полимер, по меньшей мере на одну из первой основной поверхности акустической подложки или второй основной поверхности пористого холста, по существу, в виде недискретной конфигурации, приводят первую основную поверхность акустической подложки в контакт со второй основной поверхностью пористого холста с образованием наслоенной структуры; и высушивают наслоенную структуру для адгезивного соединения акустической подложки и пористого холста друг с другом, причем гелеобразующий полимер присутствует в количестве, варьирующем от 1 вес.% до 20 вес.%, в расчете на общий вес водной смеси, и водная смесь наносят по меньшей мере на одну из первой основной поверхности акустической подложки или второй основной поверхности пористого холста в количестве, варьирующем от 80 г/м² до 170 г/м².

[0007] В других вариантах осуществления настоящее изобретение направлено на потолочную панель, содержащую акустическую подложку, пористый холст и адгезив между акустической подложкой и пористым холстом, который адгезивно соединяет акустическую подложку с пористым холстом, причем адгезив содержит поливиниловый спирт в количестве, варьирующем от 4 г/м² до 13 г/м², причем поливиниловый спирт является гидролизованным по меньшей мере на 85%; и причем холст, адгезивно соединенный с акустической подложкой, проявляет усилие отрыва холста по меньшей мере 15 фунтов/6 дюймов² (6,8 кгс/38,7 см²).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Настоящее изобретение станет более понятным из подробного описания и сопроводительных чертежей, в которых:

[0009] Фигура 1 представляет вид в перспективе потолочной панели согласно настоящему изобретению;

[0010] Фигура 2 представляет вид в разрезе по отдельности акустической подложки и пористого холста согласно настоящему изобретению;

[0011] Фигура 3 представляет вид потолочной панели согласно настоящему изобретению в разрезе, проведенном по линии II-II в Фигуре 1;

[0012] Фигура 4 представляет потолочную систему, содержащую потолочную панель в смонтированном состоянии согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0013] Нижеследующее описание предпочтительного(-ных) варианта(-ов) исполнения является только примерным по природе, и никоим образом не предполагает ограничения изобретения, его использования или вариантов применения.

[0014] Как используемые повсюду, диапазоны применяются как условное обозначение каждого и всякого значения, которое находится в пределах диапазона. Любое значение в пределах диапазона может быть выбрано как конечная точка диапазона. В дополнение, все цитированные здесь литературные источники тем самым включены во всей своей полноте. В случае противоречия между определением в настоящем изобретении и определением в цитированном литературном источнике превалирует настоящее изобретение. Термин «около» для цели изобретения подразумевает +/-5%. Выражение «по существу не содержит» для цели настоящего изобретения означает менее 5 вес.%.

[0015] Если не оговаривается иное, все процентные доли и количества, выраженные здесь и где-то еще в описании, следует понимать как относящиеся к уровням процентного содержания по весу. Приведенные количества основываются на фактическом весе материала.

[0016] Со ссылкой на Фигуры 1 и 4, настоящее изобретение направлено на потолочную панель 1, которая может быть использована в потолочной системе 20. Потолочная система 20 может содержать по меньшей мере одну потолочную панель 1, и по меньшей мере две по существу параллельных опорных балки 3. Потолочная система 20 может содержать многочисленные потолочные панели 1. Каждая из опорных балок 3 может содержать перевернутый тавровый профиль, имеющий горизонтальную полку 31 и вертикальную перегородку 32. Потолочная система 20 может дополнительно содержать многочисленные первые балки 3, которые по существу параллельны друг другу, и многочисленные вторые балки (не показаны), которые по существу перпендикулярны первым балкам 3. В некоторых вариантах исполнения многочисленные вторые балки пересекаются с многочисленными первыми балками 3 с образованием перекрещивающейся потолочной опорной решетки 7. Над потолочной опорной решеткой 7 находится замкнутое воздушное пространство 6, и ниже потолочной опорной решетки 7 находится активная окружающая среда 5 в помещении.

[0017] Со ссылкой на Фигуры 1 и 3, потолочная панель 1 может содержать первую основную открытую поверхность 2 и вторую основную открытую поверхность 3, противоположную относительно первой основной открытой поверхности 2. Потолочная панель 1 может дополнительно содержать боковую поверхность 4 потолочной панели, которая является протяженной между первой основной открытой поверхностью 2 и второй основной открытой поверхностью 3, определяя тем самым периметр потолочной панели 1.

[0018] Со ссылкой на Фигуру 4, потолочная система 20 в смонтированном состоянии имеет первую основную открытую поверхность 2 потолочной панели 1, обращенную к активной окружающей среде 5 в помещении, и вторую основную открытую поверхность 3 потолочной панели 1, обращенную к замкнутому воздушному пространству 6. По меньшей мере две противолежащих горизонтальных полки 31 на опорных балках 3 находятся в контакте с первой основной открытой поверхностью 2 каждой потолочной панели 1, тем самым закрепляя потолочную панель 1 внутри потолочной опорной решетки 7 потолочной системы 20.

[0019] Со ссылкой теперь на Фигуры 1-3, потолочная панель 1 согласно настоящему изобретению может содержать акустическую подложку 200 и пористый холст 100, связанный с акустической подложкой 200 адгезивом 300. Как показано в Фигуре 2, акустическая подложка 200 может содержать первую основную поверхность 202 подложки и вторую основную поверхность 203 подложки, противоположную относительно первой основной поверхности 202 подложки. Пористый холст 100 может содержать первую основную поверхность 102 холста и вторую основную поверхность 103 холста, противоположную относительно первой основной поверхности 102 холста. Первая основная открытая поверхность 2 потолочной панели 1 может содержать первую основную поверхность 102 пористого холста 100. Вторая основная открытая поверхность 3 потолочной панели 1 может содержать вторую основную поверхность 203 акустической подложки 200.

[0020] В других вариантах исполнения верхнее покрытие, содержащее пигмент (например, частицы диоксида титана (TiО₂)) и, необязательно, полимерный связующий материал, может быть нанесено на первую основную поверхность 102 пористого холста 100 так, что по меньшей мере часть первой основной открытой поверхности 2 потолочной панели 1 включает в себя содержащее пигмент верхнее покрытие.

[0021] Потолочная панель 1 может содержать боковую поверхность 4 потолочной панели, которая является протяженной между первой и второй основными поверхностями 2, 3 потолочной панели 1, определяя тем самым периметр потолочной панели 1. Акустическая подложка 200 может содержать боковую поверхность 204 подложки, которая является протяженной между первой основной поверхностью 202 подложки и второй основной поверхностью 203, определяя тем самым периметр акустической подложки 200. Как показано в Фигуре 1, по меньшей мере часть боковой поверхности 4 потолочной панели может содержать боковую поверхность 204 подложки 200. Пористый холст 100 может дополнительно содержать боковую поверхность 104 холста, которая является протяженной между первой основной поверхностью 102 холста и второй основной поверхностью 103 холста, определяя тем самым периметр пористого холста 100. Как показано в Фигуре 1, по меньшей мере часть боковой поверхности 4 потолочной панели может содержать боковую поверхность 104 холста 100.

[0022] Со ссылкой теперь на Фигуру 2, акустическая подложка 200 может иметь толщину Т₁ подложки, как измеренную от первой основной поверхности 202 подложки до второй основной поверхности 203 подложки. В некоторых вариантах исполнения толщина Т₁ подложки варьирует от около 12 мм до около 38 мм - включая все поддиапазоны и значения между ними. Пористый холст 100 может иметь толщину Т₂ холста, как измеренную от первой основной поверхности 102 холста до второй основной поверхности 103 холста. В некоторых вариантах исполнения толщина Т₂ холста варьирует от около 0,1 мм до около 1,0 мм - включая все поддиапазоны между ними. В некоторых вариантах исполнения толщина Т₂ холста варьирует от около 0,3 мм до около 0,8 мм - включая все поддиапазоны между ними.

[0023] Потолочная панель 1 может иметь толщину Т₃ панели, как измеренную от первой основной открытой поверхности 2 потолочной панели 1 до второй основной открытой поверхности 3 потолочной панели 1. Толщина Т₃ панели может варьировать от около 12 мм до около 38 мм. В некоторых вариантах исполнения сумма толщины Т₁ подложки 200 и толщины Т₂ холста 100 является примерно равной толщине Т₃ панели в потолочной панели 1.

[0024] Акустическая подложка 200 может состоять из волокон и связующего материала. В некоторых вариантах исполнения акустическая подложка 200 может дополнительно содержать наполнитель. Акустическая подложка 200 может формировать нетканую структуру из волокон. Неограничивающие примеры волокон включают минеральную вату (также называемую шлаковой ватой), базальтовую вату, каменную вату, стекловолокно, целлюлозные волокна (например, бумажное волокно, конопляное волокно, джутовое волокно, льняное волокно, или другие натуральные волокна), полимерные волокна (в том числе сложные полиэфиры, полиэтилен, и/или полипропилен), белковые волокна (например, овечью шерсть), и их комбинации. В зависимости от конкретного типа материала, волокна могут быть либо гидрофильными (например, целлюлозные волокна), либо гидрофобными (например, стекловолокно, минеральная вата, базальтовая вата, каменная вата). В некоторых вариантах исполнения связующий материал может содержать крахмал, латекс или тому подобные. Наполнитель может содержать порошки карбоната кальция, глины, гипса и вспученного перлита.

[0025] Акустическая подложка 200 может иметь плотность, варьирующую от около 40 кг/м³ до около 250 кг/м³ - включая все целые числа и поддиапазоны между ними. В предпочтительном варианте исполнения акустическая подложка 200 может иметь плотность, варьирующую от около 40 кг/м³ до около 190 кг/м³ - включая все значения и поддиапазоны между ними.

[0026] Акустическая подложка 200 согласно настоящему изобретению может иметь пористость, варьирующую от около 60% до около 98% - включая все значения и поддиапазоны между ними. В предпочтительном варианте исполнения акустическая подложка 200 имеет пористость, варьирующую от около 75% до 95% - включая все значения и поддиапазоны между ними. Согласно настоящему изобретению, пористость подразумевает следующее:

% пористости=[V_Total- (V_Binder+V_Fibers+V_Filler)]/V_Total

[0027] Где V_Total имеет отношение к общему объему акустической подложки 200, определяемому первой основной поверхностью 202 подложки, второй основной поверхностью 203 подложки и боковыми поверхностями 204 подложки. V_Binder относится к общему объему, занимаемому связующим материалом в акустической подложке 200. V_Fibers имеет отношение к общему объему, занимаемому волокнами в акустической подложке 200. V_Filler относится к общему объему, занимаемому наполнителем в акустической подложке 200. Таким образом, % пористости представляет количество свободного объема внутри акустической подложки 200.

[0028] Акустическая подложка 200 может иметь первое сопротивление (R₁) воздушному потоку, которое измеряется через акустическую подложку 200 от первой основной поверхности 202 подложки до второй основной поверхности 203 подложки. Сопротивление воздушному потоку измеряется согласно следующей формуле:

R=(P_A-P_ATM)/V̇

[0029] Где R представляет сопротивление воздушному потоку (измеренное в омах); P_A представляет прилагаемое давление воздуха; P_ATM представляет атмосферное давление воздуха; и V̇ представляет объемный воздушный поток. Первое сопротивление (R₁) воздушному потоку акустической подложки 200 может варьировать от около 0,5 ом до около 50 ом. В предпочтительном варианте исполнения сопротивление воздушному потоку акустической подложки 200 может варьировать от около 0,5 ом до около 35 ом.

[0030] Пористый холст 100 может представлять собой нетканую структуру, содержащую волокно и связующий материал. Волокна могут быть выбраны из полимерных материалов (например, сложного полиэфира, полипропилена, полиэтилена), стекловолокна и минеральной ваты. Связующий материал может быть выбран из латекса или термоотверждаемого связующего материала. Пористый холст 100 согласно настоящему изобретению может иметь удельный вес, варьирующий от около 25 г/м² до около 235 г/м² - включая все значения и поддиапазоны между ними. В предпочтительном варианте исполнения пористый холст 100 согласно настоящему изобретению имеет удельный вес от около 25 г/м² до около 120 г/м².

[0031] Пористый холст 100 может иметь третье сопротивление (R₃) воздушному потоку, которое измеряется через пористый холст 100 от первой основной поверхности 102 холста до второй основной поверхности 103 холста. Третье сопротивление (R₃) воздушному потоку подразумевает сопротивление воздушному потоку через непокрытый пористый холст 100 (не имеющий верхнего покрытия, нанесенного на первую основную поверхность 102 пористого холста 100). Третье сопротивление (R₃) воздушному потоку непокрытого пористого холста 100 может варьировать от около 40 рейл в системе МКС до около 200 рейл МКС. Когда на пористый холст 100 нанесено верхнее покрытие, четвертое сопротивление (R₄) воздушному потоку может быть измерено через верхнее покрытие и пористый холст 100. Четвертое сопротивление (R4) воздушному потоку может варьировать от около 40 рейл МКС до около 300 рейл МКС. Единица измерения рейл МКС (Па·с/м) измеряется согласно методологии, изложенной в стандарте ASTM C522 «Standard Test Method for Airflow Resistance of Acoustical Materials» («Стандартный метод испытания сопротивления воздушному потоку акустических материалов»).

[0032] Как показано в Фигурах 2 и 3, потолочная панель 1 может быть сформирована соединением акустической подложки 200 с пористым холстом 100 посредством адгезива 300. Более конкретно, акустическая подложка 200 и пористый холст 100 могут быть соединены системой крепления холста, которая содержит адгезив в сухом состоянии. Адгезив в сухом состоянии по существу не содержит носителя - как дополнительно описывается здесь.

[0033] Адгезив 300 может быть нанесен во влажном состоянии, причем адгезив во влажном состоянии содержит водную смесь гелеобразующего полимера и носитель. Согласно настоящему изобретению, термин «гелеобразующий полимер» подразумевает полимер, имеющий сродство к воде (то есть, гидрофильный), который, будучи смешанным с водой, образует гель, который загущает (то есть, повышает вязкость) адгезива во влажном состоянии без необходимости в дополнительных модифицирующих вязкость агентах. Гелеобразующий полимер может быть пленкообразующим полимером, и носитель может содержать воду, органический растворитель, или их комбинацию - приводя к водной смеси, которая представляет собой либо жидкость, либо гель. В предпочтительном варианте исполнения носитель содержит воду.

[0034] Гелеобразующий полимер может представлять собой пленкообразующий полимер, и может быть выбран по меньшей мере среди одного из поливинилового спирта (PVOH - polyvinyl alcohol), полимеров на основе крахмалов, полисахаридных полимеров, целлюлозных полимеров, белковых растворимых полимеров, акрилового полимера, полималеинового ангидрида, или комбинации двух или более из них.

[0035] Гелеобразующий полимер может содержать PVOH. PVOH может быть гидролизован по меньшей мере на 85%; в альтернативном варианте, гидролизован по меньшей мере на 90%; в альтернативном варианте, гидролизован по меньшей мере на 95%; в альтернативном варианте, гидролизован по меньшей мере на 99%. Степень гидролиза подразумевает содержание боковых ацетильных групп, которые были гидролизованы с образованием боковых гидроксильных групп.

[0036] Пригодные полимеры на основе крахмалов в принципе представляют собой все крахмалы, которые могут быть получены из природных источников. Неограничивающие примеры полимеров на основе крахмалов включают натуральный или предварительно желатинированный кукурузный крахмал, натуральный или предварительно желатинированный крахмал из восковой кукурузы, натуральный или предварительно желатинированный картофельный крахмал, натуральный или предварительно желатинированный пшеничный крахмал, натуральный или предварительно желатинированный амилозный кукурузный крахмал, или натуральный или предварительно желатинированный крахмал тапиоки.

[0037] Пригодные химически модифицированные крахмалы представляют собой, например, крахмалы, подвергнутые кислотнокатализируемой, ферментативной или термической деградации, окисленные крахмалы, простые эфиры крахмалов, например, такие как аллилкрахмал, или гидроксиалкилкрахмалы, такие как 2-гидроксиэтилкрахмалы, 2-гидроксипропилкрахмалы или 2-гидрокси-3-триметиламмониопропилкрахмалы, или карбоксиалкилкрахмалы, такие как карбоксиметилкрахмалы, сложные эфиры крахмалов, например, такие как сложные эфиры крахмалов с монокарбоновыми кислотами, такие как формиаты крахмалов, ацетаты крахмалов, акрилаты крахмалов, метакрилаты крахмалов или бензоаты крахмалов, сложные эфиры крахмалов с ди- и поликарбоновыми кислотами, такие как сукцинаты крахмалов или малеаты крахмалов, сложные эфиры крахмалов с карбаминовыми кислотами (уретановые производные крахмалов), сложные эфиры крахмалов с дитиокарбоновыми кислотами (ксантогенаты крахмалов), или сложные эфиры крахмалов с неорганическими кислотами, такие как сульфаты крахмалов, нитраты крахмалов или фосфаты крахмалов, сложные эфиры простых эфиров крахмалов, например, такие как ацетаты 2-гидроксиалкилкрахмалов, или полные ацетали крахмала, как образованные, например, в реакции крахмала с алифатическими или циклическими виниловыми простыми эфирами. В особенности предпочтительны карбоксиметилкрахмалы, сукцинаты крахмалов или малеаты крахмалов.

[0038] Неограничивающие примеры полисахаридных полимеров включают полисахариды ксантановой камеди, тамариндовой камеди, каррагенина, трагакантовой камеди, плодов рожкового дерева, гуммиарабика, гуаровой камеди, пектин, агар, маннан, и их комбинацию. Неограничивающие примеры белковых растворимых полимеров могут содержать казеин, соевый белок, пшеничный протеин, сывороточный протеин, желатин, альбумин, и их комбинации. Неограничивающие примеры целлюлозных полимеров включают карбоксиметилцеллюлозу, карбоксиэтилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, и их комбинации. Неограничивающие примеры акрилового полимера включают полиакрилат, полиметакрилат, полиметилметакрилат, полиакриламид, и их комбинацию.

[0039] Адгезив во влажном состоянии может содержать от около 80 вес.% до около 99 вес.% носителя, что имеет результатом содержание твердых веществ, варьирующее от около 1 вес.% до около 20 вес.%, в расчете на общий вес адгезива во влажном состоянии. В некоторых вариантах исполнения адгезив во влажном состоянии может содержать гелеобразующий полимер в количестве, варьирующем от около 1 вес.% до около 20 вес.%, в расчете на общий вес влажного адгезива - включая все значения и поддиапазоны между ними. В предпочтительном варианте исполнения адгезив во влажном состоянии может содержать гелеобразующий полимер в количестве, варьирующем от около 3 вес.% до около 12 вес.%, в расчете на общий вес влажного адгезива - включая все значения и поддиапазоны между ними.

[0040] Адгезив во влажном состоянии может иметь вязкость, варьирующую от около 100 cП до около 6000 cП - включая все поддиапазоны и значения между ними. В предпочтительном варианте исполнения адгезив во влажном состоянии может иметь вязкость, варьирующую от около 100 cП до около 2000 cП - включая все поддиапазоны и значения между ними; альтернативно от около 150 cП до около 900 cП. Вязкости согласно настоящему изобретению измеряются с помощью вискозиметра Брукфильда, шпиндель № 2 при 10 об/мин, при комнатной температуре (около 22°С). Адгезив во влажном состоянии может дополнительно содержать модификатор вязкости, такой как водный алюмосиликат магния.

[0041] Адгезив во влажном состоянии может быть нанесен по меньшей мере на одну из первой основной поверхности 202 акустической подложки 200 и/или второй основной поверхности 103 пористого холста 100, нанесением покрытий распылением, нанесением покрытий валиком, нанесением покрытий погружением, и их комбинацией. В предпочтительном варианте исполнения адгезив во влажном состоянии может быть нанесен только на первую основную поверхность 202 акустической подложки 200 нанесением покрытий распылением, нанесением покрытий валиком, нанесением покрытий погружением, и их комбинацией.

[0042] Адгезив во влажном состоянии может быть нанесен на первую основную поверхность 202 акустической подложки так, что гелеобразующий полимер проникает в подложку 200 на глубину, которая составляет менее, чем около 10% толщины Т₁ подложки, по измерению от первой основной поверхности 202 в сторону второй основной поверхности 203 подложки 200. В некоторых вариантах исполнения гелеобразующий полимер проникает в подложку 200 на глубину менее 5% толщины Т₁ подложки, по измерению от первой основной поверхности 202 в сторону второй основной поверхности 203 подложки 200.

[0043] Адгезив во влажном состоянии может быть нанесен по меньшей мере на одну из первой основной поверхности 202 акустической подложки 200 или второй основной поверхности 103 пористого холста 100 в количестве, варьирующем от около 30 г/м² до около 269 г/м² - включая все значения и поддиапазоны между ними. В предпочтительном варианте исполнения адгезив во влажном состоянии может быть нанесен в количестве, варьирующем от около 30 г/м² до около 215 г/м² - включая все значения и поддиапазоны между ними.

[0044] После нанесения первую основную поверхность 202 акустической подложки 200 и вторую основную поверхность 103 холста соединяют друг с другом, образуя тем самым слоистую структуру. Более конкретно, первую основную поверхность 202 акустической подложки 200 приводят в контакт со второй основной поверхностью 103 холста 100, причем между ними размещают адгезив во влажном состоянии с образованием слоистой структуры. Слоистую структуру высушивают на этапе сушки. Слоистая структура может быть высушена источником тепла в течение периода времени сушки, варьирующего от около 60 секунд до около 600 секунд - включая все значения между ними. Во время этапа сушки источник тепла может действовать при температуре сушки, варьирующей от около 145°С до около 210°С. Неограничивающие примеры источника тепла включают подвесные нагревательные лампы или печь (такую как конвекционная печь).

[0045] Во время этапа сушки носитель удаляется из адгезива во влажном состоянии, оставляя адгезив 300 в сухом состоянии, который связывает акустическую подложку 200 с пористым холстом 100, образуя тем самым потолочную панель 1 согласно настоящему изобретению. Адгезив в сухом состоянии находится в сухом, твердом состоянии, имеющим максимальное содержание воды около 5 вес.%, в расчете на общий вес адгезива в сухом состоянии, и включающим в себя гелеобразующий полимер также в твердом состоянии, предпочтительно в виде пленки. Адгезив в сухом состоянии может содержать менее, чем около 5 вес.% воды; альтернативно менее 3 вес.% воды. Хотя адгезив в сухом состоянии может содержать небольшие количества воды, термин «в твердом состоянии» подразумевает композицию, которая не течет при комнатной температуре. Нанесение адгезива во влажном состоянии согласно настоящему изобретению обеспечивает то, что полученный адгезив 300 (то есть, адгезив в сухом состоянии) размещен между первой основной поверхностью 202 подложки и второй основной поверхностью 103 холста, тем самым связывая друг с другом эти слои с достаточной механической целостностью с образованием потолочной панели 1 согласно настоящему изобретению.

[0046] Во время этапа сушки носитель испаряется из адгезива во влажном состоянии, тем самым образуя адгезив 300 в сухом состоянии, который постоянно связывает пористый холст 100 с акустической подложкой 200, образуя тем самым потолочную панель 1. Во время этапа сушки, когда носитель испаряется из сплошного (недискретного) слоя адгезива во влажном состоянии, гелеобразующий полимер остается между акустической подложкой 200 и пористым холстом 100, оставляя дискретную (прерывистую) конфигурацию сухого пленкообразующего полимера. Соответственно некоторым вариантам исполнения, адгезив 300 согласно настоящему изобретению по существу не содержит носителя, и имеет содержание твердых веществ около 100%. Адгезив 300 в сухом состоянии может быть твердым при комнатной температуре, и поэтому неспособным течь.

[0047] Для поддерживания желательного течения воздуха через потолочную панель 100 (по измерению от первой основной открытой поверхности 2 до второй основной открытой поверхности 3 потолочной панели 100) может потребоваться, чтобы адгезив 300 в сухом состоянии присутствовал между акустической подложкой 200 и пористым холстом 100 в виде дискретной (прерывистой) конфигурации. Дискретная конфигурация создает промежутки в адгезиве 300 в сухом состоянии, которые позволяют достаточному количеству воздуха протекать сквозь потолочную панель 2 так, что звук все еще может адекватно передаваться через потолочную панель. Ранее, чтобы обеспечить присутствие адгезива 300 в сухом состоянии в виде дискретной конфигурации, требовалось, чтобы адгезив во влажном состоянии наносился в прерывистом (дискретном) режиме. Необходимость прерывистого нанесения адгезива во влажном состоянии усложняет формирование потолочной панели 100, тем самым увеличивая продолжительность и стоимость изготовления.

[0048] Потолочная панель 1 согласно настоящему изобретению может проявлять второе сопротивление (R₂) воздушному потоку, по измерению от первой основной открытой поверхности 2 до второй основной открытой поверхности 3. В некоторых вариантах исполнения второе сопротивление (R₂) воздушному потоку составляет от около 90% до около 140% первого сопротивления (R₁) воздушному потоку - включая все значения и поддиапазоны между ними. В других вариантах исполнения второе сопротивление (R₂) воздушному потоку составляет от около 105% до около 125% первого сопротивления (R₁) воздушному потоку.

[0049] Соответственно настоящему изобретению, нанесение адгезива во влажном состоянии непрерывно так, чтобы создать по существу недискретный слой в количестве, варьирующем от около 54 г/м² до около 269 г/м², причем адгезив во влажном состоянии содержит водную смесь из воды и гелеобразующего полимера, причем гелеобразующий полимер присутствует в количестве, варьирующем от около 1 вес.% до около 20 вес.%, в расчете на общий вес адгезива во влажном состоянии (включая все значения и поддиапазоны между ними), приводит к дискретной конфигурации адгезива в сухом состоянии после того, как носитель был удален во время этапа сушки. Таким образом, согласно настоящему изобретению, в потолочной панели 1 может быть сформирована дискретная конфигурация адгезива 300 в сухом состоянии, которая является достаточной для связывания пористого холста 100 с акустической подложкой 200, без необходимости в нанесении дискретной (прерывистой) конфигурации адгезива во влажном состоянии. Однако дискретная конфигурация адгезива 300 в сухом состоянии (то есть, гелеобразующего полимера и по существу не содержащего носитель) также может быть сформирована дискретным (прерывистым) нанесением гелеобразующего полимера по меньшей мере на одной из первой основной поверхности 202 акустической подложки 200 и/или второй основной поверхности 103 пористого холста 100.

[0050] Нанесение адгезива во влажном состоянии, который имеет содержание твердых веществ, варьирующее от около 1 вес.% до около 20 вес.%, при величине нанесения, варьирующей от около 54 г/м² до около 269 г/м², имеет результатом после этапа сушки прерывистую конфигурацию адгезива 300 в сухом состоянии между акустической подложкой 200 и пористым холстом 100 в количестве, варьирующем от около 4,0 г/м² до около 13,0 г/м² - включая все значения и поддиапазоны между ними. Адгезив 300 в сухом состоянии может присутствовать между акустической подложкой 200 и пористым холстом 100 в количестве, варьирующем от около 4,0 г/м² до около 10,0 г/м² - включая все значения и поддиапазоны между ними. В предпочтительном варианте исполнения адгезив 300 в сухом состоянии присутствует в прерывистой конфигурации между акустической подложкой 200 и пористым холстом 100 в количестве, варьирующем от около 7,0 г/м² до около 8,0 г/м².

[0051] Адгезивная система согласно настоящему изобретению, которая содержит непрерывное нанесение адгезива во влажном состоянии и формирование дискретной конфигурации адгезива в сухом состоянии, не только упрощает изготовление, но также обеспечивает возможность присутствия меньшего количества полимера в адгезиве в сухом состоянии для создания прочности на отрыв, достаточной высокой для связывания пористого холста 100 с акустической подложкой 200. Более конкретно, система крепления холста согласно настоящему изобретению может создавать прочность на отрыв между пористым холстом 100 и акустической подложкой 200, которая варьирует от около 104 фунтов/6 дюймов² (47,2 кгс/38,7 см²) до 30 фунтов/6 дюймов² (13,6 кгс/38,7 см²) - включая все поддиапазоны и значения между ними.

[0052] Сокращение общего количества полимера, необходимого для адгезива 300 в сухом состоянии для связывания акустической подложки 200 с пористым холстом 100, может не только увеличивать количество воздушного потока через потолочную панель 1, но также может повышать огнезадерживаемость (также называемую огнестойкостью) полученной потолочной панели 1. Полимер в адгезиве может повышать воспламеняемость потолочной панели - вызывая или ускоряя воспламенение и горение потолочной панели во время пожара. Ранее воспламеняемость снижали добавлением подавляющих пламя добавок (также называемых «антипиренами»), таких как тригидрат алюминия, борат кальция, вспучивающегося огнестойкого покрытия (обугливателей), такого как фосфат диаммония и фосфат мочевины, триоксида сурьмы, фосфатов аммония, пентаборатов натрия, сульфатов аммония, борных кислот, и их смесей. Однако, согласно настоящему изобретению, требуется меньшее количество полимера для адгезива в сухом состоянии, чтобы достаточно связывать акустическую подложку 200 с пористым холстом 100. Поэтому можно сократить количество огнезащитной добавки - и в некоторых вариантах исполнения вообще отказаться от нее-, в то же время с сохранением желательного Класса А степени пожарной опасности.

[0053] Согласно настоящему изобретению, адгезив во влажном состоянии и адгезив в сухом состоянии могут не содержать антипирен (то есть, 0 вес.% огнезащитного состава, в расчете на общий вес адгезива во влажном состоянии и/или адгезива в сухом состоянии), и потолочная панель 1 согласно настоящему изобретению может иметь Класс А степени пожарной опасности. Соответственно другим вариантам осуществления настоящего изобретения, потолочная панель 1 может не содержать огнезащитный состав, и потолочная панель 1 согласно настоящему изобретению может иметь Класс А степени пожарной опасности.

[0054] Потолочная панель 1 согласно настоящему изобретению может иметь Класс А (I) степени пожарной опасности, по измерению методом испытания стандарта ASTM E-84, общеизвестным как туннельный тест для измерения распространения пламени в строительных материалах. В туннельном тесте измеряют, насколько далеко и как быстро пламя распространяется по поверхности испытательного образца. В этом испытании образец материала размещают в виде потолка в испытательной камере и подвергают воздействию пламени газовой горелки на одном конце. Полученная характеристика распространения пламени («FSR») выражается как число на непрерывной шкале, где неорганическая цементная плита представляет 0, и красный дуб представляет 100. Шкала подразделяется на три класса. Наиболее широко применяемыми классификациями распространения пламени являются: Класс А (или «I»), имеющий FSR, варьирующий от 0 до 25 (что представляет наилучшую характеристику); Класс В (или «II»), имеющий FSR, варьирующий от 25-75; и Класс «III», имеющий FSR, варьирующий от 76-200 (который представляет наихудшую характеристику).

[0055] Нижеследующие примеры были выполнены в соответствии с настоящим изобретением. Настоящее изобретение не ограничивается описываемыми здесь примерами.

ПРИМЕРЫ

[0056] Эксперимент 1

[0057] В нижеследующем эксперименте измеряют изменение сопротивления воздушному потоку в акустической подложке вследствие нанесения адгезива во влажном состоянии//формирования адгезива в сухом состоянии, как изменение сопротивления воздушному потоку в акустической подложке вследствие добавления пористого холста. Были изготовлены три примера, причем каждый пример содержит подложку, имеющую начальное сопротивление воздушному потоку («Начальное Ω»), как измеренное от первой основной поверхности подложки до второй основной поверхности подложки. Адгезивы во влажном состоянии в этих примерах представляют собой водную смесь воды и на 99+% гидролизованного PVOH-полимера. Адгезивы во влажном состоянии были получены диспергированием PVOH-полимера (то есть, гелеобразующего полимера) в воде (то есть, носителе), и нагреванием смеси до температуры 90°С для создания концентрации 3,06 вес.% PVOH, в расчете на общий вес адгезива во влажном состоянии. Адгезив во влажном состоянии не содержит огнезащитный состав.

[0058] Адгезив во влажном состоянии был нанесен на каждую из первых основных поверхностей подложек в Примерах 1 и 3 в заданном количестве («г/м² адгезива во влажном состоянии»), приводящем к количеству гелеобразующего полимера на каждой подложке Примеров 1 и 3 («г/м² адгезива в сухом состоянии»). Адгезив во влажном состоянии наносили с образованием недискретной (непрерывной) конфигурации на первой основной поверхности каждой подложки Примеров 1 и 3. На подложку Примера 2 адгезив во влажном состоянии не наносили. Затем для каждого из Примеров 2 и 3, пористый холст, имеющий первую и вторую основную поверхность, привели в контакт с подложкой так, что вторая основная поверхность холста была обращена к первой основной поверхности подложки, с образованием слоистой структуры. Затем покрытую адгезивом подложку Примера 1 и слоистую структуру Примера 3 высушили в конвекционной печи при температуре 350°F (176,7°С) в течение периода времени 4 минут для удаления воды и перевода адгезива в твердое сухое состояние, который не содержит огнезащитный состав.

[0059] Затем измерили конечное сопротивление (Ω') воздушному потоку каждого примера. Конечное сопротивление (Ω') воздушному потоку Примеров 2 и 3 измеряли от первой основной поверхности холста через панель до второй основной поверхности подложки. Более конкретно, сопротивление воздушному потоку Примера 3 также измеряли через адгезив между подложкой и холстом, через подложку до второй основной поверхности подложки. Конечное сопротивление (Ω') воздушному потоку Примера 1 измеряли от верха адгезива в сухом состоянии через подложку до второй основной поверхности подложки. Кроме того, для Примера 3 измеряли прочность на отрыв приклеенного к подложке холста («прочность на отрыв в фунтах/6 дюймов²»). Для Примеров 1 и 2 прочность на отрыв не измеряли, так как в Примере 1 холст не был наклеен, и в Примере 2 не был нанесен адгезив. Результаты приведены в Таблице 1.

Таблица 1

[0060] Как продемонстрировано в Таблице 1, потолочная панель согласно настоящему изобретению (то есть, потолочная панель Примера 3) проявляет небольшое повышение сопротивления воздушному потоку (+21%), сравнительно с сопротивлением воздушному потоку самой подложки отдельно, в то же время по-прежнему проявляя достаточную прочность на отрыв. Однако незначительное повышение сопротивления воздушному потоку не будет оказывать существенного влияния на акустическую характеристику потолочной панели. Кроме того, при рассмотрении обоих Примеров 2 и 3, повышение сопротивления воздушному потоку может быть отчасти приписано присутствию холста. Более конкретно, при сравнении потолочной панели Примера 3 с не содержащей адгезива структурой Примера 2, потолочная панель согласно настоящему изобретению (то есть, потолочная панель Примера 3) демонстрирует только 13%-ное повышение сопротивления воздушному потоку вследствие присутствия адгезива, согласно следующему расчету:

Повышение Ω': [1,7-1,5]/1,5=13,3%

[0061] В дополнение, как продемонстрировано Примером 1, адгезивная система согласно настоящему изобретению может фактически снижать сопротивление воздушному потоку подложки. После нанесения адгезива во влажном состоянии и высушивания подложки полученные волокна, присутствующие в подложке, могут сжиматься, увеличивая размер пор, обеспечивая тем самым возможность лучшего течения воздуха через подложку. Таким образом, потолочные панели, в которых используется адгезивная система согласно настоящему изобретению, проявляют желательные характеристики воздушного потока, в то же время также сохраняя надлежащую адгезионную прочность (представляемую прочностью на отрыв).

[0062] Эксперимент 2

[0063] В нижеследующем эксперименте измеряют прочность на отрыв между акустической подложкой и пористым холстом с использованием системы крепления холста согласно настоящему изобретению, сравнительно с другими адгезивными системами. В эксперименте используют следующие системы адгезива во влажном состоянии//адгезива в сухом состоянии:

i. Система А: водная смесь воды и 6 вес.% PVOH (гидролизованного на 99,65%); водная смесь, имеющая вязкость 125 cП (по измерению с использованием вискозиметра Брукфильда, шпиндель № 2 при 10 об/мин, при комнатной температуре - около 22°С).

ii. Система С: водная смесь воды и 35 вес.% винилакрилатного полимера и 25 вес.% минерального наполнителя и фосфата аммония (огнезащитного состава).

[0064] Адгезив во влажном состоянии был нанесен на каждую из первых основных поверхностей в заданном количестве («г/м² адгезива во влажном состоянии»), приводящем к количеству пленкообразующего гелеобразующего полимера на каждой подложке Примеров 4-6 («г/м² адгезива в сухом состоянии»). Адгезив во влажном состоянии Примера 4 наносили с образованием недискретной (непрерывной) конфигурации на первой основной поверхности подложки. Затем холст, имеющий первую и вторую основную поверхность, привели в контакт с каждой из подложек Примеров 4-6 так, что вторая основная поверхность холста была обращена к первой основной поверхности подложки, с образованием тем самым слоистой структуры. Затем каждую слоистую структуру высушили в конвекционной печи при температуре 300°F (149°С) в течение периода времени 5 минут, с испарением тем самым носителя (то есть, воды) из адгезива во влажном состоянии, для создания адгезива в сухом состоянии, который является твердым (то есть, не течет) в дискретной конфигурации. Затем измеряли прочность на отрыв холста каждой потолочной панели, с результатами, приведенными в Таблице 2.

Таблица 2

[0065] «Г/м² адгезива в сухом состоянии» в общем представляет количество твердых веществ, присутствующих между пористым холстом и акустической подложкой - включая любой наполнитель или модификатор вязкости. В адгезиве в сухом состоянии могут оставаться незначительные количества воды, которые не были удалены в этапа сушки. «Полимер, г/м²» представляет количество присутствующего полимера, который связывает друг с другом пористый холст и акустическую подложку. Сравнительные Примеры 5 и 6 имеют более высокое содержание твердых веществ, чем содержание полимера, ввиду необходимости в дополнительных модификаторах вязкости и/или огнезащитных составах, которые не требуются в адгезивной системе Примера 4.

[0066] Как продемонстрировано Таблицей 2, применение системы крепления холста согласно настоящему изобретению (то есть, Примера 4) имеет результатом потолочную панель, имеющую пористый холст, связанный с акустической подложкой, которая не только проявляет достаточную прочность на отрыв сравнительно с другими системами адгезивов во влажном состоянии//в сухом состоянии, для которых требуются бóльшие количества полимера, но в некоторых случаях имеет даже лучшие характеристики, нежели системы адгезивов во влажном состоянии//в сухом состоянии с более высоким содержанием полимера (то есть, Пример 5).

[0067] Эксперимент 3

[0068] В нижеследующем эксперименте измеряют характеристику распространения пламени потолочной панели согласно настоящему изобретению. Потолочную панель Примера 3 подвергали испытанию в 30-30 отборочном тесте на распространение пламени с использованием E-84 Steiner Tunnel. Протестировали многочисленные полоски потолочной панели Примера 3 - каждая имеет длину 39 дюймов (990,6 мм), и зарегистрированная средняя максимальная длина распространения пламени составляла около 7,4 дюйма (188 мм), с преобразованием в степень распространения пламени с оценкой 13, попадающей в пределы оценок Класса А. Таким образом, потолочная панель согласно настоящему изобретению не только обеспечивает надлежащие течение воздуха и прочность на отрыв, но также проявляет превосходную огнестойкость - даже без добавления огнезащитного состава.

[0069] Как будет очевидно квалифицированным специалистам в этой области технологии, могут быть сделаны многообразные изменения и модификации описанных здесь вариантов исполнения, без выхода за пределы смысла изобретения. Предполагается, что все такие вариации находятся в пределах области изобретения.