JP7426175B2 - 疎水剤で表面処理されたウールおよびそれから作製された音響パネル - Google Patents
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Description
本開示の撥水表面処理されたミネラルウール、すなわち撥水剤で処理された表面を有するミネラルウールを調製する方法は、一般に、撥水剤エマルションをミネラルウールと接触させることと、ミネラルウールを乾燥させることと、を含む。
撥水剤で表面処理されたミネラルウールを含む繊維パネルは、一般に、撥水剤でミネラルウールを表面処理して撥水表面処理されたミネラルウール提供することと、撥水表面処理されたミネラルウールと水とを混和させてスラリーを提供することと、スラリーを脱水および乾燥して繊維パネルを提供することと、によって調製され得る。
本開示の撥水表面処理されたミネラルウール、すなわち撥水剤で前処理された表面を有するミネラルウールを含む繊維パネルは、本明細書に開示の方法を使用して調製することができる。繊維パネルは、限定されないが、密度(多孔性)、音響特性(NRCおよびCAC値)、物理的特性(硬度、伸び弾性係数(MOE)値、破断係数(MOR)値)、THC排出、繊維パネルの乾燥に必要な時間およびエネルギーに関連する、ウール繊維の水膨張値および保水値を含む、多数の特色を使用して特徴評価することができる。
水膨張値は、一般に、次のように決定される。ウール50グラムを水950グラムと混合し、混合物を10分間攪拌する。得られたスラリーを直ちに1000mlのメスシリンダーに注ぎ、10分間沈降させる。10分の沈降期間の後、ウールスラリーの体積読み取り値(ml)は、膨張値を表す。
eNRC値は、インピーダンス管試験方法によって決定される推定ノイズ低減係数である。要するに、ASTM E1050-98に詳述されている音響材料のインピーダンスおよび吸収性の標準的な試験方法は、チューブ、2つのマイク、およびデジタル周波数分析システムを使用する。結果には、250Hz、500Hz、1000Hz、および2000Hzのスペクトル結果が含まれ、4種の周波数の算術平均値が、音響材料のeNRCを示す。
保水値は、ボード製品の1000平方フィートの表面積当たりの、オーブン乾燥前の湿ったボード(すなわち脱水スラリー)中に保持されている水の総重量である。保水値は、湿ったボードの総重量/1000平方フィートの表面積から、乾燥ボードの重量/1000平方フィートの表面積を引いて決定される。
MORおよび硬度値は、Instron機械または同等物を使用するASTM C367に従って決定される。要するに、試験試料片は、幅約3インチ、長さ約10インチである。支持面のスパンは、約8インチである。破損が発生するまで、約1.97インチ/分のクロスヘッド速度で試料片の中心に負荷を適用した。破断係数は、次の等式に従って計算され、
MOR=3PL/(2bd2)
式中、Pがlbfでの最大負荷であり、Lがインチでのスパンの長さであり、bがインチでの試料片の幅であり、dがインチでの試料片の厚さである。
ポリジメチルシロキサンエマルションの希釈溶液にウールを浸漬することによって、ミネラルウールを、線状ポリジメチルシロキサンで表面処理した。具体的には、0.625グラムおよび2.50グラムの線状ポリジメチルシロキサンエマルションを各々2000グラムの水および250グラムのウールと混合して、約0.031重量%および約0.125重量%の濃度の線状ポリジメチルシロキサンを有するエマルション溶液を提供した。未処理のミネラルウールを、エマルション溶液に10分間完全に浸漬した。処理されたミネラルウールを、240°F(~116℃)のオーブンで約4時間乾燥させた。処理されたウールを試験して、強熱減量(LOI)を決定し、ウール表面に付着した撥水剤の量を決定した。処理されたウールは、ウール表面に付着した約0.13重量%および0.45重量%の量の撥水剤を有した。
ミネラルウールが、ミネラルウールの総重量に基づいて、前処理後に0.04または0.09重量%を含むように、線状ポリジメチルシロキサンで前処理された表面を有するミネラルウールを調製した。具体的には、ポリジメチルシロキサンエマルションを、水で7.5重量%および10重量%のポリジメチルシロキサンまで希釈し、1時間当たり25ガロンの流量でスプレーノズルを通じてキューポラ収集チャンバに注入した。ポリジメチルシロキサンエマルション溶液を霧化および蒸発させて、繊維化ウールを冷却し、その表面をコーティングした。処理されたミネラルウールを使用して、繊維パネルを調製した。具体的には、ミネラルウールをパーライト、デンプン、新聞紙、および水と混和して、均質なスラリーを形成した。長網抄紙機を使用して、スラリーを脱水した。得られた脱水スラリーを、500°F(260℃)のオーブンで1時間、および300°F(149℃)オーブンで3時間乾燥させて、繊維パネルを形成した(処理されたパネル#2)。ミネラルウールが線状ポリジメチルシロキサンで表面処理されなかったことを除いて、処理されたパネル#2と同じ条件下で処理された、パネル#2と同じ組成を有する対照繊維パネル(対照パネル#2)を調製した。ボード密度、eNRC、硬度、MORおよびMOE、保水値、ならびにTHC排出について、繊維パネルを試験した。
Claims (11)
- 繊維パネルを調製する方法であって、
ミネラルウールの表面に付着した撥水剤のコーティングを含む撥水表面処理されたミネラルウールを提供するために、撥水剤でミネラルウールを表面処理することと、
スラリーを提供するために、前記撥水表面処理されたミネラルウールを水と混和することと、
繊維パネルを提供するために、前記スラリーを脱水および乾燥することと、を含み、
前記撥水剤が、ポリジメチルシロキサンである、方法。 - 撥水剤で処理された表面を有するミネラルウールを調製する方法であって、
撥水剤で処理された表面を有するミネラルウールを提供するために撥水剤エマルションをミネラルウールと接触させることと、前記撥水剤で処理された表面を有するミネラルウールが前記ミネラルウールの表面に付着した撥水剤のコーティングを含むことと、
前記ミネラルウールを乾燥させることと、を含み、
前記撥水剤が、ポリジメチルシロキサンである、方法。 - 撥水剤で前処理された表面を有する、撥水表面処理されたミネラルウールを含み、前記撥水表面処理されたミネラルウールは前記ミネラルウールの表面に付着した撥水剤のコーティングを含み、
前記撥水剤が、ポリジメチルシロキサンである、繊維パネル。 - 前記ミネラルウールを表面処理することが、前記表面処理されたミネラルウールの重量に基づいて、0.01重量%~0.20重量%の範囲の量の前記撥水剤を提供することを含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記接触させることが、撥水剤エマルション溶液をキューポラ収集チャンバに噴霧することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記パネルが、デンプンをさらに含む、請求項3に記載の繊維パネル。
- 前記ミネラルウールを表面処理することは、撥水剤エマルションを前記ミネラルウールと接触させることと、前記ミネラルウールを乾燥させることと、を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記撥水表面処理されたミネラルウールは、水と混和されてスラリーを形成する前に乾燥される、請求項1に記載の方法。
- 前記撥水表面処理されたミネラルウールは、乾燥された後に、水、充填剤、および結合剤と混和されて、スラリーを形成する、請求項8に記載の方法。
- 前記接触させることは、前記ミネラルウールを冷却することと、前記ミネラルウールを前記撥水剤でコーティングすることと、を含む、請求項5に記載の方法。
- 前記ミネラルウールは、前記表面処理されたミネラルウールの総重量に基づいて、0.01重量%~0.20重量%の撥水剤で表面コーティングされる、請求項3に記載の繊維パネル。
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