CN101896672A - 用于生产具有改进的吸音性的低密度吸音板的方法 - Google Patents

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Abstract

在此披露了一种使用水法制毡法用于生产具有改进的吸音特性的低密度的基于矿棉的吸音板的方法。该方法包括形成一种稀浆料混合物，该混合物包括水、矿棉、一种热塑性粘合剂和/或淀粉；并且使该稀浆料分布在一种多孔载体上以使得该浆料通过重力排水法依靠重力将水去除而脱水成为一个基础垫。调节真空以便向该经过重力脱水的基础垫逐步施加真空来进一步使该基础垫脱水而不使该垫经受将会使该基础垫压缩的静态压力。将该基础垫干燥以形成一种吸音天花板产品，该产品具有低的密度以及优异的吸音特性。

Description

用于生产具有改进的吸音性的低密度吸音板的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2007年11月20日提交的美国专利申请号11/943,375的优先权，该申请通过引用将其全文结合在此。
技术领域
本发明涉及一种制造用于天花板及其他应用的具有改进的吸音性的低密度高矿棉吸音贴砖和吸音板的方法。更具体地说，本发明涉及一种吸音板组合物，该组合物是使用一种改进的水法制毡法制造的，以便实现比使用常规的水法制毡法制造的吸音板具有更高NRC值的更低密度的高矿棉吸音天花板产品。
背景技术
矿棉和轻型骨料的稀释水性分散体的水法制毡是一种用于制造吸音天花板贴砖或面板的熟知的商业方法。在该方法中，使矿棉、轻型骨料、纤维素纤维、粘合剂以及其他希望成分的水性浆料流到一个运动的多孔的支撑网(诸如一台Fourdinier或Oliver制垫机的支撑网)上用于脱水。该浆料可以首先通过重力脱水并且然后通过真空抽吸手段进行脱水，以形成一个基础垫。然后将湿的基础垫在多个辊和一个支撑网之间挤压(施加或不施加额外的真空)至希望的厚度以去除额外的水。然后将湿的基础垫在加热的对流干燥烘箱中进行干燥并将经过干燥的材料切成希望的尺寸、断裂开和/或打孔以赋予吸音性、并任选地进行顶部涂覆(诸如用涂料)以生产吸音的贴砖和面板。
矿棉吸音贴砖必须是非常多孔的，以提供良好的吸音性。如在美国专利号3,498,404、5,047,120和5,558,710中所传授的(全部通过引用将其全文结合在此)，矿棉纤维也已经被掺入该组合物中以改善吸音特性并提供轻型的吸音贴砖或面板。
美国专利号5,964,934(通过引用将其全文结合在此)传授了在一种水法制毡法中在一种装备品中使用一种膨胀珍珠岩(用硅氧烷化合物进行处理以降低其保水作用)，该装备品包括矿棉、膨胀珍珠岩、纤维素纤维、以及可任选地一种第二粘合剂，以此生产一种吸音贴砖产品。
吸音贴砖组合物必须包含一种粘合剂，该粘合剂已经典型地采用了淀粉。美国专利号5,911,818和5,964,934(通过引用将其全文结合在此)建议，按重量计多达15％的组合物可以是淀粉，尽管更经常使用的是按重量计6％至7％。
美国专利号5,250,153(通过引用将其全文结合在此)说明了对于吸音贴砖组合物使用胶乳粘合剂，并且对于这种用途已经建议使用很多种不同的胶乳粘合剂。
美国专利号6,855,753(通过引用将其全文结合在此)已经建议使用一种湿态强度树脂诸如一种聚胺表氯醇树脂来代替常规的淀粉粘合剂并且所得到的组合物可以更有效地在一种水法制毡方法中制造成吸音贴砖和面板。
美国专利申请公开号2004/209071A1(通过引用将其全文结合在此)披露了用于制造吸音面板的浆料的一种组合物，它包括一种或多种填充剂、一种或多种粘合剂、以及水和吡硫锌。
美国专利申请公开号2005191465A1(通过引用将其全文结合在此)披露了具有改进的抗冲击性以及优异的吸音值的一种抗滥用的、浇注的吸音天花板贴砖。这些天花板贴砖具有骨料颗粒，它们在浇注过程中被施加在一种湿纸浆的表面，并且这些颗粒通过用一个辊和/或多个光滑板的压缩被埋入该纸浆中。
CONSTELLATION品牌的基础垫是一种多孔的支撑网上生产的一种抗下垂的、轻型的矿物面板，这是通过形成矿物纤维、一种阴离子稳定的胶乳粘合剂以及一种粘合剂的稀释水性分散体，通过加入小量的一种絮凝剂诸如通过使用一种阳离子聚丙烯酰胺使这些粘合剂固体结合在这些矿物纤维材料上，并且使该浆料在该支撑网的第一溢流部分上穿过以形成一种开放的、缠绕的结构块，在该缠绕块的间隙空间内有水。将水从该块中挤出，并且通过使加热的干空气穿过该开放的缠绕结构将该块干燥。
USG Interiors，Inc.生产的MARS品牌的吸音板是一种高端吸音天花板产品，它利用了一种背面涂覆的CONSTELLATION基础垫以及一种层叠的非织造玻璃纤维粗布面层。MARS品牌产品有许多优点，包括一种光滑的白色质地、优异的高湿度抗下垂性能、良好的吸音值、高的再循环成分、低的甲醛排放、以及抗微生物的特性。现在的MARS品牌产品为3/4英寸(1.91cm)厚，具有0.70的NRC以及35的天花板衰减等级(此后也称之为“CAC”)。
降噪系数(NRC)是在撞击一个特定表面时被吸收的声能的量的一种尺度表示法，其中0的NRC值表示完全反射并且1的NRC表示声能的完全吸收。NRC值是该特定表面在250HZ、500HZ、1000HZ和2000HZ频率下的四个吸声系数的平均值，这些频率覆盖了典型的人类语音的范围。在实验室里根据ASTM C423进行的材料的实验室试验中，只将样品的面暴露于声能，正像在典型安装中应当发生的情况。在一些情况下，可以得到大于1的NRC，但这是由于衍射/边缘对区域效果造成的该试验方法的一种假象。
天花板衰减等级(CAC)的评级量化了在声音穿过一个房间的天花板穿过公用的压力通风系统传输进入一个相邻房间时有多少声音被损失掉。越高的CAC评级表示天花板系统允许越少的声音传输。CAC是使用试验标准ASTM E 1414进行测量的，其中声音水平是在源房间和一个相邻房间内测量的。
法向入射声音吸收可以根据修改的ASTM E1050-98来测定，其中法向入射声音吸收是在一个阻抗管中从四个频率，即250、500、1000和1600Hz的平均值来测量的。ASTM E 1050-98是“修改的”，因为第四个频率为1600Hz，而不是2000Hz。该样品测试时没有背面的气室，即，令吸音板放置在一个平的金属表面上、在一个
Figure GPA00001137127300031
&Klaer PulseTM Material测试系统上，其构成为PulseTM材料测试程序类型7758(Material testing Program Type 7758)、双拾音器阻抗测量管类型4206(Two-microphone Impedance Measurement Tube Type 4206)(400mm直径)、功率放大器类型2706(Power Amplifier Type 2706)和PulseTM、多分析器系统类型3560(Multi-analyzer System Type 3560)。ENRC值通常被用作一个实验室样品的吸声特性的一种量度。
将令人希望的是一种较高NRC的产品，具有目前MARS
Figure GPA00001137127300032
品牌吸音板产品的优点。
也已经有尝试来使用该水法制毡法生产更高降噪系数(NRC)的Constellation产品，这是通过降低该组合物的原料流动来尝试生产更低密度的产品，但是这些尝试仅仅生产了具有与常规面板相当的密度但是处于减小的产品厚度的一种产品。
发明内容
本发明提供一种制造具有开放的结构以及改进的吸音特性的吸音天花板面板的方法，该方法包括：
提供一种水性浆料混合物，该混合物包括矿棉，选自下组的至少一个成员，该组的构成为：热塑性粘合剂、淀粉以及热塑性粘合剂和淀粉的混合物，以及任选的添加剂，其中该水性浆料具有3.0wt％至6.0wt％的固体浓度；
使该浆料分布在一种多孔的载体上；
使该分布的浆料脱水，所述脱水包括使该浆料在至少一个重力排水箱上的该多孔载体上进行重力排水以形成一个经过重力排水的基础垫，其中该浆料在2至20秒的时间段内被重力排水至74wt％至84wt％的水浓度；并且
进行真空排水以去除水，这是通过向该经过重力排水的基础垫施加大约2至20秒的一个第一真空，典型地为最大约0.7英寸的Hg的真空，例如约0.3至0.7，例如大约0.5英寸的Hg，以去除该基础垫中约18％至34％的水，并且然后向该经过重力排水的基础垫施加一个第二真空，以便从该经过重力排水的基础垫中去除额外的10％至52％的水(相对于该基础垫在经受第一次施加的真空之后的水量)，其中该第二次施加的真空典型地为大约2.0至4.0英寸Hg的真空，持续大约2至20秒，以增大真空排水的量而不通过静态压力显著地压缩该垫，这样该真空排水使该干燥的基础垫的密度相对于该经过重力排水的基础垫基于干燥基重增大了0％至10％；并且
其中该经过真空排水的垫基于干燥基重具有大约10.9至大约15.0磅每立方英尺的密度、以及大约0.80至大约0.95的降噪系数。
本发明的方法允许通过产生更低密度、更开放的垫结构而生产一种具有改进的吸音性的低密度高矿棉吸音垫或面板。在该方法中，水、矿棉、热塑性粘合剂和/或淀粉以及较小组分的一种稀浆料首先通过重力排水并且然后通过逐步增大真空排水的水平而被脱水。因此，该垫没有被该真空所施加的静态压力显著地压缩。所得到的垫具有增大的卡尺厚度以及比通过正常的水法制毡法生产的标准CONSTELLATION吸音产品更低的密度。所生产的CONSTELLATION吸音产品同样具有基础垫，该基础垫具有比通过普通的水法制毡法生产的矿棉吸音垫或面板吸音产品更高的降噪系数(此后也称之为“NRC”)。
特别地，令人希望的是通过产生更开放的垫结构来生产一种具有改进的吸音性的低密度高矿棉吸音垫或面板，该结构具有大约0.80至0.85之间的降噪系数(NRC)以及大约33至36的CAC。例如，所生产的吸音产品具有0.85的NRC以及35的CAC，或者可以具有0.80的NRC以及35的CAC。
诸位发明人已经发现，通过控制在真空排水以及干燥步骤过程中施加在生产线的湿端部分的真空来使形成的基础垫的压缩状态最小化，可以得到一种更低密度、更高NRC的矿棉吸音垫或面板产品。在一个优选实施方案中，该湿端操作是通过(1)调节这些重力排水箱上的设置以允许尽可能多的水从该基础垫中排出；(2)升高一个顶网成形器的高度，所以对该基础垫存在最小的挤压；并且(3)调节多个真空箱的设置以允许向该基础垫逐步施加真空。
本发明还提供了使用面板密度、面板厚度以及NRC之间的经验关系对制造本发明面板的方法进行控制。
本发明的方法生产了一种更低密度的高矿棉吸音天花板产品，它与更高端玻璃纤维产品相比具有改进的吸音特性。
本发明通过将重力排水最大化、升高该顶网成形器的压机位置、消除灰尘及破损并逐步引入真空可以实现一种自由形成的产品，它具有11至12磅每立方英尺(pcf)(176-192kg/立方米)的湿端密度，其中NRC等于或者大于0.85。尽管由下游真空箱施加的静态压力以及应用流动通过式干燥，在切边机处仍维持了标称的12pcf的密度。
本发明还可以得到密度在12至12.5pcf(192-200kg/立方米)范围内、NRC值为0.80至0.90(取决于该基础垫的厚度)的基础垫。已经发现提供逐步增大的真空水平的作用与提供最大的重力排水相比是显著地更重要的。
通过使用标准的湿端设置但具备逐步增大真空设置来帮助生产一种更低密度的基础垫，本发明还可以得到NRC值为0.80的一种标称0.900英寸(2.29cm)的产品。
附图说明
图1是本发明的吸音面板的一个实施方案的透视图。
图2是用于生产一种本发明的产品的、直到该生产过程的结束阶段的一个生产线的示意图。
图3A是一个生产线的第一部分(湿端)的示意图，它用于使稀浆料分布在生产线上并然后使浆料经受多个重力排水箱并然后经受一个顶网成形器压机。
图3B是该生产线从顶网成形器穿过这些真空箱的真空排水及初始干燥器部分的示意图。
图4是根据本发明的方法生产的背面涂覆的面板的估算的降噪系数值(ENRC)对比面板厚度的图表。
图5是在本发明的范围内的密度下对于基础垫以及背面涂覆的面板的NRC值对比面板厚度的图表。
图6是对于根据本发明的方法生产的低、中、高密度基础垫的估算的降噪系数值对比面板厚度的图表。
具体实施方式
A.面板
图1示出本发明的吸音的贴砖或面板10的一个实施方案的透视图。
B.配制
在本发明的一个实施方案中，用来制造本发明的面板的组合物的成分将是矿棉(一种矿渣棉纤维)、热塑性粘合剂和/或淀粉、水以及任何可任选的成分，例如絮凝剂类。将这些干成分及湿成分组合以生产一种稀浆料，该浆料被沉积以形成一个稀浆料层。添加到稀浆料中的矿棉纤维贯穿该浆料层的全部厚度均匀地分布在该基质中，这样在浆料在进一步加工之后将最终形成面板。在干成分的总重量中，本发明的面板典型地是由约70wt％至95wt％的矿棉、6wt％至7wt％的结合的热塑性粘合剂和淀粉、以及水形成的。
在一个优选实施方案中，该面板基于干成分基重可以是由约90wt％至95wt％(例如，93wt％)的矿棉、约4.5wt％至5wt％(例如，4.7wt％)的热塑性粘合剂以及1.5wt％至2.5wt％(例如，2.0wt％)的淀粉形成的。
1.矿棉
本发明中使用的矿棉是一种矿渣棉纤维，有时被称为合成玻璃质(硅酸盐)纤维，该类型常规地用于制备基于矿棉的吸音的贴砖及面板。矿棉一般是通过使用高速空气使熔融炉渣纤维化而生产的一种细长丝。这种矿棉典型地是常规用于制造基于矿棉的吸音贴砖的相同类型。
2.淀粉和热塑性粘合剂
可以使用的粘合剂可以是一种淀粉，它因其成本效益用于基于矿棉的吸音组合物中是人们熟知的。
可以与或不与淀粉一起使用的其他粘合剂可以选自常规地用于基于矿棉的吸音贴砖中的不同热塑性粘合剂(胶乳)。这些胶乳具有范围从约30℃至约110℃的玻璃化转变温度。这些胶乳粘合剂的实例包括聚乙酸乙烯酯、乙酸乙烯酯/丙烯酸乳液、偏二氯乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯/丙烯酸的共聚物以及羧基化的苯乙烯/丁二烯。典型的热塑性胶乳是苯乙烯丙烯酸胶乳类，它们具有在从90℃至100℃(194至212°F)范围内的玻璃化转变温度。
3.其他成分
可任选的附加成分可以包括絮凝剂类、纤维素纤维、轻型骨料像膨胀珍珠岩、粘土、二水合硫酸钙、以及石灰石。常规上认为粘土在希望由其给予耐火性时有必要以至少4％并且优选至少20％的量值使用，如由ASTM Test No.E 119所定义。可商购的粘土诸如球粘土可以用于这个目的。
此外，本发明的吸音组合物可以包括无机填料，诸如云母、硅灰石、硅石、石膏、灰泥以及碳酸钙、其他轻型骨料、表面活性剂类以及絮凝剂类。这些成分对于制造吸音贴砖组合物领域的普通技术人员是熟知的。
尽管本发明不受限于任何材料的具体量值，本发明考虑的组合物在一种水性浆料中以表1中所示的量值包含以下成分，该浆料具有在约3wt％至6wt％范围内的固体含量。
表1-组合物(干燥基重)
Figure GPA00001137127300081
这种稀浆料可以通过不同方法沉积，正像那些熟悉具有本说明书的益处的吸音板制造技术的人所能想到的。例如，除了使用一种分批方法来制造每块面板，可以用一种类似的方式来制造一个连续的片材，它在材料已经干燥之后可以被切成希望尺寸的多个面板。
C.制造本发明的面板
在一个第一实施方案中，本发明提供一种用于制造具有开放的结构以及改进的吸音特性的吸音天花板面板的方法，该方法包括：
提供一种水性浆料混合物，该混合物包括矿棉，选自下组的至少一个成员，该组的构成为：热塑性粘合剂、淀粉以及热塑性粘合剂和淀粉的混合物，以及可任选的添加剂，其中该水性浆料具有3.0wt％至6.0wt％的固体含量；
使该浆料分布在一个多孔的载体上；
将该被分布的浆料进行脱水，所述脱水包括使该浆料在至少一个重力排水箱的该多孔载体上进行重力排水，以形成一个经过重力排水的基础垫，其中该浆料在2至20秒的时间段内被重力排水至74wt％至84wt％的水浓度；并且
进行真空排水以去除水，这是通过向该经过重力排水的基础垫施加大约2至20秒的一个第一真空，典型地为最大约0.7英寸的Hg的真空，例如约0.3至0.7，如大约0.5英寸的Hg，以去除该基础垫中约18％至34％的水，并然后向该经过重力排水的基础垫施加一个第二真空，以便从该基础垫中去除额外的10％至52％的水(相对于第一次施加真空之后该基础垫中的水量)，其中该第二次施加的真空典型地为大约2.0至4.0英寸的Hg的真空，持续2至20秒，以增大真空排水的量而不显著地通过静态压力压缩该垫，即相对于该经过重力排水的基础垫的厚度压缩10％以下，这样该真空排水将该经过真空排水的基础垫的密度相对于该经过重力排水的基础垫基于干燥基重增大了0％至10％；并且
其中该经过真空排水的基础垫基于干燥基重具有大约10.9至大约15.0磅每立方英尺的密度、以及大约0.80至大约0.95的降噪系数。
用于在制造本发明的吸音板所要求的操作条件下施行本发明的方法的一种装置示于图2、3A和3B的图中。
图2示出用于制造本产品的一个吸音板生产线12的一个实施方案。参见图2，该方法开始于通过使矿棉与水和粘合剂和/或淀粉在一个常规的装配有一个搅拌器(未示出)的混合装置中进行混合来形成稀释水性原料浆料30。该矿棉典型地可以是与常规用于制造基于矿棉的吸音贴砖中的相同类型。该矿棉和粘合剂和/或淀粉与足够的水相混合，以制造矿棉、淀粉、热塑性粘合剂、水和附加添加剂的一种原料浆料30。例如，该浆料30可以包含按重量计约4.5％的固体，其中矿棉占固体的高达93wt％。
如图3A中所示，原料浆料30被送入一个流浆箱20之中。该原料浆料30被沉积在一个无接头的金属网成形表面65上以形成一个基础垫15，并且在“T”的方向上运动的同时穿过具有重力排水箱1、2、3、4的一个重力排水系统5。穿过形成表面65的浆料30中的水在该基础垫15穿过一个顶网成形器70和钳口80之前首先通过重力排水箱1、2、3、4(图3A)被脱水。这四个重力排水箱1、2、3、4逐步使浆料脱水。
按照在本发明的希望的操作条件下将这四个重力排水箱1、2、3、4设定在开放或关闭的位置以形成一个经过重力排水的基础垫15。
在一种用于制造品牌的吸音板产品的标准(常规的)方法中，重力排水箱1、2是关闭的，重力排水箱3是半开放的，而重力排水箱4是全开放的。在用于生产具有0.70NRC的3/4英寸(1.9cm)吸音板的标准(常规的)操作条件下，将这些湿端的设置设计为不从该基础垫15中排出尽可能多的水，但是要去除足量的水以提供该基础垫在钳口点80处的适当卡尺厚度，这样顶部皮带可以挤压该基础垫并且实现一个相对光滑的表面。如果通过重力排水去除太多的水，所得到的更小卡尺厚度将产生一种更不均匀的表面以及研磨之后可能的小斑点。如果通过重力排水去除太少的水，该基础垫15将在干燥器中具有太大的水负荷，从而将太多的水放入供应下游真空箱的离心式鼓风机中，并降低生产线速度。
在本发明中，重力排水优选包括使浆料在至少一个重力排水箱的多孔载体上进行重力排水以形成一个经过重力排水的基础垫，其中该浆料在2至20秒的时间段内被重力排水至74wt％至84wt％的水浓度。因此，在该实施方案中，在该基础垫15通过顶网成形器70和钳口80之前，优选地，箱1、2、3、4(图3A)中的至少一个在2至20秒的时间段内使该浆料重力排水至74wt％至84wt％的水浓度。
经过重力排水的基础垫15然后在顶网成形器70下通过并且穿过辊钳口80。基础垫15在重力排水和挤压之后、在被送往通过真空系统106之前典型地包含按重量计约74％-84％的游离水，该真空系统有六个真空箱90、91、92、93、94、95(图3B)，设置为不同的选定真空条件以便向基础垫15施加一个渐变的真空。真空箱91、92、93、94和95与一个多区干燥器200的第一区100一起工作。由于脱水和干燥，穿过多区干燥器的多个区，水被去除至按最后的基础垫15中的重量计大约2％的水平。
图3B示出了从顶网成形器70穿过真空系统106和一个第一干燥器区100的生产线。真空系统106有六个真空箱90、91、92、93、94、95，它们由两个大型离心式鼓风机102和104供应。
标记为90的第一真空箱(在此也称之为“压机箱”或“压机后(AP)箱”)并且下两个箱91和92是由离心式鼓风机102供应。
第二组的三个真空箱93、94和95是由离心式鼓风机104供应。本行业中使用的典型的鼓风机可以具有从50至400的马力并且产生在5,000和25,000ft3/分钟(cfm)(140-700cu.m/min)之间的气流。
送基础垫15穿过水刀107以便立即在AP真空箱90之后并且在基础垫15进入干燥器200(图2和3B)之前在跨机器的方向上切割基础垫15。
如以上提及的，干燥器200是一个多区干燥器。图3B示出一个第一干燥区100。该第一干燥区100是用来为真空箱91、92、93、94、95供应热空气。相比之下，AP真空箱90仅吸入环境温度的空气。
在正常操作条件下，AP箱90和箱91、92、93都处于全开放的位置而箱94、95是完全关闭的。在标准(常规的)流水线运行过程中，真空箱90、91、92、93、94、95通常不从其自然压力进行调节，并且不监测真空压力。因此，在常规系统中，在干燥器200的区100下游的多个区中进行干燥之前，尽可能多的水通过AP箱90和箱91、92、93(与该干燥器的一个第一区100联合运作)被去除。
然而，在本发明中，真空系统106用由第一离心式鼓风机102供应的在AP真空箱90中并然后穿过真空站91到92、以及由第二个离心式鼓风机104供应的真空箱93、94和95中的逐步真空来处理该基础垫15。典型地，当基础垫15通过多区干燥器200以将基础垫15干燥成最终的面板10时，将尽可能多的水去除同时保持基础垫15的希望厚度或卡尺厚度，该面板被切成需要的尺寸并任选地在其表面上进行砂磨、涂漆和/或层叠并且还配备了一个可任选的背面涂层。该背面涂层在本领域中是普遍已知并被广泛使用的。本领域中用于背面涂覆的涂料典型地包括基于胶乳的涂料以及基于树脂的涂料，它们常见地典型地是一种基于甲醛的树脂，诸如基于三聚氰胺苯酚树脂、苯酚甲醛树脂或脲甲醛树脂的涂料。
在本发明的这个实施方案中，AP箱90是部分或完全关闭的并且真空箱91、92、93是开放的但是施加的真空的量被显著减小(与常规处理相比)以避免压缩基础垫15。相比之下，在标准的生产线中，AP箱90是全开放的，并且第一、第二和第三个真空箱91、92、93是全开放的。
真空箱94和95在标准的操作程序以及本发明对于这个实施方案的操作程序中典型地是关闭的。
因此，在本发明的这个实施方案中，水通过AP真空箱90被去除，这是通过向被挤压的基础垫施加大约2至20秒的一个第一部分真空，最多为大约0.7英寸的Hg(0.00237MPa)，例如大约0.3至0.7英寸的Hg(0.00102至0.00237MPa)，例如大约0.5英寸的Hg(0.00169MPa)，并且然后剩下的真空箱向被挤压的基础垫施加大约2至20秒的一个第二真空，为大约2.0至大约4.0英寸的Hg(大约0.00677至0.0135MPa)，以增大真空排水的水平而不显著地通过静态压力压缩该垫。该实施方案产生的脱水的、干燥的基础垫(即干燥器200之后的基础垫)具有大约10.9至大约15.0磅每立方英尺(大约174.6至240.3克/升)的密度，以及大约0.80至大约0.95的降噪系数。
根据本发明，若希望的话，将压机后真空箱90调节至完全关闭位置并且将第一干燥区100中的第一真空箱91调节为至少部分关闭的位置，以便向被挤压的基础垫施加大约2至20秒的最大约0.7英寸的Hg的一个第一部分真空，例如大约0.3至0.7，如大约0.5英寸的Hg，并且然后将至少一个另外的箱92、93、94和/或95调节至全开放位置，以向该挤压的基础垫施加大约2至20秒的比第一真空箱91所施加的更大的真空压力，例如大约2.0至大约4.0英寸的Hg。
当然，可以使用并且控制任何数目的真空箱以得到希望的受控的真空，这样水被去除是通过向该被挤压的基础垫施加大约2至20秒的最大约0.7英寸的Hg的一个第一部分真空，例如约0.3至0.5英寸的Hg，并且然后向该被挤压的基础垫施加大约2.0至20秒的约2.0至4.0英寸的Hg的第二真空，以增大真空排水的水平而不显著地通过静态压力压缩该基础垫，以产生具有大约10.9至大约15.0磅每立方英尺的密度、以及大约0.80至大约0.95的降噪系数的脱水的、干燥的基础垫。
优选地，根据本发明，真空排水的完成方式是通过向经过重力排水的基础垫施加大约2至20秒的最大约0.7英寸的Hg的第一真空，例如约0.3至0.7，如大约0.5英寸的Hg，以去除该基础垫中约18％至34％的水，并然后向经过重力排水的基础垫施加第二真空，以便从该经过重力排水的基础垫中去除另外的10％至52％的水(相对于经受第一真空步骤之后该基础垫中的水量)，其中这第二次施加的真空典型地为大约2.0至4.0英寸Hg的真空，持续2至20秒。优选地，这些真空排水步骤增大了真空排水的量而没有显著地通过静态压力压缩该垫，这样该真空排水将干燥的基础垫的密度相对于经过重力排水的基础垫基于干燥基重增大了0％至10％、典型地0至5％。例如，如果该脱水的基础垫具有大约12磅每立方英尺(192g/升)的密度，那么10％更密的干燥的基础垫将具有大约13.2磅每立方英尺(211g/升)的密度。
在用背面涂层进行最终处理之前，对于该最终面板在0.80至0.95的范围内的NRC，该基础垫的厚度典型地是在大约0.80至1.2英寸(2.03至3.05cm)的范围内。更典型地，在用背面涂层进行最终处理之前，对于具有0.80的标称NRC，该基础垫的厚度是在0.90英寸(2.29cm)的范围内而最终面板密度为14至15磅每立方英尺(pcf)。当希望具有大约0.90的NRC的面板时，该基础垫的厚度典型地设计为具有大约1.20英寸(3.05cm)的厚度，密度为大约12.0pcf(192g/升)。
完成的面板的CAC典型地是在大约33至36的范围内，其中对于该最终完成的面板，至少35的CAC是希望的。
本发明还提供用于控制生产一种吸音板以实现所希望的吸音特性的多种方法。
一个第一实施方案提供了一种制造低密度高矿棉的吸音板的方法，该吸音板具有10.9至12.6磅每立方英尺(175至202g/升)的密度以及改进的吸音特性，该方法包括：
为该吸音板选择一个目标ENRC并且为该面板确定一个目标厚度以便根据以下公式实现该目标ENRC：
ENRC＝0.3618x厚度(单位为英寸)+0.4748；
提供一种稀释水性浆料混合物，该混合物包括矿棉、热塑性粘合剂和淀粉以及可任选的添加剂，其中该水性浆料具有3wt％至6wt％的固体浓度；
使该稀浆料分布在一个多孔的载体上；
使该浆料在至少一个重力排水箱上的该多孔载体上通过重力排水进行脱水以形成一个经过重力排水的基础垫；
使该经过重力排水的基础垫进行真空排水，这是通过在该经过重力排水的基础垫离开该至少一个重力排水箱之后向其施加一个真空，通过使该经过重力排水的基础垫通过至少一个施加了第一真空的第一真空箱并且然后使该经过重力排水的基础垫通过至少一个施加了一个第二真空的第二真空箱，其中该第二真空是比该第一真空更高的真空，以便从该基础垫中去除水而不通过静态压力将该经过重力排水的基础垫压缩10％以上；
其中，对这些基础垫脱水的条件以及真空排水的条件进行调节以实现在大约10.9至12.6磅每立方英尺范围内的基础垫密度，以此实现在该目标ENRC的±5％之内的NRC。
一个第二实施方案提供了一种制造吸音板的方法，该吸音板包括一个具有12.5至大约14.0磅每立方英尺(约200至224g/升)密度的背面涂覆的基础垫(该基础垫包括高矿棉)，以及改进的吸音特性，该方法包括：
为该吸音板选择一个目标NRC并且为该面板确定一个目标厚度以根据以下公式实现该目标ENRC：
ENRC＝0.2376x厚度(单位为英寸)+0.6328；
提供一种稀释水性浆料混合物，该混合物包括矿棉、热塑性粘合剂和淀粉以及可任选的添加剂，其中该水性浆料具有3wt％至6wt％的固体含量；
使该稀浆料分布在一个多孔的载体上；
使该浆料在至少一个重力排水箱上的该多孔载体上通过重力排水进行脱水以形成一个经过重力排水的基础垫；
使该经过重力排水的基础垫进行真空排水，在它离开该至少一个重力排水箱之后形成一个经过真空排水的基础垫，通过向该经过重力排水的基础垫施加一个真空，通过使该经过重力排水的基础垫通过至少一个施加了一个第一真空的第一真空箱并且然后使该经过重力排水的基础垫通过至少一个施加了一个第二真空的第二真空箱，其中该第二真空是比该第一真空更高的真空，以便从该基础垫中去除水而不通过静态压力将该垫相对于该经过重力排水的基础垫压缩10％以上；其中该真空排水使该基础垫的密度增大了大约0％至10％；
将该基础垫干燥；
在该干燥的基础垫上施用一个本领域中常规使用的类型的背面涂层，其厚度为大约1.5至2.0密尔，
其中，对这些基础垫脱水的条件以及真空排水的条件进行调节以实现在大约12.5至14.0磅每立方英尺范围内的基础垫密度，以此实现在该目标ENRC的±5％之内的NRC。
本发明的一个第三实施方案提供了一种用于制造具有改进的吸音特性的高矿棉吸音面板的方法，该方法包括：
为该吸音板选择一个目标NRC，例如大约0.90的NRC，并且为该面板确定一个目标厚度，例如大约1.10至1.20英尺；
提供一种稀释水性浆料混合物，该混合物包括矿棉、热塑性粘合剂和淀粉以及可任选的添加剂，其中该水性浆料具有3wt％至6wt％的固体含量；
使该稀浆料分布在一个多孔的载体上；
使该浆料在至少一个重力排水箱上的该多孔载体上通过重力排水进行脱水以形成一个经过重力排水的基础垫，典型地形成一个具有大约75％至大约85％的含水量的经过重力排水的基础垫；
对该经过重力排水的基础垫进行真空排水，在它离开该至少一个重力排水箱之后，形成一种经过真空排水的基础垫，这是通过向该经过重力排水的基础垫施加一个真空，通过使该经过重力排水的基础垫通过至少一个施加了一个第一真空的第一真空箱并且然后使该经过重力排水的基础垫通过至少一个施加了一个第二真空的第二真空箱，其中该第二真空是比该第一真空更高的真空(更大的负压)，以便从该基础垫中去除水而不通过静态压力将该垫相对于该经过重力排水的基础垫压缩10％以上；
其中该经过重力排水的垫的密度基于干燥基重在真空排水期间相对于真空排水之前的该经过重力排水的基础垫被增大了约0％至10％以下；
其中，对这些脱水以及真空排水的条件进行调节，以实现密度在大约10.9至14.0磅每立方英尺(大约175至224g/)范围内的基础垫，以此实现在基础垫厚度为大约1.10至1.20英尺(2.79至3.05cm)时大约0.90的该目标ENRC的±5％之内的NRC。
实例
以下实例将用于说明由本发明范围之内的一种方法制备的几种吸音贴砖组合物。应该理解这些实例是出于说明的目的而给出的，并且许多其他的组合物以及处理条件是在本发明的范围之内。本领域的普通技术人员将认识到，可以制备包含除以下说明的那些之外的其他成分和其他量值的类似的吸音贴砖组合物。
实例1
本实例采用了一种目标混合物，该混合物在干成分的基础上包括约93wt％的矿棉、约4.7wt％的热塑性粘合剂以及大约2.0wt％的淀粉。
按照以上在标题为“制造一种本发明的面板”的部分中的说明制造了面板。
将用于本发明的Hi-NRC的吸音板的重力排水箱设置(见图3A)以及真空箱设置(见图3B)与目前商用的
Figure GPA00001137127300161
吸音板(它具有0.70的NRC)在表格2和3中进行比较。这些重力排水箱在图3A中被标为1、2、3和4。这些真空箱在图3B中被标为90、91、92、93、94和95。
表2-重力排水箱的设置
Figure GPA00001137127300162
表3-真空箱的设置
Figure GPA00001137127300163
Figure GPA00001137127300171
在一个实施方案中，通过设置重力箱1和2为关闭、重力箱3为半开放并且重力箱4全开放可以得到0.900英寸厚的产品，具有标称的14至14.5磅/英尺3Hi-NRC的产品，具有0.80的NRC。在基础垫离开湿端时，它穿过全开放的AP箱90以及真空箱91、92和93前进，而真空箱94和95是完全关闭的。若必要的话，AP箱内的真空可以部分关闭，以便向基础垫提供更大的卡尺厚度以及更低的密度。
在基础垫退出重力排水阶段以及湿法挤压之后施加在其上的真空的量取决于用来在挤压之后对基础垫进行真空排水和干燥的具体处理设备的设计。然而，在实施本发明时重要的是，该基础垫首先在部分真空下进行处理以去除第一部分水而不减小其厚度且将该基础垫的密度增大约5％-10％以上。然后用更高水平的真空处理该基础垫以去除更多的水，这时水将不产生进一步增加该基础垫密度的静态压力。
在本实例的工厂试验中使用的具体设备中，如图3A和3B所示，已经发现通过向挤压过的基础垫施加大约2至20秒的大约0.5英寸Hg的第一部分真空并且然后向挤压过的基础垫施加大约2至20秒的大约2.0至4.0英寸的Hg的第二真空以去除水，实现了充分的真空排水而没有显著地通过静态压力压缩该垫。
换言之，水是通过第一步骤的真空被去除的，这是一个足够弱而不显著压缩该基础垫的真空。然而，该弱真空去除了足够的水，这样在施加第二真空步骤的更强真空时，则没有足够的水存在来产生足够的静态压力来显著压缩该基础垫。
该脱水的基础垫的挤压及压缩受到了限制，以避免使该基础垫的密度增大约1.0磅每立方英尺以上或使该基础垫密度增大5％至10％。例如，在较弱真空中的压缩将小于10％(例如小于5％)，并且较强真空中的压缩将小于5％(例如小于2％)，各自相对于该经过重力排水的基础垫具有该基础垫的小于10％的总的压缩。
实例2-工厂规模的板的制备
将压机升高至最大位置，使重力排水最大化，并且改变压机箱中的真空同时使其他真空设置停留在其常规位置。因此，这些数据的试验条件包括一个升高的顶网成形器70(此后也称之为“压机”)(被升高至最大位置)、最大化的重力排水以及AP真空箱上可变的真空设置，其中其他真空设置与标准吸音板产品的相同。任何灰尘及破损已经被去除。注意湿端样品是在AP真空箱之后立即被取出。表4示出了所产生的数据。
表4
 板#  压机真空箱(英寸Hg)  厚度(英寸)   重量(磅)   密度(磅/英尺3)   含湿量(％)   ENRC
 1A  0.00  1.186   41.21   11.08   84.2   0.890
 1B  0.00  1.172   40.05   10.90   84.2   0.890
 2A  0.50  1.049   38.30   11.64   81.4   0.875
 2B  0.50  1.042   39.46   12.08   81.4   0.875
 3A  1.00  0.958   35.28   11.74   73.8   0.834
 3B  1.00  0.987   36.69   11.85   73.8   0.834
 4A  1.40  0.984   36.82   11.93   70.7   0.836
 4B  1.40  0.983   37.00   12.00   70.7   0.836
表4的数据证明了压机真空箱(AP真空箱，例如图3B的第一真空箱90)对厚度、密度、含湿量以及ENRC具有的作用。具体地讲，表4显示加入真空的作用不仅是从该基础垫中去除水，而且还增大了该基础垫的密度(注意减小的厚度)并且降低了吸音性。
以上结果进一步显示，真空的量对垫密度并且对降低该面板的吸音特性具有作用。
以上结果指示，通过使真空排水最大化并与升高压机位置相结合，一个标称11至12pcf密度的基于矿棉的吸音板可以得到等于或大于0.80的NRC。尽管后面的真空箱以及流动通过式干燥施加的静态压力，在切边机处仍维持了12pcf(192kg/m3)的标称密度。因此，通过升高重力排水的程度，所产生的静态压力较小，由此产生较小的板的“挤压”。
实例3-工厂规模的板的制备
表5的试验数据证明，简单地升高压机对厚度、密度、以及ENRC具有最小的作用。这两组数据(“对照”和“无压机”)之间的仅有的区别在于对于标为“无压机”的样品将顶网成形器70升高至其最高位置。这些样品是在切边机处取出而不取湿端的样品。将压机升高至最高位置(从0.780英寸至1.187英寸)。使重力箱的设置保留在标准位置。
表5
  板#  压机真空箱(英寸的Hg)   厚度(英寸)   重量(磅)   密度(磅/英尺3)   ENRC
  对照#1  1.86   0.826   38.45   14.84   0.704
  对照#2  1.86   0.815   38.94   15.24   0.700
  无压机#1  1.86   0.847   37.61   14.16   0.730
  无压机#2  1.86   0.818   36.83   14.36   0.729
  无压机#3  1.86   0.851   37.07   13.89   0.707
简单地升高压机(没有同样增大重力排水并降低真空设置)在基础垫密度上仅产生了小的降低并且在吸音性上仅产生轻微的增大。
实例4-自由形态密度的工厂规模试验
可以将以上结果与重力排水最大化并且压机真空箱被关闭时获得的结果进行比较。任何灰尘或破损已经被去除。
如以上实例3中运行一个试验，但是具有以下操作条件：压机被升高至其最大值，重力排水被最大化并且压机真空箱被关闭。任何灰尘或破损已经被去除。
以下的湿端样品是在湿端水喷射之后立即取出，湿端水喷射是常规用来以预选择的8至10英尺面板长度来切割基础垫。在湿端水喷射之后立即将一个金属板滑动到潮湿基础垫下面，使板和样品抬起而离开网线。然后将该湿样品干燥，从板上去除，并测定样品的厚度和密度。所得到的数据示于表6中。
表6
 板#  压机真空箱(英寸Hg)   厚度(英寸)   重量(磅)   密度(磅/英尺3)   ENRC
 1A  0.00   1.355   48.53   11.45   0.954
 1B  0.00   1.296   48.83   12.02   0.947
实例5
[00135]将水、矿棉、淀粉、以及热塑性粘合剂组合并混合以得到一种均匀混合物。在四个中排水箱中应用重力排水，其中对于标准
Figure GPA00001137127300191
品牌的吸音板前2个箱被关闭且第三个箱半开放且第四个箱是开放的。在生产线上制造Hi-NRC吸音板#1，该生产线使得前两个重力排水箱关闭、第三个重力排水箱半开放并且第四个重力排水箱开放。在生产线上制造Hi-NRC吸音板#2，该生产线使得前两个重力排水箱关闭、第三个重力排水箱半开放并且第四个重力排水箱开放。
在生产线上制造Hi-NRC吸音板#1，其中AP真空箱可任选地被部分关闭，真空箱#91-93保留全开放并且真空箱#4-5保留完全关闭。在生产线上制造Hi-NRC吸音板#2，其中AP真空箱被完全关闭，真空箱#91被保留半关闭、真空箱#92-93被保留全开放并且真空箱#94-95被保留完全关闭。
对于标准MARS品牌吸音板以及根据本发明的方法使用与该标准板相同的组合物制造的HI-NRC#1和#2板，测试了以下工厂规模的板的物理特性。其结果示于表7中。
表7
Figure GPA00001137127300201
实例6
将压机升高至最大位置，使重力排水最大化，并且改变压机箱中的真空同时使其他真空设置停留在其常规位置。任何灰尘及破损已经被去除。
如以下表8以及图4中这些估算的NRC(此后称之为ENRC)对密度的图示结果所示，这些数据的分析显示了对于10.9至12.6pcf的密度，厚度和密度与阐释的ENRC之间的优异的相关性。
公式ENRC＝0.3618x厚度(单位为英寸)+0.4748与图4的数据相符。
这些结果确认了密度为12pcf时近似1.1英寸的厚度应当给出0.85NRC的产品。
表8
Figure GPA00001137127300202
实例7
以下实例被设计为用于确定常规的重力排水方法(排水箱1和2关闭，3半开放且4开放)对本发明的最大化重力排水(排水箱1关闭，且排水箱2、3和4开放)以及标准真空设置(AP箱和真空箱91、92、93(图3B)全开放且真空箱94和95关闭)对本发明的渐增的真空设置(AP箱关闭，且真空箱91部分开放，且真空箱92和93全开放且真空箱94和95关闭)的相对作用。对于以下试验中的1英寸x1英寸样品，得到了表9的板的数据。
表9
  板   压机位置   重力排水   真空箱   厚度(英寸)   密度pcf
  1   升高   标准   标准设置   0.905   12.75
  2   升高   最大   标准设置   0.925   12.67
  3   升高   最大   增大   1.030   11.69
  4   升高   标准   增大   1.000   12.46
表10示出了所得到的数据。
表10
  板   压机位置   重力排水   真空箱   厚度   密度   ENRC
  1   升高   标准设置   标准设置   0.861   13.34   0.755
  2   升高   最大   标准设置   0.904   13.15   0.792
  3   升高   最大   增大   0.959   12.49   0.806
  4   升高   标准   增大   0.953   12.69   0.807
表10中结果表明，通过使重力排水最大化并且提供增大的真空水平与升高压机位置相结合，有可能得到标称12.5pcf(200kg/m3)密度的产品。由于将重力排水最大化，其益处为在密度上降低0.20pcf(3.2kg/m3)，对比升高真空水平的益处为0.65pcf(10.4kg/m3)。
实例8
进行了以下工厂试验来生产标称1.25英寸(3.2cm)最终厚度并且12.0磅/英尺3(192kg/m3)密度的产品。在试验过程中，将压机升高至最大位置。将这些重力排水箱调节如下：箱4开放；箱3开放；箱2开放1/2并且箱1关闭。与对照(“C”)相比，对于试验1，真空箱91、92、93、94、95(图3B)调节如下。对于重力排水箱和真空箱的处理条件示于表11和12中。
表11
Figure GPA00001137127300221
表12
  真空箱设置   网成形器(压机)位置   AP(湿)箱  箱1   箱2   箱3   箱4   箱5
  标准   向下   开放  开放   开放   开放   关闭   关闭
  试验   升高   关闭  开放1/2   开放   开放   关闭   关闭
压机后真空箱是基本上关闭的，但是测量到0.0至0.2英寸的Hg(0-0.5cm Hg)的读数。未取湿样品并且灰尘及破损已经被去除。
收集了下表13和14中的以下两组10个样品并然后进行测试。
表13_
Figure GPA00001137127300222
Figure GPA00001137127300231
表14
  厚度(英寸)   密度(磅/英尺3)   背面涂层   MOR(磅)   硬度(磅)
  1.074   12.51   仅基础垫   35.9   29.0
  1.063   12.45   仅基础垫   38.9   29.0
  0.814   16.46   有   129.1   65.0
  0.792   13.94   有   92.6   40.0
  0.865   13.09   有   95.6   46.0
  0.912   13.78   有   99.5   50.0
  1.008   13.45   有   90.7   49.0
  1.013   13.01   无   93.7   49.0
  1.086   13.57   有   86.3   48.0
  1.009   12.75   无   85.0   50.0
基于以上试验数据，使用一种由增大的重力排水以及渐增的真空构成的湿端设置，取决于接触垫的厚度，它有可能实现在大约12至12.5磅每立方英尺范围内的基础垫密度，对于最终的背面涂覆的面板产生范围在大约0.80至0.90之内的全规格的NRC值。
如表15以及图5中的图表所示，NRC值随着该基础垫的厚度增加，并且未完成的基础垫以及背面未涂覆的产品比背面涂覆的产品具有更高的NRC值。要求具有大约0.85至0.90英寸厚度的基础垫得到大约0.85的NRC值，而要求具有大约1.2英寸或更大厚度的基础垫得到大约0.90的NRC值。数据还确认越高密度的产品展现越低的NRC值。
表15
  板#   厚度(英寸)   密度(磅/英尺3)   背面涂层   NRC
  1   1.074   12.51   仅基础垫   0.908
  2   1.063   12.45   仅基础垫   0.925
  3   1.013   13.01   背面未涂覆   0.878
  4   1.009   12.75   背面未涂覆   0.900
  5   0.814   16.46   高密度背面涂层   0.795
  6   0.792   13.94   背面涂层   0.808
  7   0.865   13.09   背面涂层   0.848
  8   0.912   13.78   背面涂层   0.858
  9   1.008   13.45   背面涂层   0.875
  10   1.086   13.57   背面涂层   0.883
  11   0.914   背面涂层   0.850
对于具有12.5至大约14.0磅每立方英尺密度的胶乳背面涂覆的基础垫，穿过图5的数据绘制的一条线产生了这些实验样品的NRC值以及厚度之间的关系ENRC＝0.2376x厚度(单位为英寸)+0.6328。
实例9
以下试验被设计为用于生产具有14.0pcf(224kg/m3)密度的0.900英寸(2.3cm)最终厚度的产品。试验的湿端条件于表16中示出。
在开始该试验之间，标记为“对照”的试验运行是在对照条件下的运行。该试验包括升高压机并且轻微减慢生产线同时维持原料浆料流速以产生1.000英寸的基础垫。还部分关闭了压机后(AP)真空箱以便在湿端上得到较高的卡尺厚度。
表16
Figure GPA00001137127300241
从表16中列出的两组试验条件得到了表17和表18中列出的以下试验数据。
表17
  样品   T1   T2
  基础垫(未研磨)密度(磅/英尺3)   14.1   13.6
  研磨后密度(磅/英尺3)   14.34   14.36
  完成后密度(磅/英尺3)   16.2   15.5
  厚度(英寸)   0.906   0.907
  ENRC   0.801   0.796
  ECAC   37.7   37.2
  MOR(磅)   80.4   76.5
  破裂负荷(磅)   29.3   28.0
  硬度(磅)   221   205
表18-吸音的实验室数据
  板   完成后密度(磅/英尺3)   厚度(英寸)   NRC   CAC
  T1   15.24   0.925   0.813   36
  T2   15.11   0.913   0.818   36
实例10
表19、20和21报告了大数量样品，它们具有低密度，即大约10至11pcf的密度；中密度，即13至14pcf；以及高密度，即超过15至16.7pcf，以此示出对于未完成的面板的面板厚度与ENRC之间的相关性。这些试验报告了低密度(“LD”)；中密度(“MD”)以及高密度(“HD”)。图6中的图表示出三个测试的密度范围的面板厚度与ENRC之间的相互关系。
表19
  试验   ENRC   重量(克)   厚度(英寸)   密度(磅/英尺3)
  LD1   0.651   25.590   0.827   9.864
  LD2   1.101   75.870   2.446   9.887
  LD3   1.030   51.140   1.643   9.925
  LD4   0.974   44.820   1.412   10.116
  LD5   1.074   67.560   2.126   10.131
  LD6   0.566   22.520   0.707   10.154
  LD7   0.517   21.320   0.655   10.376
  LD8   0.958   42.740   1.305   10.437
  LD9   1.029   60.570   1.847   10.456
  LD10   0.918   40.580   1.232   10.497
  LD11   0.527   21.420   0.650   10.499
  LD12   0.480   20.380   0.616   10.540
  LD13   0.511   21.450   0.649   10.542
  LD14   1.085   86.230   2.600   10.574
  LD15   1.061   64.810   1.949   10.599
  LD16   0.515   21.480   0.646   10.600
  LD17   0.947   43.150   1.293   10.637
  LD18   0.386   17.580   0.525   10.675
  LD19   0.965   51.340   1.533   10.677
  LD20   0.840   34.530   1.028   10.706
  LD21   0.956   43.490   1.294   10.712
  LD22   0.519   21.700   0.645   10.731
  LD23   0.524   22.010   0.648   10.824
  LD24   0.723   28.660   0.839   10.892
  LD25   0.279   14.290   0.417   10.924
  LD26   0.905   42.990   1.251   10.951
表20
  试验   ENRC   重量(克)   厚度(英寸)   密度(磅/英尺3)
  MD1   0.612   29.050   0.709   13.058
  MD2   0.889   49.640   1.206   13.126
  MD3   0.960   87.020   2.112   13.132
  MD4   0.905   58.130   1.405   13.193
  MD5   0.418   20.590   0.497   13.196
  MD6   0.936   75.370   1.815   13.238
  MD7   0.555   24.800   0.593   13.327
  MD8   0.305   17.420   0.416   13.362
  MD9   0.805   41.930   1.000   13.369
  MD10   0.898   63.290   1.499   13.458
  MD11   0.707   34.260   0.810   13.490
  MD12   0.308   15.130   0.360   13.521
  MD13   0.913   51.970   1.217   13.617
  MD14   0.643   30.450   0.711   13.801
  MD15   0.769   36.150   0.839   13.871
表21
试验 ENRC 重量(克) 厚度(英寸)   密度(磅/英尺3)
  HD1   0.742   38.680   0.829   15.027
  HD2   0.766   43.590   0.928   15.132
  HD3   0.624   30.470   0.655   15.210
  HD4   0.792   45.080   0.953   15.232
  HD5   0.801   53.490   1.124   15.322
  HD6   0.841   82.550   1.735   15.322
  HD7   0.822   68.750   1.441   15.366
  HD8   0.867   73.660   1.540   15.407
  HD9   0.808   59.130   1.223   15.574
  HD10   0.723   39.200   0.809   15.610
  HD11   0.356   20.170   0.415   15.638
  HD12   0.869   68.850   1.413   15.689
  HD13   0.771   50.240   1.027   15.749
  HD14   0.596   29.650   0.605   15.795
  HD15   0.832   94.980   1.934   15.817
  HD16   0.601   30.070   0.612   15.825
  HD17   0.811   65.920   1.323   16.045
  HD18   0.809   53.420   1.065   16.158
  HD19   0.684   35.850   0.711   16.235
  HD20   0.446   23.770   0.460   16.636
如表19、20和21连同图6所示，在本发明的方法下，对于厚度在大约1.00至1.55英寸之间时大约10至11pcf的较低密度的产品、厚度为大约1.00至2.10英寸时大约13至14pcf的中密度产品、并且面板厚度在大约1.10至2.10英寸之间时大约15至16.6之间的较高密度的产品，得到了在0.800至大约0.950之间的ENRC。
实例11
在生产线上进行了两次试验运行来制造MARS面板的Hi-NRC版本，其目标基础垫厚度为1.20英寸且目标密度为12磅每立方英尺，以确定该基础垫在流水线生产期间在流浆箱处、在重力排水箱之后、并且在第一或AP真空箱之后的固体含量值。其结果报告在表22中。
表22
Figure GPA00001137127300271
Figure GPA00001137127300281
尽管对于以上实例12中的试验#1和#2不可能测量第二真空箱和第六真空箱之后在多区干燥器中的固体及水的含量，对其估算为第二真空箱之后的固体及水的含量可能对于试验#1为32％的固体及68％的水(2.6磅/英尺3的水及1.2磅/英尺3的固体)并且对于试验#2为30％的固体及70％的水(2.8磅/英尺3的水及1.2磅/英尺3的固体)。在所有六个真空箱之后估算的固体含量对于试验#1和#2两者为大约32％至35％的固体，相比之下对于该标准MARS产品估算的固体含量为大约37％至40％的固体。
实例12
为了显示在重力排水之后增大真空的作用，进行了以下试验。其结果报告在表23中。
表23-增大真空对来自重力排水的基础垫的压缩
  生产方法   厚度(英寸)   密度(1b/立方英尺)   厚度减小(％)   密度增大(％)
  重力排水之后 1.18 11.00
  使用0.5英寸Hg的真空-在切边机处密度 1.05 11.80 11.0 7.3
  使用1.0英寸Hg的真空-在切边机处密度 0.97 11.80 17.8 7.3
  使用1.4英寸Hg的真空-在切边机处密度 0.98 11.98 16.9 8.9
虽然已经示出并且说明了本发明的具体实施方案，本领域的普通技术人员应理解，无需在更广的方面以及如以下权利要求书中列出的方式背离本发明即可以对其作出改变和变更。

Claims (11)

1.一种用于制造具有开放的结构以及改进的吸音特性的吸音天花板面板的方法，该方法包括：
提供一种水性浆料混合物，该混合物包括矿棉，选自下组的至少一个成员，该组的构成为：热塑性粘合剂、淀粉以及热塑性粘合剂和淀粉的混合物，以及可任选的添加剂，其中该水性浆料具有3.0wt％至6.0wt％的固体浓度；
使该浆料分布在一个多孔的载体上；
使该浆料在至少一个重力排水箱上通过重力排水在该多孔载体上进行脱水，以形成一个经过重力排水的基础垫，其中该浆料被脱水至74wt％至84wt％的水浓度；
进行真空排水以去除水，这是通过向该经过重力排水的基础垫施加大约2至20秒的一个第一真空来去除该经过重力排水的基础垫中大约18％至34％的水，并且然后向该被压缩的基础垫施加一个第二真空以便在它经受了该第一真空施加之后从该基础垫中去除额外的10％至52％的水，其中该第二次施加的真空从该基础垫中去除了额外的水而没有通过静态压力将该基础垫的厚度自该经过重力排水的基础垫的厚度压缩10％以上；并且
其中，该经过真空排水的基础垫具有基于干燥基重的大约10.9至大约15.0磅每立方英尺的密度、以及大约0.80至大约0.95的降噪系数。
2.如权利要求1所述的方法，其中该真空排水将该经过脱水的基础垫的密度相对于该经过重力排水的基础垫基于干燥基重增大了0％至10％。
3.如权利要求1所述的方法，其中，该第二次施加的真空与该第一次施加的真空相比是在一个更高的真空水平上。
4.如权利要求1所述的方法，其中，该第一真空是以最大0.5英寸的Hg的真空来施加的。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括背面涂覆该基础垫的步骤，以产生一种具有至少35的CAC值的最终的吸音板。
6.如权利要求1所述的方法，其中，该系列的重力排水箱包括四个箱，并且相继的一个第一以及一个第二重力排水箱被放置为处于完全关闭的位置，一个第三个重力箱被调节为处于一种半开放至全开放的位置并且第四个箱被放置为处于一种全开放的位置。
7.如权利要求1所述的方法，其中，该真空是由一系列的真空箱施加的，对这些真空箱进行调节来向该基础垫提供逐步增大的真空以便从该基础垫中去除大部分的水而不在该垫中产生将会压缩该垫的厚度的一种静态压力，其中第一部分的水是在小于0.5英寸的Hg的真空下去除的，并且然后剩余的水是在大约2至4英寸的Hg的真空下去除的。
8.如权利要求1所述的方法，其中，在该真空系统中的该系列真空箱包括串联的一个第一压机后真空箱、以及在一个多区干燥器的一个第一干燥区中的一个或多个附加的真空箱，该基础垫在这些重力排水箱和压机的下游穿过该多区干燥器。
9.如权利要求1所述的方法，包括：
为该吸音板选择一个目标ENRC，并且
确定该面板的目标厚度，以便根据以下公式实现该目标ENRC：
ENRC＝0.3618x厚度(单位为英寸)+0.4748
其中，通过重力排水使该浆料进行脱水的条件以及真空排水的条件被调节为以便实现基于干燥基重的大约10.9至12.6磅每立方英尺范围内的基础垫密度，以此实现在该目标ENRC±5％之内的NRC。
10.如权利要求1所述的方法，包括：
为该吸音板选择一个目标NRC并且确定该面板的目标厚度以根据以下公式实现该目标ENRC：
ENRC＝0.2376x厚度(单位为英寸)+0.6328；
在真空排水之后将该经过脱水的基础垫进行干燥；
在该经过干燥的基础垫上施加大约1.5至2.0密尔厚度的一个背面涂层；
其中，对这些基础垫脱水的条件以及真空排水的条件进行调节以便得到基于干燥基重的大约12.5至大约14.0磅每立方英尺范围内的基础垫密度，以此实现在该目标ENRC±5％之内的NRC。
11.如权利要求1所述的方法，包括：
为该吸音板选择大约0.90的目标NRC，并且为该面板确定大约1.10至1.20英寸的目标厚度；
其中，对这些脱水以及真空排水的条件进行调节以便得到基于干燥基重的大约10.9至14.0磅每立方英尺范围内的一个基础垫密度，以此实现大约1.10至1.20英尺的基础垫厚度时大约0.90的目标ENRC的±5％之内的NRC。
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