[发明专利]具有改善的断裂特性的声学声音防护材料及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2008年4月7日、申请号为200880019135.5、发明名称为“具有改善的断裂特性的声学声音防护材料及其制造方法”的发明申请的分案申请。

背景技术

对于建筑工业来说，声音控制构成了快速增长的经济和公共政策关注点。需要并要求具有高声学隔离的区域(通常称为“隔音”)用于各种目的。公寓、套房、宾馆、学校和医院全部需要被特别设计以减小声音传输的墙、天花板和底板，以便使对相邻房间的人们的干扰最小化或消除。隔音在临近公共交通的住宅中尤其重要，这些公共交通例如是高速公路、飞机场和公路线路。另外，影院和家庭影院、音乐练习室、录音工作室等需要增强的噪音衰减以用于可接受的听觉水平。同样，医院和大众医疗机构已经开始意识到声学舒适度是患者康复期间的重要部分。多方住宅和商用噪音控制问题的严重性的一个措施是，为建筑内的特定墙结构规定了最小声音传输等级(STC)等级的设计指南和模型建筑代码的普遍出现。另一措施是在不可接受的噪音水平的问题上出现了在业主和建筑商之间的诉讼。对于美国经济的损害来说，导致了两种问题：在某些市区，大建筑商拒绝建筑房屋、公寓大厦和公寓；以及取消建筑商责任保险。

各种建筑技术和产品已经出现来缓解噪音控制的问题，诸如：用轻量型钢立筋代替木质构架立筋；诸如交错立筋和双立筋构造这样的替代构架技术；附加的石膏干式墙层；向墙阶添加弹性通道和使干式墙板与构架立筋隔离；添加质量负载的乙烯基障阻部；基于纤维素的音板；和在无需热控制的墙中使用纤维素和玻璃纤维棉絮隔离物。所有这些变化有助于减小噪音传输，但是还没有到达这样的水平：在给定房间中的某些干扰噪音(例如，具有非常低的频率内容或高的声压水平的噪音)被防止传输到为隐私或舒适度特别设计的房间。噪音可在被占据空间之上或之下从房间出来或从外部噪音源出来。实际上，上述提到的方法的一些针对于与声学隔离无关的标准建筑技术来说，仅仅在声学性能方面提供了三至六分贝的改善。这样小的改善仅仅表现出可以注意到的差异，而不是隔音的解决方案。对上述提到的技术的第二个关注是，每个均由于复杂的设计和额外的组装步骤而涉及额外(有时是昂贵的)建筑材料或附加人力成本的负担。

最近，具有层叠衰减干式墙板的形式的替代建筑噪音控制产品已经被引入到市场中，该板在美国专利No.7,181,891中有所披露。该板代替传统干式墙层，并消除对诸如弹性通道、质量负载的乙烯基障阻部、额外的立筋构造和额外的干式墙层这样的额外材料的需求。最终的系统在一些情况下提供了高至15分贝的优异声学性能改善。但是，该板不能通过划线和破断切割。不能用盒式切割机或工具刀来对板划线以便用手使之断裂，这些板必须被多次划线然后用很大的力在桌台或工作台的边缘处破断。通常，最终的破断的质量(在部位准确性和总的平直度方面)很差。需要用额外的力来断裂层叠板的原因是因为组成的石膏层具有拉伸强度高的背衬纸(或内衬玻璃纤维无纺物)。测试显示出，这种类型的划线板需要85磅的力来断裂，而破断1/2英寸厚的标准石膏墙板需要15磅，破断划线的5/8英寸厚类型X石膏墙板需要46磅的力。这种内部层(或在一些情况下为多层)必须例如相当大的弯曲力在典型的划线和突然折断的过程中在张紧状态下破断。

在一些情况下，工匠必须用诸如圆锯或旋转切割工具这样的动力工具来切割每个板，以便确保平直的切割和高质量的安装。这对于板的安装增加了时间和人力成本，并产生了令工作者讨厌的大量灰尘，还甚至增加了工地清洁形式的安装费用。

对材料或建筑方法的声音减弱质量有利的因素是材料或墙组件的声音传输级别(STC)。STC等级是在建筑领域中用于评价隔断、门和窗户在阻隔声音方面的有效性的分级。作为声学测试的结果，对于特定隔断设计的等级表现为对建立了STC值的曲线的逼近的最佳拟合类型。该测试以此方式进行：其与测试环境独立并仅对隔断产生一个值而不对其周围结构或环境。确定STC等级的该测量方法由American Society of Testing and Materials(ASTM)限定。它们是ASTM E 90，“Standard Test Method Laboratory Measurement of Airborne Sound Transmission Loss of Building Partitions and Elements”以及ASTM E413“Classification for Sound Insulation”，用于对给定结构通过声音传输损耗数据来测量STC等级。这些标准在因特网http://www.astm.org上可以获得。