ФИБРОЦЕМЕНТНЫЕ ИЗДЕЛИЯ ДЛЯ НАПОЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ И СПОСОБЫ ИХ ПРОИЗВОДСТВА
FIBER CEMENT PRODUCTS FOR FLOORING AND THEIR PRODUCTION METHODS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к фиброцементным изделиям для напольного покрытия. Настоящее изобретение дополнительно относится к способам производства таких фиброцементных изделий для напольного покрытия, а также вариантам применения таких фиброцементных изделий для напольного покрытия в строительной промышленности. Настоящее изобретение дополнительно относится к фиброцементным составам и фиброцементным материалам, которые подходят для производства фиброцементных изделий для применения в качестве напольных покрытий.
Предпосылки изобретения
Доступные на рынке напольные покрытия, такие как ламинированное напольное покрытие (использующее фибролит или древесно-стружечную плиту высокой или средней плотности в качестве центрального слоя), достигли ошеломляющего успеха на рынке напольных покрытий. Залогом успеха этого изделия считают определенные свойства, такие как устойчивость к появлению пятен, износостойкость, огнестойкость, хорошая подверженность очистке и способность использовать почти любой тип печатного рисунка. Дополнительно общее выделение парообразных органических соединений является низким, и ламинированное напольное покрытие считается цветостойким и экологичным по сравнению с другими конкурирующими изделиями для напольного покрытия.
Однако одной проблемой, связанной с доступным на рынке ламинированным напольным покрытием, является влагостойкость готового изделия и чувствительность сырьевых материалов (фибролита, бумаги и древесно-стружечной плиты высокой или средней плотности) к влаге во время процесса изготовления. В некоторых случаях влага может привести к некоторым серьезным проблемам, связанным с контролем качества, и к ограничениям применения. Например, высокое содержание влаги в изделии, таком как древесно-стружечная плита или фибролит, может привести к образованию вздутий и отсутствию сцепления меламиновой поверхности и среднего слоя. Также, более высокое содержание влаги может привести к непостоянству размеров готового изделия, что в свою очередь приводит к образованию вогнутости или выпуклости изделия, что чрезвычайно нежелательно.
Поставщики ламинированного напольного покрытия пытались преодолеть вышеуказанные проблемы, разрабатывая ламинированное напольное покрытие, обладающее лучшей влагостойкостью, путем использования меламиновых, фенольных или изоцианатных связующих веществ, чтобы частично заменить карбамидные смолы, присутствующие в ламинированном напольном покрытии. Хотя это усовершенствование сделало изделие более влагостойким, современные доступные на рынке ламинированные напольные покрытия все еще подвержены повреждениям, вызванным влагой. Например, толщина ламинированного пола может увеличиваться более чем на 10 %, и поглощаемость воды может превышать более чем 15 % согласно испытанию на поглощение воды за 24 часа. Другое опробованное решение недостаточной влагостойкости современного ламинированного напольного покрытия привело к тому, что некоторые изготовители наносили водоотталкивающий материал на верхние края областей шипа и паза, которые дополнительно служили для сопротивления любому проникновению влаги сквозь соединения. Еще одно опробованное решение включает нанесение силиконового герметика для герметизации краев и пустот по периметру ламината, где ламинированное напольное покрытие соприкасается со стеной. Однако, если не следовать очень строгим инструкциям установки, влага по-прежнему будет повреждать ламинированное напольное покрытие. Еще одной слабостью ламинированного напольного покрытия является его восприимчивость к образованию разломов или сколов на углах краев и профиле шипа и паза, поскольку волокна в волокнистой плите высокой плотности не связаны когезионно друг с другом с помощью химических веществ. Вместо этого, они спрессовываются друг с другом главным образом с помощью чрезвычайно высокого давления и тепла.
Альтернативное доступное на рынке напольное покрытие представляет собой пропитанное акрилом деревянное напольное покрытие. Обычное пропитанное акрилом деревянное напольное покрытие не является экологически чистым и удобным в эксплуатации изделием. В частности, необходимо много времени для того, чтобы пропитать жидким акриловым мономером поры деревянного шпона, и часто тяжело или невозможно обеспечить полное проникновение жидкости на желаемую глубину или ее равномерное проникновение в поры древесины. Дополнительно рабочие должны быть чрезвычайно осторожными, чтобы обеспечить безопасное обращение с ядовитым жидким акриловым мономером, и учитывать защиту окружающей среды и государственные нормативные документы. Из-за того, что такой процесс требует много времени и сил, изделие обычно является очень дорогим.
Суть изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в предоставлении усовершенствованного, эстетичного, прочного и устойчивого изделия для напольного покрытия, которое преодолевает вышеуказанные слабости и недостатки современных доступных на рынке напольных покрытий.
В связи с этим, авторы настоящего изобретения успешно разработали новаторские и патентоспособные фиброцементные изделия для напольного покрытия, которые обладают элегантным внешним видом и высокой механической прочностью и высокой устойчивостью к появлению трещин и изнашиванию, даже при суровых и неблагоприятных погодных условиях и интенсивном движении пешеходов.
В первом аспекте настоящее изобретение предоставляет фиброцементные изделия для напольного покрытия, по меньшей мере содержащие цемент, волокна и аморфный кремнезем в количестве от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 15 вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции. Действительно, авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что при использовании аморфного кремнезема в количестве от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 15 вес. % от общего сухого веса композиции фиброцементного изделия для напольного покрытия механическая прочность значительно улучшается по сравнению с изделиями, не содержащими аморфного кремнезема. Более того, аморфный кремнезем в количестве от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 15 вес. % гарантирует более прочную межслойную связь между разными слоями Гатчека, присутствующими в фиброцементных изделиях. Очень важно предотвратить возможные проблемы, связанные с расслаиванием, в конечных изделиях.
Дальнейший преимущественный эффект аморфного кремнезема в количестве от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 15 вес. % в пересчете на общий сухой вес композиции фиброцементного изделия для напольного покрытия заключается в том, что прочность на изгиб (т.е. эластичность) конечного изделия значительно повышается по сравнению с изделиями, не содержащими аморфного кремнезема. Эти преимущества изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению станут понятными из дальнейшего описания в настоящем документе и, в частности, из раздела «Примеры», раскрытого далее в настоящем документе.
Соответственно, в конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат аморфный кремнезем в количестве от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 10 вес. %, более конкретно в количестве от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. %, наиболее конкретно в количестве приблизительно 7 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции).
Однако авторы настоящего изобретения обнаружили, что аморфный кремнезем в количествах, превышающих 15 вес. % от общего сухого веса композиции фиброцементного изделия для напольного покрытия, приводит к значительному уменьшению пористости фиброцементной композиции. Это может привести к нескольким нежелательным свойствам, таким как повышенная степень растрескивания в условиях заморозки-оттаивания и плохое сцепление средств и/или покрытий для последующей обработки (гидрофобизации) с фиброцементной поверхностью.
3
3
3
3
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению дополнительно содержат известняк или CaCO в количестве от приблизительно 5 вес. % до 35 вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции фиброцементного изделия для напольного покрытия. В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат известняк или CaCO в количестве от приблизительно 5 вес. % до 25 вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции фиброцементного изделия для напольного покрытия. Авторы настоящего изобретения в действительности обнаружили, что добавление известняка или CaCO в количестве от приблизительно 5 вес. % до 35 вес. % к фиброцементным композициям согласно настоящему изобретению приводит к существенному увеличению стабильности размеров конечных изделий. В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат известняк или CaCO в количестве от приблизительно 8 вес. % до 25 вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции указанного фиброцементного изделия для напольного покрытия.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению представляют собой отвержденные на воздухе фиброцементные изделия. Действительно, фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению содержат волокна, причем эти волокна предпочтительно включают синтетические волокна. Для этих синтетических волокон характерна плохая устойчивость к влажному теплу, и, следовательно, они остаются неповрежденными и сохраняют свою полную функциональность в условиях отверждения на воздухе.
Таким образом, в конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению по меньшей мере содержат синтетические волокна, которые способствуют механической прочности конечных изделий. Также, авторы настоящего изобретения обнаружили, что присутствие синтетических волокон приводит к более высокому пределу упругой деформации (т.е. увеличенному сгибанию перед образованием трещин), что крайне желательно в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения (например, таких как изделия для напольного покрытия с замковым соединением).
В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению по меньшей мере содержат волокна на основе поливинилового спирта. В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению по меньшей мере содержат два типа волокон на основе поливинилового спирта. В еще других дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат волокна на основе поливинилового спирта, или полипропиленовые волокна, или комбинацию волокон на основе поливинилового спирта и полипропиленовых волокон. Полипропиленовые волокна оказывают благоприятное воздействие на ударную вязкость фиброцементных изделий согласно настоящему изобретению, как станет понятно из примеров, описанных в настоящем документе.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению дополнительно содержат волластонит в количестве от приблизительно 5 вес. % до 20 вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции фиброцементного изделия для напольного покрытия. Действительно, авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что добавление волластонита в фиброцементные составы для изготовления фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению приводит к уменьшению гигроскопического и гидроскопического движений в конечных изделиях по сравнению с изделиями, не содержащими волластонита.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению дополнительно содержат сепиолиты. Обнаружено, что сепиолиты оказывают улучшенное реологическое воздействие на фиброцементный раствор, используемый для получения фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, и, более того, приводят к образованию более гладкой текстуры поверхности конечного изделия.
В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат на по меньшей мере части своей внешней поверхности один или более отвержденных слоев покрытия. Эти слои покрытия, как правило, выполняют функцию барьера от воды и функцию защитного слоя от повреждения, но также потенциально функцию декоративного слоя.
В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления эти слои покрытия могут содержать по меньшей мере один пигмент.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению дополнительно содержат гидрофобное средство для повышения водостойкости и водоотталкивающих свойств.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению покрыты слоем гидрофобизирующего средства. В частности, авторы настоящего изобретения обнаружили, что содержание фиброцементными изделиями конкретной комбинации аморфного кремнезема в фиброцементной композиции и средства гидрофобизации (например, в виде покрытия) приводит к резкому снижению поглощения воды негидрофобизированными областями фиброцементных изделий для напольного покрытия. Действительно, как станет понятно из примеров, описанных в настоящем документе, было обнаружено, что комбинация аморфного кремнезема в фиброцементной композиции и средства гидрофобизации приводит к сниженному впитыванию воды непокрытыми краями изделия для напольного покрытия (причем эти края могут предусматривать или не предусматривать соединительный элемент) и непокрытыми областями фиброцементных слоев под покрытием.
В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению являются покрашенными в массе. Фактически, в определенных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия, разработанные авторами настоящего изобретения и раскрытые в настоящем документе, являются эстетично привлекательными благодаря тому, что они окрашены в массе, в результате чего через поверхность этих изделий видно внутреннюю текстуру (по меньшей мере ее часть) и цвет основных материалов, что придает изделиям натуральный, но современный вид. Окрашивание в массе изделий также обеспечивает дополнительное преимущество, заключающееся в том, что любое повреждение, которое может возникнуть на протяжении срока службы изделий, будет менее заметным по сравнению с изделиями с нанесенным покрытием, которые, как правило, не покрашены в массе.
Во втором аспекте настоящее изобретение предоставляет способы изготовления фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, по меньшей мере включающие этапы:
(i) предоставления фиброцементного раствора, по меньшей мере содержащего волокна, цемент, воду и от 2 вес. % до приблизительно 15 вес. % аморфного кремнезема в пересчете на общий вес твердых частиц в указанном растворе;
(ii) изготовления фиброцементного изделия для напольного покрытия с применением способа производства фиброцемента;
(iii) обеспечения отверждения фиброцементного изделия для напольного покрытия.
В конкретных вариантах осуществления предложены окрашенные в массе фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, причем фиброцементные изделия для напольного покрытия представляют собой фиброцементные планки для напольного покрытия. В альтернативных конкретных вариантах осуществления предложены окрашенные в массе фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, причем фиброцементные изделия для напольного покрытия представляют собой фиброцементные плитки для напольного покрытия.
В конкретных вариантах осуществления настоящее изобретение предоставляет способы изготовления фиброцементных изделий для напольного покрытия, при этом этап (ii) изготовления фиброцементного изделия для напольного покрытия выполняют с применением способа производства фиброцемента, выбранного из группы, состоящей из способа Гатчека, способа Маньяни, способа с применением экструзии и способа с применением технологии flow-on. В дополнительных конкретных вариантах осуществления настоящее изобретение предоставляет способы изготовления фиброцементных изделий для напольного покрытия, при этом этап (ii) изготовления фиброцементного изделия для напольного покрытия выполняют с применением способа производства по Гатчеку.
В третьем аспекте настоящее изобретение предоставляет фиброцементные изделия для напольного покрытия, получаемые любым из способов, раскрытых согласно настоящему изобретению.
В четвертом аспекте настоящее изобретение предоставляет варианты применения фиброцементных изделий для напольного покрытия, раскрытых в настоящем документе, в качестве строительных материалов, в частности, в качестве напольного покрытия вне помещений (такого как настил), в качестве напольного покрытия в помещениях (такого как напольное покрытие с замковым соединением), в качестве ограждений и/или в качестве покрытий и т.п.
В независимых и зависимых пунктах формулы изобретения изложены конкретные и предпочтительные признаки настоящего изобретения. Признаки в зависимых пунктах формулы изобретения могут быть объединены с признаками в независимых пунктах или в других зависимых пунктах формулы изобретения и/или с признаками, изложенными в описании выше и/или ниже в настоящем документе, в соответствующих случаях.
Вышеуказанные и другие характеристики, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего подробного описания, рассматриваемого в сочетании с прилагаемыми графическими материалами, на которых принципы настоящего изобретения проиллюстрированы в качестве примера. Это описание представлено только в качестве примера, без ограничения объема настоящего изобретения. Описанные ниже фигуры, на которые делается ссылка, относятся к прилагаемым графическим материалам.
Краткое описание графических материалов
фиг. 1
На  показан график ударной вязкости по Шарпи (в относительных процентах по сравнению с образцом 1) фиброцементных образцов 1–8, произведенных из композиций, представленных в таблице 1. Ударную вязкость по Шарпи измеряли через 29 дней после производства и отверждения на воздухе (образцы 1–6 и 8) или отверждения в автоклаве (образец 7).
фиг. 2
На  представлена прочность на изгиб (модуль разрыва; в относительных процентах по сравнению с образцом 1) фиброцементных образцов 1–8, произведенных из композиций, представленных в таблице 1. Модуль разрыва измеряли через 29 дней после производства и отверждения на воздухе (образцы 1–6 и 8) или отверждения в автоклаве (образец 7) посредством устройства UTS/INSTRON (тип 3345; усилие = 5000 Н).
фиг. 3
На  представлена прочность на изгиб (модуль разрыва; в относительных процентах по сравнению с образцом 9) фиброцементных образцов 9–11, произведенных из композиций, представленных в таблице 4. Модуль разрыва измеряли через 29 дней после производства и отверждения на воздухе посредством устройства UTS/INSTRON (тип 3345; усилие = 5000 Н).
фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 11
На  показаны фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, которые изготовили добавлением одного или более пигментов на сито листоформовочной машины Гатчека во время образования одной или более верхних фиброцементных пленок. Как можно понять из изображений на фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 11, это дает узор неоднородного, подобного мраморному цвета.
фиг. 6–10
На  показаны фиброцементные изделия для напольного покрытия с тисненым декоративным узором на поверхности согласно настоящему изобретению.
фиг. 12
На  показаны фиброцементные изделия для напольного покрытия с декоративным узором на поверхности, полученным абразивно-струйной обработкой, согласно настоящему изобретению.
фиг. 13
На  показаны фиброцементные изделия для напольного покрытия с гравированным декоративным узором на поверхности согласно настоящему изобретению.
фиг. 14
На  показано поглощение воды в зависимости от времени 3 разных испытываемых образцов (образцы 13, 14 и 15, состав которых представлен в таблице 5) и эталонного образца (образцы 12, состав которых представлен в таблице 5), измеренное перед прессованием. Поглощение воды измеряли с помощью испытания согласно способу Карстена, как далее описано в настоящем документе.
На фиг. 15 показано поглощение воды в зависимости от времени 7 разных испытываемых образцов (образцы 41–47, состав которых представлен в таблице 12) и эталонного образца (образец 40, состав которого представлен в таблице 12), измеренное перед прессованием. Поглощение воды измеряли с помощью испытания согласно способу Карстена, как далее описано в настоящем документе.
На фиг. 16 показано поглощение воды для 7 разных испытываемых образцов (образцы 41–47, состав которых представлен в таблице 12) и эталонного образца (образец 40, состав которого представлен в таблице 12), измеренное путем определения для каждого образца процентного соотношения увеличения веса насыщенного водой образца и образца, высушенного на воздухе.
Одни и те же ссылочные позиции относятся к одним и тем же, подобным или аналогичным элементам на разных фигурах.
Подробное описание изобретения
Необходимо отметить, что термин «содержащий», используемый в формуле изобретения, не следует интерпретировать как ограничиваемый средствами, перечисленными далее; он не исключает других элементов или этапов. Таким образом, его необходимо интерпретировать как определяющий наличие указанных признаков, этапов или компонентов, на которые делается ссылка, и в то же время не исключающий наличия или добавления одного или более других признаков, этапов или компонентов или их групп. Таким образом, объем выражения «устройство, содержащее средства A и B» не следует ограничивать устройствами, состоящими исключительно из компонентов A и B. Оно означает, что согласно настоящему изобретению единственными значимыми компонентами устройства являются A и B.
По всему данному описанию делается ссылка на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления». Такие ссылки показывают, что конкретный признак, описанный в отношении варианта осуществления, включен в по меньшей мере один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, появление в различных местах по всему данному описанию фраз «в одном варианте осуществления» или «в варианте осуществления» не обязательно означает один и тот же вариант осуществления, однако может это означать. Кроме того, конкретные признаки или характеристики могут быть объединены любым подходящим образом в одном или более вариантах осуществления, как будет очевидно специалисту в данной области техники.
Следующие термины используются исключительно для того, чтобы способствовать пониманию настоящего изобретения.
В контексте настоящего документа формы единственного числа означают как единственное число, так и множественное число, если только из контекста явно не следует иное.
Слова «содержащий», «содержит» и «состоящий из», используемые в настоящем документе, являются синонимами словам «включающий», «включает» или «вмещающий», «вмещает» и являются охватывающими или ничем не ограниченными, а также не исключают дополнительных, неуказанных частей, элементов или этапов способа.
Указание диапазонов числовых значений с использованием предельных значений означает все числа и дробные числа, входящие в соответствующие диапазоны, в том числе указанные предельные значения.
Подразумевается, что термин «приблизительно», используемый в настоящем документе, в случае ссылки на измеряемое значение, такое как параметр, количество, продолжительность во времени и т.п., охватывает отклонения +/− 10 % или меньше, предпочтительно +/− 5 % или меньше, более предпочтительно +/− 1 % или меньше и еще более предпочтительно +/− 0,1 % или меньше некоторой заданной величины и до нее в таком объеме, что такие отклонения являются целесообразными для осуществления в раскрытом изобретении. Следует понимать, что само по себе значение, к которому относится наречие «приблизительно», также специально и по возможности раскрывается.
Термины «раствор (фибро)цемента» или «(фибро)цементный раствор», упоминаемые в настоящем документе, в целом относятся к растворам, по меньшей мере содержащим воду, волокна и цемент. Фиброцементный раствор в контексте настоящего изобретения также может дополнительно содержать другие компоненты, такие как, но без ограничения, известняк, мел, негашеная известь, гашеная или гидратированная известь, измельченный песок, порошкообразный кварцевый песок, кварцевая мука, аморфный кремнезем, уплотненный тонкодисперсный кремнеземный порошок, микрокремнезем, метакаолин, волластонит, слюда, перлит, вермикулит, гидроксид алюминия, пигменты, противовспенивающие средства, флокулянты и другие добавки.
«Волокно (волокна)», содержащееся (содержащиеся) в фиброцементном растворе, описанном в настоящем документе, может (могут) относиться, например, к обработанным волокнам и/или армирующим волокнам, все из которых могут быть органическими волокнами (как правило, целлюлозными волокнами) или синтетическими волокнами (на основе поливинилового спирта, полиакрилонитрила, полипропилена, полиамида, сложного полиэфира, поликарбоната и т.д.).
«Цемент», содержащийся в фиброцементном растворе, описанном в настоящем документе, может представлять собой, например, но без ограничения, портландцемент, цемент с высоким содержанием оксида алюминия, железистый портландцемент, пуццолановый цемент, шлаковый цемент, штукатурный цемент, силикаты кальция, образованные обработкой в автоклаве, и комбинации отдельных связующих веществ. В более конкретных вариантах осуществления цементом в изделиях согласно настоящему изобретению является портландцемент.
В контексте настоящего документа слова «предварительно определенный» и «предварительно заданный», когда речь идет об одном или более параметрах или свойствах, в целом означают, что требуемое значение (требуемые значения) этих параметров или свойств было (были) определено (определены) или задано (заданы) заранее, т.е. до начала процесса производства изделий, которые характеризуются одним или более из этих параметров или свойств.
Слово «цементный», как в словосочетаниях «цементное изделие» или «цементный материал», в контексте настоящего документа относится к любому изделию или материалу, содержащим цемент, такой как, но без ограничения, портландцемент, цемент с высоким содержанием оксида алюминия, железистый портландцемент, пуццолановый цемент, шлаковый цемент, штукатурный цемент, силикаты кальция, образованные обработкой в автоклаве, и комбинации отдельных связующих веществ. В более конкретных вариантах осуществления цементом в изделиях согласно настоящему изобретению является портландцемент.
3
Термины «фиброцементное изделие» и «фиброцементное изделие для напольного покрытия» в контексте настоящего документа относятся к изделиям, по меньшей мере содержащим волокна и цемент, причем изделия характеризуются тем, что они особенно подходят для использования в помещениях и/или вне помещений в качестве напольного покрытия или в качестве материала напольного покрытия, и устойчивы к суровым погодным условиям, и устойчивы к интенсивному движению пешеходов. Эта высокая степень износостойкости и прочности достигается с помощью разных характеристик изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, а именно по меньшей мере наличием от 5 до 15 вес. % аморфного кремнезема и, хотя это необязательно, от 5 до 25 вес. % CaCO в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции. Специалисту в данной области будет понятно, что фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, чтобы подходить для использования в качестве изделия для напольного покрытия, обладают увеличенной толщиной по сравнению с известными фиброцементными изделиями, которые подходят для других применений, например, для фасадов или для крыш. Фактически, обычная толщина фиброцементного изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению составляет от приблизительно 5 мм до 25 мм, например, от 8 до 25 мм.
Фиброцементные изделия в контексте настоящего изобретения также могут дополнительно содержать другие компоненты, такие как, но без ограничения, известняк, мел, пористый известняк, негашеная известь, гашеная или гидратированная известь, измельченный песок, порошкообразный кварцевый песок, кварцевая мука, аморфный кремнезем, уплотненный тонкодисперсный кремнеземный порошок, микрокремнезем, метакаолин, волластонит, слюда, перлит, вермикулит, гидроксид алюминия, пигменты, противовспенивающие средства, флокулянты и другие добавки.
Термин «фиброцементный слой» в контексте настоящего документа в целом и в контексте настоящего изобретения в частности относится к любому плоскому, необязательно по существу прямоугольному слою или плитке, главным образом состоящим из фиброцементной композиции и характеризующимся толщиной, составляющей по меньшей мере приблизительно 1 мм, в частности, от приблизительно 1 мм до 200 мм, более конкретно от приблизительно 2 мм до приблизительно 150 мм, наиболее конкретно от приблизительно 4 мм до приблизительно 100 мм, например, от приблизительно 8 мм до приблизительно 10 мм.
«Полученный способом Гатчека фиброцементный слой» или «полученный способом Гатчека слой», взаимозаменяемо используемые в контексте настоящего документа, относятся к фиброцементному слою (как определено в настоящем документе), который производят согласно способу Гатчека, который по меньшей мере включает этапы:
(i) формирования фиброцементной пленки на сите, причем сито вращается так, чтобы оно находилось в контакте с фиброцементным раствором в баке;
(ii) переноса фиброцементной пленки с сита на транспортную ленту из нетканого материала и
(iii) накопления фиброцементной пленки на накопительном валу с помощью транспортной ленты из нетканого материала.
В контексте настоящего изобретения использование термина «фиброцементная пленка» относится к такому тонкому слою фиброцемента, который наносят на транспортную ленту из нетканого материала с помощью одного или более сит, вращающихся в фиброцементном растворе, который содержится в одном или более баках согласно способу Гатчека. Как можно понять из вышеприведенного, на одном или более ситах листоформовочной машины Гатчека производят группу тонких фиброцементных слоев, которые затем накладывают друг на друга и перемещают с одного или более сит на транспортную ленту с получением одного или более неотвержденных полученных способом Гатчека фиброцементных слоев после накопления на накопительном валу. Таким образом, будет понятно, что когда в контексте настоящего изобретения речь идет о «фиброцементной пленке», то следует понимать, что этот термин охватывает, когда это применимо, как значение одной отдельной фиброцементной пленки с толщиной от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,9 мм, например, в частности, от приблизительно 0,05 мм до приблизительно 0,5 мм, например, от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 0,4 мм, например, приблизительно 0,3 мм (т.е. одного тонкого слоя фиброцемента, также называемого монослоем, отдельным слоем или основным слоем, который наносят на транспортную ленту из нетканого материала с помощью сита из бака согласно способу Гатчека), а также значение слоя, содержащего два или более наложенных друг на друга фиброцементных слоя, толщина каждого из которых составляет от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,9 мм, например, в частности, от приблизительно 0,05 мм до приблизительно 0,5 мм, например, от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 0,4 мм, например, приблизительно 0,3 мм (т.е. двух или более наложенных друг на друга тонких слоев фиброцемента, нанесенных на транспортную ленту из нетканого материала с помощью двух или более сит из бака согласно способу Гатчека). Специалисту в данной области техники будет понятно, что в зависимости от конкретной конфигурации участка для производства способом Гатчека, когда речь идет о способах согласно настоящему изобретению, в целом будут применимы оба значения термина «фиброцементная пленка», описанные выше, тогда как в более конкретных вариантах осуществления применимо только одно из двух значений. Например, в конкретном случае, когда для осуществления способов согласно настоящему изобретению на участке для производства способом Гатчека применяется только одно сито, «фиброцементная пленка» в контексте настоящего документа означает только один отдельный слой с толщиной от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,9 мм, который наносят на транспортную ленту из нетканого материала с помощью сита из бака согласно способу Гатчека. С другой стороны, когда для осуществления способов согласно настоящему изобретению на участке для производства способом Гатчека применяются два или более сит, «фиброцементная пленка» в контексте настоящего документа предполагает наложение друг на друга двух или более отдельных слоев, толщина каждого из которых составляет от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,9 мм, причем их наносят на транспортную ленту из нетканого материала с помощью сита из бака согласно способу Гатчека.
Термин «водопроницаемый» в контексте настоящего документа, когда речь идет о водопроницаемой транспортной ленте (ее области), в целом и в контексте настоящего изобретения в частности означает, что материал, из которого изготовлена водопроницаемая лента (ее область), позволяет воде проходить сквозь его структуру до определенной степени.
«Водопроницаемость» в контексте настоящего документа, когда речь идет о водопроницаемости транспортной ленты (ее области), в целом и в контексте настоящего изобретения в частности относится к уровню или степени, до которых материал, из которого изготовлена водопроницаемая лента (ее область), позволяет воде проходить сквозь его структуру. Подходящие материалы для водопроницаемых транспортных лент, такие как, но без ограничения, разновидности войлока, известны специалисту в данной области техники.
«Негидрофобизированное (фиброцементное) изделие» или «негидрофобизированный фиброцементный (пленочный) слой» в контексте настоящего документа относятся к изделию, такому как фиброцементное изделие или фиброцементный (пленочный) слой, которое не было обработано гидрофобизирующим средством перед его производством, а также в ходе или после этого. В частности, «негидрофобизированное фиброцементное изделие» или «негидрофобизированный фиброцементный лист» в контексте настоящего документа будут означать только «фиброцементные пленочные слои», которые являются негидрофобизированными.
Слова «окрашенный в массе», «покрашенный в массе» и «насквозь окрашенный», когда речь идет о фиброцементном изделии, означают, что по меньшей мере часть внутренней структуры, предпочтительно вся внутренняя структура, такого фиброцементного изделия содержит по меньшей мере один пигмент, т.е. один или более пигментов.
Термины «внутренняя (фиброцементная) структура», «расположенная внутри (фиброцементная) структура», «внутренняя (фиброцементная) масса» или «расположенная внутри (фиброцементная) масса», взаимозаменяемо используемые в настоящем документе, предназначены для указания на фиброцементный материал, содержащийся в фиброцементном изделии, причем указанный материал нельзя увидеть невооруженным глазом, если смотреть на изделие снаружи.
Термины «внешняя (фиброцементная) структура» или «внешняя (фиброцементная) поверхность», взаимозаменяемо используемые в настоящем документе, предназначены для указания фиброцементного материала, который открыт и виден снаружи фиброцементного изделия.
Употребление терминов «окрашенные в массе фиброцементные изделия» или «окрашенные фиброцементные изделия» в контексте настоящего документа предназначено для указания фиброцементных изделий, которые покрашены в массе (как определено в настоящем документе).
В контексте настоящего документа термин «прозрачный пигмент» указывает на пигмент, частицы которого обладают свойством пропускания видимого света. Таким образом, в контексте настоящего документа «прозрачный пигмент» представляет собой пигмент, большая часть частиц которого меньше длины волны видимого света.
В контексте настоящего документа термин «непрозрачный пигмент» указывает на пигмент, частицы которого не обладают свойством пропускания видимого света. Таким образом, в контексте настоящего документа «непрозрачный пигмент» представляет собой пигмент, размер большей части частиц которого больше длины волны видимого света.
В контексте настоящего документа термин «полупрозрачный пигмент» (также известный из уровня техники как полуматовый пигмент) указывает на пигмент, в котором лишь определенное, но значительное количество частиц пигмента в процентном выражении обладает свойством пропускания видимого света. Таким образом, в контексте настоящего документа «полупрозрачный пигмент» представляет собой пигмент, в котором размер определенного, но значительного количества частиц пигмента в процентном выражении больше длины волны видимого света и в котором размер остального количества частиц пигмента в процентном выражении меньше длины волны видимого света.
Термин «пигмент» в контексте настоящего документа относится к сухому нерастворимому веществу, обычно порошкообразному, которое при суспендировании в жидком носителе становится краской, чернилами и т.д. Пигменты, как правило, состоят из очень маленьких твердых частиц, которые применяются для улучшения внешнего вида за счет обеспечения цвета и/или для улучшения физических (функциональных) свойств краски или чернил. Диаметр пигментов, используемых для обеспечения цвета, в целом находится в диапазоне от 0,2 до 0,4 микрона. Диаметр функциональных пигментов, как правило, составляет 2–4 микрона, но он может составлять вплоть до 50 микрон.
Термин «основной пигмент» в контексте настоящего документа относится к любому пигменту (как определено в настоящем документе), который способен придавать белизну и/или цвет веществу и в то же время значительно способствует кроющей способности указанного вещества. Основные пигменты можно разделить на белые пигменты и цветные пигменты.
2
3
3
2
2
2
Термин «белый пигмент», как изложено в настоящем документе, означает основной пигмент, способный рассеивать свет и обеспечивать белизну и кроющую способность в отношении матовых или глянцевых краски или чернил. К белым неорганическим пигментам без ограничения относятся сурьмяные пигменты, в том числе сурьмяный белый: SbO; свинцовые пигменты (токсичные), в том числе белый свинцовый (PbCO)·Pb(OH); титановые пигменты, в том числе титановый белый: оксид титана(IV) TiO; и цинковые пигменты, в том числе цинковый белый: оксид цинка (ZnO).
Термин «цветной пигмент», как изложено в настоящем документе, означает основной пигмент, способный выборочно поглощать свет и придавать цвет краске или чернилам. Существует два основных типа цветных пигментов: органические пигменты, которые обеспечивают более яркие цвета, но являются не очень долговечными при использовании вне помещений, и неорганические пигменты, которые являются не настолько яркими, как органические цвета, но представляют собой наиболее долговечные пигменты для использования вне помещений.
Термин «неорганический пигмент» в контексте настоящего документа относится к встречающимся в природе минеральным красящим соединениям, как правило, состоящим из солей металлов. Неорганические пигменты обычно представляют собой оксиды или сульфиды одного или более металлов.
Неорганические пигменты без ограничения включают, например:
синие неорганические пигменты:
-
8-10
6
6
24
2-4
▪ алюминиевые пигменты, в том числе ультрамариновый: комплексный встречающийся в природе пигмент серосодержащего силиката натрия (NaAlSiOS);
▪ кобальтовые пигменты, в том числе кобальтовый синий и церулеум голубой: станнат кобальта(II);
4
10
▪ медные пигменты, в том числе египетская синь: синтетический пигмент на основе медного силиката кальция (CaCuSiO) и Han Blue BaCuSi4O10; и
7
18
▪ железные пигменты, в том числе прусская синь: синтетический пигмент на основе гексацианоферрата железа(III) (Fe(CN));
зеленые неорганические пигменты:
-
2
3
2
3
▪ кадмиевые пигменты, в том числе виридиан: темно-зеленый пигмент на основе гидратированного оксида хрома(III) (CrO); и кадмий зеленый: светло-зеленый пигмент, состоящий из смеси хромового желтого (CrS) и виридиана (CrO);
▪ хромовые пигменты, в том числе хромовый зеленый;
2
3
2
2
2
2
3
- медные пигменты, в том числе парижская зелень: ацетат-арсенат меди(II) (Cu(CHO)·3Cu(AsO)); и шеелева зелень (также называемая зелень Шееле): гидроарсенит меди(II) CuHAsO;
желтые неорганические пигменты:
-
2
3
▪ содержащие мышьяк пигменты, включающие натуральный моноклинический сульфид мышьяка(III) (AsS), полученный из аурипигмента;
▪ кадмиевые пигменты, в том числе кадмиевый желтый: сульфид кадмия (CdS);
4
▪ хромовые пигменты, в том числе хромовый желтый: натуральный пигмент на основе хромата свинца(II) (PbCrO);
3
2
6
▪ кобальтовые пигменты, в том числе ауреолин (также называемый кобальтовый желтый): гексанитрокобальтат(III) калия (NaCo(NO);
2
3
2
▪ железные пигменты, в том числе желтая охра: встречающаяся в природе глина с гидратированным оксидом железа (FeO.HO);
▪ свинцовые пигменты, в том числе неаполитанский желтый;
▪ титановые пигменты, в том числе титановый желтый;
2
▪ оловянные пигменты, в том числе мозаичное золото: сульфид олова(IV) (SnS);
оранжевые неорганические пигменты:
-
▪ кадмиевые пигменты, в том числе кадмиевый оранжевый: среднее между кадмиевым красным и кадмиевым желтым: сульфоселенид кадмия;
4
▪ хромовые пигменты, в том числе хромовый оранжевый: встречающаяся в природе пигментная смесь, состоящая из хромата свинца(II) и оксида свинца(II). (PbCrO + PbO);
красные неорганические пигменты:
-
▪ кадмиевые пигменты, в том числе кадмиевый красный: селенид кадмия (CdSe);
2
3
▪ железоокисные пигменты, в том числе сангина, колькотар, оксид красный, красная охра: безводный FeO, сиена жженая: пигмент, получаемый нагреванием природной сиены, венецианский красный;
3
4
▪ свинцовые пигменты (токсичные), в том числе сурик свинцовый: тетроксид свинца, PbO;
▪ содержащие ртуть пигменты (токсичные), в том числе вермилион: синтетический и натуральный пигмент: в природе встречается в минеральной киновари; сульфид ртути(II) (HgS);
коричневые неорганические пигменты:
-
2
3
2
2
3
▪ земляные пигменты из глины (образовавшиеся естественным путем оксиды железа), в том числе натуральная умбра: пигмент из натуральной глины, состоящий из оксида железа, оксида марганца и оксида алюминия: FeO + MnO + nHO + Si + AlO; природная сиена: встречающийся в природе желто-коричневый пигмент из лимонита;
черные неорганические пигменты:
-
▪ углеродные пигменты, в том числе сажа, сажа из слоновой кости, сажа виноградной лозы, ламповая сажа;
3
4
▪ железные пигменты, в том числе FeO;
▪ титановые пигменты: титановый черный;
серые неорганические пигменты:
-
▪ серая Пейна: смесь ультрамарина и сажи или ультрамарина и сиены.
Термин «органический пигмент» в контексте настоящего документа относится к синтетическим органическим красящим соединениям, которые представляют собой молекулы на основе углерода, полученные из углеводородных соединений, кислот и других химических веществ обычно в условиях высоких температуры или давления.
Органические пигменты без ограничения включают, например:
желтые органические пигменты:
-
желтые лаки, которые представляют собой прозрачные пигменты, используемые для обеспечения желтого цвета для покрытия других чернил, но не для их скрытия, желтый лак тартразин (также называемый FD&C желтый № 5 и используемый в качестве красящего вещества в продуктах питания), разновидности ганза желтого, а также диарилидные желтые пигменты, которые представляют собой наиболее распространенные желтые пигменты, используемые в печатных чернилах. Флуоресцентный желтый также используют в некоторых особых случаях применения. Органические желтые пигменты обычно используют для замены хромовых желтых пигментов;
оранжевые органические пигменты:
-
наиболее распространенным оранжевым пигментом является диарилидный оранжевый, прозрачный, но не очень светостойкий пигмент. Когда необходимы оранжевые пигменты, применяют также другие разные оранжевые материалы, к которым относится DNA-оранжевый, пиразолоновый оранжевый, пигмент для красок Fast Orange F2G, пигмент бензимидазолон оранжевый HL и органический цветной пигмент этиловый лаковый красный C;
красные органические пигменты:
-
к красным пигментам относятся разновидности паранитроанилина красного, толуидиновый красный, [«Permanent Red «R»], кармин F.B., разновидности нафтолового красного и фуксина, постоянный красный FRC, пигмент цвета бордо FRR, разновидности рубинового красного, разновидности литола красного, красный BON, литол рубиновый 4B, темно-красный BON, родамин 6G, лаковый красный C, ариламид красный BON, разновидности хинакридонового пурпурного пигмента, ферроцианид меди розовый, разновидности бензимидазолонового кармина и красного, пурпурный пигмент на основе азосоединения G, антрахиноновый ярко-красный и разновидности краплака;
синие органические пигменты:
-
«разновидности синьки». К разновидностям синьки относятся разновидности фталоцианинового синего (наиболее широко используемая группа органических синих пигментов), виктория голубая PMTA, виктория голубая CFA, ультрамариновый синий, индантреновый синий, разновидности щелочного голубого и переливчатого синего;
фиолетовые органические пигменты:
-
фиолетовые пигменты слегка перекрываются с некоторыми из красных пигментов с синим оттенком (например, бензимидазолон бордовый HF 3R (см. разновидности бензимидазолонового кармина и красного), а также включают такие пигменты, как родамин PMTA, PMTA-фиолетовый (также известный как метилфиолетовый), диоксазиновый фиолетовый (RL), карбазоловый фиолетовый, кристаллический фиолетовый, диоксазиновый фиолетовый B и тиоиндигоидный красный;
зеленые органические пигменты:
-
в традиционную группу зеленых пигментов входят разновидности зеленого фталоцианиновый пигмента, а также разновидности PMTA-зеленого;
коричневые органические пигменты
- :
коричневые пигменты включают диазо-коричневый и бензимидазолоновый коричневый HFR.
Термины «наполняющий пигмент» или «заполняющий пигмент» в контексте настоящего документа относятся к любому пигменту (как определено в настоящем документе), характеризующемуся низким индексом преломления или коэффициентом непрозрачности и, следовательно, не придающему цвет или кроющую способность веществу. Наполняющие или заполняющие пигменты выглядят прозрачными в краске или чернилах. Наполняющие пигменты оказывают значительные положительные эффекты на различные свойства краски, например, как дополнительно описано ниже, слюда может повышать водостойкость пленки благодаря «пластинчатой» форме своих частиц и тому, что она обычно располагается горизонтально относительно поверхности в перекрывающихся слоях. Например, к наполняющим пигментам или заполняющим пигментам относятся, но без ограничения, сульфат бария, карбонат кальция, силикат магния, слюда, каолин (белая фарфоровая глина), асбестин, тальк, кремнезем/кварц, гидрат оксида алюминия, калунит, пемза, бентонит, вермикулит и стеклянные гранулы.
2
Термин «кремнезем» в контексте настоящего документа относится к диоксиду кремния и имеет химическую формулу SiO.
Термин «аморфный» в контексте настоящего документа следует понимать как «не являющийся кристаллическим», «некристаллический» или «рентгеноаморфный», причем эти термины будут взаимозаменяемо использоваться в настоящем документе.
2
2
Термин «аморфный кремнезем» относится к любой некристаллической чистой форме диоксида кремния (SiO). Чистые формы SiO включают, например, но без ограничения, коллоидный кремнезем, осажденный кремнезем, силикагель, пирогенный кремнезем, тонкодисперсный кремнеземный порошок, кварцевое стекло, плавленый кремнезем, а также скелеты радиолярий и диатомовых водорослей в форме диатомитовой земли. Эти кремнеземные скелеты состоят из аморфного опаловидного вещества.
3
Термин «известняк» в контексте настоящего документа обозначает осадочную породу, состоящую в основном из карбоната кальция (CaCO), обычно в форме кальцита или арагонита. Он также может содержать значительные количества карбоната магния (доломита); микроэлементы, которые обычно также присутствуют, включают глину, карбонат железа, полевой шпат, пирит и кварц.
Термин «отверждаемый под воздействием УФ-излучения» или «отвержденный под воздействием УФ-излучения» относится к композиции, которая способна к полимеризации или была полимеризована под воздействием УФ-излучения. Как правило, реакция полимеризации по меньшей мере подразумевает присутствие фотополимеризуемых мономеров или олигомеров, вместе с фотоинициаторами и/или фотосенсибилизаторами.
Термин «чернила на основе растворителя» в контексте настоящего документа относится к чернилам, содержащим пигменты в коллоидной суспензии в растворителе, отличающемся от воды. Основной растворитель в чернилах на основе растворителя, как правило, представляет собой одно или более летучих органических соединений, таких как, но без ограничения, этанол, этилацетат, этиленгликоль, гликолевые сложные эфиры, гексан, изопропанол, н-метанол, метилэтилкетон, уайт-спириты, лигроины, обычный пропилацетат, обычный пропиловый спирт, толуол и ксилол.
Термин «чернила на основе воды» в контексте настоящего документа относится к чернилам, содержащим пигменты в коллоидной суспензии в воде. Хотя основным растворителем в чернилах на основе воды является вода, в ней также могут присутствовать другие вспомогательные растворители. Эти вспомогательные растворители, как правило, представляют собой летучие органические соединения, такие как, но без ограничения, этанол, этилацетат, этиленгликоль, гликолевые сложные эфиры, гексан, изопропанол, метанол, метилэтилкетон, уайт-спириты, лигроины, обычный пропилацетат, обычный пропиловый спирт, толуол и ксилол.
Термины «чернила, отвержденные под воздействием УФ-излучения» или «чернила, отверждаемые под воздействием УФ-излучения», взаимозаменяемо используемые в настоящем документе, относятся к составу чернил, который может быть полимеризован под воздействием УФ-излучения. «Чернила, отвержденные под воздействием УФ-излучения» или «чернила, отверждаемые под воздействием УФ-излучения» в контексте настоящего документа относятся к составу чернил, который не содержит растворителя, а вместо него содержит один или более пигментов, заключенных в матрицу фотополимеризуемых мономеров и/или олигомеров и фотоинициаторов и/или фотосенсибилизаторов.
Далее настоящее изобретение будет дополнительно подробно объяснено со ссылкой на различные варианты осуществления. Следует понимать, что каждый вариант осуществления представлен в виде примера и никоим образом не ограничивает объем настоящего изобретения. В этом отношении специалисту в данной области техники будет понятно, что без отклонения от объема или сути настоящего изобретения в настоящее изобретение могут быть внесены различные модификации и изменения. Например, признаки, показанные или описанные как часть одного варианта осуществления, могут быть использованы в другом варианте осуществления с получением еще другого дополнительного варианта осуществления. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает такие модификации и изменения, которые входят в объем прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов.
Авторам настоящего изобретения удалось разработать фиброцементные составы и фиброцементные изделия, которые особенно хорошо подходят для применений в качестве напольного покрытия. Действительно, фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению не подвержены нежелательным последствиям воздействия влаги, атмосферной влажности и переменных погодных условий, которые, как правило, приводят к разбуханию, деформации, росту мха и грибка, гниению, расщеплению, раскалыванию, растрескиванию и/или повреждению термитами, что, как правило, встречается у известных изделий для напольного покрытия.
Более того, фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению обладают хорошей механической прочностью и ударной вязкостью, высокой износостойкостью и эстетичным внешним видом. Эти преимущества станут понятны из примеров, дополнительно описанных в настоящем документе.
В первом аспекте фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению характеризуются тем, что они содержат, помимо волокон и цемента, от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 15 вес. % аморфного кремнезема (в процентном соотношении от общего веса сухих компонентов в составе).
Действительно, авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что при использовании аморфного кремнезема (как обозначено в настоящем документе) в количестве от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 15 вес. % от общего сухого веса композиции фиброцементного изделия для напольного покрытия механическая прочность значительно улучшается по сравнению с изделиями, не содержащими аморфного кремнезема. Более того, аморфный кремнезем в количестве от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 15 вес. % гарантирует более прочную межслойную связь между разными слоями Гатчека, присутствующими в фиброцементных изделиях. Очень важно предотвратить возможное расслаивание (т.е. расщепление между разными слоями Гатчека) в конечных изделиях.
Дальнейший преимущественный эффект аморфного кремнезема в количестве от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 15 вес. % в пересчете на общий сухой вес композиции фиброцементного изделия для напольного покрытия заключается в том, что прочность на изгиб и высокие пределы упругого сопротивления растяжению и напряжению конечного изделия значительно повышаются по сравнению с изделиями, не содержащими аморфного кремнезема. Более высокий предел упругой деформации чрезвычайно важен для изделий для напольного покрытия, поскольку такие изделия должны выдерживать большие локальные поверхностные усилия и воздействия.
Эти преимущества изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению станут понятными из дальнейшего описания в настоящем документе и, в частности, из раздела «Примеры», раскрытого далее в настоящем документе.
Соответственно, в конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат аморфный кремнезем в количестве от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 10 вес. %, более конкретно в количестве от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. %, наиболее конкретно в количестве приблизительно 7 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции).
3
3
3
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению дополнительно содержат известняк или CaCO в количестве от приблизительно 5 вес. % до 35 вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции указанного фиброцементного изделия для напольного покрытия. В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат известняк или CaCO в количестве от приблизительно 8 вес. % до 25 вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции указанного фиброцементного изделия для напольного покрытия. В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат известняк или CaCO в количестве от приблизительно 8 вес. % до 20 вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции указанного фиброцементного изделия для напольного покрытия.
3
Авторы настоящего изобретения в действительности обнаружили, что добавление известняка или CaCO в количестве от приблизительно 5 вес. % до 25 вес. % к фиброцементным композициям согласно настоящему изобретению приводит к существенному увеличению стабильности размеров конечных изделий.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению представляют собой отвержденные на воздухе фиброцементные изделия. Фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению содержат волокна. В конкретных вариантах осуществления волокна предпочтительно включают синтетические волокна. Для этих синтетических волокон характерна плохая устойчивость к влажному теплу, и, следовательно, они остаются неповрежденными и сохраняют свою полную функциональность только в условиях отверждения на воздухе или отверждения при комнатной температуре.
Таким образом, в конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат волокна, включающие синтетические волокна. Было обнаружено, что наличие синтетических волокон значительно способствует улучшению механической прочности и повышению предела упругой деформации (т.е. увеличенному сгибанию перед образованием трещин) конечных изделий. В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат по меньшей мере два разных типа синтетических волокон.
В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению по меньшей мере содержат волокна на основе поливинилового спирта. В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению по меньшей мере содержат два типа волокон на основе поливинилового спирта. В еще других дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат волокна на основе поливинилового спирта, или полипропиленовые волокна, или комбинацию волокон на основе поливинилового спирта и полипропиленовых волокон. Полипропиленовые волокна оказывают благоприятное воздействие на ударную вязкость фиброцементных изделий согласно настоящему изобретению, как станет понятно из примеров, описанных в настоящем документе.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению содержат от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 вес. %, например, конкретно от приблизительно 0,5 до приблизительно 4 вес. % синтетических волокон, например, более конкретно от приблизительно 1 до 3,5 вес. % синтетических волокон, например, наиболее конкретно от приблизительно 2,0 до 3,0 вес. %, например, 2,5 вес. %, синтетических волокон в пересчете на общий вес фиброцементного изделия.
Согласно дополнительным конкретным вариантам осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению характеризуются тем, что они содержат синтетические волокна с вес. % от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 в пересчете на общий вес фиброцементного изделия. В конкретных вариантах осуществления эти волокна выбраны из группы, состоящей из полипропиленовых волокон, волокон на основе поливинилового спирта и полиакрилонитрила, полиэтиленовых волокон, полиамидных волокон, волокон на основе сложного полиэфира, арамидных волокон и углеродных волокон.
В дополнительных конкретных вариантах осуществления в фиброцементные составы согласно настоящему изобретению дополнительно можно добавлять натуральные волокна, такие как целлюлозные волокна. В этих конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать от приблизительно 2 до приблизительно 5 вес. %, например, конкретно от приблизительно 2 до приблизительно 4 вес. %, целлюлозных волокон, например, более конкретно приблизительно 3 вес. % целлюлозных волокон в пересчете на общий вес фиброцементного изделия. Эти целлюлозные волокна могут быть получены из дерева или однолетних растений.
В дополнительных конкретных вариантах осуществления в цементные составы могут быть добавлены дополнительные волокна, которые могут быть выбраны из группы, состоящей из стеклянных волокон, волокон из минеральной ваты, волокон из шлаковой ваты, волокон из волластонита, керамических волокон и т.п. В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению могут дополнительно содержать волокнистые связующие для элементарных волокон, такие как, например, но без ограничения, полиолефиновые волокнистые связующие для элементарных волокон с вес. % от приблизительно 0,1 до 3, например, «синтетическую древесную массу».
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат комбинацию из по меньшей мере двух разных типов синтетических волокон.
В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат комбинацию из по меньшей мере двух разных типов синтетических волокон, при этом по меньшей мере два разных типа синтетических волокон представляют собой полипропиленовые волокна и волокна на основе поливинилового спирта. В еще других дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению по меньшей мере содержат полипропиленовые волокна в количестве от приблизительно 0,1 вес. % до приблизительно 1 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции) и волокна на основе поливинилового спирта в количестве от приблизительно 0,1 вес. % до приблизительно 3 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции). В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению по меньшей мере содержат комбинацию из полипропиленовых волокон в количестве приблизительно 0,5 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции) и волокон на основе поливинилового спирта в количестве от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 2,5 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции).
В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат комбинацию из полипропиленовых волокон в количестве приблизительно 0,5 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции), волокон на основе поливинилового спирта с толщиной от приблизительно 6 децитекс до приблизительно 8 децитекс в количестве от приблизительно 1 вес. % до приблизительно 1,5 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции) и волокон на основе поливинилового спирта с толщиной от приблизительно 0,5 децитекс до приблизительно 2 децитекс в количестве приблизительно 1 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции).
В еще других дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат комбинацию из полипропиленовых волокон с толщиной от приблизительно 12 децитекс до приблизительно 18 децитекс в количестве приблизительно 0,5 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции), волокон на основе поливинилового спирта с толщиной от приблизительно 6 децитекс до приблизительно 8 децитекс в количестве от приблизительно 1 вес. % до приблизительно 1,5 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции) и волокон на основе поливинилового спирта с толщиной от приблизительно 0,5 децитекс до приблизительно 1 децитекс в количестве приблизительно 1 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции).
В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат комбинацию из полипропиленовых волокон с толщиной от приблизительно 12 децитекс до приблизительно 18 децитекс в количестве приблизительно 0,5 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции), волокон на основе поливинилового спирта с толщиной от приблизительно 7 децитекс в количестве от приблизительно 1 вес. % до приблизительно 1,5 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции) и волокон на основе поливинилового спирта с толщиной от приблизительно 0,8 децитекс до приблизительно 1 децитекс в количестве приблизительно 1 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции).
Как станет понятно из примеров, описанных далее в настоящем документе, конкретная комбинация из полипропиленовых волокон и волокон на основе поливинилового спирта характеризуется особенно положительным эффектом на механические характеристики (механическую прочность и ударную вязкость) фиброцементных изделий для напольного покрытия, раскрытых согласно настоящему изобретению.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению дополнительно содержат волластонит в количестве от приблизительно 5 вес. % до 20 вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции фиброцементного изделия для напольного покрытия. В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат волластонит в количестве от приблизительно 7 вес. % до приблизительно 12 вес. %, например, приблизительно 8 вес. %, в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции фиброцементного изделия для напольного покрытия. Действительно, авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что добавление волластонита в фиброцементные составы для изготовления фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению приводит к уменьшению гигроскопического движения в конечных изделиях по сравнению с изделиями, не содержащими волластонита. Таким образом, добавление вышеупомянутых количеств волластонита к фиброцементным композициям для производства изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению привело к преимущественному эффекту, который заключается в том, что при взаимном соединении нескольких элементов для напольного покрытия таким образом, чтобы сформировать пол, компенсационные швы между этими разными элементами для напольного покрытия (т. е. расстояния, например, между планками для напольного покрытия) можно сделать менее широкими, поскольку изделия имеют большее постоянство размеров. Эстетичный внешний вид пола с более узкими компенсационными швами намного привлекательнее и, следовательно, значительно улучшается.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению дополнительно содержат сепиолиты. Обнаружено, что сепиолиты оказывают улучшенное реологическое воздействие на фиброцементный раствор, используемый для получения фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, и, более того, приводят к образованию более гладкой текстуры поверхности конечного изделия. В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат сепиолиты в количестве от приблизительно 1 вес. % до приблизительно 4 вес. %, например, приблизительно 2 вес. %, в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции фиброцементного изделия для напольного покрытия.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению могут содержать на по меньшей мере части своей внешней поверхности один или более отвержденных слоев покрытия.
В этих конкретных вариантах осуществления поверхность фиброцементных изделий для напольного покрытия покрыта первым покрытием, выполняющим функцию грунтовочного слоя. Грунтовочное покрытие, как правило, повышает стойкость поверхности, обеспечивает лучшее сцепление с последующими верхними слоями покрытия и образует барьер, препятствующий впитыванию воды и миграции растворенных ионов.
Таким образом, в вариантах осуществления настоящего изобретения, где фиброцементные изделия имеют покрытие, поверхность фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению может быть оснащена по меньшей мере одним слоем грунтовки.
Специалисту в данной области техники известны подходящие грунтовочные материалы, доступные на рынке.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению оснащены слоем первого покрытия, которое представляет собой акриловую грунтовку на водной основе.
В других конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению оснащены слоем первого покрытия, которое представляет собой грунтовку из жидкого стекла, т.е. грунтовку, в основе которой лежит соль щелочного металла и кремнезем, например, но без ограничения, грунтовку из силиката калия на водной основе, грунтовку из силиката натрия на водной основе или грунтовку из силиката лития на водной основе, к которой необязательно добавлены небольшие количества стирол-акриловой смолы, такой как, например, бутадиен-стирол-акриловая смола.
В еще одних других конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению оснащены слоем первого покрытия, которое представляет собой грунтовку с содержанием твердого алифатического изоцианата.
В еще других конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению оснащены слоем первого покрытия, которое представляет собой отверждаемую под воздействием УФ-излучения уретан-акриловую грунтовку, отверждаемую под воздействием УФ-излучения грунтовку из чистого акрила или отверждаемую под воздействием УФ-излучения грунтовку на основе сложного полиэфира и акрила.
В некоторых вариантах осуществления на самой грунтовке могут быть напечатаны декоративные элементы. В таких вариантах осуществления предполагается, что рельеф напечатанных декоративных элементов по-прежнему остается виден сквозь дальнейшие слои покрытия (которые наносятся на грунтовочный слой) и тем самым предоставляет изделиям для напольного покрытия эстетично привлекательный внешний вид.
Поверх по меньшей мере одного слоя первого покрытия (т.е. грунтовки) может быть нанесен один или более слоев второго покрытия. Второе покрытие может представлять собой отверждаемое под воздействием излучения покрытие, содержащее полиакрилат, или полимерное покрытие, имеющее градиент твердости.
Таким образом, в конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия покрыты вторым покрытием, которое представляет собой отверждающуюся под воздействием излучения акрилатную систему, например, путем нанесения одного или более полиакрилатных слоев верхнего покрытия. Отверждения под воздействием излучения можно достичь, например, путем обработки электронными лучами, обработки эксимерами или обработки УФ-лучами.
В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия покрыты одним или более слоями второго покрытия, которое представляет собой покрытие с содержанием твердого алифатического изоцианата.
В еще других конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия покрыты одним или более слоями второго покрытия, которое представляет собой отверждаемое под воздействием УФ-излучения уретан-акриловое покрытие, отверждаемое под воздействием УФ-излучения покрытие из чистого акрила или отверждаемое под воздействием УФ-излучения покрытие на основе сложного полиэфира и акрила.
В альтернативных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия оснащены вторым покрытием, которое представляет собой отверждаемое традиционным образом полимерное покрытие (с градиентом твердости). Отверждение или затвердевание полимерного слоя следует понимать как химическую реакцию, происходящую во время полимеризации. Ее следует отличать от высыхания таких слоев, при котором содержание воды будет просто уменьшено или вода будет удалена.
Таким образом, в конкретных вариантах осуществления поверх по меньшей мере одного слоя первого покрытия (т.е. грунтовки) могут быть нанесены один или более слоев второго покрытия, причем второе покрытие представляет собой акриловый слой верхнего покрытия на водной основе.
В других конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению оснащены одним или более слоями второго покрытия, которое представляет собой покрытие на основе жидкого стекла, например, но без ограничения, покрытие из силиката калия на водной основе, покрытие из силиката натрия на водной основе или покрытие из силиката лития на водной основе.
Как правило, будут присутствовать один или несколько слоев второго покрытия, нанесенных поверх грунтовки (т.е. первого покрытия). Второе покрытие может дополнительно содержать корунд или силикат для повышения сопротивления истиранию и/или сопротивления царапанию.
Наконец, фиброцементные изделия для напольного покрытия оснащены защитным верхнем покрытием. Например, в качестве защитного слоя, отверждаемое (отверждаемые) излучением или отверждаемое (отверждаемые) электронным пучком уретанакрилатное покрытие (уретанакрилатные покрытия) может (могут) быть нанесено (нанесены) на поверхность любого предыдущего слоя или на центральную верхнюю поверхность изделия для обеспечения требуемых свойств поверхности, таких как сопротивление царапанию и изнашиванию, сопротивление истиранию, устойчивость к появлению пятен и к химическим воздействиям и сохранение внешнего вида. Покрытие (покрытия) может (могут) содержать частицы, придающие устойчивость к абразивному воздействию, в уретане для лучшей защиты поверхности, которая, как правило, имеет уровень истирания, составляющий 300–500 циклов согласно испытанию NALFA.
Соответственно, будет очевидно, что система покрытий, нанесенная на фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, не должна обязательно содержать единственный слой, но может содержать несколько разных слоев, которые взаимодействуют для обеспечения связующей функции, защитной функции и/или декоративной функции.
Композиции для покрытия, описанные в настоящем документе, могут быть нанесены на поверхность фиброцементного изделия с использованием кисти, ножевого устройства, валика, распылителя (например, пневматического или безвоздушного, электростатического), вакуумной установки для нанесения покрытия, установки для нанесения покрытия поливом, установки для нанесения покрытия обливом или любого подходящего устройства, способствующего равномерному распределению композиции для покрытия по поверхности, даже если поверхность повреждена, изношена или содержит трещины. Композиции для покрытия могут быть нанесены для обеспечения гладкой поверхности, окрашенной поверхности или текстурированной поверхности. За один раз можно нанести покрытие на часть или всю поверхность фиброцементного изделия. Дополнительно или альтернативно на всю поверхность или ее часть можно нанести покрытие более одного раза для достижения желаемой толщины, глянца и/или поверхностного эффекта. Величина площади, достигаемой посредством определенного количества композиции, будет варьировать в зависимости от желания и/или состояния поверхности, на которую необходимо нанести покрытие, и толщины наносимого покрытия.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению оснащены декоративным элементом, например, но без ограничения, декоративным узором, декоративной печатью или декоративным рисунком. В качестве альтернативы, также возможно нанесение покрытий без собственного декоративного элемента, так что они выполняют функцию лишь защитных слоев.
Декоративные элементы, как правило, будут нанесены после грунтовки, но перед защитными слоями, для сохранения декоративного аспекта как можно дольше.
В конкретных вариантах осуществления один или более слоев покрытия фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат напечатанный декоративный узор, такой как декоративный узор, имитирующий натуральное дерево, или камень, или плитку.
В конкретных вариантах осуществления один или более слоев покрытия фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению имеют декоративный рисунок. Декоративный рисунок может быть напечатан непосредственно на поверхности покрытых фиброцементных изделий для напольного покрытия, используя любой тип технологии печати, например, печать глубоким тиснением, переводная печать, цифровая печать (такая как цифровая струйная печать), флексографская печать и т.п. Составы чернил, подходящие для печати или окрашивания фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, являются по существу щелочестойкими, т.е. стойкими к pH, составляющему приблизительно 8 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 9 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 10 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 11 или больше, более конкретно стойкими к pH, составляющему более чем приблизительно 12 или более чем приблизительно 13. Также, пигменты в составах чернил, подходящих для печати или окрашивания фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, являются по существу щелочестойкими, т.е. стойкими к pH, составляющему приблизительно 8 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 9 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 10 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 11 или больше, более конкретно стойкими к pH, составляющему более чем приблизительно 12 или более чем приблизительно 13.
Поверх напечатанного рисунка может быть нанесено защитное покрытие, например, покрытие полиуретанового типа с частицами, обеспечивающими износостойкость, или без них.
Декоративный элемент (декоративные элементы), например, текстура волокон и/или сучков дерева, может (могут) быть нанесен (нанесены) путем тиснения (например, механического или химического тиснения), причем в этом случае рисунок может быть непосредственно напечатан на поверхности фиброцементного изделия для напольного покрытия с использованием, например, технологии цифровой печати бесконтактного типа.
Другим вариантом является включение пигментов в фиброцементный раствор в ходе способа производства и создания декоративного внешнего вида путем нарушения течения материала в ходе производства фиброцементного изделия для напольного покрытия. Декоративный элемент может иметь любой рисунок, например, имитирующий натуральный внешний вид, камень, кирпич, керамику, дерево, мрамор и т.п., или может иметь другие рисунки, типичные для индустрии напольных покрытий или используемые в ней. Рисунок и верхние слои в целом могут быть текстурированы, например, путем тиснения, гравировки, пескоструйной обработки и т.п.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению могут в качестве альтернативы, т.е. вместо системы покрытий, содержать одно из следующего: (a) ламинированную конструкцию, изготовленную под высоким давлением, состоящую из пропитанного слоя подложки из крафт-бумаги, напечатанного декоративного слоя и пропитанного защитного верхнего слоя, сжатых вместе с помощью тепла и давления таким образом, чтобы образовать один цельный слой; (b) деревянный шпон; или (c) слой вулканизированной целлюлозы, состоящий из нескольких слоев бумаги, обработанной хлоридом цинка, кислотой для придания поверхностям бумаги вязкости и липкости, при этом вязкие слои затем спрессовывают друг с другом.
Соответственно, в определенных вариантах осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению содержат ламинат, расположенный на их поверхности. Печатный слой может быть прикреплен к верхней поверхности фиброцементного изделия, при этом печатный слой имеет верхнюю поверхность и нижнюю поверхность. Печатный слой предпочтительно представляет собой печатную бумагу, пропитанную аминопластовой смолой. Предпочтительно печатный слой содержит напечатанный рисунок. Напечатанный рисунок может представлять собой любой рисунок, который может быть напечатан на печатном слое. Печатный слой также известен как декоративный печатный слой. В целом печатный слой может быть получен с помощью технологий ротогравюрной печати или других способов печати, таких как цифровая печать. Когда рисунок напечатан на бумаге, бумагу затем можно пропитать аминопластовой смолой или ее смесями. Предпочтительно аминопластовая смола представляет собой смесь мочевинного формальдегида и меламинового формальдегида. Печатная бумага, также известная как декоративная бумага, предпочтительно должна позволять жидкостям проникать в бумагу, например, обеспечивая проникновение жидкого меламина за приблизительно 3–4 секунды, а также сохранять прочность в мокром состоянии и даже ориентацию волокон для обеспечения хорошего армирования во всех направлениях. Предпочтительно смола, используемая для пропитки, представляет собой смесь мочевинных формальдегидных и меламиновых формальдегидных смол. Комбинирование мочевинных смол с меламиновыми смолами в смеси или использование двойного пропитывания (т.е. последовательного нанесения одной смолы после другой) обеспечивает положительное взаимодействие для регулировки усадки и уменьшения помутнения. Любой тип бумаги может использоваться в настоящем изобретении. Предпочтительно используемый тип бумаги имеет плотность 80 г/м² и толщину 0,16 мм.
Защитный слой необязательно расположен на верхней поверхности печатного слоя. Защитный слой представляет собой покровную бумагу, которая после прикрепления на печатный слой имеет прозрачный внешний вид.
Покровная бумага предпочтительно представляет собой покровный слой с высокой абразивностью, который предпочтительно содержит оксид алюминия, заключенный в поверхность бумаги. Дополнительно бумага может быть пропитана аминопластовой смолой, как и печатный слой. Предпочтительно используются различные коммерческие типы покровных слоев с высокой абразивностью, например, предлагаемые компанией Mead Specialty Paper.
Многослойный покров может использоваться для обеспечения декоративной печати и защиты изделия. Этот покров может содержать печатную бумагу в качестве декоративного слоя. На верхней поверхности печатной бумаги может находиться слой уретанового акрилата, содержащего оксид алюминия, для улучшенного сопротивления истиранию. Над этим слоем может находиться еще один слой уретанового акрилата без оксида алюминия для улучшенного внешнего вида поверхности. Под печатным слоем может находиться грунтовочный слой или связующий слой для улучшения связи с поверхностью фиброцементного изделия. Многослойный покров может быть произведен путем создания слоев из жидкой грунтовки и двух жидких акриловых слоев поверх печатного слоя, а затем отверждения электронным пучком для создания цельного отвержденного изделия.
Как вариант, подложка может быть расположена и прикреплена между нижней поверхностью печатного слоя и верхней поверхностью фиброцементного изделия. Предпочтительно подложка присутствует и представляет собой бумагу, пропитанную аминопластовой смолой, как описано выше применительно к печатному слою и покрову. Предпочтительно подложка представляет собой крафт-бумагу, пропитанную аминопластовыми смолами или фенольными соединениями. Подложка является особенно предпочтительной, если требуется дополнительная ударная вязкость.
Другие типы слоев, которые могут использоваться в настоящем изобретении, такие как деревянный шпон и слои вулканизированной целлюлозы, могут включать те же компоненты, что были описаны выше применительно к ламинату. Виды деревянного шпона, используемые в качестве верхнего слоя, могут представлять собой любые виды, такие как дуб, клен, вишня, гикори, береза, сосна, грецкий орех, красное дерево, каштан и тик и т.п. Шпон на верхней части может быть декорирован напечатанным рисунком для того, чтобы выделить волокна или сучки, или для имитации определенных видов древесины, или для тиснения поверхности с целью создания винтажного внешнего вида и т.п.
В конкретных вариантах осуществления, где верхний слой является ламинатом, ламинат может быть изготовлен, например, с помощью любого способа, обычно используемого для изготовления ламинированных пленок, такого как пресс с непрерывной двойной лентой. В этой системе, содержащей пресс с двойной лентой, изобарическая система обеспечивает постоянное равномерное воздействие давления на каждую точку обработанной поверхности ламината. Тиснение ламината может быть реализовано с помощью тисненой защитной бумаги, или лента пресса с двойной лентой может быть тисненой для создания текстур поверхности. В прессе с непрерывной двойной лентой одновременное нагревание ламината с подходящим временем выдержки и давлением образует ламинированную пленку, которая затем может быть свернута в рулон для последующего применения. После формирования ламината он может быть нанесен на поверхность фиброцементного изделия и предпочтительно закреплен любыми способами, например, с помощью связующего вещества. Предпочтительно связующее вещество представляет собой связующее вещество, нанесенное в виде горячего расплава, такое как клей, нанесенный в виде горячего расплава, например, полиуретановый клей, нанесенный в виде горячего расплава.
Деревянный шпон и вулканизированная целлюлоза могут быть ламинированы подобным образом. Эти изделия могут быть предоставлены в виде рулонов или в виде отдельных полос.
Согласно конкретным вариантам осуществления настоящего изобретения задняя сторона фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению может быть оснащена водонепроницаемым слоем для препятствования проникновению воды. Герметизация задней стороны может быть достигнута с помощью акрилового покрытия; ПВХ пленка может быть скрыта расплавленным полиуретановым связующим веществом; стеклянный нетканый материал, оснащенный полиуретановым связующим веществом, обеспечивает особенно надежную защиту.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению дополнительно содержат гидрофобное средство для повышения водостойкости и водоотталкивающих свойств. Подходящие гидрофобные средства известны в данной области техники и могут применяться либо массово во время производства фиброцементных изделий, либо в качестве слоя (слоев) покрытия при последующей обработке.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению покрыты слоем гидрофобизирующего средства. В частности, авторы настоящего изобретения обнаружили, что содержание фиброцементными изделиями конкретной комбинации аморфного кремнезема в фиброцементной композиции и средства гидрофобизации (например, в виде покрытия) приводит к резкому снижению поглощения воды негидрофобизированными областями фиброцементных изделий для напольного покрытия. Действительно, как станет понятно из примеров, описанных в настоящем документе, было обнаружено, что комбинация аморфного кремнезема в фиброцементной композиции и средства гидрофобизации приводит к сниженному впитыванию воды непокрытыми краями изделия для напольного покрытия (причем эти края могут предусматривать или не предусматривать соединительный элемент) и непокрытыми областями фиброцементных слоев под покрытием.
В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению являются покрашенными в массе. Фактически, в определенных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия, разработанные авторами настоящего изобретения и раскрытые в настоящем документе, являются эстетично привлекательными благодаря тому, что они окрашены в массе, в результате чего через поверхность этих изделий видно внутреннюю текстуру (по меньшей мере ее часть) и цвет основных материалов, что придает изделиям натуральный, но современный вид. Окрашивание в массе изделий также обеспечивает дополнительное преимущество, заключающееся в том, что любое повреждение, которое может возникнуть на протяжении срока службы изделий, будет менее заметным по сравнению с изделиями с нанесенным покрытием, которые, как правило, не покрашены в массе.
Фиброцементные изделия, которые, так сказать, «покрашены в массе», являются изделиями, содержащими в по меньшей мере части своей фиброцементной структуры (т.е. во внутренней фиброцементной структуре и/или открытой и видимой снаружи фиброцементной поверхности) и предпочтительно, но не обязательно по всей своей фиброцементной структуре (т.е. внутренней фиброцементной структуре и открытой и видимой снаружи фиброцементной поверхности) по меньшей мере один пигмент, такой как предпочтительно один или более непрозрачных и/или полупрозрачных пигментов.
Один или более этих пигментов предпочтительно содержатся в общем количестве от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 15 вес. %, конкретно от приблизительно 3 вес. % до приблизительно 10 вес. %, более конкретно от приблизительно 3 вес. % до приблизительно 9 вес. %, например, конкретно от приблизительно 3 вес. % до приблизительно 7 вес. %, например, наиболее конкретно от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 5 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции).
Таким образом, в конкретных вариантах осуществления «окрашенные (в массе) фиброцементные изделия» или «фиброцементные изделия, покрашенные в массе», взаимозаменяемо используемые в настоящем документе, могут содержать один или более фиброцементных слоев, которые содержат по меньшей мере один пигмент, тогда как другие фиброцементные слои его не содержат. Эти фиброцементные изделия также указаны как частично или отчасти покрашенные в массе, или как частично или отчасти окрашенные в массе, или как частично или отчасти насквозь окрашенные.
Однако в альтернативных конкретных вариантах осуществления «окрашенные (в массе) фиброцементные изделия» или «фиброцементные изделия, покрашенные в массе», взаимозаменяемо используемые в настоящем документе, могут содержать по меньшей мере один пигмент, который предпочтительно представляет собой непрозрачный пигмент или полупрозрачный пигмент, во всей своей массе или структуре (т.е. в том числе во внутренней фиброцементной структуре и открытой и видимой снаружи фиброцементной поверхности). Эти фиброцементные изделия также указаны как полностью, целиком или в полном объеме окрашенные в массе, или как полностью, целиком или в полном объеме покрашенные в массе, или как полностью, целиком или в полном объеме насквозь окрашенные.
Один или более пигментов, содержащихся в фиброцементных изделиях для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, могут представлять собой непрозрачные пигменты и полупрозрачные пигменты или их комбинацию, а также необязательно прозрачные пигменты.
Пигменты обеспечивают цвет, кроющую способность и/или присутствуют в качестве наполнителей. Пигменты включают пигменты в виде оксида титана, оксидов железа, карбоната кальция, шпинельных пигментов, титанатов, глины, оксида алюминия, диоксида кремния, оксида магния, силиката магния, моногидрата метабората бария, оксида натрия, оксида калия, талька, баритов, оксида цинка, сульфита цинка и их смесей или органические щелочестойкие пигменты, такие как фталоцианины и азосоединения.
В конкретных вариантах осуществления один или более пигментов, предназначенных для применения в фиброцементных изделиях для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, выбраны из группы, состоящей из коричневых оксидов железа, черных оксидов железа и белых оксидов титана. В дополнительных конкретных вариантах осуществления один или более пигментов, предназначенных для применения в фиброцементных изделиях для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, представляют собой коричневый оксид железа, черный оксид железа и необязательно белый оксид титана в общем количестве от приблизительно 2 до 10 вес. % (вес. % всего пигмента в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции). В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления один или более пигментов, предназначенных для применения в фиброцементных изделиях для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, представляют собой коричневый оксид железа, черный оксид железа и необязательно белый оксид титана в общем количестве от приблизительно 3 до 5 вес. % (вес. % всего пигмента в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции).
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия, разработанные авторами настоящего изобретения и раскрытые в настоящем документе, являются эстетично привлекательными благодаря тому, что они окрашены в массе, в результате чего через поверхность этих изделий видно внутреннюю текстуру (по меньшей мере ее часть) и цвет основных материалов, что придает изделиям натуральный, но современный вид. Окрашивание в массе изделий также обеспечивает дополнительное преимущество, заключающееся в том, что любое повреждение, которое может возникнуть на протяжении срока службы изделий, будет менее заметным по сравнению с изделиями с нанесенным покрытием, которые, как правило, не покрашены в массе.
В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения пигменты, подходящие для использования в фиброцементных изделиях для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, являются по существу щелочестойкими, т.е. стойкими к pH, составляющему приблизительно 8 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 9 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 10 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 11 или больше, более конкретно стойкими к pH, составляющему больше чем приблизительно 12 или больше чем приблизительно 13.
Фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению могут быть взаимно соединены друг с другом таким образом, чтобы формировать завершенный непрерывный пол. Любой способ, с помощью которого панели пола могут быть соединены друг с другом, включен в настоящую заявку.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению содержат конструкцию в виде паза и/или шипа на предпочтительно по меньшей мере двух сторонах или краях центрального элемента, при этом стороны или края противоположны друг другу. Например, изделия для напольного покрытия могут содержать конструкцию в виде шипа на одном краю и конструкцию в виде паза на противоположном краю. Шип или паз могут иметь разнообразные размеры, но предпочтительно паз, присутствующий на двух противоположных краях, имеет размер по внутренней глубине от приблизительно 5 мм до приблизительно 12 мм и высоту от приблизительно 3 мм до приблизительно 5 мм. Нижняя ширина стороны, содержащей паз, немного меньше верхней ширины той же стороны для гарантирования отсутствия зазора между планками после состыковки. Применительно к краям панелей пола, соединенных друг с другом каким-либо образом, панели пола могут иметь прямые края или могут иметь конструкцию в виде шипа и паза, или может быть некоторая промежуточная соединительная система, используемая для соединения панелей пола друг с другом, такая как шлицевое соединение или другое соединительное приспособление. Как и ранее, любой способ, с помощью которого панели пола могут быть соединены друг с другом, включен в настоящую заявку. Для целей настоящего изобретения панель пола может иметь конструкцию в виде шипа и паза или подобную соединительную конструкцию на боковых краях панели пола. Примеры конструкций, форм и т.п. панелей пола, которые могут использоваться в этом контексте, включают, но без ограничения, панели пола, описанные в патентах США № 6101778; № 6023907; № 5860267; № 6006486; № 5797237; № 5348778; № 5706621; № 6094882; № 6182410; № 6205639; № 3200553; № 1764331; № 1808591; № 2004193; № 2152694; № 2852815; № 2882560; № 3623288; № 3437360; № 3731445; № 4095913; № 4471012; № 4695502; № 4807416; № 4953335; № 5283102; № 5295341; № 5437934; № 5618602; № 5694730; № 5736227; и № 4426820, и опубликованных заявках на патенты США № 20020031646 и № 20010021431, и заявке на патент США № 09/460928, и все они полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
В одном варианте осуществления панель пола может иметь по меньшей мере два боковых края, при этом один боковой край имеет конструкцию в виде шипа, и противоположная сторона имеет конструкцию в виде паза, и при этом шип и паз спроектированы таким образом, чтобы иметь систему механической блокировки. Эти два края предпочтительно являются наиболее длинными из четырех боковых краев. Остальные два края, предпочтительно короткие соединения, также могут иметь систему механической блокировки, такую как конструкция в виде шипа и паза, или короткие соединения могут иметь стандартную конструкцию в виде шипа и паза, при этом один край имеет стандартную конструкцию в виде шипа, и другой край имеет стандартную конструкцию в виде паза. Стандартная конструкция является конструкцией, где шип и паз не являются системой механической блокировки, но в целом представляют собой шип, имеющий прямую конструкцию в виде шипа посередине края, и конструкцию в виде паза, имеющую соответствующий паз для вмещения этого шипа. Такая конструкция имеет много преимуществ, при этом система механической блокировки может использоваться для соединения длинных сторон планки, как правило, путем наклона шипа в паз ранее уложенной планки. В этом случае стандартная конструкция в виде шипа и паза на коротких краях позволяет соединять короткий край планки с ранее уложенной планкой, не совершая никакого наклонного движения или подъема ранее уложенных планок. Связующее вещество может быть нанесено на все края или только на края стандартных шипа и паза.
Таким образом, настоящее изобретение включает любой тип соединения или соединительной системы, которая некоторым образом соединяет края панелей пола друг с другом, используя прямые края, пазы, каналы, шипы, шлицы и другие соединительные системы. Необязательно планки могут быть соединены друг с другом, при этом по меньшей мере часть планок соединена друг с другом по меньшей мере частично с помощью связующего вещества. Пример такой системы описан в заявке на патент США № 10/205408, которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
Также, как вариант, любой край планки может быть прямым или скошенным. Предпочтительно края сужены или скошены таким образом, что, когда две центральные части сближают для присоединения, образуется углубление или V-образное углубление. Предпочтительно, суженные или скошенные края расположены под углом от приблизительно 5° до приблизительно 55° и более предпочтительно под углом приблизительно от 15° до 45°. Также, длина скошенного или суженного края может составлять от приблизительно 1,0 мм до приблизительно 7,0 мм на каждой центральной детали.
В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению могут быть подвергнуты обработке поверхности. В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия подвергнуты абразивно-струйной обработке. В других конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия характеризуются тисненым узором на поверхности. В еще одних других конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия характеризуются гравированным узором на поверхности.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению представляют собой фиброцементные планки для напольного покрытия. В альтернативных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению представляют собой фиброцементные плитки для напольного покрытия.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению имеют толщину от приблизительно 5 мм до приблизительно 25 мм, в частности, от приблизительно 5 мм до приблизительно 20 мм.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению имеют длину от приблизительно 2 м до приблизительно 6 м, в частности, от приблизительно 2 м до приблизительно 4 м, более конкретно от 2 м до 3 м, например, приблизительно 1,20 м.
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению имеют ширину от приблизительно 100 мм до приблизительно 250 мм, в частности, от приблизительно 140 мм до приблизительно 200 мм, более конкретно от приблизительно 150 мм до приблизительно 200 мм, наиболее конкретно приблизительно 200 мм.
Таким образом, фиброцементные изделия в контексте настоящего документа включают изделия для покрытия пола, выполненные из фиброцемента, такие как, например, но без ограничения, изделия для напольного покрытия в помещениях и изделия для напольного покрытия вне помещений и т.п.
Согласно конкретным вариантам осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению представляют собой фиброцементные планки.
Согласно конкретным вариантам осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению представляют собой фиброцементные планки, подходящие для использования в помещениях и имеющие толщину от приблизительно 5 мм до 8 мм, ширину приблизительно 200 мм и длину от приблизительно 1,20 м до 3 м.
Согласно конкретным вариантам осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению представляют собой фиброцементные планки, подходящие для использования вне помещений и имеющие толщину от приблизительно 20 мм до 25 мм, ширину приблизительно 200 мм и длину приблизительно 4 м.
Согласно конкретным вариантам осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению представляют собой фиброцементные плитки, подходящие для использования в помещениях и имеющие толщину от приблизительно 5 мм до 8 мм, ширину от приблизительно 200 мм до 1000 мм и длину от приблизительно 200 мм до 1000 мм.
Согласно конкретным вариантам осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению представляют собой фиброцементные плитки, подходящие для использования вне помещений и имеющие толщину от приблизительно 20 мм до 25 мм, ширину от приблизительно 200 мм до 1000 мм и длину от приблизительно 200 мм до 1000 мм.
Согласно конкретным вариантам осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению представляют собой фиброцементные планки, подходящие для использования вне помещений и имеющие толщину от приблизительно 5 мм до 8 мм, ширину приблизительно 200 мм и длину от приблизительно 1,20 м до 3 м.
Согласно конкретным вариантам осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению представляют собой фиброцементные плитки, подходящие для использования вне помещений и имеющие толщину от приблизительно 5 мм до 8 мм, ширину от приблизительно 200 мм до 1000 мм и длину от приблизительно 200 мм до 1000 мм.
Во втором аспекте настоящее изобретение предоставляет способы изготовления фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, по меньшей мере включающие этапы:
(i) предоставления фиброцементного раствора, по меньшей мере содержащего волокна, цемент, воду и от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 15 вес. % аморфного кремнезема в пересчете на общий вес твердых частиц в растворе;
(ii) изготовления фиброцементного изделия для напольного покрытия с применением способа производства фиброцемента;
(iii) обеспечения отверждения фиброцементного изделия для напольного покрытия.
На первом этапе (i) способов согласно настоящему изобретению фиброцементный раствор может быть получен с использованием одного или более источников по меньшей мере цемента, воды и волокон в количествах, ранее раскрытых в настоящем документе, а также от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 15 вес. % аморфного кремнезема в пересчете на общий вес твердых частиц в растворе. В определенных конкретных вариантах осуществления один или более этих источников по меньшей мере цемента, воды, волокон и кремнезема функционально соединены со смешивающим устройством непрерывного действия, выполненным с возможностью образования цементирующего фиброцементного раствора.
После получения фиброцементного раствора изготовление фиброцементных изделий может быть выполнено согласно любой известной процедуре. Действительно, в способах согласно настоящему изобретению этап (ii) предоставления фиброцементного изделия может быть осуществлен любым известным из уровня техники способом получения фиброцементных изделий, причем изделия по меньшей мере содержат воду, цемент и волокна.
Способ, применяемый наиболее широко для изготовления фиброцементных изделий, представляет собой способ Гатчека, который выполняют с использованием модифицированной круглосеточной бумагоделательной машины. К другим способам изготовления, которые могут быть использованы, относятся способ Маньяни, впрыскивание, технология flow-on и другие. В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению получают с применением способа Гатчека. «Сырое», или неотвержденное, фиброцементное изделие необязательно затем сжимают, обычно под давлением в диапазоне от приблизительно 22 до приблизительно 30 МПа, с получением необходимой плотности.
Способы согласно настоящему изобретению могут дополнительно включать этап разрезания фиброцементных изделий до предварительно определенной длины с образованием фиброцементного изделия для напольного покрытия. Разрезание фиброцементных изделий до предварительно определенной длины может быть осуществлено посредством любой технологии, известной из уровня техники, такой как, но без ограничения, гидроструйная резка, резка струей воздуха или т.п. Фиброцементные изделия могут быть разрезаны до любой требуемой длины и ширины, но предпочтительно до таких размеров, которые были ранее раскрыты в настоящем документе в отношении изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению. Таким образом, в конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению могут быть разрезаны до конкретных размеров с образованием фиброцементных планок для напольного покрытия. В альтернативных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению могут быть разрезаны до конкретных размеров с образованием фиброцементных плиток для напольного покрытия.
Специалисту в данной области техники будет понятно, что способы согласно настоящему изобретению могут также включать дополнительные этапы обработки произведенных фиброцементных изделий.
Например, в определенных конкретных вариантах осуществления во время осуществления способов согласно настоящему изобретению фиброцементный раствор и/или фиброцементные изделия могут подвергаться различным промежуточным видам обработки, таким как, но без ограничения, обработка одним или более гидрофобными средствами, обработка одним или более флокулянтами, дополнительные или промежуточные этапы прессования и т.д.
Сразу после образования фиброцементных изделий их подрезают по боковым краям. Боковые полосы необязательно могут быть повторно использованы путем непосредственного смешивания с повторно используемой водой и направления смеси снова в систему смешивания.
На этапе (iii) способов согласно настоящему изобретению полученные фиброцементные изделия отверждают. Действительно, фиброцементные изделия после производства можно оставить для отверждения в течение некоторого времени в среде, в которой они образованы, или альтернативно их можно подвергнуть тепловому отверждению (например, с помощью автоклавирования или т.п.).
В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению отверждают на воздухе. Этот этап отверждения на воздухе включает отверждение сырых фиброцементных изделий для напольного покрытия в условиях окружающей среды в течение приблизительно 2–4 недель, например, приблизительно 3 недель.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что отвержденные на воздухе фиброцементные изделия для напольного покрытия, произведенные способами, раскрытыми в настоящем документе, демонстрируют особенно хорошие результаты, в частности, с учетом их механических характеристик, таких как ударная вязкость и механическая прочность. Это станет понятно из примеров, дополнительно описанных в настоящем документе.
В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления «сырые» фиброцементные изделия можно сначала предварительно отверждать на воздухе, после чего, чтобы придать изделию его окончательные свойства, предварительно отвержденное изделие дополнительно отверждают на воздухе, пока оно не приобретет свою окончательную прочность.
В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения способы могут дополнительно включать этап термической сушки полученных фиброцементных изделий. После отверждения фиброцементное изделие может по-прежнему содержать значительное количество воды, присутствующей в виде влаги. Оно может составлять до 10 или даже до 15 вес. % в пересчете на вес сухого изделия. Вес сухого изделия определяют как вес изделия, когда изделие подвергается высушиванию при температуре 105 °C в печи с вентиляцией, пока не получают постоянный вес.
В определенных вариантах осуществления фиброцементное изделие высушивают. Такое высушивание осуществляют предпочтительно путем высушивания на воздухе и прекращают, когда весовой процент влаги фиброцементного изделия становится меньшим или равным 8 вес. %, даже меньшим или равным 6 вес. % в пересчете на вес сухого изделия и наиболее предпочтительно в диапазоне от 2 вес. % до 6 вес. %, например, приблизительно 3 вес. % или приблизительно 4 вес. %.
В конкретных вариантах осуществления окрашивание в массе изделий в соответствии со способами согласно настоящему изобретению достигается добавлением одного или более пигментов в ходе этапа (i) предоставления фиброцементного раствора. В этих конкретных вариантах осуществления окрашенные в массе фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению полностью покрашены в массе (т.е. по всей своей структуре).
В альтернативных конкретных вариантах осуществления окрашивание в массе изделий в соответствии со способами согласно настоящему изобретению достигается путем введения (например, путем распыления, выливания или разбрызгивания) одного или более слоев пигментной суспензии на один или более фиброцементных слоев (причем слои составляют будущее конечное фиброцементное изделие) при осуществлении способа Гатчека или другого способа получения фиброцементного изделия (например, способа Маньяни, способов с применением экструзии, впрыскивания, технологии flow-on).
Пигментная суспензия, описанная в настоящем документе, может быть получена в соответствии с любым стандартным способом, известным из уровня техники, и может быть нанесена на фиброцементную пленку (или слой), например, в твердой, жидкой, газообразной форме или в форме плазмы. Кроме того, пигментная суспензия, описанная в настоящем документе, может быть нанесена в любом виде, как, например, в виде суспензии, эмульсии, раствора, аэрозоля и т.д.
Подающее устройство для нанесения пигментной суспензии на фиброцементную пленку (или слой) может представлять собой устройство для распределения потоком, устройство для распределения разбрызгиванием, устройство для распределения распылением, устройство для распределения опрыскиванием и/или устройство для распределения покрытия валиком и может быть установлено в любом подходящем положении линии для производства фиброцементных изделий.
Таким образом, добавление одного или более пигментов в фиброцементную пленку (или слой) для окрашивания фиброцементных изделий в массе может быть выполнено на любой стадии в ходе образования фиброцементной пленки (т.е. в случае способа Гатчека или Маньяни) или фиброцементного слоя (в случае способа с применением технологии flow-on).
В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения способы дополнительно включают этап поверхностной обработки произведенных фиброцементных изделий для напольного покрытия.
В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия для напольного покрытия подвергают абразивно-струйной обработке (см., например, фиг. 12).
Абразивно-струйная обработка в контексте настоящего изобретения заключается в истирании поверхности за счет целенаправленного столкновения перемещаемого под высоким давлением потока абразивного материала или потока абразивных частиц с обрабатываемой поверхностью. Такие абразивные частицы могут быть минеральными частицами (например, но без ограничения, песком, гранатом, сульфатом магния, кизеритом и т.д.), натуральными или органическими частицами (например, но без ограничения, дробленой ореховой скорлупой или плодовыми косточками и т.д.), синтетическими частицами (например, но без ограничения, кукурузным крахмалом или пшеничным крахмалом и т.п., бикарбонатом натрия, сухим льдом и т.п., медным шлаком, никелевым шлаком или угольным шлаком, оксидом алюминия, или корундом, карбидом кремния, или карборундом, стеклянными гранулами, керамической дробью/крошкой, пластиковым абразивом, стеклянной крошкой и т.п.), металлической крошкой (например, но без ограничения, стальной дробью, стальной крошкой, дробью из нержавеющей стали, крошкой из нержавеющей стали, дробью из корунда, крошкой из корунда, рубленой проволокой, медной дробью, алюминиевой дробью, цинковой дробью) и любой комбинацией этого.

В конкретных вариантах осуществления абразивный материал может быть крошкой из нержавеющей стали, такой как, но без ограничения, устойчивая к коррозии, высокохромистая чугунная крошка GRITTAL. В этих вариантах осуществления частицы устойчивой к коррозии, высокохромистой чугунной крошки GRITTAL имеют длину в диапазоне от приблизительно 0,09 мм до приблизительно 3,5 мм. В дополнительных конкретных вариантах осуществления абразивный материал представляет собой крошку из нержавеющей стали с микроструктурой, содержащей мартенситную нержавеющую сталь, необязательно с карбидами хрома. В этих вариантах осуществления частицы из мартенситной нержавеющей стали имеют длину в диапазоне от приблизительно 0,09 мм до приблизительно 3,5 мм.
В конкретных вариантах осуществления абразивный материал представляет собой частицы в виде дроби из нержавеющей стали с диаметром в диапазоне от приблизительно 0,09 мм до приблизительно 3,5 мм.

В других конкретных вариантах осуществления абразивный материал представляет собой дробь из нержавеющей стали CHRONITAL. В этих вариантах осуществления частицы в виде дроби из нержавеющей стали CHRONITAL имеют длину в диапазоне от приблизительно 0,09 мм до приблизительно 3,5 мм.

В других конкретных вариантах осуществления согласно настоящему изобретению абразивно-струйная обработка является абразивной дробеструйной обработкой, выполняемой с использованием, например, турбины с дробеметными колесами, которая обеспечивает столкновение потока высокоскоростных частиц, таких как металлические частицы, с обрабатываемой поверхностью за счет центробежной силы. В дополнительных конкретных вариантах осуществления абразивно-струйная обработка является абразивной дробеструйной обработкой, выполняемой с использованием турбины с дробеметными колесами Turbostrahler (Konrad Rump, Oberflächentechnik GMBH & Co, Зальцкоттен, Германия). В еще других дополнительных конкретных вариантах осуществления абразивно-струйная обработка является абразивной дробеструйной обработкой, выполняемой с использованием турбины с дробеметными колесами Turbostrahler типа R320 (Konrad Rump, Oberflächentechnik GMBH & Co, Зальцкоттен, Германия).
В определенных конкретных вариантах осуществления согласно настоящему изобретению абразивно-струйная обработка является пескоструйной обработкой, выполняемой с использованием пескоструйного устройства, которое с использованием газа под давлением обеспечивает столкновение потока высокоскоростных отсортированных частиц песка с обрабатываемой поверхностью.
В дополнительных конкретных вариантах осуществления абразивно-струйная обработка является пескоструйной обработкой, а отсортированные частицы песка являются частицами, предусматривающими песок.
В еще других дополнительных конкретных вариантах осуществления абразивно-струйная обработка является пескоструйной обработкой, а газ под давлением представляет собой сжатый воздух.
В других конкретных вариантах осуществления способы согласно настоящему изобретению включают этап гравирования декоративного узора на поверхности фиброцементных изделий для напольного покрытия. Способы гравирования узора, т.е. вырезания рисунка на твердой, обычно плоской поверхности путем вырезания в ней бороздок, известны из уровня техники. В конкретных вариантах осуществления декоративный узор представляет собой узор под дерево определенной структуры. В результате получают снабженное узором фиброцементное изделие для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, например, как показано на фиг. 13.
В других определенных конкретных вариантах осуществления способы согласно настоящему изобретению включают этап тиснения декоративного узора на поверхности фиброцементных изделий для напольного покрытия. Этап тиснения декоративного узора на фиброцементном изделии согласно настоящему изобретению выполняют перед этапом отверждения изделия, и он может быть осуществлен способами, известными из уровня техники. Соответственно, когда сырое фиброцементное изделие образовано и все еще влажное, его поверхность обрабатывают прижиманием к влажной поверхности сырого фиброцементного изделия шаблона или формы, таких как, но без ограничения, металлический шаблон или металлическая форма. В результате получают снабженное узором фиброцементное изделие для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, которое можно затем отверждать и делать твердым. В конкретных вариантах осуществления декоративный узор представляет собой узор под дерево определенной структуры. Примеры тисненых фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению показаны на фиг. 6–10.
В третьем аспекте настоящее изобретение предоставляет фиброцементные изделия для напольного покрытия, получаемые любым из способов, раскрытых согласно настоящему изобретению.
В четвертом аспекте настоящее изобретение предоставляет варианты применения фиброцементных изделий для напольного покрытия, раскрытых в настоящем документе, в качестве строительных материалов, в частности, в качестве напольного покрытия вне помещений (такого как настил), в качестве напольного покрытия в помещениях (такого как напольное покрытие с замковым соединением), в качестве ограждений и/или в качестве покрытий и т.п.
Далее настоящее изобретение будет дополнительно подробно проиллюстрировано со ссылкой на следующие примеры.
ПРИМЕРЫ
Следует понимать, что следующие примеры, предоставленные для иллюстративных целей, не должны рассматриваться как ограничивающие объем настоящего изобретения. Несмотря на то что выше было подробно описано лишь несколько примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, специалисты в данной области техники легко поймут, что без существенного отступления от новых идей и преимуществ настоящего изобретения в отношении примерных вариантов осуществления может быть предложено много модификаций. Соответственно, предполагается, что все такие модификации включены в объем настоящего изобретения, который определяется следующей формулой изобретения и всеми ее эквивалентами. Кроме того, следует иметь в виду, что может быть разработано много вариантов осуществления, которые не обеспечивают всех преимуществ некоторых вариантов осуществления, причем отсутствие конкретных преимуществ не должно быть истолковано как обязательно указывающее на то, что тот или иной вариант осуществления не входит в объем настоящего изобретения.
Из результатов экспериментов, описанных ниже, будет понятно, что фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению характеризуются хорошими механическими свойствами и высокой ударной вязкостью по Шарпи (измеренной согласно стандарту ISO180 или ASTM D256) даже после старения во время воздействия диоксидом углерода. Дополнительно изделия согласно настоящему изобретению демонстрировали высокий модуль изгиба (как показано на фиг. 1–3), и, что важно, изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению показывают хорошую водостойкость. Как также станет понятно из результатов, описанных ниже, эти положительные свойства обусловлены особой фиброцементной композицией изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению, подробно описанной в настоящей заявке.
Наконец, фиброцементные изделия для напольного покрытия согласно настоящему изобретению имеют привлекательный эстетичный внешний вид (как показано на фиг. 4–13).
Пример 1: эффект композиции в виде волокон на механические свойства фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению
Фиброцементные изделия производили с помощью способов согласно настоящему изобретению, описанных в настоящем документе, в соответствии со следующими конкретными вариантами осуществления.
1.1. Материалы и способы
1.1.1. Производство образцов фиброцементного раствора
Разные составы водного фиброцементного раствора получали так, как показано в таблице 1. В эти составы могли добавлять другие добавки, которые существенно не влияют на полученные результаты относительно настоящего изобретения.
1.1.2. Изготовление фиброцементного изделия с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека
Цементные изделия изготавливали с применением технологии Гатчека в опытном способе, в котором воспроизводили основные характеристики изделий, получаемых с помощью промышленного способа.
Сырые листы в виде образцов 1–6 и 8 прессовали при 230 кг/см² и отверждали на воздухе путем подвергания их отверждению при 60 °C в течение 8 часов с последующим отверждением в условиях окружающей среды. Образец 7 отверждали не на воздухе, а в автоклаве в течение в целом 9 часов при давлении от 100 до 150 фунтов на квадратный дюйм и при температуре от 148 до 177 градусов Цельсия. Спустя две недели образованные фиброцементные изделия анализировали в отношении их физико-механических характеристик, т.е. ударной вязкости по Шарпи и прочности на изгиб.
1.1.3. Измерение ударной вязкости по Шарпи
Ударную вязкость по Шарпи измеряли согласно стандарту ASTM D-256-81 с применением устройства Zwick DIN 5102.100/00 на высушенных на воздухе, полученных с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека образцах 15 мм*120 мм с расстоянием между опорами 100 мм.
Каждый из образцов, полученных с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека, измеряли в двух направлениях (машинном направлении и перпендикулярном ему направлении) спустя две недели после производства.
2
2
Ударную вязкость тех же образцов снова измеряли после старения в печи 600L при 60 °C и 90 % относительной влажности с впрыскиванием 1,5 л CO/мин. в течение 24 часов. Таким образом, концентрация CO изменяется в диапазоне от 7 % в начале кондиционирования до 12 % в конце кондиционирования.
1.1.4. Измерение прочности на изгиб
Модуль разрыва (MOR; как правило, выражается в Па = кг/м∙с²) каждого из образцов, полученных с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека, измеряли посредством устройства UTS/INSTRON (тип 3345; усилие = 5000 Н).
1.2. Результаты
1.2.1. Ударная вязкость по Шарпи фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению
В таблице 2 и на фиг. 1 показаны результаты, которые получали в отношении ударной вязкости по Шарпи фиброцементных изделий, произведенных с использованием фиброцементных композиций образцов 1–8, представленных в таблице 1, способами согласно настоящему изобретению. Результаты в таблице 2 получали на основании средних значений из нескольких испытаний образцов. Было обнаружено, что ударная вязкость по Шарпи полученных фиброцементных изделий значительно улучшилась у отвержденных на воздухе образцов, содержащих синтетические волокна (т.е. у всех образцов по сравнению с образцом 7, который представлял собой отвержденный в автоклаве образец, содержащий исключительно натуральные целлюлозные волокна). Образцы 4, 5 и 6, содержащие комбинацию разных типов синтетических волокон, а именно комбинацию из полипропиленовых волокон, скомбинированных с волокнами на основе поливинилового спирта, демонстрировали особенно хорошие результаты (см. фиг. 1).
Таблица 1. Фиброцементные составы в % по массе образцов 1–8 (PVA – поливиниловый спирт; PP – полипропилен; черный оксид железа в качестве пигмента – Omnixon M21320; коричневый оксид железа в качестве пигмента – Omnixon EB 31683; ATH – тригидроксид алюминия). % по массе относится к массе компонента относительно общей массы всех компонентов, кроме свободной воды, т.е. в пересчете на сухое вещество.
*
Прочность на разрыв низкопрочных PVA-волокон 2 децитекс = 11–13 сН/децитекс
**
Прочность на разрыв высокопрочных PVA-волокон 2 децитекс = 13–15 сН/децитекс
Таблица 2. Относительные процентные значения для ударной вязкости по Шарпи фиброцементных изделий, полученных способами согласно настоящему изобретению
1.2.2. Прочность на изгиб
В таблице 3 и на фиг. 2 показаны результаты, которые получили в отношении механической прочности фиброцементных изделий, произведенных с помощью фиброцементных композиций образцов 1–8, представленных в таблице 1, способами согласно настоящему изобретению. Результаты в таблице 3 получали на основании средних значений из нескольких испытаний образцов. Было обнаружено, что модуль разрыва полученных фиброцементных изделий значительно улучшился у отвержденных на воздухе образцов, содержащих синтетические волокна (т.е. у всех образцов по сравнению с образцом 7, который был отвержденным в автоклаве образцом, содержащим исключительно натуральные целлюлозные волокна). Образцы 4, 5 и 6, содержащие комбинацию разных типов синтетических волокон, а именно комбинацию из полипропиленовых волокон, скомбинированных с волокнами на основе поливинилового спирта, демонстрировали особенно хорошие результаты (см. фиг. 2).
Таблица 3. Относительные процентные значения для модуля разрыва фиброцементных изделий, полученных способами согласно настоящему изобретению
1.3. Вывод
Таким образом, является понятным то, что фиброцементные изделия, изготовленные согласно настоящему изобретению, показывают улучшенные механические свойства. В частности, отвержденные на воздухе фиброцементные изделия, содержащие синтетические волокна, показывают очень хорошую ударную вязкость и высокую прочность на изгиб по сравнению с отвержденными в автоклаве изделиями, не содержащими никаких синтетических волокон.
Пример 2: эффект аморфного кремнезема на механические свойства фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению
Фиброцементные изделия производили с помощью способов согласно настоящему изобретению, описанных в настоящем документе, в соответствии со следующими конкретными вариантами осуществления.
2.1. Материалы и способы
2.1.1. Производство образцов фиброцементного раствора
Разные составы водного фиброцементного раствора получали так, как показано в таблице 4. В эти составы могли добавлять другие добавки, которые существенно не влияют на полученные результаты относительно настоящего изобретения.
Таблица 4. Фиброцементные составы в % по массе образцов 9–11 (PVA – поливиниловый спирт; черный оксид железа в качестве пигмента – Omnixon M21320; коричневый оксид железа в качестве пигмента – Omnixon EB 31683). % по массе относится к массе компонента относительно общей массы всех компонентов, кроме свободной воды, т. е. в пересчете на сухое вещество.
*
Прочность на разрыв низкопрочных PVA-волокон 2 децитекс = 11–13 сН/децитекс
2.1.2. Изготовление фиброцементного изделия с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека
Цементные изделия изготавливали с применением технологии Гатчека в опытном способе, в котором воспроизводили основные характеристики изделий, получаемых с помощью промышленного способа.
Сырые листы в виде образцов 9–11 прессовали при 230 кг/см² и отверждали на воздухе путем подвергания их отверждению при 60 °C в течение 8 часов с последующим отверждением в условиях окружающей среды. Спустя две недели образованные фиброцементные изделия анализировали в отношении их физико-механических характеристик.
2.1.4. Измерение прочности на изгиб
Модуль разрыва (MOR; как правило, выражается в Па = кг/м∙с²) каждого из образцов, полученных с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека, измеряли посредством устройства UTS/INSTRON (тип 3345; усилие = 5000 Н).
2.2. Результаты
2.2.1. Прочность на изгиб
В таблице 5 и на фиг. 3 показаны результаты, которые получали в отношении механической прочности фиброцементных изделий, произведенных с помощью фиброцементных композиций образцов 9–11, представленных в таблице 4, способами согласно настоящему изобретению. Результаты в таблице 5 представляют средние значения из нескольких испытаний образцов. Было обнаружено, что модуль разрыва полученных фиброцементных изделий значительно улучшился у отвержденных на воздухе образцов, содержащих аморфный кремнезем, в частности, в количествах от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции).
Таблица 5. Модуль разрыва (в относительных процентах по сравнению с образцом 9) фиброцементных изделий, полученных в соответствии со способами согласно настоящему изобретению
2.3. Вывод
Представленные выше результаты показали, что фиброцементные изделия, изготовленные согласно настоящему изобретению, показывают улучшенные механические свойства. В частности, отвержденные на воздухе фиброцементные изделия, содержащие аморфный кремнезем, показывают более высокую прочность на изгиб по сравнению с изделиями, не содержащими аморфного кремнезема. В частности, изделия, содержащие аморфный кремнезем в количествах от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. %, демонстрируют очень хорошие результаты.
Пример 3: эффект аморфного кремнезема на впитывание воды фиброцементными изделиями для напольного покрытия согласно настоящему изобретению
Фиброцементные изделия производили с помощью способов согласно настоящему изобретению, описанных в настоящем документе, в соответствии со следующими конкретными вариантами осуществления.
3.1. Материалы и способы
3.1.1. Производство образцов фиброцементного раствора
Разные составы водного фиброцементного раствора получали так, как показано в таблице 5. В эти составы могли добавлять другие добавки, которые существенно не влияют на полученные результаты относительно настоящего изобретения.
Таблица 5. Фиброцементные составы в % по массе образцов 12–14 (PVA – поливиниловый спирт), % по массе относится к массе компонента относительно общей массы всех компонентов, кроме свободной воды, т.е. в пересчете на сухое вещество.
3.1.2. Изготовление фиброцементного изделия с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека
Цементные изделия изготавливали с применением технологии Гатчека в опытном способе, в котором воспроизводили основные характеристики изделий, получаемых с помощью промышленного способа.
Сырые листы в виде образцов 12–14 прессовали при 230 кг/см² и отверждали на воздухе путем подвергания их отверждению при 60 °C в течение 8 часов с последующим отверждением в условиях окружающей среды. Спустя две недели образованные фиброцементные изделия анализировали в отношении их характеристик поглощения воды.
3.1.3. Измерение впитывания воды
Впитывание воды каждого из образцов, полученных с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека, измеряли с помощью испытания согласно способу Карстена. Испытание проводили как при условиях высушивания на воздухе, так и при условиях насыщения водой (условия высушивания на воздухе получают путем кондиционирования образцов в вентилируемой печи при 40 °C в течение 3 дней; условия насыщения водой получают путем погружения образцов на 3 дня в водопроводную воду при комнатной температуре и атмосферном давлении). Для каждого из высушенных на воздухе и насыщенных водой образцов определяли толщину образца. Затем пробирку Карстена фиксировали на центральной части каждого образца с помощью силикона. Через 24 часа пробирку Карстена заполняли деминерализованной водой и закрывали для предотвращения испарения. Поглощение воды (т.е. объем воды, поглощенной из пробирки Карстена образцом) определяли через 1, 2, 4, 6, 8 и 24 часов.
3.2. Результаты
3.2.1. Поглощение воды
На основании результатов испытаний согласно способу Карстена, представленных на фиг. 14, можно сделать вывод, что добавление аморфного кремнезема в количестве от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. % значительно снижает поглощение воды в образцах 13–14 по сравнению с эталонным образцом 12 (причем последний не содержит аморфного кремнезема).
3.3. Вывод
Представленные выше результаты показали, что фиброцементные изделия, изготовленные согласно настоящему изобретению, показывают улучшенные свойства, связанные с водостойкостью. В частности, отвержденные на воздухе фиброцементные изделия, содержащие аморфный кремнезем, показывают существенно сниженное впитывание воды по сравнению с изделиями, не содержащими аморфного кремнезема. В частности, изделия, содержащие аморфный кремнезем в количествах от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. %, демонстрируют очень хорошие результаты.
Пример 4: эффект PVA-волокон на эластичность фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению
Фиброцементные изделия производили с помощью способов согласно настоящему изобретению, описанных в настоящем документе, в соответствии со следующими конкретными вариантами осуществления.
4.1. Материалы и способы
4.1.1. Производство образцов фиброцементного раствора
Разные составы водного фиброцементного раствора получали так, как показано в таблице 6. В эти составы могли добавлять другие добавки, которые существенно не влияют на полученные результаты относительно настоящего изобретения.
4.1.2. Изготовление фиброцементного изделия с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека
Цементные изделия изготавливали с применением технологии Гатчека в опытном способе, в котором воспроизводили основные характеристики изделий, получаемых с помощью промышленного способа.
Сырые листы в виде образцов 15–18 прессовали при 230 кг/см² и отверждали на воздухе путем подвергания их отверждению при 60 °C в течение 8 часов с последующим отверждением в условиях окружающей среды. Спустя две недели образованные фиброцементные изделия анализировали в отношении их физико-механических характеристик.
Таблица 6. Фиброцементные составы в % по массе образцов 15–18 (PVA – поливиниловый спирт). % по массе относится к массе компонента относительно общей массы всех компонентов, кроме свободной воды, т.е. в пересчете на сухое вещество.
*
Прочность на разрыв низкопрочных PVA-волокон 2 децитекс = 11–13 сН/децитекс
**
Прочность на разрыв высокопрочных PVA-волокон 2 децитекс = 13–15 сН/децитекс
4.1.3. Измерение предела упругой деформации
Предел упругой деформации и напряжение на пределе упругой деформации измеряли (см. таблицу 7) посредством устройства UTS/INSTRON (тип 3345; усилие = 5000 Н) с помощью программного обеспечения Bluehill от компании Instron (норматив EN12467 и связанные с ним нормативы).
4.2. Результаты
4.2.1. Упругая деформация
В таблице 7 показаны результаты, которые получили в отношении упругой деформации фиброцементных изделий, произведенных с помощью фиброцементных композиций образцов 15–18 (таблица 6) с применением способов согласно настоящему изобретению. Результаты в таблице 7 представляют средние значения из нескольких испытаний образцов. Было обнаружено, что модуль упругости полученных фиброцементных изделий значительно улучшился у отвержденных на воздухе образцов, содержащих аморфный кремнезем (в частности, в количествах от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. %) в комбинации с высокопрочными PVA-волокнами, обладающими прочностью на разрыв выше 13 сН/децитекс.
Таблица 7. Модуль упругости (в относительных процентах по сравнению с образцом 15) фиброцементных изделий, полученных в соответствии со способами согласно настоящему изобретению
4.3. Вывод
Представленные выше результаты показали, что фиброцементные изделия, изготовленные согласно настоящему изобретению, показывают улучшенную упругость по сравнению с традиционными фиброцементными изделиями. В частности, отвержденные на воздухе фиброцементные изделия, содержащие аморфный кремнезем в комбинации с высокопрочными PVA-волокнами, показывают более высокую упругость (более высокую степень сгибания перед разрушением) по сравнению с изделиями, не содержащими аморфного кремнезема в комбинации с высокопрочными PVA-волокнами. В частности, изделия, содержащие аморфный кремнезем в количествах от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. %, демонстрируют очень хорошие результаты.
Пример 5: эффект аморфного кремнезема на внутреннюю когезию (т.е. межслойную связь слоев) в фиброцементных изделиях для напольного покрытия согласно настоящему изобретению
Фиброцементные изделия производили с помощью способов согласно настоящему изобретению, описанных в настоящем документе, в соответствии со следующими конкретными вариантами осуществления.
5.1. Материалы и способы
5.1.1. Производство образцов фиброцементного раствора
Разные составы водного фиброцементного раствора получали так, как показано в таблице 8. В эти составы могли добавлять другие добавки, которые существенно не влияют на полученные результаты относительно настоящего изобретения.
Таблица 8. Фиброцементные составы в % по массе образцов 19–21 (PVA – поливиниловый спирт). % по массе относится к массе компонента относительно общей массы всех компонентов, кроме свободной воды, т.е. в пересчете на сухое вещество.
*
Прочность на разрыв низкопрочных PVA-волокон 2 децитекс = 11–13 сН/децитекс
**
Прочность на разрыв высокопрочных PVA-волокон 2 децитекс = 13–15 сН/децитекс
5.1.2. Изготовление фиброцементного изделия с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека
Цементные изделия изготавливали с применением технологии Гатчека в опытном способе, в котором воспроизводили основные характеристики изделий, получаемых с помощью промышленного способа.
Сырые листы в виде образцов 19–21 прессовали при 230 кг/см² и отверждали на воздухе путем подвергания их отверждению при 60 °C в течение 8 часов с последующим отверждением в условиях окружающей среды. Спустя две недели образованные фиброцементные изделия анализировали в отношении их физико-механических характеристик.
5.1.3. Измерение межслойной когезии между слоями Гатчека
Межслойная связь между слоями Гатчека в образцах 19–21 измеряли (см. таблицу 9) в соответствии с нормативом EN319.
5.2. Результаты
5.2.1. Межслойная связь
В таблице 9 показаны результаты, которые получили в отношении межслойной связи слоев Гатчека в фиброцементных изделиях, произведенных с помощью фиброцементных композиций образцов 19–21 (таблица 8) с применением способов согласно настоящему изобретению. Результаты в таблице 9 представляют средние значения из нескольких испытаний образцов. Было обнаружено, что внутренняя когезия полученных фиброцементных изделий значительно улучшилась у отвержденных на воздухе образцов, содержащих аморфный кремнезем (в частности, в количествах от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. %) в комбинации с карбонатом кальция.
Таблица 9. Внутренняя когезия (в относительных процентах по сравнению с образцом 19) фиброцементных изделий, полученных с помощью способов согласно настоящему изобретению
5.3. Вывод
3
3
Представленные выше результаты показали, что фиброцементные изделия, изготовленные согласно настоящему изобретению, показывают улучшенную внутреннюю когезию по сравнению с традиционными фиброцементными изделиями. В частности, отвержденные на воздухе фиброцементные изделия, содержащие аморфный кремнезем в комбинации с CaCO, показывают более высокую степень межслойной связи по сравнению с изделиями, не содержащими этой конкретной комбинации. В частности, изделия, содержащие аморфный кремнезем в количествах от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. % и CaCO в количествах приблизительно 8 вес. %, демонстрируют очень хорошие результаты.
Пример 6: эффект известняка на стабильность размеров фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению
Фиброцементные изделия производили с помощью способов согласно настоящему изобретению, описанных в настоящем документе, в соответствии со следующими конкретными вариантами осуществления.
6.1. Материалы и способы
6.1.1. Производство образцов фиброцементного раствора
Разные составы водного фиброцементного раствора получали так, как показано в таблице 10. В эти составы могли добавлять другие добавки, которые существенно не влияют на полученные результаты относительно настоящего изобретения.
Таблица 10. Фиброцементные составы в % по массе образцов 22–29 (PVA – поливиниловый спирт). % по массе относится к массе компонента относительно общей массы всех компонентов, кроме свободной воды, т.е. в пересчете на сухое вещество.
6.1.2. Изготовление фиброцементного изделия с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека
Цементные изделия изготавливали с применением технологии Гатчека в опытном способе, в котором воспроизводили основные характеристики изделий, получаемых с помощью промышленного способа.
Сырые листы в виде образцов 22–29 прессовали при 230 кг/см² и отверждали на воздухе путем подвергания их отверждению при 60 °C в течение 8 часов с последующим отверждением в условиях окружающей среды. Спустя две недели образованные фиброцементные изделия анализировали в отношении их физико-механических характеристик.
6.1.3. Измерение гидроскопического движения
Измеряли гидроскопическое движение образцов 22–29 (см. таблицу 11). Размеры образцов 22–29 измеряли в двух направлениях. Затем образцы подвергали циклу, при котором их держали под водой 3 дня и сушили 3 дня при 105 °C (в вентилируемой печи). После одного цикла те же размеры образцов 22–29 измеряли снова в тех же двух направлениях (эти результаты представлены для образцов 22–28 в таблице 11). Образец 29 подвергали второму циклу смачивания и сушки, как описано выше, и снова измеряли его размеры в двух направлениях (эти результаты представлены для образца 29 в таблице 11).
6.2. Результаты
6.2.1. Гидроскопическое движение
В таблице 11 показаны результаты, которые получили в отношении стабильности размеров фиброцементных изделий, произведенных с помощью фиброцементных композиций образцов 22–29 (таблица 10) с применением способов согласно настоящему изобретению. Результаты в таблице 11 представляют средние значения из нескольких испытаний образцов. Было обнаружено, что стабильность размеров полученных фиброцементных изделий значительно улучшилась у отвержденных на воздухе образцов, содержащих известняк (в частности, в количествах от приблизительно 8 вес. % до приблизительно 15 вес. %). Дополнительно было обнаружено, что такого же улучшения можно достичь, используя известняк всего лишь в количестве приблизительно 5 вес. % в комбинации с волластонитом.
Таблица 11. Гидроскопическое движение (в процентах по сравнению с образцом 22) фиброцементных изделий, полученных с помощью способов согласно настоящему изобретению
6.3. Вывод
3
3
3
Представленные выше результаты показали, что фиброцементные изделия, изготовленные согласно настоящему изобретению, показывают значительно уменьшенное гидроскопическое движение по сравнению с традиционными фиброцементными изделиями. В частности, отвержденные на воздухе фиброцементные изделия, содержащие CaCO, показывают более высокую степень стабильности размеров по сравнению с изделиями, не содержащими CaCO. В частности, изделия, содержащие комбинацию CaCO и волластонита, демонстрируют очень хорошие результаты. Кроме того, комбинация аморфного кремнезема, гидрофобизирующего средства и известняка (см. образец 29) является составом, демонстрирующим особенно хорошие результаты.
Пример 7: эффект аморфного кремнезема на внутреннюю когезию (т.е. межслойную связь слоев) в фиброцементных изделиях для напольного покрытия согласно настоящему изобретению
Фиброцементные изделия производили с помощью способов согласно настоящему изобретению, описанных в настоящем документе, в соответствии со следующими конкретными вариантами осуществления.
7.1. Материалы и способы
7.1.1. Производство образцов фиброцементного раствора
Разные составы водного фиброцементного раствора получали так, как показано в таблице 12. В эти составы могли добавлять другие добавки, которые существенно не влияют на полученные результаты относительно настоящего изобретения.
Таблица 12. Фиброцементные составы в % по массе образцов 30–39 (PVA – поливиниловый спирт). % по массе относится к массе компонента относительно общей массы всех компонентов, кроме свободной воды, т.е. в пересчете на сухое вещество.
*
Прочность на разрыв низкопрочных PVA-волокон 2 децитекс = 11–13 сН/децитекс
**
Прочность на разрыв высокопрочных PVA-волокон 2 децитекс = 13–15 сН/децитекс
7.1.2. Изготовление фиброцементного изделия с помощью промышленной листоформовочной машины Гатчека
Цементные изделия изготавливали промышленным способом Гатчека.
Сырые листы в виде образцов 30–39 прессовали при 230 кг/см² и отверждали на воздухе путем подвергания их отверждению при 60 °C в течение 8 часов с последующим отверждением в условиях окружающей среды. Спустя две недели образованные фиброцементные изделия анализировали в отношении их физико-механических характеристик.
7.1.3. Измерение межслойной когезии между слоями Гатчека
Межслойная связь между слоями Гатчека в образцах 30–39 измеряли (см. таблицу 13) в соответствии с нормативом EN319.
7.2. Результаты
7.2.1. Межслойная связь
В таблице 13 показаны результаты, которые получили в отношении межслойной связи слоев Гатчека в фиброцементных изделиях, произведенных с помощью фиброцементных композиций образцов 30–39 (таблица 12) с применением способов согласно настоящему изобретению. Результаты в таблице 13 представляют средние значения из нескольких испытаний образцов. Было обнаружено, что внутренняя когезия полученных фиброцементных изделий значительно улучшилась у отвержденных на воздухе образцов, содержащих аморфный кремнезем (в частности, в количествах от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. %) в комбинации с карбонатом кальция.
Таблица 13. Внутренняя когезия (в относительных процентах по сравнению с образцом 30) фиброцементных изделий, полученных с помощью способов согласно настоящему изобретению
7.3. Вывод
3
Представленные выше результаты показали, что фиброцементные изделия, изготовленные согласно настоящему изобретению, показывают улучшенную внутреннюю когезию по сравнению с традиционными фиброцементными изделиями. В частности, отвержденные на воздухе фиброцементные изделия, содержащие аморфный кремнезем, показывают более высокую степень межслойной связи по сравнению с изделиями, не содержащими аморфного кремнезема (см. все образцы в сравнении с образцом 30, причем последний не содержит аморфного кремнезема). Соответственно, изделия, содержащие аморфный кремнезем в количествах от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. %, демонстрируют очень хорошие результаты. Также было обнаружено, что присутствие CaCO и/или волластонита не оказывает негативного влияния на внутреннюю когезию.
Пример 8: эффект аморфного кремнезема на впитывание воды фиброцементными изделиями для напольного покрытия согласно настоящему изобретению
Восемь фиброцементных образцов 40–47 произвели с помощью способов согласно настоящему изобретению, описанных в настоящем документе, в соответствии со следующими конкретными вариантами осуществления.
8.1. Материалы и способы
8.1.1. Производство образцов фиброцементного раствора
Фиброцементные составы образцов 40–49 были полностью идентичны составам образцов 30–39 соответственно, причем эти составы изложены в таблице 12, представленной выше. В эти составы могли добавлять другие добавки, которые существенно не влияют на полученные результаты относительно настоящего изобретения.
8.1.2. Изготовление фиброцементного изделия с помощью промышленной листоформовочной машины Гатчека
Цементные изделия изготавливали промышленным способом Гатчека.
Сырые листы в виде образцов 40–49 прессовали при 230 кг/см² и отверждали на воздухе путем подвергания их отверждению при 60 °C в течение 8 часов с последующим отверждением в условиях окружающей среды. Спустя две недели образованные фиброцементные изделия анализировали в отношении их физико-механических характеристик.
8.1.3. Измерение впитывания воды посредством испытания согласно способу Карстена
Впитывание воды каждого из образцов 40–47 измеряли с помощью испытания согласно способу Карстена. Испытание осуществляли в условиях высушивания на воздухе (условия высушивания на воздухе получали путем высушивания образцов в печи при 40 °C в течение 48 часов). Затем образцы охлаждали и пробирку Карстена фиксировали на центральной части каждого образца с помощью силикона. Через 24 часа пробирку Карстена заполняли деминерализованной водой и закрывали для предотвращения испарения. Поглощение воды (т.е. объем воды, поглощенной из пробирки Карстена образцом) определяли через 1, 2, 4, 6, 8, 24, 32 и 48 часов.
8.1.4. Измерение впитывания воды путем определения содержания воды в насыщенных водой образцах по сравнению с высушенными на воздухе образцами
Впитывание воды каждого из образцов 40–49 также измеряли путем измерения увеличения веса насыщенных водой образцов по сравнению с высушенными на воздухе образцами (условия высушивания на воздухе получали путем высушивания образцов в печи при 105 °C в течение 3 дней; условия насыщения водой получали путем погружения образцов на 3 дня в водопроводную воду при комнатной температуре и атмосферном давлении). Определяли процентное увеличение веса насыщенных водой образцов по сравнению с высушенными на воздухе образцами.
8.2. Результаты
8.2.1. Поглощение воды (испытание согласно способу Карстена)
На основании результатов испытания согласно способу Карстена, представленных на фиг. 15, можно сделать вывод, что добавление гидрофобизирующего средства к составам в количестве 0,15 вес. % значительно снижает поглощение воды в образцах 43–45 и 47 по сравнению, например, с образцами 40–42.
С другой стороны, в отношении образца 46, не содержащего никакого гидрофобизирующего средства, можно наблюдать, что аморфный кремнезем в количестве приблизительно 7 вес. % значительно снижает поглощение воды по сравнению с образцом 40 (причем последний не содержит аморфного кремнезема).
8.2.2. Поглощение воды (% увеличения веса)
На основании измерений увеличения веса, представленных на фиг. 16, подтверждено, что добавление гидрофобизирующего средства к составам в количестве 0,15 вес. % значительно снижает поглощение воды в образцах 43–45 и 47 по сравнению, например, с образцами 40–42.
Однако в отношении образца 46, не содержащего никакого гидрофобизирующего средства, можно наблюдать, что аморфный кремнезем в количестве приблизительно 7 вес. % значительно снижает поглощение воды по сравнению с образцом 40 (причем последний не содержит аморфного кремнезема).
В образцах 48 и 49 гидрофобизирующий эффект аморфного кремнезема в комбинации с гидрофобизирующим средством слегка уменьшился из-за присутствия 25 % и 17 % известняка соответственно. Тем не менее, эти образцы по-прежнему обладают более низким впитыванием воды, чем образец 40 (причем последний не содержит ни аморфного кремнезема, ни гидрофобизирующего средства).
8.3. Вывод
Представленные выше результаты показали, что фиброцементные изделия, изготовленные согласно настоящему изобретению, показывают улучшенные свойства, связанные с водостойкостью. В частности, отвержденные на воздухе фиброцементные изделия, содержащие от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. % аморфного кремнезема и/или гидрофобизирующее средство, показывают значительное сниженное впитывание воды по сравнению с изделиями, не содержащими аморфного кремнезема и/или не содержащими гидрофобизирующего средства.
Пример 9: эффект известняка на стабильность размеров фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению
Фиброцементные изделия производили с помощью способов согласно настоящему изобретению, описанных в настоящем документе, в соответствии со следующими конкретными вариантами осуществления.
9.1. Материалы и способы
9.1.1. Производство образцов фиброцементного раствора
Фиброцементные составы образцов 50–59 были полностью идентичны составам образцов 30–39 (из примера 7) соответственно или образцов 40–49 (из примера 8) соответственно, причем эти составы изложены в таблице 12, представленной выше. В эти составы могли добавлять другие добавки, которые существенно не влияют на полученные результаты относительно настоящего изобретения.
9.1.2. Изготовление фиброцементного изделия с помощью промышленной листоформовочной машины Гатчека
Цементные изделия изготавливали промышленным способом Гатчека.
Сырые листы в виде образцов 50–59 прессовали при 230 кг/см² и отверждали на воздухе путем подвергания их отверждению при 60 °C в течение 8 часов с последующим отверждением в условиях окружающей среды. Спустя две недели образованные фиброцементные изделия анализировали в отношении их физико-механических характеристик.
9.1.3. Измерение гигроскопического движения
Измеряли гигроскопическое движение образцов 50–59 (см. таблицу 14). Размеры образцов 50–59 измеряли в двух направлениях. Затем образцы подвергали циклу, при котором их держали под водой 3 дня и сушили 3 дня при 105 °C (в вентилируемой печи). После одного цикла те же размеры образцов 50–59 измеряли снова в тех же двух направлениях (эти результаты представлены для образцов 50–59 в таблице 14). Образцы 50–59 подвергали второму циклу смачивания и сушки, как описано выше, и снова измеряли их размеры в двух направлениях (результаты не показаны).
9.2. Результаты
9.2.1. Гигроскопическое движение
В таблице 13 показаны результаты, которые получили в отношении стабильности размеров отвержденных на воздухе фиброцементных изделий, произведенных с помощью фиброцементных композиций образцов 50–59 (таблица 12) с применением способов согласно настоящему изобретению. Результаты в таблице 14 представляют средние значения из нескольких испытаний образцов. Было обнаружено, что стабильность размеров полученных фиброцементных изделий значительно улучшилась у отвержденных на воздухе образцов, содержащих известняк (в частности, в количествах от приблизительно 8 вес. % до приблизительно 25 вес. %). Дополнительно было обнаружено, что такого же улучшения можно достичь, используя комбинацию известняка и волластонита (см. образец 59).
Таблица 14. Гигроскопическое движение (в процентах по сравнению с образцом 50) фиброцементных изделий, полученных с помощью способов согласно настоящему изобретению
9.3. Вывод
3
3
3
Представленные выше результаты показали, что фиброцементные изделия, изготовленные согласно настоящему изобретению, показывают значительно уменьшенное гигроскопическое движение по сравнению с традиционными фиброцементными изделиями. В частности, отвержденные на воздухе фиброцементные изделия, содержащие CaCO, показывают более высокую степень стабильности размеров по сравнению с изделиями, не содержащими CaCO. В частности, изделия, содержащие комбинацию CaCO и волластонита, демонстрируют очень хорошие результаты. Кроме того, комбинация аморфного кремнезема, гидрофобизирующего средства и известняка (см. образец 57) является составом, демонстрирующим особенно хорошие результаты.
Пример 10: эффект аморфного кремнезема на механические свойства фиброцементных изделий для напольного покрытия согласно настоящему изобретению
Фиброцементные изделия производили с помощью способов согласно настоящему изобретению, описанных в настоящем документе, в соответствии со следующими конкретными вариантами осуществления.
10.1. Материалы и способы
10.1.1. Производство образцов фиброцементного раствора
Получили два состава водного фиброцементного раствора для получения образцов 60 и 61, как показано в таблице 12. Составы образцов 60 и 61 были идентичны составам образцов 30 и 32 (пример 7), образцов 40 и 42 (пример 8) и образцов 50 и 52 (пример 9) (см. таблицу 12). В эти составы могли добавлять другие добавки, которые существенно не влияют на полученные результаты относительно настоящего изобретения.
10.1.2. Изготовление фиброцементного изделия с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека
Цементные изделия изготавливали с применением технологии Гатчека в опытном способе, в котором воспроизводили основные характеристики изделий, получаемых с помощью промышленного способа.
Сырые листы в виде образцов 60–61 прессовали при 230 кг/см² и отверждали на воздухе путем подвергания их отверждению при 60 °C в течение 8 часов с последующим отверждением в условиях окружающей среды. Спустя две недели образованные фиброцементные изделия анализировали в отношении их физико-механических характеристик.
10.1.3. Измерение прочности на изгиб
Модуль разрыва (MOR; как правило, выражается в Па = кг/м∙с²) каждого из образцов, полученных с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека, измеряли посредством устройства UTS/INSTRON (тип 3345; усилие = 5000 Н).
10.2. Результаты
10.2.1. Прочность на изгиб
В таблице 15 показаны результаты, которые получили в отношении механической прочности фиброцементных изделий, произведенных с помощью фиброцементных композиций образцов 60 и 61. Результаты в таблице 15 представляют средние значения из нескольких испытаний образцов. Было обнаружено, что модуль разрыва полученных фиброцементных изделий значительно улучшился у отвержденных на воздухе образцов, содержащих аморфный кремнезем, в частности, в количествах от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. % (вес. % в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции).
Таблица 15. Модуль разрыва (в относительных процентах по сравнению с образцом 60) фиброцементных изделий, полученных в соответствии со способами согласно настоящему изобретению
10.3. Вывод
Представленные выше результаты показали, что фиброцементные изделия, изготовленные согласно настоящему изобретению, показывают улучшенные механические свойства. В частности, отвержденные на воздухе фиброцементные изделия, содержащие аморфный кремнезем, показывают более высокую прочность на изгиб по сравнению с изделиями, не содержащими аморфного кремнезема. В частности, изделия, содержащие аморфный кремнезем в количествах от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 7 вес. %, демонстрируют очень хорошие результаты.