ШОВНЫЙ ГЕРМЕТИК, СТЕНОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ СПОСОБЫ И ПРОДУКТЫ
JOINT COMPOUND, WALL STRUCTURE AND RELATED METHODS AND PRODUCTS

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001]
Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет согласно предварительной заявке на патент США № 61/705551, поданной 25 сентября 2012 г., заявке на патент США № 13/842342, поданной 15 марта 2013 г., и заявке на патент США № 14/034290, поданной 23 сентября 2013 г., содержание которых полностью включено в настоящую заявку посредством ссылок.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002]
В строительстве применяют различные типы облицовок в качестве панелей для создания внутренних и наружных поверхностей стен и потолка. Для простоты, в настоящем описании следует понимать, что термин «стена» также включает потолки. Обычно облицовки имеют форму плит (также называемых панелями), прикрепленных к элементам каркаса, таким как конструкции деревянного балочно-стоечного каркаса, известные в данной области техники. Примеры облицовки включают гипсовые плиты, облицованные бумагой, волокнистые маты (например, из стекловолокна), и так далее. Эти и другие типы плит обычно разрезают до соответствующего размера и затем прикрепляют к элементам каркаса, например, при помощи шурупов, гвоздей или подобного крепежа, формируя участки стен, образованные множеством плит.
[0003]
Такие участки стен обычно отделывают для обеспечения эстетически красивых, однородных и защищенных поверхностей. Например, две примыкающих одна к другой плиты, расположенных в одной плоскости, будут образовывать между собой стыковой шов на вертикальных стенах и горизонтальных потолках. Для отделки шва в шов помещают армирующую ленту для заклейки швов со слоем шовного герметика под указанной лентой, и наносят поверх ленты множество слоев шовного герметика. Некоторые плиты соединяются под углом, образуя угол. Чтобы скрыть угловой шов и защитить угол, можно применять армирующую накладку. Армирующую накладку можно непосредственно прикрепить к плите при помощи крепежа, или под накладку наносят слой шовного герметика для приклеивания армирующей накладки к плите. Затем установленное армирование маскируют множеством слоев шовного герметика, нанесенного на накладку. Крепеж, применяемый для прикрепления плиты к элементам каркаса, также необходимо маскировать множеством слоев шовного герметика, нанесенного на указанный крепеж. После того, как различные нанесенные шовные герметики высохли, полученные поверхности стен можно отшлифовать и покрасить, чтобы получить желаемый однородный и эстетически привлекательный внешний вид.
[0004]
Уровень описанной выше отделки может варьироваться. Например, для гипсовых стеновых плит, в данной области техники рассматривают шесть (6) уровней отделки гипсовой плиты, начиная от нулевого уровня (вообще никакой отделки) до пятого уровня (наивысший уровень отделки), как указано в документе GA-214 Ассоциации по производству гипса и документе C840 Американского общества испытаний и материалов («ASTM»). Уровни отделки в общем соответствуют числу нанесений шовного герметика на швы, накладки и крепеж. Для зон пребывания людей в зданиях обычно применяют уровни три, четыре и пять. Для частных домов наиболее часто применяемым уровнем является уровень 4. Уровень 5 применяют менее часто, и он обычно требует нанесения накрывочного слоя поверх шовного герметика на всей поверхности стены.
[0005]
Обычные подходы к отделке стеновых конструкций, описанные выше, не являются полностью удовлетворительными. Материалы, обычно применяемые для отделки стеновых конструкций, создают значительные неэффективные моменты в способе, а также требуют продвинутого уровня квалификации для эффективного использования. Например, существующие шовные герметики требуют нанесения трех отдельных покрытий на крепеж, а также нанесения множества покрытий на плоские швы между плитами, находящимися в одной плоскости, и угловые швы. Каждое покрытие должно отдельно высохнуть, что привносит значительное время простоя в процесс строительства, в частности потому, что строители других профессий обычно не могут работать внутри здания, пока происходит отделка стен. Каждый слой шовного герметика может требовать на высыхание около суток, и обычно около недели занимает установка гипсовых плит и отделка плоских соединений, крепежа и угловых накладок в типичной новой конструкции дома жилой площадью 2400 квадратных футов (223 кв.м) (соответствует примерно 10000 квадратным футам (929 кв.м) плит).
[0006]
Кроме того, необходимость нанесения множества слоев шовного герметика требует, чтобы пользователь работал с шовным герметиком значительно выше плоскости плиты. Чтобы плита могла выглядеть плоской для невооруженного глаза (хотя действительно она не плоская), необходимы значительная квалификация и мастерство для достижения надлежащего внешнего вида, когда пользователь работает выше плоскости плиты. Дополнительные слои шовного герметика необходимо постепенно разравнивать шире и шире от шва, чтобы шов производил впечатление эстетически плоского. Если пользователь недостаточно квалифицированный, внешний вид будет неудовлетворительным.
[0007]
Следует учесть, что настоящее описание уровня техники было создано авторами изобретения для помощи читателю и не должно рассматриваться ни как ссылка на прототип, ни как указание на то, что какая-либо из указанных задач сама по себе рассматривалась в данной области техники. Хотя некоторые описанные принципы, в некоторых отношениях и вариантах реализации, могут обеспечивать облегчение сложностей, связанных с другими системами, следует учесть, что объем настоящего защищенного усовершенствования определен прилагаемой формулой изобретения, а не способностью заявленного изобретения решать какие-либо указанные в настоящем описании конкретные задачи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008]
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предложена композиция шовного герметика высыхающего типа. Композиция шовного герметика содержит, состоит из или состоит по существу из вяжущего, выбранного из полимеров акриловой кислоты, сополимеров акриловой кислоты, алкидов, полиуретанов, сложных полиэфиров, эпоксидов и комбинаций указанных соединений. Композиция также содержит множество полых шариков. Желательно, чтобы указанные шарики имели среднюю прочность на изостатическое раздавливание по меньшей мере 100 psi (689 кПа), измеренную согласно ASTM D3102-78.
[0009]
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложена композиция шовного герметика, состоящая по существу из (a) латексного эмульсионного вяжущего в количестве от примерно 3 % до примерно 90 % от массы влажной композиции; (b) множества полых шариков, имеющих среднюю прочность на изостатическое раздавливание по меньшей мере 100 psi (689 кПа), измеренную согласно ASTM D3102-78, причем указанные шарики присутствуют в количестве от примерно 5 % до примерно 25 % от массы влажной композиции; (c) неионного поверхностно-активного вещества в количестве от примерно 0,001 % до примерно 5 % от массы влажной композиции; и (d) увлажнителя в количестве от примерно 0,001 % до примерно 3 % от массы влажной композиции; и, необязательно, (e) пеногасителя в количестве от примерно 0,05 % до примерно 5 % от массы влажной композиции; (f) модификатора реологических характеристик в количестве от примерно 0,1 % до примерно 5 % от массы влажной композиции; (g) биоцида в количестве от примерно 0,1 % до примерно 1,5 % от массы влажной композиции; (h) объемного наполнителя, такого как карбонат кальция или известняк, в количестве от примерно 1 % до примерно 40 % от массы влажной композиции; и (i) деламинированной глины, такой как каолиновая глина, в количестве от примерно 0,1 % до примерно 5 % от массы влажной композиции.
[0010]
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложена стеновая конструкция, содержащая, состоящая из или состоящая по существу из двух прилегающих плит, соединенных швом. Для обеспечения однородного эстетически привлекательного внешнего вида на шов наносят единственный слой шовного герметика. Композиция шовного герметика содержит вяжущее, выбранное из полимеров акриловой кислоты, сополимеров акриловой кислоты, алкидов, полиуретанов, сложных полиэфиров, эпоксидов и комбинаций указанных соединений. Композиция также содержит множество полых шариков. Желательно, чтобы указанные шарики имели среднюю прочность на изостатическое раздавливание по меньшей мере примерно 100 psi (689 кПа), измеренную согласно ASTM D3102-78. Стеновая конструкция дополнительно содержит стабильную по размерам ненабухающую плоскую ленту для заклейки швов, включенную в шов.
[0011]
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ обработки конструкции стеновых плит, состоящей из двух прилегающих плит, соединенных швом. Указанный способ включает, состоит из или состоит по существу из нанесения ленты для заклейки швов и одного слоя покрытия из композиции шовного герметика на шов. Композиция шовного герметика содержит вяжущее, выбранное из полимеров акриловой кислоты, сополимеров акриловой кислоты, алкидов, полиуретанов, сложных полиэфиров, эпоксидов и комбинаций указанных соединений. Композиция также содержит множество полых шариков. Желательно, чтобы указанные шарики имели среднюю прочность на изостатическое раздавливание по меньшей мере примерно 100 psi (689 кПа), измеренную согласно ASTM D3102-78. Указанный способ дополнительно включает высушивание композиции.
[0012]
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложена армирующая накладка для защиты шва между двумя соседними плитами, имеющими противоположные лицевую и заднюю поверхности, причем указанные лицевые поверхности расположены одна относительно другой, образуя угол между лицевыми поверхностями плит. Накладка содержит, состоит из или состоит по существу из бумажной облицовки, содержащей ненабухающий синтетический бумажный облицовочный материал, и подложки. Например, облицовочный материал может быть наслоен на прочный коррозионно-устойчивый материал, разработанный для создания превосходного долговечного армирования углового соединения, превосходящего минимальные эксплуатационные характеристики, указанные в стандарте ASTM C1047-10a (стандартные технические условия для комплектующих элементов для гипсовой стеновой плиты и гипсокартонного основания под штукатурку), с точки зрения сопротивления растрескиванию и откалыванию, с образованием в результате вершины угла, которая остается прямой при нормальном движении и/или смещении здания и повседневном износе. В некоторых вариантах реализации подложка содержит металл, такой как оцинкованная сталь и/или другой материал подложки, обладающий вышеуказанными требуемыми свойствами, включая, например, многослойную конструкцию из композиционных материалов, слоистую бумагу, термопластичный материал, термореактивный материал, углеродное волокно, сложный полиэфир, поликарбонат, пряденый полиолефин, природное или синтетическое волокно, тканый материал, и подобные материалы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НЕСКОЛЬКИХ ВИДОВ ЧЕРТЕЖА (ЧЕРТЕЖЕЙ)
[0013]
ФИГ. 1 представляет собой вид в перспективе стеновой конструкции.
[0014]
ФИГ. 2A-2B представляют собой альтернативные варианты вида в разрезе, полученные по существу по линии 2-2 на ФИГ. 1, причем на ФИГ. 2A показан обычный скос для целей сравнения, в то время как на ФИГ. 2B показан более отлогий скос согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0015]
ФИГ. 3A-3B представляют собой альтернативные варианты вида в разрезе готового шва между двумя стеновыми плитами со скошенными смежными краями, причем на ФИГ. 3A показан шов с обычным широким распределением шовного герметика для целей сравнения, в то время как на ФИГ. 3B показано более узкое распределение шовного герметика, ближе к плоскости плиты, согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0016]
ФИГ. 3C-3D представляют собой альтернативные варианты вида в разрезе готового шва между двумя стеновыми плитами с квадратными (т.е. нескошенными) смежными краями, причем на ФИГ. 3C показан шов с обычным широким распределением шовного герметика для целей сравнения, в то время как на ФИГ. 3D показано более узкое распределение шовного герметика, ближе к плоскости плиты, согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0017]
На ФИГ. 4A и 4B показан развернутый вид в перспективе, изображающий армированную накладку, накладываемую на угол, образованный двумя стеновыми плитами, причем на ФИГ. 4A показан внешний угол с углом (x), в то время как на ФИГ. 4B показан внутренний угол с углом (y).
[0018]
На ФИГ. 5 показаны две соседние плиты, прикрепленные к конструкции каркаса, причем V-образный вырез позволяет увидеть наличие клея на элементах каркаса согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0019]
На ФИГ. 6-7 показан монтаж стеновых конструкций, причем на ФИГ. 7 показана готовая конструкция комнаты после покраски, и на ФИГ. 8 показаны заклеенные лентой для заклейки швов места соединений перед нанесением шовного герметика.
[0020]
На ФИГ. 8 показаны угловые армирующие накладки согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0021]
На ФИГ. 9 показана угловая армирующая накладка, закрепленная во внутреннем углу при помощи самоклеющегося материала согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0022]
На ФИГ. 10-11 показана установка армирующей накладки в углах при помощи валика согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0023]
На ФИГ. 12 показаны угловые армирующие накладки согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0024]
На ФИГ. 13 показаны стеновые конструкции, позволяющие видеть угловые армирующие накладки, установленные на внутренних и внешних углах, согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0025]
На ФИГ. 14 показана армирующая накладка для внутреннего угла с одним слоем шовного герметика согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0026]
На ФИГ. 15 показана отшлифованная однослойная отделка, как для соединения в направлении обработки (горизонтально, как показано), так и для соединения встык (вертикально, как показано), согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0027]
На ФИГ. 16 показан монтаж стеновой конструкции с нанесенной обработкой соединения.
[0028]
На ФИГ. 17 показана обработанная стеновая конструкция с V-образным вырезом, позволяющим видеть клей и один слой покрытия шовным герметиком на элементе каркаса, иллюстрирующее узкое распределение герметика согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0029]
На ФИГ. 18 для целей сравнения показана обычная система обработки соединения с лентой для заклейки швов, включенной в шовный герметик, с двумя дополнительными нанесенными слоями шовного герметика поверх ленты, что требует широкого распределения шовного герметика.
[0030]
На ФИГ. 19-21 показан процесс испытания прочности на изгиб для образца 2A из примера 2 для целей сравнения.
[0031]
На ФИГ. 22-24 показан процесс испытания прочности на изгиб для образца 2B из примера 2 для целей сравнения.
[0032]
На ФИГ. 25-27 показан процесс испытания прочности на изгиб для образца 2C из примера 2 согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0033]
На ФИГ. 28-29 показана прочность на изгиб для образца 2C из примера 2 согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0034]
ФИГ. 30 представляет собой коробчатую диаграмму, показывающую смещение под давлением, когда наблюдалась первая трещина, измеренное в дюймах (ось Y), и различные шовные герметики согласно вариантам реализации настоящего изобретения и сравнительным примерам (ось X).
[0035]
ФИГ. 31 представляет собой коробчатую диаграмму, показывающую нагрузку (в фунтах), когда наблюдалась первая трещина, измеренную в фунтах (ф) (ось Y), и различные шовные герметики согласно вариантам реализации настоящего изобретения и сравнительным примерам (ось X).
[0036]
ФИГ. 32 представляет собой коробчатую диаграмму, показывающую смещение при сдвиге, когда наблюдалась первая трещина, измеренное в дюймах (ось Y), и различные шовные герметики согласно вариантам реализации настоящего изобретения и сравнительным примерам (ось X).
[0037]
ФИГ. 33 представляет собой коробчатую диаграмму, показывающую пиковое смещение при сдвиге, когда наблюдалась первая трещина, измеренное в дюймах (ось Y), и различные шовные герметики согласно вариантам реализации настоящего изобретения и сравнительным примерам (ось X).
[0038]
ФИГ. 34 представляет собой коробчатую диаграмму, показывающую соотношение смещения при сдвиге (т.е. отношение пикового смещения при разрушении системы соединения к смещению в момент первой трещины) (ось Y), и различные шовные герметики согласно вариантам реализации настоящего изобретения и сравнительным примерам (ось X).
[0039]
На ФИГ. 35A показана модифицированная ASTM E72 конструкция каркаса размером 8' x 8' (примерно 2,4 м x примерно 2,4 м) с каркасом, изготовленным из деревянных брусков 2” x 4” (примерно 5 см x примерно 10 см). Деревянные бруски не показаны.
[0040]
На ФИГ. 35B показана модифицированная ASTM E72 конструкция каркаса с ФИГ. 35A, снабженная деревянными брусками 2” x 4”, отстоящими друг от друга на 16 дюймов (примерно 0,4 метра).
[0041]
На ФИГ. 35C показана модифицированная ASTM E72 конструкция каркаса с ФИГ. 35B, низ которой жестко прикреплен к конструкции, и силу прикладывают к левому верхнему углу при помощи гидравлического поршня, запрограммированного двигаться по синусоидальной траектории с переменной амплитудой.
[0042]
На ФИГ. 36A - 36C показан профиль высушивания шовных герметиков согласно настоящему изобретению, по сравнению с обычными шовными герметиками, для толстого слоя покрытия, т.е. примерно 3/16 дюйма (примерно 0,5 см), на котором представлен процент испарившейся воды (ось Y) в зависимости от возрастающего времени высушивания, представленного по (оси X). На ФИГ. 36A показаны профили высушивания в умеренных условиях, например, 75 °F (24 °С) и 50 % относительной влажности. На ФИГ. 36B показаны профили высушивания в жарких и сухих условиях, например, 95 °F (35 °С) и 10 % относительной влажности. На ФИГ. 36C показаны профили высушивания в холодных влажных условиях, например, 40 °F (4 °С) и 80 % относительной влажности.
[0043]
На ФИГ. 37A - 37C показан профиль высушивания шовных герметиков согласно настоящему изобретению по сравнению с обычными шовными герметиками, для тонкого слоя покрытия, т.е. примерно 1/16 дюйма (примерно 0,2 см), на котором представлен процент испарившейся воды (ось Y) в зависимости от возрастающего времени высушивания, представленного по (оси X). На ФИГ. 37A показаны профили высушивания в умеренных условиях, например, 75 °F (24 °С) и 50 % относительной влажности. На ФИГ. 37B показаны профили высушивания в жарких и сухих условиях, например, 95 °F (35 °С) и 10 % относительной влажности. На ФИГ. 37C показаны профили высушивания в холодных влажных условиях, например, 40 °F (4 °С) и 80 % относительной влажности.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0044]
Согласно различным вариантам реализации, настоящее изобретение относится к композициям шовных герметиков, системам отделки плит, стеновым конструкциям, способам обработки стен и продуктам, связанным с любым из вышеуказанных применений, включая армирующую накладку, например, для защиты углов в местах стыков плит, крепеж и ленту для заклейки швов. Другие аспекты настоящего изобретения преимущественно придают значительную эффективность при отделке стеновых конструкций, включающих облицовку, такую как гипсовая сухая штукатурка, плита, имеющая защитное покрытие (например, со стекловолоконной облицовкой), и подобные облицовки. Например, настоящее изобретение обеспечивает возможность отделки стен со значительно меньшим числом стадий, необходимых для любого заданного уровня отделки, например, отделки уровня 4 согласно документу ассоциации производителей гипса GA-214 и/или ASTM C840 («уровень 4»). В результате отделку стен можно осуществлять быстрее с меньшим временем простоя. Кроме того, отделка стен согласно аспектам настоящего изобретения стребует меньшей квалификации пользователей при установке облицовки.
[0045]
Один из аспектов настоящего изобретения основан, по меньшей мере частично, на неожиданном и непредвиденном открытии композиции шовного герметика, обладающей низкой усадкой. В результате шовный герметик преимущественно можно наносить в виде меньшего числа слоев, чем обычные шовные герметики. В некоторых вариантах реализации поверх крепежа, ленты для заклейки швов или армирующих накладок наносят только один слой шовного герметика. Тем не менее, при необходимости можно наносить более одного слоя (например, два или три слоя), в зависимости от желаемого уровня отделки. Например, недостатком обычных систем является значительная усадка, такая как, например, усадка, превышающая 15 %, например, примерно 18 % или более. Варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают значительно меньшую усадку. Варианты реализации шовного герметика также обладают требуемыми свойствами гибкости и могут быть легко отшлифованы и, желательно, без растрескивания.
[0046]
Поскольку композицию шовного герметика можно наносить в виде меньшего числа слоев, преимущественно, пользователь может работать с шовным герметиком ближе к плоскости плиты. Обычно, в многослойных (например, 3 слоя или более) системах, пользователь должен широко распределять шовный герметик на большом расстоянии от шва, для обеспечения зрительной иллюзии плоской поверхности. Необходима значительная квалификация пользователя для получения такого внешнего вида, если толщина шовного герметика значительно возвышается над плоскостью плит и швов плит. Благодаря применению однослойного шовного герметика согласно вариантам реализации настоящего изобретения, пользователь не будет вынужден настолько широко распределять шовный герметик, и для получения плоского внешнего вида понадобится меньшая квалификация пользователя. Согласно некоторым вариантам реализации, плита специально разработана с меньшим скосом, чем обычная плита, или вообще без скоса (т.е. нескошенный край) в направлении обработки краев, согласно настоящему описанию.
[0047]
Согласно другим аспектам настоящего изобретения предложен специальный ненабухающий материал, который можно применять в ленте для заклейки швов, а также в качестве лицевого слоя армирующей накладки из композиционного материала, применяемой для маскировки и защиты углов стен, в которых две плиты сходятся под углом (например, во «внутреннем» углу или «наружном» углу, как это понимают в данной области техники). Накладка также может включать подложку (например, включающую металл или другой материал) для обеспечения жесткости и опоры.
[0048]
Клей можно применять в различных аспектах настоящего изобретения. В некоторых вариантах реализации клей представляет собой быстровысыхающий клей на водной основе, такой как водный клей для оклейки стен (например, такой как клей, продаваемый Roman Adhesives), водный вяжущий агент (например, такой, как вяжущие, продаваемые United States Gypsum Company), или клей на основе водной эмульсии латекса (например, такой как клей, продаваемый OSI). Например, такой клей можно наносить на элементы каркаса для минимизирования числа крепежей, применяемых для установки плиты. Клей также можно применять для облегчения нанесения ленты для заклейки швов и армирующей накладки согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0049]
Согласно вариантам реализации настоящего изобретения, можно применять крепеж, соответствующий одному слою шовного герметика. Например, крепеж может включать головку с вогнутой поверхностью для создания эффекта углубления, хотя возможны и другие виды крепежа, включая скобы или другие шурупы для сухой штукатурки. Один или более из указанных различных аспектов можно комбинировать в системе отделки плит согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0050]
Далее приведены ссылки на фигуры, изображающие преимущественные иллюстративные варианты реализации настоящего изобретения. На ФИГ. 1 показана стеновая конструкция 100, включающая три плиты 110, 112 и 114, прикрепленные к элементам каркаса 116 при помощи крепежей 118. В качестве плит можно применять любую подходящую облицовку. Например, гипсовая плита обычно содержит внутренний слой, содержащий взаимопроникающую матрицу кристаллического гипса с желаемыми добавками, такими как полифосфат, крахмал, диспергирующий агент, ускоритель, замедлитель и т.д., между двумя кроющими листами в слоистой конструкции. Внутренний слой, необязательно, может содержать накрывочный слой, расположенный на поверхности внутреннего слоя, обращенной к одному или обоим кроющим листам. Настоящее изобретение не ограничивается методиками производства облицовки, и плита может быть изготовлена любым подходящим способом, известным в данной области техники.
[0051]
Элементы каркаса 116, желательно, обеспечивают клеем 120 для облегчения адгезии к плитам 110, 112 и 114 и для обеспечения возможности применения меньшего количества крепежей 118, чем в случае применения в обычных системах. Поскольку крепеж необходимо закрывать шовным герметиком, уменьшение числа крепежей выгодно с точки зрения эффективности, легкости и качества установки.
[0052]
Края плит обычно определяют как находящиеся в направлении обработки или в поперечном направлении, исходя из расположения плиты на производственной линии. Края в направлении обработки обычно представляют собой более длинные края и обычно обернуты кроющим листом (например, изготовленным из бумаги) во время производства плиты, при котором суспензию вяжущего материала наносят на движущийся кроющий лист (например, на конвейере), получая первоначально длинную непрерывную ленту полуфабриката плиты, которую затем разрезают в поперечном направлении до необходимых размеров, известных в данной области техники, например, 4' X 8' (1,2 х 2,4 м); 4' X 10' (1,2 х 3,0 м); 4' X 12' (1,2 х 3,7 м); и т.д., хотя возможны различная длина и ширина, включая плиту шириной 36 дюймов (91 см) или плиту шириной 54 дюйма (137 см)). Например, плита 110 имеет края в направлении обработки 122 и 124 и края в поперечном направлении 126 и 128. Аналогично, плита 112 имеет края в направлении обработки 130 и 132 и края в поперечном направлении 134 и 136, в то время как плита 114 имеет края в направлении обработки 138 и 140 и края в поперечном направлении 142 и 144. Как обсуждается на ФИГ. 2A и 2B ниже, края в направлении обработки обычно скошенные. Отрезные края в поперечном направлении обычно не скошенные.
[0053]
Две плиты могут сходиться в различных конфигурациях, образуя шов, также называемый соединением. Поскольку края в направлении обработки скошенные, в то время как края в поперечном направлении нескошенные, природа соединений будет меняться в зависимости от того, какие края плит соединяются. Когда край плиты в направлении обработки стыкуют с краем другой плиты в направлении обработки, образуется шов в направлении обработки, в котором два скоса образуют углубление. Если край в поперечном направлении одной плиты встречается с краем в поперечном направлении другой плиты, образуется стыковой шов, без углублений. Как показано на ФИГ. 1, плиты 110 и 112 соединяются с образованием шва в направлении обработки 146, и плиты 112 и 114 соединяются с образованием стыкового шва 148.
[0054]
Для иллюстрации скошенных краев плиты в направлении обработки приведены ФИГ. 2A и 2B, которые представляют собой виды в разрезе, иллюстрирующие варианты глубины скоса плиты 110. Внутренняя часть 210 плиты имеет верхнюю поверхность 212 и нижнюю поверхность 214. Обычно верхний кроющий лист верхней лицевой поверхности 212 оборачивают вокруг края в направлении обработки 124 и стыкуют с нижним листом бумаги, которым облицована нижняя поверхность 214. Понятно, что слоистую конструкцию плиты 110 с внутренним слоем 210 между двумя кроющими листами обычно формируют верхней стороной вниз, так что верхняя поверхность 212 находится снизу. По желанию, во время производства плиту можно перевернуть перед помещением в печь для высушивания избытка воды. Внутренний слой 210 может, необязательно, содержать накрывочные слои, известные в данной области техники, например, на верхней поверхности 212 и/или нижней поверхности 214.
[0055]
На ФИГ. 2A показан обычный скос 216 со значительной глубиной (D), благодаря чему образуется углубление 218. Поскольку обычный шовный герметик подвержен значительной усадке, глубина (D) достаточно велика, чтобы соответствовать получению большого количества шовного герметика в углубление 218, для включения в него ленты для заклейки швов, чтобы компенсировать усадку при высыхании. Скос со значительной глубиной (D) дополнительно выполнен с возможностью содействия пользователю за счет снижения высоты над плоскостью плиты, на которой работают с дополнительными слоями шовного герметика в обычных системах. Например, обычные скосы могут давать глубину углубления примерно 0,08 дюйма (0,2 см) в самой глубокой точке. Даже при такой обычной глубине (D) скоса, пользователь все еще должен работать с шовным герметиком на значительной высоте над плоскостью плиты, что нежелательно.
[0056]
На ФИГ. 2B показан альтернативный скос согласно вариантам реализации настоящего изобретения. Внутренний слой плиты 220 имеет верхнюю поверхность 222 и нижнюю поверхность 224. Обычно верхний кроющий лист, которым отделывают верхнюю лицевую поверхность 222, оборачивают вокруг края 124 в направлении обработки и соединяют с нижним кроющим листом, которым отделывают нижнюю поверхность 224. Внутренний слой 220 может, необязательно, содержать накрывочные слои, известные в данной области техники, например, на верхней поверхности 222 и/или нижней поверхности 224. При производстве плиту можно вначале формировать верхней стороной вниз, а затем при желании переворачивать, как описано выше.
[0057]
Как можно видеть на ФИГ. 2B, скос 226 имеет глубину (D) значительно меньшую, чем обычно, как показано на ФИГ. 2A. Такой скос 226 образует углубление 228, меньшее чем обычно и особенно подходящее для шовного герметика с малой усадкой согласно вариантам реализации настоящего изобретения. В некоторых вариантах реализации не обеспечивают никакого скоса даже в направлении обработки, так что плита имеет квадратные края (т.е., D = нулю). Так, поскольку в различных вариантах реализации скоса может не быть, скос 226 может определять углубление глубиной в самой глубокой точке от 0 дюймов до примерно 0,05 дюйма (0,13 см), например, примерно от 0 дюймов до примерно 0,04 дюйма (0,10 см), от 0 дюймов до примерно 0,03 дюйма (0,08 см), от 0 дюймов до примерно 0,02 дюйма (0,05 см), от 0 до примерно 0,015 дюйма (0,038 см), от 0,005 дюйма (0,013 см) до примерно 0,05 дюйма, от 0,005 дюйма до примерно 0,04 дюйма, от 0,005 дюйма до примерно 0,03 дюйма, от 0,005 дюйма до примерно 0,02 дюйма, от 0,005 дюйма до примерно 0,015 дюйма, от 0,01 дюйма до примерно 0,05 дюйма, от 0,01 дюйма (0,025 см) до примерно 0,04 дюйма, от 0,01 дюйма до примерно 0,03 дюйма, от 0,01 дюйма до примерно 0,02 дюйма, и т.д.
[0058]
ФИГ. 3A-3D представляют собой виды в разрезе, иллюстрирующие различные расположения для отделки уровня 4 соединения между двумя стеновыми плитами. В частности, ФИГ. 3A и 3B иллюстрируют соединение между двумя скошенными плитами (т.е. плитами, соединяемыми в направлении обработки), причем ФИГ. 3A иллюстрирует обычную систему с множеством слоев шовного герметика для целей сравнения, а ФИГ. 3B иллюстрирует один слой шовного герметика согласно вариантам реализации настоящего изобретения. ФИГ. 3C и 3D иллюстрируют соединение, в котором соединяются два квадратных края без скосов (т.е. соединение встык или соединение в направлении обработки без скоса). В этом отношении, ФИГ. 3C иллюстрирует обычную многослойную систему для целей сравнения, в то время как ФИГ. 3D иллюстрирует нанесение одного слоя шовного герметика согласно вариантам реализации настоящего изобретения. Хотя показаны внутренние части плит, понятно, что кроющие листы могут быть нанесены, как описано выше.
[0059]
На ФИГ. 3A, конструкция 300 из плит включает первую плиту 302, включающую внутреннюю часть 304 и скошенный край 306. Вторая плита 308 включает внутреннюю часть 310 и скошенный край 312. Скошенные края 306 и 312 сходятся, образуя скошенное соединение 314. На соединение 314 наносят ленту 316 для заклейки швов. В обычных системах требуется слой шовного герметика 318 для включения ленты 316 над соединением 314. Можно применять обычные подающие инструменты для совместной подачи ленты 316 и слоя шовного герметика 318. После высыхания слоя шовного герметика 318 поверх ленты 316 наносят второй слой шовного герметика 320. Затем, после высыхания второго слоя 320, поверх второго слоя 320 наносят третий слой шовного герметика 322. В обычных системах требуются три слоя шовного герметика 318, 320 и 322, чтобы компенсировать значительную усадку, возникающую в результате химических процессов в обычном шовном герметике.
[0060]
На ФИГ. 3B показана однослойная система согласно иллюстративным вариантам реализации настоящего изобретения. Конструкция 324 из плит включает первую плиту 326, включающую внутреннюю часть 328 и скошенный край 330. Вторая плита 332 включает внутреннюю часть 334 и скошенный край 336. Понятно, что оба скошенных края 330 и 336 имеют меньший уклон, чем обычные скошенные края 306 и 312, показанные на ФИГ. 3A, как описано в отношении ФИГ. 2B выше. Скошенные края 306 и 312 сходятся, образуя скошенное соединение 338. Ленту 340 можно наносить поверх соединения 338 при помощи клея 342. Клей 342 может быть расположен любым подходящим образом по отношению к ленте 340, но в некоторых вариантах реализации клей находится на нижней поверхности ленты 340 и, необязательно, защищен подложкой для клея. Клей может представлять собой любой подходящий клей, например, наносимый при помощи давления (как, например, при помощи руки, лезвия, валика или другого приспособления). В отличие от обычного исполнения, показанного на ФИГ. 3A, требуется только один слой шовного герметика 344, как показано на ФИГ. 3B.
[0061]
ФИГ. 3C-3D иллюстрируют альтернативные варианты реализации для соединения с квадратными краями (т.е. без скоса), которые можно применять для соединения встык или для соединения в направлении обработки с квадратными краями. На ФИГ. 3C, конструкция 346 из плит включает первую плиту 348, включающую внутреннюю часть 350 и прямой край 352. Вторая плита 354 включает внутреннюю часть 356 и прямой край 358. Прямые края 352 и 358 сходятся, образуя соединение 360 с квадратными краями. Ленту 362 наносят поверх соединения 360. В обычных системах требуется слой шовного герметика 364 для включения ленты 362 поверх соединения 360. Как указано выше, можно применять обычные подающие инструменты для совместной подачи ленты 362 и слоя шовного герметика 364. После высыхания слоя шовного герметика 364 поверх ленты 362 наносят второй слой шовного герметика 366. Затем, после высыпания второго слоя 366, поверх второго слоя 366 наносят третий слой шовного герметика 368. Три слоя шовного герметика 318, 320 и 322 компенсируют значительную усадку, возникающую в обычном шовном герметике.
[0062]
На ФИГ. 3D показана однослойная система для соединения с квадратными краями согласно иллюстративным вариантам реализации настоящего изобретения. Конструкция из плит 370 включает первую плиту 372, включающую внутреннюю часть 374 и прямой край 376. Вторая плита 378 включает внутреннюю часть 380 и прямой край 382. Прямые края 376 и 382 сходятся, образуя соединение 384 с квадратными краями. Ленту 386 можно наносить поверх соединения 384 при помощи клея 388. Клей 388 может быть расположен любым подходящим образом по отношению к ленте 386, но в некоторых вариантах реализации клей находится на нижней поверхности ленты 386 и, необязательно, защищен подложкой для клея. Клей может представлять собой любой подходящий клей, например, наносимый при помощи давления. В отличие от обычного исполнения, показанного на ФИГ. 3C, требуется только один слой шовного герметика 390, как показано на ФИГ. 3D.
[0063]
В обычных системах, как показано на ФИГ. 3A и 3C, требуется три слоя шовного герметика (318, 320 и 322) и (364, 366 и 368), в результате чего пользователь работает с шовным герметиком значительно выше плоскости (P) плиты на высоте (H), как показано. Высота (H) еще более значительна для вариантов реализации соединений с квадратными краями (что обычно для стыковых соединений), как показано на ФИГ. 3C, поскольку отсутствует скос ниже плоскости (P) плиты, вмещающий некоторое количество герметика. Например, высота (H) обычных систем может составлять по меньшей мере примерно 0,1 дюйма (0,25 см), например, по меньшей мере примерно 0,125 дюйма (0,32 см) или более. Пользователь должен обладать значительной квалификацией для работы герметиком, чтобы создать плоский для невооруженного глаза вид при работе так высоко над плоскостью плиты. Обычно шовный герметик постепенно распределяют дальше и дальше от соединения 314 или 360, соответственно. Из-за значительной высоты (H), распределение герметика имеет существенную ширину (W), как показано, для создания внешнего вида плоского покрытого соединения. Например, ширина (W) в обычных вариантах реализации, показанных на ФИГ. 3A и 3C, может составлять по меньшей мере примерно 30 дюймов (76 см), например, примерно 36 дюймов (91 см) или более для обычных систем.
[0064]
Варианты реализации настоящего изобретения, показанные на ФИГ. 3B и 3D, преимущественно приводят к получению меньшей высоты (H) и ширины (W) для нанесенного и распределенного шовного герметика по сравнению с (H) и (W) для соответствующих обычных исполнений, показанных на ФИГ. 3A и 3C, соответственно. Поскольку пользователю не требуется работать настолько высоко над плоскостью (P) плиты, следовательно, нет необходимости распределять слой герметика 344 и 390, соответственно, настолько широко, как в обычных системах на ФИГ. 3A и 3C. Например, высота (H) в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения может составлять менее 0,1 дюйма, и предпочтительно высота (H) составляет менее 0,7 дюйма (1,78 см), такая как примерно 0,0625 дюйма (0,159 см) или менее или примерно 0,05 дюйма или менее (например, от 0,02 дюйма до примерно 0,1 дюйма, от 0,02 дюйма до примерно 0,07 дюйма (0,178 см), от 0,02 дюйма до примерно 0,0625 дюйма, от примерно 0,02 дюйма до примерно 0,05 дюйма, от примерно 0,05 дюйма до примерно 0,1 дюйма, от примерно 0,05 дюйма до примерно 0,07 дюйма, от примерно 0,05 дюйма до примерно 0,0625 дюйма, и т.д.). Аналогично, ширина (W) в вариантах реализации, показанных на ФИГ. 3B и 3D, для распределения шовного герметика 344 и 390, соответственно, может быть значительно меньше, чем ширина (W) для соответствующих обычных систем (например, показанных на ФИГ. 3A и 3C). Например, меньшая ширина (W) согласно преимущественным вариантам реализации настоящего изобретения может составлять примерно 20 дюймов (51 см) или менее, такая как примерно 18 дюймов (46 см) или менее, 15 дюймов (38 см) или менее, 12 дюймов (30,5 см) или менее (например, от примерно 5 дюймов (12,7 см) до примерно 20 дюймов, от примерно 5 дюймов до примерно 15 дюймов, от примерно 5 дюймов до примерно 12 дюймов, от примерно 5 дюймов до примерно 10 дюймов (25,4 см), и т.д.).
[0065]
На ФИГ. 4A и 4B показаны иллюстративные варианты реализации обработки швов, в которых плиты сходятся под углом, например, образуя угол стены. Угловая армирующая накладка может закреплять и армировать углы, обеспечивая целостность между пересекающимися гипсовыми панелями, и скрывают угловые швы между гипсовыми панелями, будучи покрыты герметиком. Например, для иллюстрации наружного угла, на ФИГ. 4A показана стеновая конструкция 400, включающая первую плиту 410 с лицевой стороной 412. Вторая плита 420 имеет лицевую сторону 422. Плиты 410 и 420 сходятся под углом, образуя угловой шов 424, прилегающий к лицевому краю 426 плиты 410. Угол (x), определяемый пересечением лицевых сторон 412 и 422, рассматривают в данной области техники как наружный угол. Наружный угол может представлять собой любой подходящий угол, в зависимости от конфигурации стены и размеров, как понятно в данной области техники. Обычно угол (x) представляет собой угол, больший развернутого угла, но меньший полного угла, как показано на ФИГ. 4A, т.е. угол, превышающий 180 °, хотя меньшие углы возможны в случае более специфичных углов. Например, в некоторых вариантах реализации, угол (x) может находиться в диапазоне, например, от примерно 180°до примерно 300°, включая углы около 270°, такие как от примерно 230°до примерно 330°,от примерно 250°до примерно 310°,от примерно 260°до примерно 300°,от примерно 260°до примерно 280°,от примерно 265°до примерно 275°, или от примерно 268°до примерно 272°.
[0066]
Как можно видеть на изображении в развернутом виде на ФИГ. 4A, армирующую накладку 428 наносят поверх наружного углового шва 424 и лицевого края 426, чтобы закрыть и защитить край 426 и шов 424. Накладка 428 включает лицевую часть накладки 430 с армирующей подложкой 432, ширина которой не превышает ширины лицевой части накладки 430 в некоторых вариантах реализации. Клей 434 применяют для нанесения накладки 428 на наружный угловой шов 424 и лицевой край 426. Шовный герметик, включая один слой шовного герметика согласно вариантам реализации настоящего изобретения, наносят поверх накладки, чтобы скрыть накладку и шов. После нанесения и высушивания, герметик можно отшлифовать и покрасить, для обеспечения однородного эстетически привлекательного вида.
[0067]
Для иллюстрации внутреннего угла, на ФИГ. 4B показана стеновая конструкция 450, включающая первую плиту 452 с лицевой стороной 454. Вторая плита 460 имеет лицевую сторону 462. Плиты 452 и 460 сходятся под углом, образуя угловой шов 464. Угол (y), определяемый пересечением лицевых сторон 454 и 462, рассматривают в данной области техники как внутренний угол. Внутренний угол может представлять собой любой подходящий угол, в зависимости от конфигурации стены и размеров, как понятно в данной области техники. Обычно угол (y) представляет собой угол менее 180°, хотя большие углы возможны в случае более специфичных углов. Например, в некоторых вариантах реализации, угол (y) может находиться в диапазоне, например, от примерно 30°до примерно 180° или от примерно 45°до примерно 135°, включая углы около 90°, такие как от примерно 60°до примерно 120°,от примерно 70°до примерно 110°,от примерно 80°до примерно 100°,от примерно 85°до примерно 95°, или от примерно 88°до примерно 92°.
[0068]
Как можно видеть на изображении в развернутом виде на ФИГ. 4B, армирующую накладку 466 наносят поверх внутреннего углового шва 464, чтобы закрыть и защитить шов 464. Накладка 466 включает лицевую часть накладки 468 с армирующей подложкой 470, ширина которой не превышает ширины лицевой части накладки 468 в некоторых вариантах реализации. Клей 472 применяют для нанесения накладки 466 на шов 464. Шовный герметик, включая один слой шовного герметика согласно вариантам реализации настоящего изобретения, наносят поверх накладки, чтобы скрыть накладку и шов. После нанесения и высушивания, герметик можно отшлифовать и покрасить, для обеспечения однородного эстетически привлекательного вида.
[0069]
В некоторых вариантах реализации лицевая часть накладки 430 или 468, желательно, включает ненабухающую бумагу (природную или синтетическую). Ненабухающая бумага особенно желательна в однослойных системах, поскольку меньше герметика будет находиться поверх бумаги и маскировать любое нежелательное набухание, которое может приводить к вздутию или другим непривлекательным эффектам. Например, в некоторых вариантах реализации, лицевая часть 430 или 468 имеет стабильность размеров менее примерно 0,4 % расширения в направлении обработки (НО) и менее примерно 2,5 % расширения в поперечном направлении (ПН) (например, менее примерно 0,3 % расширения НО и менее примерно 1,5 % расширения ПН, такие как менее примерно 0,2 % расширения НО и менее примерно 1 % расширения ПН) после 30-минутного погружения в воду согласно ASTM C474-05, раздел 12. Понятно, что варианты реализации, удовлетворяющие испытанию согласно ASTM C474-05, могут также превосходить минимальные требования к рабочим характеристикам, установленные в стандартах ASTM C475 / C475M - 12 «Технические условия на шовный герметик и ленту для заклейки швов для отделки гипсовых плит».
[0070]
В некоторых вариантах реализации лицевая часть 430 или 468 имеет толщину от примерно 0,01 дюйма (≈ 0,0254 см) до примерно 0,125 дюйма (≈ 0,318 см), такую как от примерно 0,05 дюйма (≈ 0,127 см) до примерно 0,0625 дюйма (≈ 159 см). Понятно, что лента для заклейки швов может содержать такие же материалы, характеристики и свойства, что и лицевая часть армирующей накладки.
[0071]
Подложка 432 или 470 армирующей накладки 428 или 466 может содержать любой подходящий материал, обеспечивающий прочность композиционному материалу накладки. Материал подложки подходит для снижения, контроля или устранения растрескивания шва в углах стен, если происходят сдвиги каркаса новой конструкции и незначительные смещения стен. Материал подложки также, совместно с материалом лицевой части, выполняет функцию формирования правильной и прямой угловой линии вдоль вершины, в которой две стены сходятся или пересекаются, образуя угол. Например, подложка накладки 432 или 470 может включать композиционную многослойную конструкцию, многослойную бумагу (синтетическую или природную), термопластичный материал, термореактивный материал, природное или синтетическое волокно, углеволокно, сложный полиэфир, поликарбонат, стекловолокно, нетканые природные или синтетические материалы, тканые природные или синтетические материалы, пряденый полиолефин, или металлы, такие как сталь, например, электрически оцинкованная и/или горячеоцинкованная, обработанная фосфатом цинка и/или высушенная с хроматной грунтовкой, и/или иным способом обработанный или покрытый металл, и подобные материалы. Например, в одном типичном варианте реализации подложка 432 или 470 изготовлена из оцинкованной стали. Желательно, чтобы подложка 432 или 470 имела любую подходящую толщину, т.е. толщину по меньшей мере примерно 0,010, например, от примерно 0,012 дюйма (≈ 0,030 см) до примерно 0,0625 дюйма (≈ 0,159 см), такую как от примерно 0,012 дюйма до примерно 0,030 дюйма (≈ 0,0762 см). В некоторых вариантах реализации применяют материал подложки, такой как оцинкованная сталь, и в этом случае подложка обычно придает твердость по шкале Роквелла B от примерно 45 до примерно 85, такую как от примерно 55 до примерно 65, измеренную согласно ASTM E18-03.
[0072]
Изготовление накладок показано для вариантов реализации с лицевой частью из ненабухающей бумаги и подложкой из оцинкованной стали. Накладки получают, пропуская листовую сталь (на катушке) через ряд постепенно изменяющихся фильер, причем материал лицевой части и металлическую подложку вводят непосредственно после последнего набора фильер. Лицевую часть и подложку в некоторых вариантах реализации можно склеивать между собой горячим способом. Другие методики изготовления армирующих накладок, изготовленных из различных материалов, будут понятны специалисту в данной области техники.
[0073]
ФИГ. 5-18 представляют собой фотографии, изображающие различные иллюстративные варианты реализации настоящего изобретения. В частности, на ФИГ. 5 показан вырез плиты, чтобы показать клей для панелей, нанесенный на каркас. На ФИГ. 6 показана конструкция комнаты после окрашивания. Как можно видеть на ФИГ. 6, готовая стеновая конструкция согласно вариантам реализации настоящего изобретения может получить 4 уровень отделки сухой штукатурки при помощи одного слоя шовного герметика и без необходимости нанесения многих слоев шовного герметика, как в обычных системах. Кроме того, на ФИГ. 7 показана лента для заклейки швов, наклеенная на швы гипсовых панелей перед обработкой гипсовых панелей шовным герметиком.
[0074]
Что касается конструкций внутреннего и наружного углов, на ФИГ. 8 показаны накладки на наружный угол, изготовленные из облицовки из ненабухающей бумаги с металлической подложкой. При этом на ФИГ. 9 показана армирующая накладка для внутреннего угла, с облицовкой из ненабухающей бумаги на металлической подложке, приклеенная на место вручную. На ФИГ. 10-11 показана установка вариантов реализации накладки согласно настоящему изобретению при помощи валика. На ФИГ. 12 показаны детали накладки на наружный угол. На ФИГ. 13 показана конструкция комнаты, на которой установлены все накладки на внутренние и наружные углы и плоские ленты для заклейки швов. На ФИГ. 14 показана плоская лента для заклейки швов на угловой накладке в верхнем левом углу изображения. В нижнем правом углу изображения показан один слой шовного герметика, нанесенный для обеспечения уровня 4 отделки сухой штукатурки согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0075]
На ФИГ. 15 показана плоская лента для заклейки швов с одним слоем шовного герметика, нанесенным в левой части изображения. Можно видеть, что стыковое соединение (соединение поперек направления обработки) без скоса было закрыто путем нанесения одного слоя шовного герметика и затем отшлифовано. На правой стороне изображения показан готовый покрашенный вид. На ФИГ. 16 показана конструкция комнаты с установленной обработкой соединений, в то время как на ФИГ. 17 показан вырез отделанной стены, чтобы показать клей для панелей, нанесенный на каркас, с помощью ленты для заклейки швов и одного слоя обработки шовным герметиком. Далее, на ФИГ. 18 показана гипсовая плита с обычным уровнем 4 отделки сухой штукатурки с шириной распределения только 12 дюймов, согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0076]
В этих и других вариантах реализации композиция шовного герметика согласно настоящему изобретению включает (a) вяжущее, (b) полые шарики (иногда называемые пузырьками) со средней прочностью на изостатическое раздавливание по меньшей мере примерно 100 psi (689 кПа) (например, по меньшей мере примерно 250 psi (1724 кПа)) согласно ASTM D 3102-78, и, необязательно, другие ингредиенты. Предпочтительно, композиция шовного герметика обладает малой усадкой. Например, в некоторых вариантах реализации, композиция шовного герметика имеет усадку примерно 10 % или менее по объему, например, примерно 7 % или менее, такую как примерно 5 % или менее, примерно 2 % или менее, примерно 1 % или менее, примерно 0,1 % или менее, или около нуля (нет усадки), согласно ASTM C474-05, раздел 6.
[0077]
3
3
3
3
3
3
Шовный герметик может иметь любую подходящую плотность, но предпочтительно представляет собой особо легкую композицию, имеющую плотность примерно 10 ф/гал. (≈ 1200 кг/м) или менее, такую как примерно 8 ф/гал. или менее. Например, в некоторых вариантах реализации, шовный герметик имеет плотность от примерно 2 ф/гал. (≈ 240 кг/м) до примерно 8 ф/гал. (≈ 960 кг/м) (предпочтительно от примерно 2 ф/гал. до примерно 6 ф/гал. (≈ 720 кг/м), более предпочтительно от примерно 3 ф/гал. (≈ 360 кг/м) до примерно 4 ф/гал. (≈ 480 кг/м)).
[0078]
В целом, композиция представляет собой шовный герметик высыхающего типа, причем герметик затвердевает благодаря испарению воды. Так, в некоторых вариантах реализации композиция шовного герметика по существу не содержит материалов схватывающегося типа, таких как обожженный гипс, цемент или другие гидравлические схватывающиеся материалы. Кроме того, в некоторых вариантах реализации композиция шовного герметика может, желательно, по существу не содержать сырьевых материалов, таких как объемный наполнитель, глины, крахмал или слюда; включая такие примеры как карбонат кальция, вспученный перлит, карбонат кальция-магния, известняк, дигидрат сульфата кальция, гелеобразующая глина, такая как аттапульгитовая глина, деламинированная глина, такая как каолиновая глина, тальки и диатомовая земля. Кроме того, композиция шовного герметика может, желательно, по существу не содержать любой комбинации вышеуказанных сырьевых материалов.
[0079]
В настоящем описании «по существу не содержит» таких схватывающихся минералов, объемного наполнителя, глин, крахмала, слюды или комбинации указанных материалов означает, что композиция шовного герметика содержит (i) 0 % масс. от массы композиции, или не содержит таких схватывающихся минералов, объемного наполнителя, глин, крахмала, слюды или комбинации указанных материалов, или (ii) неэффективное, или (iii) несущественное количество таких схватывающихся минералов, объемного наполнителя, глин, крахмала, слюды или комбинации указанных материалов. Примером неэффективного количества является количество менее порогового количества для достижения предполагаемой цели применения таких схватывающихся минералов, объемного наполнителя, глин, крахмала, слюды или комбинации указанных материалов, как понятно среднему специалисту в данной области техники. Несущественное количество может составлять, например, менее примерно 5 % масс., такое как менее примерно 2 % масс., менее примерно 1 % масс., менее примерно 0,5 % масс., менее примерно 0,2 % масс., менее примерно 0,1 % масс. или менее примерно 0,01 % масс., как понятно среднему специалисту в данной области техники. Тем не менее, если необходимо в альтернативных вариантах реализации, указанные ингредиенты могут быть включены в композицию шовного герметика.
[0080]
В альтернативных вариантах реализации может присутствовать объемный наполнитель (например, карбонат кальция или известняк) или деламинированная глина, такая как каолиновая глина. Указанные сырьевые материалы можно вводить, в некоторых вариантах реализации, для придания шовному герметику субъективной консистенции, желательной для конечного пользователя по время процесса нанесения. Указанные сырьевые материалы, в настоящем описании, никак иначе не меняют физических свойств шовного герметика. В таких вариантах реализации можно включать до 40 % масс. объемного наполнителя, такого как карбонат кальция или известняк. При наличии, в некоторых вариантах реализации, объемный наполнитель может присутствовать, например, в количестве до примерно 35 % масс., до примерно 30 % масс., до примерно 25 % масс., до примерно 20 % масс., до примерно 15 % масс., до примерно 10 % масс., до примерно 5 % масс. или до примерно 1 % масс. от массы влажной композиции. Каждое из указанных граничных значений может иметь нижний предел, например, в диапазоне от 1 % масс., 5 % масс., 10 % масс., 15 % масс., 20 % масс., 25 % масс., 30 % масс. или 35 % масс., подходящий количественно.
[0081]
Например, в некоторых вариантах реализации, объемный наполнитель может присутствовать в количестве от примерно 1 % масс. до примерно 40 % масс., например, от примерно 1 % масс. до примерно 30 % масс., от примерно 1 % масс. до примерно 25 % масс., от примерно 1 % масс. до примерно 20 % масс., от примерно 1 % масс. до примерно 15 % масс., от примерно 1 % масс. до примерно 10 % масс., от примерно 5 % масс. до примерно 30 % масс., от примерно 5 % масс. до примерно 25 % масс., от примерно 5 % масс. до примерно 20 % масс., от примерно 5 % масс. до примерно 15 % масс., от примерно 5 % масс. до примерно 10 % масс., от примерно 10 % масс. до примерно 30 % масс., от примерно 10 % масс. до примерно 25 % масс., от примерно 10 % масс. до примерно 20 % масс., от примерно 15 % масс. до примерно 30 % масс., от примерно 15 % масс. до примерно 25 % масс. или от примерно 20 % масс. до примерно 30 % масс.
[0082]
При наличии, деламинированная глина, такая как каолиновая глина, может присутствовать, в некоторых вариантах реализации, например, в количестве до примерно 5 % масс., до примерно 4,5 % масс., до примерно 4 % масс., до примерно 3,5 % масс., до примерно 3 % масс., до примерно 2,5 % масс., до примерно 2 % масс., до примерно 1,5 % масс., до примерно 1 % масс., до примерно 0,5 % масс. или до примерно 0,1 % масс. от массы влажной композиции. Каждое из указанных граничных значений может иметь нижний предел, например, в диапазоне от 0,1 % масс., 0,5 % масс., 1 % масс., 1,5 % масс., 2 % масс., 2,5 % масс., 3 % масс., 3,5 % масс., 4 % масс. или 4,5 % масс., подходящий количественно.
[0083]
Например, в различных вариантах реализации, деламинированная глина, такая как каолиновая глина, может присутствовать в количестве от примерно 0,1 % масс. до примерно 5 % масс., например, от примерно 0,1 % масс. до примерно 4 % масс., от примерно 0,1 % масс. до примерно 3 % масс., от примерно 0,1 % масс. до примерно 2 % масс., от примерно 0,1 % масс. до примерно 1 % масс., от примерно 0,1 % масс. до примерно 0,5 % масс., от примерно 0,5 % масс. до примерно 5 % масс., от примерно 0,5 % масс. до примерно 4 % масс., от примерно 0,5 % масс. до примерно 3 % масс., от примерно 0,5 % масс. до примерно 2 % масс., от примерно 0,5 % масс. до примерно 1 % масс., от примерно 1 % масс. до примерно 5 % масс., от примерно 1 % масс. до примерно 4 % масс., от примерно 1 % масс. до примерно 3 % масс., от примерно 1 % масс. до примерно 2 % масс., от примерно 2 % масс. до примерно 5 % масс., от примерно 2 % масс. до примерно 4 % масс., от примерно 2 % масс. до примерно 3 % масс., от примерно 3 % масс. до примерно 5 % масс., от примерно 3 % масс. до примерно 4 % масс. или от примерно 4 % масс. до примерно 5 % масс.
[0084]
Любое подходящее вяжущее можно применять для получения желаемого шовного герметика согласно аспектам настоящего изобретения. Выбранные вяжущие удерживают вместе частицы композиции и образуют пленку. В некоторых вариантах реализации вяжущее выбрано из полимеров акриловой кислоты, сополимеров акриловой кислоты, алкидов, полиуретанов, сложных полиэфиров, эпоксидов и комбинаций указанных соединений. В некоторых вариантах реализации вяжущее имеет температуру стеклования (Тс) от примерно 32 °F (≈ 0 °C) до примерно 70 °F (≈ 21 °C), например, от примерно 32 °F до примерно 66 °F (≈ 18 °C), такую как от примерно 40 °F (≈ 5 °C) до примерно 60 °F (≈ 15 °C), например, примерно 55 °F (≈13 °C). В некоторых вариантах реализации вяжущее имеет минимальную температуру пленкообразования (МТП) от примерно 32 °F до примерно 90 °F (≈ 32 °C), например, от примерно 32 °F до примерно 86 °F (≈ 30 °C), такую как от примерно 40 °F (≈ 5 °C) до примерно 60 °F (≈ 15 °C), например, примерно 52 °F (≈11 °C).
[0085]
В некоторых вариантах реализации вяжущее в общем может представлять собой любую пленкообразующую смолу (или комбинацию смол), способную образовывать твердую пленку и удерживать твердые материалы на поверхности, на которую наносят композицию шовного герметика. Например, вяжущее может представлять собой, в некоторых вариантах реализации, полимер акриловой кислоты и/или сополимер акриловой кислоты. Вяжущее находится в форме водной эмульсии, в некоторых вариантах реализации, в виде подходящей латексной эмульсии, включая, без ограничения, акриловые полимеры, такие как, например, винил-акриловые полимеры и стирол-акриловые полимеры. В некоторых вариантах реализации подходящие вяжущие материалы включают акриловый латекс, винил-акриловый, винилацетатный, полиуретановый полимеры и/или комбинации указанных материалов.
[0086]
Подходящая латексная эмульсия включает полимеры сложных эфиров полиакрилата, продаваемые под торговыми наименованиями RHOPLEX (Rohm & Haas), акриловые полимеры, винилакриловые полимеры, например, сополимеры винилацетата-бутилакрилата, стиролакриловые полимеры и винилацетатные полимеры, продаваемые под торговыми наименованиями UCAR™ и NEOCAR™ (The Dow Chemical Company, Мичиган) такие как UCAR™ 367; эмульсионные полимерные продукты, продаваемые под торговым наименованием VINREZ (Halltech, Inc., Онтарио); винилакриловые полимеры, продаваемые под торговым наименованием Plioway (Eliokem, Огайо); акриловые, винилакриловые и стиролакриловые латексные полимеры, продаваемые под торговым наименованием AQUAMAC™ (Resolution Specialty Materials, LLC, Иллинойс); и винилакриловая смола, продаваемая под торговым наименованием VINREZ 663 V15 (Halltech, Inc., Онтарио), которая имеет температуру стеклования примерно 18 °C. Другое вяжущее на основе винилакрилового сополимера продается под торговым обозначением продукта № HP-31-496 (Halltech, Inc., Онтарио) и имеет температуру стеклования примерно 0 °С.
[0087]
Подходящие функционализированные акриловые полимеры, алкиды, полиуретаны, сложные полиэфиры и эпоксиды могут быть получены из ряда коммерческих источников. Подходящие акриловые полимеры продают под торговым наименованием ACRYLOID™ (Rohm & Haas, Co., Пенсильвания); подходящие эпоксидные смолы продают под торговым наименованием EPON™ (Resolution Specialty Materials, LLC, Иллинойс); подходящие сложные полиэфирные смолы продают под торговым наименованием CYPLEX (Cytec Industries, Нью-Джерси); и подходящие виниловые смолы продают под торговым наименованием UCAR™ (The Dow Chemical Company, Мичиган).
[0088]
Вяжущее можно включать в композицию шовного герметика в любом подходящем количестве. Например, вяжущее можно включать в количестве от примерно 5 % масс. до примерно 100 % масс. (от массы сухого вещества) влажной композиции, таком как от примерно 20 % масс. до примерно 80 % масс., от примерно 30 % масс. до примерно 70 % масс., от примерно 40 % масс. до примерно 60 % масс., и т.д.
[0089]
Полые шарики содержат изолированный воздух, окруженный твердым барьером. Поскольку воздух содержится в твердой оболочке, пузырьки воздуха не сливаются, так что воздух может быть равномерно распределен во всем объеме герметика и сохранять по существу однородную плотность. Полые шарики способствуют меньшей плотности, но желательно обладают хорошими прочностными свойствами, так что полые шарики придают стойкость к раздавливанию, благодаря чему сухой шовный герметик, после нанесения, по существу не крошится, в некоторых вариантах реализации, в отличие от обычного шовного герметика, который крошится и хрупкий.
[0090]
3
3
3
3
Шарики в некоторых вариантах реализации способствуют получению ультралегкого шовного герметика, что приводит к желаемым свойствам и создает меньшую нагрузку для пользователя при подъеме герметика в ведрах и т.п. в течение рабочего дня. Шарики могут иметь любую подходящую плотность, такую как плотность от примерно 0,0015 ф/куб.дюйм до примерно 0,04 ф/куб.дюйм, например, от примерно 0,0018 ф/куб.дюйм (≈ 0,05 г/см) до примерно 0,036 ф/куб.дюйм (≈ 1 г/см), такую как от примерно 0,0036 ф/куб.дюйм (≈ 0,1 г/см) до примерно 0,0253 ф/куб.дюйм (≈ 0,7 г/см). Что касается прочности, например, шарики могут иметь среднюю прочность на изостатическое раздавливание по меньшей мере примерно 50 psi (≈ 340 кПа) при измерении согласно ASTM D 3102-78, такую как прочность на изостатическое раздавливание по меньшей мере примерно 100 psi (≈ 690 кПа). Например, прочность шариков на изостатическое раздавливание может составлять от примерно 50 psi до примерно 50000 psi (≈ 344740 кПа), от примерно 50 psi до примерно 25000 psi (≈172000 кПа), от примерно 50 psi до примерно 10000 psi, от примерно 50 psi до примерно 5000 psi (≈ 34000 кПа), от примерно 50 psi до примерно 1000 psi, от примерно 50 psi до примерно 500 psi (≈ 3450 кПа), от примерно 100 psi до примерно 50000 psi, от примерно 100 psi до примерно 25000 psi, от примерно 100 psi до примерно 10000 psi, от примерно 100 psi до примерно 5000 psi, от примерно 100 psi до примерно 1000 psi, от примерно 100 psi до примерно 500 psi, от примерно 250 psi (≈ 1720 кПа) до примерно 50000 psi, от примерно 250 psi до примерно 25000 psi, от примерно 250 psi до примерно 10000 psi, от примерно 250 psi до примерно 5000 psi, от примерно 250 psi до примерно 1000 psi, от примерно 250 psi до примерно 500 psi, от примерно 500 psi до примерно 50000 psi, от примерно 500 psi до примерно 25000 psi, от примерно 500 psi до примерно 10000 psi, от примерно 500 psi до примерно 5000 psi, от примерно 500 psi до примерно 1000 psi, от примерно 1000 psi до примерно 50000 psi, от примерно 1000 psi до примерно 25000 psi, от примерно 1000 psi до примерно 10000 psi, от примерно 1000 psi до примерно 5000 psi, от примерно 2500 psi (≈ 17200 кПа) до примерно 50000 psi, от примерно 2500 psi до примерно 25000 psi, от примерно 2500 psi до примерно 10000 psi, от примерно 2500 psi до примерно 5000 psi, и т.д.
[0091]
Примеры типов шариков согласно вариантам реализации настоящего изобретения включают известковый боросиликат, полистирол, керамический материал, вторично переработанное стекло, вспененное стекло и легкие полиолефиновые гранулы, и/или любые другие химические формы пластика. Например, в некоторых вариантах реализации, шарики для применения в шовном герметике включают, без ограничения, пузырьки натриевого известкового боросиликатного стекла (например, продаваемые под торговым наименованием Scotchlite™ (3M)), многоячеистые полые стеклянные микросферы (например, продаваемые под торговым наименованием Omega-Bubbles™ (Omega Minerals)), расширяющиеся полимерные микросферы (например, продаваемые под торговым наименованием DUALITE (Henkel)), микрогранулы полиолефина и микросферы полистирола (например, продаваемые под торговым наименованием Spex•Lite (Schabel Polymer Technology, LLC)), шарики вспененного стекла (например, продаваемые под торговым наименованием Poraver North America), и комбинации указанных материалов. В иллюстративных вариантах реализации, подходящие шарики могут включать Scotchlite™ (3M) K1 и/или K15.
[0092]
Шарики могут иметь любой подходящий диаметр и могут быть обеспечены в любой подходящей концентрации. Понятно, что термин шарики известен в данной области техники и не подразумевает правильную геометрическую сферу, поскольку шарики могут иметь неправильную форму. Так, диаметр в настоящем описании относится к диаметру наименьшей геометрической сферы, которая содержала бы реальный шарик. В некоторых вариантах реализации шарики могут иметь диаметр от примерно 10 микрон до примерно 100 микрон, такой как от примерно 40 микрон до примерно 80 микрон, или от примерно 50 микрон до примерно 70 микрон. Что касается количества, в некоторых вариантах реализации шарики присутствуют в количестве от примерно 2 % до примерно 50 % от массы влажной композиции, таком как, например, от примерно 5 % до примерно 35 %, от примерно 7 % до примерно 25 % или от примерно 10 % до примерно 20 %.
[0093]
В некоторых вариантах реализации композиция шовного герметика, необязательно, также включает поверхностно-активное вещество. Желательно, чтобы поверхностно-активное вещество могло способствовать стабилизации вяжущего, чтобы не наблюдалось флокуляции вяжущего. Также желательно, чтобы поверхностно-активное вещество могло обеспечивать смачивающее или диспергирующее действие. В этом отношении, при попадании сухих сырьевых материалов в воду, сухие материалы могут конкурировать за воду и образовывать нежелательные агломераты. Так, в некоторых вариантах реализации, включают поверхностно-активное вещество для увеличения легкости смешивания при включении сухих материалов в жидкость, и дополнительного содействия перекачиванию шовного герметика со станций заполнения и в ведра во время производства. Поверхностно-активное вещество также обеспечивает преимущества во время применения, при нанесении шовного герметика, например, при помощи известных в данной области техники распределяющих инструментов.
[0094]
Например, в некоторых вариантах реализации, поверхностно-активное вещество может представлять собой неионное поверхностно-активное вещество с гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ) от примерно 3 до примерно 20, таким как от примерно 4 до примерно 15, или от примерно 5 до примерно 10. Понятно, что поверхностно-активные вещества со значениями ГЛБ ниже 9 в общем считают липофильными, поверхностно-активные вещества со значениями ГЛБ от 11 до 20 в общем считают гидрофильными, и поверхностно-активные вещества со значениями ГЛБ от 9 до 11 в общем рассматривают как переходные. Подходящие неионные поверхностно-активные вещества, имеющие ГЛБ ниже примерно 9, включают, без ограничения, октилфенолэтоксилаты и нонилфенолэтоксилаты, включая неионные поверхностно-активные вещества с ГЛБ ниже примерно 9, продаваемые под торговыми наименованиями TRITON™ и TERGITOL™ (The Dow Chemical Company, Мичиган). Подходящие неионные поверхностно-активные вещества, имеющие ГЛБ выше примерно 11, включают октилфенолэтоксилаты и нонилфенолэтоксилаты, содержащие больше звеньев этиленоксида, чем неионные поверхностно-активные вещества с ГЛБ ниже 9. Подходящие неионные поверхностно-активные вещества, имеющие ГЛБ выше примерно 11, также продают под торговым наименованием TRITON™ (The Dow Chemical Company, Мичиган). Другие поверхностно-активные вещества также можно применять при условии, что значение ГЛБ для (смеси) поверхностно-активного вещества (веществ) такое, как описано выше для композиций шовного герметика и их комбинаций. При наличии, неионное поверхностно-активное вещество может присутствовать в любом подходящем количестве, таком как от примерно 0,001 % до примерно 15 % от массы влажной композиции, таком как от примерно 0,001 % до примерно 10 %, от примерно 0,001 % до примерно 5 % или от примерно 0,01 % до примерно 0,5 %.
[0095]
Один или более пеногасителей, таких как, например, нефтяной дистиллят или подобные вещества, известные в данной области техники, необязательно, включают в состав композиции шовного герметика в некоторых вариантах реализации. При наличии, пеногаситель может присутствовать в количестве от примерно 0,01 % до примерно 15 % от массы влажной композиции, таком как от примерно 0,05 % до примерно 5 % или от примерно 0,3 % до примерно 1 %.
[0096]
В некоторых вариантах реализации, необязательно, включен увлажнитель. Например, увлажнители можно применять, чтобы сохранять шовный герметик во влажном состоянии, путем содействия удержанию влаги, и также они могут облегчать применение механических распределяющих инструментов. В частности, в некоторых вариантах реализации, один или более увлажнителей включают в композицию шовного герметика на водной основе с целью замедления высыхания композиции шовного герметика и обеспечения более правильной отделки. Увлажнители также могут преимущественно обеспечивать стойкость при замораживании и оттаивании и/или стабильность композиции шовного герметика. Можно включать любые подходящие увлажнители, такие как, например, производные сорбита, многоатомные спирты, включая, без ограничения, гликоли, такие как этиленгликоль, диэтиленгликоль (ДЭГ), триэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль и/или трипропиленгликоль, или любую комбинацию указанных соединений. При наличии, увлажнители можно включать в количестве от примерно 0,001 % до примерно 15 % от массы влажной композиции, таким как от примерно 0,001 % до примерно 10 %, от примерно 0,01 % до примерно 5 % или от примерно 0,001 % до примерно 3 %.
[0097]
Необязательно, в некоторых вариантах реализации, композиция шовного герметика содержит модификатор реологических характеристик. При наличии, модификатор реологических характеристик в общем обеспечивает улучшение определенных реологических свойств, таких как текучесть, вязкость, свойства при нанесении и другие рабочие характеристики, присущие шовным герметикам. Например, в некоторых вариантах реализации, модификатор реологических характеристик часто вводят для обеспечения композиций покрытий с желаемыми значениями вязкости, как описано в настоящей заявке, например, с использованием оборудования C.W. Brabender visco-corder для измерения вязкости композиции шовного герметика.
[0098]
Подходящие модификаторы реологических характеристик для необязательного применения в композиции шовного герметика включают, без ограничения, целлюлозные и ассоциативные загустители, включая, без ограничения, гидрофобно модифицированные этоксилированные уретаны (HEUR), гидрофобно модифицированные набухающие в щелочах эмульсии (HASE) и терполимеры стирола-малеинового ангидрида (SMAT), и/или комбинации указанных соединений. Примеры целлюлозных модификаторов реологических характеристик включают, без ограничения, простые эфиры целлюлозы, такие как гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ), этилгидроксиэтилцеллюлоза (ЭГЭЦ), метилгидроксиэтилцеллюлоза (МГЭЦ), карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) и/или другие простые эфиры целлюлозы с молекулярной массой примерно от 1000 до 5000000 Дальтон, например, алкиловые простые эфиры гидроксипропилцеллюлозы, гидроксипропилметилцеллюлозы, а также ксантановые камеди, альгинаты натрия и другие соли альгиновой кислоты, каррагинаны, гуммиарабик (смешанные соли арабиновой кислоты), камедь карайи (ацетилированный полисахарид), трагакантовая камедь (сложная смесь кислотных полисахаридов) камедь гхатти (кальциевая и магниевая соль сложного полисахарида), гуаровая камедь (галактоманнан с прямой цепью) и его производные, камедь рожкового дерева (разветвленный галактоманнан), тамариндовая камедь, камедь семян подорожника, камедь семян айвы, камедь лиственницы, пектин и его производные, декстраны и гидроксипропилцеллюлозы, или любые комбинации указанных соединений.
[0099]
При наличии, модификатор реологических характеристик можно включать в любом подходящем количестве, например, для достижения желаемой вязкости, как понятно среднему специалисту в данной области техники. Например, в некоторых вариантах реализации модификатор реологических характеристик включают в количестве от примерно 0,01 % до примерно 15 % от массы влажной композиции, таком как от примерно 0,01 % до примерно 10 %, от примерно 0,1 % до примерно 5 %, от примерно 0,1 % до примерно 3 %, от примерно 0,1 % до примерно 2 % или от примерно 0,1 % до примерно 1 %. Шовный герметик обычно содержит от примерно 0,01 % масс. до примерно 10 % масс., от примерно 0,1 % масс. до примерно 5 % масс. и/или от примерно 0,10 % масс. до примерно 3,0 % масс. целлюлозного загустителя. Алкильная группа в подходящих алкилгидроксипропилцеллюлозах может содержать до 9 атомов углерода, но обычно алкильная группа содержит от одного до трех атомов. Часто применяют гидроксипропилметилцеллюлозы, содержащие в среднем примерно две гидроксипропильных и/или метоксипропильных группы на звено ангидроглюкозы. Вязкость водного раствора, содержащего примерно 2 % масс. подходящего алкилового простого эфира гидроксипропилцеллюлозы при 20 °С, составляет от примерно 60000 сантипуаз (спз) до примерно 90000 спз, при измерении на вискозиметре Уббелоде с капиллярной трубкой. Как вариант, аналогичное измерение можно проводить на ротационном вискозиметре Брукфилда на скорости примерно от 2,5 об/мин до 5 об/мин. В одной из модификаций, исходная однотонно-окрашенная композиция покрытия содержит примерно 0,25 % масс. алкилового простого эфира гидроксипропилцеллюлозы. Несомненно, также можно применять другие типы целлюлозных загустителей, и может потребоваться большее количество при использовании загустителя с меньшей вязкостью (или наоборот). Типичные алкиловые простые эфиры гидроксипропилцеллюлозы продают под торговым наименованием Methocel (The Dow Chemical Company, Мичиган).
[0100]
Подходящие ассоциативные загустители для необязательного применения в композициях шовного герметика включают гидрофобно модифицированные этоксилированные уретаны (HEUR), гидрофобно модифицированные набухающие в щелочах эмульсии (HASE) и терполимеры стирола-малеинового ангидрида (SMAT). Загустители HEUR (также в общем известные как полиуретаны или PUR ассоциативные загустители) можно включать в водные шовные герметики на основе латекса и в другие композиции, характеризующиеся пределом текучести жидкое/твердое. Кислотные акрилатные сополимеры (сшитые) этилакрилата и метакриловой кислоты, и акриловые терполимеры (сшитые) этилакрилата, метакриловой кислоты и мономера неионного уретанового поверхностно-активного вещества также можно, необязательно, применять в качестве ассоциативных загустителей. При применении одного или более подходящих ассоциативных загустителей, реакция загустевания вызвана, отчасти, ассоциацией между ассоциативным загустителем и по меньшей мере одной частицей композиции шовного герметика (например, частицей пигмента или частицей смолы) или другой молекулой ассоциативного загустителя. В различных вариантах реализации, композиция шовного герметика может содержать от примерно 0,01 % масс. до примерно 10 % масс., от примерно 0,1 % масс. до примерно 5,0 % масс. и/или от примерно 0,1 % масс. до примерно 3 % масс. ассоциативного загустителя, при наличии. Подходящие ассоциативные загустители включают загустители, продаваемые под торговым наименованием Alcogum (Alco Chemical Company, штат Теннесси), под торговым наименованием Acrysol (Rohm & Haas, штат Пенсильвания), и под торговым наименованием Viscalex (Ciba Specialty Chemicals, штат Нью-Йорк).
[0101]
В одном иллюстративном варианте реализации модификатор реологических характеристик содержит HEUR и простой эфир целлюлозы, например, алкиловый простой эфир гидроксипропилцеллюлозы. Не ограничиваясь никакой конкретной теорией, полагают, что комбинация ассоциативного загустителя и простого эфира целлюлозы обеспечивает улучшенные свойства при нанесении и хранении. Например, характеристики скольжения и текучести композиций шовного герметика (при нанесении на субстрат) могут быть улучшены благодаря применению такой комбинации ассоциативного загустителя и простого эфира целлюлозы. Кроме того, такая комбинация может помочь предохранить шарики от оседания в композициях шовного герметика (при хранении композиций шовного герметика насыпью).
[0102]
Система, реологические характеристики которой модифицированы путем введения ассоциативного загустителя, в целом лучше всего работает в щелочной среде. Так, в общем рекомендуют включать в композицию шовного герметика основный материал для придания готовой композиции шовного герметика pH по меньшей пере примерно 8,0. Для увеличения pH можно применять ряд различных основных материалов, включая, без ограничения, аммиак, каустическую соду (гидроксид натрия), триэтиламин (ТЭА) и 2-амино-2-метил-1-пропанол (АМП). В различных вариантах реализации композиция шовного герметика содержит от примерно 0,001 % масс. до примерно 10 % масс., от примерно 0,01 % масс. до примерно 0,5 % масс. и/или от примерно 0,01 % масс. до примерно 0,50 % масс. щелочного/основного материала.
[0103]
В некоторых вариантах реализации композиция шовного герметика, необязательно, содержит биоцид в любом подходящем количестве, например, от примерно 0 % до примерно 3 % от массы влажной композиции, таком как от примерно 0,05 % до примерно 2 %, от примерно 0,1 % до примерно 1,5 % или от примерно 0,1 % до примерно 1 %. При наличии, в некоторых вариантах реализации композиции шовного герметика, биоцид содержит бактерицидное средство и/или фунгицидное средство. Пример подходящего бактерицидного средства продают под торговым наименованием MERGAL 174  (TROY Chemical Corporation). Пример подходящего фунгицидного средства продают под торговым наименованием FUNGITROL (International Specialty Products, Нью-Джерси), или любая комбинация указанных средств.
[0104]
3
Композиция шовного герметика может быть изготовлена любой подходящей вязкости для обеспечения технологичности, как ее понимают в данной области техники. Например, вязкость композиции шовного герметика во влажном виде может составлять от примерно 100 единиц Брабендера (BU) до примерно 700 BU, такая как от примерно 100 BU до примерно 600 BU, от примерно 100 BU до примерно 500 BU, от примерно 100 BU до примерно 400 BU, от примерно 100 BU до примерно 300 BU, от примерно 100 BU до примерно 200 BU, от примерно 130 BU до примерно 700 BU, от примерно 130 BU до примерно 600 BU, от примерно 130 BU до примерно 500 BU, от примерно 130 BU до примерно 400 BU, от примерно 130 BU до примерно 300 BU, от примерно 130 BU до примерно 200 BU, от примерно 150 BU до примерно 700 BU, от примерно 150 BU до примерно 600 BU, от примерно 150 BU до примерно 500 BU, от примерно 150 BU до примерно 400 BU, от примерно 150 BU до примерно 300 BU или от примерно 150 BU до примерно 200 BU. Среднему специалисту в данной области техники хорошо понятны единицы Брабендера. Вязкость измеряют согласно ASTM C474-05, раздел 5, при помощи вискозиметра CW Brabender с иглой типа A, величина емкости образца 1/2 пинты (236,6 см), с блоком кручения головки Brabender Torque-Head 250 см-г, на скорости 75 об/мин.
[0105]
Желательно, в некоторых вариантах реализации, для улучшения противоусадочных свойств композиции шовного герметика, снизить содержание воды по сравнению с обычными составами. Понятно, что некоторые сырьевые материалы (например, латексные эмульсии и подобные материалы) обеспечивают в водной форме. Тем не менее, в некоторых вариантах реализации дополнительную воду (например, воду для затворения) желательно поддерживать на низком уровне, например, в количестве от примерно 60 % или менее от массы влажной композиции, например, от примерно 0 % до примерно 50 %, таком как от примерно 0 % до примерно 30 %, от примерно 0 % до примерно 15 % или от примерно 0 % до примерно 10 %, и т.д. В некоторых вариантах реализации общее содержание воды в шовном герметике, включая воду из других сырьевых материалов, включая латексное эмульсионное вяжущее, и любую воду для затворения, может находиться в диапазоне, например, от примерно 5 % до примерно 60 % от массы влажной композиции, такое как от примерно 10 % до примерно 45 % по массе, или от примерно 25 % до примерно 45 % по массе, или более.
[0106]
В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения предложена композиция шовного герметика, состоящая по существу из (a) латексного эмульсионного вяжущего в количестве от примерно 3 % до примерно 90 % от массы влажной композиции; (b) множества полых шариков со средней прочностью на изостатическое раздавливание по меньшей мере примерно 100 psi, измеренной согласно ASTM D3102-78, причем шарики присутствуют в количестве от примерно 5 % до примерно 25 % от массы влажной композиции; (c) неионного поверхностно-активного вещества в количестве от примерно 0,001 % до примерно 5 % от массы влажной композиции; и (d) увлажнителя в количестве от примерно 0,001 % до примерно 3 % от массы влажной композиции; и, необязательно, (e) пеногасителя в количестве от примерно 0,05 % до примерно 5 % от массы влажной композиции; (f) модификатора реологических характеристик в количестве от примерно 0,1 % до примерно 5 % от массы влажной композиции; (g) биоцида в количестве от примерно 0,1 % до примерно 1,5 % от массы влажной композиции; (h) объемного наполнителя, такого как карбонат кальция или известняк, в количестве от примерно 1 % до примерно 40 % от массы влажной композиции; и (i) деламинированной глины, такой как каолиновая глина, в количестве от примерно 0,1 % до примерно 5 % от массы влажной композиции. В таких вариантах реализации композиция не содержит какого-либо сырьевого материала помимо вышеуказанных ингредиентов, который существенно влияет на композицию шовного герметика согласно настоящему изобретению.
[0107]
Согласно вариантам реализации настоящего изобретения также предложена стеновая конструкция, согласно различным аспектам, описанным в настоящей заявке. Стеновая конструкция содержит две прилегающие плиты, соединенные швом. В некоторых вариантах реализации, только один слой шовного герметика наносят поверх шва для обеспечения однородного эстетически привлекательного внешнего вида. Тем не менее, при необходимости, можно нанести более одного слоя (например, два или три слоя), в зависимости от требуемого уровня отделки. Композиция шовного герметика содержит вяжущее, выбранное из полимеров акриловой кислоты, сополимеров акриловой кислоты, алкидов, полиуретанов, сложных полиэфиров, эпоксидов и комбинаций указанных соединений. Композиция также содержит множество полых шариков. Желательно, чтобы шарики имели среднюю прочность на изостатическое раздавливание по меньшей мере примерно 100 psi, измеренную согласно ASTM D3102-78. Стеновая конструкция дополнительно содержит стабильную по размерам, ненабухающую плоскую ленту для заклейки швов, включенную в шов.
[0108]
Согласно вариантам реализации настоящего изобретения также предложен способ обработки стеновой конструкции из двух прилегающих плит, соединенных швом, согласно различным аспектам, описанным в настоящей заявке. В некоторых вариантах реализации способ включает нанесение на шов ленты для заклейки швов и одного слоя композиции шовного герметика. Композиция шовного герметика содержит вяжущее, выбранное из полимеров акриловой кислоты, сополимеров акриловой кислоты, алкидов, полиуретанов, сложных полиэфиров, эпоксидов и комбинаций указанных соединений. Композиция также содержит множество полых шариков. Желательно, чтобы шарики имели среднюю прочность на изостатическое раздавливание по меньшей мере примерно 100 psi, измеренную согласно ASTM D3102-78. Способ дополнительно включает высушивание композиции. В некоторых вариантах реализации после нанесения и высушивания шовного герметика стеновую конструкцию можно отшлифовать и/или покрасить для получения желаемого внешнего вида.
[0109]
Следующие варианты реализации дополнительно иллюстрируют аспекты настоящего изобретения, но никоим образом не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения.
[0110]
В одном из вариантов реализации композиция шовного герметика высыхающего типа содержит вяжущее, выбранное из полимеров акриловой кислоты, сополимеров акриловой кислоты, алкидов, полиуретанов, сложных полиэфиров, эпоксидов и комбинаций указанных соединений; и множество полых шариков, причем указанные шарики имеют среднюю прочность на изостатическое раздавливание по меньшей мере примерно 100 psi, измеренную согласно ASTM D3102-78.
[0111]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, вяжущее представляет собой полимер акриловой кислоты или сополимер акриловой кислоты.
[0112]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, вяжущее находится в форме водной эмульсии.
[0113]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, композиция имеет плотность от примерно 2 ф/гал. до примерно 8 ф/гал.
[0114]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, композиция обладает усадкой примерно 2 % или менее, измеренной согласно ASTM C474-05.
[0115]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, композиция по существу не содержит схватывающихся минералов, объемного наполнителя, глин, крахмала, слюды или комбинации указанных материалов.
[0116]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, композиция по существу не содержит карбоната кальция, вспученного перлита, карбоната кальция-магния, известняка, дигидрата сульфата кальция, деламинированной глины, такой как каолиновая глина, тальков, диатомовой земли или комбинации указанных материалов.
[0117]
В одном из вариантов реализации композиции шовного герметика, композиция по существу не содержит гелеобразующих глин. Такие гелеобразующие глины включают аттапульгиты, сепиолиты, бентониты, лапониты, нонтрониты, бейделлиты, яхонтовиты, цинксилиты, волконскоиты, гекториты, сапониты, ферросапониты, саукониты, свайнфордиты, пимелиты, собокиты, стевенситы, свинфордиты, вермикулиты, водонабухающие синтетические глины, смектиты, например, монтмориллониты, в частности натриевый монтмориллонит, магниевый монтмориллонит и кальциевый монтмориллонит, иллиты, смешанные слоистые минералы иллита/смектита, такие как ректориты, таросовиты и ледикиты, силикаты алюминия-магния, и смеси вышеуказанных глин. Палыгорскитовые аттапульгитовые глины представляют собой один из иллюстративных типов гелеобразующих глин, которые исключены из данного варианта реализации настоящего изобретения.
[0118]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, вяжущее имеет температуру стеклования (Тс) от примерно 32 °F (0 °С) до примерно 70 °F (21 °С).
[0119]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, вяжущее имеет минимальную температуру пленкообразования (МТП) от примерно 32 °F до примерно 90 °F (32 °С).
[0120]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, шарики имеют среднюю прочность на изостатическое раздавливание по меньшей мере примерно 250 psi (1724 кПа).
[0121]
3
3
3
3
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, шарики имеют плотность от примерно 0,0015 ф/дюйм (примерно 0,04 г/см) до примерно 0,04 ф/дюйм (примерно 1,1 г/см).
[0122]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, шарики содержат известковый боросиликат, полистирол, керамический материал, вторично переработанное стекло, вспененное стекло и легкие полиолефиновые гранулы, термопластичный материал, термореактивный материал или любую комбинацию указанных материалов.
[0123]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, композиция дополнительно содержит неионное поверхностно-активное вещество с гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ) от примерно 3 до примерно 20.
[0124]
В другом варианте реализации композиция шовного герметика состоит по существу из: (a) латексного эмульсионного вяжущего в количестве от примерно 3 % до примерно 90 % от массы влажной композиции; (b) множества полых шариков со средней прочностью на изостатическое раздавливание по меньшей мере примерно 100 psi (689 кПа), измеренной согласно ASTM D3102-78, причем шарики присутствуют в количестве от примерно 5 % до примерно 25 % от массы влажной композиции; (c) неионного поверхностно-активного вещества в количестве от примерно 0,001 % до примерно 5 % от массы влажной композиции; и (d) увлажнителя в количестве от примерно 0,001 % до примерно 3 % от массы влажной композиции; и, необязательно: (e) пеногасителя в количестве от примерно 0,05 % до примерно 5 % от массы влажной композиции; (f) модификатора реологических характеристик в количестве от примерно 0,1 % до примерно 5 % от массы влажной композиции; (g) биоцида в количестве от примерно 0,1 % до примерно 1,5 % от массы влажной композиции; (h) объемного наполнителя, такого как карбонат кальция или известняк, в количестве от примерно 1 % до примерно 40 % от массы влажной композиции; и (i) деламинированной глины, такой как каолиновая глина, в количестве от примерно 0,1 % до примерно 5 % от массы влажной композиции.
[0125]
В другом варианте реализации стеновая конструкция содержит: (a) две прилегающие плиты, соединенные швом; (b) единственный слой композиции шовного герметика по п. 1 в шве для обеспечения однородного эстетически привлекательного внешнего вида; и (c) стабильную по размерам, ненабухающую плоскую ленту для заклейки швов, включенную в шов.
[0126]
В другом варианте реализации стеновой конструкции, по меньшей мере одна плита имеет скошенный край, прилегающий к шву, причем максимальная глубина скошенного края составляет примерно 0,125 дюйма (примерно 0,3 см) или менее.
[0127]
В другом варианте реализации стеновой конструкции, плиты содержат противоположные лицевую и заднюю поверхности, причем лицевые поверхности двух прилегающих плит расположены одна относительно другой, образуя внутренний угол, с углом между лицевыми поверхностями плит от примерно 30°до примерно 180°.
[0128]
В другом варианте реализации стеновой конструкции плиты содержат противоположные лицевую и заднюю поверхности, причем лицевые поверхности двух прилегающих плит расположены одна относительно другой, образуя наружный угол, с углом между лицевыми поверхностями плит от примерно 180°до примерно 300°.
[0129]
В другом варианте реализации стеновой конструкции, конструкция дополнительно содержит армирующую накладку, расположенную поверх шва, причем указанная накладка содержит (i) облицовочный материал, содержащий бумагу, имеющую стабильность по размерам менее примерно 0,4 % расширения в направлении обработки и менее примерно 2,5 % расширения в поперечном направлении после погружения в воду на 30 минут, как измерено согласно ASTM C474-05, раздел 12, и (ii) армирующую подложку, содержащую бумагу, пластик, природное или синтетическое волокно, углеволокно, сложный полиэфир, поликарбонат, стекловолокно, нетканые природные или синтетические материалы, тканые природные или синтетические материалы, пряденый полиолефин или металл, причем указанная подложка имеет толщину от примерно 0,012 дюйма (примерно 0,03 см) до примерно 0,0625 дюйма (примерно 0,2 см).
[0130]
В другом варианте реализации стеновой конструкции, конструкция содержит клей для по меньшей мере частичного прикрепления армирующей накладки к краям плиты.
[0131]
В другом варианте реализации стеновой конструкции, конструкция дополнительно содержит по меньшей мере один элемент каркаса и клей, причем указанный клей по меньшей мере частично прикрепляет по меньшей мере одну плиту к элементу каркаса.
[0132]
В другом варианте реализации предложен способ обработки стеновой конструкции, содержащей две прилегающие плиты, соединенные швом, причем указанный способ включает (a) нанесение ленты для заклейки швов и одного слоя композиции шовного герметика по п. 1 на шов; и (b) высушивание композиции.
[0133]
В другом варианте реализации предложена армирующая накладка для защиты шва между двумя прилегающими плитами, которые содержат противоположные лицевую и заднюю поверхности, причем лицевые поверхности расположены одна относительно другой, образуя угол между лицевыми поверхностями плит, причем указанная накладка содержит: бумажную облицовку, характеризующуюся облицовочным материалом из ненабухающей синтетической бумаги; и армирующую подложку, содержащую бумагу, термопластичный материал, термореактивный материал, природное или синтетическое волокно, углеволокно, сложный полиэфир, поликарбонат, стекловолокно, нетканые природные или синтетические материалы, тканые природные или синтетические материалы, пряденый полиолефин или металл, причем указанная подложка имеет толщину от примерно 0,012 дюйма (примерно 0,03 см) до примерно 0,0625 дюйма (примерно 0,2 см).
[0134]
3
3
3
3
В другом варианте реализации композиция шовного герметика высыхающего типа содержит вяжущее, выбранное из полимеров акриловой кислоты, сополимеров акриловой кислоты, алкидов, полиуретанов, сложных полиэфиров, эпоксидов и комбинаций указанных соединений; и множество полых шариков, причем указанные шарики имеют среднюю прочность на изостатическое раздавливание по меньшей мере примерно 250 psi, измеренную согласно ASTM D3102-78; и причем плотность шариков составляет от примерно 0,0015 ф/дюйм (примерно 0,04 г/см) до примерно 0,04 ф/дюйм (примерно 1,1 г/см).
[0135]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, шарики имеют среднюю прочность на изостатическое раздавливание по меньшей мере примерно 500 psi.
[0136]
3
3
3
3
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, шарики имеют плотность от примерно 0,0018 ф/дюйм (≈ 0,05 г/см) до примерно 0,036 ф/дюйм (≈ 1 г/см).
[0137]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, в полоске толщиной 3/16 дюйма (примерно 0,5 см) по меньшей мере 60 % содержания воды удаляют путем высушивания в течение примерно от 1,5 до 4,5 часов в умеренных условиях при примерно 75 °F (примерно 24 °C) и примерно 50 % относительной влажности.
[0138]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, в полоске толщиной 3/16 дюйма (примерно 0,5 см) по меньшей мере 60 % содержания воды удаляют путем высушивания в течение от примерно 1 до примерно 3 часов в сухих жарких условиях при примерно 95 °F (примерно 35 °C) и примерно 10 % относительной влажности.
[0139]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, в полоске толщиной 3/16 дюйма (примерно 0,5 см) по меньшей мере 60 % содержания воды удаляют путем высушивания в течение от примерно 5 до примерно 12,5 часов в холодных влажных условиях при примерно 40 °F (примерно 4 °C) и примерно 80 % относительной влажности.
[0140]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, в полоске толщиной 1/16 дюйма (примерно 0,2 см) по меньшей мере 60 % содержания воды удаляют путем высушивания в течение примерно от 0,5 до 2 часов в умеренных условиях при примерно 75 °F (примерно 24 °C) и примерно 50 % относительной влажности.
[0141]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, в полоске толщиной 1/16 дюйма (примерно 0,2 см) по меньшей мере 60 % содержания воды удаляют путем высушивания в течение примерно 1 часа в сухих жарких условиях при примерно 95 °F (примерно 35 °C) и примерно 10 % относительной влажности.
[0142]
В другом варианте реализации композиции шовного герметика, в полоске толщиной 1/16 дюйма (примерно 0,2 см) по меньшей мере 60 % содержания воды удаляют путем высушивания в течение от примерно 0,5 до примерно 3 часов в холодных влажных условиях при примерно 40 °F (примерно 4 °C) и примерно 80 % относительной влажности.
[0143]
Следующие примеры дополнительно иллюстрируют настоящее изобретение, но, несомненно, никоим образом не должны ограничивать объем настоящего изобретения.
ПРИМЕР 1
[0144]
В настоящем примере приведены три состава образцов (1A, 1B и 1C), иллюстрирующие шовный герметик согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0145]
В качестве иллюстративного способа приготовления, все жидкие ингредиенты помещали в смеситель Хобарта модели N50. Здесь следует отметить, что только функциональный наполнитель (Scotchlite K1) и реологический полимер (Cellosize DSC) представляли собой сухие материалы, в то время как остальные составляющие с точки зрения введения в смеситель считали жидкими. Поскольку функциональный наполнитель находился в насыпном виде, а реологический полимер брали в малом количестве, реологический полимер добавляли к функциональному наполнителю, и объединенный сухой материал вводили в смеситель, уже содержащий жидкость. Полученную композицию смешивали приблизительно в течение 2 минут до однородности.
[0146]
Тем не менее, понятно, что составы можно готовить любым подходящим способом. Например, композицию можно получать в заводских масштабах в смесителе с горизонтальным лопастным валом со спиральным расположением лопастей, или аналогичным способом для достижения желаемой динамики смешивания, как понятно среднему специалисту в данной области техники.
[0147]
Состав 1A показан в таблице 1 ниже. Понятно, что «введенная вода» относится к дополнительной воде, помимо уже содержащейся в любых ингредиентах (например, RHOPLEX находится в виде эмульсии с массовым отношением твердые вещества/вода 47/53).
Таблица 1
Состав 1A
Ингредиент
тип
масса (ф)
масс.%
Эмульсия сложного эфира полиакрилата(RHOPLEX E-330™)Rohm & Haas (UK)
вяжущее
700
71,6%
Нефтяной дистиллят(Bubreak 4412™)Buckman Laboratories (Memphis, TN)
пеногаситель
4
0,4%
Этоксилат октилфенола(TRITON X-405™ )The Dow Chemical Company (Midland, MI)
Поверхностно-активное вещество
2
0,2%
Пузырьки натриево-известкового боросиликатного стекла(SCOTCHLITE K1™)3M (St. Paul, MN)
Функциональный наполнитель
150
15,3%
2((гидроксиметил)амино)этанол(MERGAL 174™ )Troy Chemical Corporation (Florham Park, NJ)
биоцид
1
0,1%
Бензоат трибутилолова(FUNGITROL 158™)International Specialty Products (Wayne, NJ)
биоцид
1
0,1%
этиленгликольME Global (Dubai, United Arab Emirates)
увлажнитель
15
1,5%
гидроксиэтилцеллюлоза(Cellosize DSC™)The Dow Chemical Company (Midland, MI)
Реологический полимер
5
0,5%
эмульсионный сополимер на основе метилакрилата(Alcogum L-62™)Akzo Nobel (Amsterdam, Netherlands)
Реологический модификатор
0
0,0%
Введенная вода
100
10,2%
Итого
978
100,0%
[0148]
Состав 1B показан в таблице 2 ниже.
Таблица 2
Состав 1B
Ингредиент
тип
масса (ф)
масс.%
Эмульсия сложного эфира полиакрилата (RHOPLEX E-330™)Rohm & Haas (UK)
вяжущее
900
83,8%
Нефтяной дистиллят (Bubreak 4412™)Buckman Laboratories (Memphis, TN)
пеногаситель
0
0,0%
Этоксилат октилфенола (TRITON X-405 ™)The Dow Chemical Company (Midland, MI)
Поверхностно-активное вещество
2
0,2%
Пузырьки натриево-известкового боросиликатного стекла (SCOTCHLITE K1™)3M (St. Paul, MN)
Функциональный наполнитель
150
14,0%
2((гидроксиметил)амино)этанол(MERGAL 174 ™)Troy Chemical Corporation (Florham Park, NJ)
биоцид
1
0,1%
Бензоат трибутилолова (FUNGITROL 158 ™)International Specialty Products (Wayne, NJ)
биоцид
1
0,1%
этиленгликольME Global (Dubai, United Arab Emirates)
увлажнитель
15
1,4%
гидроксиэтилцеллюлоза (Cellosize DSC™)The Dow Chemical Company (Midland, MI)
Реологический полимер
5
0,5%
эмульсионный сополимер на основе метилакрилата (Alcogum L-62™)Akzo Nobel (Amsterdam, Netherlands)
Реологический модификатор
0
0,0%
Введенная вода
0
0,0%
Итого
1074
100,0%
[0149]
Состав 1C показан в таблице 3 ниже.
Таблица 3
Состав 1C
Ингредиент
тип
масса (ф)
масс.%
Эмульсия сложного эфира полиакрилата (RHOPLEX E-330™)Rohm & Haas (UK)
вяжущее
800
74,3%
Нефтяной дистиллят (Bubreak 4412™)Buckman Laboratories (Memphis, TN)
пеногаситель
3
0,3%
Этоксилат октилфенола (TRITON X-405™ )The Dow Chemical Company (Midland, MI)
Поверхностно-активное вещество
2
0,2%
Пузырьки натриево-известкового боросиликатного стекла (SCOTCHLITE K1™)3M (St. Paul, MN)
Функциональный наполнитель
150
13,9%
2((гидроксиметил)амино)этанол(MERGAL 174 ™)Troy Chemical Corporation (Florham Park, NJ)
биоцид
1
0,1%
Бензоат трибутилолова (FUNGITROL 158™ )International Specialty Products (Wayne, NJ)
биоцид
1
0,1%
ЭтиленгликольME Global (Dubai, United Arab Emirates)
увлажнитель
15
1,4%
гидроксиэтилцеллюлоза (Cellosize DSC™)The Dow Chemical Company (Midland, MI)
Реологический полимер
2
0,2%
эмульсионный сополимер на основе метилакрилата (Alcogum L-62™)Akzo Nobel (Amsterdam, Netherlands)
Реологический модификатор
6
0,6%
Введенная вода
97
9,0%
Итого
1077
100,0%
[0150]
Составы, показанные в таблице 1, включали относительно малое количество воды, в результате чего наблюдались низкие уровни усадки, при этом также наблюдались хорошая прочность на сжатие и прочность на изгиб. Указанные составы легко наносили в виде меньшего числа слоев, чем в обычных системах (например, желательно в системе с нанесением одного слоя), на швы, накладки и крепежи в стеновых конструкциях согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения. В результате, составы 1A-1C обеспечили эффективное нанесение без заметных задержек, требующих времени ожидания для высыхания каждого отдельного слоя. Составы 1A-1C также обеспечили возможность легкого нанесения, требуя меньшей квалификации со стороны пользователя, поскольку указанные состав можно наносить ближе к плоскости стеновых конструкций. Составы 1A-1C показали усадку от примерно нуля до примерно 3 %, измеренную согласно ASTM C474-05, раздел 6. Кроме того, составы 1A-1C показали трещиностойкость при испытании согласно ASTM C474-05, раздел 7.
ПРИМЕР 2
[0151]
Данный пример иллюстрирует превосходные прочностные свойства, которыми обладает шовный герметик согласно вариантам реализации настоящего изобретения, по сравнению с двумя различными обычными шовными герметиками.
[0152]
Всего три образца испытывали на прочность на изгиб. Каждый образец шовного герметика готовили и высушивали в виде полосы длиной 10 дюймов (примерно 25 см), шириной 2 дюйма (примерно 5 см) и толщиной 0,0625 дюйма (примерно 0,2 см). Каждый образец помещали на стол, устанавливая концы образца на подставки толщиной 0,125 (1/8) дюйма (примерно 0,3 см), чтобы продемонстрировать при малейшем смещении хрупкость и ломкость, связанные с типичными образцами составов коммерческих продуктов шовных герметиков, применяемых в промышленности. Направленную вниз силу примерно 200 грамм прикладывали к центру каждой из полос шовного герметика при помощи металлического датчика.
[0153]
3
Для целей сравнения, первый образец, состав 2A, представлял собой обычный шовный герметик, коммерчески доступный как SHEETROCK Brand, легкий многоцелевой шовный герметик от USG, с плотностью приблизительно 14 ф/гал. (1680 кг/м). Ход испытания показан на ФИГ. 19-21. Как можно видеть на ФИГ. 21, шовный герметик разрушался при прогибе менее 1/8 дюйма, таким образом, показывая хрупкую природу образца.
[0154]
3
Для целей дальнейшего сравнения, второй образец, состав 2B, представлял собой другой обычный шовный герметик, коммерчески доступный как SHEETROCK Brand, многоцелевой шовный герметик от USG, с плотностью приблизительно 8 ф/гал. (960 кг/м). Ход испытания показан на ФИГ. 22-24. Как можно видеть на ФИГ. 24, шовный герметик разрушался при прогибе менее 1/8 дюйма, таким образом, показывая хрупкую природу образца.
[0155]
3
Третий состав, 2C, готовили согласно составу 1A, как показано в таблице 1, согласно вариантам реализации настоящего изобретения. Состав 2C имел плотность 3 ф/гал. (360 кг/м). Ход испытания показан на ФИГ. 25-27. Как можно видеть на ФИГ. 27, после прогиба на 1/8 дюйма образец не разрушался (в отличие от сравнительных составов 2A и 2B). Кроме того, как можно видеть на ФИГ. 28, состав 2C не трескался и не разрушался даже при большем прогибе. Действительно, даже когда образец 2C был изогнут в виде петли, как можно видеть на ФИГ. 29, образец не трескался и не разрушался.
[0156]
Понятно, что состав 2C придает наиболее желательные отделочные свойства шовному герметику для сухой штукатурки. Например, состав 2C не дает усадки при высыхании. Кроме того, состав 2C сохраняет достаточную гибкость, чтобы противостоять трещинам (в противоположность обычным хрупким составам, показанным в виде составов 2A и 2B), оставаясь при этом достаточно жестким, чтобы обеспечить возможность легкой шлифовки и выравнивания поверхности. Состав 2C также может быть легко окрашен.
ПРИМЕР 3
[0157]
В настоящем примере показан набор из пяти рядов составов (2D-F, 3A-C, 4A-C, 5A-C и 6A-C), иллюстрирующих шовный герметик согласно вариантам реализации настоящего изобретения.
[0158]
Понятно, что составы можно готовить любым подходящим способом, например, как описано в примере 1. Например, композицию можно получать в заводских масштабах в смесителе с горизонтальным лопастным валом со спиральным расположением лопастей, или аналогичным способом для достижения желаемой динамики смешивания, как понятно среднему специалисту в данной области техники.
[0159]
Понятно, что «введенная вода» относится к дополнительной воде, помимо уже содержащейся в любых ингредиентах.
Таблица 4
Состав 2
D
E
F
ингредиент
тип
масса (ф)
масс.%
масса (ф)
масс.%
масса (ф)
масс.%
Rhoplex MC-1834P
вяжущее
300,0
46,8
160,0
26,2
200,0
37,1
Нефтяной дистиллят (Bubreak 4412™)Buckman Laboratories (Memphis, TN)
пеногаситель
2,0
0,3
2,0
0,3
2,0
0,4
Этоксилат октилфенола (TRITON X-405™ )The Dow Chemical Company (Midland, MI)
Поверхностно-активное вещество
0,5
0,1
2,1
0,3
0,5
0,1
Пузырьки натриево-известкового боросиликатного стекла (SCOTCHLITE K1™)3M (St. Paul, MN)
Функциональный наполнитель
160,0
25,0
160,0
26,2
160,0
29,7
2((гидроксиметил)амино)этанол(MERGAL 174 ™)Troy Chemical Corporation (Florham Park, NJ)
биоцид
2,0
0,3
2,0
0,3
2,0
0,4
этиленгликольME Global (Dubai, United Arab Emirates)
увлажнитель
15,0
2,3
15,0
2,5
15,0
2,8
гидроксиэтилцеллюлоза (Cellosize DSC™)The Dow Chemical Company (Midland, MI)
Реологический полимер
5,0
0,8
3,0
0,5
3,0
0,6
Alcogum L-62
Реологический модификатор
6,0
0,9
6,0
1,0
6,0
1,1
Введенная вода
150,0
23,4
260,0
42,6
150,0
27,9
Итого
640,5
100,0
610,1
100,0
538,5
100,0
Таблица 5
Состав 3
A
B
C
ингредиент
тип
масса (ф)
масс.%
масса (ф)
масс.%
масса (ф)
масс.%
Rhoplex MC-1834P
вяжущее
200,0
7,4
300,0
13,9
300,0
14,0
Bubreak 4412
пеногаситель
4,0
0,1
0,0
0,0
0,0
0,0
Bubreak 4419
пеногаситель
0,0
0,0
4,0
0,2
4,0
0,2
Scotchlite K1
Функциональный наполнитель
100,0
3,7
250,0
11,6
400,0
18,7
Scotchlite iM16K
Функциональный наполнитель
400,0
14,8
250,0
11,6
100,0
4,7
Microwhite 100 карбонат кальция
наполнитель
1000,0
36,9
500,0
23,2
500,0
23,3
Mergal 174 II
биоцид
2,0
0,1
2,0
0,1
2,0
0,1
этиленгликоль
увлажнитель
0,0
0,0
0,0
0,0
15,0
0,7
сорбит
увлажнитель
10,0
0,4
15,0
0,7
0,0
0,0
Actimin каолиновая глина
Реологический модификатор
50,0
1,8
10,0
0,5
1,0
0,0
Cellosize DCS
Реологический полимер
10,0
0,4
10,0
0,5
10,0
0,5
Alcogum L-62
Реологический модификатор
0,0
0,0
6,0
0,3
6,0
0,3
Minugel FG
Реологический модификатор
35,0
1,3
6,0
0,3
6,0
0,3
Вода
900,0
33,2
800,0
37,2
800,0
37,3
Итого
2711,0
100,0
2153
100,0
2144,0
100,0
Таблица 6
Состав 4
A
B
C
Ингредиент
тип
масса (ф)
масс.%
масса (ф)
масс.%
масса (ф)
масс.%
Rhoplex MC-1834P
вяжущее
600,0
26,0
900,0
39,8
300,0
13,2
Bubreak 4419
пеногаситель
4,0
0,2
4,0
0,2
4,0
0,2
Scotchlite K1
Функциональный наполнитель
100,0
4,3
100,0
4,4
100,0
4,4
Scotchlite iM16K
Функциональный наполнитель
400,0
17,3
400,0
17,7
400,0
17,5
Microwhite 100 карбонат кальция
наполнитель
700,0
30,3
700,0
31,0
700,0
30,7
Mergal 174 II
биоцид
2,0
0,1
2,0
0,1
2,0
0,1
сорбит
увлажнитель
10,0
0,4
10,0
0,4
10,0
0,4
Actimin каолиновая глина
Реологический модификатор
50,0
2,2
0,0
0,0
20,0
0,9
Cellosize DCS
Реологический полимер
10,0
0,4
10,0
0,4
10,0
0,4
Minugel FG
Реологический модификатор
35,0
1,5
35,0
1,5
35,0
1,5
вода
400,0
17,3
100,0
4,4
700,0
30,7
итого
2311,0
100,0
2261
100,0
2281,0
100,0
Таблица 7
Состав 5
A
B
C
ингредиент
тип
масса (ф)
масс.%
масса (ф)
масс.%
масса (ф)
масс.%
Rhoplex MC-1834P
вяжущее
600,0
26,3
900,0
40,4
300,0
13,3
Bubreak 4419
пеногаситель
4,0
0,2
4,0
0,2
4,0
0,2
Scotchlite S15
Функциональный наполнитель
100,0
4,4
250,0
11,2
400,0
17,8
Scotchlite iM30K
Функциональный наполнитель
400,0
17,5
250,0
11,2
100,0
4,4
Microwhite 100 карбонат кальция
наполнитель
700,0
30,7
700,0
31,4
400,0
17,8
Minex 7
наполнитель
0,0
0,0
0,0
0,0
300,0
13,3
Mergal 174 II
биоцид
2,0
0,1
2,0
0,1
2,0
0,1
сорбит
увлажнитель
10,0
0,4
10,0
0,4
10,0
0,4
Actimin каолиновая глина
Реологический модификатор
50,0
2,2
0,0
0,0
20,0
0,9
Cellosize DCS
Реологический полимер
10,0
0,4
10,0
0,4
10,0
0,4
Alcogum L-62
Реологический модификатор
6,0
0,3
3,0
0,1
3,0
0,1
вода
400,0
17,5
100,0
4,5
700,0
31,1
итого
2282,0
100,0
2229
100,0
2249,0
100,0
Таблица 8
Состав 6
A
B
C
ингредиент
тип
масса (ф)
масс.%
масса (ф)
масс.%
масса (ф)
масс.%
Rhoplex MC-1834P
вяжущее
600,0
48,7
900,0
73,2
300,0
19,6
Bubreak 4419
пеногаситель
4,0
0,3
4,0
0,3
4,0
0,3
Scotchlite K1
Функциональный наполнитель
100,0
8,1
150,0
12,2
400,0
26,2
Scotchlite iM30K
Функциональный наполнитель
400,0
32,5
150,0
12,2
100,0
6,5
Mergal 174 II
биоцид
2,0
0,2
2,0
0,2
2,0
0,1
сорбит
увлажнитель
10,0
0,8
10,0
0,8
10,0
0,7
Cellosize DCS
Реологический полимер
10,0
0,8
10,0
0,8
10,0
0,7
Alcogum L-62
Реологический модификатор
6,0
0,5
3,0
0,2
3,0
0,2
вода
100,0
8,1
0,0
0,0
700,0
45,8
итого
1232,0
100,0
1229
100,0
1529,0
100,0
ПРИМЕР 4
[0160]
Приведенный ниже пример иллюстрирует превосходную гибкость, трещиностойкость и прочность по сравнению с коммерчески доступными шовными герметиками при применении в новой системе соединений и испытании согласно ASTM C474.
[0161]
Готовили составы 1A и 2E, как описано выше. Также для целей сравнения применяли обычный многоцелевой шовный герметик (состав AP) и легкий многоцелевой шовный герметик (состав LW). Состав AP представлял собой SHEETROCK Brand, многоцелевой шовный герметик, и состав LW представлял собой SHEETROCK Brand, легкий многоцелевой шовный герметик. Каждый образец готовили в трех повторностях.
[0162]
Каждый состав готовили и испытывали согласно ASTM C474 следующим образом. Шовные герметики наносили на зазор, образованный в шве гипсовой плиты при помощи вощеного разделителя. Поверх соединения гипсовых панелей закрепляли синтетическую ленту для заклейки швов. Поверх ленты накладывали образцы и выдерживали в течение 24 часов при 70 °F (примерно 21 °C) и 50 % относительной влажности. Удаляли вощеные разделители и устанавливали образцы на испытательных стендах. Стенды помещали в универсальную испытательную установку (UTM).
[0163]
Каждую систему соединения подвергали нагрузке 0,4 дюйма/мин (примерно 1 см/мин) с постоянной скоростью смещения, до разрушения образца. Нагрузку и смещение регистрировали дважды - вначале до появления видимой трещины, и второй раз до разрушения системы.
[0164]
На ФИГ. 30-34 показано превосходство составов 1A и 2E над сравнительными составами AP и LW в условиях испытаний.
[0165]
ФИГ. 30 представляет собой коробчатую диаграмму, показывающую смещение под давлением, когда наблюдалась первая трещина, измеренное в дюймах, по оси Y, и различные шовные герметики по оси X, а именно, составы 1A и 2E согласно вариантам реализации настоящего изобретения и составы AP и LW в качестве сравнительных примеров. Диаграмма показывает, что для составов 1A и 2E смещение составляло примерно 0,12 дюйма (примерно 0,3 см) до появления первой трещины. С другой стороны, первая трещина наблюдалась для состава AP на 0,06 дюйма (примерно 0,15 см), и для состава LW первая трещина наблюдалась на 0,08 дюйма (примерно 0,2 см). Также стоит отметить, что составы 1A и 2E не давали видимых трещин при смещении. Они демонстрировали трещины только после разрушения и удаления нижележащей ленты для заклейки швов. Так, составы 1A и 2E показали значительно большую трещиностойкость по сравнению с коммерчески доступными герметиками, составами AP и LW.
[0166]
ФИГ. 31 представляет собой коробчатую диаграмму, показывающую нагрузку (в фунтах), когда наблюдалась первая трещина, измеренную в фунтах (ф), по оси Y, и различные шовные герметики по оси X, а именно, составы 1A и 2E согласно вариантам реализации настоящего изобретения и составы AP и LW в качестве сравнительных примеров. Диаграмма показывает, что составы 1A и 2E могли выдержать 124 ф (примерно 56 кг) и 95 ф (примерно 43 кг) соответственно, до возникновения первой трещины. С другой стороны, первая трещина в составе AP наблюдалась при нагрузке 53 ф (примерно 24 кг), и первая трещина в составе LW наблюдалась при нагрузке 60 ф (примерно 27 кг). Также стоит отметить, что составы 1A и 2E не давали видимых трещин при смещении. Они демонстрировали трещины только после разрушения и удаления нижележащей ленты для заклейки швов. Так, составы 1A и 2E показали значительно большую трещиностойкость и могли выдержать значительно большую нагрузку до разрушения, по сравнению с коммерчески доступными герметиками, составами AP и LW.
[0167]
ФИГ. 32 представляет собой коробчатую диаграмму, показывающую смещение при сдвиге, когда наблюдалась первая трещина, измеренное в дюймах, по оси Y, и различные шовные герметики по оси X, а именно, составы 1A и 2E согласно вариантам реализации настоящего изобретения и составы AP и LW в качестве сравнительных примеров. Диаграмма показывает, что для составов 1A и 2E смещение составляло примерно 0,11 и 0,12 дюйма (примерно 0,3 см), соответственно, до появления первой трещины. С другой стороны, первая трещина наблюдалась для состава AP на 0,08 дюйма (примерно 0,2 см), и для состава LW первая трещина наблюдалась на 0,11 дюйма (примерно 0,3 см). Также стоит отметить, что составы 1A и 2E не давали видимых трещин при смещении. Они демонстрировали трещины только после разрушения и удаления нижележащей ленты для заклейки швов. Таким образом, для составов 1A и 2E наблюдался широкий диапазон данных. Тем не менее, составы AP и LW видимо трескались/ломались задолго до разрушения ленты для заклейки швов и шва. Так, составы 1A и 2E показали значительно большую трещиностойкость при сдвиге по сравнению с коммерчески доступными герметиками, составами AP и LW.
[0168]
ФИГ. 33 представляет собой коробчатую диаграмму, показывающую пиковое смещение при сдвиге, когда наблюдалась первая трещина, измеренное в дюймах, по оси Y, и различные шовные герметики по оси X, а именно, составы 1A и 2E согласно вариантам реализации настоящего изобретения и составы AP и LW в качестве сравнительных примеров. Диаграмма показывает, что пиковое смещение при сдвиге для составов 1A и 2E составляло 0,23 дюйма (примерно 0,6 см) и 0,25 дюйма (примерно 0,6 см), соответственно, до возникновения первой трещины. С другой стороны, первая трещина в составе AP наблюдалась после пикового смещения при сдвиге 0,1 дюйма (примерно 0,25 см), и первая трещина в составе LW наблюдалась после пикового смещения при сдвиге 0,13 дюйма (примерно 0,3 см). Также стоит отметить, что составы 1A и 2E не давали видимых трещин при смещении. Они демонстрировали трещины только после разрушения и удаления нижележащей ленты для заклейки швов. Так, составы 1A и 2E показали значительно большее пиковое смещение при сдвиге, по сравнению с коммерчески доступными герметиками, составами AP и LW.
[0169]
ФИГ. 34 представляет собой коробчатую диаграмму, показывающую соотношение смещения при сдвиге (т.е. отношение максимального смещения при разрушении системы соединения к смещению в момент первой трещины) по оси Y, и различные шовные герметики по оси X, а именно, составы 1A и 2E согласно вариантам реализации настоящего изобретения и составы AP и LW в качестве сравнительных примеров. Диаграмма показывает, что составы 1A и 2E имели соотношение смещения примерно 2,3 до появления первой трещины, в то время как состав AP имел соотношение смещения примерно 1,3, и состав LW имел соотношение смещения 1,2. Так, составы 1A и 2E показали большее удлинение и свойства при растяжении, даже после образования первой трещины, до достижения полного разрушения посредством разрыва в системе соединения. Также стоит отметить, что составы 1A и 2E не давали видимых трещин при смещении. Они демонстрировали трещины только после разрушения и удаления нижележащей ленты для заклейки швов. С другой стороны герметики составов AP и LW являлись хрупкими материалами и демонстрировали пиковое смещение вскоре после образования первой видимой трещины.
[0170]
Результаты, полученные в настоящем примере, показали, что когда систему соединения подвергали растяжению, оба состава 1A и 2E показали превосходное удлинение и физическое смещение до разрушения, в то время как составы AP и LW были хрупкими и не обладали аналогичными характеристиками в тех же условиях испытания системы соединения согласно настоящему изобретению. Также, указанные коммерчески доступные шовные герметики не показали никакого преимущества в обычных системах соединений.
[0171]
Когда системы соединений согласно настоящему изобретению подвергали силе сдвига, различия между шовными герметиками согласно настоящему изобретению и обычными шовными герметиками становились еще более заметными. Шовные герметики в настоящем примере показали превосходные смещения и более высокие соотношения смещения, чем коммерчески доступные шовные герметики. Так, шовные герметики согласно настоящему изобретению показали высокие прочность и трещиностойкость.
ПРИМЕР 5
[0172]
Настоящий пример иллюстрирует превосходную гибкость и эластомерные свойства или гибкость/степень хрупкости при применении в новой системе соединений и испытании согласно ASTM C711.
[0173]
Каждый из составов готовили и испытывали согласно ASTM C711 следующим образом. Готовили составы 1A и 2E и применяли для целей сравнения коммерчески доступные шовные герметики состав AP-SHEETROCK Brand, многоцелевой шовный герметик, и состав LW-SHEETROCK Brand, легкий многоцелевой шовный герметик. Каждый образец готовили в трех повторностях.
[0174]
Полосу шовного герметика (2” x 10”) (примерно 5 см x примерно 25 см) толщиной 1/8 дюйма (примерно 0,3 см) помещали на пленку, предотвращающую прилипание, т.е. шовный герметик не прилипал к пленке после высыхания. Образцы готовили в трех повторностях для каждых условий испытаний. Затем образцы высушивали в четырех различных условиях испытаний в течение 24 часов. Второй тур испытаний проводили после хранения в течение 28 дней. Образцы снимали с пленки, предотвращающей прилипание, и помещали в условия изгибания вокруг цилиндрического сердечника диаметром 1 дюйм (примерно 2,5 см) для оценки эластомерных и гибких свойств шовных герметиков. Затем образцы визуально оценивали по 3-балльной шкале для определения степени свойств эластомерной гибкости согласно ASTM C711.
[0175]
Следует отметить, что стандарт ASTM C711, опубликованный в 2009 г., с помощью фотографий иллюстрирует различия между удовлетворительным шовным герметиком и неудовлетворительным шовным герметиком при закреплении и оборачивании вокруг сердечника согласно испытанию. На одной из фотографий показан удовлетворительный шовный герметик, прошедший испытание без трещин или какого-либо видимого разрушения. На другой показан неудовлетворительный шовный герметик, получивший оценку не годен-A из-за нескольких трещин. На третьей показан неудовлетворительный шовный герметик, получивший оценку не годен-B из-за полного разрушения и потери адгезии.
Таблица 9
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ НА ГИБКОСТЬ - ASTM C711
24 часаусловия
1A
2E
AP
LW
40 °F/80 % относительная влажностьхолодно / влажно
Прошел
Прошел
Не годен-B
Не годен-B
75 °F-50 % относительная влажностьстандарт / помещение
Прошел
Прошел
Не годен-B
Не годен-B
95 °F/10 % относительная влажностьжарко / сухо
Прошел
Прошел
Не годен-B
Не годен-B
90 °F/90 % относительная влажностьжарко / влажно
Прошел
Прошел
Не годен-B
Не годен-B
Таблица 10
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ НА ГИБКОСТЬ - ASTM C711
28 днейусловия
1A
2E
AP
LW
40 °F/80 % относительная влажностьхолодно / влажно
Прошел
Прошел
Не годен-B
Не годен-B
75 °F-50 % относительная влажностьстандарт / помещение
Прошел
Прошел
Не годен-B
Не годен-B
95 °F/10 % относительная влажностьжарко / сухо
Прошел
Прошел
Не годен-B
Не годен-B
90 °F/90 % относительная влажностьжарко / влажно
Прошел
Прошел
Не годен-B
Не годен-B
[0176]
В таблице 9 показаны результаты визуальной оценки после выдерживания образцов в четырех различных условиях согласно ASTM C711 в течение 24 часов. Образцы составов 1A и 2E показали значительно лучшее поведение по сравнению с обычными шовными герметиками, представленными составами AP и LW. В то время как составы 1A и 2E получили оценку «прошел» для каждого из стандартных условий испытаний, составы AP и LW получили оценку не годен-B.
[0177]
В таблице 10 показаны результаты визуальной оценки после выдерживания образцов в четырех различных условиях согласно ASTM C711 в течение 28 дней. Образцы составов 1A и 2E показали значительно лучшее поведение по сравнению с обычными шовными герметиками, представленными составами AP и LW. В то время как составы 1A и 2E получили оценку «прошел» для каждого из стандартных условий испытаний, составы AP и LW получили оценку не годен-B.
[0178]
Обычные шовные герметики в условиях настоящего испытания были настолько хрупкими, что разрушались даже при изгибе менее чем на 1/8 дюйма, и не могли быть обернуты вокруг цилиндрического сердечника без полного разрушения. Поведение шовного герметика в условиях указанного испытания помогает гарантировать конструкционное соответствие и срок службы шовных герметиков.
ПРИМЕР 6
[0179]
Приведенный ниже пример иллюстрирует превосходные свойства шовных герметиков и системы соединений в реальных условиях, представляющих условия, возникающие при работе. Критерии характеристик были основаны на данных испытаний, гарантирующих конструкционное соответствие шовных герметиков и систем соединений на протяжении их срока службы.
[0180]
Систему соединений согласно настоящему изобретению и обычную систему соединений испытывали согласно модифицированному ASTM E72 следующим образом. Готовили систему соединения стеновой конструкции согласно настоящему изобретению с использованием составов 1A и 2E, и сравнивали с составами AP и LW. Готовили образцы составов 1A и 2E и применяли для целей сравнения типичные коммерчески доступные шовные герметики состав AP-SHEETROCK Brand, многоцелевой шовный герметик, и состав LW-SHEETROCK Brand, легкий многоцелевой шовный герметик. Состав AP представлял собой обычный многоцелевой шовный герметик. Состав LW представлял собой легкий многоцелевой шовный герметик.
[0181]
Составы 1A и 2E применяли для подготовки испытания в условиях обработки плоского шва (соединения квадратный край/стык и скошенный край). В указанной системе швы проклеивали синтетической армирующей лентой для заклейки швов для крепления соединяемых плит при помощи клея. Поверх проклеенных швов наносили один слой состава 1A или 2E. Крепеж подготавливали, нанося один слой шовного герметика согласно настоящему изобретению состава 1A или 2E поверх крепежа.
[0182]
Для сравнения готовили обычную систему соединений, проклеивая все плоские соединительные швы бумажной армирующей лентой, прикрепляемой к соединяемой плите при помощи шовного герметика состава AP или LW. Три (3) отдельных слоя шовного герметика составов AP или LW наносили поверх проклеенных соединительных швов. Крепеж подготавливали, нанося три (3) отдельных слоя шовного герметика составов AP или LW поверх крепежа.
[0183]
На ФИГ. 35A - 35C показана модифицированная ASTM E72 конструкция каркаса для испытания прочности стены в строительной конструкции.
[00100]
На ФИГ. 35A показана модифицированная ASTM E72 конструкция каркаса размером 8' x 8' (примерно 2,4 м x примерно 2,4 м) с каркасом, изготовленным из деревянных брусков 2” x 4” (примерно 5 см x примерно 10 см). Деревянные бруски не показаны. Конструкция состоит из двух плит 48” x 64” (примерно 1,2 м x примерно 1,6 м) и двух плит 48” x 16” (примерно 1,2 м x примерно 0,4 м) в конфигурации вразбежку. Два главных шва показаны пунктирными линиями - горизонтальное соединение на половине высоты (примерно 4' или примерно 1,2 м) и два вертикальных соединения, расположенные на стыке двух плит.
[00101]
На ФИГ. 35B показана модифицированная ASTM E72 конструкция каркаса с ФИГ. 35A, снабженная деревянными брусками 2” x 4”, отстоящими друг от друга примерно на 16 дюймов (примерно 0,4 метра). Также показаны два шва - горизонтальное соединение на половине высоты (примерно 4' или примерно 1,2 м) и два вертикальных соединения, расположенные на стыке двух плит, состыкованных с деревянными брусками.
[00102]
На ФИГ. 35C показана модифицированная ASTM E72 конструкция каркаса с ФИГ. 35B, низ которой жестко прикреплен к конструкции, и силу прикладывают к левому верхнему углу при помощи гидравлического поршня, запрограммированного двигаться по синусоидальной траектории с переменной амплитудой.
[0184]
В настоящем испытании плоскость плиты в описанной каркасной конструкции может двигаться только в одной плоскости с лицевой стороной стены. Управляемый компьютером гидравлический поршень запрограммирован двигаться по синусоидальной траектории с амплитудой 0,025” (примерно 0,06 см) и частотой 0,5 Гц (2 секунды на цикл), в течение 500 циклов, и имел боек на левом верхнем углу конструкции. После окончания цикла амплитуду увеличивали до 0,050” (примерно 0,12 см) в течение 500 циклов. После окончания второго цикла амплитуду снова увеличивали до 0,075” (примерно 0,18 см) в течение 500 циклов. Описанную процедуру повторяли до достижения амплитуды 0,400” (примерно 1 см). В ходе описанного испытания жесткости непрерывно наблюдали за конструкцией, и при возникновении разрушения отмечали номер цикла и место разрушения.
[0185]
Результаты показали значительное преимущество эффекта эластичной мембраны в составах 1A и 2E. Даже в тех местах, где крепежи оторвались от стеновой конструкции, шовный герметик не был разорван или проколот. В то же время в сравнительной обычной системе, изготовленной с использованием обычных шовных герметиков, например, составов AP и LW, наблюдался эффект хрупкого разрушения, включая потерю связывания в месте над крепежами.
ПРИМЕР 7
[0186]
Приведенный ниже пример иллюстрирует превосходные свойства при высушивании системы соединений согласно настоящему изобретению.
[0187]
Как обсуждалось в описании, существующие шовные герметики требуют нанесения на крепеж трех отдельных слоев, а также нанесения множества слоев на плоские швы между плитами в одной плоскости. Каждый слой должен отдельно высохнуть перед нанесением нового слоя. При этом, хотя существующее покрытие не должно высохнуть полностью, обнаружено, что примерно 75 % содержания воды должно испариться из соединения, пока покрытие не станет достаточно плотным для нанесения второго слоя. Это создает значительный период простоя, во время которого другие строительные рабочие обычно не могут работать внутри здания до окончания отделки стен.
[0188]
С другой стороны, шовный герметик согласно настоящему изобретению требует только одного слоя поверх шва для обеспечения однородного эстетически привлекательного внешнего вида. В случае, если необходим второй слой, принимая во внимание несовершенство квалификации и подобные причины, шовный герметик согласно настоящему изобретению становится достаточно плотным для нанесения второго слоя при испарении примерно 60 % воды из герметика.
[0189]
Готовили образцы составов 1A, 2E, 3A и 4B. Также для целей сравнения использовали обычный многоцелевой шовный герметик (состав AP) и легкий многоцелевой шовный герметик (состав LW). Состав AP представлял собой SHEETROCK Brand, многоцелевой шовный герметик, и состав LW представлял собой SHEETROCK Brand, легкий многоцелевой шовный герметик.
[0190]
На ФИГ. 36A - 36C показан профиль высушивания шовных герметиков согласно настоящему изобретению, по сравнению с обычными шовными герметиками, для толстого слоя покрытия, т.е. примерно 3/16 дюйма (примерно 0,5 см), на котором представлен процент испарившейся воды (ось Y) в зависимости от возрастающего времени высушивания, представленного по оси X. На ФИГ. 36A показаны профили высушивания в умеренных условиях, например, 75 °F (24 °С) и 50 % относительной влажности. На ФИГ. 36B показаны профили высушивания в жарких и сухих условиях, например, 95 °F (35 °С) и 10 % относительной влажности. На ФИГ. 36C показаны профили высушивания в холодных влажных условиях, например, 40 °F (4,4 °С) и 80 % относительной влажности.
[0191]
Толстый слой (3/16 дюйма, примерно 0,5 см) типичен для различных применений, например, 1-го или 2-го покрытия поверх угловой армирующей накладки; 1-го или 2-го покрытия поверх обрезов панели/стены; 1-го или 2-го покрытия поверх стыковых соединений с квадратными краями; и 2-го заполняющего покрытия поверх соединений со скошенными краями.
[0192]
Как можно видеть на ФИГ. 36A, покрытия толщиной 3/16 дюйма (примерно 0,5 см) из составов 1A, 2E, 3A и 4B демонстрируют похожие профили высушивания в умеренных условиях. При необходимости второго слоя, первый слой составов 1A, 2E, 3A и 4B был бы готов в течение от 1,5 до 4,5 часов. С другой стороны, толстый слой состава LW был бы готов к нанесению второго слоя в течение примерно 13 - 15 часов, в то время как толстый слой состава AP не был бы готов даже через 24 часа.
[0193]
Как можно видеть на ФИГ. 36B, покрытия толщиной 3/16 дюйма (примерно 0,5 см) из составов 1A, 2E, 3A и 4B демонстрируют похожие профили высушивания в сухой жаркой среде. При необходимости второго слоя, первый слой составов 1A, 2E, 3A и 4B был бы готов в течение от 1 до 3 часов. С другой стороны, толстый слой составов LW и AP был бы готов к нанесению второго слоя в течение примерно 4 - 5,5 часов.
[0194]
Как можно видеть на ФИГ. 36C, покрытия толщиной 3/16 дюйма (примерно 0,5 см) из составов 2E и 4B демонстрируют самые быстрые времена высыхания в холодной влажной среде, затем следуют составы 1A и 3A. При необходимости второго слоя, первый слой составов 1A, 2E, 3A и 4B был бы готов в течение от 5 до 12,5 часов. С другой стороны, толстый слой состава LW и AP не был бы готов даже через 24 часа.
[0195]
На ФИГ. 37A - 37C показан профиль высушивания шовных герметиков согласно настоящему изобретению по сравнению с обычными шовными герметиками, для тонкого слоя покрытия, т.е. примерно 1/16 дюйма (примерно 0,2 см), на котором представлен процент испарившейся воды (ось Y) в зависимости от возрастающего времени высушивания, представленного по оси X. На ФИГ. 37A показаны профили высушивания в умеренных условиях, например, 75 °F (24 °С) и 50 % относительной влажности. На ФИГ. 37B показаны профили высушивания в жарких и сухих условиях, например, 95 °F (35 °С) и 10 % относительной влажности. На ФИГ. 37C показаны профили высушивания в холодных влажных условиях, например, 40 °F (4,4 °С) и 80 % относительной влажности.
[0196]
Тонкий слой (1/16 дюйма, примерно 0,2 см) типичен для различных применений, например, 1-го или 2-го покрытия поверх отделки внутреннего угла; 1-го, 2-го или 3-го отделочного покрытия поверх плоских соединений; 3-го покрытия поверх стыковых соединений с квадратными краями; и 1-го, 2-го или 3-го покрытия поверх крепежей.
[0197]
Как можно видеть на ФИГ. 37A, покрытия толщиной 1/16 дюйма (примерно 0,2 см) из составов 1A, 2E, 3A и 4B демонстрируют похожие профили высушивания в умеренных условиях. При необходимости второго слоя, первый слой составов 1A, 2E, 3A и 4B был бы готов в течение от 0,5 до менее чем 2 часов. С другой стороны, тонкие слои составов LW и AP были бы готовы к нанесению второго слоя в течение примерно 3,5 - 10 часов.
[0198]
Как можно видеть на ФИГ. 37B, покрытия толщиной 1/16 дюйма (примерно 0,2 см) из составов 1A, 2E, 3A и 4B демонстрируют похожие профили высушивания в сухой жаркой среде. При необходимости второго слоя, первый слой составов 1A, 2E, 3A и 4B был бы готов в течение примерно 1 часа. С другой стороны, тонкие слои составов LW и AP были бы готовы к нанесению второго слоя в течение примерно от 1,5 до более 2 часов.
[0199]
Как можно видеть на ФИГ. 37C, покрытия толщиной 1/16 дюйма (примерно 0,2 см) из составов 1A, 2E, 3A и 4B демонстрируют похожие времена высушивания в холодной влажной среде. При необходимости второго слоя, первый слой составов 1A, 2E, 3A и 4B был бы готов в течение примерно от 0,5 до менее чем 3 часов. С другой стороны, тонкий слой составов LW и AP был бы готов к нанесению второго слоя в течение примерно от 7 до более чем 10 часов.
[0200]
Следовательно, настоящий пример показывает, что шовные герметики согласно настоящему изобретению имеют более быстрые профили высушивания в каждом из испытаний в различных условиях испытаний по сравнению с обычными шовными герметиками.
[0201]
Использование терминов в единственном числе и «по меньшей мере один», и аналогичных указаний в контексте описания настоящего изобретения (особенно в контексте следующей формулы изобретения) следует рассматривать как включающее и единственное и множественное число, если иное не указано или явно не предписывается контекстом. Использование термина «по меньшей мере один» с последующим списком одного или более пунктов (например, «по меньшей мере один из A и B») следует рассматривать как включающее любой один пункт, выбранный из перечисленных пунктов (A или B), или любую комбинацию двух или более из перечисленных пунктов (A и B), если иное не указано или явно не предписывается контекстом. Термины «состоящий», «имеющий», «включающий» и «содержащий» следует рассматривать как открытые термины (т.е. означающие «включая, без ограничения,»), если не указано иное. Указание диапазонов величин служит только в качестве короткого способа указания отдельно на каждую из величин, входящих в указанный диапазон, если не указано иное, и каждая отдельная величина включена в настоящее описание, как если бы она была отдельно указана в настоящем описании. Все описанные способы можно осуществлять в любом подходящем порядке, если иное не указано или явно не предписывается контекстом. Использование любого и каждого из примеров, или представленного языка примеров (например, «такой как») предназначено только для лучшей иллюстрации настоящего изобретения и не должно налагать ограничения на объем настоящего изобретения, если в формуле изобретения не указано иное. Язык описания не следует рассматривать как указание на какой-либо не указанный в формуле изобретения элемент как на существенный для практической реализации настоящего изобретения.
[0202]
В настоящей заявке описаны предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения, включая наилучший из известных авторам изобретения путь осуществления настоящего изобретения. Варианты указанных предпочтительных вариантов реализации могут быть понятны среднему специалисту в данной области техники при прочтении вышеизложенного описания. Авторы изобретения полагают, что специалисты в данной области техники соответствующим образом смогут применить указанные варианты, и авторы изобретения ожидают, что настоящее изобретение может быть практически реализовано иначе, чем конкретно описано в настоящем документе. Следовательно, настоящее изобретение включает все модификации и эквиваленты предмета настоящего изобретения, указанного в прилагаемой формуле изобретения, как разрешенные применяемым законодательством. Кроме того, любая комбинация вышеописанных элементов во всех возможных их вариантах включена в объем настоящего изобретения, если иное не указано или явно не предписывается контекстом.