КОНСТРУКЦИЯ ВНУТРЕННИХ СТЕН ЗДАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ СУХИЕ СТЕНОВЫЕ ПАНЕЛИ, И ПРИМЕНЯЕМЫЙ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ СТЕН СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ
STRUCTURE OF INTERIOR WALLS OF BUILDING, USING DRY WALL PANELS, AND USED FOR COATING OF WALLS CONNECTIVE MATERIAL

Область изобретения
Предлагаются совместимые системы нанесения покрытий и соединительного материала для стеновых панелей без кладки, что позволяет облегчить их установку, а также предлагаются новые виды покрытий и приведены их составы. Предложен улучшенный способ создания внутренних конструкций стен, включая их покрытие и соединение панелей, а также конструкций внутренних систем с использованием покрытий.
Предпосылки создания изобретения
Внутренние стены квартиры обычно устанавливаются с использование боковых стен и плоских предварительно заготовленных панелей, собираемых с помощью крепящих соединений, таких, например, как герметик. В качестве материалов для панелей используется волокно на основе гипса, цемент, гипсовые и цементные панели и т.п. Чаще заготовленные плоские элементы крепятся к стенам с помощью гвоздей и шурупов, а места соединения прикрываются с использованием соединительного материала. Предварительно изготовленные элементы собираются вместе по возможности с соединительным материалом швами, обработанными герметиком, кроме того, наносится покрытие на поверхность с целью получить сравнительно ровную и плоскую наружную поверхность, включая и швы.
После окончания сборочных работ предстоит окончательная отделка всей полученной площади, т.е. предстоит нанести один или более слоев краски или предварительный и чистовой слои покрытия на все полученные элементы сборки, включая соединительные материалы. В основном это связано с разным цветом или оттенками полученных изделий. Из всей видимой поверхности квартиры стеновые панели особенно нуждаются в подготовке прежде, чем квартира будет украшена одним или двумя слоями пленочного покрытия поверх краски или лака или обоев.
Подготовка операции приводит к значительным затратам по сравнению, например, со стоимостью строительства всего здания. В некоторых случаях этого недостаточно для создания декоративного пространства в одном стиле, особенно, если принять во внимание физико-механическую разницу между стеновым элементом и соединительным материалом.
3
Предложен состав покрытия для применения с сухими стенами и для систем с сухими стенами, который упрощает установку внутренних стен за счет существенного уменьшения необходимости конечного слоя покрытия на сухой стене. В данной реализации изобретение обеспечивает конструкторскую сборку для внутренних стен, включающую (i) покрытые пленкой элементы сухих стен, содержащие элементы сухих стен, из которых хотя бы один имеет один слой покрытия, имеющий в составе воду, связующее вещество, наполнитель, содержащий по весу по крайней мере около 60% СаСО, нецеллюлозный сгуститель, и (ii) по крайней мере, один соединительный материал, соединяющий покрытые пленкой элементы сухих стен с образованием существенно плоской наружной поверхности.
В данной реализации изобретение обеспечивает внутреннюю конструкцию системы, включающей (i) один или более элементов изготовленных ранее элементов сухой стены; (ii) один слой покрытия, нанесенный на один или более заготовленных элементов сухой стены из состава покрытия, включающего воду, связующее вещество, минеральный наполнитель и нецеллюлозный сгуститель, и (iii) и по крайней мере один соединительный материал для сборки одного или более изготовленных ранее элементов сухих стен в виде существенно плоской наружной поверхности, причем после высыхания соединительный материал по существу соответствует пленочному покрытию.
3
В данной реализации изобретение обеспечивает способ конструирования внутренних стен, включающий (i) изготовление покрытых пленкой элементов сухих стен, у которых покрытые пленкой элементы имеют покрытие, образованное из состава, включающего воду, связующее вещество, наполнитель, содержащий по крайней мере около 60% по весу СаСО и нецеллюлозный сгуститель, причем покрытие имеет хотя бы один слой и нанесено на предварительно изготовленные элементы специализированным устройством; (ii) крепление рядом с заготовленными элементами сухих стен в виде соединительного материала и (iii) высушивание соединительного материала.
В данной реализации изобретения предлагается способ создания внутренних стен, включающий (i) изготовление покрытых пленкой элементов сухих стен, причем покрытые пленкой, предварительно изготовленные элементы сухих стен имеют хотя бы один слой покрытия, нанесенный на предварительно изготовленные элементы сухих стен специализированным устройством с использованием состава покрытия, содержащего воду, связующее вещество, минеральный наполнитель и нецеллюлозный сгуститель; (ii) крепление рядом с заготовленными элементами по крайней мере одного соединительного материала, причем соединительный материал в сухом состоянии совпадает существенно по характеристикам с пленочным покрытием и (iii) высушивание соединительного материала.
3
В данной реализации изобретение предлагает состав покрытия для сухих стен, содержащий воду, связующее вещество, наполнитель с содержанием СаСО по крайней мере около 60% по весу и нецеллюлозный сгуститель.
3
В данной реализации изобретение предлагает покрытый пленкой элемент сухой стены, по крайней мере, с одним слоем покрытия, причем состав покрытия содержит воду, связующее вещество, наполнитель с содержанием СаСО по крайней мере около 60% по весу и нецеллюлозный сгуститель.
Относительно характеристик описанных выше реализаций изобретения могут быть сделаны следующие замечания:
3
- наполнитель содержится в количестве, по крайней мере около 60%, предпочтительно 75% СаСО по весу;
- связующее вещество содержится в количестве от 0,5 до 30%, предпочтительно 15%;
- связующим веществом является латекс, предпочтителен акриловый латекс;
- состав покрытия включает от 40 до 70% наполнителя по весу, предпочтительно от 45 до 65% по весу;
- далее наполнитель содержит карбонат магния, доломит, гипс, ангидрит или их смеси;
- сгуститель присутствует в количестве от 0,05 до 50% по весу, предпочтительно от 0,1 до 5,0% по весу;
- сгуститель содержит сополимеры акриловой кислоты и акрилового эфира;
- состав покрытия включает также диспергатор предпочтительно от 2,0 до 9,0% по весу диспергатора;
- диспергатором является полиакрилат натрия;
- в состав покрытия входит от 0,1 до 20% по весу вещество, предотвращающее растрескивание;
- в состав покрытия входит от 0,1 до 5% по весу рабочее вещество;
- веществом, предотвращающим растрескивание, является слюда;
- рабочее вещество - глина;
- вода добавляется в количестве, обеспечивающем вязкость от 250 до 1200 сП, более предпочтительна вязкость от 300 до 450 сП;
- по крайней мере один соединительный материал и одно пленочное покрытие образуют в сухом состоянии по существу однородную наружную поверхность на по существу плоской наружной поверхности;
- существенно однородная наружная поверхность характеризуется степенью обработки 5;
- по крайней мере один из параметров группы, характеризующей цвет, коэффициент отражения и поверхностное поглощение воды, существенно однороден на плоской наружной поверхности;
- по крайней мере один соединительный материалов и одно пленочное покрытие имеют в сухом состоянии одинаковое поверхностное поглощение воды;
- как показывают измерения по капельной методике по крайней мере один соединительный материал и одно пленочное покрытие в сухом состоянии показывают наличие поверхностного поглощения воды по крайней мере 45 минут;
- по крайней мере один соединительный материал и одно пленочное покрытие показывают наличие поверхностного поглощения воды, как показывают измерения по капельной методике, по крайней мере 15 минут в сухом состоянии;
- элементы сухой стены являются плоскими промышленными заготовками;
- плоские заготовки выполнены из гипсовой стеновой панели;
- элементы сухой стены имеют сердцевину, выполненную из листового материала или гипса, имеющего по крайней мере один слой бумажного покрытия и защитный слой, образованный хотя бы одним слоем пленочного покрытия, нанесенного на предыдущий слой;
- толщина высохшего слоя пленочного покрытия находится в пределах 5-60 мил (127-1524 мкм);
- пленочный слой наносится на заготовку элемента сухой стены специальным устройством;
- пленочный слой наносится на заготовку элемента сухой стены распылением в процессе изготовления элемента сухой стены;
- соединительный материал содержит, в основном, те же твердые вещества, что и в составе покрытия, вместе с тем количество воды в соединительном материале на 10-60% меньше, чем в составе покрытия;
- соединительный материал содержит от 25 до 45% воды, от 40 до 70% минерального наполнителя, который может быть таким же или отличаться от минерального наполнителя в составе покрытия, от 1,0 до 3,0% предотвращающего растрескивание вещества, от 1,0 до 4,0% глины, от 0,1 до 1,0% сгустителя и вещества, задерживающего воду, от 1,0 до 5,0% талька, от 0,5 до 20%, предпочтительно 3%, связующего вещества, которое то же или отличается от вещества в составе покрытия, и от 0,1 до 1,0% крахмала;
- сгуститель и задерживающее воду вещество в соединительном материале содержат гидроксилпропилметилцеллюлозу;
- соединительный материал содержит 50-85% минерального наполнителя, который может быть тем же или отличаться от минерального наполнителя в составе покрытия;
от 1 до 20% органического связующего вещества, растворимого в жидкой фазе; от 1 до 15% вещества на основе силикатов; 0,2-5% гидрофобного вещества, являющегося производным силикона; 0,05-5% поливинилового спирта и воду в количестве, недостающем до 100% состава;
- соединительный материал содержит связующее вещество, при этом связующее вещество в составе покрытия и в соединительном материале одно и то же.
Подробное описание предпочтительного варианта реализации изобретения
Состав покрытий и принятые производственные меры при нанесении покрытий и при создании соединительных материалов позволили повысить эффективность установки сухих стен и улучшили текстуру, а также повысили качественные характеристики таких показателей, как абсорбционные характеристики, износоустойчивость, эффективности обработки материалов и, самое главное, эффективности работы системы. Сухие стены с покрытием производятся с использованием состава покрытий, соединительных материалов и разработанных способов, что позволило получить такое качество поверхности сухих стен, что в некоторых разработках оно по существу приближается к уровню 5 по конечному качеству пленочного покрытия. В данной работе при оценке качества поверхности используются Уровни Качества Поверхности Панелей из Гипса ГА 214-96: РЕКОМЕНДУЕМЫЕ УРОВНИ ОБРАБОТКИ ПАНЕЛЕЙ ИЗ ГИПСА, опубликованные в 1996 г. (Recommended Eevels of Gypsum Board Finish publisced in 1996). Обработка уровня 5, как типичная, рекомендуется для местностей с плохим освещением и местностей, где стены в квартирах должны иметь зеркальную, полузеркальную, эмалевую отражательную способность или яркую окраску.
Используемый здесь термин «сухая стена» означает любую структуру стены, в особенности предназначенную для использования внутри помещений, причем структура стены может быть обработанным или необработанным материалом и включает волокнистые панели из гипса или цемента, цементные панели для стен, панели из листового материала и им подобные. Сухие элементы для стен в типичном случае сделаны из гипса или имеют пластинчатую структуру сердцевины в виде сэндвича, или лицевую сторону из бумаги или картона и произведены как листы и могут быть прикреплены к стеновым рамам гвоздями или шурупами. Сухая стена имеет обычно наружную сторону, обращенную внутрь жилища, так что имеет видимую наружную поверхность, которая может быть декорирована.
Обычно принято, что один из листов бумаги, используемый при формировании элементов сухой стены, имеет темную окраску, которая может меняться от серой до коричневатой, поскольку она состоит из волокон целлюлозы, которые не подверглись никакой особой обработке. Традиционно эту так называемую серую бумагу получают из неочищенной химической пульпы и/или из механической пульпы, и/или из термомеханической пульпы, и/или из полухимической пульпы. Под механической пульпой обычно понимают пульпу, полученную целиком механическими средствами из различных сырых материалов, в основном из дерева в виде отходов, таких как картонные коробки, обрезков упаковочной бумаги и/или старых газет. Под термомеханической пульпой понимают пульпу, полученную тепловой обработкой, за которой следует механическая обработка сырья. Под полухимической пульпой подразумевают пульпу, полученную удалением некоторых нецеллюлозных компонентов из сырья посредством химической обработки, что требует последующей механической обработки с целью размельчения волокон.
Другая сторона элемента сухой стены имеет видимую поверхность, называемую лицевой, которая может быть по цвету гораздо светлее, чем серый лист. Чтобы получить этот светлый оттенок, слой или слои лицевой стороны сделаны из химической пульпы, если она достаточно очищена, состоит из переработанных и/или новых целлюлозных волокон, и/или из механической пульпы, если она хорошо очищена. Под химической пульпой понимается пульпа, полученная удалением очень большой части нецеллюлозных компонентов из сырья химической обработкой, например варкой с подходящими химическими веществами, например, такими как сода или бисульфаты. Когда эта химическая обработка завершается очисткой, исключается большая часть окрашенных компонентов, также как веществ, которые подвергаются со временем разложению и дают неприятные желтые оттенки в присутствии, например, линина. Покрытию обычно подвергается эта сторона сухой стены, однако покрытие может быть нанесено на любой тип бумаги или наружную поверхность, используемую при производстве сухой стены, включая газетную бумагу и нечто подобное. Соединительный материал применяется после установки, чтобы закончить конструкцию внутренних стен, используя покрытые элементы сухих стен. Обычно покрытие наносится на все или часть поверхностей сухой стены во время ее изготовления или после установки внутри помещения. Покрытие имеет состав, совместимый с соединительным материалом, и наносится как пленочное покрытие относительно малой толщины на видимую поверхность сухой стены. Может быть нанесен один или более слоев. Покрытие обеспечивает практически однородное качество поверхности сухой стены даже после применения соединительного материала, если оно произведено по правилам. Характеристики покрытия таковы, что покрытие и другие материалы, особенно соединительные материалы, используемые при установке сухой стены, не нарушают общего однородного качества поверхности. Установка сухой стены упрощена, поскольку теперь не потребуются дополнительные покрытия, такие как окраска или окончательная отделка, перед использованием стены в интерьере помещения. В частности, приведенные выше предпочтительные способы подготовки сухой стены не потребуют нанесения дополнительных покрытий для получения качества отделки 5. Любой коммерчески доступный соединительный материал может быть использован для завершения отделки помещения, в котором установлены сухие стены с пленочным покрытием. В одной из приведенных выше реализаций использованы описанные здесь соединительные материалы для завершения отделки помещений, в которых установлены сухие стены с покрытием. Соединительные материалы могут быть использованы по своему прямому назначению, например соединяющие смеси, изолирующие покрытия, соединяющие покрытия и т.д.
После того как стали совместно использоваться покрытия и система соединительных материалов с сухими стенами, возникла единая плоская поверхность, включающая поверхность соединительного материала и поверхность покрытых пленкой элементов сухих стен. При необходимости поверхность может быть сделана более привлекательной наложением краски или обоев.
Состав покрытия
Покрытие обеспечивает сглаживание текстуры сухой стены, так что волокна, обычно видимые под грунтовкой или краской, после установки сухой стены мало заметны. Кроме того, покрытие меняет характеристики сухой стены, создавая поверхность с поглощательной способностью, более близкой к поверхности сухого соединительного материала, что визуально делает поверхность более однородной. Кроме того, покрытие делает поверхность более износоустойчивой, так что появление, например, песчинок на соединительном материале не портит легко или повреждает покрытие. Таким образом, покрытие позволяет получить прочную поверхность с достаточно гладкой структурой и поглощательной способностью, хорошо совместимой с соединительным материалом. Покрытие в типичном случае является высыхающим типом покрытия и в состав покрытия входит вода, минеральный наполнитель, связующее вещество и сгуститель. В состав покрытия желательно также включение диспергатора. Вода включается в количестве, обеспечивающем подходящую вязкость составу покрытия, так что состав покрытия может быть использован любым желаемым способом на материале сухой стены. Минеральный наполнитель может быть любым известным для использования в составах поверхностных покрытий или их комбинациях. Желательно, чтобы минеральный наполнитель был светлого оттенка, даже белый, желательно с распределением размеров зерен или частиц в пределах примерно 5-35 мкм и при среднем их диаметре D50, что определяется с использованием техники рассеяния света. Слишком большой размер зерен наполнителя приводит к увеличению дефектов всей поверхности, такому как к отражению света поверхностью покрытия, отличному от поверхности сухой стены, что приводит к разнице в тоне и яркости тени. Слишком большой размер зерен приводит также к отличиям в физическом восприятии, которые связаны с различиями в шероховатости между панелью и покрытием. Желательно, чтобы минеральный наполнитель содержал более чем 60% карбоната кальция, предпочтительнее более 75% и еще предпочтительнее более 90% карбоната кальция. Другие наполнители также могут быть использованы в меньших количествах, это такие как карбонат магния, доломит, гипс, ангидрит и подобные. В качестве примера укажем наполнитель с карбонатом кальция, такой как Pulprol5 от OMYA. Минеральный наполнитель содержит от 40 до 70% общего веса состава покрытия. Желательно, чтобы минеральный наполнитель занимал 45-65% общего веса состава покрытия.
Желательно включение в состав покрытия диспергатора. Диспергатор обеспечивает сцепление состава, поддерживая его во взвешенном состоянии, даже когда вязкость состава покрытия сравнительно низка для материала покрытия. Диспергатор может включать любые диспергаторы или их смеси, которые действуют эффективно, желательно полиакрилатовую или полимеракрилатовую соль или их смеси, предпочтительно соль полиакрилата, такую как полиакрилат натрия. Например, могут быть использованы Acumer 9300 или Acumer 9400 производимые фирмой Ром энд Хаас (Rohm and Haas Company).
Желательно, чтобы диспергатор составлял 0,5-15,0% от общего веса состава покрытия. Предпочтительно, чтобы диспергатор составлял 1,0-5,0% от общего веса состава покрытия. Состав покрытия также включает органическое связующее вещество, желательно диспергирующее в жидкой фазе. Желательное его количество 0,5-30%, желательнее 0,5-15,0% и предпочтительнее 1,0-4,0% от общего веса состава покрытия. Желательно, чтобы оно обеспечило покрытию достаточную гибкость для сопротивления механическим напряжениям и имело достаточную адгезионную способность для сцепления со всей поверхностью и хорошую способность выдерживать ультрафиолетовое облучение. Вдобавок, после нанесения покрытия, связующее должно способствовать затвердению поверхности.
Связующим веществом в составе покрытия преимущественно является латекс или смеси таких веществ. В описываемом предпочтительном варианте реализации изобретения связующим веществом является акриловый латекс. В качестве примера укажем, что может быть использован акриловый латекс АС-630 от компании Ром энд Хаас (Rohm and Haas.) В состав покрытия также входит сгуститель, который обеспечивает увеличение вязкости и помогает поддерживать компоненты состава покрытия во взвешенном состоянии. В качестве сгустителя предпочтителен прежде всего нецеллюлозный сгуститель или смеси таких сгустителей. В некоторых других реализациях изобретения в составе покрытия могут использоваться сгустители, известные как целлюлозные сгустители, как часть смеси сгустителей. В качестве примера укажем, что нецеллюлозные сгустители, обычно идентифицируемые как щелочные растворимые эмульсии или гидрофобикалли, также могут использоваться модифицированные щелочные растворимые эмульсии. Более желательно, что сгустителем является полимерный нецеллюлозный сгуститель, такой как полиакрилат, особенно сополимер акриловой кислоты и акрилового эфира. Например, могут использоваться ASE-60, полиакрилат категории щелочной растворимой эмульсии или ТТ-615, полиакрилат гидрофобно модифицированной щелочной растворимой эмульсии, оба от компании Ром энд Хаас (Rohm and Haas).
Обычно сгуститель используется в пропорции от 0,05 до 50% и предпочтительно от 0,1 до 5,0% от общего веса состава покрытия.
В добавление к воде, минеральному наполнителю, диспергатору, связующему веществу и сгустителю должно быть включено в состав покрытия по крайней мере еще одно рабочее вещество, в частности глина, в соотношении от 0,1 до 5,0%, желательно от 1,0 до 2,0% от общего веса состава. Желательно, чтобы это рабочее вещество было одним или несколькими производными силиката и предпочтительно чтобы это была глина типа аттапульгит, такая как М8214 от Энгельгарта (Engelhard).
Материал против растрескивания также желателен в составе покрытия. Такие материалы известны специалистам и могут включать такие материалы, как слюда. Например, может быть использована слюда MW 200 от Oglebay Norton. Материал против растрескивания может быть представлен в количестве от 0,1 до 20% от веса состава. Желательно, чтобы его количество находилось в пределах 1,0-2,0% от полного веса состава.
Другие компоненты, такие как биоцид, вещества, препятствующие пенообразованию, консерванты, вещества для обработки воды и пигменты могут быть также включены в состав покрытия обычным способом. Например, вещество для обработки воды может быть необходимым для регулирования рН состава покрытия в зависимости от состава используемой воды или конечного использования самого состава. Такими веществами для обработки воды могут быть бикарбонаты, используемые в некоторых реализациях изобретения для получения рН выше 8. Консерванты также известны из опыта и включают такие вещества, как гексагидро-1,3,5-трис(2-гидроксилэтил)-сим-триазин. Как пример, может быть использован Troysan 165 от корпорации Troy. Добавочные компоненты, такие как биоцид, вещества, препятствующие пенообразованию, консерванты, вещества для обработки воды и пигменты обычно используются в сравнительно небольших количествах, обычно менее 1,0% от общего веса состава. Состав покрытия, как пример, может быть приготовлен, соединяя первую часть воды со связующим веществом и диспергатором и перемешивая смесь. Если необходимо добавить вещество для обработки воды, например бикарбонат, это вещество может быть добавлено на первом этапе смешивания. Вязкость состава на первом этапе должна быть по возможности самой большой и поддерживаться как можно дольше с целью эффективной оптимизации процесса смешивания.
После достаточного перемешивания связующего вещества и диспергатора с первой частью воды добавляется минеральный наполнитель, такой как карбонат кальция, а затем слюда и глина. Если должен быть использован консервант, он может быть добавлен на этом шаге вместе с возможными другими компонентами, известными опытным специалистам. Состав покрытия снова перемешивается перед добавлением сгустителя. Остающуюся воду желательно добавлять последней, однако, если смесь для состава покрытия после добавления минерального наполнителя имеет большую вязкость, т.е. получилась очень густой, может быть добавлено некоторое количество воды перед использованием сгустителя. Любое количество оставшейся воды может быть добавлено после сгустителя.
В типичном случае вязкость состава покрытия будет от 250 до 1200 сП, более желательны величины в пределах от 300 до 450 сП, как это было определено Бруклидским измерителем вязкости при комнатной температуре. Например, вязкость состава покрытия может быть измерена, используя Т-образный шпиндель номер S91 с числом оборотов 100 в минуту. Вязкость соединительного материала может быть измерена, например, используя Т-образный шпиндель S94 с числом оборотов 2,5 в минуту.
Состав покрытия преимущественно используется на изготовленных элементах сухих стен, преимущественно на плоских изготовленных элементах, таких как волокнистая гипсовая панель, волокнистая цементная панель, гипсовых стеновых панелях, гипсовых панелях и подобных материалах.
Состав покрытия преимущественно используется как покрытие или пленочное покрытие относительно малой толщины на наружной поверхности сухой стены, собранной из готовых элементов. Покрытие может быть нанесено до или после того, как сухая стена пройдет сушилку. Желательно, однако, что покрытие будет нанесено до сушки, так что покрытие может сушиться одновременно с сердцевиной.
Пленочное покрытие может быть нанесено, например, на предприятии изготовителя с использованием накатки (валиком), шторкой, вакуумным покрытием, напылением или подобным способом с помощью специального устройства на заготовку элемента, так что заготовка элемента доставляется на место сборки уже с нанесенным пленочным покрытием. Альтернативно состав покрытия может быть доставлен потребителю для нанесения покрытия на сухую стену или панели после того, как они будут установлены на место в процессе внутренней сборки.
Пленочное покрытие, наносимое с использованием состава для покрытия, обеспечивает существенно однородную или плоскую поверхность с соединительным составом, использованным при установке сухой стены или панелей с нанесенным пленочным покрытием. Состав покрытия преимущественно наносится с использованием распыляющего устройства, которое используется в стандартных условиях для нанесения покрытия на панель. Размеры, скорость вращения, подача, температура и любые другие рабочие условия находятся в пределах компетенции работника со средним профессиональным навыком.
В выбранном устройстве покрытие наносится на производственной линии для панелей.
Упомянутая производственная линия может включать (1) конвейер для перемещения гипсовых панелей по линии; (2) рукоятку с распылителем, с осью вращения на одном конце для обеспечения вращательного перемещения рукоятки; (3) основную раму рядом с конвейером; (4) опору для оси вращения, установленную на основной раме, так что рукоятка с распылителем может быть развернута от рабочего положения, перемещаясь над конвейером в сторону основной рамы в нерабочее положение; (5) множество распылительных сопел, установленных на распылительной рукоятке, для распыления покрытия над находящейся на конвейере гипсовой панелью и (6) систему помп на раме для подачи покрытия к множеству распылительных сопел. Как пример можно указать, что такой материал для сухой стены, как гипсовая панель, готовится согласно стандартным процедурам, включая укладку жидкого кальцинированного теста между двумя листами. Способы изготовления панелей из гипса, включая панели из гипса с покрытием, описаны, например, в WO-A-02058902, полностью приведенные здесь для ссылок. Состав для покрытия может быть нанесен после того, как тесто осядет, но прежде, чем гипс полностью высохнет. Затем гипсовая панель сушится в стандартной сушилке вместе с покрытием. Было обнаружено, что покрытие достаточно проницаемо, чтобы влага удовлетворительно удалялась через бумагу и покрытие, находящееся на ней. Непроницаемое для влаги вещество, нанесенное на бумажное покрытие гипсовой панели, при влажной еще сердцевине могло бы вызвать отделение или расслоение бумажного листа при вытяжке влаги в сушилке. Оказалось, однако, что состав покрытия позволил его успешное применение при изготовлении сухой стены без заметного негативного влияния на процесс сушки материала сердцевины или на время его сушки в целом. Конечная толщина покрытия в сухом состоянии зависит от состава покрытия и составляет обычно от 5 и 60 мил (от 127 до 1524 мкм), предпочтительно она находится примерно между величинами 10-15 мил (254-381 мкм).
3
В одном варианте реализации изобретения соединительный материал также основан на системе, включающей воду, связующее вещество, сгуститель, диспергатор и наполнитель на основе СаСО в количествах, дающих в результате материал со свойствами, подходящими для соединительного материала, и которые позволяют получить поверхность, по существу подобную поверхности покрытия в отношении текстуры и поглощательной способности, и тем самым в их сухом состоянии получить уровень окончательной отделки поверхности 5 без использования пленочного или финального покрытия.
Таким образом, финальное пленочное покрытие может быть исключено при подготовке стены, сберегая время и деньги при создании внутренних стен. Предпочтительно, чтобы соединительный материал использовался, как описано ниже. В других предпочтительных реализациях может использоваться соединительный материал, как описано в патентах США (U.S. Patent Application Publication Nos. 2003/0153651 and 2003/0084633), где он полностью раскрыт. Выбор соединительного материала, используемого совместно с покрытием, может быть сделан так, что в сухом состоянии соединительный материал существенно согласуется по своим характеристикам с покрытием, нанесенным на элемент сухой стены или панель. Поскольку состав соединительного материала покрытия подобран так, чтобы соответствовать друг другу, соединительный материал и покрытие образуют в сухом состоянии существенно однородную наружную поверхность, имеющую в основном на всей своей поверхности по меньшей мере один из параметров, входящих в группу, включающую окраску, коэффициент отражения и поверхностное поглощение воды, существенно однородный по всей поверхности. Например, по крайней мере один из параметров отличается не более чем на 10%, а в лучшем случае не более чем на 5%, в различных частях всей поверхности, так что по крайней мере однородность достигнута 90%, а в лучшем случае 95%. Другими словами, как пример, когда соединительный материал и ранее изготовленные элементы являются сухими, по крайней мере один из параметров видимой поверхности соединительного материала может отличаться не более чем на 10%, а в лучшем случае не более чем на 5%, от соответствующего параметра видимой поверхности поставляемого готового элемента. Соответственно каждый параметр может быть изменен так, чтобы быть, по крайней мере, на этом уровне. Характеристики поверхностей можно сравнить с помощью следующих тестов. (А) Цвет. Девиации цвета дельта Е* измеряются на спектрокалориметре согласно стандарту ДИН 6174 при угле 8 градусов, применяется источник света Д65 с широким спектром, включенным в систему L*, а*, b*, в которой L* - яркость, а* представляет переход зеленого к красному, b* представляет переход от голубого к желтому. Точка Е* в этой системе является функцией L*, а*, b*, она определяет калориметрию образца, и девиация измеряется относительно точки отсчета. В общих терминах, девиация больше 2 становится различимой для невооруженного глаза. (В) Степень белизны или коэффициент отражения R, определяется согласно стандарту NFQ 03038 на волне 457 нм. Степень белизны или коэффициент отражения представляет отраженное излучение исследуемого тела и отражателя диффузионного типа при тех же условиях. Предпочтительная белизна между 70 и 80%, еще предпочтительнее между 72 и 76%. (С) Поглощение поверхностью воды определяется капельным тестом. Капля дистиллированной воды объемом примерно 0,05 куб.см при температуре 23 град. Цельсия помещается на поверхность (с влажной атмосферой). Важно, чтобы капля размещалась, а не падала с разных высот, что неизбежно приведет к ее разрушению в той или иной степени и соответственно фальсифицирует результаты. Длительность в минутах (время исчезновения глянцевого пятна) представляет поверхностное поглощение испытуемой площади. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения соединительный материал и покрытие показывают в основном одинаковое поверхностное поглощение или поглощаемость воды. В одном случае поверхностное поглощение воды, измеренное с помощью капельного теста, составляет величину по крайней мере 15 минут как для соединительного материала, так и для панели, предпочтительно 45 минут и наиболее предпочтительное 60 минут. Соединительный материал и покрытие показывают по существу одинаковый колер и/или коэффициент отражения. В другом случае оба, и соединительный материал, и панель, имеют поверхностное поглощение воды согласно капельному тесту по крайней мере 45 минут, предпочтительнее 60 минут, причем их значение измерения может отличаться более чем на 10%.
Подходящий соединительный материал может согласно предыдущему описанию и/или он может быть выбран из представленных ниже реализаций изобретения.
Соединительный материал - предпочтительная реализация №1
В одной из реализаций соединительный материал, использующийся предпочтительно с описанным покрытием, использует компоненты состава этого покрытия. Так, соединительный материал в этой реализации содержит воду, минеральный наполнитель, связующее вещество, сгуститель и при необходимости диспергатор. Этот соединительный материал создает поверхность практически с теми же характеристиками, что и покрытие в отношении текстуры и поглощательной способности. Это дает возможность получить после высыхания этих материалов уровень отделки их поверхностей 5 без последующего нанесения на эти поверхности пленочного или отделочного покрытий. Это позволяет сберечь время и деньги при установке внутренних стен.
Соединительный материал описанного выше варианта направлен на предпочтительное использование компонентов состава покрытия, но с изменениями в процентном содержании каждого компонента с учетом необходимых характеристик материала. Поскольку соединительный материал и состав покрытия содержат в основном одни компоненты, их свойства совместимы, что и позволяет получить желаемую существенно однородную поверхность конструкции сухих стен.
Предпочтительно, чтобы соединительный материал в этом варианте содержал примерно 40-70% минерального наполнителя, в котором больше 60% карбоната кальция, от 0,5 до 30%, предпочтительно 15% связующего вещества, от 0,05 до 50% нецеллюлозного сгустителя, предпочтительно 0,5-15,0% диспергатора, 0,1-5,0% рабочего вещества и препятствующего растрескиванию 0,1-20% вещества, все по весу состава. Остальные компоненты добавляются в минимальных количествах. Вода добавляется до 100%.
Вода присутствует в соединительном материале в количестве, способном обеспечить подходящую вязкость соединительному материалу, такую, что соединительный материал может быть применен любыми желаемыми способами для осуществления сборки элементов сухой стены. Так как в типичном случае соединительный материал имеет большую вязкость, чем компонентная смесь покрытия, он преимущественно будет содержать меньше воды, чем состав покрытия. Состав покрытия может, в выбранной конфигурации, быть разбавленной версией соединительного материала. Например, по сравнению с соединительными материалами, особенно с некоторыми его разновидностями, покрытие в момент нанесения (например, покрытие наносится на заготовленные ранее элементы или при сборке заготовок с пленочным покрытием) будет содержать больше воды, чем изначально присутствует в соединительном материале. Покрытие в общем случае содержит добавочное количество воды, например около 10-60%, в благоприятном случае от 15 до 40%, предпочтительно 25%. На эти проценты воды больше в покрытии, чем ее содержится в соединительном материале в начальный момент. Под последним понимается количество воды в тот момент, когда соединительный материал накладывается на заготовки элементов стены с нанесенным пленочным покрытием и пока он еще не высох. В наиболее предпочтительном варианте изобретения соединительный материал и состав покрытия имеют существенно одинаковый набор твердых компонентов, но в момент применения твердого вещества в составе покрытия его меньше, чем в соединительном материале. Итак, в этом предпочтительном варианте существенно тот же наполнитель, сгуститель и связующее вещество, а также другие возможные компоненты состава покрытия присутствуют в соединительном материале.
Соединительный материал - предпочтительная реализация №2
В этой реализации соединительный материал содержит воду, минеральный наполнитель, связующее вещество, сгустители, реологические вещества и вещества, препятствующие растрескиванию.
В качестве наполнителя могут использоваться известные наполнители, такие как карбонат кальция, карбонат магния, доломит, гипс, ангидрит и подобные, а также их комбинации. Предпочтительно, чтобы наполнитель состоял из по крайней мере 60% карбоната кальция. Наполнителем может быть, например, Pulprol5.
Связующим веществом может быть акриловый полимер, обычно используемый в качестве связующего вещества. Примером такого подходящего связующего вещества является АС630 от компании Ром и Хаас (Rohm and Haas).
Сгустители и реологические вещества могут быть выбраны из одного или ряда силикатных соединений или крахмалов. В частности могут использоваться одна или более глин, таких как аттапульгит. Например, могут использоваться Энгельгард (Engelhard) M8214 или Аттагель (Attagel) 30.
Другой силикат, тальк, может также с успехом использоваться в качестве реологического вещества, особенно в соединении с одной или более глинами. Например, может быть использован Люценак (Luzenac) ТС 100. Крахмал также может использоваться как дополнительный сгуститель и реологическое вещество. Может также использоваться Старпол (Starpol) 136, 767 или 600, амилопектин водород фосфат 2-гидроксилпропил эфир. В данной реализации соединительный материал в качестве реологического и сгущающего веществ содержит и глину, и тальк, и крахмал.
Также используется в качестве сгущающего и удерживающего воду такое вещество, как соединение целлюлозы или смесь соединений целлюлозы. Подходящие соединения включают гидроксипропил метилцеллюлозные соединения, такие как Дау Кемикал Метоцел (DowChemical Methocel) 240S, Метоцел (Methocel) 40320 или Самсунг (Samsung) PMC40US.
Веществом, предупреждающим растрескивание, может быть любое, применяющееся для этой цели. Предпочтительным является слюда, такая как Джорджия Минерал (Georgia Mineral) SG75 или Оглибей Нортон (Oglebay Norton) MW200. Предпочтительный состав соединительного материала содержит:
вода - от 25 до 45%
наполнитель - от 40 до 70%
антирастрескиватель - от 1,0 до 3,0%
глина - от 1,0 до 4,0%
сгуститель и удерживающее воду вещество - от 0,1 до 1,0%
тальк - от 1,0 до 5,0%
связующее вещество - от 0,5 до 20%, предпочтительно - от 0,5 до 3,0%
крахмал - от 0,1 до 1,0%
Соединительный материал - предпочтительная реализация №3
В другой реализации изобретения соединительный материал описан в заявке на патент США U.S. Patent Application No. 2003/0153651, включенной сюда в виде полной ссылки, может рассматриваться как соединительный материал. Соединительный материал или штукатурка, описанные в публикации 2003/0153651, имеет следующий состав:
минеральный наполнитель - от 50 до 85%
органическое связующее вещество, обладающее дисперсией в жидкой фазе - от 1 до 20%
вещество на силикатной основе - от 1 до 15%
гидрофобное вещество, производное силикона - от 0,2 до 5%
поливиниловый спирт - от 0,05 до 5%
вода до 100%
50
В качестве минерального наполнителя может использоваться любой минеральный наполнитель, обычно используемый при производстве соединительных смесей или штукатурки. Генерально минеральный наполнитель будет иметь светлый оттенок, предпочтительно белый, средний диаметр D, размеры зерен которого лежат между 5 и 30 микронами, как определено техникой рассеянного света, так что соединительный материал после высыхания дает гладкую поверхность, соответствующую лицевой стороне панели.
Как примеры минерального наполнителя можно упомянуть карбонат кальция, безводный сульфат кальция, карбонат магния, доломит, кремнеземы, силикаты, алюминаты и другие подобные материалы.
3
Преимущественно используется карбонат кальция СаСО.
Минеральный наполнитель занимает по весу от 50 до 70% от полного веса соединительного материала.
Согласно одному из исследований состава соотношение по весу между связующим веществом и веществом на силикатной основе находится между 0,5 и 2. Согласно одной реализации изобретения соотношение по весу между связующим веществом и гидрофобным веществом находится в пределах от 1,5 до 10.
Согласно наиболее успешной реализации изобретения минеральный наполнитель включает еще перлит, желательно расширяющийся, и еще более предпочтительно гидрофобный перлит. Доля перлита обычно находится в пределах 2-5%. Поскольку органическое связующее вещество является дисперсионным в жидкой фазе, упомянуты могут быть также поливинилацетатные гомополимеры (с пластификатором или без пластификатора), этилен/винилацетатные сополимеры (с пластификатором или без EVAs), этилен/винилверсатат сополимеры, винилацетат/винилверсатат сополимеры, полиакрилаты, винилацетат/акриловые сополимеры, стирен/акриловые сополимеры, стирен/бутадиеновые сополимеры, винилацетат/винилверсатат/винилмалеат терполимеры, винилацетат/винилверсатат/акриловые терполимеры, акриловые терполимеры, акриловые полимеры или гомополимеры, а также их смеси. Желательное количество связующего органического вещества лежит в пределах 2-12% от общего веса соединительного материала.
При использовании веществ на основе силикатных соединений (отличающихся от минерального наполнителя) желательно включение в состав талька и/или слюды, и/или глины.
Предпочтительное количество веществ на основе силикатных соединений лежит в пределах 3-10% от общего веса соединительного материала.
Гидрофобное вещество является производным силикона. В качестве производных силикона можно упомянуть силиконаты, силаны, гидрированные силиконовые масла, силиконовые эмульсии, аминосиликоновые эмульсии, алкилсилоксановые полимеры, такие как гидрогенометилполисилоксан и аминированный полидиметилсилоксан и их смеси.
Предпочтительно использование полимера типа аминированного полидиметилсилоксана в качестве производных силикона.
Предпочтительное количество производных силикона лежит в пределах 0,5-3% от общего веса соединительного материала.
Количество производных силикона для достижения успеха выбрано таким, чтобы создать соединение, имеющее те же свойства, что и у лицевой стороны бумаги. К этим свойствам относятся обесцвечивание или окрашивание под влиянием естественной окраски, отражающая способность и поверхностное поглощение воды. Эти свойства описывались выше. Предпочтительное количество поливинилового спирта лежит в пределах 0,05-1% от общего веса соединительного материала.
Согласно успешному варианту соединительный материал еще включает крахмал и/или производное крахмала.
Количество крахмала и/или его производного лежит в пределах 0,05-5%, предпочтительно от 0,1 до 1% от общего веса соединительного материала. Соединительный материал может быть приготовлен смешиванием его компонентов в любом порядке.
При условии, что сохраняются пропорции, указанные для каждого из основных компонентов, возможно согласно изобретению введение в состав соединительного материала вторичных ингредиентов, добавок, обычно используемых для повышения эффективности действия других компонентов или для получения новых дополнительных свойств от соединительного материала. Как примеры таких добавок упомянем вещества, удерживающие воду, или сгустители, каолиновые суспензии, диспергаторы, антигели, пигменты, биоциды и антивспениватели. Эти добавки описаны, например, в заявке WO-A-9702395, включенной в данный материал в виде ссылки. Реализации этого изобретения будет теперь более полно объяснены следующими примерами. Однако область, охватываемая данным изобретением, не ограничивается этими примерами.
Пример 1
Состав покрытия в соответствии с вариантом, представленным в таблице 1, был приготовлен следующим образом.
К первой части воды были добавлены и затем смешаны бикарбонат, связующее вещество и диспергатор. Затем к ним был добавлен карбонат кальция и все перемешано, после чего последовали слюда, глина и консервант, которые были также размешаны. Затем в состав добавляется и размешивается сгуститель. Остающаяся вода добавляется после того, как размешан сгуститель.
Таблица 1
Название материала
кг
Сухая масса
%
Вода
133,49
21,8
Бикарбонат
0,19
100
0,03
АС-630 полимер. связующее (акриловый латекс)
11,68
50
1,91
Acumer 9400, диспергатор (полиакрилат натрия)
12,27
42,5
2,00
Карбонат кальция
349,39
100
57,06
Слюда
11,97
100
1,96
Глина
8,76
100
1,43
ASE-60, сгуститель (сополимер акрилата и
0,73
28
0,12
метакриловой кислоты)
Вода
83,80
13,6
Общ. вес
612,29
Вес сухой (%)
61,40
% диспергатора - общее кол.
2,00
% сгустителя - общее кол.
0,12
% связующего - общее кол.
1,91
Пример 2
Состав покрытия, приведенный в таблице 2, был приготовлен, как в примере 1.
Таблица 2
Название материала
кг
Сухая масса
%
Вода
134,80
21,80
Бикарбонат
0,19
100
0,03
АС-630 полимер, связующее (акриловый латекс)
11,89
50
1,92
Acumer 9300, диспергатор (полиакрилат натрия)
12,40
45
2,00
Карбонат кальция
355,56
100
57,51
Слюда
12,19
100
1,97
Глина
8,91
100
1,44
ТТ-615, сгуститель (сополимер акрилата и
0,74
30
0,12
метакриловой кислоты)
Вода
81,54
13,19
Общ. вес
618,21
Вес сухой (%)
61,90
% диспергатора - общее кол.
2,00
% сгустителя - общее кол.
0,12
% связующего - общее кол.
1,92
Пример 3
Соединительный материал согласно предпочтительной реализации №2 был приготовлен со следующим составом:
вода - 33,0%
3
СаСО - 57,0%
слюда - 2,0%
глина аттапульгит - 2,5%
гидроксилпропилметилцеллюлоза - 0,5%
тальк - 3,0%
акриловый полимер - 1,5%
крахмал - 0,5%
Хотя предпочтительные варианты реализации изобретения были описаны детально, специалисту в этой области будет ясно, что различные изменения и модификации могут быть произведены без отхода от замысла и существа изобретения.