ТЕПЛОЗВУКОИЗОЛЯЦИОННАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ СТЕН
HEAT AND SOUND INSULATION PANEL FOR WALLS

Настоящее изобретение относится к первичному элементу для теплозвукоизоляционной панели, в частности, при герметизации и/или отделке стен, состоящих из несущих элементов или опорных элементов из ребристых стальных листов, из дерева или бетона.
3
Эти панели, в основном, состоят из первичного элемента, сформированного из мата, выполненного из минеральной ваты, асбеста или стекловолокна и имеющего высокую плотность (объемной массой от 50 до 400 кг/м), и облицовочного покрытия, устанавливаемого на главную сторону упомянутого первичного элемента. Как правило, эти панели укладывают и закрепляют при помощи склеивания или механического крепления на горизонтальных или вертикальных, наклонных и даже выгнутых несущих элементах или стенах, предназначенных для возводимых с нуля или реконструируемых промышленных или жилых зданий.
Эти панели имеют, по существу, форму параллелепипеда и содержат две главные стороны и четыре продольных края, соответственно попарно параллельных друг другу, обычно перпендикулярных к этим главным сторонам; эти панели предназначены для укладки рядом с аналогичными панелями путем состыковки своими продольными краями, образуя систему изоляции промышленного, жилого, административного или сельскохозяйственного здания.
Известно первое семейство панелей, выполненных из первичного элемента, образованного минераловатным матом, и облицовочного покрытия, установленного на одну из главных сторон упомянутого первичного элемента. Главным недостатком такого типа панели является то, что она обладает ограниченным сопротивлением отрыву, в частности покрытие может отсоединиться от первичного элемента в результате сильного порыва ветра.
Для решения этой проблемы сопротивления отрыву пришлось разработать второе семейство панелей, отличающееся от предыдущего тем, что облицовочное покрытие загибают или отбортовывают на другой главной стороне панели (этой другой главной стороной является сторона, противоположная стороне с покрытием); таким образом, загибы не имеют парусности, и сопротивление отрыву существенно улучшается.
Такой тип панелей описан, например, в европейском патенте ЕР 0109879 или во французском патенте FR 2679279.
Однако чтобы обеспечить выполнение регламентных требований как с точки зрения механической прочности, так и в плане звуко- и/или теплоизоляционных свойств, а также требований противопожарной безопасности, необходимо применение еще более эффективных материалов.
Действительно, среди наиболее жестких стандартов необходимо отметить регламентные требования в области противопожарной безопасности в отношении как внутреннего, так и наружного пожара. Пожар называют «внутренним», когда пламя возникает или распространяется внутри закрытого пространства, и наружным, когда возгорание происходит снаружи закрытого пространства.
Однако в случае панелей с битумным покрытием соблюдение нормативных условий, в частности, по противопожарной безопасности является проблематичным, так как битумное покрытие, особенно загнутое или отбортованное на стороне панели, направленной внутрь здания, может стать носителем для распространения огня.
Объектом настоящего изобретения является первичный элемент, позволяющий изготовить изоляционную панель, которая может выполнять функцию противопожарного барьера, при этом на такую панель укладывают покрытие, которое дополнительно может сопротивляться усилиям отрыва (в частности, создаваемым ветром).
В рамках настоящего изобретения под покрытием следует понимать любое покрытие, выполненное в виде тонкого листа, толщина которого меньше 5 мм и, в частности, имеет значение, близкое к 1 мм, и которое обладает способностью к сгибанию, выгибанию, деформации, позволяющим ему охватывать одну из сторон панели.
Панель, по существу, параллелепипедной формы в соответствии с настоящим изобретением содержит первичный элемент, в основном, выполненный из минераловатного или асбестового мата, по существу, в форме параллелепипеда, содержащего множество волокон, пропитанных связующим веществом, при этом на уровне, по меньшей мере, одного из своих продольных краев упомянутый первичный элемент содержит рельефную зону, при этом упомянутую рельефную зону выполняют с возможностью укладки на ней загнутой части облицовочного покрытия, плотно прилегающего к ее поверхности, который отличается тем, что рельефную зону выполняют в части толщины мата рядом с главной стороной упомянутого мата, при этом упомянутая рельефная зона ограничивает две прилежащие зоны, а облицовочное покрытие скреплено с первой главной стороной мата и не отбортовано на вторую главную сторону мата.
Рельефную зону, которая согласно настоящему изобретению может являться полой или выпуклой, выполняют достаточно большой по сечению и глубине, чтобы загиб плотно вошел внутрь рельефной зоны таким образом, чтобы на продольном крае упомянутой панели не образовалось утолщения материала.
Для лучшего определения настоящего изобретения следует также дать определения следующих терминов.
Наружное пространство: применяется, когда панель жестко соединена с элементом, образующим опору помещения, а одна из ее главных сторон (содержащая облицовочное покрытие) обращена наружу помещения.
Внутреннее пространство: применяется, когда панель жестко соединена с элементом, образующим опору помещения, а одна из ее главных сторон (входящая в контакт с опорой) обращена вовнутрь помещения.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, в случае необходимости, можно также использовать то или иное из следующих положений:
- рельефную зону выполняют в части толщины мата рядом с главной стороной упомянутого мата, при этом упомянутая рельефная зона ограничивает две прилежащие зоны;
- мат содержит по меньшей мере две рельефные зоны, при этом каждую из этих зон выполняют по продольному краю упомянутого мата;
- продольный край, содержащий рельефную зону, имеет наклон относительно главной стороны мата, предназначенной для укладки на нее покрытия, под углом, превышающим 90°;
- рельефную зону выполняют в виде выемки в материале;
- рельефную зону выполняют в виде утолщения материала.
Другим объектом настоящего изобретения является панель, в основном, содержащая описанный выше первичный элемент и облицовочное покрытие.
Предпочтительно облицовочное покрытие панели содержит, по меньшей мере, один загиб, при этом упомянутый загиб заходит по меньшей мере в одну рельефную зону, выполненную на уровне продольного края упомянутой панели, и предназначен для взаимодействия на уровне упомянутой рельефной зоны при помощи адгезивного средства, в частности битума.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения панель содержит две рельефные зоны, при этом в каждую из этих рельефных зон заходит загиб упомянутого облицовочного покрытия.
Согласно предпочтительному отличительному признаку упомянутое облицовочное покрытие, в основном, выполнено из стекловолоконного листа, пропитанного битумом, и, в случае необходимости, может быть усилено стекловолоконной сеткой.
Согласно другому предпочтительному варианту облицовочное покрытие, в основном, выполняют из крафт-бумаги.
Согласно другим предпочтительным отличительным признакам крафт-бумага содержит по меньшей мере одну сторону, обработанную водоотталкивающим веществом, и характеризуется, с одной стороны, гладким внешним видом и, с другой стороны, лучшим распределением механических напряжений.
Согласно еще одному предпочтительному варианту облицовочное покрытие является носителем-реактивом для склеивания.
Этот носитель-реактив является химическим реагентом (например, адгезивной основой), позволяющим улучшить сцепление с каким-либо покрытием, которое в дальнейшем наносится на облицовочное покрытие.
Настоящее изобретение относится также к кровле, содержащей несущие элементы из ребристого стального листа, из дерева или бетона, на которых крепят множество панелей в соответствии с предыдущими отличительными признаками.
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения охватываются прилагаемой формулой изобретения и поясняются ниже описанием вариантов его выполнения, приведенных в качестве неограничительных примеров, со ссылками на прилагаемые фигуры чертежей, в числе которых:
фиг.1 изображает вид варианта выполнения панели из известного первого семейства панелей.
Фиг.2 - вид варианта выполнения панели из известного второго семейства панелей.
Фиг.3 - вид в перспективе панели в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.4 - вид в перспективе варианта укладки множества панелей, показанных на фиг.3, для выполнения кровли.
Фиг.5-7 иллюстрируют различные варианты выполнения панели в соответствии с настоящим изобретением.
Известная панель, показанная на фиг.1, имеет, по существу, форму параллелепипеда и, в основном, состоит из минераловатного или асбестового мата 2, усиленного связующим веществом, и на одну из его главных сторон укладывают облицовочное покрытие 3, жестко соединенное с этой стороной при помощи любых известных средств, в частности при помощи склеивания или пропитки битумом. Облицовочное покрытие этой панели обладает очень ограниченным сопротивлением отрыву, в частности, в результате действия ветра.
Известная панель, показанная на фиг.2, отличается от панели, показанной на фиг.1, тем, что на другой главной стороне панели жестко закрепляют боковые загибы 5, выполненные в облицовочном покрытии (эта другая главная сторона является стороной, противоположной стороне, на которой устанавливают покрытие 3, причем эта другая главная сторона соответствует также стороне, предназначенной для вхождения в контакт с опорным элементом). На уровне облицовочного покрытия эта панель отличается улучшенным сопротивлением отрыву, но зато менее безопасна с точки зрения возможности возгорания.
3
3
3
3
Показанная на фиг.3 панель содержит первичный элемент, в основном, образованный асбестовым матом 2, содержащим от 3 до 4% по весу связующего вещества, причем этот уровень содержания является одной из структурных характеристик первичного элемента. Он имеет объемную массу порядка 140 кг/м и толщину 80 мм. Размерные и структурные характеристики мата 2 приведены исключительно в качестве примера и могут меняться в зависимости от вариантов применения. Так, настоящее изобретение может применяться для панелей с диапазоном объемной массы, находящимся в пределах от 50 до 400 кг/м и, в частности, от 70 до 200 кг/м и предпочтительно примерно 140 кг/м, при толщине, которая может меняться от 30 до 300 мм.
Одна из главных сторон первичного элемента мата 1 предназначена для укладки облицовочного покрытия 3 при помощи склеивания или любого другого средства, обеспечивающего сцепление между двумя материалами. Это облицовочное покрытие 3 может состоять из нескольких элементов, таких, например, как стекловолоконный лист, пропитанный битумом или не содержащий пропитки, или лист крафт-бумаги, или любой другой тип материала, причем эти элементы, в случае необходимости, соединяют со стекловолоконной сеткой для усиления облицовочного покрытия.
Под стекловолоконным листом следует понимать любую подложку, выполненную из нетканого стекловолоконного материала.
Укладку облицовочного покрытия осуществляют сразу же после пропитки стекловолокна битумом или любым другим адгезивным средством, чтобы обеспечивающее сцепление средство могло проникнуть в одну из главных сторон мата 2 по меньшей мере на незначительную глубину этого мата.
Для улучшения закрепления облицовочного покрытия 3 на верхней стороне мата 2 на ней можно выполнить множество углублений при помощи пробивки, как описано, например, в патенте FR 2679279.
Согласно еще одному варианту выполнения облицовочное покрытие 3 выполняют не из стекловолоконного листа, усиленного и пропитанного битумсодержащим веществом, а из крафт-бумаги.
Согласно одному из примеров выполнения облицовочное покрытие из крафт-бумаги может быть использовано в качестве отделочного материала, в данном случае речь может идти о крафт-бумаге, одну из сторон которой обрабатывают водоотталкивающим веществом (то есть она не смачивается при поливе охлаждающей жидкостью (водой)). Кроме того, эта обработанная таким образом сторона имеет, с одной стороны, гладкую поверхность, что сводит к минимуму количество используемого впоследствии клея, и, с другой стороны, отличается лучшим распределением механических напряжений. Крафт-бумага, производимая канадской компанией «Cascades Sainte Marie» (ARJISO 200™), является примером материала, обладающего такими свойствами.
Некоторые характеристики этой крафт-бумаги приведены в следующей таблице.
Характеристика
Единицы
Минимальные значения
Максимальные значения
Плотность
г/м<sup>3</sup>
185
215
Толщина
1/100 мм
22
28
Разрыв НМ (Направление машины)
кг/1,5 см
9,0
-
Разрыв ПН (Поперечное направление)
кг/1,5 см
4,5
-
Влагостойкость
%
-
0,30
Жесткость по Таберу НМ
табер
8
20
Жесткость по Таберу ПН
табер
5
15
Гидрофобность FF
уровень
1
2
Пористость 150 WG
мл/мин
10
300
COBB 1 мин
г/м<sup>3</sup>
10
28
Scott Bond 800
1/1000 фут, фунт, дюйм
320
-
Эти характеристики определяют при помощи испытаний, обычно применяемых в области производства бумаги.
Изоляционную панель 1 можно применять для изоляционных систем горизонтальной, вертикальной или наклонной, даже выпуклой, кровли путем состыковки продольными краями множества панелей, при этом панели жестко соединяют и механически закрепляют на кровле с горизонтальным металлическим каркасом, образованным металлическими профилями, при помощи винтов или шайб. Согласно одному из вариантов выполнения панели можно соединять с опорами при помощи приклеивания.
Облицовочное покрытие 3 направлено наружу закрытого пространства в отличие от стороны панели, не содержащей облицовочного покрытия, направленной вовнутрь закрытого пространства и входящей в контакт с каркасом кровли 4 или с любой другой стенкой, соединенной с опорным элементом промышленного, жилого, административного или сельскохозяйственного здания.
На фиг.3 видно, что облицовочное покрытие 3 не отбортовано на главную сторону панели, которая должна быть направлена вовнутрь помещения, и, в частности, по меньшей мере один загиб 5 облицовочного покрытия 3 закреплен только на части толщины одного из продольных краев панели (в этом случае принято говорить, что панель является полуотбортованной). Эта панель 1 выполнена полуотбортованной по двум из ее четырех краев, в частности, на уровне двух, по существу, параллельных продольных краев.
Под «полуотбортованной» следует понимать то, что главная сторона панели (внутренняя сторона), которая должна быть направлена в сторону опорного элемента, не перекрывается ни полностью, ни частично загибом облицовочного покрытия, и в этой конфигурации загиб(ы) 5 стороны облицовочного покрытия, обращенной наружу закрытого пространства, полуотбортован(ы) таким образом, чтобы волокна панели находились в непосредственном контакте с каркасом крыши, покрывающей закрытое пространство.
На фиг.4 и на следующих фигурах показаны различные варианты выполнения панели в соответствии с настоящим изобретением.
Так, на фиг.4, в частности, показана кровля, образованная множеством состыкованных панелей 1. Каждый из загибов 5 облицовочного покрытия 3 закреплен (при помощи приклеивания или другого аналогичного способа, обеспечивающего сцепление между двумя поверхностями) внутри рельефной зоны 6, выполненной в толщине панели.
Эта рельефная зона 6 (полая или выступающая) ограничивает две прилежащие зоны 7, 8, одна из которых образует утолщение 9 материала (показанное на фиг.6 и 7). В примере, показанном на фиг.4, утолщение 9 материала располагается рядом с главной стороной панели 1, предназначенной для обращения вовнутрь закрытого пространства, при этом прилежащая часть 8 в данном примере (рельефная часть которой выполнена полой) находится рядом с другой главной стороной панели 1, которая должна быть направлена наружу закрытого пространства.
Таким образом, при установке рядом друг с другом по меньшей мере двух панелей 1 согласно описанному выше варианту выполнения соответствующие рельефные части 6 взаимодействуют друг с другом, образуя на уровне главных сторон панели, которые предназначены для вхождения в контакт с опорным элементом, однородный слой, образующий барьер, причем этот барьер может быть звукоизоляционным, и/или теплоизоляционным, и/или противопожарным.
Следует отметить, что при поверхностном нагреве битумного облицовочного покрытия, в частности, на уровне полуотбортованных зон эти битумсодержащие зоны локально плавятся и после охлаждения образуют герметичное уплотнение.
На фиг.5 показана панель 1, полуотбортованная только по одной из четырех сторон панели.
На фиг.6 по меньшей мере один из краев, содержащих рельефную зону 6, наклонен относительно одной из главных сторон панели 1. В данном примере выполнения полуотбортованный край наклонен под углом α, превышающим 90°, относительно стороны панели, которая должна быть направлена наружу закрытого пространства.
На фиг.7 показан другой вариант выполнения панели в соответствии с настоящим изобретением. На одном из краев панели рельефная зона 6, предназначенная для взаимодействия с загибом 5 облицовочного покрытия 3, выполнена выступающей, тогда как рельефная зона 6, расположенная на уровне противоположного края, выполнена полой.
Укладывая в ряд по меньшей мере две панели 1 согласно этому варианту выполнения путем стыковки их соответствующих продольных краев, соединяя выступающую зону 6 первой панели 1 с полой зоной 6' второй панели 1', реализуют изоляционную систему, одна сторона которой направлена вовнутрь закрытого пространства и образует звукоизоляционный и/или теплоизоляционный барьер. Загибы 5, 5' облицовочного покрытия 3, 3' оказываются «защищенными» либо выступающей зоной, либо полой зоной.
Независимо от варианта выполнения наличие загибов на уровне продольных краев панелей значительно повышает одновременно сопротивление отрыву (такой отрыв может быть следствием порыва ветра) и противопожарную безопасность панелей в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с панелями из предшествующего уровня техники.
Настоящее изобретение относится также к способу и устройству для изготовления в непрерывном режиме описанных выше панелей.
Согласно способу из минеральных волокон непрерывно изготовляют жесткий изоляционный мат высокой плотности при помощи классических процессов, применяемых для асбеста или стекловаты, в случае необходимости, при помощи пробивки выполняют углубления в поверхности, предназначенной для укладки облицовочного покрытия, чтобы создать точки крепления, равномерно распределенные по поверхности, для нанесения клея (или другого средства), используемого для крепления облицовочного покрытия на одной из сторон панели.
Минераловатный мат, предварительно пропитанный связующим веществом, доставляется конвейерной лентой в камеру для термической обработки (сушильный шкаф), в которой связующее вещество полимеризуется и усиливает мат, при этом при помощи нажимных валиков ему придают его размерные характеристики и формируют, таким образом, первичный элемент.
На выходе камеры выполняют рельефные зоны (полые или выступающие) по меньшей мере на одном из продольных краев мата.
Выемку материала по толщине мата осуществляют при помощи режущего инструмента (пилы, фрезы) или при помощи любого другого эквивалентного средства, такого, например, как жидкость под давлением (например, струя воды).
Режущий инструмент интегрирован в способ изготовления панелей. Он находится за сушильным шкафом и перед станком для чистовой механической обработки. Тем не менее, согласно одному из вариантов можно осуществлять эту операцию в рамках операции извлечения, например, либо после разрезания в направлении перемещения мата и/или после разрезания в поперечном направлении (относительно направления перемещения) мата.
После этого наносят клей или аналогичное средство и укладывают облицовочное покрытие на сторону, содержащую, в случае необходимости, углубления.
Согласно предпочтительному варианту клей наносят на мат одновременно с укладкой облицовочного покрытия. В частности, так происходит, когда в качестве клея для облицовочного покрытия используют битум, которым его пропитывают перед укладкой на мат.
В случае, когда облицовочное покрытие выполнено из крафт-бумаги, одну из сторон которой обработали водоотталкивающим средством, то улучшается охлаждение, необходимое для отверждения битума, находящегося на границе раздела между первичным элементом и облицовочным покрытием.
Действительно, охлаждение обычно осуществляют влажным способом, при этом охлаждающая жидкость, соприкасающаяся с водоотталкивающей стороной облицовочного покрытия, обеспечивает охлаждение битума, не приводя к его разрушению.
Что же касается известных облицовочных покрытий (не прошедших гидрофобной обработки), то при охлаждении влажным способом они могут повреждаться (вспучивание, поверхностные дефекты и т.д.).
Облицовочное покрытие, укладываемое в непрерывном режиме, имеет ширину, соответствующую ширине мата, увеличенную на ширину по меньшей мере одного загиба, размер которого соответствует глубине предварительно произведенного разреза, что обеспечивает перекрытие по меньшей мере части толщины мата.
Облицовочное покрытие может содержать лист пластика, называемый разделительным листом, как в случае панели, описанной в патенте ЕР-А-0109879.
Облицовочное покрытие может и само выполнять эту разделительную функцию, если его выполняют из крафт-бумаги или из другого материала.
Настоящее изобретение относится также к устройству для осуществления способа и для изготовления изоляционной панели.
Устройство содержит известные средства изготовления для производства изоляционной панели, то есть устройство волокнообразования с включением связующего вещества в момент волокнообразования, конвейер для транспортировки волокон, средства приведения мата к необходимой толщине и сушильный шкаф для полимеризации связующего вещества, средства укладки облицовочного покрытия и его приклеивания на нижнюю сторону панели, средства резания. Эти средства резания содержат первые средства резания для обеспечения требуемого размера в поперечном направлении (относительно направления перемещения мата), вторые средства для обеспечения требуемого размера в продольном направлении (параллельно направлению перемещения мата) и, наконец, третьи средства для выполнения рельефных зон в части толщины мата.
Оно дополнительно содержит систему, расположенную между постом вырезания рельефных зон в части толщины мата и постом наклеивания облицовочного покрытия, содержащую нажимной орган, обеспечивающий приложение постоянного давления по меньшей мере на один загиб облицовочного покрытия, который необходимо наклеить на предварительно выполненную рельефную зону.