СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЛАГОСТОЙКОСТИ СТЕНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ (ВАРИАНТЫ) И СТЕНОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ, ПОЛУЧЕННАЯ ЭТИМИ СПОСОБАМИ (ВАРИАНТЫ)
METHOD FOR PROVISION OF WALL STRUCTURE MOISTURE RESISTANCE (VERSIONS) AND WALL STRUCTURE PRODUCED BY THESE METHODS (VERSIONS)

Настоящее изобретение по существу относится к способам создания усовершенствованных стеновых панелей и повышения влагостойкости внутренних и наружных стеновых конструкций и к стеновым конструкциям, полученным этими способами.
Известные способы строительства наружных стеновых конструкций зданий, таких как жилые дома, содержат этапы, при которых крепят стеновую обшивку, например фанеру или ориентированно-стружечную плиту (ОСП), к раме наружной стены. После сборки стеновой конструкции поверх стеновой обшивки для защиты от воды устанавливают барьер от пара/влаги, например изоляционный материал Tyvek.
Известные способы строительства внутренних перегородок, подверженных воздействию воды (например, из душа, ванны, раковины и пр.), содержат этапы, на которых к раме внутренней перегородки здания крепят цементную подложку. После установки цементной подложки к ней крепят декоративный материал, такой как керамическая плитка или штукатурка. Под цементной подложкой может крепиться и барьер от пара/воды для предотвращения миграции воды в полость стены.
Желательно создать другие способы защиты внутренних и наружных стеновых конструкций от воды, а также сами стеновые конструкции, производимые такими способами.
Согласно одному аспекту предлагается способ обеспечения влагостойкости наружной стеновой конструкции здания. Способ содержит этапы, на которых (а) изготавливают одну или более влагостойкую стеновую панель обшивки, при этом каждая панель содержит деревянное листовое изделие и мат из нетканого материала, приклеенный к деревянному листовому изделию, и (b) устанавливают стеновую панель (панели) обшивки на наружную стеновую конструкцию здания так, что мат из нетканого материала каждой панели обращен наружу здания. Каждую стеновую панель обшивки изготавливают подвергая деревянное листовое изделие и мат из нетканого материала в состоянии стадии "В" воздействию теплоты и давления, достаточных для завершения отверждения связующего в мате и для приклеивания мата к деревянному листовому изделию, при этом мат в состоянии стадии "В" содержит волокна, связанные друг с другом связующим, содержащим смолу, которое отверждено лишь частично.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается наружная стеновая конструкция здания, содержащая множество влагостойких стеновых панелей обшивки, прикрепленных к раме наружной стены здания в качестве базового слоя. Каждая панель содержит деревянное листовое изделие и мат из нетканого материала, приклеенный к деревянному листовому изделию; при этом каждая стеновая панель обшивки получена путем воздействия на деревянное листовое изделие и на мат из нетканого материала в состоянии стадии "В" теплоты и давления, достаточных для полного отверждения связующего в мате и для приклеивания мата к деревянному листовому изделию, при этом мат в состоянии стадии "В" содержит волокна, связанные друг с другом связующим на основе смолы, которое отверждено лишь частично. Мат из нетканого материала каждой панели обращен наружу от здания, и поверх мата из нетканого материала базового слоя стеновой декоративной панели прикреплен материал внешней обшивки.
Согласно следующему аспекту настоящего изобретения предлагается способ обеспечения влагостойкости внутренней стеновой конструкции здания, содержащий этапы, на которых (а) создают одну или более влагостойкую стеновую панель обшивки, при этом каждая панель содержит деревянное листовое изделие и мат из нетканого материала, приклеенный к деревянному листовому изделию, и (b) устанавливают стеновую панель (панели) обшивки на внутреннюю стеновую конструкцию здания так, что покрытый мат из нетканого материала панели (панелей) обращен внутрь комнаты, образованной стеновой конструкцией, при этом внутренняя стеновая конструкция здания обращена к источнику воды. Каждая стеновая панель обшивки выполнена путем воздействия на деревянное листовое изделие и на мат из нетканого материала в состоянии стадии "В" теплоты и давления, достаточных для полного отверждения связующего в мате и для приклеивания мата к деревянному листовому изделию, при этом мат в состоянии стадии "В" содержит волокна, связанные друг с другом связующим на основе смолы, которое отверждено лишь частично.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предлагается внутренняя стеновая конструкция здания, содержащая множество влагостойких стеновых панелей обшивки, прикрепленных к раме внутренней перегородки как основной слой. Каждая панель содержит деревянное листовое изделие и мат из нетканого материала, приклеенный к деревянному листовому изделию; при этом каждая стеновая панель обшивки получена путем воздействия на деревянное листовое изделие и на мат из нетканого материала в состоянии стадии "В" теплотой и давлением, достаточными для полного отверждения связующего в мате и для приклеивания мата к деревянному листовому изделию, при этом мат в состоянии стадии "В" содержит волокна, связанные друг с другом связующим на основе смолы, которое отверждено лишь частично. Мат из нетканого материала каждой панели обращен внутрь комнаты, образованной стеновой конструкцией, и поверх матов из нетканого материала основного слоя стеновых панелей обшивки прикреплен декоративный материал.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предлагается способ защиты от воды наружной стеновой конструкции здания, который содержит этапы, на которых (а) создают одну или более влагостойкую стеновую панель обшивки, каждая из которых содержит деревянное листовое изделие, мат из нетканого материала, приклеенный к деревянному листовому изделию, и органическое влагостойкое покрытие, приклеенное к мату из нетканого материала, и (b) устанавливают стеновую панель (панели) обшивки на наружную стеновую конструкцию здания так, что покрытый мат из нетканого материала каждой панели обращен наружу здания.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается наружная стеновая конструкция здания, содержащая множество влагостойких стеновых панелей обшивки, прикрепленных к раме наружной стены здания в качестве базового слоя. Каждая панель содержит деревянное листовое изделие, мат из нетканого материала, приклеенный к деревянному листовому изделию, и органическое влагостойкое покрытие, приклеенное к мату из нетканого материала, при этом влагостойкое покрытие каждой панели обращено наружу здания. Поверх покрытого мата из нетканого материала базового слоя стеновых панелей обшивки нанесен внешний отделочный материал.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предлагается способ защиты от воды внутренней стеновой конструкции здания, содержащий этапы, на которых (а) создают одну или более стеновую панель обшивки, каждая из которых содержит деревянное листовое изделие, мат из нетканого материала, приклеенный к деревянному листовому изделию, и органическое влагостойкое покрытие, приклеенное к мату из нетканого материала, и (b) устанавливают стеновую панель (панели) обшивки на внутреннюю стеновую конструкцию здания так, что покрытый мат из нетканого материала панели (панелей) обращен внутрь комнаты, образованной стеновой конструкцией, при этом внутренняя стеновая конструкция обращена к источнику воды.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предлагается внутренняя стеновая конструкция здания, которая содержит множество влагостойких стеновых панелей обшивки, прикрепленных к раме внутренней стеновой конструкции здания, как базовый слой. Каждая панель содержит деревянное листовое изделие, мат из нетканого материала, приклеенный к деревянному листовому изделию, и органическое влагостойкое покрытие, приклеенное к мату из нетканого материала. Влагостойкое покрытие каждой панели обращено внутрь комнаты, образованной стеновой конструкцией. Поверх покрытого мата из нетканого материала базового слоя стеновых панелей обшивки прикреплен декоративный материал.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предлагается способ защиты от воды наружной стеновой структуры здания, содержащий этапы, на которых (а) создают одну или более влагостойкую стеновую панель обшивки, при этом каждая панель содержит деревянное листовое изделие и мат из нетканого материала, приклеенный к деревянному листовому изделию, и (b) устанавливают стеновую панель (панели) обшивки на наружную стеновую структуру здания так, что мат из нетканого материала каждой панели обращен наружу здания. Каждую панель изготавливают путем (1) формирования композитного мата, содержащего (i) мат, сформированный из композиции, содержащей частицы древесины и связующего, при этом мат имеет первую наружную поверхность и вторую наружную поверхность, и (ii) мат из нетканого материала, контактирующий с первой наружной поверхностью мата, сформированного из композиции, и (2) подвергают композитный мат воздействию тепла и давления, достаточных для формирования стеновой панели обшивки, содержащей деревянное листовое изделие, имеющее первую наружную поверхность, вторую наружную поверхность и кромки, при этом мат из нетканого материала приклеен к первой наружной поверхности деревянного листового изделия.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предлагается способ защиты от воды внутренней стеновой конструкции здания, содержащий этапы, на которых (а) создают одну или более влагостойкую стеновую панель обшивки, каждая из которых содержит деревянное листовое изделие и мат из нетканого материала, приклеенный к деревянному листовому изделию, и (b) устанавливают стеновую панель (панели) обшивки на внутреннюю стеновую конструкцию здания так, что мат из нетканого материала каждой панели обращен внутрь комнаты, образованной этой стеновой конструкцией, при этом внутренняя стеновая конструкция обращена к источнику воды. Каждую панель изготавливают путем (1) формирования композитного мата, содержащего (i) мат, сформированный из композиции, содержащей частицы древесины и связующего, при этом мат имеет первую наружную поверхность и вторую наружную поверхность, и (ii) мат из нетканого материала, контактирующий с первой наружной поверхностью мата, сформированного из композиции, и (2) подвергают композитный мат воздействию тепла и давления, достаточных для формирования стеновой панели обшивки, содержащей деревянное листовое изделие, имеющее первую наружную поверхность, вторую наружную поверхность и кромки, при этом мат из нетканого материала приклеен к первой наружной поверхности деревянного листового изделия.
Сущность изобретения поясняется на чертежах.
На фиг.1 представлены результаты испытаний разных свойств четырех типов панелей, содержащих ориентированно-стружечную плиту (ОСП) с разными матами из нетканого материала, а также контрольную ОСП, как поясняется ниже.
На фиг.2 - сводка результатов по фиг.1.
На фиг.3 - результаты испытаний на прочность плит ОСП с облицовкой стеклянными матами, выполненной с использованием связующего на основе формальдегида фурфурилового спирта (ФФС) с добавлением водоотталкивающего вещества (на чертежах обозначенные как "Улучшенные"). На чертеже также показаны сравнительные результаты для контрольных плит ОСП ("Контроль"). Кроме того, для каждого теста на чертежах показаны минимальные стандартные величины ("Стандарт") согласно Канадской ассоциации стандартов (КАС) для каждого теста.
На фиг.4 - результаты испытаний на сопротивляемость влаге плит ОСП с облицовкой стеклянными матами, выполненной с использованием связующего на основе ФФС и водоотталкивающего вещества ("Улучшенные"). На чертежах также показаны сравнительные результаты для контрольных плит ОСП ("Контроль"). Кроме того, для каждого теста на чертежах показаны минимальные стандартные величины ("Стандарт") согласно Канадской ассоциации стандартов (КАС) для каждого теста.
На фиг.5 - результаты испытаний на прочность плит ОСП с облицовкой стеклянными матами, выполненной с использованием связующего на основе фенолформальдегида ФФ ("Улучшенные"). На чертеже также показаны сравнительные контрольные и стандартные величины, перечисленные на фиг.3.
На фиг.6 - результаты испытаний на сопротивляемость влаге плит ОСП с облицовкой стеклянными матами, выполненной с использованием связующего на основе ФФ ("Улучшенные"). На чертеже также показаны сравнительные контрольные и стандартные величины, перечисленные на фиг.4.
На фиг.7 - результаты испытаний на прочность плит ОСП с облицовкой матами из полиэфирного нетканого материала из расплава, выполненной с использованием связующего на основе ФФ ("Улучшенные"). На чертеже также показаны сравнительные контрольные и стандартные величины, перечисленные на фиг.3.
На фиг.8 - результаты испытаний на сопротивляемость влаге плит ОСП с облицовкой матами из полиэфирного нетканого материала из расплава, выполненной с использованием связующего на основе ФФ ("Улучшенные"). На чертеже также показаны сравнительные контрольные и стандартные величины, перечисленные на фиг.4.
На фиг.9 - результаты испытаний на прочность плит ОСП с облицовкой стеклянными матами, выполненной с использованием связующего на основе ФФС ("Улучшенные"). На чертеже также показаны сравнительные контрольные и стандартные величины, перечисленные на фиг.3.
На фиг.10 - результаты испытания на сопротивляемость влаге плит ОСП с облицовкой стеклянными матами, выполненной с использованием связующего на основе ФФС. На чертеже также показаны сравнительные контрольные и стандартные величины, перечисленные на фиг.4.
Настоящее изобретение относится к способам создания защиты от воды наружных и внутренних стеновых конструкций, а также к усовершенствованным стеновым конструкциям, полученным этими способами.
По существу, способы содержат этапы, на которых создают одну или более влагостойких стеновых панелей обшивки и устанавливают стеновую панель (панели) обшивки на стеновую конструкцию здания. Каждая из стеновых панелей обшивки содержит деревянное листовое изделие и мат из нетканого материала, приклеенный по меньшей мере к одной стороне деревянного листового изделия. Как поясняется ниже, маты из нетканого материала на стеновых панелях обшивки обеспечивают влагостойкость стеновых панелей обшивки и, следовательно, наружных стеновых конструкций, внутренних стеновых конструкций и здания, в котором они установлены. То есть маты из нетканого материала обеспечивают влагостойкость деревянных листовых изделий самих стеновых панелей обшивки, а влагостойкие стеновые панели обшивки защищают от воды остальную часть стеновой конструкции, предотвращая миграцию воды (например, извне внутрь стеновой конструкции). В некоторых вариантах стеновые панели обшивки могут содержать мат из нетканого материала, приклеенный к двум сторонам деревянного листового изделия (например, к противоположным наружным поверхностям деревянного листового изделия).
Наружные стены здания можно защитить от воды изготовив одну или более влагостойких стеновых панелей обшивки и установив стеновую панель (панели) обшивки на наружную стеновую конструкцию здания так, чтобы мат из нетканого материала каждой панели был обращен наружу здания. Наружная стеновая конструкция здания может содержать, например, раму или другую конструкцию наружной стены, а установка стеновых панелей обшивки может включать крепление этих панелей к раме стеновой конструкции. В некоторых вариантах стеновые панели обшивки могут содержать мат из нетканого материала, приклеенный к обеим наружным поверхностям деревянного листового изделия так, чтобы один мат был обращен наружу, а другой - внутрь здания.
Внутренние стены здания можно защитить от воды изготовив одну или более влагостойких стеновых панелей обшивки и установив стеновую панель (панели) обшивки на внутреннюю стеновую конструкцию здания, которая обращена к источнику воды, так, чтобы мат из нетканого материала каждой панели был обращен внутрь комнаты, образованной этой стеновой конструкцией. Внутренняя стеновая конструкция здания может содержать, например, раму или другую конструкцию внутренней перегородки, а установка стеновых панелей обшивки может содержать крепление панелей к раме стеновой конструкции. К примерам источников воды, к которым могут быть обращены внутренние стеновые конструкции, относятся, помимо прочего, водопроводная труба, раковина, ванна и душ. В некоторых вариантах стеновые панели обшивки могут содержать маты из нетканого материала, прикрепленные к обеим наружным поверхностям деревянного листового изделия. Второй мат из нетканого материала может быть прикреплен к той наружной поверхности деревянного листового изделия, которая обращена внутрь стеновой конструкции, например, для обеспечения защиты от источников воды, проходящих внутри стеновой конструкции (например, труба внутри стеновой конструкции).
Способы защиты от воды внутренних и наружных стеновых конструкций далее могут содержать этапы, на которых крепят или устанавливают материал на мат или поверх мата из нетканого материала стеновой панели (панелей) обшивки. Например, способ защиты от воды наружных стеновых конструкций может далее содержать этап, на котором устанавливают внешний материал на мат из нетканого материала стеновой панели (панелей) обшивки, который обращен наружу здания, например, такой как сайдинг, кирпич или штукатурка. Способ защиты от воды внутренней стеновой конструкции может также содержать этап, на котором на мат или поверх мата стеновой панели (панелей) обшивки, обращенного внутрь комнаты, крепят или устанавливают декоративный материал, например керамическую плитку или штукатурку.
Каждая из стеновых панелей обшивки содержит две наружные поверхности, и на одной из наружных поверхностей имеется по меньшей мере один мат из нетканого материала. Каждая из стеновых панелей обшивки также содержит внешние кромки. Внешние кромки стеновых панелей обшивки могут содержать самоклеящуюся ленту, закрытую одной или более полосой, которая может сниматься с этой самоклеящейся ленты. Стеновые панели обшивки для монтажа могут также иметь шпунтованные кромки. Например, панели могут иметь шип на первой внешней кромке и соответствующий шпунт на второй, противоположной, внешней кромке так, чтобы иметь возможность соединить множество панелей, стыкуя шипы и шпунты смежных панелей. В таких вариантах по меньшей мере один мат и деревянное листовое изделие обычно выполняют примыкающими друг к другу на наружных кромках стеновой панели (панелей) обшивки (т.е. внешние кромки мата и деревянного листового изделия примыкают друг к другу). В некоторых вариантах, однако, внешние кромки деревянного листового изделия и по меньшей мере одного мата из нетканого материала не примыкают друг к другу. Например, по меньшей мере один мат из нетканого материала каждой стеновой панели обшивки может содержать налагающийся участок, заходящий за одну или более кромку деревянного листового изделия, к которому это мат приклеен. Такой налагающийся участок может содержать клей, чувствительный к давлению.
При установке стеновой панели (панелей) обшивки, снабженной самоклеящейся лентой, съемную полоску или полоски с самоклеящейся ленты необходимо удалить и соединить стеновую панель обшивки с наружной или внутренней стеновой конструкцией или с другой стеновой панелью обшивки (или с самоклеящейся лентой другой стеновой панели обшивки) так, чтобы сформировать шов. При монтаже стеновой панели (панелей) обшивки с налагающимся участком мата из нетканого материала, имеющим чувствительный к давлению клей, этот налагающийся участок стеновых панелей обшивки можно приклеивать к наружной или внутренней стеновой конструкции или к другой стеновой панели обшивки так, чтобы сформировать шов. Шов между смежными панелями обшивки или между стеновой панелью обшивки и наружной или внутренней стеновой конструкцией также можно формировать с использованием уплотняющего материала, например эпоксидной смолы, мастики или уплотняющего состава.
В некоторых вариантах способы могут содержать этапы, на которых получают влагостойкую стеновую панель (панели) обшивки и устанавливают эту панель (панели) на наружную или внутреннюю стеновую конструкцию. То есть в таких вариантах никакой другой защиты от воды (такой как изоляционный материал Tyvek) для внутренних и наружных стеновых конструкций не применяется. В некоторых из этих вариантов этап установки стеновой панели (панелей) обшивки может включать этап, на котором формируют шов между кромками соседних стеновых панелей обшивки и/или формируют шов между кромками стеновых панелей обшивки или стеновой конструкцией (например, рамой стены, оконной коробкой, дверной коробкой и пр.); однако в других из этих вариантов этап установки стеновой панели (панелей) обшивки может не включать этап, на котором формируют шов между стеновыми панелями обшивки.
Наружные стеновые конструкции, полученные этими способами, по существу содержат множество влагостойких стеновых панелей обшивки, прикрепленных к раме наружной стены здания в качестве базового слоя. Как пояснялось выше, каждая панель содержит деревянное листовое изделие и по меньшей мере один мат из нетканого материала, приклеенный к наружной поверхности деревянного листового изделия. Этот по меньшей мере один мат из нетканого материала обращен наружу здания. Наружная стеновая конструкция также содержит наружный материал (например, сайдинг, кирпич, штукатурку и т.д.), прикрепленный поверх матов из нетканого материала основного слоя стеновых панелей облицовки.
Внутренние стеновые структуры, сформированные этими способами, содержат множество влагостойких панелей облицовки, прикрепленных к раме внутренней перегородки здания в качестве базового слоя. Как пояснялось выше, каждая панель содержит деревянное листовое изделие и по меньшей мере один мат из нетканого материала, приклеенный к наружной поверхности деревянного листового изделия. Этот по меньшей мере один мат из нетканого материала каждой панели обращен внутрь комнаты, образованной стеновой конструкцией. Внутренняя стеновая конструкция также содержит декоративный материал (например, керамическую плитку, штукатурку и пр.), прикрепленный поверх матов из нетканого материала базового слоя стеновых панелей обшивки.
Деревянные листовые изделия, используемые для формирования стеновых панелей обшивки, могут быть деревянными изделиями любого типа, включая, помимо прочего, древесно-стружечную плиту, доску из прессованных опилок, ориентированно-стружечную плиту (ОСП), фанеру и твердую древесноволокнистую плиту.
Маты из нетканого материала, используемые для формирования стеновых панелей обшивки, содержат волокна, связанные друг с другом связующим. В некоторых вариантах маты из нетканого материала могут состоять из волокон и связующего, в других вариантах маты из нетканого материала могут содержать дополнительные присадки, такие как пигменты, краски, огнезащитные составы, влагостойкие агенты и/или другие добавки. К влагостойким агентам (например, составам, отталкивающим воду) могут относиться, помимо прочего, стеарилированный силикон, фторуглероды, воск, асфальт, органический силикон, резина и поливинилхлорид.
Волокна матов из нетканого материала могут содержать стекловолокно, полиэфирные волокна (например, полиэфирные волокна, полученные фильерным способом), волокна из полиэтилентерефталата (ПЭТ), синтетические волокна других типов (например, нейлон, полипропилен и пр.), углеродные волокна, керамические волокна, металлические волокна или их смеси. Волокна в матах из нетканого материала могут состоять полностью из волокон указанного выше типа либо могут содержать один или более из указанных выше типов волокон вместе с волокнами других типов, таких как, например, волокна целлюлозы или волокна производных целлюлозы. Применяемые волокна можно выбирать для получения требуемых характеристик. Например, покрытие одной стороны или обеих сторон деревянной обшивки матами из нетканого материала, содержащими в основном неорганические волокна, повышает сопротивляемость проникновению огня и препятствует распространению пламени. Мат из нетканого материала также можно армировать внутри или на поверхности параллельными нитями, диагональными или коробчатыми армирующими элементами. Эти дополнительные армирующие элементы могут быть выполнены из стеклянной пряжи, пластиковыми или металлическими нитями.
Волокна могут иметь разный диаметр и длину в зависимости от прочностных и других характеристик, которые следует получить от мата. При использовании полиэфирных волокон предпочтительно, чтобы большая часть волокон имела размер 3-5 денье. При использовании стекловолокна предпочтительно, чтобы диаметр волокон составлял 6-23 мкм, более предпочтительно 10-19 мкм, еще более предпочтительно 11-16 мкм. Стекловолокно может быть получено из стекла любого типа, включая тип Е, тип С, тип Т, тип S и любые другие типы стекла с хорошими характеристиками прочности и долговечности в присутствии влаги.
Для связывания волокон друг с другом можно применять различные связующие. Обычно выбирают такие связующие, которые могут помещаться в водный раствор или эмульсию латекса и которые являются растворимыми в воде. Как более подробно поясняется ниже, связующие могут быть полностью отверждены при формировании матов из нетканого материала или могут относиться к стадии "В" (т.е. частично отверждены). Когда в мате из нетканого материала используется связующее в состоянии стадии "В", эти связующие предпочтительно хорошо связываются с деревом. К примерам связующих в состоянии стадии "В", которые можно использовать для матов из нетканого материала, относятся, помимо прочего, смола на основе фурфурилового спирта, фенолформальдегидная смола, меламинформальдегидная смола, фенолформальдегид, акриловые смолы, поливинилацетат, эпоксидная смола, поливиниловый спирт или их смеси. Связующие также можно выбирать так, чтобы они по существу не содержали формальдегида (т.е. количество формальдегида несущественно, но он может присутствовать как примесь в ничтожных количествах). К связующим, которые можно использовать для создания не содержащих формальдегида матов из нетканого материала, помимо прочего, относятся поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлоза, лигносульфонаты, метилцеллюлоза или их смеси. Связующее мата из нетканого материала может содержать известные поглотители формальдегида. Использование поглотителей формальдегида в связующем резко замедляет измеримую скорость выделения формальдегида из изделия.
Аналогично, связующее для нетканого материала может содержать противомикробные добавки. К примерам подходящих противомикробных препаратов относятся цинка 2-пиримидинетиол оксид; 1-[2-(3,5-дихлорофенил)-4-порпил-[1,3]диоксолан-2-илметил]-1Н-[1,2,4]триазол; 4,5-дихлоро-2-октил-изотиазолидин-3-он; 2-октил-изотиазолидин-3-он; 5-хлоро-2-(2,4-дихлоро-фенокси)-фено-1,2-тиазол-4-ил-1Н-бензоимидазол; 1-(4-хлоро-фенил)-4,4-диметил-3-[1,2,4]триазол-4-илметил-пентан-3-ол; 10,10' оксибисфеноксарзин; 1-(дийодо-метансульфонил)-4-метил-бензол и их смеси. При инкапсулировании или покрытии двух поверхностей деревянной панели обшивки противомикробными слоями все изделие становится более стойким к плесени и милдью. Эти покрытия также могут содержать такие добавки, как бораты, которые защищают от термитов и других насекомых и обеспечивают дополнительную защиту от пожара.
Маты из нетканого материала можно изготавливать с меняющимся соотношением количества волокна к связующему. Например, в матах стадии "В" предпочтительно, чтобы маты содержали около 25-75 вес.% волокон и около 15-75 вес.% связующего, более предпочтительно 30-60 вес.% волокон и 40-70 вес.% связующего. Маты, изготовленные на связующем, не содержащем формальдегида, предпочтительно содержат около 93-99,5 вес.% волокон и около 0,5-4 вес.% связующего. Однако для матов стадии "В", матов, не содержащих формальдегид, и матов, не относящихся к стадии "В", и для других матов можно использовать и другие соотношения волокон и связующего.
Маты из нетканого материала также могут иметь переменную толщину. Типичная толщина матов составляет от 0,020 до 0,125 дюйма (приблизительно 0,5-3,17 мм), хотя можно использовать и более тонкие, и более толстые маты.
Маты из нетканого материала далее могут содержать покрытие, придающее им устойчивость к воздействию воды (или водонепроницаемость), огнестойкость, устойчивость к насекомым, устойчивость к плесени, придающее гладкость поверхности, повышающее или понижающее коэффициент трения поверхности, требуемую эстетику и/или другие свойства поверхности. К покрытиям, которые могут использоваться для влагостойкости, относятся органические влагостойкие покрытия, такие как асфальт, органический силикон, резина и поливинилхлорид. Покрытия предпочтительно находятся на наружной стороне матов (т.е. на той стороне, которая не приклеена к деревянному листовому изделию).
Для создания матов можно использовать любой способ изготовления матов из нетканого материала. Процесс изготовления матов из нетканого материала хорошо известен. Способы изготовления стекловолоконных нетканых матов описаны в патентах США №№4,112,174, 4,681,802 и 4,810,576, все содержание которых включено в настоящее описание в качестве ссылки.
Один способ изготовления матов из нетканого материала, который может использоваться, заключается в формировании разбавленной водной суспензии из волокон и нанесении этой суспензии на наклонное движущееся проволочное сито для удаления из суспензии воды и формирования влажного нетканого волокнистого мата, при этом операция проводится на станках, например, Hydroformer™, производимых компанией Voith-Sulzer, из Appleton, Wis., или на станках Deltaformer™, производимых компанией Valmet/Sandy Hill, из Glenns Falls, N.Y. После того как из волокнистой суспензии будет сформировано полотно, влажный, не связанный мат переносят на второе подвижное сито, установленное на посту нанесения связующего, где на мат подают связующее в водном растворе. Водный раствор связующего предпочтительно наносят методом полива или методом погружения и отжима. Избыток связующего удаляют и влажный мат переносят на транспортер, который движется в конвективной печи, где несвязанный влажный мат высушивается и отверждается, связывая волокна мата друг с другом. Мат может отверждаться полностью либо отверждаться только до стадии "В". В сушильной и отверждающей печи мат нагревается до температуры 350°F (приблизительно 176,7°С), но эта величина может меняться от 210°F (приблизительно 98,8°С) до любой высокой температуры, которая не приведет к разрушению связующего, или, если необходимо получить отверждение стадии "В", до любой высокой температуры, которая не приведет к отверждению связующего выше параметров, характерных для этой стадии. Время обработки при таких температурах обычно не превышает 1-2 мин и часто бывает меньше 40 с. При отверждении связующего до стадии "В" чем ниже температура, применяемая для отверждения, тем больше нужно времени для достижения отверждения стадии "В", хотя обычно температуру выбирают так, чтобы связующее достигло стадии "В" не больше чем через несколько секунд.
Стеновые панели обшивки могут формироваться из матов из нетканого материала и деревянных листовых изделий путем крепления мата из нетканого материала к наружной поверхности деревянного листового изделия. Мат из нетканого материала может крепиться к деревянному листовому изделию либо после завершения, либо во время изготовления деревянного листового изделия. При использовании готового деревянного листового изделия и мата из нетканого материала, который полностью отвержден (т.е. когда мат не находится в состоянии стадии "В"), для склеивания готового деревянного листового изделия и мата из нетканого материала можно применять клей, прилагая давление и температуру, достаточные для отверждения клея. При использовании готового деревянного листового изделия и мата из нетканого материала в состоянии стадии "В", готовое деревянное листовое изделие и мат из нетканого материала, связующее в котором находится в состоянии стадии "В", приводят в контакт друг с другом и подвергают воздействию давления и теплоты, достаточных для склеивания мата и деревянного листового изделия и для окончательного отверждения связующего мата из нетканого материала.
Стеновые панели обшивки также могут формироваться во время изготовления деревянных листовых изделий, таких как ОСП, которые содержат древесные частицы и связующее, отверждаемое при повышенных температуре и давлении. Во время формирования такого деревянного листового изделия композицию, содержащую смесь древесных частиц и связующего, формуют в ориентированный или неориентированный мат, на который затем воздействуют теплотой и давлением, достаточными для отверждения связующего и формирования готового деревянного листового изделия. Частицы могут иметь любую форму, включая, помимо прочего, стружку, щепу, волокна, хлопья, брикеты, нити и их комбинации. Связующее, используемое для соединения древесных частиц друг с другом, может быть любым связующим, которое соединяет частицы друг с другом для формирования деревянного листового изделия при воздействии теплоты и давления, включая, например, фенолформальдегидную смолу, смолу из формальдегидмочевины, меламинформальдегидную смолу и т.п.
Для формирования стеновой панели обшивки во время изготовления деревянного листового изделия (а не после завершения изготовления деревянного листового изделия) формируют композитный мат, используя по меньшей мере один мат из нетканого материала и композицию, содержащую древесные частицы и связующее. Композитный мат содержит (1) мат, сформированный из этой композиции, имеющий первую наружную поверхность и вторую наружную поверхность, и (2) мат из нетканого материала, контактирующий с первой наружной поверхностью мата, сформированного из этой композиции. Если для получения композитного мата вместе с композицией используются два мата из нетканого материала, такой композитный мат может содержать (1) мат, сформированный из композиции и имеющий первую наружную поверхность и вторую наружную поверхность, (2) первый мат из нетканого материала, контактирующий с первой наружной поверхностью мата, выполненного из композиции, и (3) второй мат из нетканого материала, контактирующий со второй наружной поверхностью мата, выполненного из композиции. Композитный мат может быть образован путем формирования мата из композиции и затем путем приведения в контакт по меньшей мере одного мата из нетканого материала с одной из наружных поверхностей мата, сформированного из композиции, либо композитный мат можно формировать путем его формирования из композиции, когда композиция контактирует с по меньшей мере одним матом из нетканого материала так, что мат из нетканого материала находится в контакте с наружной поверхностью полученного мата, сформированного из композиции. После формирования композитный мат подвергают воздействию теплоты и давления, достаточных для формирования стеновой панели обшивки, содержащей деревянное листовое изделие, имеющее первую наружную поверхность, вторую наружную поверхность и кромки (выполненное из мата, полученного из композиции), и мат или маты из нетканого материала, приклеенные к наружной поверхности или наружным поверхностям деревянного листового изделия. То есть композитный мат подвергают воздействию теплоты и давления, достаточных для образования готового/отвержденного деревянного листового изделия из мата, сформированного из композиции, а также для приклеивания к нему мата из нетканого материала. Таким образом, используется только одна операция воздействия теплотой и давлением вместо того, чтобы формировать деревянное листовое изделие используя одну операцию воздействия теплотой и давлением, а затем второй раз воздействовать теплотой и давлением для приклеивания мата из нетканого материала к деревянному листовому изделию. Время прессования, температура и давление, используемые для формирования стеновой панели обшивки, могут меняться в зависимости от требуемой толщины и плотности панели, используемого связующего и от других переменных.
Когда стеновая панель обшивки формируется с использованием однократного воздействия на композитный мат теплотой и давлением, то для формирования такой стеновой панели можно использовать маты из нетканого материала в состоянии стадии "В" или полностью отвержденные маты из нетканого материала. Когда в композитном мате используется мат из нетканого материала в состоянии стадии "В", обычно не требуется дополнительного клея или связующего для приклеивания мата из нетканого материала к деревянному листовому изделию во время однократного воздействия теплотой и давлением (хотя такие дополнительные клей или связующее могут при желании применяться); теплота и давление, которые воздействуют на композитный мат, достаточны для полного отверждения связующего в мате из нетканого материала, находящегося в состоянии стадии "В", и для приклеивания мата из нетканого материала к деревянному листовому изделию. Когда используется полностью отвержденный мат из нетканого материала (т.е. когда мат из нетканого материала находится не в состоянии стадии "В"), можно использовать дополнительный клей или связующее для приклеивания мата из нетканого материала к деревянному листовому изделию, которое формируется при однократном воздействии теплоты и давления; при этом теплота и давление, которые воздействуют на композитный мат, достаточны для завершения отверждения этого дополнительного клея или связующего и приклеивания мата из нетканого материала к готовому деревянному листовому изделию. Такие дополнительные клей или связующее могут добавляться между матом, формируемым из композиции (т.е. матом, содержащим древесные частицы и связующее), и матом из нетканого материала; они могут добавляться в композицию до формирования из нее мата; или они могут добавляться в мат из нетканого материала.
Способы изготовления матов из нетканого материала в состоянии стадии "В" описаны в патентах США №№5,837,520, 6,331,339 и 6,303,207 и в опубликованной заявке на патент США №2001/0021448, все содержание которых включено в настоящее описание в качестве ссылки. Способы изготовления нетканых матов с использованием связующих, не содержащих формальдегид, а также древесные ламинаты, в которых используются такие маты, описаны в опубликованной заявке на патент США №2003/0008586, все содержание которой включено в настоящее описание в качестве ссылки.
Маты из нетканого материала, предназначенные для использования в стеновых панелях обшивки, выбирают так, чтобы они обеспечивали влагостойкость панелей обшивки. В настоящем описании термины "влагостойкость" стеновой панели обшивки и "влагостойкая" стеновая панель обшивки означают, что влагостойкость стеновой панели обшивки превышает (1) влагостойкость деревянного листового изделия одной только стеновой панели обшивки (т.е. без одного или более мата из нетканого материала, приклеенного к деревянному листовому изделию) и/или (2) влагостойкость деревянного листового изделия того же типа, используемого в стеновой панели обшивки, размер которой сравним с размером готовой стеновой панели обшивки (т.е. того же размера, что и стеновая панель обшивки). Такая влагостойкость может быть придана стеновым панелям обшивки разными способами, например (1) за счет связующего в нетканом мате, (2) покрытием водоотталкивающим агентом (или водонепроницаемым покрытием) на нетканом мате, (3) водоотталкивающим агентом (или водонепроницаемым агентом), добавленным в связующее при формировании нетканого мата, и/или (4) путем добавки водоотталкивающих (или водонепроницаемых) волокон (например, полиэфирных волокон) в нетканый мат. Можно использовать и другие способы придания стеновым панелям обшивки водоотталкивающих свойств. Придание влагостойкости стеновым панелям обшивки также может добавить или улучшить свойства сопротивляемости плесени и милдью в стеновых панелях обшивки.
Кроме того, маты из нетканого материала могут повышать прочность (т.е. сопротивление изгибу), стабильность размеров и/или огнестойкость стеновых панелей обшивки по сравнению с панелями, состоящими только из деревянных листовых изделий. То есть мат(ы) из нетканого материала можно выбирать так, чтобы одно или более из свойств стеновой панели обшивки имело более высокие характеристики по сравнению с деревянным листовым изделием стеновой панели обшивки без одного или более нетканого мата, приклеенного к деревянному листовому изделию.
Более того, маты из нетканого материала, предназначенные для использования в стеновых панелях обшивки, можно выбирать так, чтобы они обеспечивали увеличенную прочность (например, прочность при изгибе или сопротивление прокалыванию), увеличенную стабильность размеров, повышенную стойкость к плесени, повышенную огнестойкость и/или уменьшенный вес стеновых панелей обшивки по сравнению с деревянным листовым изделием того же типа, используемого для стеновых панелей обшивки, и имеющим размеры, сравнимые с размерами готовой стеновой панели обшивки (т.е. по сравнению с деревянным листовым изделием того же размера, что и стеновая панель обшивки).
ПРИМЕР
Настоящее изобретение будет пояснено ниже со ссылкой на иллюстративный пример, не являющийся ограничивающим.
Были изготовлены разные типы тестовых плит, подвергшиеся испытаниям для измерения их прочности и влагостойкости. Коротко говоря, тестовые плиты содержали ориентированно-стружечную плиту с матами из нетканого материала, приклеенными к обеим наружным поверхностям плиты. Ориентированно-стружечная плита (ОСП) без матов из нетканого материала использовалась как контрольный образец и испытывалась по тем же параметрам, что и тестовые плиты.
А. Плиты
Испытывались следующие типы плит, при этом в скобках после описания типа плиты указано количество изготовленных плит:
(1) ОСП с облицовкой стеклянными матами, изготовленные с использованием формальдегида фурфурилового спирта (изготовлено 3 плиты);
(2) ОСП с облицовкой стеклянными матами, изготовленные с использованием формальдегида фурфурилового спирта и с добавкой в связующее стеарилированного водоотталкивающего агента (изготовлено 2 плиты);
(3) ОСП с облицовкой стеклянными матами, изготовленные с использованием фенолформальдегидного связующего (изготовлено 2 плиты);
(4) ОСП с облицовкой матами из полиэфирного волокна, полученного фильерным способом с фенолформальдегидным связующим (изготовлено 2 плиты); и
(5) ОСП без облицовки неткаными матами (т.е. контроль) (изготовлено 2 плиты).
2
2
2
Нетканые маты стадии "В", использованные для плит, формировались с использованием обычного процесса влажной выкладки. Плотность стеклянных матов, использованных в тестовых образцах, составляла 6 фунтов на 100 кв. футов (около 0,293 кг/м), при этом маты содержали приблизительно 60% связующего и 40% волокон. Для матов использовались волокна, изготовленные из стекла Е со средним диаметром 16 мкм и средней длиной 1 дюйм (25,4 мм). Стеклянные маты, в которых в связующее добавлялся стеарилированный водоотталкивающий агент, содержали приблизительно 40% волокон, 56% связующего и 4% водоотталкивающего агента. Плотность матов из полиэфирных волокон, полученных фильерным способом, составляла 120 г/м, и фенолформальдегидное связующее добавлялось в количестве 3 фунта на 100 кв. футов (около 0,147 г/м). Полиэфирные волокна, использованные в таких матах, имели плотность приблизительно 4 денье на фут (0,3048 м).
Тестовые плиты и ориентированно-стружечные контрольные плиты изготавливались с использованием формовочного короба размером 34×34 дюйма (863,6×863,6 мм), для формирования контрольных ОСП композиций из древесной стружки и связующего вручную формировали в маты с использованием формовочного короба. Для получения тестовых плит композицию из древесной стружки, связующего и нетканых матов в стадии "В" вручную формировали в композитные маты, используя формовочный короб так, что мат, сформированный из композиции, размещался между двумя неткаными матами. Вручную сформированные маты затем прессовались по обычному циклу прессования, применяемому для изготовления ОСП. Все параметры были основаны на типичных коммерческих значениях для ОСП и показаны в таблице ниже:
Заданные размеры, дюймы (мм)
28×28×0,437 (711,2×711,2×11,099)
Заданная плотность, фунтов на куб. фут (кг/м<sup>3</sup>)
39,0 (624,72)
Конструкция мата
Ориентированная, отношение поверхностного слоя к внутреннему слою - 50/50
Тип смолы
Поверхностный слой: жидкий фенолформальдегид.Внутренний слой: изоцианатная смола (MDI).
Тип воска
Сырой парафин 1% твердых веществ
Температура прессования, °F (°C)
400 (204,44)
Панели прессовались до заданной толщины 0,437 дюйма (11,099 мм). Панели прессовались около 150 с при температуре прессования 400°F (204,44°С). Полученные плиты обрезались до размера 28×28 дюймов (711,2×711,2 мм).
В. Измерения
В тестовых плитах каждого типа и в контрольной плите для оценки прочности и влагостойкости измерялись следующие параметры (в скобках после описания теста указано количество образцов на плиту):
(1) предел прочности при изгибе (ППИ) в параллельном направлении ОСП (ППИ Пар) в фунтах на кв. дюйм (испытывалось 3 образца на плиту);
(2) предел прочности при изгибе (ППИ) в перпендикулярном направлении ОСП (ППИ Пер) в фунтах на кв. дюйм (испытывалось 3 образца на плиту);
(3) модуль упругости (МУ) в параллельном направлении ОСП (МУ Пар) в фунтах на кв. дюйм (3 образца на плиту);
(4) модуль упругости (МУ) в перпендикулярном направлении ОСП (МУ Пер) в фунтах на кв. дюйм (3 образца на плиту);
(5) внутренняя связь в фунтах на кв. дюйм (6 образцов на плиту);
(6) долговечность связи в параллельном направлении ОСП, измеренная как предел прочности при изгибе через 2 ч кипячения плиты, в фунтах на кв. дюйм (3 образца на плиту);
(7) долговечность связи в перпендикулярном направлении ОСП, измеренная как предел прочности при изгибе через 2 ч кипячения плиты, в фунтах на кв. дюйм (3 образца на плиту);
(8) разбухание по толщине через 24 ч вымачивания образца плиты в воде, в процентах (2 образца на плиту);
(9) поглощение воды через 24 ч вымачивания образца в воде, в процентах (2 образца на плиту);
(10) линейное удлинение в параллельном направлении ОСП от сухого состояния после печи для насыщения с использованием пропитки в вакууме, в процентах (2 образца на плиту);
(11) линейное удлинение в перпендикулярном направлении ОСП от сухого состояния после печи для насыщения с использованием пропитки в вакууме, в процентах (2 образца на плиту);
(12) пропускание водяного пара в пермах (единица проницаемости) (2 образца на плиту).
Каждый из параметров (1)-(11), перечисленных выше, оценивался по стандарту испытаний 0437.1-93 Канадской ассоциации стандартов. Пропускание водяного пара (параметр (12), указанный выше) измерялось по стандартной методике Е96 Американского общества по испытанию материалов (ASTM).
С. Результаты
Результаты измерений параметров для различных плит приведены на фиг.1. На фиг.1 также приведены результаты испытаний, среднеквадратичное отклонение тестов и указание, улучшились ли показатели для каждого типа плит по сравнению с контрольным образцом (т.е. базовым значением для ОСП) на статистически значимом уровне (т.е. с уровнем уверенности в 95%), используя Т-тест Студента (указания даны как "Да" или "Нет"). На фиг.1 для предела прочности при изгибе (ППИ) и для модуля упругости (МУ) также указано, было ли уменьшение разброса между результатами для каждого типа плит и результатами для контрольных образцов (т.е. базовым значением для ОСП) статистически значимым с уровнем уверенности 95%, используя тест по критерию хи-квадрат (в форме "Да" и "Нет", при этом "Да" указывает на то, что разброс результатов испытаний уменьшился на статистически значимом уровне по сравнению с разбросом в контрольных плитах ОСП). Наконец, на фиг.1 также перечислены некоторые минимальные значения стандарта Канадской ассоциации стандартов для ОСП.
Результаты иллюстрируют повышенную прочность и влагостойкость тестовых плит. На фиг.2 сведены результаты, показывающие статистически значимые улучшения прочности в перпендикулярном направлении и влагостойкости в тестовых плитах по сравнению с контрольной ОСП.
На фиг.3-10 приведены результаты испытаний плит на прочность и влагостойкость. Описания тестов, выделенные полужирным шрифтом, показывают те тесты, в которых перечисленные тестовые плиты имели статистически значимое отличие от контрольных плит с уровнем уверенности 95%.
Хотя настоящее изобретение было описано подробно и со ссылками на конкретные варианты, специалистам очевидно, что в него можно внести различные изменения и модификации, не выходящие за пределы существа и объема изобретения.