СТРОИТЕЛЬНАЯ ПЛИТА
BUILDING BOARD

Область техники
0001
Изобретение относится к строительной плите, в частности к плите, которая имеет лицевую поверхность с покрытием и торцевые поверхности, которые обладают высокой адгезией по отношению к герметику.
Уровень техники
0002
Обычно с целью предотвращения ухудшения физических характеристик строительных плит вследствие поглощения воды, а также с целью повышения климатоустойчивости и улучшения внешнего вида, на лицевую и тыльную поверхности основы строительных плит наносят покрытие.
Плиты, используемые на наружной и внутренней стороне стен и имеющие покрытие на лицевой и тыльной поверхностях, соединяют между собой, формируя стеновые поверхности здания. При соединении сопряженных строительных плит по горизонтали и вертикали с использованием стандартных соединительных элементов или соединительных деталей формируют равномерные зазоры между смежными плитами, которые заполняют силиконовым герметиком на основе полимера (силикон, модифицированный силикон, полиуретан, полисульфид и т.п.), обладающим отличными гидроизоляционными свойствами и показателями упругости. Поскольку размеры плит меняются с течением времени, заполнение герметиком выполняют с учетом этого изменения размеров (1).
(1) Заявка 2003-343024 (Токкай Кохо)
Раскрытие изобретения
0003
При наличии покрытия на торцевых поверхностях строительной плиты возникает опасность отслаивания герметика, нанесенного на покрытие, вследствие отслаивания покрытия от торцевых поверхностей. В свою очередь, отслаивание герметика приводит к тому, что между строительной плитой и герметиком образуются зазоры, через которые просачиваются атмосферные осадки. Впитывание просочившихся осадков поверхностью плиты неизбежно приводит к ухудшению физических характеристик строительной плиты: она набухает с тыльной стороны и оказывает негативное воздействие на другие, сопряженные с ней элементы строительной конструкции.
0004
Во избежание отслаивания герметика от строительной плиты желательно не наносить покрытие на ее торцевые поверхности. Кроме того, при нанесении покрытия на лицевую поверхность строительной плиты материал покрытия может растекаться и образовывать на торцевых поверхностях нежелательную пленку покрытия.
Особенно легко нежелательная пленка покрытия образуется на торцевых поверхностях в случае, если покрытие наносят на лицевую поверхность строительной плиты путем напыления и разбрызгивания.
0005
Настоящее изобретение предназначено для решения указанных выше задач путем разработки такой строительной плиты, которая при наличии покрытия на лицевой поверхности имела бы торцевые поверхности, которые обладают высокой адгезией по отношению к герметику.
0006
Для реализации цели изобретения в п.1 формулы изобретения предложена строительная плита с покрытием на лицевой поверхности, отличающаяся тем, что на ее торцевых поверхностях с использованием лазерной обработки сформированы участки с уменьшенной толщиной покрытия или с удаленным покрытием. В данном случае под торцевыми поверхностями строительной плиты подразумеваются поверхности, которые не имеют шпунта, которые располагаются напротив торцов смежных плит при монтаже и на которые наносят герметик.
Заявленную строительную плиту, согласно изобретению, можно изготовить следующим образом: исходную плиту размещают на конвейерной линии таким образом, чтобы лазерное излучение могло попадать только на торцевые поверхности указанной плиты; лазерное излучение направляют на торцевые поверхности плиты и при перемещении плиты удаляют или утоняют с использованием лазерного излучения пленку покрытия, образовавшуюся на ее торцевых поверхностях.
Мощность лазера или лазеров изменяют в зависимости от состояния пленки покрытия и материала плиты, обычно в диапазоне 1,8-30 Вт. При мощности излучения лазера меньше 1,8 Вт невозможно обеспечить эффективное удаление пленки покрытия на торцевых поверхностях плиты. Аналогично, повышение мощности излучения лазера свыше 30 Вт не приводит к дальнейшему повышению эффективности удаления пленки покрытия.
Благодаря тому, что пленка покрытия строительной плиты удалена или утонена только на торцевых поверхностях, отслаивание герметика при монтаже стены предотвращено без ущерба для декоративных свойств лицевой поверхности плиты.
0007
В п.2 формулы изобретения предложена строительная плита по п.1, отличающаяся тем, что длина участков с уменьшенной толщиной покрытия или с удаленным покрытием, сформированных на торцевых поверхностях плиты с использованием лазерной обработки, в направлении от лицевой к тыльной поверхности строительной плиты составляет не менее 5 мм.
Обычно толщина строительной плиты составляет не менее 10 мм, а высота соединительных деталей, устанавливаемых для формирования зазоров между сопряженными стеновыми плитами, составляет не менее 3 мм. Таким образом, в зависимости от характера лазерной обработки торцевых поверхностей на них могут оставаться участки, контактирующие с герметиком, не подвергшиеся лазерной обработке и, следовательно, сохранившие пленку покрытия. Однако отсутствие или утонение пленки покрытия на остальных участках, подвергшихся лазерной обработке, позволяет затруднить отслаивание герметика при условии, что длина этих участков в направлении от лицевой к тыльной поверхности плиты будет не меньше 5 мм. Таким образом, увеличивается адгезия торцевых поверхностей по отношению к герметику, так что даже после монтажа строительных плит герметик не отслаивается. Если длина участков лазерной обработки в направлении от лицевой поверхности к тыльной поверхности меньше 5 мм, то с учетом разброса точности заполнения зазоров герметиком непосредственно на месте проведения строительно-монтажных работ адгезия торцевых поверхностей по отношению к герметику в целом будет недостаточной, что может привести к отслаиванию герметика от строительной плиты.
В п.2 настоящего изобретения длина участков торцевых поверхностей строительной плиты, подвергнутых лазерной обработке, составляет, по меньшей мере, 5 мм, что позволяет затруднить отслаивание герметика после монтажа плиты, снизить переменные издержки и обеспечить надлежащую технологичность.
0008
В п.3 формулы изобретения предложена строительная плита по п.1, отличающаяся тем, что на ее лицевой поверхности сформирован декоративный рельеф. При этом длина участков с уменьшенной толщиной покрытия или с удаленным покрытием, сформированных на торцевых поверхностях плиты с использованием лазерной обработки, в направлении от вершин выступов рельефа к нижней стороне впадин рельефа и далее в направлении от нижней стороны впадин к тыльной поверхности плиты составляет, по меньшей мере, 5 мм.
Благодаря применению плиты по п.3 настоящего изобретения затрудняется отслаивание герметика при монтаже строительной плиты даже в том случае, если она имеет декоративный рельеф на лицевой поверхности. В результате, снижаются переменные издержки, и обеспечивается надлежащая технологичность.
0009
В п.4 формулы изобретения предложена строительная плита по п.1, отличающаяся тем, что участки с уменьшенной толщиной покрытия или с удаленным покрытием, сформированные на торцевых поверхностях плиты с использованием лазерной обработки, занимают всю площадь торцевых поверхностей в пределах от лицевой до тыльной поверхности плиты.
Применение плиты по п.4 настоящего изобретения позволяет максимально затруднить отслаивание герметика от такой плиты.
0010
В п.5 формулы изобретения предложена строительная плита по п.1, отличающаяся тем, что на ее лицевой поверхности сформирован декоративный рельеф. При этом участки с уменьшенной толщиной покрытия или с удаленным покрытием, сформированные на торцевых поверхностях плиты с использованием лазерной обработки, занимают всю площадь торцевых поверхностей в пределах от лицевой до тыльной поверхности плиты.
Применение плиты по п.5 настоящего изобретения позволяет максимально затруднить отслаивание герметика даже при наличии декоративного рельефа на лицевой поверхности плиты.
0011
Благодаря тому, что на торцевых поверхностях строительной плиты согласно настоящему изобретению пленка покрытия удалена или имеет уменьшенную толщину, отслаивание герметика при монтаже плиты предотвращено без ущерба для декоративных качеств ее лицевой поверхности, даже при наличии на ней декоративного рельефа.
Предпочтительный вариант реализации
0012
С использованием пробных образцов строительных плит с пленкой покрытия на торцевых поверхностях была выполнена оценка влияния лазерной обработки на адгезию. Были приготовлены четыре пробных образца керамических облицовочных плит, на всю поверхность которых, в том числе и на торцевые поверхности, нанесено силикон-акриловое эмульсионное покрытие. Один пробный образец был оставлен в качестве контрольного: его торцевые поверхности лазерной обработке не подвергались, а адгезивные свойства сопоставляли с адгезивными свойствами других плит. Остальные образцы были подвергнуты лазерной обработке по удалению пленки покрытия газовым лазером на углекислом газе, изготовленного фирмой Keyence Corp. Мощность лазерного излучения составила соответственно 18, 24 и 30 Вт. Обработке подвергали всю площадь торцевых поверхностей в пределах от лицевой до тыльной поверхности образцов. Для обработанных таким образом образцов была выполнена оценка адгезивных свойств. Посредством лазерного излучения мощностью 18 Вт пленка покрытия была удалена практически полностью, однако с повышением мощности до 24 и далее до 30 Вт удаление проходило еще более эффективно. Для оценки адгезивной способности на всю торцевую поверхность наклеивали липкую ленту, которую затем отрывали, и по количеству отслоившегося (т.е. налипшего на ленту) материала оценивалась адгезивная способность основы. Чем больше отслоившегося (налипшего на ленту) материала, тем ниже адгезивная способность основы. Разумеется, что низкая адгезивная способность свидетельствует об опасности отслаивания герметика после его нанесения.
0013
Было зафиксировано, что на липкую ленту контрольного (не подвергавшегося лазерной обработке) образца налипло большое количество отслоившегося материала. Другими словами, адгезивная способность пленки покрытия, нанесенной на торцевые поверхности контрольного образца, оказалась низкой. Это свидетельствует о том, что при монтаже такого образца и нанесении герметика велика опасность отслоения последнего вместе с пленкой покрытия.
С другой стороны, на торцевых поверхностях всех остальных образцов, с которых пленка покрытия была частично или полностью удалена посредством лазерной обработки, налипший материал на оторванной ленте практически отсутствовал.
Таким образом, собственный материал строительной плиты, не имеющий пленки покрытия, практически не отслаивается и обладает высокой адгезией по отношению к герметику, чем при наличии пленки.
0014
Для оценки адгезии строительных плит после лазерной обработки торцевых поверхностей было проведено отдельное испытание.
Сначала в качестве исходных образцов были подготовлены четыре керамические облицовочные плиты с силикон-акриловым покрытием на всей лицевой поверхности, в том числе на торцевых поверхностях (размеры образцов 50 мм (ширина) ×15 мм (толщина) ×50 мм (длина)). Две плиты, оставленные в качестве контрольных, не подвергали лазерной обработке, а две другие плиты использовали для испытаний и подвергали лазерной обработке. На торцевых поверхностях испытуемых плит посредством лазерного излучения мощностью 24 Вт, образуемого газовым лазером на углекислом газе, изготовленным фирмой Keyence Corp., была полностью удалена пленка покрытия в пределах от лицевой до тыльной поверхности. Затем на торцевые поверхности испытуемых плит был нанесен грунт на основе уретановой смолы, а боковые поверхности плит были размещены друг напротив друга с образованием зазора, равного 10 мм. Далее указанный зазор был заполнен герметиком на основе модифицированного однокомпонентного жидкого силикона так, чтобы сформировать слой 10 мм (ширина) × 7 мм (глубина) × 50 мм (длина). Затем было осуществлено последовательное выдерживание: при 28°С в течение 2 суток, при 50°С и относительной влажности 95% в течение 1 суток, и при 80°С в течение 10 часов, после чего плиты были погружены в воду на 14 суток. В результате получили испытуемый образец, состоящий из двух плит с зазором между ними, заполненным герметиком, которые были подвергнуты лазерной обработке. Аналогичным образом из двух контрольных плит был приготовлен контрольный образец, отличие которого от испытуемого образца состояло в том, что торцевые поверхности этих плит не подвергались лазерной обработке. Приготовленные вышеуказанным образом испытуемый и контрольный образцы подвергались воздействию растягивающего усилия при комнатной температуре со скоростью 50 мм/мин. Затем был измерен уровень адгезии по отношению к герметику. В качестве величины, характеризующей адгезию, измеряли предел прочности при растяжении. Чем выше предел прочности при растяжении, тем большее усилие нужно приложить, чтобы оторвать друг от друга две плиты, склеенные герметиком, и, следовательно, тем выше уровень адгезии по отношению к герметику, и тем меньше вероятность его отслаивания.
0015
2
Предел прочности при растяжении контрольного образца из двух контрольных плит, торцевые поверхности которых не подвергались лазерной обработке и зазор между которыми заполнен герметиком, составил 15 Н/см. Осмотр оторванного герметика показал, что на поверхности отрыва налип материал покрытия, нанесенного на торцевые поверхности, из чего можно заключить, что отрыв герметика стал следствием отрыва пленки покрытия от основы (собственно плиты).
2
Предел прочности при растяжении испытуемого образца из двух контрольных плит, торцевые поверхности которых подвергались лазерной обработке и зазор между которыми заполнен герметиком, составил 48 Н/см, что существенно выше, чем предел прочности контрольного образца. Осмотр оторванного герметика показал, что налипшие частицы на поверхности отрыва практически отсутствуют. Это объясняется тем, что пленка покрытия на торцевых поверхностях была удалена практически полностью при лазерной обработке.
Таким образом, строительная плита с торцевыми поверхностями, подвергнутыми лазерной обработке, показала высокую адгезию по отношению к герметику благодаря практически полному отсутствию пленки покрытия.
0016
Далее на конкретных практических примерах, проиллюстрированных на фиг.1-9, описаны предпочтительные варианты реализации изобретения.
Практический пример 1
0017
На фиг.1 изображен пример строительной плиты А1 с гладкой лицевой поверхностью. На лицевую поверхность путем напыления, разбрызгивания, с помощью валика и т.п. нанесено покрытие. Плита А1 имеет лицевую поверхность и торцевые поверхности без шпунта. Торцевые соединительные поверхности имеют участки а1, на которых в результате растекания материала покрытия при нанесении образовалась нежелательная пленка покрытия. На фиг.1 показана только ближняя торцевая поверхность. Не показанная на чертеже дальняя торцевая поверхность также не имеет шпунта и имеет участок а1 с пленкой покрытия, образовавшейся в результате растекания материала покрытия при нанесении.
0018
На фиг.2 схематично показано лазерное оборудование для лазерной обработки обеих торцевых поверхностей строительной плиты. Лазерное оборудование размещено на производственной линии за участком нанесения покрытия на лицевую поверхность плиты.
При поступательном перемещении ленточного конвейера С размещенную на нем строительную плиту А1 подают в направлении, указанном стрелкой. У конвейера С установлены лазеры В так, чтобы их излучение попадало на обе торцевые поверхности плиты А. Лазеры В могут перемещаться как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, благодаря чему можно свободно задавать диапазон лазерной обработки и обеспечивать попадание лазерного излучения только на торцевые поверхности плиты А1. Перед лазерами В можно установить сенсорный включатель так, чтобы при контакте с ним лазеры включались автоматически.
После нанесения покрытия на лицевую поверхность строительной плиты А1 лазерное оборудование позволяет выполнять лазерную обработку только торцевых поверхностей в процессе подачи плиты, обеспечивая надлежащую технологичность плиты А1.
0019
На фиг.3 изображен пример строительной плиты, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке с использованием оборудования, показанного на фиг.2.
Плита А2 представляет собой плиту А1 с покрытием на лицевой поверхности, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке с использованием лазерного оборудования, показанного на фиг.2. В данном примере лазерной обработке подвергнута вся площадь торцевых поверхностей, так что участки а2, которые прошли лазерную обработку и на которых пленка покрытия удалена, занимают всю площадь торцевых поверхностей, в пределах от лицевой до тыльной поверхности плиты, а участки, не прошедшие лазерную обработку и, следовательно, сохранившие пленку покрытия, отсутствуют. Благодаря тому, что пленка покрытия отсутствует только на торцевых поверхностях, при монтаже плиты обеспечена высокая адгезия по отношению к герметику при сохранении первоначального внешнего вида лицевой поверхности.
0020
На фиг.4 показан еще один пример строительной плиты, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке.
Плита A3 представляет собой плиту А1 с покрытием на лицевой поверхности, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке с использованием лазерного оборудования, показанного на фиг.2. В данном примере торцевые поверхности плиты подвергнуты лазерной обработке только частично. В итоге эти поверхности имеют участки а2 определенного размера без пленки покрытия, обработанные с использованием лазерного излучения и примыкающие к лицевой поверхности, а также необработанные лазерным излучением участки а1 с пленкой покрытия, примыкающие к тыльной поверхности. Размер участков а2 по вертикали в данном примере равен 5 мм.
При монтаже плиты A3 обеспечивается высокая адгезия по отношению к герметику на участках а2. Длина этих участков в направлении от лицевой к тыльной поверхности плиты составляет 5 мм, поэтому в целом обеспечивается высокая адгезия по отношению к герметику на всей площади торцевых поверхностей. Кроме того, лицевая поверхность плиты не подвергалась лазерной обработке, в результате чего сохранился первоначальный внешний вид этой поверхности.
0021
На фиг.5 показан еще один пример строительной плиты, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке.
Плита А4 представляет собой плиту А1 с покрытием на лицевой поверхности, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке с использованием оборудования, показанного на фиг.2. Отличительной особенностью лазерной обработки в данном примере является то, что лазеры совершали прерывистое периодическое перемещение через промежутки времени, которые были меньше времени прохождения плиты через зону лазерной обработки. В результате на торцевых поверхностях сформированы соответственно не обработанные и обработанные участки а1, а2. Параметры перемещения лазеров были отрегулированы таким образом, чтобы участков а2 сформировалось больше, чем участков а1.
Участки а1 и а2 проходят от лицевой поверхности питы до ее тыльной поверхности. Пленка покрытия удалена на участках а2 и оставлена на участках а1.
При монтаже плиты А4 обеспечена высокая адгезия по отношению к герметику на участках а2. Так как участков а2 сформировано больше, чем участков а1, то в целом обеспечена высокая адгезия по отношению к герметику на торцевых поверхностях. К тому же лицевая поверхность плиты не подвергалась лазерной обработке, благодаря чему сохранен первоначальный внешний вид лицевой поверхности плиты.
0022
На фиг.6 показан пример строительной плиты с декоративным рельефом на лицевой поверхности. Путем распыления, разбрызгивания или с помощью валиков на лицевую поверхность плиты А'1 нанесена пленка покрытия. Помимо лицевой и тыльной поверхностей и присоединительных боковых поверхностей, имеющих шпунт, плита А'1 имеет торцевые поверхности без шпунта. В результате растекания материала покрытия, нанесенного на лицевую поверхность, на торцевых поверхностях образуются участки а'1 с нежелательной пленкой покрытия. Не показанная на фиг.6 дальняя торцевая поверхность плиты А'1, аналогично ближней поверхности, показанной на фиг.6, не имеет шпунта и содержит нежелательную пленку покрытия.
0023
На фиг.7 показан пример строительной плиты с рельефом на лицевой поверхности, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке.
Плита А'2 представляет собой плиту А'1 с покрытием на лицевой поверхности, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке с использованием лазерного оборудования, изображенного на фиг.2. В данном примере лазерной обработке подвергнута вся площадь торцевых поверхностей, так что участки а'2, которые прошли лазерную обработку и на которых пленка покрытия удалена, занимают всю площадь торцевых поверхностей, заключенную между лицевой до тыльной поверхностями плиты, а участки, не прошедшие лазерную обработку и, следовательно, сохранившие пленку покрытия, отсутствуют. Благодаря тому, что пленка покрытия отсутствует только на торцевых поверхностях, при монтаже плиты обеспечена высокая адгезия по отношению к герметику и сохранен первоначальный внешний вид лицевой поверхности.
0024
На фиг.8 показан еще один пример строительной плиты с рельефом на лицевой поверхности, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке.
Плита А'3 представляет собой плиту А'1 с покрытием на лицевой поверхности, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке с использованием оборудования, показанного на фиг.2. В данном примере торцевые поверхности плиты подвергнуты лазерной обработке только частично, так что торцевые поверхности имеют обработанные участки а'2, примыкающие к лицевой поверхности и не имеющие пленки покрытия, и не обработанные участки а'1, примыкающие к тыльной поверхности и сохранившие пленку покрытия. Вертикальный размер участков а'2 от вершин выступов до нижней границы участков а'2 в данном примере равен 5 мм.
При монтаже плиты А'3 обеспечена высокая адгезия по отношению к герметику на участках а'2. Длина этих участков составляет 5 мм, благодаря чему обеспечена высокая адгезия по отношению к герметику на торцевых поверхностях плиты. Кроме того, лицевая поверхность плиты не подвергалась лазерной обработке, вследствие чего сохранен первоначальный внешний вид лицевой поверхности плиты.
0025
На фиг.9 показан еще один пример строительной плиты, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке.
Плита А'4 представляет собой плиту А'1 с покрытием на лицевой поверхности, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке с использованием оборудования, показанного на фиг.2. Отличительной особенностью лазерной обработки в данном примере является то, что лазеры совершали прерывистое периодическое перемещение через промежутки времени, которые были меньше времени прохождения плиты через зону лазерной обработки. В результате, на торцевых поверхностях сформированы соответственно не обработанные и обработанные участки а'1, а'2. Параметры перемещения лазеров были отрегулированы таким образом, чтобы участков а'2 сформировалось больше, чем участков а'1.
Участки а'1 и а'2 проходят от лицевой поверхности питы до ее тыльной поверхности. Пленка покрытия удалена на участках а'2 и оставлена на участках а'1.
При монтаже плиты А'4 обеспечена высокая адгезия по отношению к герметику на участках а'2. Этих участков сформировано больше, чем участков а'1, поэтому в целом обеспечена высокая адгезия по отношению к герметику на торцевых поверхностях. Кроме того, лицевая поверхность плиты не подвергалась лазерной обработке, в результате чего сохранен первоначальный внешний вид этой поверхности.
0026
Область применения настоящего изобретения не ограничивается приведенными выше примерами. Возможны различные модификации изобретения при условии, что они находятся в пределах объема формулы изобретения. Лазерной обработке могут подвергаться как обе торцевые поверхности, так и одна из них. В строительных плитах, не имеющих шпунта, лазерной обработке могут подвергаться как боковые, так и торцевые поверхности.
0027
Как указано выше, применение строительной плиты согласно изобретению позволяет, благодаря удалению или уменьшению толщины пленки покрытия на торцевых поверхностях плиты с использованием лазерной обработки, обеспечить высокую адгезию по отношению к герметику, наносимому при монтаже плиты, сохраняя при этом декоративные свойства лицевой поверхности плиты.
Краткое описание чертежей:
0028
Фиг.1. Пример строительной плиты с плоской лицевой поверхностью.
Фиг.2. Схематичное изображение лазерного оборудования для обработки торцевых поверхностей.
Фиг.3. Пример строительной плиты, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке.
Фиг.4. Еще один пример строительной плиты, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке.
Фиг.5. Еще один пример строительной плиты, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке.
Фиг.6. Пример строительной плиты с декоративным рельефом на лицевой поверхности.
Фиг.7. Пример строительной плиты с декоративным рельефом на лицевой поверхности, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке.
Фиг.8. Пример строительной плиты с декоративным рельефом на лицевой поверхности, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке.
Фиг.9. Пример строительной плиты с декоративным рельефом на лицевой поверхности, торцевые поверхности которой подвергнуты лазерной обработке.
0029
Обозначения на фигурах:
А1-А4, А1-А4 - строительные плиты;
а1, а'1 - участки торцевых поверхностей, на которых осталась пленка покрытия;
а2, а'2 - участки, подвергнутые лазерной обработке;
В - лазеры;
С - ленточный конвейер.