СТРОИТЕЛЬНАЯ ПЛИТА С АКУСТИЧЕСКИМ ПЕНОМАТЕРИАЛОМ
CONSTRUCTION SLAB WITH ACOUSTIC FOAM MATERIAL

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится к конструкции строительной плиты. Более конкретно, настоящее изобретение относится к строительной плите с акустическим пеноматериалом.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
Строительная плита, также известная как стеновая плита, штукатурная плита или лист сухой штукатурки, является одним из наиболее распространенных строительных компонентов в мире на сегодняшний день. Строительную плиту часто используют внутри жилого помещения, где она выполняет функцию как отделочного стенового покрытия, так и капитальной межкомнатной перегородки. Строительная плита также может быть использована снаружи жилого помещения, где она служит обшивкой для обеспечения защиты от атмосферных воздействий и теплоизоляции. Строительная плита также может быть использована как внутренняя облицовка для других конструкций, в том числе таких, как лестничные клетки, шахты лифта и внутренний трубопровод.
Одна из наиболее популярных форм строительной плиты известна в качестве гипсовой плиты. Гипсовую плиту изготавливают посредством укладки слоя вяжущей гипсовой суспензии между двумя противоположными бумажными слоями. Гипсовая суспензия представляет собой полуводную форму сульфата кальция, при этом ей присуще множество физических характеристик, делающих ее пригодной для использования в качестве строительного компонента. Например, гипсовые плиты обычно характеризуются наличием гладкой наружной поверхности, постоянной толщины и на них могут быть нанесены отделочные покрытия, такие как краска. Гипсовая плита также актуальна потому, что она обеспечивает определенный уровень огнестойкости и ослабление звука.
Пример покрытой бумагой гипсовой плиты раскрыт в патенте США №2,806,811, Von Hazmburg. Von Hazmburg раскрывает плиту, которая главным образом состоит из толстого гипсового сердечника, заключенного в волокнистую оболочку, состоящую как из листа манильской бумаги, так и из листа газетной бумаги. Эти листы могут быть изготовлены при помощи известных многоцилиндровых бумагоделательных машин.
Другая распространенная форма строительной плиты известна в качестве гипсовой плиты с армирующим стекловолокном (GRG). Пример одной из таких плит раскрыт в патенте США №4,265,979, Baehr и др. Baehr раскрывает строительную плиту, изготовленную из противоположных стекловолокнистых матов с промежуточным гипсовым сердечником. Данная конструкция обеспечивает упрочненную наружную поверхность и является более совершенной по сравнению с предшествующими плитами с бумажным покрытием.
Еще один тип гипсовой плиты раскрыт в принадлежащем этому же заявителю патенте США №4,378,405, Pilgrim. Pilgrim раскрывает GRG плиту, покрытую с одной или обеих сторон пористым нетканым стекломатом. Стекломат по Pilgrim полностью погружен в суспензию сердечника. Это обеспечивают путем создания колебаний гипсовой суспензии, в результате чего она проходит через пористые отверстия мата. Погружение мата в сердечник, как раскрыто в рассматриваемом патенте, приводит к формированию тонкого слоя суспензии на наружной поверхности плиты. Строительные плиты с такой конструкцией называются гипсовыми плитами с погруженным армирующим стекловолокном (EGRG).
Приведенным выше конструкциям строительных плит присущи многочисленные полезные характеристики. Однако ни одна из этих конструкций не обеспечивает улучшенные акустические характеристики. В результате чего этим плитам присуще нулевое или низкое звукопоглощение или звукоизоляция, и они плохо подходят для использования в качестве звукового барьера. Звукопоглощение и звукоизоляция особенно важны тогда, когда строительную плиту используют в качестве межкомнатной перегородки или наружного строительного компонента. Следовательно, существует потребность в разработке строительных плит с улучшенными акустическими характеристиками. Более конкретно, существует потребность в разработке плиты, которая поглощает звуковые волны. Настоящее изобретение направлено на достижение этих и других целей.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
Строительные плиты согласно настоящему изобретению характеризуются рядом существенных преимуществ. В частности, раскрытые строительные плиты обеспечивают увеличение звукопоглощения без ухудшения каких-либо структурных характеристик плиты.
Дополнительное преимущество реализуют посредством обеспечения улучшенных акустических характеристик путем включения полимерного листа в сердечник строительной плиты.
Еще одно из возможных преимуществ настоящей системы обеспечивают посредством включения полимерного листа в ходе непрерывного способа производства, тем самым, позволяя строительной плите согласно настоящему изобретению быть изготовленной быстро и недорого.
Другое преимущество настоящей системы обеспечивают посредством включения серии звукопоглощающих полимерных кубиков в сердечник строительной плиты.
Еще одно возможное преимущество настоящей системы обеспечивают посредством включения полимерных кубиков или порошкообразного материала в ходе непрерывного способа производства, тем самым, позволяя строительной плите согласно настоящему изобретению быть изготовленной быстро и недорого.
Дополнительное преимущество реализуют посредством включения звукопоглощающих материалов в гипсовую строительную плиту в ходе непрерывного способа производства.
Различным вариантам осуществления настоящего изобретения может не быть присуще ни одно из этих преимуществ или могут быть присущи некоторые или все эти преимущества. Иные технические преимущества настоящего изобретения будут очевидны для специалиста в данной области техники.
Краткое описание чертежей
Для более полного понимания настоящего изобретения, а также присущих ему преимуществ, рассмотрим подробное описание, выполненное в сочетании с прилагаемыми чертежами, где:
на фиг. 1 представлена схема одного из возможных производственных процессов строительных плит согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 представлена схема другого возможного производственного процесса строительных плит согласно настоящему изобретению;
на фиг. 3 представлена схема еще одного возможного производственного процесса строительных плит согласно настоящему изобретению;
на фиг. 4 представлен вид в поперечном разрезе варианта осуществления строительной плиты согласно настоящему изобретению;
на фиг. 5 представлен вид в поперечном разрезе альтернативного варианта осуществления строительной плиты согласно настоящему изобретению;
на фиг. 6 представлен вид в поперечном разрезе еще одного альтернативного варианта осуществления строительной плиты согласно настоящему изобретению.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
Настоящее изобретение относится к строительной плите с улучшенными акустическими характеристиками. Согласно одному возможному варианту осуществления плита представляет собой гипсовую плиту с противоположными облицовочными листами и промежуточным затвердевшим гипсовым сердечником. Полимерный лист с открытыми ячейками расположен внутри гипсового сердечника, в результате чего готовая плита характеризуется улучшенным звукопоглощением. Согласно альтернативному варианту осуществления вместо полимерного листа применяют отдельные частицы полимерного пеноматериала. Кроме того, раскрыты различные способы производства, при помощи которых плиты с улучшенными акустическими характеристиками могут быть сформированы в ходе непрерывного процесса. Ниже более детально описаны различные компоненты настоящего изобретения и способ их взаимодействия.
На фиг. 1-3 представлены различные производственные линии (34а, 34b и 34с) для создания строительных плит согласно настоящему изобретению. На фиг. 4-6 представлены виды в поперечном разрезе различных конструкций плит (20а, 20b, 20с) согласно настоящему изобретению. Плиты согласно настоящему изобретению в целом представляют собой слой 22 сердечника из затвердевшего гипса и расположенные с противоположных сторон листы 24 волокнистого материала. Согласно конкретному варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг. 4, плита 20а характеризуется наличием верхнего и нижнего матов 24, которые сформированы из группы нетканых произвольно выровненных неорганических волокон. Эти маты предпочтительно характеризуются пористыми внутренней и наружной поверхностями. Бумажные облицовочные листы также могут быть использованы и тоже представлены как элемент 24.
Рассмотрим далее фиг. 4, каждый из верхнего и нижнего матов 24 покрыт слоем плотной затвердевшей суспензии 26. Плотная суспензия 26 предпочтительно проходит через верхний и нижний маты 24. В результате наружная поверхность каждого мата 24 по существу покрыта затвердевшей суспензией. Слой 22 сердечника из затвердевшего гипса полностью проходит между верхним и нижним слоями 26 суспензии и связан с ними. Согласно одному варианту осуществления слой 22 суспензии сердечника характеризуется меньшей плотностью, чем плотность верхнего и нижнего слоев 26 суспензии.
Улучшенные акустические характеристики обеспечивают путем включения полимерного листа 28 во внутрь слоя 22 суспензии сердечника. Согласно предпочтительному варианту осуществления лист 28 сформирован из меламиновой смолы и представляет собой пеноматериал с открытыми ячейками. Меламиновая смола представляет собой термоотверждающийся полимер. Подходящим пеноматериалом является Basotect, который производится и продается компанией BASF Corporation. Пеноматериал Basotect является предпочтительным, так как он обеспечивает трехмерную сетчатую структуру из гибких и легко принимающих форму полотен. Благодаря наличию пеноматериала Basotect готовая плита будет обладать хорошими звукопоглощающими характеристиками, химической стойкостью и жаростойкостью. Однако применение других полимерных пеноматериалов также находится в объеме настоящего изобретения. Для строительной плиты толщиной 1/2 дюйма хорошо подходит полимерный лист 28 толщиной 1/8 дюйма.
Звуковые волны, входящие в ячейки пеноматериала, постепенно затухают и рассеиваются, что обуславливает звукопоглощающие характеристики листа 28. По этой причине необходимо, чтобы в ячейки пеноматериала не попадала гипсовая суспензия во время формирования плиты. Полимерный лист 28 выполнен так, чтобы находиться внутри слоя 22 суспензии сердечника без пропитывания указанным слоем. Поскольку полимерный лист 28 не впитывает слой 22 суспензии и предпочтительно проходит вдоль большей части ширины плиты 20а, в листе 28 должна быть сформирована группа сквозных отверстий 32. Отверстия 32 позволяют суспензии 22 проходить через лист 28 для того, чтобы строительная панель 20а представляла собой одно целое. При отсутствии отверстий 32 строительная панель 20а будет иметь тенденцию расслаиваться вдоль границы листа 28. Если полимерный лист 28 может впитывать слой 22 суспензии, выполнение отверстий 32 является необязательным. Согласно предпочтительному варианту осуществления толщина слоя 22 суспензии по существу больше, чем толщина полимерного листа 28.
На фиг. 1 представлена производственная линия 34а гипсовых плит, которая была модифицирована согласно настоящему изобретению. Производственные линии 34а включают группу формовочных столов 36, предназначенных для поддержки строительной панели 20а в процессе ее формирования. Как известно в данной области техники, маты, образующие панель, находятся под натяжением посредством набора расположенных ниже ремней. После того как панель была сформирована, ее перемещают к группе установок для сушки плиты. Функция указанных установок заключается в удалении избыточной влаги с последующим затвердеванием гипсовой суспензии. Это приводит к формированию высушенной комбинированной панели.
Как отмечено при рассмотрении фиг. 1, гипсовая плита 20а сформирована из первого и второго волокнистых матов 24, при этом гипсовую суспензию, входящую в состав указанной плиты, подают из смесителя 38. Вместо волокнистых матов могут быть альтернативно использованы бумажные маты. В обоих случаях маты 24 сначала хранят в больших рулонах 42, которые разматывают в ходе непрерывного способа производства. Материал, разматываемый из первого рулона 42, подают на формовочный стол в месте, обозначенном позицией 1а. Плотный слой 26 суспензии может быть факультативно нанесен из первого отверстия 44 смесителя на первый мат 24 после того, как он был размотан из рулона. Валы продавливают плотный слой суспензии через мат в месте, обозначенном позицией lb. Затем дополнительную суспензию подают из смесителя 38 во второе отверстие 46 смесителя для формирования слоя 22 суспензии. Предпочтительно второй рулон 42 расположен ниже первого рулона. Второй мат 24 разматывают из этого рулона и укладывают поверх нанесенного гипсового сердечника 22 для создания трехслойной структуры или панели. Сформированная панель отмечена в месте, обозначенном позицией 1с. Смеситель 38 содержит третье отверстие 48 для подачи плотного слоя 26 суспензии поверх второго мата 24. Полимерный лист 28 сначала хранят в намотанном рулоне 52 и подают сразу после второго отверстия 46 смесителя. Это позволяет расположить лист 28 приблизительно по центру сердечника 22.
Альтернативная производственная линия 34b раскрыта на фиг. 2. Линия 34b аналогична во всех отношениях производственной линии, изображенной на фиг. 1; однако свернутый полимерный лист 28 заменили бункером 54, содержащим множество полимерных кубиков 56 или объем гранулированного полимера. Согласно предпочтительному варианту осуществления используют кубики размером приблизительно 1/2 дюйма. Кроме того, вместо кубиков размером 1/2 дюйма могут быть использованы другие формы с другими размерами. Для изготовления полимерных кубиков 56 может быть использован пеноматериал Basotect. Кубики 56 подают из бункера 54 на лоток для доставки кубиков 56 к слою 22 суспензии сердечника. Согласно еще одним дополнительным вариантам осуществления пеноматериал Basotect добавляют в суспензию в измельченной или гранулированной форме.
Полученная строительная плита 20b характеризуется поперечным разрезом, показанным на фиг. 5. Каждый из полимерных кубиков 56 или гранулированного материала включает пеноматериал с открытыми ячейками. Кубики 56 или гранулы случайным образом распределены в слое 22 суспензии; при этом суспензия 22 не пропитывает отдельные частицы или кубики 56. Комбинированная плита 20b представляет собой одно целое, когда отдельные полимерные кубики 56 полностью погружены в слой 22 сердечника. Согласно еще одному другому варианту осуществления полимерный пеноматериал может быть измельчен для формирования очень мелких кусочков пеноматериала, которые представляют собой пыль на основе пеноматериала. Указанная пыль может затем быть распределена в слое 22 суспензии сердечника.
Дополнительный вариант осуществления производственной линии 34с изображен на фиг. 3. Согласно этому варианту осуществления используют полимерный лист 28, который может характеризоваться такой же конструкцией, что и лист, описанный со ссылками на фиг. 1. Однако вместо того, чтобы подавать лист 28 в слой 22 суспензии сердечника, его прикрепляют к нижнему мату 24 при помощи клея. Более конкретно, полимерный лист из рулона 58 наносят поверх мата 24 перед подачей указанного мата на формовочный стол 36. Вид в поперечном разрезе полученной строительной плиты 20с изображен на фиг. 6. Как показано, лист 28 теперь связан наружным слоем с первым матом 26. Нанесение листа 28 непосредственно на один из верхнего или нижнего слоев плотной суспензии также находится в пределах настоящего изобретения. Это позволяет избежать крепления листа 28 к мату 24. Каждый из этих вариантов осуществления может быть использован вместе с каждым из ранее описанных вариантов осуществления.
Хотя настоящее изобретение было описано в контексте конкретных вариантов осуществления и связанных с ними способов, изменения и преобразования этих вариантов осуществления и способов будут очевидны специалисту в данной области техники. Соответственно, приведенное выше описание примерных вариантов осуществления не предназначено для какого-либо ограничения настоящего изобретения. Иные изменения, замены или модификации также возможны без отступления от сути и объема настоящего изобретения.