ГИПСОКАРТОН
GYPSUM BOARD

Настоящее изобретение относится к гипсокартону, применению гипсокартона, конструкции гипсокартонной панели и способу монтажа гипсокартона. В частности, настоящее изобретение относится к тяжелому или плотному гипсокартону с улучшенными монтажными характеристиками.
Плотный и/или твердый гипсокартон обычно применяют в панельной конструкции, если конструкция должна быть очень прочной или обеспечивать хорошие звукопоглощающие свойства. Поскольку звукопоглощающая способность стеновой конструкции увеличивается с увеличением массы конструкции, для такого применения предпочтительным является гипсокартон с высокой плотностью. Тем не менее, очень плотный гипсокартон имеет недостаток, заключающийся в плохой обработке, особенно в отношении его крепежа шурупами. Отверстия для крепежного средства в гипсокартоне должны быть предварительно просверлены, а материал гипсокартона склонен к образованию сколов на кромках при высверливании. Головки шурупов не погружаются с легкостью в материал верхней поверхности, и при вхождении они вызывают выпирание материала панели и образование выступающей кольцевой стенки вокруг головки шурупа. Эту кольцевую стенку следует отшлифовывать вручную, или следует предусматривать дополнительные углубления, которые позволяют вводить головки шурупов, для достижения высококачественной поверхности стены. Учитывая, что для монтажа одной стены необходимо использовать несколько десятков шурупов, он представляет большие трудозатраты.
Кроме того, следует соблюдать особую осторожность при привинчивании гипсокартона к профилю, так как привинчивание плотного гипсокартона требует большого усилия, поэтому шурупы легко перекрутить.
Задачей настоящего изобретения является создание гипсокартона, который обеспечивает надежный монтаж на несущей конструкции. Кроме того, предложено соответствующее применение гипсокартона, соответствующая гипсокартонная система и соответствующий способ монтажа гипсокартона. Эта цель достигается с помощью предмета прилагаемой формулы изобретения.
Согласно настоящему изобретению гипсокартон содержит, в частности, по меньшей мере один верхний гипсовый слой, имеющий первую плотность, первую твердость и первую толщину, и нижний гипсовый слой, имеющий вторую плотность, вторую твердость и вторую толщину, при этом первая плотность ниже второй плотности и/или при этом первая твердость ниже второй твердости, и при этом первая толщина предпочтительно меньше второй толщины.
Основной аспект настоящего изобретения состоит в том, что верхний гипсовый слой со сравнительно низкой плотностью и/или твердостью предложен для обеспечения надежного монтажа гипсокартонного листа. В частности, авторы настоящего изобретения обнаружили, что когда головку крепежного средства (такого как шуруп или гвоздь) прижимают к поверхности сравнительно твердого гипсокартона и/или гипсокартона с высокой плотностью, возможно возникновение дефектов. В частности, возможно, что головка крепежного средства (в частности, шурупа) не погружается в гипсокартон, поэтому крепежное средство (в частности, шуруп) перемещается (вращается) без сцепления. Это может быть, в частности, вызвано эффектом обратной деформации (металлического) профиля (профильного металлического листа) в момент контакта между головкой крепежного средства (шурупа) и поверхностью панели вследствие сравнительно высокой (поверхностной) твердости. С другой стороны, также возможно, что головка крепежного средства (в частности, шурупа или гвоздя) погружается в гипсокартон. Однако, вследствие сравнительно высокой плотности (в разрыхленном состоянии) гипсовый материал выпирает вокруг головки. Однако, такие выпуклости ухудшают гладкость поверхности гипсокартона и, следовательно, являются недостатками по эстетическим, а также техническим причинам (если, например, необходимо применение гипсокартона, когда важна гладкая поверхность). Чтобы избежать таких проблем, можно применять гипсокартон с относительно низкой плотностью и/или твердостью. Тогда, однако, либо гипсокартон должен быть сравнительно толстым (для определенного применения), либо будут серьезные недостатки в отношении несущей способности (например, при нагрузке на вырывание) гипсокартона. С другой стороны, если предложен гипсокартон в соответствии с настоящим изобретением, предложен верхний гипсовый слой со сравнительно низкой плотностью и/или твердостью, головка крепежного средства (такого как шуруп или гвоздь) может плавно погружаться в гипсокартон. Кроме того, поскольку предложен второй нижний гипсовый слой, кроме того, может быть достигнута сравнительно высокая несущая способность (при нагрузке на вырывание). По сути, можно создать надежный тонкий гипсокартон с хорошими нагрузочными характеристиками.
Термин “твердость" обозначает, в частности, сопротивление ударным нагрузкам (или твердость поверхности или по-немецки: Oberflachenharte) согласно 5.12 DIN EN 520:2009-12 (адаптация: 40°C).
Верхний гипсовый слой, в частности, представляет собой слой, расположенный на видимой стороне гипсокартона. Соответственно, нижний гипсовый слой, в частности, расположен на задней стороне гипсокартона (по отношению к верхнему гипсовому слою). Видимая сторона может содержать лицевой (бумажный) слой, имеющий более высокий граммаж (поверхностную плотность), чем лицевой (бумажный) слой на задней стороне (предпочтительно по меньшей мере в 1,05 раза, еще более предпочтительно по меньшей мере в 1,2 раза выше).
Верхний и/или нижний гипсовые слои предпочтительно формируют из гомогенного материала (то есть в виде одного гомогенного слоя гипсового материала). Однако, также возможно, что верхний и/или нижний гипсовые слои содержат два или более гипсовых слоев. В таком случае параметры плотности и твердости следует понимать как среднюю плотность и среднюю твердость. Среднее значение должно быть рассчитано как взвешенное среднее арифметическое (среднее), где весовые коэффициенты определяют отношением толщины одного слоя к общей толщине соответствующего верхнего и/или нижнего слоя. Например, если нижний слой состоит из двух отдельных слоев, имеющих толщину 1 мм или 2 мм, соответственно, взвешенное среднее арифметическое составляет: (1/3 * плотность одного отдельного слоя) + (2/3 * плотность другого отдельного слоя). В любом случае, возможно, что гипсокартон содержит третий гипсовый слой, в дополнение к верхнему и нижнему гипсовым слоям. Однако, предпочтительно, чтобы гипсокартон содержал только верхний и нижний гипсовые слои (которые в таком случае могут быть образованы из слоя гомогенного материала).
Предпочтительно отношение первой толщины ко второй толщине составляет менее 1:1,05, более предпочтительно менее 1:2, более предпочтительно менее 1:4. Кроме того, отношение первой толщины ко второй толщине может быть выше 1:50, предпочтительно выше 1:20, еще более предпочтительно выше 1:10. Как правило, основная часть общей толщины гипсокартона должна быть обеспечена нижним гипсовым слоем со сравнительно высокой плотностью и/или твердостью. В частности, для плавного погружения головки крепежного средства (такого как шуруп или гвоздь) достаточно обеспечить сравнительно тонкий верхний гипсовый слой.
Первая толщина предпочтительно составляет более 0,5 мм, более предпочтительно более 0,7 мм, еще более предпочтительно более 1,0 мм, еще более предпочтительно более 2,0 мм. Кроме того, первая толщина может составлять менее 10,0 мм, более предпочтительно менее 5,0 мм, еще более предпочтительно менее 4,0 мм. Как и в предыдущем случае, важно, чтобы первая толщина была сравнительно небольшой (но достаточной для плавного погружения головки крепежного средства).
3
3
3
3
3
3
3
Первая плотность составляет предпочтительно ниже 880 кг/м, более предпочтительно ниже 800 кг/м, еще более предпочтительно ниже 720 кг/м. Кроме того, вторая плотность может составлять выше 850 кг/м, предпочтительно выше 880 кг/м, еще более предпочтительно выше 920 кг/м и еще более предпочтительно выше 1000 кг/м. Отношение первой плотности ко второй плотности может составлять ниже 0,9, предпочтительно ниже 0,75, еще более предпочтительно ниже 0,70.
Первая твердость согласно DIN EN 520:2009-12 предпочтительно больше 13 мм или больше или равна 14 мм и/или не более 15 мм. Вторая твердость предпочтительно меньше или равна 12 мм или меньше или равна 13 мм.
Отношение первой твердости ко второй твердости предпочтительно меньше или равно 1,3 или меньше или равно 1,4 и/или больше или равно 1,1 или больше или равно 1,2. «Твердость» определяют как сопротивление ударным нагрузкам (или твердость поверхности или по-немецки: Oberflachenharte) согласно 5.12 DIN EN 520:2009-12 (адаптация: 40 °C).
Верхний и нижний гипсовые слои могут быть образованы из того же материала. Термин «тот же материал», в частности, означает, что верхний и нижний гипсовые слои содержат одинаковые соединения. Предпочтительно, однако, термин «тот же материал» означает, что применяют одинаковые соединения с одинаковым относительным процентным содержанием.
Предпочтительно объем пор первого гипсового слоя отличается, в частности, больше, по сравнению с объемом пор второго гипсового слоя. В таком случае затраты на изготовление гипсокартона могут быть уменьшены (поскольку можно применять аналогичную или одинаковую гипсовую суспензию). С другой стороны, определяя разные объемы пор, в частности, с помощью разных пенообразователей или разных количеств одного и того же пенообразователя, можно обеспечить верхний гипсовый слой со сравнительно большим объемом пор, чтобы головка крепежного средства могла плавно погружаться в верхний гипсовый слой.
Для первой и второй гипсовой суспензии можно применять одни и те же компоненты и/или добавки, предпочтительно в одинаковых количествах.
Разные значения твердости и/или плотности первого и второго гипсового слоя могут быть достигнуты с помощью различных пенообразователей и/или различных количеств (в частности, одного и того же) пенообразователя и/или с помощью различных полимерных добавок и/или различных количеств (в частности, одной и той же) полимерной добавки и/или с помощью различных пеногасителей и/или различных количеств (в частности, одного и того же) пеногасителя и/или с помощью различных волокнистых добавок и/или различных количеств (в частности, одной и той же) волокнистой добавки и/или с помощью различных увеличивающих жесткость агентов и/или различных количеств (в частности, одного и того же) увеличивающего жесткость агента и/или с помощью различных агентов кристаллизации и/или различных количеств (в частности, одного и того же) агента кристаллизации.
Предпочтительно гипсокартон облицован лицевым слоем.
Первый лицевой слой (например, бумажный слой) может быть помещен (непосредственно) на верхний гипсовый слой. В качестве альтернативы или в дополнение второй лицевой слой может быть помещен (непосредственно) на нижний гипсовый слой (или третий гипсовый слой даже ниже, чем нижний гипсовый слой). В частности, возможно, что первый лицевой слой помещен на верхний гипсовый слой, и на другой стороне не предусмотрен соответствующий (второй) лицевой слой. Между первым лицевым слоем и верхним гипсовым слоем и/или между вторым лицевым слоем и/или нижним гипсовым слоем может быть помещен связующий слой (такой как клейкий слой или грунт). Также возможно, что верхний гипсовый слой определяет внешнюю поверхность всего гипсокартона (в частности, если не предусмотрен первый лицевой слой). Если предусмотрен первый лицевой слой, предпочтительно, чтобы верхний гипсовый слой непосредственно примыкал к такому первому лицевому слою (необязательно только к связующему слою между ними).
Кроме того, предпочтительно, чтобы нижний гипсовый слой непосредственно примыкал (находился в контакте) к верхнему гипсовому слою.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложено применение гипсокартона, в частности, в соответствии с предварительно описанным видом, для конструкции гипсокартонной панели, в котором гипсокартон содержит верхний гипсовый слой, имеющий первую плотность, первую твердость, первую толщину, и нижний гипсовый слой, имеющий вторую плотность, вторую твердость и вторую толщину, при этом первая плотность ниже второй плотности и/или при этом первая твердость ниже второй твердости, при этом первая толщина предпочтительно меньше второй толщины, при этом верхний гипсовый слой расположен на видимой стороне гипсокартона, и/или при этом головка крепежного средства (такого как шуруп или гвоздь) расположена на верхнем гипсовом слое.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена конструкция гипсокартонной панели (гипсокартонная система), которая содержит по меньшей мере один гипсокартон, в частности, в соответствии с предварительно описанным видом, и по меньшей мере один профиль, при этом по меньшей мере один гипсокартон установлен или смонтирован по меньшей мере на один профиль, при этом гипсокартон содержит по меньшей мере верхний гипсовый слой, имеющий первую плотность, первую твердость и первую толщину, и нижний гипсовый слой, имеющий вторую плотность, вторую твердость и вторую толщину, при этом первая плотность ниже второй плотности и/или первая твердость ниже второй твердости, при этом первая толщина предпочтительно меньше второй толщины, и при этом верхний гипсовый слой прилегает к видимой стороне или представляет собой видимую сторону гипсокартона, когда он смонтирован на профиле. Может быть предложено по меньшей мере одно крепежное средство с головкой (такое как шуруп или гвоздь), причем головка может быть расположена на верхнем гипсовом слое. Профиль может быть изготовлен из металла, в частности из стали.
Конструкция гипсокартонной панели может дополнительно содержать листовой элемент, такой как металлический листовой элемент, в частности стальной листовой элемент, который может быть расположен напротив головки для приема противоположного конца крепежного средства (шурупа или гвоздя). Металлический листовой элемент может представлять собой профиль.
В соответствии с дополнительным аспектом изобретения предложен способ монтажа гипсокартона, в частности, в соответствии с заранее описанным видом, в котором гипсокартон содержит по меньшей мере верхний гипсовый слой, имеющий первую плотность, первую твердость и первую толщину, и нижний гипсовый слой, имеющий вторую плотность, вторую твердость и вторую толщину, при этом первая плотность ниже второй плотности и/или при этом первая твердость ниже второй твердости, при этом первая толщина предпочтительно ниже второй толщины, при этом гипсокартон монтируют с помощью по меньшей мере одного крепежного средства, содержащего головку, такого как шуруп или гвоздь, при этом крепежное средство вводят в гипсокартон с видимой поверхности, прилегающей к верхнему слою (стороне верхнего гипсового слоя).
Предпочтительно процент пенообразователя в первой гипсовой суспензии для формирования первого гипсового слоя выше, чем процент пенообразователя во второй гипсовой суспензии для формирования второго гипсового слоя, при этом гипсовые суспензии предпочтительно являются по меньшей мере по существу идентичными, за исключением процентного содержания пенообразователя. В качестве альтернативы или в дополнение к этому, первый пенообразователь в первой гипсовой суспензии для формирования первого гипсового слоя может отличаться от второго пенообразователя во второй гипсовой суспензии для формирования второй гипсовой суспензии (в частности, поэтому объем пор гипсового слоя, изготовленного из первой гипсовой суспензии, меньше, чем объем пор гипсового слоя, образованного из второй гипсовой суспензии). Термин «идентичная» гипсовая суспензия предпочтительно означает, что соединения гипсовой суспензии являются идентичными. В частности, термин «идентичная гипсовая суспензия» означает, что процентное содержание соединений (кроме пенообразователя) является одинаковым.
Если существует более двух гипсовых слоев, предпочтительно, чтобы плотность и/или твердость верхнего (расположенного выше) гипсового слоя была ниже, чем толщина и/или твердость всех других гипсовых слоев.
Первый гипсовый слой может быть представлен первой гипсовой панелью, на которой расположена (связана) вторая гипсовая панель, содержащая второй гипсовый слой, или на которую нанесена суспензия для получения второго гипсового слоя. В целом, второй гипсовый слой может быть получен путем нанесения второго гипсового слоя на существующую гипсовую панель, обеспечивающую первый гипсовый слой. Этот способ может быть полностью отделен от способа или способов производства отдельных панелей. Он даже может быть осуществлен другим производителем.
Приложенные фигуры иллюстрируют настоящее изобретение более подробно. Фигуры показывают:
Фиг. 1:  схематическое поперечное сечение гипсокартонной системы согласно предшествующему уровню техники;
Фиг. 2:  гипсокартонная система по Фиг. 1 с введенным шурупом;
Фиг. 3:  схематическое поперечное сечение дополнительного примера гипсокартона согласно предшествующему уровню техники;
Фиг. 4:  первая конструкция, полученная при введении шурупа в гипсокартонную систему на Фиг. 3;
Фиг. 5:  второй потенциальный результат при введении шурупа для гипсокартонной системы на Фиг. 3;
Фиг. 6:  схематическое поперечное сечение гипсокартонной системы согласно настоящему изобретению;
Фиг. 7:  гипсокартонная система по Фиг. 6 с введенным шурупом;
Фиг. 8:  схематические поперечные сечения гипсокартонной системы согласно предшествующему уровню техники в сравнении с настоящим изобретением, и
Фиг. 9:  дополнительное сравнение настоящего изобретения с предшествующим уровнем техники, аналогичным Фиг. 8.
3
Фиг. 1 показывает гипсокартонную систему в соответствии с примером предшествующего уровня техники. В этом случае гипсокартонная система содержит гипсокартон 10, имеющий плотность формовочной смеси, например, менее 800 кг/м (стандартная гипсокартонная плита), шуруп 11 и крепежный профильный элемент 12 (например, из металла, в частности стальной профиль). На Фиг. 2 показана система по Фиг. 1 с введенным шурупом 11. Часть вокруг головки 13 шурупа 11 сжимается, поэтому образуется сжатая часть 14.
3
На Фиг. 3 показан другой пример гипсокартонной системы согласно предшествующему уровню техники. В отличие от Фиг. 1 и 2 (показана стандартная, сравнительно мягкая гипсокартонная панель), гипсокартон 11 по Фиг. 3 является относительно твердым или имеет высокую плотность (например, более 1000 кг/м). Как видно на Фиг. 4, при введении шурупа 11 возникает эффект обратного изгиба элемента крепежного профиля, когда головка шурупа и поверхность 15 панели гипсокартона 10 контактируют друг с другом.
Кроме того, головка шурупа не погружается в гипсокартон 10, поэтому шуруп 11 вращается без сцепления.
На Фиг. 5 показан случай, когда головка 13 шурупа 11 погружается в гипсокартон 10, когда предложен гипсокартон по Фиг. 3. В этом случае сцепление в крепежном профильном элементе остается достаточным (поскольку головка шурупа может погружаться в поверхность панели), но поскольку гипсокартон является (более или менее) несжимаемым вследствие его высокой плотности, гипс выпирает вокруг головки 13.
3
3
На Фиг. 6 показана гипсокартонная система согласно настоящему изобретению. В ней гипсокартон 10 содержит верхний гипсовый слой 16 и нижний гипсовый слой 17. Кроме того, предложен шуруп 11 и крепежный профильный элемент 12, как показано в предшествующем уровне техники согласно Фиг. 1-5. Верхний гипсовый слой 16 имеет плотность (в разрыхленном состоянии) менее 800 кг/м. Нижний гипсовый слой 17 имеет плотность (в разрыхленном состоянии) более 1000 кг/м.
Как видно на Фиг. 7, гипс вблизи поверхности 15 панели сжимается в сжатой части 14, и головка 13 шурупа погружается в гипсокартон 10. В частности, головка 13 шурупа плотно прилегает к поверхности панели. Кроме того, в крепежном профильном элементе существует хорошее сцепление благодаря (твердому) нижнему гипсовому слою 17 (а также благодаря сжатой части 14).
На Фиг. 8 показано сравнение гипсокартонной системы со сравнительно мягким гипсокартоном в соответствии с предшествующим уровнем техники (левая часть Фиг. 8), гипсокартонной системы со сравнительно твердым гипсокартоном в соответствии с предшествующим уровнем техники (Фиг. 8, средняя часть) и гипсокартонной системы с многослойным гипсокартоном согласно настоящему изобретению (Фиг. 8, правая часть). Во всех гипсокартонных системах согласно Фиг. 8, дюбель 19 удерживает соответствующий шуруп 11. Как показано стрелками 20, несущая способность (на вырывание) у гипсокартонной системы для левой части Фиг. 8 существенно ниже, чем для средней и правой части. В частности, поскольку сцепление дюбеля (также в правой части Фиг. 8, согласно настоящему изобретению) по меньшей мере по существу находится в нижнем гипсовом слое, (существенного) различия между примером согласно средней части Фиг. 8 и вариантом осуществления настоящего изобретения согласно правой части Фиг. 8 не существует.
На Фиг. 9 показана гипсокартонная система согласно первому примеру предшествующего уровня техники (левая часть Фиг. 9), согласно второму примеру предшествующего уровня техники (Фиг. 9, средняя часть) и согласно настоящему изобретению (Фиг. 9, правая часть). Как видно, несущая способность на вырывание шурупа 11 находится на Фиг. 9, левая часть, существенно ниже, чем в средней части Фиг. 9 (предшествующий уровень техники) и правой части Фиг. 9 (изобретение). Более того, в правой части Фиг. 9 (изобретение) несущая способность (на вырывание шурупа 11) лишь минимально ниже, чем в примере предшествующего уровня техники согласно средней части Фиг. 9. Это обусловлено сравнительно тонким верхним гипсовым слоем по сравнению со сравнительно толстым нижним гипсовым слоем. В случае, когда резьбовая часть шурупа 11 будет расположена только в нижнем гипсовом слое, (существенной) разницы наблюдаться не будет.
Ссылочные позиции
10  Гипсокартон
11  Шуруп
12  Крепежный профильный элемент
13  Головка шурупа
14  Сжатая часть
15  Поверхность панели
16  Верхний гипсовый слой
17  Нижний гипсовый слой
18  Дюбель
20  Стрелка