ПАНЕЛИ ДЛЯ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗДАНИЙ
PANEL FOR INTERIOR SURFACES OF BUILDINGS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к панелям, которые используются в качестве строительных материалов в конструкции внутренних поверхностей зданий. В частности, настоящее изобретение относится к использованию таких панелей в качестве потолочных плиток в потолочных подвесных системах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны панели, используемые в конструкции внутренних стен и потолках зданий, называемые ниже "панели для внутренней поверхности". Как правило, такие панели являются самоподдерживающимися. Таким образом, панели способны поддерживать собственный вес и сохранять свою форму без усиливающих элементов. Помимо других свойств и качеств, панель указанного типа может иметь необходимые звукопоглощающие характеристики и хорошую тепловую устойчивость, может выдерживать высокую влажность и быть стойкой к различным формам грибков. В частности, в тех случаях, в которых панель используется в потолочной подвесной системе, она может быть тонкой и облегченной, может обеспечивать хорошее отражение света и иметь декоративную наружную поверхность, обращенную к внутренней части помещения, в котором она установлена. Панели могут быть выполнены из различных материалов и иметь различные стандартные размеры. Потолочные подвесные системы, в которых обычно используются панели или плитки, содержат систему металлических элементов, названных в уровне техники "тавровыми" элементами, которые расположены на некотором расстоянии друг от друга в форме решетки и таким образом образуют отверстия, в которых могут быть подвешены указанные панели.
Панели для внутренней поверхности могут быть выполнены из различных материалов. Например, панели могут содержать основную плиту или сердцевину, выполненную из материала на основе гипса, минеральных волокон, стекловолокна, целлюлозных волокон, перлита и композитов или слоистого материала с облицовочным материалом, соединенным с одной или обеими сторонами основной плиты. Облицовочный материал обычно содержит поверхность панели, которая обращена внутрь помещения, в котором установлена панель.
Панели для внутренней поверхности вышеуказанных типов могут быть использованы в различных случаях применения. Как правило, свойства или характеристики панели, выбранной для конкретного случая применения, зависят от среды, в которой должна быть установлена панель. Например, обычно в настоящее время потолочные плитки, снабженные облицовочным материалом на основе поливинилхлорида ("ПВХ"), используют в случаях применения, в которых указанные плитки должны иметь приемлемую стоимость, хорошую стойкость к действию влаги и химикатов и долговечность. Например, облицовочные ПВХ плитки или панели используются для облицовки стен и потолков в школах, предприятиях общественного питания и учреждениях здравоохранения. Однако использование материалов ПВХ в целом сталкивается с возражениями экологического характера. Следовательно, имеется потребность в панелях для внутренних поверхностей, таких как потолочная плитка, которые не вызывают возражений экологического характера, ассоциируемых с облицовочными панелями, содержащими материалы ПВХ, и которые по своим свойствам и характеристикам по меньшей мере в некоторых отношениях превосходят доступные в настоящее время типичные облицовочные панели, содержащие материалы ПВХ.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее изложено упрощенное описание примеров настоящего изобретения для облегчения понимания основных выбранных аспектов согласно настоящему изобретению. В настоящем раскрытии не представлен полный обзор всех аспектов или вариантов реализации согласно настоящему изобретению. Настоящее раскрытие также не предназначено для выявления критических аспектов определения объема настоящего изобретения. Единственная цель настоящего раскрытия состоит в том, чтобы представить выбранные понятия согласно настоящему изобретению в упрощенной форме в качестве введения к более подробному описанию настоящего изобретения, которое следует за настоящим раскрытием.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложена панель для внутренней поверхности, такая как потолочная плитка, которая не содержит материалов ПВХ и, кроме того, обладает желательными свойствами. Согласно одному конкретному варианту реализации указанная панель обладает свойствами, которые делают ее подходящей для монтажа в школах, жилых помещениях, предприятиях общественного питания и учреждениях здравоохранения.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения панель для внутренней поверхности, такая как потолочная плитка, содержит: основную плиту, имеющую две стороны, причем по меньшей мере одна из указанных двух сторон основной плиты обращена к внутренней части помещения; и облицовочный материал, который соединен по меньшей мере с указанной стороной основной плиты, обращенной к внутренней части помещения, и который включает полимер, не содержащий поливинилхлоридов.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения облицовочный материал, несмотря на то, что является гибким, имеет хорошее сопротивление ультрафиолетовому излучению и способность выдерживать чистку, которая превосходит способность выдерживать чистку содержащих ПВХ облицовочных материалов.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения указанная панель для внутренней поверхности является эстетически привлекательной, вследствие чего не содержащая ПВХ облицовка имеет предпочтительную толщину, непрозрачность и шероховатость поверхности и рельеф текстуры, которые являются ненаправленными и прерывистыми. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения не содержащий ПВХ облицовочный материал белого цвета имеет предпочтительный коэффициент отражения света.
В соответствии с еще одним дополнительным аспектом настоящего изобретения не содержащий ПВХ облицовочный материал является достаточно жестким и отличается сопротивлением деформации под действием напряжения, которое отражено в относительно низком значении удлинения под нагрузкой при пределе текучести. Кроме того, предложенный облицовочный материал имеет очень низкую анизотропию; т.е., указанный облицовочный материал отличается минимальными различиями в физических свойствах в различных направлениях и имеет хорошую безусадочность.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеуказанные и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидными для специалиста после ознакомления с подробным описанием примеров аспектов и вариантов реализации настоящего изобретения, представленным со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
На фиг. 1 показана микрофотография разреза панели для внутренней поверхности в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, у которой облицовочный материал не содержит материалов ПВХ;
На фиг. 2 показана микрофотография разреза панели для внутренней поверхности, которая включает известный содержащий ПВХ облицовочный материал.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Примеры вариантов реализации, которые включают по меньшей мере один аспект настоящего изобретения, описаны ниже, в некоторых случаях со ссылками на сопроводительные чертежи. Эти примеры не следует понимать как ограничения настоящего изобретения. Таким образом, например, в некоторых случаях по меньшей мере один пример настоящего изобретения, описанный в отношении одного аспекта или варианта реализации, может быть использован в других аспектах и вариантах реализации. Кроме того, выбранная терминология используется в настоящей заявке только для удобства и не должна рассматриваться как ограничение настоящего изобретения.
На фиг. 1 показана микрофотография поперечного сечения панели для внутренней поверхности, обозначенной в целом позиционным номером 10, выполненной в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения. Панель для внутренней поверхности сформирована для использования в качестве компонента здания для стены или потолка, такого как потолочная плитка, помещения конструкции здания. Панель 10 содержит основную плиту или сердцевину 12 и облицовочный материал 14, который не содержит ПВХ-материалов и соединен с основной плитой 12 адгезивом по поверхности 16 раздела между нижней поверхностью лицевого материала 14 и верхней поверхностью основной плиты 12. Облицовочный материал 14 иногда упоминается как пленка или холст.
Основная плита 12 может содержать любой из различных материалов. Таким образом, основная плита, когда используется в качестве потолочной плитки, может содержать, например, материал на основе гипса, минерального волокна, стекловолокна или материал, выполненный из целлюлозных волокон, перлита, композитов, слоистых материалов и им подобных материалов. Специалистам известно, что при изготовления основной плиты обычно получается грубая и неровная поверхность.
Облицовочный материал, используемый согласно настоящему изобретению, не содержит ПВХ; т.е. в указанном облицовочном материале не используются соединения с поливинилхлоридом ни в качестве промежуточных соединений, ни в качестве пластификаторов, ни в каком другом качестве. Следовательно, облицовочный материал 14 не имеет экологически сомнительных свойств, которые имеются у содержащих ПВХ материалов. Согласно одному аспекту настоящего изобретения облицовочный материал 14 содержит сополимер полиолефина. Примеры полиолефинов, которые могут быть использованы в качестве облицовочного материала, включают полимеры и сополимеры полиэтилена и полипропилена. Как правило, облицовочный материал изготавливают в форме неперфорированного листа или полотна с использованием традиционных способов. Также предполагается, что термопластичные или термореактивные материалы, такие как полиэфиры, которые не содержат поливиниловых соединений, также могут быть использованы в качестве облицовочного материала.
Согласно одному варианту реализации, показанному на фиг. 1, не содержащая ПВХ пленка 14 показана как ламинированная или связанная с основной плитой 12 известным адгезионным способом. Однако основная плита 12 и пленка 14 могут быть связаны друг с другом любым подходящим способом в дополнение к соединению склеиванием, такому как склеивание с использованием растворителя, сверхзвуковой сварки и термосварки.
Как показано но фиг. 1, верхней поверхности не содержащей ПВХ пленки 14 придан текстурированный предпочтительно ненаправленный рельеф, который содержит гребни или выступы 20 и выемки или впадины 22. Текстурированный рельеф может быть выдавлен на листах или полотнах полиолефина и полиэфира с использованием, например, процесса тиснения, хотя также могут быть использованы другие известные способы. Было выяснено, что текстурированный рельеф должен иметь глубину или шероховатость поверхности в диапазоне 2-10 мкм и предпочтительно в диапазоне 4-8 мкм. Глубина рельефа в указанных диапазонах обычно маскирует или покрывает шероховатость поверхности основной плиты и в то же время не отличается заметной текстурой или шероховатостью, ухудшающей эстетически приятный внешний вид поверхности пленки 14. Кроме того, рельеф текстуры предпочтительно является ненаправленным и прерывистым; т.е. рельеф текстуры имеет более или менее неустойчивую и случайную структуру и не ориентирован ни в каком конкретном направлении, при этом рельеф не нарушает своего порядка. Для придания рельефу глубины в заданных диапазонах толщина пленки 14 находится в диапазоне 2-10 мкм и предпочтительно в диапазоне 4-6 мкм.
Характеристики облицовочного материала 14, описанные в предыдущем параграфе, сравниваются с соответствующими свойствами панелей для внутренней поверхности, которые снабжены известным содержащим ПВХ облицовочным материалом. Панель 30, включающая содержащий ПВХ материал, показана на фиг. 2. Панель 30 содержит основную плиту 32, подобную основной плите 12, показанной на фиг. 1, с которой содержащий ПВХ облицовочный материал 34 связан с использованием адгезива 36. Поверхность облицовочного материала 34 снабжена текстурированным рельефом, который включает гребни 40 и впадины 42, которые выражены намного сильнее по сравнению с гребнями 20 и впадинами 22 у не содержащего ПВХ облицовочного материала 14, показанного на фиг. 1. Кроме того, в облицовочном материале 34 имеются связанные с акцентированными гребнями 40 и впадинами 42 многочисленные завороты, которые образуют открытые пространства между нижней поверхностью облицовочного материала и верхней поверхностью основной плиты 32. Указанные открытые пространства на фиг. 2 показаны как темные области под гребнями 40. Наличие указанных открытых пространств может быть нежелательным, в частности в связи с тем влиянием, которое они могут оказать на способность содержащего ПВХ облицовочного материала 34 выдерживать чистку, как описано ниже. В целом, более плоская конструкция не содержащей ПВХ пленки 14, когда она связана с основной плитой 12, является предпочтительной по сравнению с более склонной к разрушению структурой содержащей ПВХ пленки 24 после ее связывания с основной плитой 32. Различия между указанными пленками 14 и 34 в этом отношении могут быть видны из сравнения не содержащей ПВХ пленки 14 согласно настоящему изобретению, показанной на фиг. 1, и содержащей ПВХ пленки 34 уровня техники, показанной на фиг. 2.
Во время изготовления облицовочного материала к полимерному материалу могут быть добавлены соответствующие красители и пигменты в случаях, в которых необходимо получить любой цвет облицовочного материала, кроме белого. В случаях, в которых должна использоваться белая облицовка, изготовление облицовочного материала может быть достигнуто известным способом, таким, например, как добавление талька в качестве наполнителя и подходящего количества окиси титана, так чтобы облицовочный материал 14, связанный с основной плитой 12, имел белый цвет, соответствующий значению коэффициента отражения света (значение "LR") больше 78 и предпочтительно больше 85; т.е. облицовочный материал 14 должен отражать больше 78%, предпочтительно больше 85% света, направленного на указанный материал и отраженного указанным материалом.
Облицовочный материал 14 во время его соединения или ламинирования с основной плитой 12 становится морщинистым. Для устранения указанного нежелательного эффекта облицовочный материал должен быть достаточно жестким и иметь способность сопротивления значительной деформации под действием напряжения, как, например, облицовочный материал, у которого значение "относительного удлинения при растяжении на пределе текучести" меньше 50% в соответствии с известной методикой TAPPI.
Облицовочный материал 14 изготавливают с минимальной анизотропией. Таким образом, физические свойства облицовочного материала по существу являются одинаковыми в любом направлении по всему материалу. Это облегчает ламинирование облицовочного материала 14 с основной плитой 12. Кроме того, при перфорировании панели 10, например с целью усовершенствования ее акустических качеств, облицовочный материал, отличающийся минимальной анизотропией, будет противодействовать тенденции к увеличению перфорационных отверстий.
Облицовочный материал 14 также должен обладать хорошей безусадочностью в диапазоне температур от 0°F до 200°F (от -17,8°C до 93,3°C). Таким образом, размеры облицовочного материала по существу должны оставаться постоянными в указанном диапазоне температур. Существенные изменения размеров могут привести к формированию морщин в облицовочном материале, короблению основной плиты и/или отслаиванию облицовочного материала от основной плиты.
2
Панели для внутренней поверхности согласно настоящему изобретению обладают хорошей сопротивляемостью действию ультрафиолетовых лучей. В этом отношении стойкость к ультрафиолетовому излучению полиолефиновой пленки согласно настоящему изобретению была оценена в соответствии с методикой ускоренных погодных испытаний устойчивости к ультрафиолету, на основании которой выполняют лабораторное моделирование разрушающего действия ультрафиолетового излучения. В частности, испытание устойчивости пленки к действию ультрафиолетовых лучей было осуществлено с использованием испытательного прибора для ускоренного измерения устойчивости к ультрафиолету модели QUV/se при заданном уровне интенсивности излучения 0,70 Вт/м/нм. После 500 часов контакта с ультрафиолетовым излучением в указанном испытательном приборе образец полиолефиновой пленки согласно настоящему изобретению не показал визуального изменения цвета. Для сравнения, образец пленки ПВХ, испытанный тем же способом, что и полиолефиновая пленка, показал значительное почернение и изменение поверхностного рельефа пленки уже после 300 часов контакта с ультрафиолетовым излучением. Кроме того, значения коэффициента отражения света полиолефиновой пленки согласно настоящему изобретению претерпели значительно меньшее ухудшение при контакте с ультрафиолетовым излучением по сравнению с пленкой, содержащей ПВХ. Как указано выше, значение коэффициента отражения света пленки является показателем белизны или яркости пленки. Превосходная реакция полиолефиновой пленки согласно настоящему изобретению на ультрафиолетовое излучение оказалась неожиданной.
Панели для внутренней поверхности согласно настоящему изобретению также обладают превосходной способностью выдерживать чистку или стойкостью к царапанью. Стойкость к царапанью полиолефиновой пленки согласно настоящему изобретению была оценена в соответствии с методикой испытания D 2486 ASTM (Американского общества по испытанию материалов), измененной для выявления любых визуальных различий во внешнем виде пленки, видимых невооруженным глазом, и определения под оптическим микроскопом наличия изломов в гребнях рельефа текстуры в пленке после чистки. В результате указанной процедуры было выявлено, что после 5000 циклов чистки полиолефиновая пленка согласно настоящему изобретению не показала визуального различия, заметного невооруженным глазом, за исключением некоторой потери блеска, а исследование под оптическим микроскопом показало только случайные изломы в гребнях рельефа текстуры в пленке. Для сравнения, содержащая ПВХ пленка, испытанная таким же способом, что и полиолефиновая пленка, показала заметные для невооруженного глаза изломы в гребнях текстуры в пленке уже после 1400 циклов чистки. Очевидно, что наличие открытых пространств в содержащей ПВХ пленке под гребнями 40 пленки 34 повлияло на возникновение изломов гребней рельефа текстуры. Иными словами, следует отметить, что, как может быть видно из фиг. 1, шероховатость поверхности пленки 14 незначительно превышает толщину пленки, в то время как для пленки 34 справедливо обратное, что может быть видно из фиг. 2. Очевидно, что значительная шероховатость пленки 34, отраженная величиной гребней 40, расположенных над открытыми пространствами, обуславливает изгиб или излом частей пленки, расположенных в гребнях 40, под действием чистки до степени, при которой пленка имеет тенденцию к разрушению в таких местах. Кроме того, полиолефиновые сополимерные пленки согласно настоящему изобретению в большей степени отличаются смазывающей способностью по сравнению с известными содержащими ПВХ пленками, и этот фактор мог способствовать улучшенной реакции полиолефиновых пленок на испытания чисткой. В любом случае, превосходство полиолефиновой пленки согласно настоящему изобретению в отношении ее реакции на чистку также оказалось неожиданным.