СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ПРОГИБА ПОТОЛОЧНОЙ ПЛИТКИ И ПОТОЛОЧНАЯ ПЛИТКА
METHOD OF CEILING TILES DEFLECTION REDUCING AND CEILING TILES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу уменьшения прогиба потолочной плитки из минеральной ваты и продукту, полученному по указанному способу. В частности, покрытие на основе гипса наносят на заднюю сторону потолочной плитки для уменьшения прогиба при сохранении акустических характеристик.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к акустическим или потолочным панелям. Акустические плитки, также известные как акустические панели, потолочные плитки или потолочные панели, хорошо известны в строительной промышленности благодаря тому, что они обеспечивают потолок, который легко установить, который дешев и обладает малым весом. Плитки получают из суспензии наполнителей и связующих, чаще всего посредством либо процесса литья, либо процесса свойлачивания.
В ходе водного свойлачивания такой суспензии дисперсия наполнителя, связующего и других ингредиентов вытекает для обезвоживания на движущуюся пористую подложку, как, например, в установках для получения мата Fourdrinier или Oliver. Сначала вода из дисперсии удаляется самотеком и затем посредством вакуумного отсасывания. Влажный мат-основу сушат в сушильных печах с тепловой конвекцией, и высушенный материал разрезают по требуемым размерам и необязательно наносят верхнее покрытие, например краской, с получением акустических плиток или панелей.
Акустическую плитку также получают посредством процессов формования или литья влажной пульпы, например описанных в патенте США №1769519. Для формования или литья основы плитки получают формовочную композицию, содержащую волокна, наполнители, красители и связующее. Указанную смесь помещают на подходящие лотки, покрытые бумагой или металлической фольгой, и затем композицию разравнивают до требуемой толщины с помощью разравнивающей рейки или валика. Декор поверхности, такой как удлиненные бороздки, может быть выполнен с помощью указанной разравнивающей рейки или валика. Затем лотки, наполненные пульпой, помещают в печь для высушивания и отверждения композиции. Высушенные листы удаляют из лотков и необязательно обрабатывают с одной или двух сторон с обеспечением гладких поверхностей с получением требуемой толщины и предотвращением деформации. Затем указанные листы разрезают на плитки требуемого размера.
Минеральную вату часто используют в качестве волокна в потолочных плитках. Необязательно минеральную вату объединяют с целлюлозным волокном, таким как переработанные бумажные волокна. Прочность панели потолочной плитки обусловлена переплетением волокон под действием связующего. Хотя данные механизмы позволяют потолочной плитке выдерживать свой собственный вес, плитка подвержена прогибу в течение времени (годы) или при воздействии высоких температур и/или высокой влажности.
Прогиб также чаще всего возникает вследствие обычной установки потолочных плиток в горизонтальном положении. Это усиливает действие гравитации. Хотя углы плитки закреплены, центр плитки удерживается исключительно за счет целостности матрицы минеральной ваты, из которой изготовлена плитка. С течением времени гравитация растягивает переплетенные волокна минеральной ваты, ослабляя матрицу и понижая стабильность геометрических размеров. Когда потолочные плитки несут вес изоляции, расположенной над ними, или когда они подвергаются колебаниям температуры и давления, например, в ванной комнате, в плитках может возникать некрасивый прогиб.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Прогиб потолочных плиток уменьшают с помощью настоящей потолочной плитки с покрытием и способа, который уменьшает прогиб потолочных плиток. Обожженный гипс и воду комбинируют с получением суспензии, которую наносят в качестве покрытия на заднюю сторону базовой потолочной плитки в виде тонкого слоя от примерно 100 микрометров до примерно 1000 микрометров. Было обнаружено, что указанное покрытие эффективно для поддержания стабильности геометрических размеров без значительных потерь в поглощении звука, даже при нанесении слоя толщиной менее одного миллиметра. Покрытие может содержать некоторое количество необязательных компонентов, таких как модификатор времени схватывания.
Было неизвестно, что при нанесении на строительные материалы соединений на основе гипса, таких как строительный гипс или соединения для замазки, указанные материалы способны сохранять звукопоглощающие свойства. Обычно отвержденный гипс является достаточно твердым, вследствие чего отражает звук. В заполненном людьми помещении он приведет к увеличению шума в помещении, поскольку в помещении будет возникать эхо. Однако заявитель обнаружил, что при нанесении в виде тонкого слоя на заднюю сторону базовой потолочной плитки покрытие сохраняет акустические характеристики потолочной плитки. Тонкость покрытия позволяет звуку поглощаться потолочной плиткой с покрытием, не отражаясь обратно в заполненное людьми помещение. Было неожиданным, что такое тонкое покрытие способно обеспечить достаточную поддержку потолочной плитки с покрытием, чтобы уменьшить прогиб.
Также указанное покрытие легко наносят на заднюю сторону любой базовой потолочной плитки или акустической панели любыми известными способами. Согласно некоторым вариантам реализации покрытие распыляют на плитку. Согласно другим вариантам реализации покрытие разравнивают на плитке. Другие возможные способы нанесения покрытия включают нанесение обливанием задней стороны базовой потолочной плитки или нанесение валиком на заднюю сторону базовой панели с помощью гипсовой суспензии.
Указанный способ позволяет получить потолочную плитку с покрытием из базовой потолочной плитки, имеющей лицевую сторону и заднюю сторону, противоположную указанной лицевой стороне. Покрытие толщиной от примерно 100 микрометров до примерно 1000 микрометров наносят на заднюю сторону указанной базовой потолочной плитки, и покрытие содержит переплетенную матрицу кристаллов дигидрата сульфата кальция. Если к суспензии, из которой получают покрытие, добавляют модификатор времени схватывания, остатки модификатора времени схватывания присутствуют в пустотах в гипсовой матрице. Указанные остатки молекулы модификатора времени схватывания включают ионы, молекулы, частицы или их комбинации, которые присутствуют в суспензии покрытия, поскольку гемигидрат сульфата кальция в указанной суспензии гидратируется с получением кристаллической матрицы дигидрата сульфата кальция.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Получение суспензии, ее нанесение на базовую потолочную плитку и полученная потолочная плитка с покрытием описаны на примере распыления указанной суспензии на заднюю сторону базовой потолочной плитки. Оно является одним из вариантов реализации способа уменьшения прогиба потолочной плитки и не является ограничивающим. В настоящей заявке указанная базовая потолочная плитка имеет лицевую сторону, видимую для людей в помещении, когда потолочная плитка с покрытием установлена в помещении. Задней стороной базовой потолочной плитки является сторона, противоположная лицевой стороне, и в установленном состоянии она обычно обращена к опорам, изоляции или другим материалам подложки. Часто, но не обязательно, лицевая сторона базовой потолочной плитки имеет более гладкую внешнюю поверхность, чем задняя сторона плитки.
Базовая потолочная плитка может представлять собой любую акустическую плитку. Согласно некоторым вариантам реализации базовая потолочная плитка выполнена посредством процессов литья или свойлачивания, хотя можно использовать любой способ получения базовой плитки. Примеры подходящих базовых потолочных плиток включают литые акустические панели Frost, Glacier и Arctic ClimaPlus и потолочные плитки, полученные путем мокрого свойлачивания, Radar, Olympic II или Cross-Fissured. Покрытие согласно настоящему изобретению можно наносить на вертикальные панели или другие акустические панели, однако, принимая во внимание способ использования панели, прогиб обычно не встречается при таком применении.
Согласно некоторым вариантам реализации базовую потолочную плитку можно получить путем свойлачивания суспензии волокон, связующего и других компонентов, как описано выше. Указанные волокна включают, но не ограничиваются ими, волокна минеральной ваты, стекловолокна, органические полимерные волокна, целлюлозные волокна и их смеси. В оставшейся части настоящего описания полагают, что базовая потолочная плитка представляет собой законченный продукт до нанесения покрытия и что способ, с помощью которого получают базовую потолочную плитку, не важен.
В настоящем описании «суспензия» относится к суспензии покрытия. После создания указанной суспензии ее наносят на базовую потолочную плитку с помощью любых средств для нанесения покрытия, которые можно использовать для нанесения покрытия толщиной от примерно 100 микрометров до примерно 1000 микрометров. Согласно некоторым вариантам реализации толщина покрытия составляет от примерно 100 микрометров до примерно 400 микрометров. Согласно другим вариантам реализации толщина покрытия составляет от примерно 100 микрометров до примерно 200 микрометров или от примерно 400 микрометров до примерно 1000 микрометров.
Обожженный гипс, также известный как гемигидрат сульфата кальция или строительный гипс, является основным компонентом покрытия и действует в качестве связующего. Согласно некоторым вариантам реализации от примерно 50% до примерно 100% твердых веществ, добавленных к указанной суспензии, представляют собой обожженный гипс либо в альфа-, либо в бета-форме, однако количество обожженного гипса может составлять от примерно 10% до примерно 100% в пересчете на твердые вещества. Связующее не содержит летучих органических компонентов, включая соединения формальдегида.
Необязательный модификатор времени схватывания изменяет время, необходимое для гидратирования обожженного гипса. Реакции схватывания превращают гемигидрат сульфата кальция в дигидрат сульфата кальция, также известный как гипс, путем гидратации водой. Существуют по меньшей мере два механизма, согласно которым действует модификатор времени схватывания. Модификатор схватывания может изменять период индукции. Это начальная стадия химической реакции, которая характеризуется очень медленной скоростью реакции. Модификаторы времени схватывания можно подбирать для увеличения или уменьшения периода индукции. После периода индукции скорость реакции возрастает. Модификатор схватывания можно также подбирать для увеличения или уменьшения скорости реакции, следующей за периодом индукции.
В качестве модификатора времени схватывания можно выбрать ускорители схватывания, замедлители схватывания или их комбинации. Комбинации используют в ситуациях, когда требуется отсрочить начало реакций гидратации, а когда реакция началась, увеличить ее скорость. Например, при нанесении с использованием распылителя, имеющего форсунку, частицы гипсовой матрицы могут накапливаться около или в форсунке. При накоплении достаточного количества гипса он может закупорить распылитель, что потребует остановку производственной линии для очистки или замены форсунки. Регулирование периода индукции позволяет предотвратить закупоривание распылителя, неспособность покрытия прилипнуть к плитке или позволяет увеличить время нахождения на производственной линии для обеспечения отверждения медленно схватывающейся суспензии.
Замедлители схватывания используют, когда необходимо отложить начало реакций гидратации до момента прохождения указанной суспензии через распылитель или установку для нанесения суспензии. Согласно некоторым вариантам реализации замедлитель схватывания подбирают для увеличения периода индукции до момента прохождения указанной суспензии через распылитель, однако также предполагается использование замедлителей схватывания, которые уменьшают скорость реакции. Примеры подходящих замедлителей схватывания включают карбоксильные соединения, такие как лимонные кислоты, уксусные кислоты, винные кислоты, полиакрилатные полимеры, сополимеры, производные и их карбоксилатные соли основания, сопряженного с кислотой. Другие замедлители схватывания включают моно- и полифосфоновые соединения, такие как фосфорная кислота и гексаметилендиамин тетра(метиленфосфоновой кислоты), а также моно- и полифосфатные соединения в виде основания, сопряженного с кислотой, такие как пирофосфат, метафосфат и ортофосфат. Их используют в количествах, необходимых для поддержания отсутствия схваченного гипса в распылителе. Согласно по меньшей мере  одному варианту реализации замедлители схватывания используют в количестве от примерно 0,001% до примерно 1% в пересчете на массу твердых веществ суспензии.
После прохождения суспензии через распылитель может быть предпочтительным добавление ускорителя схватывания для ускорения реакций гидратации. Ускорители схватывания используют в количестве от примерно 0,001% до примерно 1%. Если не указано иное, в настоящей заявке количества, проценты и соотношения приведены по массе твердых веществ. Примеры подходящих ускорителей схватывания включают частицы дигидрата сульфата кальция, либо в виде природного гипса, либо природного гипса, совместно измельченного с крахмалом, таким как сахар. HRA, описанный в патенте США №2078199, который включен в настоящее описание посредством ссылки, представляет собой природный гипс, совместно измельченный с сахаром. Другой ускоритель, CSA, описанный в патенте США №3573947, который включен в настоящее описание посредством ссылки, представляет собой HRA, дополнительно нагретый так, что сахарное покрытие плавится над поверхностью природного гипса. Другие ускорители схватывания включают алюминиевые и цинковые соли, такие как соли сульфата алюминия, соли хлорида цинка и сульфата цинка.
Воду добавляют к обожженному гипсу для получения суспензии и инициирования реакции гидратации. Для получения текучей суспензии или получения консистенции суспензии, подходящей для выбранного способа нанесения, должно быть добавлено достаточное количество воды. Согласно некоторым вариантам реализации воду добавляют до достижения консистенции от примерно 40 до примерно 90. «Консистенция» суспензии обожженного гипса определяется как количество граммов воды, используемых на 100 г обожженного гипса. Согласно другим вариантам реализации консистенция составляет от примерно 50 до примерно 70.
В суспензии может присутствовать некоторое количество необязательных компонентов. Если указанные компоненты представляют собой сухие компоненты, они могут быть добавлены к другим сухим ингредиентам, таким как обожженный гипс, перед добавлением к воде. Альтернативно их можно объединять с другими компонентами во влажной суспензии. Необязательные жидкие компоненты можно либо объединять с другими жидкими компонентами, либо добавлять непосредственно к суспензии.
Свойства текучести покрытия необязательно изменяют с помощью модификатора реологических свойств. Может быть необходимым, например, повышение текучести суспензии, так, чтобы было возможно нанесение очень тонкого покрытия на заднюю сторону потолочной плитки. Примеры модификаторов реологии включают диспергаторы или поверхностно-активные вещества. В случае их использования модификаторы реологических свойств используют в количествах от примерно 0,01 до примерно 0,5% в пересчете на сухую массу обожженного гипса. Согласно другим вариантам реализации диспергатор используют в количествах от примерно 0,05% до примерно 0,2% на той же основе.
Поликарбоксилатные диспергаторы используют для уменьшения вязкости суспензии гипса. Поликарбоксилатный диспергатор включает одно или более карбоксилатных повторяющихся звеньев или повторяющихся звеньев карбоновых кислот. Примерами подходящих повторяющихся звеньев являются виниловые группы, акриловые группы, группы малеиновой кислоты и тому подобное. Подходящие сополимеры представляют собой полимеры, которые включают два или более повторяющихся звена, которые могут быть расположены в любом порядке по длине полимерной цепи. Диспергатор предпочтительно представляет собой гребенчатый разветвленный полиэфирный поликарбоксилат. В этой компоновке длинноцепочечные повторяющиеся звенья разделены одним или несколькими более короткими повторяющимися звеньями. Любой поликарбоксилат, имеющий диспергирующие свойства, подходящие для исходного материала, можно использовать в настоящем изобретении.
Особенно предпочтительные поликарбоксилаты имеют по меньшей мере три повторяющиеся звена - акриловое звено, звено малеиновой кислоты и длинноцепочечное полиэфирное повторяющееся звено. Поликарбоксилаты этого типа раскрыты в патенте США №6777517, который включен в настоящее описание посредством ссылки, и далее в описании именуются «диспергатор типа 2651». Было обнаружено, что диспергатор типа 2651 особенно эффективен для снижения вязкости суспензии, когда она проходит через устройство измельчения. Указанные диспергаторы продаются под наименованиями MELFLUX 2641, MELFLUX 2651 и MELFLUX 3L (BASF Construction Polymers GmbH, Trostberg, Germany). Высокая диспергирующая эффективность позволяет уменьшить количество используемого диспергатора. Это выгодно с точки зрения экономичности процесса, поскольку поликарбоксилатные компоненты относительно дороги. Полагают, что любой гребенчатый разветвленный поликарбоксилат может подходить для указанного способа. Другие подходящие коммерчески доступные диспергаторы включают MELFLUX 1641 (BASF Construction Polymers GmbH, Trostberg, Германия).
Модификатор плотности необязательно добавляют к указанной суспензии для изменения плотности готовой потолочной плитки. Согласно некоторым вариантам реализации модификатор плотности представляет собой легкий наполнитель, который снижает плотность покрытия, тем самым уменьшая общую массу плитки. Примеры модификаторов плотности включают вспученный перлит и вспученный вермикулит. Модификаторы плотности, если присутствуют, используют в количествах от примерно 1% до примерно 10% в пересчете на массу сухих веществ. Согласно по меньшей мере одному варианту реализации модификатор плотности объединяют с обожженным гипсом до добавления к указанной суспензии.
Компоненты объединяют с получением покрытия задней стороны, полученного из суспензии. Согласно некоторым вариантам реализации для получения суспензии используют высокоскоростной смеситель, такой как стержневой смеситель (pin mixer). Выступы, сходные с гвоздями или стержнями, прикреплены к вращающемуся цилиндру. По мере быстрого вращения цилиндра в смесителе возникает турбулентность, превращающая все компоненты в однородную суспензию.
Любой из нескольких способов подходит для нанесения указанного покрытия. Традиционный распылитель можно использовать для распыления покрытия на заднюю сторону базовой потолочной плитки. Согласно некоторым вариантам реализации суспензию наносят на заднюю сторону базовой потолочной плитки с помощью валика. Согласно другим вариантам реализации на заднюю сторону базовой потолочной плитки заливают суспензию для нанесения покрытия. Согласно другому варианту реализации суспензию обожженного гипса разравнивают на задней стороне базовой потолочной плитки. Можно использовать любой способ нанесения, который позволяет нанести суспензию обожженного гипса требуемой толщины, и для нанесения покрытий среднему специалисту в данной области техники будут очевидны многие дополнительные способы нанесения покрытий.
Для распыления суспензии обожженного гипса были также разработаны специальные устройства для распыления суспензий. В одном из таких устройств, описанных в патенте США №6273345, который включен в настоящее описание посредством ссылки, после выхода из форсунки распылителя, ускоритель схватывания приводят в контакт с суспензией для ускорения реакций гидратации. Устройство для распыления суспензий для распыления отверждаемой суспензии содержит основной канал, выполненный с возможностью приема притока суспензии под давлением и содержит конец подачи и конец выпуска, противоположный концу подачи. Первое впускное отверстие для сжатого газа расположено между концом подачи и концом выпуска и находится в жидкостной связи с каналом для введения первого притока сжатого газа в суспензию, и второе впускное отверстие для сжатого газа расположено ближе к концу выпуска, чем первое впускное отверстие, и находится в жидкостной связи с каналом для введения второго притока сжатого газа в суспензию. Подачу адъюванта под давлением выполняют в жидкостной связи со вторым впускным отверстием для сжатого газа для получения смешанного газа на втором впускном отверстии для газа. По меньшей мере один клапан выполнен с возможностью потока суспензии через канал и потока первого и второго газов в канал. До вывода суспензии под давлением из конца выпуска первый газ вводят в суспензию и смешанный газ смешивают с суспензией и первым сжатым газом между первым впускным отверстием для газа и выпускным концом.
После нанесения на заднюю сторону покрытия из суспензии его оставляют для схватывания и сушки. Покрытие схватывается при комнатной температуре. Тем не менее, в промышленных условиях может потребоваться нагревание потолочной плитки с покрытием в печи или сушильной печи для удаления избытка воды, который может присутствовать в пустотах гипсовой матрицы покрытия.
Продукт с покрытием содержит тонкое покрытие из кристаллов дигидрата сульфата кальция, переплетенных с образованием кристаллической матрицы. Остатки модификатора времени схватывания можно оставить в пустотах матрицы. «Остатки» модификатора времени схватывания включают мелкие частицы модификатора времени схватывания, его целые молекулы или продукты диссоциации или реакции модификатора времени схватывания. Например, когда модификатор времени схватывания представляет собой ионное соединение, такое как сульфат алюминия, скорее всего, в результате диссоциации в матрице останутся ионы алюминия. Другие модификаторы времени схватывания действуют как катализаторы, не изменяются при взаимодействии с модификатором времени схватывания и будут присутствовать в покрытии в виде целых молекул или частиц.
ПРИМЕР 1
Концепция использования тонкого слоя обожженного гипса на задней поверхности потолочной плитки была исследована с помощью полосок базовой потолочной плитки с размерами 3 дюйма на 24 дюймов (7,6 см на 61,0 см). Все исследуемые полоски опрыскивали водой для их увлажнения. В таблице 1 ниже, образцы 1-4 опудривали порошком сухого обожженного гипса, просеянного через сито 30 меш, затем их опрыскивали водой для формирования покрытия. В образцах 5-8 использовали суспензию для покрытия, полученную путем объединения обожженного гипса с водой. Суспензию для покрытия разравнивали на задней поверхности каждого из образцов полосок в этой группе. Образцы 1-8 с покрытием оставляли схватываться в течение одного часа до начала испытаний. Четыре полоски оставляли без покрытия (образцы 9-12) в качестве контрольных образцов.
Исследования образцов включали помещение исследуемых полосок внутрь камеры с регулируемыми температурой и влажностью. Полоски были закреплены в продольном направлении по 3-дюймовым (7,6 см) сторонам, и задняя сторона (сторона с покрытием, если оно присутствует) была обращена к верхней части камеры. Условия внутри камеры поддерживали на уровне 104°F (40°C) при 95% влажности в течение 12 часов, затем температуру понижали до 70°F (21°C) при 50% влажности и поддерживали в течение 12 часов. Исследуемые полоски подвергали трем циклам, описанным выше.
Таблица 1
Образец
Тип нанесения
Масса сухой полоски, г
Масса влажной полоски, г
Масса сухого покрытия, г/кв.фут (г/м<sup>2</sup>)
Вычисленная толщина покрытия, мкм
Суммарное отклонение, мм
Положение относительно плоской поверхности, мм
1-1
Распыл. на сухой стр. гипс
121,80
144,15
44,7(430)
258
0,127(3,22)
0,034(0,86)
1-2
Распыл. на сухой стр. гипс
121,41
153,50
64,2(617)
370
0,014(0,36)
-0,143(-3,63)
1-3
Распыл. на сухой стр. гипс
121,51
152,71
62,4(600)
360
0,012(0,30)
-0,194(-4,93)
1-4
Распыл. на сухой стр. гипс
121,14
151,64
61,0(586)
352
0,014(0,36)
-0,164(-4,17)
1-5
Разравнивание суспензии
121,46
141,84
40,8(392)
235
0,164(4,17)
-0,017(-0,43)
1-6
Разравнивание суспензии
121,82
151,64
43,9(422)
253
0,094(2,39)
-0,123(-3,12)
1-7
Разравнивание суспензии
121,74
138,47
33,5(322)
193
0,190(4,83)
0,072(1,83)
1-8
Разравнивание суспензии
121,05
136,22
30,3(291)
175
0,232(5,89)
0,136(3,45)
1-9
Без покрытия
0,0
1,443(36,65)
1,432(36,37)
1-10
Без покрытия
0,0
1,900(48,26)
1,870(47,50)
1-11
Без покрытия
0,0
1,881(47,78)
1,857(47,17)
1-12
Без покрытия
0,0
1,881(47,78)
1,883(47,83)
Приведенные выше данные показывают, что очень тонкое покрытие из строительного гипса на задней стороне базовой потолочной плитки является эффективным для ограничения величины отклонения, тем самым снижая прогиб. Среднее отклонение контрольных образцов, не содержащих покрытия, составляло 1,77 дюйма (44,9 см) в ходе трех циклов испытаний. Из образцов с покрытием у образца 8, у которого было самое высокое суммарное отклонение по сравнению с любым из образцов с покрытием, отклонение составляло только 0,232 дюйма. Отклонение измеряли с использованием измерительного прибора, который измеряет вертикальное положение пуансона в покое на поверхности панели. Идеальная плоскостность определяется как «0». Измерения производили до и после испытания, чтобы гарантировать, что в ходе испытания образец прогибался под собственным весом, а не под весом пуансона.
Кроме того, исследования показали, что способ нанесения покрытия на базовую потолочную плитку мало или совсем не изменяет способность потолочной плитки с покрытием выдерживать прогиб. Например, образцы 1 и 6 имеют почти одинаковую массу покрытия, которое наносили соответственно распылительной сушкой и разравниванием. Оба образца исследуемых полосок имели очень небольшое отклонение. По-видимому, отклонение полосок больше зависит от толщины покрытия образца, чем способа, используемого для нанесения покрытия на полоску.
ПРИМЕР 2
Порошкообразную смесь получали путем смешивания 2000 г бета-обожженного гипса (# 2 Moulding Plaster, USG Corporation, Chicago, IL, США) с 6 граммами ускорителя схватывания HRA. 400 г указанной порошковой смеси комбинировали с 240 г воды с получением суспензии для нанесения покрытия. Перед нанесением покрытия каждую исследуемую панель предварительно смачивали примерно 73 г воды. Каждая исследуемая панель представляла собой целую панель базовой потолочной плитки размером 2 фута на 4 фута (61 см на 122 см), на которую наносили покрытые из суспензии для покрытия с использованием ручной системы нанесения покрытия в количествах, указанных в таблице II ниже. Исследуемые панели оставляли схватываться при комнатной температуре и наблюдали хрупкое схватывание через 30 минут. «Хрупкое схватывание» также известно как «жесткое схватывание». Это точка, когда суспензия больше не является пластичной и разрушается или ломается, а не изгибается. В этой точке покрытие достигает почти полной механической прочности. Толщина покрытия была оценена как в среднем 155 микрометров. Толщина покрытия представляла собой расчетную величину, поскольку поверхность подложки поточной панели не является гладкой и однородной. Толщину определяли с помощью конфокальной микроскопии в небольшой области образца. Отношение толщины к массе на квадратный фут покрытия было определено и использовалось для вычисления толщины покрытия остальной серии образцов путем использования массы покрытия на квадратный фут.
Исследуемые панели помещали в среду с регулируемой температурой и влажностью. Начиная с 70°F (21°C) и влажности 50%, температуру повышали от 70°F до 100°F (37,8°C) при 90% относительной влажности и поддерживали в течение 12 часов, затем понижали до 70°F (21°С) при 50% влажности и поддерживали в течение 12 часов. Этот цикл повторяли три раза перед измерением отклонения полосок. Отклонение измеряли, как описано в примере 1.
Таблица 2
Образец
Масса панели, г
Масса влажной панели, г
Масса сухого покрытия, г/кв.фут (г/м<sup>2</sup>)
Вычисленная толщина покрытия, мм
Суммарное отклонение, мм
Положение относительно плоской поверхности, мм
2-1
2414
4372
28,38(272,7)
175
0,283(7,19)
0,356(9,04)
2-2
2328
4499
16,00(153,8)
99
0,704(17,88)
0,941(23,90)
2-3
2493
4394
37,00(355,6)
228
0,192(4,88)
0,151(3,84)
2-4
2348
4364
20,75(199,4)
128
0,659(16,74)
0,880(22,35)
2-5
2386
4390
23,88(229,5)
14
0,607(15,42)
0,881(22,38)
2-6
0,0
1,380(35,05)
1,435(36,45)
2-7
0,0
1,279(32,49)
1,331(33,81)
2-8
0,0
1,251(31,78)
1,296(32,92)
По сравнению с образцами 2-6 - 2-8, не содержащими покрытия, отклонение образцов с покрытием 2-1 - 2-5 значительно снизилось. Этот пример подтверждает, что эффект достигается в полноразмерных панелях потолочной плитки.
ПРИМЕР 3
В этом примере покрытие наносили на гладкую или лицевую сторону образцов исследуемых полосок, чтобы определить, вносит ли (неравномерный) узор задней стороны полоски, образованный отметками от проволоки, вклад в свойства устойчивости к прогибу. Образцы изготавливали из 400 граммов обожженного гипса, к которому добавляли 0,14 грамма ускорителя схватывания HRA. К указанному строительному гипсу добавляли 240 г воды с образованием суспензии обожженного гипса. На полоски 3 дюйма на 24 дюймов (7,6 см на 61,0 см) наносили покрытие и оставляли их схватываться до твердого состояния. Полоски помещали стороной с покрытием вверх в испытательную камеру, используемую в примерах 1 и 2, и измеряли до и после завершения полного цикла.
Начиная с 70°F (21,1°C) и влажности 50%, температуру и влажность повышали до 100°F (37,8°C) при 90% влажности и поддерживали в течение 12 часов. Затем температуру понижали до 70°F (21,1°C) при влажности 50% и поддерживали в течение еще 12 часов. Эти температуры и влажности повторяли в общей сложности три цикла.
Таблица 3
Образец
Масса сухой полоски, г
Масса влажной полоски, г
Масса сухого покрытия, г/кв.фут (г/м<sup>2</sup>)
Суммарное отклонение, мм
Положение относительно плоской поверхности, мм
3-1
137,0
236,2
37,8(363)
0,294(7,47)
0,127(3,23)
3-2
190,2
236,2
144,2(1386)
0,193(4,90)
-0,184(-4,67)
3-3
140,0
235,8
44,2(425)
0,286(7,26)
0,041(1,04)
3-4
131,8
236,8
27,2(261)
0,164(4,17)
-0,006(-0,15)
3-5
0,0
1,661(42,19)
1,663(42,24)
3-6
0,0
1,559(40,00)
1,600(40,64)
Устойчивость к прогибу исследуемых полосок 3-1 - 3-4 была сопоставима с устойчивостью к прогибу полосок с покрытием примера 1. Это подтверждает, что ни проволочный (неравномерный) узор на задней стороне полосок, ни гладкая лицевая сторона поверхности потолочной плитки не вносят значительный вклад в устойчивость к прогибу.
ПРИМЕР 4
Пример сравнения
Исследуемые полоски получали как в примере 3 с покрытием, нанесенным на гладкую переднюю лицевую сторону. При размещении в испытательной камере покрытие было обращено вниз камеры. Затем этот образец подвергали тому же циклу испытаний, как в предыдущих примерах.
По результатам испытательного цикла исследуемые полоски продемонстрировали примерно такой же прогиб, как полоски без покрытия в предыдущих примерах. Это исследование подтвердило, что покрытие является эффективным только при нанесении на заднюю сторону потолочной плитки, а не лицевую сторону плитки.
В приведенных выше примерах показана потолочная плитка с покрытием и способ уменьшения прогиба по сравнению с базовой потолочной плиткой, не содержащей покрытие. Было показано, что использование потолочных плиток, имеющих проволочный (неравномерный) узор, не влияет на способность потолочных плиток с покрытием и способа уменьшать прогиб. Важность нанесения покрытия на заднюю сторону базовой потолочной плитки была продемонстрирована в примере 4.
Хотя были показаны и описаны конкретные варианты реализации способа уменьшения прогиба потолочной плитки и улучшенной потолочной плитки с покрытием, специалистам в данной области техники будет понятно, что в них можно вносить изменения и модификации без выхода за рамки изобретения в его более широких аспектах, как определено в приведенной ниже формуле изобретения.