Литая потолочная плитка

Литая потолочная плитка

Реферат

Настоящее изобретение относится к материалам для строительства зданий, в частности к композициям потолочной плитки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Существует растущая обеспокоенность в отношении влияния производства строительных материалов и продуктов на окружающую среду. Одним из возможных путей снижения неблагоприятного воздействия на окружающую среду и обеспечения устойчивости окружающей среды является переработка материалов. Такие переработанные материалы иногда широко подразделяют на материалы утилизации потребительских отходов и материалы утилизации промышленных отходов. Использование материалов утилизации потребительских отходов особенно поощряется такими организациями, как LEED.

Потолочная плитка, используемая в подвесных потолках, должна иметь определенные эксплуатационные характеристики, включая способность к звукопоглощению, сравнительно низкую плотность, огнестойкость и устойчивость к провисанию. Помимо соответствия указанным критериям используемое сырье должно быть относительно недорогим и легко поддаваться обработке. Достижение указанных характеристик может быть затруднительным даже с использованием композитных материалов. Кроме того, сегмент доступных повторно используемых материалов, которые могут вносить вклад в достижение одной или более из указанных характеристик, совместимы с другими подходящими материалами и не придают нежелательных характеристик, сравнительно ограничен. Необходимо разработать состав с высоким содержанием повторно используемого сырья, обеспечивающий возможность достижения желаемых характеристик и при этом совместимый с существующим производственным оборудованием и процессами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение основано на обнаружении того факта, что гранулы пеностекла, полученные из вторичного переработанного стекла, можно успешно применять в составах для высококачественной литой потолочной плитки. Такие стеклянные гранулы обладают множеством характеристик, которые являются предпочтительными при данном применении.

В частности, было обнаружено, что такие гранулы пеностекла хорошо подходят для применения в качестве наполнителя в потолочной литой плитке на основе минерального волокна и крахмала. Помимо присущих им инертности и светлого цвета, указанные стеклянные гранулы поддаются современной промышленной обработке. Было обнаружено, что указанные гранулы совместимы с материалами и процессами, широко используемыми при производстве литых потолочных плиток. Гранулы пеностекла обладают достаточно низкой плотностью, что, таким образом, не приводит к нежелательному увеличению плотности потолочной плитки и фактически может понижать плотность таких продуктов. В то же время, указанные стеклянные гранулы достаточно твердые, чтобы выдерживать усилия сжатия и сдвига, появляющиеся, когда эти и другие компоненты механически смешивают с получением массы, которую, в конечном счете, подвергают литью с получением плитки. Неожиданно было обнаружено, что содержание воды в массе с подходящей для работы консистенцией, содержащей гранулы пеностекла, может быть уменьшено относительно обычно требуемого содержания. Указанное пониженное содержание воды снижает энергию, необходимую для сушки литьевой массы с получением жесткой плитки, и позволяет достичь более высокой производительности за счет увеличения производительности линии.

Гранулы пеностекла обладают дополнительными физическими свойствами, делающими их подходящими для включения в потолочную плитку. Гранулы обладают светлым цветом, поэтому не требуется увеличения количества грунтовки или верхнего покрытия, применяемых на отделочной или лицевой стороне плитки. Кроме того, гранулы инертны, поэтому они не приводят к появлению у плитки горючих свойств или трудностей при формовке.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В качестве основных компонентов литая потолочная плитка согласно настоящему изобретению содержит волокно, предпочтительно минеральную вату, и крахмальное связующее, предпочтительно полученное из кукурузы. Оба указанных компонента использовали в композициях для потолочных плиток в течение длительного времени. Штукатурный гипс, то есть полугидрат сульфата кальция, или гипс, можно применять в качестве дополнительного наполнителя, и, опционально, небольшое количество борной кислоты можно применять для придания огнестойкости.

Согласно настоящему изобретению гранулированное пеностекло предпочтительно выполнено из вторичного переработанного стекла, и его применяют в качестве наполнителя совместно с упомянутыми выше основными компонентами и выбранными опциональными компонентами. По сравнению с традиционными составами, с помощью настоящего изобретения минеральное волокно может быть заменено на гранулы пеностекла, как правило, по массе.

Подходящий тип гранул пеностекла доступен от Poraver North America Ltd., Ontario, Canada. Указанные гранулы пеностекла имеют структуру с частично закрытыми ячейками и насыпную плотность от примерно 11 до примерно 25 фунтов/фут³. Ячеистая структура достаточно закрыта, чтобы по меньшей мере частично исключить воду из внутреннего объема гранул. Указанная способность к исключению воды по существу выше по удельному объему, чем, например, у узлов минеральной ваты.

Было обнаружено, что включение гранул пеностекла в состав литой потолочной плитки на основе минерального волокна/крахмала снижает количество воды, необходимое для успешного изготовления литой плитки. Сначала крахмал и другие добавки объединяют с горячей водой с получением средневязкого геля. В гель вводят минеральную вату и стеклянные гранулы, которые механически перемешивают с получением массы для литья со значительно большей вязкостью, чем у первоначального геля. Когда минеральное волокно вводят в водный гель, оно впитывает указанный гель с образованием плитки высокой плотности. С введением в состав гранул пеностекла и уменьшением содержания минеральной ваты уменьшается количество воды, требуемой для смешивания и пропитывания указанных компонентов. Указанное уменьшение воды или уменьшенная водная нагрузка снижают объем необходимой технической воды и количество тепловой энергии, необходимой для выпаривания воды, применяемой в геле и получаемой массе. В высоковязком состоянии указанную массу отливают в металлические формы, как правило, покрытые бумагой или фольгой. Формы помещают в сушильную печь, где выпаривают влагу из массы, в результате чего оставшийся твердый материал образует жесткую плитку.

Предпочтительный размер гранул пеностекла составляет от примерно 1 до примерно 2 мм. Гранулы указанного размера хорошо смешиваются в массе, малозаметны на отделочной поверхности и достаточно малы, чтобы плитку можно было разрезать без нежелательной ломкости. Кроме того, гранулы пеностекла предпочтительного размера имеют насыпную плотность примерно 14 фунтов/куб.фут. Такая низкая плотность может быть полезна для уменьшения плотности плитки на основе минерального волокна/крахмала. Например, плитки согласно изобретению могут иметь плотность от примерно 18 до примерно 21 фунтов/фут³, в то время как плитки, известные из уровня техники, могут иметь плотность от примерно 20 до примерно 24 фунтов/фут³.

Вспененные вторичные переработанные стеклянные гранулы являются легкими и сохраняют свой цвет и, следовательно, не требуют дополнительного количества верхнего покрытия или краски, которые наносят на плитку с получением белого высокоотражающего отделочного покрытия.

Предпочтительный состав компонентов литой потолочной плитки на основе связующего из минерального волокна/крахмала приведен в следующей таблице:

минеральная вата	30-70%
стеклянные гранулы	10-40%
крахмальное связующее	8-20%
штукатурный гипс	0-15%
борная кислота	0-1%

Более предпочтительный состав компонентов литой потолочной плитки на основе связующего из минерального волокна/крахмала приведен в следующих более конкретных диапазонах:

минеральная вата	50-55%
стеклянные гранулы	20-25%
крахмальное связующее	13-15%
штукатурный гипс	10-12%
борная кислота	0-1%

Плитка, полученная согласно изобретению, может иметь толщину от примерно 3/4″ до 7/8″.

Следует понимать, что настоящее описание приведено в качестве примера, и различные изменения могут быть выполнены путем добавления, модифицирования или удаления частностей, не выходя за рамки полного раскрытия, приведенного в настоящем описании. Таким образом, изобретение не ограничено конкретными частностями согласно настоящему описанию, за исключением формулы изобретения.

1. Литая потолочная плитка, содержащая смесь, содержащую от 30 до 70% минеральной ваты, от 10 до 40% гранул пеностекла, от 8 до 20% крахмала, от 0 до 15% штукатурного гипса и от 0 до 1% борной кислоты, при этом плитка выполнена путем выпаривания воды из вязкой массы для литья.

2. Литая потолочная плитка, содержащая смесь, содержащую от 50 до 55% минеральной ваты, от 20 до 25% гранул пеностекла, от 13 до 15% крахмала, от 10 до 12% штукатурного гипса и от 0 до 1% борной кислоты, при этом плитка выполнена путем выпаривания воды из вязкой массы для литья.

3. Литая потолочная плитка по п. 2, характеризующаяся тем, что гранулы пеностекла имеют размер от примерно 1 до примерно 2 мм и насыпную плотность примерно 224,25 кг/м³ (14 фунтов/фут³).

4. Литая потолочная плитка по п. 3, характеризующаяся тем, что указанная плитка имеет плотность от примерно 288,33 до примерно 336,38 кг/м³ (от примерно 18 до примерно 21 фунта/фут³).