Акустическая панель, суспензия для изготовления данной панели и способ изготовления акустической панели

Номер патента: 24947

Опубликовано: 15.11.2011

Авторы: ИММОРДИНО Сальваторе С. Мл., ЭНГЛЕРТ, Марк, Х.

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Акустическая панель содержит акустический слой, имеющий переплетающуюся матрицу из дигидрата сульфата кальция, полиэтиленгликоля, и по крайней мере одного компонента из группы, состоящий из волокон, лёгкого заполнителя и их смеси. В переплетающейся матрице звукопоглощающего слоя имеются пустоты, которые скомпонованы так, что поглощают звук. Выбор полиэтиленгликоля обуславливается его способностью связывать мелкие частицы пыли при температуре, получаемой в результате трения при нарезке панели.
Способ изготовления акустической панели включает в себя получение суспензии из полугидрата сульфата кальция, полиэтиленгликоля, воды и как минимум одного компонента из группы, состоящий из волокон, лёгкого заполнителя и их смеси. В суспензию предпочтительно на выходе из смесительной установки добавляется пена. Из суспензии формируется непрерывная полоса материала для звукопоглощающего слоя. Акустические панели формируются нарезкой ленты на листы. В завершение, частично гидратированный полугидрат сульфата кальция окончательно затвердевает.

Текст

Смотреть все

(51) 04 1/88 (2010.01) 28 1/52 (2010.01) 04 111/52 (2010.01) 04 28/14 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ дигидрата сульфата кальция, полиэтиленгликоля, и по крайней мере одного компонента из группы,состоящий из волокон, лгкого заполнителя и их смеси. В переплетающейся матрице звукопоглощающего слоя имеются пустоты,которые скомпонованы так, что поглощают звук. Выбор полиэтиленгликоля обуславливается его способностью связывать мелкие частицы пыли при температуре, получаемой в результате трения при нарезке панели. Способ изготовления акустической панели включает в себя получение суспензии из полугидрата сульфата кальция, полиэтиленгликоля,воды и как минимум одного компонента из группы,состоящий из волокон, лгкого заполнителя и их смеси. В суспензию предпочтительно на выходе из смесительной установки добавляется пена. Из суспензии формируется непрерывная полоса материала для звукопоглощающего слоя. Акустические панели формируются нарезкой ленты на листы. В завершение, частично гидратированный полугидрат сульфата кальция окончательно затвердевает.(73) ЮНАЙТИД СТЕЙТС ДЖИПСЭМ КОМПАНИ(74) Болотов Юрий Альбертович Кульжамбекова Сауле Даниаровна Пастухова Ольга Васильевна Бутабаева Джаннета Жалоловна(54) АКУСТИЧЕСКАЯ ПАНЕЛЬ, СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДАННОЙ ПАНЕЛИ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ПАНЕЛИ(57) Акустическая панель содержит акустический слой, имеющий переплетающуюся матрицу из 24947 Изобретение относится к области строительства,а именно к потолочным панелям с пониженным пылеобразованием при их резке, которые изготавливаются на технологических линиях производства гипсовых плит. Акустические или потолочные панели широко известны в качестве материалов для чистовой отделки потолка, а также для обеспечения звукопоглощающей поверхности там, где это необходимо. В идеале для увеличения срока службы данных панелей в них должны сочетаться такие свойства, как хорошее звукопоглощение и износостойкость. Обычно в этих целях используется минеральная вата, поскольку она имеет пористую волокнистую структуру, которая поглощает звук. К прочим материалам, обычно применяемым для производства потолочных панелей, относятся стекловолокно, вспученный перлит, глина, гипс,штукатурный гипс, карбонат кальция и бумажное волокно. Способ изготовления большинства потолочных панелей аналогичен процессу производства картона или древесноволокнистых плит (ДВП). Это процесс влажного свойлачивания, когда водная дисперсия волокон, заполнителей, связующих веществ и прочих добавок распределяется по пористой поверхности или сетке где, под действием силы тяжести и вакуумного всасывания, происходит осушка. Сырая плита просушивается в конвекционной печи и нарезается на листы заданной длины. При желании поверхность окрашивается для получения финишной панели. Примером подобной панели является потолочная плита ,производства компании(г. Чикаго,штат Иллинойс). Другим способом производства потолочных панелей является формование отливкой, которое описано в патенте США 1,769,519. Состав из волокон минеральной ваты,наполнителей,красящих веществ, связующего вещества, такого как термически обработанного крахмала, и воды помещается в лотки, покрытые бумагой или фольгой с бумажной основой. Затем при помощи формовочных пластин, этот состав разравнивается до заданной толщины. Для того чтобы получить декоративную поверхность, например, тисненый рисунок, в поверхность материала разравнивающей рейкой или рельефным валом вдавливается шаблон рисунка. Одним из примеров такой формованной панели является потолочная плитапроизводства компании(г. Чикаго,штат Иллинойс). Однако оба этих способа изготовления потолочных панелей довольно дорогостоящие,поскольку затрачивается большое количество воды и энергии. Результатом применения таких гигроскопичных связующих, как бумага или крахмал,является склонность к провисанию/прогибу панелей. Отсутствие жесткого крепления несущей конструкции панели,подверженность другим нагрузкам или повышенной влажности и температуре могут усилить провисание панели. Гипсовые панели менее склонны к прогибу и изготавливаются в ходе быстротекущего процесса. Однако гипс - тяжелый материал и не обладает достаточными звукопоглощающими свойствами. Существует возможность адаптировать его к использованию в качестве акустических потолочных панелей за счет того, что в панелях проделываются отверстия, а с внутренней стороны перфорированной панели размещается звукопоглощающая прокладка. Несмотря на то, что вес панели уменьшается за счет отверстий и обеспечивается звукоизоляция,потребители отказываются от данного продукта в силу его неэстетичного внешнего вида. В патентной публикации США 2004/0231916 описывается другой вид гипсовой панели со звукопоглощающим слоем. Один вариант исполнения этой панели предполагает укладку звукопоглощающего слоя из пеногипса на подложном слое для большей прочности. Эта панель легкая, устойчива к прогибу и привлекательна с эстетической точки зрения. Но у такой слоистой гипсовой панели есть недостаток. Во время монтажа панели разрезаются по форме потолка и/или крепежных отверстий каркаса, например, потолочного профиля. При нарезке композиционного гипсового материала образуется взвесь тонкодисперсной пыли, которая долго не оседает из-за небольшого размера частиц. Прежде чем такая пыль окончательно осядет, она распространится на значительные расстояния за счет своей тонкой дисперсности. В процессе резки образуется нежелательная пыль, которая ухудшает видимость, а также попадает в глаза, уши и нос. Проблемой также является и уборка помещения после того как осела пыль,поскольку тонкодисперсные частицы способны проникать через двери и прочие заграждения и могут осесть на некотором расстоянии от места проведения работ. Понижение пылеобразования при шлифовании поверхности, резке и очищении абразивным материалом стало считаться важной характеристикой гипсовых продуктов. В патенте США 6,863,723 на имя компании ЗМ предложено уменьшить пылеобразование, добавив к гипсосодержащим продуктам одно из пылеподавляющих веществ. В патенте США 6,673,144 на имяописано связывающее вещество, содержащее полиэтиленгликоль, которое затвердевает при комнатной температуре. В патенте США 6,355,099 описана разбрызгивающаяся штукатурка,в которой используется полиэтиленгликоль как внутреннее связывающее вещество, и которая при механической обработке образует меньше пыли. Однако ни в одном указанном патенте не раскрывается добавление полиэтиленгликоля в акустические панели. Задачи, вытекающие из существующего уровня техники, решаются в настоящем изобретении,которое описывает акустическую панель,содержащую звукопоглощающий слой и агломерирующие добавки для уменьшения пылеобразования при резке. Звукопоглощающий слой содержит переплетающуюся матрицу из дигидрата сульфата кальция, обеспыливающий агент и, по меньшей мере один компонент из группы, состоящей из волокон, лгкого заполнителя и их смеси. В переплетающейся матрице звукопоглощающего слоя имеются пустоты, которые скомпонованы так,что поглощают звук. Выбор полиэтиленгликоля обусловлен его способностью агломерировать мелкие частицы пыли при температурах,получаемых при трении при резке панели. Способ получения акустической панели включает в себя приготовление суспензии,содержащей полугидрат сульфата кальция,полиэтиленгликоль, воду и, по меньшей мере, один компонент из группы, состоящей из легкого заполнителя, волокон и их смеси. Предпочтительно на выходе из смесительной установки в суспензию добавить пену. Далее из суспензии формируют непрерывную полосу из материала для звукопоглощающего слоя. Затем полосу нарезают для формирования акустических панелей. И в завершении частично гидратированному полугидрату сульфата кальция дают окончательно затвердеть. При желании, панель может содержать текстурный слой и/или уплотннный слой и/или подложный слой. Такие дополнительные слои обеспечивают защиту и поддержку звукопоглощающего слоя. Облегченные акустические панели могут быть хрупкими и ломкими. Наличие текстурного, уплотннного и подложного слоев защищает панель и уменьшает вероятность повреждения панели при резке и установке. Такая поддержка также уменьшает прогиб панелей в случае, когда панели опираются только на кромки или углы, например, когда используется подвесной потолочный профиль. Добавление полиэтиленгликоля также уменьшает образование тонкодисперсной,взвешенной в воздухе пыли во время резки плит. Крайне важно подобрать соответствующий тип полиэтиленгликоля. Выбор полиэтиленгликоля производится с учетом его способности оставаться твердым при комнатной температуре. Под действием давления или трения он переходит в жидкое или вязкое состояние и агломерирует частицы пыли. В результате этого образуются достаточно крупные частицы, которые быстро оседают на пол, что облегчает их дальнейшую уборку и утилизацию. Этот состав сокращает объем взвешенных частиц пыли и в результате гипсовая пыль не может распространяться на большие расстояния. Данное изобретение представляет собой усовершенствованную облегченную акустическую панель, которая поглощает звук и дает уменьшенное пылеобразование при резке. Эта панель включает в себя звукопоглощающий слой,имеющий переплетающуюся матрицу из кристаллов дигидрата сульфата кальция и подходящую агломерирующую добавку для связывания мелких частиц пыли,образующихся при резке панели, такую как,например, полиэтиленгликоль. Предпочтительно,чтобы плотность звукопоглощающих слоев составляла от примерно 10 фунтов/фут 3 до примерно 25 фунтов/фут 3. Более предпочтительно,чтобы плотность находилась в пределах от примерно 12 фунтов/фут 3 до примерно 20 фунтов/фут 3, и более предпочтительно, чтобы плотность составляла примерно 16-20 фунтов/фут 3. При желании панель может содержать уплотннный слой, текстурный слой или оба эти слоя вместе. Для изготовления звукопоглощающего слоя предпочтительно использовать обожженный гипс. Применим любой обожженный гипс, содержащий полугидрат сульфата кальция или водорастворимый ангидрид сульфата кальция или оба этих соединения. Полугидрат сульфата кальция образует кристаллы двух форм - альфа и бета. В гипсовых панелях обычно используется бета-полугидрат сульфата кальция, но также предполагается, что слои из альфа-полугидрата сульфата кальция тоже могут использоваться в этом изобретении. Любая или обе эти формы используются для создания предпочтительного звукопоглощающего слоя,содержащего не менее 50 гипса в пересчете на массу звукопоглощающего слоя. Предпочтительно,чтобы содержание гипса было не менее 80. В некоторых воплощения изобретения содержание гипса в звукопоглощающем слое достигает 98 мас В случаях, когда применяется водорастворимая форма ангидрида сульфата кальция, он предпочтительно используется в небольших количествах, ниже, чем 20. Для уменьшения образования тонкодисперсной пыли при резке панели,к данному звукопоглощающему слою добавляются один или несколько обеспыливающих агентов. Обеспыливающие агенты это инертные,неактивные, легко дисперсные добавки, которые адсорбируются на поверхности мелких частиц пыли,не утрачивая при этом собственного сродства. Предпочтительным обеспыливающим агентом является агент, который остается в твердом состоянии при комнатной температуре, смягчается во время резки, а затем заново затвердевает,агломерируя и связывая частицы пыли по мере появления обрезков панели. Обеспыливающие агенты включают в себя водорастворимые линейные полимеры, которые образуются в ходе реакции присоединения этиленоксида и/или алкокси-замещенного этиленоксида в воде. Полиэтиленгликоль (ПЭГ),метоксиполиэтиленгликоль(МПЭГ),полиоксиэтиленгликоль,трифункциональный полиэтиленгликоль (ТПЭГ), или их композиции являются наиболее предпочтительными обеспыливающими агентами. ПЭГ должен плавиться при относительно низких температурах во время разрезания потолочных плит универсальным ножом на месте проведения работ. К легкоплавким твердым веществам, пригодность которых была подтверждена, относится продукт 3, г. Маунт Холи, Северная Каролина). Предпочтительно, чтобы обеспыливающие агенты,имеющие температуру плавления выше комнатной(21-23 С), были достаточно твердыми для их использования в данном изобретении. Полиэтиленгликоли с температурой плавления немного превышающей комнатную температуру предпочтительно использовать в данном изобретении по нескольким причинам. Эти вещества имеют такие характеристики перехода из одной фазы в другую, которые напрямую зависят от их молекулярной массы. Полиэтиленгликоли с низкой молекулярной массой при комнатной температуре находятся в жидком состоянии, а с более высокой молекулярной массой - в твердом. Как в твердом, так и в жидком состоянии, они пригодны для приготовления сухих смесей. Низкомолекулярные формы способны адсорбироваться на поверхности частиц пыли и склеивать их, в то время как высокомолекулярные формы могут, как адсорбироваться на поверхности,так и автоматически образовывать агломераты из частиц пыли, переходя из твердой фазы в жидкую фазу. Молекулярная масса также влияет на степень растворимости. Полиэтиленгликоли с более высокой молекулярной массой имеют более низкую растворимость,чем низкомолекулярные полиэтиленгликоли. Слабая растворимость твердых форм делает их менее подверженными к высвобождению градиентов концентрации по мере высыхания, которое происходит за счет испарения при выведении воды. Полиэтиленгликоли с молекулярной массой больше или равной 200 г/моль являются пригодными. Предпочтительно,чтобы молекулярная масса ПЭГ находилась в пределах от примерно 750 г/моль до примерно 3,000 г/моль, и более предпочтительно от примерно 750 г/моль до примерно 1,100 г/моль. Обеспыливающий агент добавляется в подходящем количестве. Предпочтительно он находится в концентрации в пределах от примерно 0,1 до 8 в пересчете на сухую массу всех компонентов. В другом предпочтительном интервале обеспыливающий агент добавляется в концентрации от примерно 0,5 до примерно 8, и более предпочтительно, от примерно 0,5 до примерно 4,0. Если обеспыливающий агент находится в форме сухого порошка, то предпочтительно он вводится в прочие сухие ингредиенты. К другим потенциально подходящим обеспыливающим агентам относятся легкоплавкие твердые парафины, температура плавления которых лежит в вышеуказанных пределах. Были оценены такие легкоплавкие твердые парафины как 2401 от компании( , г. Фэйрфакс, штат Вирджиния), а также другие парафины производства компании. Суспензия для изготовления звукопоглощающего слоя готовится из воды,полугидрата сульфата кальция и обеспыливающего агента. Количество воды должно быть достаточным для изготовления указанного слоя. Достаточное количество воды добавляется к сухим компонентам до получения текучей суспензии. Достаточное количество воды превышает 75 от количества,необходимого для гидратирования всего обожженного гипса для получения дигидрата сульфата кальция. Точное количество воды определяется, хотя бы частично, с учетом целевого назначения продукта, а также вида и количества используемых добавок. Объем воды рассчитывается, частично, по типу применяемого обожженного гипса. Альфа обожженный штукатурный гипс требует меньше воды для получения такой же текучести, что бета обожженный штукатурный гипс. Соотношение вода/штукатурный гипс рассчитывается исходя из массы воды по отношению к массе сухого обожженного гипса. Предпочтительное соотношение находится в пределах от примерно 0,51 до примерно 1,51. Предпочтительно, если обожженный гипс изначально является бета полугидратом, в этом случае предпочтительное соотношение воды к обожженному гипсу будет в пределах от примерно 0,71 до примерно 1,51, более предпочтительно, от примерно 0,71 до примерно 1,41, наиболее предпочтительно - от примерно 0,751 до примерно 1,21, а самое предпочтительное- от примерно 0,771 до примерно 1,11. Для наилучшего контроля свойств суспензии и схватывающейся штукатурки вода, используемая для приготовления суспензии, должна быть настолько чистой, насколько это возможно. Известно, что соли и органические соединения способны влиять на время схватывания суспензии,проявляя себя в качестве ускорителей или замедлителей схватывания. Наличие примесей может нарушить структуру формирующейся переплетающейся матрицы кристаллов дигидрата,что отрицательно сказывается на прочностных свойствах конечного продукта. Использование воды, максимально очищенной от загрязняющих веществ, увеличивает прочность и однородность продукта. В некоторых предпочтительных вариантах изобретения при желании добавляют волокна для повышения качества готовой панели и увеличения прочности панели во влажном состоянии. Предпочтительны целлюлозные волокна такие как,например, бумага и утилизированная газетная бумага с размером волокна менее 3 мм. Предпочтительные волокна имеют средний максимальный диаметр волокон около 2 мм или меньше. Считается, что волокна целлюлозы связываются со схватывающейся гипсовой матрицей, придавая ей большую прочность. Несмотря на то, что использование целлюлозных волокон более предпочтительно, применение других волокон не исключается. Содержание волокон в финишном слое составляет до примерно 12 мас Некоторые бумажные волокна, имеющиеся на рынке, такие как 1650 (производства компании) 4 содержат до 50 мас. карбоната кальция. Наличие карбоната кальция допускается и, более того, это является преимуществом, так как он предотвращает комкование бумажного волокна в ходе обработки. Другим дополнительным компонентом звукопоглощающего слоя является легкий заполнитель. Предпочтительно, чтобы легкие заполнители имели плотность менее 10 фунтов/фут 3 и давали бы объем заполнителя для уменьшения плотности и массы акустической панели. Примерами подходящих легких заполнителей являются, но, не ограничивая, пенополистирол,вспученный вермикулит, вспученный перлит,керамические шарики, каучуковые шарики и т.п. или их комбинации. Гидрофильные заполнители менее желательны, поскольку они увеличивают расход воды для приготовления суспензии, а также потребление энергии для просушки звукопоглощающего слоя. Наиболее предпочтительными легкими заполнителями являются гидрофобные вещества, такие как измельченный пенополистирол. Лгкий заполнитель может добавляться в любом количестве, достаточном для получения желаемого количества объема заполнителя, уменьшения общей плотности и/или массы готовой панели. Например,лгкий заполнитель содержится в количестве от примерно 0,2 до 35 в пересчете на массу финишного слоя. Предпочтительными легкими заполнителями являются вспученный перлит,вспученный вермикулит и пенополистирол. В предпочтительном варианте изобретения объемная плотность мелко измельченного пенополистирола составляет от примерно 0,2 фунтов/фут 3 до примерно 0,5 фунтов/фут 3, с содержанием легкого заполнителя от примерно 0,2 до примерно 3 в пересчете на массу твердых веществ, содержащихся в слое. Предпочтительно, чтобы средняя длина волокна пенополистирола была 2 мм или меньше. Еще одним дополнительным ингредиентом этого состава является ускоритель схватывания.) является ускорителем схватывания гипса и содержит 95 дигидрата сульфата кальция,перетертого с 5 сахара и нагретого до температуры 250 (121 С) до карамелизации сахара.можно приобрести на заводе изготовителя(г. Саутхард, штат Оклахома), где он производится в соответствии с патентом США 3,573,947 принадлежащим заявителю и включенным сюда в качестве ссылки. Термостойкий ускоритель (, ) представляет собой дигидрат сульфата кальция, свежее перемолотый с сахаром в соотношении примерно от 5 до 25 фунтов сахара на 100 фунтов дигидрата сульфата кальция. Подробное описаниедано в патенте США 2,078,199, включенном сюда в качестве ссылки. Оба этих ускорителя являются наилучшими ускорителями. В данном изобретении рассматривается использования любых ускорителей схватывания гипса или их комбинации в подходящем количестве. При желании к суспензии обожженного гипса также можно добавить связующее вещество, чтобы усилить переплетающуюся матрицу затвердевшего гипса и улучшить сцепление звукопоглощающего слоя с дополнительным подложным слоем. Может быть использовано любое пригодное связующее вещество или комбинация связующих веществ. Предпочтительно добавлять связующее вещество в водную суспензию обожженного гипса. Предпочтительно, связующим веществом является крахмал, такой как кукурузный или пшеничный крахмал, латекс, например поливинилацетат,акриловые и стирол-бутадиеновые латексы, или их комбинация. Предпочтительным связующим веществом является акриловое связующее вещество,которое образует самосцепляющуюся акриловую эмульсию,например(г. Филадельфия, штат Пенсильвания). Акриловые связующие вещества предпочтительно используются в количестве от примерно 0,5 до примерно 5, более предпочтительно от примерно 0,8 до примерно 1,5 в пересчете на массу высушенного звукопоглощающего слоя. Крахмальное связующее вещество может быть необязательно включено либо в звукопоглощающий слой, либо в уплотннный слой, либо в оба этих слоя. Могут быть использованы как модифицированные так и не модифицированные крахмалы. Не модифицированные крахмалы также в виде раствора наносятся на бумажный подложный слой для увеличения сцепления с гипсом. Крахмал предпочтительно содержится в количестве от примерно 0,8 до примерно 1,5 в пересчете на массу высушенного звукопоглощающего слоя. Примерами пептизированных,не модифицированных крахмалов, используемых в звукопоглощающем слое, являются(производства компания., СентЛуис, штат Миссури). К непептизированным не модифицированными крахмалам относятся 2000 и 106(оба производства компании., г.Декейтер,штат Иллинойс). Примерами модифицированных крахмалов являются-и-211 (оба производства компании., г. Декейтер, штат Иллинойс). Другим дополнительным компонентом звукопоглощающего слоя является пластифицирующая добавка, которая повышает текучесть суспензии, делая е более подвижной при использовании меньшего количества воды. Полисульфонаты, меламиновые соединения и поликарбоксилаты являются предпочтительными пластифицирующими добавками и содержатся в суспензии в количестве до 1,5 в пересчете на сухую массу всех компонентов. Если пластифицирующая добавка используется в жидком виде, то количества рассчитываются исходя из сухой массы тврдых веществ. Предпочтительными пластифицирующими добавками являются 5., г. Хьюстон, штат Техас). При желании в суспензию можно добавить одно или несколько веществ, улучшающих такие свойства как прочность, устойчивость к деформации или и то и другое. Предпочтительным веществом для улучшения свойств является триметафосфатное соединение, полифосфат аммония, имеющий 5003000 повторяющихся элементарных звеньев, и тетраметафосфатное соединение, включая соли или анионные части любого из этих соединений. Гексаметафосфатные соединения эффективны для повышения устойчивости против провисания, но желательно их не использовать, так как они проявляют свойства замедлителей схватывания и ослабляют прочность. Вещества, улучшающие свойства, описаны в принадлежащем заявителю патенте США 6,342,284. Наибольшее предпочтение отдается триметафосфатным соединениям. Количество используемых улучшающих свойства веществ может быть любым подходящим, но предпочтительно от примерно 0,004 масс. до примерно 2 масс., в пересчете на сухую массу всех компонентов. На выходе из смесительной установки в суспензию добавляется пена с тем, чтобы активизировать образование пустот в затвердевающей гипсовой матрице, улучшая тем самым звукопоглощающие свойства и уменьшая массу. Для этой цели годятся любые известные пенообразующие вещества, которые подходят для гипсовых изделий. Предпочтительно пенообразующее вещество выбирается исходя, из его способности образовывать в звукопоглощающем слое устойчивые поры. Более предпочтительно,чтобы, по меньшей мере, некоторые из пустот были бы связаны между собой таким образом, чтобы формировалась открытая пористая структура. Предпочтительный объем пены составляет от примерно 35 до примерно 60, более предпочтительно от примерно 40 до примерно 55, и наиболее предпочтительно от примерно 45 до примерно 50 (ОК). К подходящим пенообразующим веществам относятся сульфаты простых алкиловых эфиров и сульфаты лаурета натрия, например-230 (производства компании, г. Нортфилд, штат Иллинойс). Пенообразующее вещество добавляется в количестве, достаточном для получения желаемых акустических характеристик звукопоглощающего слоя. Предпочтительно,количество пенообразующего вещества составляет от примерно 0,003 до примерно 0,4 в пересчете на сухую массу компонентов, и более предпочтительно от примерно 0,005 до примерно 0,03. При желании в водную суспензию обожженного гипса добавляют подходящее количество стабилизатора пены. Для приготовления суспензии обожженный гипс,обеспыливающий агент и дополнительные сухие компоненты соединяются с водой в смесительной установке. Желательно перед добавлением воды все сухие компоненты, такие как обожженный гипс,обеспыливающий агент, заполнитель, ускоритель схватывания, связующее вещество и волокна,перемешать в смесителе для сыпучих материалов. Жидкие компоненты добавляются непосредственно в воду до, во время или после смешивания с сухими компонентами. После смешивания, когда получена однородная жидкая суспензия, она подается на выходное отверстие, где в нее добавляется пена. До того, как пенообразующее вещество попадет в раствор, его необходимо смешать с водой для получения пены, которая затем добавляется в суспензию на выходе из смесительной установки. После добавления пены в суспензию, суспензия подается на движущийся ленточный транспортер,либо непосредственно на поверхность конвейерной ленты или на подложный слой. Подложный слой поддерживает звукопоглощающий слой в процессе его изготовления, распределяя напряжение по всей длине панели, особенно, когда панель еще сырая. Он является аналогом облицовочного материала,применяемого при производстве гипсокартонных стеновых плит. В предпочтительных вариантах изобретения в качестве подложного слоя используется бумага, в том числе манильская бумага или крафт-бумага, нетканое стекловолокно,металлическая фольга или комбинации этих материалов. Если в качестве подложного слоя используется бумага, то выбирается многослойная бумага, типа обычного строительного картона. Количество слоев варьируется от 1 до 8, в зависимости от вида выбранной бумаги. В некоторых вариантах изобретения между подложным и звукопоглощающим слоями может располагаться уплотннный слой. Этот слой усиливает механическую прочность панели, как в сухом, так и в сыром состоянии, предотвращая возможные повреждения в ходе обработки и резки или в процессе обычного изнашивания и амортизации. Предпочтительно, чтобы толщина уплотннного слоя была меньше толщины звукопоглощающего слоя и составляла, например,от примерно 0,05 до примерно 0,3 дюймов, более предпочтительно от примерно 0,125 до примерно 0,25 дюймов, и наиболее предпочтительно от примерно 0,175 до примерно 0,225 дюймов. Предпочтительно плотность этого слоя должна быть не менее примерно 30 фунтов/фут 3, более предпочтительно не менее примерно 35 фунтов/фут 3, и наиболее предпочтительно от примерно 40 до примерно 45 фунтов/фут 3. Уплотннный слой включает в себя по меньшей мере гипс, но по выбору может содержать какиелибо или все компоненты, входящие в состав звукопоглощающего слоя. Предпочтительно уплотннный слой представляет собой часть потока суспензии, превращаемого в звукопоглощающий слой, которому придается большая плотность за счет деструкции всей пены или ее части. По одному из способов уплотннный слой можно получить используя смесительную установку с ножевой выгрузкой, в которой поток жидкости разбивается,6 что приводит к разрушению пузырьков пены. В качестве альтернативы уплотннный слой может быть изготовлен из части суспензии, отобранной прежде, чем будет добавлена пена, или же при желании уплотннный слой изготавливается из совершенно отдельного слоя. Текстурный слой является еще одним необязательным компонентом акустической панели. Он является смежным со звукопоглощающим слоем. Когда дополнительно используется уплотннный слой, текстурный слой желательно располагать между звукопоглощающим слоем и уплотннным слоем. Если в акустической панели содержатся как уплотннный, так и подложный слои, то предпочтительно порядок расположения слоев должен быть следующим звукопоглощающий слой,текстурный слой, уплотннный слой и подложный слой. Возможен альтернативный вариант исполнения,в котором текстурный слой используется в качестве облицовочного материала, в этом случае последующие слои будут располагаться за ним в следующем порядке звукопоглощающий слой, уплотннный слой и подложный слой. При выборе текстурного слоя следует учесть, чтобы его способность к расширению была такой же, как у подложного слоя во избежание деформации изделия под действием различной влажности. Предпочтительно, чтобы текстурный слой был пористым для облегчения сцепления слоев между собой и просушки звукопоглощающего слоя. Если текстурный слой используется в качестве облицовочного материала, то выбранный вид текстурного слоя должен быть звукопроницаемым. Любой материал, обеспечивающий поддержку для звукопоглощающего слоя и имеющий способность к расширению,соответствующую с таковой подложного слоя (если он используется), пригоден в качестве текстурного материала. Предпочтительно в качестве текстурных материалов используются бумага, такая же, как и применяемая для подложного слоя, сетки из нетканого стекловолокна,тканные стекломаты,другие синтетические фибролиты, такие как полиэстер и их комбинации. Предпочтительными текстурными материалами являются облицовочная бумага на гипсовой основе, используемая вместе со штукатуркой(оба производства,г. Чикаго, штат Иллинойс). Если в качестве текстурного слоя используется бумага, то не желательно обрабатывать ее наружный слой гидрофобными агентами. В панелях, в которых предусмотрен текстурный слой, дополнительным компонентом является связывающее вещество текстурного слоя, которое улучшает сцепление текстурного слоя со звукопоглощающим или уплотннным слоем. При желании, связывающее вещество текстурного слоя можно нанести на одну или обе текстурные поверхности, также его можно добавить в суспензию,из которой изготавливается звукопоглощающий слой. Нанесение связывающего вещества текстурного слоя можно выполнять промазыванием,раскатыванием, распылением, разравнивать или любым другим способом нанесения, с которым знаком специалист в данной области. Предпочтительным связывающим веществом текстурного слоя является пептизированный крахмал. Несмотря на то, что в процессах серийного производства, известных из уровня техники, можно изготавливать отдельные акустические панели,более эффективным все же считается поточное производство, когда формируется неразрывная панель, которая затем нарезается на листы заданной длины. При этом сформированный подложный слой укладывается на место для последующего нанесения гипсовой суспензии. Предпочтительно, чтобы ширина подложного слоя (если он предусмотрен) была бы достаточной для формирования непрерывной полосы панели, которую необходимо будет разрезать только дважды, чтобы получить панель заданного окончательного размера. Для производства стеновых панелей подходит любой материал-подложка,включая бумагу, стекломат и полимерную плнку. Предпочтительно, облицовкой является многослойная бумага. Подложный слой непрерывно подается на линию производства плиты. Суспензию получают посредством смешивания сухих и жидких компонентов друг с другом. Сухие компоненты суспензии, такие как обожженный гипс и прочие сыпучие добавки, перемешиваются между собой до подачи в смесительную установку. Вода подается непосредственно в смесительную установку. Жидкие компоненты добавляются в воду и смесительная установка запускается на короткое время для их перемешивания. Если в состав входит одна или несколько модифицирующих добавок, то предпочтительно они добавляются в смесительную установку вместе с дисперсантом до подачи штукатурного гипса. Сухие компоненты добавляются к находящейся в смесителе жидкости и перемешиваются до увлажнения сухих компонентов. Так как соотношение вода/ штукатурный гипс уменьшается, следует обратить внимание на нагрузку, оказываемую на смесительную установку. Уменьшение количества воды в суспензии повышает вязкость смеси во время перемешивания. Даже несмотря на то, что для создания текучей смеси было добавлено достаточное количество дисперсанта, самая тяжелая нагрузка происходит на начальном этапе смешивания, пока не произойдет диспергирование частиц гипса. Увеличение времени перемешивания компонентов не оказывает отрицательного влияния на конечный продукт. Затем суспензия перемешивается до приобретения однородной консистенции. Обычно в суспензию вмешивается водная пена для контроля плотности образующегося материала сердечника плиты. Такая водная пена обычно образуется в результате интенсивного перемешивания подходящего пенообразующего вещества, воды и воздуха, перед введением полученной пены в суспензию. Пена может быть введена в суспензию в смесительной установке,или,что более предпочтительно, в суспензию, находящуюся уже в 7 выпускном канале смесительной установки. Например, смотрите описание к патенту США 5,683,635, который дан здесь в качестве ссылки. На заводе по производству гипсовых плит жидкие и твердые вещества зачастую постоянно подаются на смесительную установку в то время, когда продолжается непрерывный процесс выгрузки суспензии из смесительной установки, в которой она находится, в среднем, не более 5 секунд. Из смесительной установки суспензия в виде непрерывной полосы постоянно подается через одно или несколько выходных отверстий через выпускной канал, а затем на конвейерную ленту. По конвейеру полоса подается на гильотину, где разрезается на панели предварительно заданных размеров. Предпочтительно, сушка осуществляется в два этапа. Сначала панели направляются в высокотемпературную сушильную печь для быстрого нагрева плиты и активации процесса удаления избыточной воды. Температура в сушильной печи и время нахождения в ней плиты меняется в зависимости от толщины панели. Например, плита толщиной 1/2-дюйма (12,7 мм) предпочтительно сушится при температуре выше 300 (149) в течение примерно 20-50 минут. По мере испарения воды с поверхности вода из внутренних слоев панели, за счет действия капиллярности, выходит на поверхность плиты,замещая уже испарившуюся влагу. Относительно быстрое движение воды способствует перемещению крахмала и пиритионовой соли в бумагу. В сушильной установке второго уровня температура ниже 300(149), и она необходима для остановки процесса кальцинации плиты. Пример В лаборатории был разработан материал сердечника плиты с добавлением и без добавления обеспыливающего агента. Были приготовлены метоксиполиэтиленгликоли с различной молекулярной массой и проведены испытания панелей на определение их физических свойств,способности поддаваться резке и образовывать тонкодисперсную взвешенную пыль. Обеспыливающие агенты производства, маркируются буквой М для обозначения метилполиэтиленгликоля, а также числом, показывающим среднюю молекулярную массу. Таким образом, маркировка М 500 обозначает метилполиэтиленгликоль со средней молекулярной массой 500 г/моль. Базовый состав включал 1,2 средне измельченного пеноплистирола, 0,5 ускорителя схватывания гипса, 0,02 поверхностноактивного вещества, 2 бумажного волокна,дисперсанта остальным твердым веществом был штукатурный гипс плиты (обожженный бетаполугидрат сульфата кальция). Тип и количество метилполиэтиленгликоля (МПЭГ), добавляемого к каждому образцу, показан в Таблице 1. Таблица 1 СПП Способность Пылеподдаваться образование резке 41,1 33,5 4 3 36,0 29,1 9 2 44,6 29,5 нет данных нет данных 39,3 33,5 нет данных нет данных 39,8 32,7 9 7 57,9 36,8 нет данных нет данных 38,8 36,1 9 7 54,5 42,7 9 9 55,4 41,2 нет данных нет данных 30,3 29,0 нет данных нет данных стенда. Полученные результаты испытаний на способность поддаваться резке и пылеобразование оценивались по шкале от 0 до 10, в которой 0 означает худший результат, а 10 - лучший. Четко прослеживается разница между ровностью среза и степенью пылеобразования у образцов,содержащих МПЭГ, и контрольных образцов. В качественном выражении у образцов,изготовленных с использованием М 750 и 1100,был получен наиболее гладкий срез и наименьшее количество производимой взвешенной пыли. Несмотря на демонстрацию и описание отдельного воплощения акустической панели с низким уровнем пылеобразования, она должна быть воспринята специалистами в данной области техники как имеющая возможность к изменениям и усовершенствованиям при соблюдении, в целом, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 нет 0 0,557 17,27 М 250 4,0 9,555 17,49 М 250 4,0 0,534 19,21 М 500 4,0 0,562 17,05 М 500 4,0 0,549 17,34 М 750 4,0 0,535 19,67 М 750 4,0 0,528 16,23100 4,0 0,557 17,84100 4,0 0,519 18,24 нет 0 0,562 15,86 Твердые компоненты были предварительно перемешаны в смесителе с двойным корпусом, а затем соединялись с жидкими компонентами в смесителе Хобарта, при помощи лопастной взбивалки. Предел прочности (ПП) определялся на контрольно-измерительном приборе ,модель 1130. Скорректированный предел прочности(СПП) вносит в ПП поправку на различия в плотности образца. Способность поддаваться резке измеряется в количественном отношении, для этого на испытательном стенде закрепляется нож гильотины, при помощи которого можно будет объективно измерить усилие, необходимое для того,чтобы насквозь прорезать образец плиты. Пылеобразование объективно определялось в ходе наблюдений за образующимся количеством взвешенной пыли в сравнении с объемом пыли,которая в процессе резки осаждалась на основание особенностей изобретения, которые изложены в пунктах формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Акустическая панель,включающая звукопоглощающий слой,содержащий переплетающуюся матрицу из дигидрата сульфата кальция, и, по меньшей мере, один компонент из группы, состоящей из волокон, лгкого заполнителя и их смеси, отличающаяся тем, что пустоты указанной переплетающейся матрицы скомпонованы так,что поглощают звук,звукопоглощающий слой дополнительно содержит обеспыливающий агент, который выбирают с учетом его способности агломерировать мелкие частицы пыли при температурах, получаемых при трении при нарезке указанной панели, а указанный лгкий заполнитель содержит в концентрации менее, чем 3, в пересчете на массу акустической панели. 2. Панель по п.1, отличающаяся тем, что указанный обеспыливающий агент имеет температуру плавления ниже, чем 55 С. 3. Панель по п.1, отличающаяся тем, что указанные волокна содержат бумагу. 4. Панель по п.1, отличающаяся тем, что указанный дигидрат полугидрата сульфата кальция содержится в концентрации, по меньшей мере, 85 в пересчете на массу акустической панели. 5. Панель по п.1, отличающаяся тем, что указанные волокна содержатся в концентрации менее чем 3 в пересчете на массу акустической панели. 6. Панель по п.1, отличающаяся тем, что указанный лгкий заполнитель является, по меньшей мере, одним компонентом из группы,состоящей из вспученного вермикулита,вспученного перлита и измельченного вспученного пенополистирола. 7. Панель по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один подложный слой. 8. Панель по п.1, отличающаяся тем, что указанный подложный слой содержит бумагу. 9. Панель по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит уплотннный слой,имеющий плотность больше, чем плотность указанного звукопоглощающего слоя. 10. Панель по п.9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит подложный слой. 11. Панель по п.10, отличающаяся тем, что указанный уплотннный слой расположен между указанным звукопоглощающим слоем и указанным подложным слоем. 12. Панель по п.10, отличающаяся тем, что дополнительно содержит текстурный слой. 13. Панель по п.12, отличающаяся тем, что указанный текстурный слой содержит многослойный бумажный лист. 14. Панель по п.13, отличающаяся тем, что указанная панель содержит указанный звукопоглощающий слой, указанный текстурный слой, указанный уплотннный слой и указанный подложный слой, расположенные именно в такой последовательности. 15. Панель по п.13, отличающаяся тем, что указанная панель содержит указанный текстурный слой,указанный звукопоглощающий слой,указанный уплотннный слой и указанный подложный слой, расположенные именно в такой последовательности. 16. Панель по п.1, отличающаяся тем, что имеет объем пустот, по меньшей мере, 35 от объема панели. 17. Панель по п.16, отличающаяся тем, что имеет объем пустот, по меньшей мере, 45 от объема панели. 18. Панель по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит вещество для улучшения свойств, включающее по меньшей мере один компонент из группы, состоящей из полифосфата аммония,триметафосфатного соединения,тетраметафосфатного соединения,гексаметафосфатного соединения и их комбинации. 19. Панель по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один компонент из группы, состоящей из ускорителя схватывания, пластифицирующей добавки и их комбинации. 20. Суспензия для изготовления акустической панели, содержащая преимущественно полугидрат сульфата кальция, упрочняющие волокна и лгкий заполнитель отличающаяся тем,что дополнительно содержит полиэтиленгликоль, а указанный лгкий заполнитель содержит в концентрации менее, чем 3 в пересчете на массу акустической панели. 21. Способ изготовления акустической панели,включающий приготовление суспензии,содержащей полугидрат сульфата кальция, воду и, по меньшей мере, один компонент из группы, состоящей из легкого заполнителя, волокон и их комбинации введение пены в суспензию,формирование непрерывной полосы из суспензии звукопоглощающего слоя,разрезание полосы для формирования акустической панели и выдержку для схватывания полугидрата сульфата кальция,отличающийся тем, что при приготовлении суспензии дополнительно добавляют обеспыливающий агент, а лгкий заполнитель добавляют в концентрации менее, чем 3 в пересчете на массу акустической панели. 22. Способ по п.21, отличающийся тем, что он дополнительно содержит сушку панели. 23. Способ по п.21, отличающийся тем, что дополнительно содержит укладку текстурного слоя до нанесения суспензии, а непрерывную полосу указанного этапа формирования образуют путм распределения суспензии поверх текстурного слоя. 24. Способ по п.21, отличающийся тем, что дополнительно включает разделение суспензии на основной и дополнительный потоки до начала этапа 9 формирования изготовление уплотннного слоя из дополнительного потока а непрерывную полосу на указанном этапе формирования образуют путм

МПК / Метки

МПК: C04B 111/52, E04B 1/88, C04B 28/14, B28B 1/52

Метки: способ, изготовления, панели, акустическая, суспензия, панель, данной, акустической

Код ссылки

<a href="https://kz.patents.su/10-24947-akusticheskaya-panel-suspenziya-dlya-izgotovleniya-dannojj-paneli-i-sposob-izgotovleniya-akusticheskojj-paneli.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Акустическая панель, суспензия для изготовления данной панели и способ изготовления акустической панели</a>

Похожие патенты