Стеновая панель из искусственного камня
Группа изобретений относится к отделочным материалам в архитектуре и строительстве. Стеновая панель из искусственного камня включает искусственный камень, содержащий неорганический зернистый компонент размером зерна от 9,5 мм до 180 мкм, неорганический тонкозернистый компонент с размером частиц менее 180 мкм и смоляной компонент в количестве от 7 до 30% масс. в пересчете на общую массу, причем отношение по массе неорганического зернистого компонента к неорганическому тонкозернистому компоненту находится в интервале от 1:1 до 5:1. Частично обнаженная опора для прикрепления камня к поверхности стены заглублена в заднюю или краевую часть поверхности искусственного камня. Представлен также способ получения указанной стеновой панели. Таким образом, из искусственного камня можно получить высококонтрастный стеновой отделочный материал, воспринимаемый как натуральный материал, что превосходно служит целям дизайна, причем получение его и работы по его прикреплению к внешней поверхности стены существенно упрощены. Преимущества в отношении производительности, обрабатываемости и стоимости могут быть реализованы за счет формования искусственного камня и средств прикрепления его к внешней поверхности стены как единого целого. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 12 ил.
Область техники
Данное изобретение касается стеновой панели из искусственного камня и способа ее получения. Более конкретно данное изобретение относится к стеновой панели из искусственного камня, обладающей прекрасным дизайном и легкостью монтажа; такая панель применима в качестве отделочного материала в архитектуре и строительстве.
Уровень техники
Отделку наружных стен крупных конструкций, таких как здания, осуществляли путем нанесения покрытия или плитки непосредственно на поверхность бетонной основы на месте строительства или, например в случае навесных стен посредством предварительного изготовления конструкций или путем соединения бетонной основы с отделочным материалом на предприятии и сборки частей на месте строительства.
С другой стороны, в случае наружной стены такой конструкции, как дом, также было широко распространено для крупных панелей, таких как облицовочная плита, предварительное формование и нанесение на них покрытия для получения неровной внешней поверхности, прикрепление к стойке или основной панели, выполненной из дерева или стали.
Например в случае керамической облицовочной плиты, наиболее часто используемой в качестве наружного стенового материала для домов, плиты обычно монтировали, прикрепляя или присоединяя их при последующей обработке крепежной арматурой к стене дома через стойку или основную панель, выполненную из дерева или стали.
Несмотря на то, что использование такой облицовочной плиты улучшает внешний вид наружных стен и позволяет разнообразить их дизайн, прикрепление или присоединение крепежной арматуры при последующей обработке, а также установка плит на поверхности наружной стены являются трудоемкими и дорогостоящими операциями, что является значительными сдерживающими факторами с точки зрения строительства и стоимости.
Таким образом, при формовании облицовочных плит изучали проблему их объединения посредством формования в одно целое с крепежной арматурой. Однако обыкновенный цемент или керамические облицовочные плиты становились проблемой при таком объединении в одно целое посредством формования, поскольку во время усадки материалов при их твердении не удавалось избежать коробления и растрескивания изделий.
Тем не менее, для некоторых ALC панелей и предварительно литых бетонных панелей толщиной более 50 мм известно, например, объединение в одно целое посредством формования и заглубления крепежной арматуры; вначале путем сварки и прикрепления к армирующей стали, а затем заливки свежеприготовленным бетоном. В этом случае армирующую сталь и заглубляемую арматуру располагают на поверхности и сзади практически по центру или почти в симметричном положении от центра отверждаемого изделия во избежание коробления и растрескивания, вызываемых усадкой при твердении. Однако такие ALC панели и предварительно литые бетонные панели выглядят искусственными, обладают незначительной натуральной текстурой, а также много весят. Кроме того, имеются существенные ограничения к форме и месторасположению арматуры.
Из-за этих обстоятельств в качестве изделия, дизайн которого больше ориентирован на натуральную текстуру, внимание заявителя привлек искусственный камень, который представляет собой изделие, отформованное из смеси смолы, природного камня и минерала, а также были предприняты попытки осуществить объединение в одно целое крепежной арматуры с таким искусственным камнем посредством формования. Например, в патенте JP-A-6-106549 предложен спосо6, при котором арматуру для крепежа закрепляют как на поверхности, так и с задней стороны путем послойной заливки расплавленного материала, полученного разминанием термореактивной смолы с каменным порошком. Для подавления коробления пытались выдерживать соответствие усадки при твердении, возникающей на поверхности и с задней стороны. Тем не менее, в этом случае опробован только способ простой послойной заливки, причем имеются ограничения на способ формования. Кроме того, поскольку взаимосвязь композиции формуемого изделия и его объединения в одно целое с арматурой не принимали во внимание, неудовлетворительно были подавлены коробление и трещинообразование, возникавшие после такого объединения. Более того, во внимание фактически не принимали свойства, касающиеся дизайна, и физические свойства, такие как прочность, требуемые для использования искусственного камня в качестве материала для наружной стены.
Следовательно, целью данного изобретения является решение указанных при описании уровня техники проблем и создание новой стеновой панели из искусственного камня в качестве материала для наружных стен; панели, обладающей превосходными свойствами в сфере дизайна, а также легко устанавливаемой на наружную стену, обладающей преимуществами с точки зрения производительности, обрабатываемости и стоимости, получаемой объединением в одно целое искусственного камня и средств установки такого искусственного камня на поверхности наружной стены посредством "формования; целью данного изобретения также является способ получения такой стеновой панели.
Описание изобретения
Чтобы решить указанные выше проблемы, в изобретении, во-первых, предложена стеновая панель из искусственного камня, включающая искусственный камень, композиция которого включает неорганический тонкодисперсный компонент с размером частиц от 9,5 мм до 180 мкм, неорганический более тонкодисперсный компонент с размером частиц менее 180 мкм и смоляной компонент в количестве от 7 до 30% масс. в расчете на общую массу композиции искусственного камня, причем массовое отношение неорганического тонкодисперсного компонента к неорганическому более тонкодисперсному компоненту (неорганический тонкодисперсный компонент: неорганический более тонкодисперсный компонент) находится в интервале от 1:1 до 5:1, и опору для установки искусственного камня на поверхности стены, заглубленную в искусственный камень так, что часть опоры обнажена на задней поверхности или краевой поверхности искусственного камня.
Во-вторых, предложена стеновая панель из искусственного камня, где показатель усадки при твердении композиции из искусственного камня составляет 0,3% или менее; в-третьих, предложена стеновая панель из искусственного камня, где плотность композиции из искусственного камня после твердения находится в интервале от 2,0 до 2,8 г/см3; в- четвертых, предложена стеновая панель из искусственного камня, где опора заглублена в объемном отношении 80% или менее на глубину 80% или менее от общей толщины; и в-пятых, предложена стеновая панель из искусственного камня, где опора представляет собой металлическую арматуру.
В-шестых, в данном изобретении предложена любая из описанных выше стеновых панелей из искусственного камня, где по меньшей мере 5% масс. неорганического тонкодисперсного компонента представляют собой прозрачный неорганический компонент; и в-седьмых, предложена стеновая панель из искусственного камня, поверхность которой обладает шероховатостью, глубина (высота) которой составляет от 1 до 100 мкм.
Дополнительно, в-восьмых, в изобретении предложен способ получения стеновой панели из искусственного камня, включающий приготовление смеси, композиция которой включает неорганический тонкодисперсный компонент с размером частиц от 9,5 мм до 180 мкм, неорганический более тонкодисперсный компонент с размером частиц менее 180 мкм и смоляной компонент в количестве от 7 до 30% масс. в расчете на общую массу композиции, причем массовое отношение неорганического тонкодисперсного компонента к неорганическому более тонкодисперсному компоненту (неорганический тонкодисперсный компонент: неорганический более тонкодисперсный компонент) находится в интервале от 1:1 до 5:1; заполнение смесью нижней части формы; прессование в пресс-форме опоры для установки искусственного камня на поверхности стены вместе с верхней частью формы, осуществляя тем самым объединение в одно целое посредством формования и заглубляя опору так, что часть опоры обнажена на задней поверхности или краевой поверхности стеновой панели из искусственного камня; в-девятых, предложен способ получения стеновой панели из искусственного камня, при котором прессование в пресс-форме осуществляют под давлением от 1 Н/см2 до 100 Н/см2; и в-десятых, предложен способ получения стеновой панели из искусственного камня, при котором смоляной компонент вводят в форме смеси двух или более мономеров, олигомеров или полимеров.
Как описано выше, данное изобретение основано на неожиданном открытии, заключающемся в том, что при объединении в одно целое опоры для установки панели на поверхности стены с искусственным камнем посредством формования необходимо тщательно контролировать состав композиции из смоляного материала и смешиваемых с ним неорганических компонентов, чтобы подавить сопровождаемое усадкой при твердении влияние смоляного компонента и чтобы при таком регулировании состава композиции заполнитель в виде неорганических компонентов находился в смеси друг с другом в плотноупакованном виде для подавления усадки, и смоляной компонент в качестве связующего формировал плотную отвержденную текстуру; на основании чего выдвинуты определенные требования. То есть согласно изобретению требуется, чтобы сочетание неорганического тонкодисперсного компонента с размером частиц от 9,5 мм до 180 мкм и неорганического более тонкодисперсного компонента с размером частиц менее 180 мкм находилось в интервале от 1:1 до 5:1 в расчете на массу, и дополнительно, чтобы количество смоляного компонента составляло от 7 до 30% масс. в расчете на общую массу тела из искусственного камня, не считая массу опоры.
В способе получения требуется заполнять смесью смоляного компонента и неорганических компонентов нижнюю часть формы, а опору для установки панели на поверхности стены прессуют вместе с верхней частью формы, чтобы объединить в одно целое опору с панелью путем ее заглубления так, что часть опоры обнажена по меньшей мере на обратной стороне поверхности или краевой поверхности стеновой панели из искусственного камня.
Предлагаемое изобретение помогает решить проблемы, возникавшие в области техники, и получить отделочный материал из искусственного камня с превосходными свойствами в сфере дизайна, обладающий естественной текстурой и имеющий требуемую для установки прочность; предлагаемый материал просто готовится и легко устанавливается на наружную поверхность стены.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 и 2 в виде разреза и изображения задней поверхности приведен пример объединения формованием в одно целое со стальной рамой.
На фиг.3 и 4 в виде разреза и изображения задней поверхности приведен пример объединения посредством формования в одно целое сочетания стальной рамы и сложнопрофильной стальной плиты.
На фиг.5 и 6 в виде разреза и изображения задней поверхности приведен пример объединения формованием в одно целое со стальной арматурой (частичное применение).
На фиг.7 и 8 в виде разреза и изображения задней поверхности приведен пример объединения формованием в одно целое со сложнопрофильной стальной плитой.
На фиг.9-12 приведены разрезы и вид спереди, иллюстрирующие опоры, предназначенные для объединения в одно целое посредством формования, а также приведены их размеры.
Предпочтительный способ воплощения изобретения
Изобретение обладает упомянутыми выше признаками, а его воплощения описаны ниже.
Как указано выше, для стеновой панели из искусственного камня по изобретению требуется, чтобы композиция искусственного камня (исключая опору) включала:
(I-1) - неорганический тонкодисперсный компонент с размером частиц от 180 мкм до 9,5 мм,
(I-2) - неорганический более тонкодисперсный компонент с размером частиц менее 180 мкм,
(II) - смоляной компонент,
причем количество смоляного компонента (II) должно находиться в интервале от 7 до 30% масс. в расчете на общую массу композиции, а массовое соотношение неорганических компонентов (I-1):(I-2) находиться в интервале от 1:1 до 5:1.
Сочетание неорганического тонкодисперсного компонента (I-1) и неорганического более тонкодисперсного компонента (I-2) в качестве неорганического заполнителя, образующих вместе со смоляным компонентом (II) стеновой материал из искусственного камня, эффективно подавляет коробление и растрескивание при объединении в одно целое опоры с камнем при формовании, а также придает материалу такие физические свойства, как прочность и твердость. В то же время для реализации этих физических свойств важно смешивать два вида неорганических компонентов (I-1) и (I-2) с различным размером зерна. Это объясняется тем, что при использовании неорганических компонентов (I-1) и (I-2) с различным размером зерна получают высокоплотное тело стеновой панели из искусственного камня, где за счет рассева заполнителя реализуют самое плотное заполнение (highest fillability). В результате при учете количества примешиваемого смоляного компонента (II) получают стеновую панель из искусственного камня, имеющего вид природного камня, причем на первый взгляд такую панель нельзя принять за формованное на смоле изделие.
Что касается количественного содержания смеси, предпочтительно, чтобы общее количество неорганических компонентов (I-1) и (I-2) составляло менее 93% масс., а количество смоляного компонента (II) составляло по меньшей мере 7% масс., но не превышало 30% масс., например составляло от 7 до 20% масс. Когда количество смоляного компонента превышает 30% масс, становится трудно отрегулировать усадку при твердении до величины менее 0,3% даже при формовании при большом давлении, превышающем например 50 Н/м2, и это может вызвать коробление и растрескивание изделия.
Как описано выше в отношении неорганических компонентов (I-1) и (I-2), согласно данному изобретению количество неорганического тонкодисперсного компонента (I-1) с более крупным размером зерна является большим. Важно, чтобы в массовом отношении его количество было от 1 до 5 раз больше, чем количество неорганического более тонкодисперсного компонента (I-2). Если это отношение менее 1, эффекта подавления усадки при твердении путем примешивания неорганического тонкодисперсного компонента (I-1) не достигают. Если это отношение превышает 5, становится трудно обеспечить высокую плотность, что приводит к снижению таких свойств компонента искусственного камня, как прочность на изгиб. Соответственно эти случаи нежелательны.
В отношении стеновой панели из искусственного камня по изобретению полагают, что показатель усадки при твердении тела из искусственного камня (за исключением опоры) составляет 0,3% или менее, более предпочтительно 0,1% или менее. В данном случае, в рамках данного изобретения признак «показатель усадки при твердении» означает, что показатель усадки при твердении (S) представлен следующей формулой (1), где А - это внутренний горизонтальный размер (после извлечения из формы) формодержателя, а В - это размер по горизонтали (измерение проводят при комнатной температуре 20°С) отвержденного продукта, отформованного с формодержателем.
В данном случае размер В отвержденного изделия имеет фактически размер тела из искусственного камня перед тем, как в него путем формования заглубляют опору.
В данном изобретении предпочтительно, чтобы плотность (после твердения) тела из искусственного камня находилась в интервале от 2,0 до 2,8 г/с3
Что касается неорганического тонкодисперсного компонента (I-1) в указанной выше смеси, то по меньшей мере 5% масс. его может быть представлено, как отмечено выше, прозрачным компонентом. Из такой смеси получают стеновую панель из искусственного камня с рассеянным свечением, изменяющимся при освещении искусственным или естественным светом, а также изменяющимся при перемещении такого света, а именно при изменении угла или интенсивности освещения. Этот эффект в действительности возникает благодаря шероховатости поверхности, глубина (высота) которой составляет от 1 до 100 мм.
В описанном выше случае все количество неорганического тонкодисперсного компонента может быть представлено прозрачным неорганическим компонентом. Количество прозрачного компонента в расчете на общее количество неорганического тонкодисперсного компонента (I-1) обычно составляет от 5 до 95% мас, предпочтительно от 10 до 70% мас.
Разновидности неорганических компонентов (I-1) и (I-2) могут включать различные его виды. Допустимы один или более вид порошка из природного камня, минеральный порошок, керамический порошок, порошок стекла и порошок металла или сплава. Неорганический тонкодисперсный компонент (I-1) может содержать прозрачный неорганический тонкодисперсный компонент. Предпочтительно использовать один или более вид бесцветного или окрашенного прозрачного компонента, выбранного из кварца, стекла, граната, аметиста и тому подобного. В качестве примеров неорганического тонкодисперсного компонента, отличающегося от таких прозрачных тонкодисперсных компонентов, можно привести, например, природный камень, такой как гранит или мрамор, формованные изделия, такие как плитка, которые подвергнуты дроблению и рассеву, или рассеянные пески, такие как речной и морской песок. Что касается преимущества от совместного применения речного песка, морского песка или осадочного песка (dam sedimentary sand), считается, что такие материалы являются энергосберегающими, поскольку не требуют дробления, а текучесть смеси с их применением перед отверждением является хорошей благодаря закругленным краям зерен, при этом реализуется естественная текстура материала.
Дополнительно в качестве иного неорганического тонкодисперсного компонента можно использовать тонкодисперсный компонент, на частицы которого люминесцентный или флуоресцентный пигмент нанесен в виде покрытия, выполненного путем спекания или посредством нанесения покровного слоя с применением смолы. Свойство люминесценции или флуоресценции возникает более явственно при добавлении к смеси таких покрытых частиц в количестве по меньшей мере 5% масс. в пересчете на общую массу.
Такой люминесцентный или флуоресцентный пигмент может составлять по меньшей мере часть неорганического более тонкодисперсного компонента (I-2).
Смоляной компонент (II), как компонент, входящий в состав стеновой панели из искусственного камня по изобретению, может состоять из разнообразных полимеров или сополимеров, полученных путем ступенчатой полимеризации, конденсационной полимеризации, или подобными им способами; и может быть выбран из соображений прочности, атмосферостойкости, водостойкости, маслостойкости и прочих свойств стенового материала в связи с его применением в качестве стенового материала. В целом, предпочтительные примеры включают полимеры метилметакрилата, бутилметакрилата и подобные им, метакрилатные смолы в качестве сополимеров, содержащих указанные соединения в качестве основного компонента, полимеры метилметакрилата, этилакрилата, бутилакрилата, акриловой кислоты и подобные им, акриловые смолы в качестве сополимеров, содержащих указанные соединения в качестве основного компонента, смолы ненасыщенных сложных полиэфиров, эпоксидные смолы, стирольные смолы и композиционные смолы, содержащие более одного такого соединения.
В стеновом материале из искусственного камня по изобретению в качестве добавки по меньшей мере к одному из вышеуказанных компонентов (I-1), (I-2) можно использовать вторичный материал из искусственного камня и (II). Такой повторно перерабатываемый материал получают из строительных материалов, таких как отходы древесины и мебельной древесины, из материалов для сооружения дорог и подобных им, из материалов, производимых для предотвращения катастроф, и подобных им, и из материалов, выбрасываемых при производстве. Таким повторно используемым материалом является искусственный камень, получаемый смешиванием неорганического тонкодисперсного компонента с размером частиц от 180 мкм до 9,5 мм, неорганического более тонкодисперсного компонента с размером частиц менее 180 мкм и смоляного компонента, формованием смеси и отверждением отформованного изделия, который затем дробят до размера частиц от 180 мкм до 9,5 мм. Такие повторно используемые материалы применяют по меньшей мере в качестве части неорганического тонкодисперсного компонента (I-1).
Соответственно осуществляют сбережение ресурсов и при этом снижается стоимость.
В этом случае, если искусственный камень, раздробленный до частиц размером от 180 мкм до 9,5 мм, смешивают с прозрачным зернистым компонентом, люминесцентным материалом или флуоресцентным материалом, следует ожидать хороших характеристик в отношении свечения.
Размер указанных выше частиц неорганического компонента составляет от 180 мкм до 9,5 мм для зернистого материала и менее 180 мкм для мелких зерен. Этого легко можно достигнуть, применяя, например, сита с номинальным размером ячейки от 180 мкм до 9,5 мм, определенным согласно стандарту Японии JIS Z 8801-1:2000. Зернистый компонент с размером частиц от 180 мкм до 9,5 мм можно определить как компонент, проходящий через сито с ячейками 9,5 мм, и задерживаемый на сите с размером ячеек 180 мкм, Тонкодисперсный компонент можно определить как компонент, проходящий через сито с ячейками 180 мкм.
Наряду с характеристиками смеси в случае стеновой панели из искусственного камня согласно изобретению возможно наличие шероховатости поверхности, составляющей от 1 до 100 мм, и обнажения на поверхности по меньшей части прозрачного неорганического тонкодисперсного компонента. Указанная шероховатость поверхности, составляющая величину в интервале от 1 до 100 мм, является достаточной для формирования рассеянного свечения, изменяющегося при освещении естественным или искусственным светом, а также при перемещении такого света. Величина шероховатости менее 1 мм недостаточна для получения изменяющегося рассеянного свечения. В случае величины шероховатости свыше 100 мм стеновой отделочный элемент становится слишком толстым, цена его возрастает, и на структуру накладываются ограничения. Таким образом, люминесценция в значительном мере ослабевает. Кроме того, обнажение прозрачного неорганического тонкодисперсного компонента также является необходимым. Такое обнажение можно получить более эффективно, если количество прозрачного компонента, как это писано выше, составляет по меньшей мере 5% мас. от общего количества неорганического тонкодисперсного компонента (I-1). Если его количество составляет менее 5% мас., обнажение прозрачного неорганического тонкодисперсного компонента является недостаточным, и едва ли можно ожидать получения изменяющегося рассеянного свечения.
Способ нанесения шероховатости на поверхность и достижение обнажения на ней прозрачного неорганического тонкодисперсного компонента может включать разнообразные методики. Предпочтительным способом, например, является эффективное удаление смоляного компонента с поверхности растворителем или струей воды под давлением, реализуемое после литья с применением оборотной декоративной матрицы с последующим горячим формованием под давлением.
При таких способах стеновая панель из искусственного камня испускает рассеянное свечение, изменяющееся при освещении естественным или искусственным светом, а также при перемещении такого света. Такие стеновые панели из искусственного камня до сих пор не были известны. Устанавливая такие стеновые панели из искусственного камня, легко и свободно можно сконструировать требуемое сочетание блестящей стеновой поверхности с менее блестящей или с матовой поверхностью стены.
В данном изобретении опору для установки панели на поверхности стены объединяют в одно целое с телом искусственного камня посредством формования, при этом опору заглубляют по меньшей мере в заднюю поверхность или краевую поверхность формованного продукта.
В стеновой панели из искусственного камня по меньшей мере часть опоры обнажена на по меньшей мере задней поверхности или на краевой поверхности панели, или и там и там, что позволяет устанавливать панель на поверхности стены.
Материал опоры может включать разнообразные материалы, такие как металл (включая сплав), смолу, деревянистый материал, керамику и композиционный материал из двух и более таких составляющих. Предпочтительным материалом является материал, обладающий хорошим сродством к материалу упомянутого искусственного камня, высокой адгезией к нему, хорошей атмосферостойкостью, водостойкостью, прочностью, долговечностью и прочими подобными свойствами. Опора может иметь различную форму и структуру. Например, считается крепежной часть, позволяющая осуществлять скрепление винтами, болтами, гвоздями, заклепками и другим аналогичным образом, и с помощью которой можно прикрепить панель с задней стороны, не рассверливая и не разрезая поверхности панели, или таковой является структура с закрепляющей частью, выдающейся из краевой поверхности.
Опору можно изготовить путем объединения ее в одно целое с телом панели из искусственного камня посредством формования. В этом случае смесью описанной выше композиции для тела панели заполняют нижнюю часть формы, а затем для объединения в одно целое формованием спрессовывают опору и верхнюю часть формы.
При формовании достаточного давления, например 100 Н/см2 или менее, при этом давление фактически может составлять от 10 Н/см2 до 30 Н/см2. Из соображений способности к заполнению нижней части формы или формуемости предпочтительно в качестве смоляного компонента применять смесь двух или более мономеров, олигомеров и полимеров.
При формовании в целом предпочтительно заглубление опоры производить с объемным отношением (за исключением части, выступающей из панели искусственного камня) 80% или менее и глубине 80% или менее от общей толщины. При этом выражение «объемное отношение 80% или менее» означает, что опора занимает 80% объема панели, или менее 80% объема панели. Фраза «глубина 80% или менее» означает, что опора заглублена на глубину, составляющую 80% от толщины панели, или менее 80% толщины панели. Если объемное отношение превышает 80% и глубина составляет более 80%, такие свойства панели как прочность снижаются, и внешний вид поверхности теряет однородность.
На приложенных фиг.1-8 показаны разрезы и вид поверхности задней стороны панели у конструкций панелей из искусственного камня по изобретению. На фиг. 1 и 2 (случай 1) показаны панель из искусственного камня и стальная рама (1) в качестве опоры. Стальная рама (1) соединена с искусственным камнем (2) путем объединения в одно целое посредством формования. Панель из искусственного камня устанавливают на подпорки или стойки (5) при помощи заклепок (4) или болтов, проходящих через отверстия (3) для болтов или заклепок. На фиг.3 и 4 (случай 2) показаны панель из искусственного камня и опора, включающая сочетание стальной рамы (1) и сложнопрофильной стальной плиты (6). Опора соединена с искусственным камнем путем объединения в одно целое посредством формования. Панель из искусственного камня установлена на ALC стене (8) болтами (7) и т.д., проходящими через отверстия (3) для болтов и заклепок. На фиг.5 и 6 (случай 3) показаны панель из искусственного камня и стальная арматура (9) в качестве опоры. В этом случае стальную арматуру (9) со стеной из искусственного камня объединяют в одно целое формованием и устанавливают на подпорки или стойки (5) при помощи заклепок (4) или болтов через отверстия (3) для болтов или заклепок.
На фиг.7 и 8 (случай 4) показаны панель из искусственного камня и сложнопрофильная стальная плита (6) В случае 2, показанном на фиг.3 и 4, и в случае 4, проиллюстрированном на Фиг.7 и 8, для уменьшения массы и прикрепления крепежной части, а также для повышения прочности на изгиб и улучшения огнестойкости вся поверхность объединена в одно целое со сложнопрофильной стальной плитой (6) посредством формования.
Как показано на фиг.1-6 (случаи 1-3), крепежная часть выполнена пустотелой для облегчения свинчивания или заклепывания.
Что касается крепежной части, конечно, количество, месторасположение, размер (например, диаметр и длина винта или болта), а также их сочетание не ограничены приведенными примерами.
Во всех этих случаях в соответствии с изобретением стеновая панель из искусственного камня с заглубленной в ней опорой представляет собой объединенное формованием в одно целое, не имеющее трещин или коробления изделие.
В соответствии с изобретением, например, панель из искусственного камня фактически обладает следующими физическими свойствами и значительной разрушающей нагрузкой на выдергивание заглубленной крепежной части или опоры:
| Прочность на изгиб (JIS А 5209) | 285 Н/см или более |
| Твердость по Виккерсу | 1050 |
| Коэффициент водопоглощения | 0,1 |
| Ускоренная атмосферостойкость | |
| S.W.O.M. (2000 часов) | без отклонений |
| SUV (500 часов) | без отклонений |
| Устойчивость к кислотам/щелочам | |
| (JIS A 5209) | без отклонений |
| Способ В определения замерзания | |
| и оттаивания через 200 циклов | без отклонений |
| (JIS A 5422 «Керамическая облицовка») | |
| Тест на ударную вязкость | |
| 500 г...2000 мм | без отклонений |
| после падения груза (толщина плиты, |
равная 18,21 и 24 мм)
Ниже приводятся примеры, более подробно иллюстрирующие изобретения. Следует понимать, что изобретение не ограничено нижеследующими примерами.
Примеры
Пример 1
Были подготовлены композиции, приведенные в нижеследующей таблице 1. В этой таблице ММА означает метилметакрилатный смоляной компонент, а добавки означают катализатор отверждения пероксидного типа и светостабилизатор.
В случае каждой композиции осуществляли объединение в одно целое с опорой путем формования под давлением 12 Н/см2, как это показано на фиг.1 и 2. Панели из искусственного камня общей толщиной 23 мм и высотой (глубиной) 13 мм в части шероховатости (выпукло-вогнутая часть) были отформованы с применением стальной рамы толщиной 6 мм в качестве опоры. В результате, как это показано в таблице 1, показатель усадки при твердении отрегулировали до величины менее 0,2% применительно к композициям 1-5 по данному изобретению и получили высококачественные панели из искусственного камня без трещин и признаков коробления. Прочие свойства, такие как прочность, также были высокими для стеновых материалов.
Между тем, в случае сравнительных композиций 1-3 наблюдали коробление и тонкие трещины; и такие материалы не подходят в качестве стеновых панелей.
Далее, в случае композиций 1, 2 и 4, содержащих прозрачные тонкодисперсные порошки, достигли отличного дизайна, сопровождаемого неизвестным до сих пор изменяющимся рассеянным сверканием.
| Таблица 1 | ||||||||
| Компонент смеси (% масс) | Комп.1 | Комп.2 | Комп.3 | Комп.4 | Комп.5 | Комп. сравн. 1 | Комп. сравн. 2 | Комп. сравн. 3 |
| А) Тонкодисперсный неорганический компонент - речной песок типа гранита | 23 | 23 | 30 | 42 | 54 | 32 | 30 | |
| В) Тонкодисперсный неорганический компонент - дробленый камень типа андезита | 20 | 40 | 28 | 16 | 40 | |||
| С) Прозрачный тонкодисперсный неорганический компонент - кварц | 20 | 20 | 27 | |||||
| D) Более тонкодисперсный неорганический компонент - гидроксид алюминия | 43 | 21 | 14 | 23 | 20 | 56 | 16 | 14 |
| Е)ММА | 13 | 15 | 15 | 7 | 25 | 15 | 35 | 15 |
| F) Добавки и пр. | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| (A+B+C)/D | 1/1 | 3/1 | 5/1 | 3/1 | 3,7/1 | 1/2 | 3/1 | 5/1 |
| Показатель усадки при твердении (%) | 0,15 | 0,05 | 0,1 | 0,06 | 0,08 | 0,35 | 0,5 | 0,4 |
| Плотность отвержденной композиции (г/см3) | 2,35 | 2,3 | 2,3 | 2,5 | 2,2 | 2,3 | 2,0 | 2,3 |
| Объемное отношение, занимаемое опорой в панели (%) | 3-40 | |||||||
| Глубина заглубления опоры/толщина панели (%) | 10-80 | |||||||
| Примечания: В композициях 1-5 и композициях 1-2 сравнения размер зерна компонентов А, В и С - от 180 мкм до 3,35 мм, размер зерна компонента D менее 180 мкм (средний размер зерна 70 мкм); в композиции 3 сравнения - размер зерна компонентов А, В и С - от 850 мкм до 3,35 мм, размер зерна компонента D от 180 мкм до менее чем 850 мкм. |
Пример 2
Композиция искусственного камня была следующей:
| Смоляной компонент (подробно) | 20% масс. метилметакрилат бутилметакрилат акриловая смола | 40% |
| 30% | ||
| 30% | ||
| Агент отверждения и пр. | 1% масс. | |
| Неорганический тонкодисперсный компонент (от 180 мкм до 5 мм) (подробно) | 58% масс. прозрачный природный кварц гранит | 10% |
| 90% | ||
| Неорганический более тонкодисперсный компонент гидроксид алюминия (менее 180 мкм, средний размер зерна 70 мкм) | 21% масс. |
Смесь описанного выше состава, схватывающуюся при температуре окружающей среды, загрузили в нижнюю часть формы, а опору (общей высотой 10 мм) в сочетании со стальной рамой (толщиной 6 мм) и сложнопрофильной плитой (высотой 10 мм), как показано на Фиг.3 и 4, прессовали с верхней частью формы под давлением 10 Н/см2 при наложении вибрации. Изделие отверждали при комнатной температуре приблизительно 30 минут.
После извлечения из форм получили путем формования объединенную в одно целое с заглубленной в ней опорой стеновую панель из искусственного камня (общей толщиной 23 мм). Коробление и трещины отсутствовали на этой панели. Плотность отвержденной композиции и параметры заглубления в панели опоры приведены ниже:
| Плотность отвержденной композиции (г/см3) | 2,2 |
| Объемное отношение, занимаемое опорой в панели (%) | 10-80 |
| Глубина заглубления опоры/толщина панели (%) | 50-80 |
Стеновую панель из искусственного камня формовали согласно примеру 2, используя стальную арматуру, показанную на фиг.5 и 6 (случай 3). В этом случае стальная арматура (фиг.9) была выполнена из материала SS41, покрытого пентитом (pentite) (Zn). Размеры арматуры (в мм) показаны на Фиг.9. Общая толщина стеновой панели из искусственного камня составила 20 мм. Высота (глубина) профиля шероховатости поверхности искусственного камня была 10 мм. В этом случае разрушающая нагрузка на выдергивание заглубленной части стальной арматурной детали составила 420 кгс / арматурная деталь.
В случаях применения стальной арматуры, показанной на фиг.10-12, вместо упомянутой выше стальной арматуры, разрушающая нагрузка на выдергивание каждой заглубленной стальной арматурной детали составила:
| Стальная арматура, показанная на Фиг.10(SUS 304) | 864 кгс |
| Стальная арматура, показанная на Фиг.11 (SUS 304) | 1052 кгс |
| Стальная арматура, показанная на Фиг.12 (SUS 304) | 733 кгс |
Плотность отвержденной композиции и параметры заглубления в панели опор, показанных на фиг.9-12, приведены ниже:
| Опора по Фиг.9 | Опора по Фиг.10 | Опора по Фиг.11 | Опора по Фиг.12 | |
| Плотность отвержденной композиции (г/см3) | 2,2 | |||
| Объемное отношение, занимаемое опорой в панели (%) | 3-40 | 10-80 | 3-40 | 10-80 |
| Глубина заглубления опоры/толщина панели (%) | 20-80 | 20-80 | 20-80 | 20-80 |
Промышленная применимость
Как это описано детально выше, в изобретении предложено решение указанных выше проблем, известных в уровне техники; при этом в качестве материала для наружных стен предложена новая стеновая панель из искусственного камня, обладающая превосходными свойствами в сфере дизайна, а также легко устанавливаемая на наружную стену, что является преимуществом с точки зрения производительности, обрабатываемости и стоимости, при этом панель получена объединением в одно целое искусственного камня и опоры для установки такого искусственного камня на поверхности наружной стены посредством формования.
1. Стеновая панель из искусственного камня, включающая искусственный камень, композиция которого включает неорганический тонкодисперсный компонент с размером частиц от 9,5 мм до 180 мкм, неорганический более тонкодисперсный компонент с размером частиц менее 180 мкм и смоляной компонент в количестве от 7 до 30 мас.% в расчете на общую массу композиции искусственного камня, причем массовое отношение неорганического тонкодисперсного компонента к неорганическому более тонкодисперсному компоненту (неорганический тонкодисперсный компонент: неорганический более тонкодисперсный компонент) находится в интервале от 1:1 до 5:1, и опору для установки искусственного камня на поверхности стены, заглубленную в искусственный камень так, что часть опоры частично обнажена на задней или краевой поверхности искусственного камня, при этом показатель усадки при твердении композиции искусственного камня составляет 0,3% или менее, плотность композиции искусственного камня после твердения находится в интервале от 2,0 до 2,8 г/см3, и опора заглублена в объемном отношении 80% или менее на глубину 80% или менее от общей толщины.
2. Стеновая панель из искусственного камня по п.1, где опора представляет собой металлическую арматуру.
3. Стеновая панель из искусственного камня по п.1, где по меньшей мере 5 мас.% неорганического тонкодисперсного компонента представляют собой прозрачный неорганический компонент.
4. Стеновая панель из искусственного камня по пп.1-3, где поверхность обладает шероховатостью, глубина (высота) которой составляет от 1 до 100 мм.
5. Способ получения стеновой панели из искусственного камня по п.1, включающий
приготовление смеси, композиция которой включает неорганический тонкодисперсный компонент с размером частиц от 9,5 мм до 180 мкм, неорганический более тонкодисперсный компонент с размером частиц менее 180 мкм и смоляной компонент в количестве от 7 до 30 мас.% в расчете на общую массу композиции, причем массовое отношение неорганического тонкодисперсного компонента к неорганическому более тонкодисперсному компоненту (неорганический тонкодисперсный компонент: неорганический более тонкодисперсный компонент) находится в интервале от 1:1 до 5:1;
заполнение смесью нижней части формы;
прессование в пресс-форме опоры для установки искусственного камня на поверхности стены вместе в верхней частью формы, осуществляя тем самым объединение посредством формования и заглубляя опору в объемном отношении 80% или менее на глубину 80% или менее от общей толщины, так что часть опоры частично обнажена на задней или краевой поверхности стеновой панели из искусственного камня, при этом прессование в пресс-форме осуществляют под давлением от 1 до 100 Н/см2 для объединения в одно целое посредством формования путем такого заглубления, при котором опору заглубляют по меньшей мере в одну заднюю поверхность и верхнюю поверхность стеновой панели из искусственного камня.
6. Способ получения стеновой панели из искусственного камня по п.5, при котором смоляной компонент вводят в форме смеси двух или более мономеров, олигомеров или полимеров.
