Пластинчатый конструктивный элемент с внешней мембраной

Группа изобретений относится к пластинчатому конструктивному элементу (100, 100') слоистой структуры, способу изготовления пластинчатого конструктивного элемента и к применению покровного слоя к пластинчатому конструктивному элементу. Пластинчатый конструктивный элемент включает: ограниченную двумя плоскими сторонами (5, 5') подложку (1), по меньшей мере один покровный слой (3, 3'), который посредством минерального клеевого слоя (2, 2') соединен с подложкой (1) на его плоской стороне (5, 5'). Покровный слой (3, 3') в невстроенном состоянии имеет воздухопроницаемость между 6,0 и 21 л/дм²/мин. Соединенный с покровным слоем (3, 3') клеевой слой (2, 2') образует водонепроницаемый комбинированный материал (6, 6'). Комбинированный материал (6, 6') образует барьер для еще не затвердевших частиц клея и обеспечивает, что воздух как во время наложения покровного слоя, так и в предшествующем процессе затвердевания клеевого слоя (2, 2') может выходить через структуру покровного слоя (3, 3'). Комбинированный материал может быть предварительно изготовленным. На покровный слой (3, 3') могут быть нанесены другие слои, такие как защитный слой (11). Способ изготовления пластинчатого конструктивного элемента (100, 100') включает наличие подложки и изготовленный покровный слой, нанесение полимерного раствора и его распределение для образования клеевого слоя и затвердевание содержащегося в конструктивном элементе клея. Применяется покровный слой (3, 3') с заданной воздухопроницаемостью для встраивания в конструктивный элемент (100, 100'). Технический результат, достигаемый при использовании группы изобретений, заключается в обеспечении заданной водонепроницаемости плоскости покрытия и сплошного клеевого соединения покровного слоя с лежащим под ним слоем без образования пузырьков. 3. н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Изобретение относится к способу изготовления пластинчатого конструктивного элемента слоистой конструкции способом согласно п. 1 формулы изобретения.

Пластинчатый конструктивный элемент описан в DE 10131338 А1. В качестве покровного слоя предусмотрена пленочная, нанесенная на всю поверхность уплотнительная масса на основе акриловой смолы, на которую посредством плиточного клея является накладываемым плоский, например керамический, материал. Между покровным слоем и подложкой из жесткого пенопласта находится слой строительного раствора, который может быть усилен посредством армирования волокном. При этом недостатком является то, что укладка покровного слоя, прежде всего, при еще не затвердевшем строительном растворе, может приводить к непоправимому образованию пузырей.

Из DE 102009011323 А1 известна строительная плита с высушенным, пропитанным минеральным клеем, цементным раствором или наполненной дисперсией пенопластовым матом. Однако пенопластовый мат также после этой обработки по существу имеет открытые ячейки и, таким образом, особенно хорошо пригоден для звукопоглощения и в готовом состоянии не образует водонепроницаемый комбинированный материал.

Из DE 202014001573 U1 известна строительная плита с пароизолирующими или пароблокирующими свойствами. Строительная плита, в целом, выполнена многослойной. Средний слой состоит или из пароблокирующей алюминиевой фольги или пароизолирующего пластмассового материала.

Из DE 102012101075 А1 известен полуфабрикат в форме полотна, а именно обоев, и способ его изготовления. Обои включают в себя нетканый материал, который пропитан составом для покрытий и после отверждения образует вышеупомянутые обои. Эти обои не обладают определенной воздухопроницаемостью. В этом отношении также не может быть обеспечено, что, с одной стороны, во время процесса отверждения выделяющиеся газы диффундируют через нетканый материал наружу и, с другой стороны, сам состав для покрытия удерживается внутри нетканого материала.

Из ЕР 1712169 В1 известен элемент пола душа, у которого предусмотрена водонепроницаемая пленка для гидроизоляции пола и стен. Пленка наклеивается по всей поверхности с помощью клеевого слоя на верхнюю сторону несущего элемента из жесткого пенопласта.

Недостатком этого варианта выполнения является то, что клей на основе минерального строительного раствора непригоден для наклеивания пленки. Причиной этого является то, что минеральный клей всегда содержит определенную долю воздуха, который вносится в процессе смешения и при отверждении клеевого слоя должен отводиться или выделяться. Поскольку подлежащие соединению клеем элементы являются воздухонепроницаемыми, содержащиеся в строительном клее доли воздуха образуют пузырьки, которые не могут удаляться ни через пленку, ни через пластину жесткого пенопласта.

Пузырьки частично поднимаются вверх против силы тяжести и задерживаются непосредственно под пленкой. Другая часть пузырьков вследствие низкой подъемной силы не поднимаются или только частично поднимаются на поверхность и блокируются затвердевающим клеем на месте.

Таким образом, в случае описанной в ЕР 1712169 В1 системы образование воздушных пузырьков может быть предотвращено только использованием не содержащего воздух клея, например термопластичного клея. Однако при этом в качестве следующей проблемы возникает то, что, как и при нанесении защитной пленки на дисплей мобильного телефона, в принципе сложно нанести закрытую уплотнительную пленку на носитель без включений воздуха. Поэтому даже при использовании не содержащего воздуха клея под пленкой могут оказаться заключенными воздушные пузырьки.

За счет остающихся в затвердевшем конструктивном элементе воздушных пузырьков поверхность сцепления между покровным слоем и несущей плитой значительно уменьшается. Следствием этого являются пустоты, которые в течение последующего времени использования могут увеличиваться из-за концентраций напряжения под влиянием напряжений при усадке и расширении. Соответствующие дефекты являются также дефектами в остальном закрытой пленке и, кроме того, создают опасность ухудшения предполагаемой водонепроницаемости плоскости покрытия.

Поэтому возникает задача разработать пластинчатый конструктивный элемент и способ его изготовления, которые могут обеспечивать сплошное клеевое соединение покровного слоя с лежащим под ним слоем без образования пузырьков.

Эта задача решена способом изготовления пластинчатого конструктивного элемента, включающего в себя шаги способа согласно п. 1. Покровный слой в невстроенном состоянии имеет воздухопроницаемость между 6,0 и 21 л/дм²/мин, причем комбинированный материал из покровного слоя и слоя клеевого материала образует водонепроницаемый комбинированный материал.

Указанная задача также решена в изготовленном заявляемым способом пластинчатом конструктивном элементе слоистой структуры, включающем в себя покровный слой с воздухопроницаемостью, которая в невстроенном состоянии составляет между 6,0 и 21 л/дм²/мин, предпочтительно - между 10,0 и 14,0 л/дм²/мин, наиболее предпочтительно между 12,5 и 13,5 л/дм²/мин.

Указанная задача также решена применением покровного слоя с воздухопроницаемостью между 6,0 и 21 л/дм²/мин, предпочтительно между 10,0 и 14,0 л/дм²/мин, наиболее предпочтительно между 12,5 и 13,5 л/дм²/мин, для встраивания в вышеуказанный пластинчатый конструктивный элемент.

Испытания по DIN EN ISO 9237 (Определение воздухопроницаемости текстильных изделий плоской формы) показали, что предпочтительное значение воздухопроницаемости покровного слоя лежит между 10,0 и 14,0 л/дм²/мин, прежде всего, предпочтительно, между 12,5 и 13, 5 л/дм²/мин.

Под покровным слоем следует понимать пористую и/или ячеистую внешнюю мембрану или внешний слой, который, например, является плотной металлической сеткой, перфорированной металлической или пластмассовой пленкой или обрезками текстильного материала. Предпочтительно, покровный слой выполнен в виде предварительного изготовленного, плоского комбинированного материала из минерального или неминерального клея на основе строительного раствора или полимера с внедренными в него обрезками текстильного материала. При этом обрезки текстильного материала могут состоять, по меньшей мере, из текстильного слоя из ткани, трикотажа, однонаправленной ткани, нетканого материала или их комбинации.

В случае, когда в отношении покровного слоя речь идет об элементе с неопределенными пористыми структурами, например нетканом материале, для изобретения важно, что эти неопределенные пористые структуры имеют вышеназванную определенную воздухопроницаемость. В случае, когда достигнута определенная воздухопроницаемость, в то время как покровный слой имеет определенную пористость, отдельные поры, предпочтительно, имеет диаметр между 25 мкм и 500 мкм, наиболее предпочтительно между 50 мкм и 250 мкм.

В отношении клея речь идет, например, о полимерцементном бетоне. Под полимерцементным бетоном понимается модифицированный пластмассой, связанный цементом строительный раствор, так как он используется, например, в области ремонта существующих зданий. При этом является важным, что обрезки текстильного материала или указанный выше комбинированный материал имеют упомянутое значение воздухопроницаемости, с помощью которого достигается, что во время процесса затвердевания клеевого слоя выделяющиеся газы могут проходить наружу через поры или ячейки комбинировано материала, причем комбинированный материал образует барьер для еще не затвердевших частиц клея. В конечном итоге, образуется сплошное соединение покровного слоя с клеевым слоем без образования пузырьков под покровным слоем с тем результатом, что покровный слой в затвердевшем/ связанном состоянии, а также вся структура пластинчатого конструктивного элемента является водо- и газонепроницаемой.

Покровный слой обладает следующими предпочтительными свойствами:

- с одной стороны, он обеспечивает, что воздух как во время наложения покровного слоя, так и в предшествующем процессе затвердевания клеевого слоя может выходить через структуру покровного слоя,

- с другой стороны, покровный слой настолько плотный, что при наклеивании покровного слоя на подложку клей не может проникать через покровный слой и за счет этого загрязнять свободную поверхность.

Способ изготовления конструктивного элемента протекает следующим образом:

- нарезка и обеспечение подложки и предварительно изготовленного покровного слоя,

- нанесение клея, в отношении которого речь идет, предпочтительно, о полимерцементном бетоне, и равномерное распределение с целью образования клеевого слоя,

- нанесение предварительно изготовленного покровного слоя на еще вязкотекучий клеевой слой,

- прижимание покровного слоя под давлением.

При необходимости для ускоренного затвердевания может быть предусмотрен подвод тепла, в результате чего покровный слой соединяется с клеевым слоем под воздействием повышенной температуры. Соединение покровного слоя с клеевым слоем, а также затвердевание клеевой массы клеевого слоя можно регулируемым образом ускорять посредством воздействия прижимного давления и/или температуры.

Клеевой слой может наноситься на покровный слой перед приведением в контакт с подложкой.

На покровный слой можно наносить по меньшей мере один защитный слой, такой как прозрачный лак.

Покровный слой можно покрывать другим покрытием с минеральным составом или слоем краски.

Для прижимания покровного слоя под давлением является применяемым известный сам по себе мембранный пресс. В мембранном прессе через находящуюся под давлением мембрану к опирающемуся, например, на стол пресса конструктивному элементу прикладывается давление прессования. Особенно предпочтительным является, когда мембрана образует внутреннее пространство с пониженным давлением для конструктивного элемента. Это происходит за счет того, что мембрана сначала окутывает конструктивный элемент наподобие сумки, а затем отсасывается содержащийся во внутреннем пространстве воздух. Тогда атмосферное давление прижимает мембрану к поверхности покровного слоя. При этом является выгодным то, что созданное во внутреннем пространстве пониженное давления также усиливает деаэрацию строительного клея тем, что образующиеся в клеевом слое во время процесса затвердевания воздушные пузырьки отсасываются через воздухопроницаемый покровный слой.

Пластинчатые конструктивные элементы согласно изобретению являются используемыми в строительстве в разнообразных вариациях. Прежде всего, они находят применение в области санитарии, например в качестве подходящих для покрытия кафелем плит пола душа, но также в качестве облицовочных элементов и заготовок для изготовления элементов отделки ванн.

Другие признаки и преимущества изобретения следуют из нижеприведенных примеров осуществления.

Примеры осуществления более подробно описываются со ссылкой на рисунок. На фигурах показано:

Фиг. 1a - покровный слой в виде комбинированного материала, состоящий из внедренного в слой строительного раствора слоя нетканого материала, в схематическом разрезе через покровный слой,

Фиг. 1b - комбинированный материал, как показано на фиг. 1a, но с дополнительным тканевым слоем,

Фиг. 2a - подложка из жесткого пенопласта с односторонне нанесенным слоем строительного раствора, в схематическом разрезе,

Фиг. 2b - пластинчатый конструктивный элемент, имеющий подложку согласно фиг. 2a с наклеенным покровным слоем, в схематическом разрезе,

Фиг. 3a - наложенный на минеральный, не затвердевший слой строительного раствора покровный слой,

Фиг. 3b - покровный слой согласно фиг. 3a непосредственно перед соединением с подложкой,

Фиг. 3c - конструктивный элемент с покровным слоем согласно фиг. 3a после затвердевания слоя строительного раствора, в схематическом разрезе,

Фиг. 4 - конструктивный элемент, имеющий покрытую с двух сторон слоями строительного раствора и покровными слоями подложку, в схематическом разрезе,

Фиг. 5 - конструктивный элемент согласно фиг. 2b с обозначенным дополнительным защитным слоем в схематическом разрезе,

Фиг. 6 - конструктивный элемент согласно фиг. 2b, дополнительно покрытый слоем краски в схематическом разрезе, и

Фиг. 7 - другой конструктивный элемент по образцу фиг. 2b с двумя расположенными друг над другом покровными слоями также в схематическом разрезе.

Одинаковые или похожие элемента на нижеприведенных фигурах могут иметь одинаковые или похожие ссылочные обозначения. Кроме того, фигуры рисунка, их описание, а также пункты формулы изобретения содержат многочисленные признаки в сочетаниях. При этом специалисту понятно, что эти признаки могут рассматриваться по одному или они могут быть соединены в дополнительные, не описанные здесь более подробно сочетания.

Прежде всего, на фиг. 1a схематически показан покровный слой 3, 3', который представляет собой комбинированный материал 6, который включает в себя включенные в клей 7 обрезки 8 текстильного материала. Обрезки 8 текстильного материала являются показанным на фигуре преувеличенно толстым нетканым материалом 12 из полиэфирных волокон, которые присутствуют в нетканом материале в дезориентированном состоянии, то есть распределены относительно равномерно во всех направлениях нетканого материала.

В свою очередь, на фиг. 1b показана комбинация нетканого материала 12 с однонаправленной тканью 13, которые вместе с клеем 7 образуют другой комбинированный материал 6'. Оба комбинированных материала 6, 6' имеют многочисленный поры или ячейки 9, через которые может проходить показанный стрелками (ссылочное обозначение 4) газ, например воздух. В качестве клея 7 выбран неминеральный полимерный строительный раствор. Комбинация "нетканый материал - однонаправленная ткань" сама (при и известных условиях погруженная в полимерный строительный раствор) в исходном состоянии является воздухопроницаемой и водопроницаемой.

Оптимальное значение воздухопроницаемости покровного слоя согласно фиг. 1b (в невстроенном состоянии) лежит в диапазоне между 12,5 и 13,5 л/дм²/мин.

В целом, покровный слой 3, 3' согласно фиг. 1b имеет толщину примерно 1,5-3 мм.

На фиг. 2a показана подложка 1, которая ограничена двумя по существу расположенными плоскопараллельно относительно друг друга плоскими сторонами 5, 5'. Подложка 1 состоит из экструдированного жесткого полистирольного пенопласта с закрытыми ячейками. Коэффициент сопротивления диффузии водяных паров использованного жесткого полистирольного пенопласта составляет примерно 150μ.

На плоскую сторону 5 подложки 1 нанесен клеевой слой 2, в данном случае из модифицированного пластмассой, связанного цементом строительного раствора, с помощью которого может достигаться требуемая твердость поверхности. Плоская сторона 5 подложки 1 может быть выполнена слегка лоткообразной или наклоненной относительно другой ровной плоской стороны 5'.

Согласно фиг. 2b на еще жидкий клеевой слой 2 (слой строительного раствора) под прижимным давлением и термическим воздействием наносится перекрывающий его покровный слой 3, так что после затвердевания слоя 2 строительного раствора возникает пластинчатый конструктивный элемент 100, у которого подложка 1 соединена с предварительно подготовленной комбинацией "нетканый материал - однонаправленная ткань". При этом вторая, обращенная от плоской стороны 5 плоская сторона 5' является необработанной, то есть она не имеет клеевого стоя и покровного слоя.

Похожий конструктивный элемент 100 показан на фиг. 5 с тем отличием, что на покровный слой 3 нанесен защитный слой 11, предпочтительно прозрачный лак. Покрытие прозрачным лаком защищает поверхность покровного слоя 3 от внешних воздействий. Защитный слой может быть также съемным, например, если он покрыт снимаемым клеем.

Согласно фиг. 3a покровный слой 3 сначала наносится на минеральный не затвердевший клеевой слой 2 с образованием комбинации "покровный слой/клей", которая согласно фиг. 3b накладывается на плоскую сторону 5 подложки 1. После затвердевания получается показанный на фиг. 2b и 3c воздухо- и водонепроницаемый конструктивный элемент 100. Ссылочным обозначением 10 обозначены молекулы воды или влаги, которые сталкиваются со свободной верхней поверхностью 14 покровного слоя 3 (например, в виде водяной струи), однако через покровный слой 3 не проникают.

В одном предпочтительном усовершенствовании предмета изобретения предлагается выполнять пластинчатый конструктивный элемент 100' согласно фиг. 4, у которого обе плоские стороны 5, 5' подложки 1 покрыты клеевыми слоями 2, 2' и покровным слоем 3. После затвердевания вся структура двухсторонне покрытой подложки 1 является водо- и воздухонепроницаемой.

Согласно фиг. 6 покровный слой 3 покрыт другим покрытием 15, а именно слоем краски. В качестве слоя краски выбран основанный на дисперсии синтетических полимеров акриловый лак с низким содержанием растворителя. Цветовой тон может быть путем соответствующего пигментирования приведен в соответствие с индивидуальной для изготовителя или фирмы окраской (например, синей).

На фиг. 7 показаны два расположенных друг над другом и соединенных друг с другом полимерным клеевым слоем 17 предварительно изготовленных покровных слоя 3 и 16. Покровные слои 3 и 16 в отношении материала могут быть одинаковыми или разными. Так, например, обращенный к клеевому слою 2 покровный слой 3 может иметь комбинацию "нетканый материал/однонаправленная ткань", и внешний покровный слой 16 - комбинацию "нетканый материал/ткань".

Пластинчатые конструктивные элементы согласно фиг. 6 и 7 представляют собой усовершенствование описанного посредством фиг. 2b конструктивного элемента 100.

Для всех вышеописанных конструктивных элементов 100, 100' является действительным следующее:

- подложка 1 может быть изготовлена из минеральных или не минеральных материалов, например из полистирольного жесткого пенопласта, полиуретанового жесткого пенопласта, древесных волокон, минеральной ваты и т.п.или смешанных материалов,

- подложка 1 на виде сверху на ее плоскую сторону 5, 5' может быть многоугольной, прежде всего прямоугольной и/или, по меньшей мере, частично овальной или закругленной,

- в клеевой слой 2, 2' может быть внедрена известная сама по себе арматура.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 подложка

2, 2' клеевой слой

3, 3' покровный слой

4 газ (воздух)

5, 5' плоская сторона

6, 6' комбинированный материал

7 клей

8 обрезки текстильного материала

9 поры или ячейки

10 молекулы влаги

11 защитный слой (прозрачный лак)

12 нетканый материал

13 ткань/однонаправленная ткань

14 поверхность

15 дополнительное покрытие

16 дополнительный покровный слой

17 клеевой слой

100,100' конструктивный элемент

1. Способ изготовления пластинчатого конструктивного элемента (100, 100'), включающий в себя шаги способа:

- нарезка и обеспечение подложки (1) и предварительно изготовленного покровного слоя (3, 3'),

- нанесение полимерного строительного раствора (полимерцементного клея) и равномерное распределение с целью образования клеевого слоя (2, 2'),

- наложение предварительно изготовленного покровного слоя (3, 3') на еще вязкотекучий клеевой слой (2, 2'),

- затвердевание содержащегося в конструктивном элементе (100, 100') клея,

отличающийся тем, что предварительно изготовленный покровный слой (3, 3') имеет воздухопроницаемость между 6,0 и 21 л/дм²/мин, и после укладывания покровного слоя (3, 3') на еще вязкотекучий клеевой слой (2, 2') к конструктивному элементу (100, 100') через находящуюся под давлением мембрану мембранного пресса прикладывают давление прессования, и что во время процесса затвердевания клеевого слоя (2, 2') выделяющийся газ, например частицы воздуха, является проходимыми наружу через поры или ячейки комбинированного материала, причем комбинированный материал образует барьер для еще не затвердевших частиц клея, и в конечном результате образуется сплошное соединение покровного слоя (3, 3') с клеевым слоем (2, 2') без образования пузырьков под покровным слоем (3, 3') с тем результатом, что покровный слой (3, 3') в затвердевшем/связанном состоянии, а также вся структура пластинчатого конструктивного элемента (100, 100') являются водо- и газонепроницаемой.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мембрана мембранного пресса образует внутреннее для конструктивного элемента (100, 100') пространство с пониженным давлением за счет того, что она сначала окутывает конструктивный элемент (100, 100') наподобие сумки, а затем отсасывают содержащийся во внутреннем пространстве воздух, так что мембрана прижимается к поверхности покровного слоя (3, 3'), и созданное во внутреннем пространстве пониженное давление усиливает деаэрацию клея.

3. Способ по пп. 1 или 2, отличающийся тем, что покровный слой (3, 3') имеет воздухопроницаемость между 10,0 и 14,0 л/дм²/мин, предпочтительно между 12,5 и 13,5 л/дм²/мин.

4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что покровный слой (3, 3') сначала укладывают на минеральный, еще не затвердевший клеевой слой (2, 2'), который, в свою очередь, является соединяемым с подложкой (1).

5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что осуществляют подвод тепла, в результате чего покровный слой (3, 3') соединяется с клеевым слоем (2, 2') под воздействием повышенной температуры.

6. Способ по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что соединение (6, 6') покровного слоя (3, 3') с клеевым слоем (2, 2'), а также затвердевание клеевой массы клеевого слоя (2, 2') регулируемым образом ускоряют посредством воздействия прижимного давления и/или температуры.

7. Способ по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что на покровный слой (3, 3') наносят по меньшей мере один защитный слой (11), такой как прозрачный лак.

8. Способ по одному из пп. 1-7, отличающийся тем, что покровный слой (3, 3') покрывают другим покрытием (15) с минеральным составом или слоем краски.

9. Способ по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что покровный слой (3, 3') покрывают другим предварительно изготовленным покровный слоем (16).

10. Пластинчатый конструктивный элемент (100, 100') слоистой структуры, включающий в себя покровный слой с воздухопроницаемостью, которая в невстроенном состоянии составляет между 6,0 и 21 л/дм²/мин.

11. Пластинчатый конструктивный элемент (100, 100') слоистой структуры по п. 10, отличающийся тем, что воздухопроницаемость покровного слоя в невстроенном состоянии имеет значение между 10,0 и 14,0 л/дм²/мин, предпочтительно между 12,5 и 13,5 л/дм²/мин.

12. Применение покровного слоя (3, 3') с воздухопроницаемостью между 6,0 и 21 л/дм²/мин, предпочтительно между 10,0 и 14,0 л/дм²/мин, наиболее предпочтительно между 12,5 и 13,5 л/дм²/мин, для встраивания в пластинчатый конструктивный элемент (100, 100') по пп. 10 или 11.