Фиброцементные изделия светлого оттенка и способы их изготовления

Настоящее изобретение относится к фиброцементным изделиям светлого оттенка, содержащим по меньшей мере белый цемент и синтетические волокна, где синтетические волокна являются пигментированными по меньшей мере одним темным пигментом, выбранным из группы, состоящей из черного пигмента, коричневого пигмента, синего пигмента, красного пигмента, зеленого пигмента и серого пигмента. Настоящее изобретение дополнительно относится к способам изготовления таких фиброцементных изделий светлого оттенка, а также к вариантам их применения в строительной промышленности. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к фиброцементным изделиям светлого оттенка. Настоящее изобретение дополнительно относится к способам изготовления таких фиброцементных изделий светлого оттенка, а также к вариантам их применения в строительной промышленности.

Предпосылки изобретения

Фиброцементные изделия светлого оттенка или белого цвета известны из уровня техники. Получения белого цвета достигают либо посредством применения белого цемента в качестве основного компонента или посредством покрытия общепринятых серых изделий на основе волокнистого цемента краской белого цвета. Последний способ применяется наиболее часто, поскольку он является легко осуществимым, менее дорогим по сравнению с применением белого цемента, и поскольку он обеспечивает получение любого требуемого оттенка белого цвета.

Суть изобретения

В настоящий момент авторы настоящего изобретения разработали новые и патентоспособные фиброцементные изделия светлого оттенка, содержащие по меньшей мере белый цемент и синтетические волокна. Фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению являются эстетично привлекательными и обладают очень хорошими механическими и физическими свойствами.

Более конкретно, фиброцементные изделия по настоящему изобретению содержат по меньшей мере белый цемент и синтетические волокна, где синтетические волокна являются пигментированными по меньшей мере одним темным пигментом, выбранным из группы, состоящей из черного пигмента, коричневого пигмента, синего пигмента, красного пигмента, зеленого пигмента и серого пигмента.

При разработке новых фиброцементных изделий авторы настоящего изобретения обнаружили, что важно окрашивать синтетические волокна пигментом, а не применять краситель или чернила. В действительности, оказалось, что волокна темного цвета, окрашенные красителем или чернилами, являются неподходящими для изготовления фиброцементных изделий светлого оттенка по настоящему изобретению. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что после включения окрашенных красителем или окрашенных чернилами волокон в фиброцементные изделия краситель или чернила вызывали эффекты потеков и пятна во всей белой цементной матрице или в других случаях волокна просто полностью утрачивали свой цвет и в результате также свою видимость. Без ограничения какой-либо гипотезой или теорией авторы настоящего изобретения полагают, что водная щелочная среда цементной матрицы вызывает изменение химической структуры определенного красителя (или чернила), за счет чего обеспечивается разрыв химической связи между красителем (или чернилами) и волокном или за счет чего вызывается обесцвечивание.

Соответственно, авторы настоящего изобретения искали решение вышеуказанных проблем и неожиданно обнаружили, что при применении пигмента для окрашивания синтетических волокон проблемы потеков или обесцвечивания не возникали.

Полученные в результате фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению являются эстетично привлекательными, особенно благодаря тому, что поверхность данных изделий демонстрирует текстуру и цвет основных материалов, что придает изделиям натуральный, но современный вид. В частности, фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению демонстрируют натуральную текстуру как цемента (который имеет белый цвет или светлый оттенок), так и синтетических волокон (которые имеют темный цвет), создавая привлекательный контраст между обоими компонентами. Кроме того, изделия светлого оттенка по настоящему изобретению обладают механической прочностью и высокой устойчивостью к появлению трещин и изнашиванию, даже при суровых и неблагоприятных погодных условиях. Дополнительным преимуществом изделий в соответствии с настоящим изобретением является то, что поскольку внутреннее ядро и поверхность состоят из того же материала, любые дефекты или повреждения, которые могут возникнуть на протяжении срока службы изделий, будут менее заметными по сравнению с изделиями с нанесенным покрытием, которые, как правило, имеют цвет поверхности, который является отличным от цвета внутренней массы.

В настоящее время существует возрастающая потребность у архитекторов и дизайнеров в разработке новых фиброцементных изделий, визуализирующих натуральный фиброцементный основной материал. Разумеется, такие натурально выглядящие строительные изделия должны соответствовать тем же стандартным национальным требованиям в отношении механических и физических свойств (т. е. механическая прочность, гигроскопическое движение и т. д.), что и их соответствующие предшественники. Авторы настоящего изобретения удовлетворили данный растущий рыночный спрос изделиями по настоящему изобретению.

Соответственно, в первом аспекте настоящее изобретение предусматривает фиброцементные изделия светлого оттенка, содержащие по меньшей мере белый цемент и синтетические волокна, где синтетические волокна являются пигментированными по меньшей мере одним темным пигментом, выбранным из группы, состоящей из черного пигмента, коричневого пигмента, синего пигмента, красного пигмента, зеленого пигмента и серого пигмента.

В конкретных вариантах осуществления синтетические волокна, содержащиеся в фиброцементных изделиях светлого оттенка по настоящему изобретению, представляют собой полипропиленовые волокна. В дополнительных конкретных вариантах осуществления синтетические волокна представляют собой полипропиленовые волокна, имеющие толщину приблизительно 70 децитекс. В дополнительных конкретных вариантах осуществления синтетические волокна представляют собой измельченные полипропиленовые волокна. В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления синтетические волокна представляют собой измельченные полипропиленовые волокна, имеющие среднюю длину от приблизительно 1 мм до приблизительно 2 мм.

В конкретных вариантах осуществления синтетические волокна, содержащиеся в фиброцементных изделиях светлого оттенка по настоящему изобретению, являются пигментированными по меньшей мере одним темным пигментом, таким как оксид железа, сажа, оксид марганца, кобальтовый синий, оксид кобальта, оксид хрома, фталоцианин меди или ультрамариновый синий. В конкретных вариантах осуществления синтетические волокна, содержащиеся в фиброцементных изделиях светлого оттенка по настоящему изобретению, являются пигментированными по меньшей мере одним темным пигментом, который представляет собой неорганический пигмент.

В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению дополнительно содержат белый пигмент. В дополнительных конкретных вариантах осуществления белый пигмент присутствует в количестве от приблизительно 3 вес. % до приблизительно 6 вес. % (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции) фиброцементного изделия. В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления белый пигмент выбран из группы, состоящей из оксида титана, оксида бария, сульфата бария и содержащей барий смеси. В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления белый пигмент представляет собой оксид титана (TiO₂).

В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению дополнительно содержат известняк (CaCO₃) в количестве от приблизительно 5 вес. % до приблизительно 15 вес. % (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции указанного фиброцементного изделия). В частности, авторы настоящего изобретения обнаружили, что CaCO₃ улучшает свойства проникновения воды фиброцементных изделий по настоящему изобретению. Без ограничения какой-либо гипотезой или теорией авторы настоящего изобретения полагают, что это связано с тем, что белый цемент имеет относительно низкую удельную площадь поверхности по сравнению с общепринятым серым цементом и следовательно имеет склонность к заключению воды в большей степени. Однако, заключенные количества воды являются нежелательными, поскольку они могут являться причиной трещин и набухания фиброцементного материала при воздействии дождя и условий заморозки-оттаивания. Авторы настоящего изобретения смогли решить данную проблему посредством добавления известняка. Данный ингредиент обеспечивает создание сети каналов между частицами цемента фиброцементного изделия, так, чтобы обеспечить оптимальный внутренний поток и проникновение воды.

В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению покрыты бесцветным покрытием. В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению покрыты бесцветным покрытием, при этом бесцветное покрытие содержит от приблизительно 0,5% до приблизительно 4% белого пигмента (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции указанного фиброцементного изделия). В дополнительных конкретных вариантах осуществления бесцветное покрытие содержит от приблизительно 1% до приблизительно 2% белого пигмента (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции указанного фиброцементного изделия). В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления бесцветное покрытие содержит от приблизительно 1% до приблизительно 2% оксида титана (TiO₂) (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции указанного фиброцементного изделия).

В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению покрыты бесцветным покрытием, которое представляет собой бесцветное синтетическое покрытие, такое как бесцветное акриловое покрытие. В альтернативных конкретных вариантах осуществления бесцветное покрытие представляет собой отверждаемое под воздействием УФ-излучения бесцветное покрытие.

Во втором аспекте настоящее изобретение предусматривает способы изготовления фиброцементных изделий светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением, при этом способы по меньшей мере включают стадии

a) обеспечения фиброцементного раствора, содержащего по меньшей мере белый цемент и синтетические волокна, при этом синтетические волокна являются пигментированными по меньшей мере одним темным пигментом, выбранным из группы, состоящей из черного пигмента, коричневого пигмента и серого пигмента;

b) изготовления фиброцементного изделия с применением способа получения фиброцемента;

c) отверждения фиброцементного изделия с получением таким образом фиброцементного изделия светлого оттенка.

В конкретных вариантах осуществления стадия c) способов в соответствии с настоящим изобретением предусматривает отверждение на воздухе фиброцементного изделия.

В конкретных вариантах осуществления настоящее изобретение предусматривает способы изготовления фиброцементных изделий светлого оттенка, при этом стадию b) изготовления фиброцементного изделия осуществляют с применением способа получения фиброцемента, выбранного из группы, состоящей из способа Гатчека, способа Маньяни, способа с применением экструзии и способа с применением технологии flow-on. В дополнительных конкретных вариантах осуществления настоящее изобретение предусматривает способы изготовления фиброцементных изделий светлого оттенка, при этом стадию b) изготовления фиброцементного изделия осуществляют с применением способа получения по Гатчеку.

В конкретных вариантах осуществления настоящее изобретение предусматривает способы изготовления фиброцементных изделий светлого оттенка, при этом в ходе стадии (i) обеспечения фиброцементного раствора в фиброцементный раствор добавляют по меньшей мере один белый пигмент. В дополнительных конкретных вариантах осуществления белый пигмент добавляют в количестве от приблизительно 3 вес. % до приблизительно 6 вес. % фиброцементного изделия (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции). В дополнительных конкретных вариантах осуществления по меньшей мере один белый пигмент представляет собой TiO₂.

В третьем аспекте настоящее изобретение предусматривает фиброцементные изделия светлого оттенка, получаемые посредством любого из способов в соответствии с настоящим изобретением.

В четвертом аспекте настоящее изобретение предусматривает варианты применения фиброцементных изделий светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением в качестве строительных материалов.

В конкретных вариантах осуществления настоящее изобретение предусматривает варианты применения фиброцементных изделий светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением в качестве внешней поверхности стен, применяемых внутри или снаружи, например, в качестве фасадной плиты, сайдинга и т. д. В других конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением можно использовать для применения в качестве настила, применения в качестве ограждений и/или применения в качестве покрытий.

В независимых и зависимых пунктах формулы изобретения изложены конкретные и предпочтительные признаки настоящего изобретения. Признаки в зависимых пунктах формулы изобретения могут быть объединены с признаками в независимых пунктах или в других зависимых пунктах формулы изобретения и/или с признаками, изложенными в описании выше и/или ниже в данном документе, в соответствующих случаях.

Вышеуказанные и другие характеристики, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего подробного описания, рассматриваемого в сочетании с прилагаемыми графическими материалами, на которых принципы настоящего изобретения проиллюстрированы в качестве примера. Это описание представлено только в качестве примера, без ограничения объема настоящего изобретения. Описанные ниже фигуры, на которые делается ссылка, относятся к прилагаемым графическим материалам.

Краткое описание графических материалов

Фигура 1 представляет собой полное изображение верхней поверхности фиброцементного изделия светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 2 представляет собой подробное изображение верхней поверхности фиброцементного изделия светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением.

Фигуры 3-6 представляют собой полные изображения секций фиброцементных изделий светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением.

Одни и те же ссылочные позиции относятся к одним и тем же, подобным или аналогичным элементам на разных фигурах.

Подробное описание изобретения

Необходимо отметить, что термин «содержащий», используемый в формуле изобретения, не следует интерпретировать как ограничиваемый средствами, перечисленными далее; он не исключает других элементов или стадий. Таким образом, его необходимо интерпретировать как определяющий наличие указанных признаков, стадий или компонентов, на которые делается ссылка, но в то же время не исключающий наличия или добавления одного или более других признаков, стадий или компонентов или их групп. Таким образом, объем выражения «устройство, содержащее средства A и B» не следует ограничивать устройствами, состоящими исключительно из компонентов A и B. Оно означает, что согласно настоящему изобретению единственными значимыми компонентами устройства являются A и B.

По всему данному описанию делается ссылка на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления». Такие ссылки показывают, что конкретный признак, описанный в отношении варианта осуществления, включен в по меньшей мере один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, появление в различных местах по всему данному описанию фраз «в одном варианте осуществления» или «в варианте осуществления» не обязательно означает один и тот же вариант осуществления, однако может это означать. Кроме того, конкретные признаки или характеристики могут быть объединены любым подходящим образом в одном или более вариантах осуществления, как будет очевидно специалисту в данной области техники.

Следующие термины используются исключительно для того, чтобы способствовать пониманию настоящего изобретения.

В контексте данного документа формы единственного числа означают как единственное число, так и множественное число, если только из контекста явно не следует иное.

Термины «содержащий», «содержит» и «состоящий из», используемые в настоящем документе, являются синонимами терминов «включающий», «включает» или «вмещающий», «вмещает» и являются охватывающими или ничем не ограниченными, а также не исключают дополнительных, неуказанных частей, элементов или стадий способа.

Указание диапазонов числовых значений с использованием предельных значений означает все числа и дробные числа, входящие в соответствующие диапазоны, в том числе указанные предельные значения.

Подразумевается, что термин «приблизительно», используемый в данном документе, в случае ссылки на измеряемое значение, такое как параметр, количество, продолжительность во времени и т. п., охватывает отклонения +/− 10 % или меньше, предпочтительно +/− 5 % или меньше, более предпочтительно +/− 1 % или меньше и еще более предпочтительно +/− 0,1 % или меньше некоторой заданной величины и до нее в таком объеме, что такие отклонения являются целесообразными для осуществления в раскрытом изобретении. Следует понимать, что само по себе значение, к которому относится наречие «приблизительно», также специально и по возможности раскрывается.

Термины «раствор (фибро)цемента» или «(фибро)цементный раствор», упоминаемые в данном документе, в целом относятся к растворам, содержащим по меньшей мере воду, волокна и цемент. Фиброцементный раствор в контексте настоящего изобретения также может дополнительно содержать другие компоненты, такие как, но без ограничения, известняк, мел, негашеная известь, гашеная или гидратированная известь, измельченный песок, порошкообразный кварцевый песок, кварцевая мука, аморфный кремнезем, уплотненный тонкодисперсный кремнеземный порошок, микрокремнезем, метакаолин, волластонит, слюда, перлит, вермикулит, гидроксид алюминия, пигменты, противовспенивающие средства, флокулянты и другие добавки.

«Волокно (волокна)», присутствующее (присутствующие) в фиброцементном растворе, описанном в данном документе, может (могут) относиться, например, к обработанным волокнам и/или армирующим волокнам, которые могут быть органическими волокнами (как правило, целлюлозными волокнами) или синтетическими волокнами (на основе поливинилового спирта, полиакрилонитрила, полипропилена, полиамида, сложного полиэфира, поликарбоната и т. д.).

«Цемент», присутствующий в фиброцементном растворе, описанном в данном документе, может представлять собой, например, но без ограничения, портландцемент, цемент с высоким содержанием оксида алюминия, железистый портландцемент, пуццолановый цемент, шлаковый цемент, штукатурный цемент, силикаты кальция, образованные обработкой в автоклаве, и комбинации отдельных связующих веществ.

«Белый цемент», присутствующий в фиброцементном растворе для изготовления фиброцементных изделий по настоящему изобретению, может представлять собой, например, без ограничения белый портландцемент.

В контексте данного документа термины «предварительно определенный» и «предварительно заданный», когда речь идет об одном или более параметрах или свойствах, в целом означают, что требуемое значение (требуемые значения) этих параметров или свойств было (были) определено (определены) или задано (заданы) заранее, т. е. до начала процесса производства изделий, которые характеризуются одним или более из этих параметров или свойств.

Термин «цементный», как в выражениях «цементное изделие» или «цементный материал», в контексте данного документа относится к любому изделию или материалу, содержащим цемент, такой как, но без ограничения, портландцемент, цемент с высоким содержанием оксида алюминия, железистый портландцемент, пуццолановый цемент, шлаковый цемент, штукатурный цемент, силикаты кальция, образованные обработкой в автоклаве, и комбинации отдельных связующих веществ. В более конкретных вариантах осуществления цементом в изделиях согласно настоящему изобретению является портландцемент.

Термин «фиброцементное изделие», используемый в данном документе, относится к изделиям, содержащим по меньшей мере волокна и цемент. Фиброцементные изделия в контексте настоящего изобретения также могут дополнительно содержать другие компоненты, такие как без ограничения известняк, мел, негашеная известь, гашеная или гидратированная известь, измельченный песок, порошкообразный кварцевый песок, кварцевая мука, аморфный кремнезем, уплотненный тонкодисперсный кремнеземный порошок, микрокремнезем, метакаолин, волластонит, слюда, перлит, вермикулит, гидроксид алюминия, пигменты, противовспенивающие средства, флокулянты и другие добавки.

В контексте данного документа под термином «(фиброцементный) лист», также называемым панелью или плитой, следует понимать плоский, обычно прямоугольный элемент, при этом фиброцементная панель или фиброцементный лист изготовлены из фиброцементного материала. Панель или лист имеют две главные стороны, или поверхности, являющиеся поверхностями с самой большой площадью поверхности. Лист, например в виде фасадной плиты, сайдинга и т. д., может быть использован для обеспечения внешней поверхности стен, как внутренних, так и наружных, зданий или конструкций.

Термин «фиброцементный слой» в контексте данного документа в целом и в контексте настоящего изобретения в частности относится к любому плоскому, необязательно по существу прямоугольному слою или плитке, главным образом состоящим из фиброцементной композиции и характеризующимся толщиной, составляющей по меньшей мере приблизительно 1 мм, в частности, от приблизительно 1 мм до 200 мм, более конкретно от приблизительно 2 мм до приблизительно 150 мм, наиболее конкретно от приблизительно 4 мм до приблизительно 100 мм, например, от приблизительно 8 мм до приблизительно 10 мм.

«Полученный способом Гатчека фиброцементный слой» или «полученный способом Гатчека слой», взаимозаменяемо используемые в контексте данного документа, относятся к фиброцементному слою (как определено в данном документе), который производят согласно способу Гатчека, который по меньшей мере включает стадии

(i) формирования фиброцементной пленки на сите, причем сито вращается так, чтобы оно находилось в контакте с фиброцементным раствором в баке;

(ii) переноса фиброцементной пленки с сита на транспортную ленту из нетканого материала и

(iii) накопления фиброцементной пленки на накопительном валу с помощью транспортной ленты из нетканого материала.

В контексте настоящего изобретения использование термина «фиброцементная пленка» относится к такому тонкому слою фиброцемента, который наносят на транспортную ленту из нетканого материала с помощью одного или более сит, вращающихся в фиброцементном растворе, который содержится в одном или более баках согласно способу Гатчека. Как можно понять из вышеприведенного, на одном или более ситах листоформовочной машины Гатчека производят группу тонких фиброцементных слоев, которые затем накладывают друг на друга и перемещают с одного или более сит на транспортную ленту с получением одного или более неотвержденных полученных способом Гатчека фиброцементных слоев после накопления на накопительном валу. Таким образом, будет понятно, что когда в контексте настоящего изобретения речь идет о «фиброцементной пленке», то следует понимать, что этот термин охватывает, когда это применимо, как значение одной отдельной фиброцементной пленки с толщиной от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,9 мм, например, в частности, от приблизительно 0,05 мм до приблизительно 0,5 мм, например, от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 0,4 мм, например, приблизительно 0,3 мм (т. е. одного тонкого слоя фиброцемента, также называемого монослоем, отдельным слоем или основным слоем, который наносят на транспортную ленту из нетканого материала с помощью сита из бака согласно способу Гатчека), а также значение слоя, содержащего два или более наложенных друг на друга фиброцементных слоя, толщина каждого из которых составляет от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,9 мм, например, в частности, от приблизительно 0,05 мм до приблизительно 0,5 мм, например, от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 0,4 мм, например, приблизительно 0,3 мм (т. е. двух или более наложенных друг на друга тонких слоев фиброцемента, нанесенных на транспортную ленту из нетканого материала с помощью двух или более сит из бака согласно способу Гатчека). Специалисту в данной области техники будет понятно, что в зависимости от конкретной конфигурации участка для производства способом Гатчека, когда речь идет о способах согласно настоящему изобретению, в целом будут применимы оба значения термина «фиброцементная пленка», описанные выше, тогда как в более конкретных вариантах осуществления применимо только одно из двух значений. Например, в конкретном случае, когда для осуществления способов согласно настоящему изобретению на участке для производства способом Гатчека применяется только одно сито, «фиброцементная пленка» в контексте данного документа означает только один отдельный слой с толщиной от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,9 мм, который наносят на транспортную ленту из нетканого материала с помощью сита из бака согласно способу Гатчека. С другой стороны, когда для осуществления способов согласно настоящему изобретению на участке для производства способом Гатчека применяются два или более сит, «фиброцементная пленка» в контексте данного документа предполагает наложение друг на друга двух или более отдельных слоев, толщина каждого из которых составляет от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,9 мм, причем их наносят на транспортную ленту из нетканого материала с помощью сита из бака согласно способу Гатчека.

Термин «водопроницаемый» в контексте данного документа, когда речь идет о водопроницаемой транспортной ленте (ее области), в целом и в контексте настоящего изобретения в частности означает, что материал, из которого изготовлена водопроницаемая лента (ее область), позволяет воде проходить сквозь его структуру до определенной степени.

«Водопроницаемость» в контексте данного документа, когда речь идет о водопроницаемости транспортной ленты (ее области), в целом и в контексте настоящего изобретения в частности относится к уровню или степени, до которых материал, из которого изготовлена водопроницаемая лента (ее область), позволяет воде проходить сквозь его структуру. Подходящие материалы для водопроницаемых транспортных лент, такие как, но без ограничения, разновидности войлока, известны специалисту в данной области техники.

«Негидрофобизированное (фиброцементное) изделие» или «негидрофобизированный фиброцементный (пленочный) слой» в контексте данного документа относятся к изделию, такому как фиброцементное изделие или фиброцементный (пленочный) слой, которое не было обработано гидрофобизирующим средством перед его производством, а также в ходе или после этого. В частности, «негидрофобизированное фиброцементное изделие» или «негидрофобизированный фиброцементный лист» в контексте данного документа будут содержать только «фиброцементные пленочные слои», которые являются негидрофобизированными.

Термины «светлого оттенка» и «белого цвета», когда речь идет о фиброцементном изделии, используют взаимозаменяемо в данном документе и они означают, что по меньшей мере часть и предпочтительно вся внутренняя структура фиброцементного изделия содержит белый цемент в качестве основного ингредиента.

Термины «внутренняя (фиброцементная) структура», «расположенная внутри (фиброцементная) структура», «внутренняя (фиброцементная) масса» или «расположенная внутри (фиброцементная) масса», взаимозаменяемо используемые в данном документе, предназначены для указания на фиброцементный материал, присутствующий в фиброцементном изделии, причем указанный материал нельзя увидеть невооруженным глазом, если смотреть на изделие снаружи.

Термины «внешняя (фиброцементная) структура» или «внешняя (фиброцементная) поверхность», взаимозаменяемо используемые в данном документе, предназначены для указания фиброцементного материала, который открыт и виден снаружи фиброцементного изделия.

В контексте данного документа термин «прозрачный пигмент» указывает на пигмент, частицы которого обладают свойством пропускания видимого света. Таким образом, в контексте данного документа «прозрачный пигмент» представляет собой пигмент, большая часть частиц которого меньше длины волны видимого света.

В контексте данного документа термин «непрозрачный пигмент» указывает на пигмент, частицы которого не обладают свойством пропускания видимого света. Таким образом, в контексте данного документа «непрозрачный пигмент» представляет собой пигмент, размер большей части частиц которого больше длины волны видимого света.

В контексте данного документа термин «полупрозрачный пигмент» (также известный из уровня техники как полуматовый пигмент) указывает на пигмент, в котором лишь определенное, но значительное количество частиц пигмента в процентном выражении обладает свойством пропускания видимого света. Таким образом, в контексте данного документа «полупрозрачный пигмент» представляет собой пигмент, в котором размер определенного, но значительного количества частиц пигмента в процентном выражении больше длины волны видимого света и в котором размер остального количества частиц пигмента в процентном выражении меньше длины волны видимого света.

Термин «пигмент» в контексте данного документа относится к сухому нерастворимому веществу, обычно порошкообразному, которое при суспендировании в жидком носителе становится краской, чернилами и т. д. Пигменты, как правило, состоят из очень маленьких твердых частиц, которые применяются для улучшения внешнего вида за счет обеспечения цвета и/или для улучшения физических (функциональных) свойств краски или чернил. Диаметр пигментов, используемых для обеспечения цвета, в целом находится в диапазоне от 0,2 до 0,4 микрона. Диаметр функциональных пигментов, как правило, составляет 2–4 микрона, но он может составлять вплоть до 50 микрон.

Термин «основной пигмент» в контексте данного документа относится к любому пигменту (как определено в настоящем документе), который способен придавать белизну и/или цвет веществу и в то же время значительно способствует кроющей способности указанного вещества. Основные пигменты можно разделить на белые пигменты и цветные пигменты.

Термин «белый пигмент», как изложено в данном документе, означает основной пигмент, способный рассеивать свет и обеспечивать белизну и кроющую способность в отношении матовых или глянцевых краски или чернил. Белые неорганические пигменты включают без ограничения сурьмяные пигменты, в том числе сурьмяный белый: Sb₂O₃; свинцовые пигменты (токсичные), в том числе белый свинцовый (PbCO₃)₂·Pb(OH)₂; титановые пигменты, в том числе титановый белый: оксид титана (IV) TiO₂ и цинковые пигменты, в том числе цинковый белый: оксид цинка (ZnO).

Термин «цветной пигмент», как изложено в данном документе, означает основной пигмент, способный выборочно поглощать свет и придавать цвет краске или чернилам. Существует два основных типа цветных пигментов: органические пигменты, которые обеспечивают более яркие цвета, но являются не очень долговечными при использовании вне помещений, и неорганические пигменты, которые являются не настолько яркими, как органические цвета, но представляют собой наиболее долговечные пигменты для использования вне помещений.

Термин «неорганический пигмент» в контексте данного документа относится к встречающимся в природе минеральным красящим соединениям, как правило, состоящим из солей металлов. Неорганические пигменты обычно представляют собой оксиды или сульфиды одного или более металлов.

Неорганические пигменты без ограничения включают, например:

- синие неорганические пигменты:

- алюминиевые пигменты, в том числе ультрамариновый: комплексный встречающийся в природе пигмент серосодержащего силиката натрия (Na_8-10Al₆Si₆O₂₄S_2-4);

- кобальтовые пигменты, в том числе кобальтовый синий и церулеум голубой: станнат кобальта(II);

- медные пигменты, в том числе египетская синь: синтетический пигмент на основе медного силиката кальция (CaCuSi₄O₁₀) и ханьский синий BaCuSi₄O₁₀; и

- железные пигменты, в том числе прусская синь: синтетический пигмент на основе гексацианоферрата железа(III) (Fe₇(CN)₁₈);

- зеленые неорганические пигменты:

- кадмиевые пигменты, в том числе виридиан: темно-зеленый пигмент на основе гидратированного оксида хрома(III) (Cr₂O₃); и кадмий зеленый: светло-зеленый пигмент, состоящий из смеси хромового желтого (CrS) и виридиана (Cr₂O₃);

- хромовые пигменты, в том числе хромовый зеленый;

- медные пигменты, в том числе парижская зелень: ацетат-арсенат меди(II) (Cu(C₂H₃O₂)₂·3Cu(AsO₂)₂); и шеелева зелень (также называемая зелень Шееле): гидроарсенит меди(II) CuHAsO₃;

- желтые неорганические пигменты:

- содержащие мышьяк пигменты, включающие натуральный моноклинный сульфид мышьяка(III) (As₂S₃), полученный из аурипигмента;

- кадмиевые пигменты, в том числе кадмиевый желтый: сульфид кадмия (CdS);

- хромовые пигменты, в том числе хромовый желтый: натуральный пигмент на основе хромата свинца(II) (PbCrO₄);

- кобальтовые пигменты, в том числе ауреолин (также называемый кобальтовый желтый): гексанитрокобальтат(III) калия (Na₃Co(NO₂)₆;

- железные пигменты, в том числе желтая охра: встречающаяся в природе глина с гидратированным оксидом железа (Fe₂O₃.H₂O);

- свинцовые пигменты, в том числе неаполитанский желтый;

- титановые пигменты, в том числе титановый желтый;

- оловянные пигменты, в том числе муссивное золото: сульфид олова(IV) (SnS₂);

- оранжевые неорганические пигменты:

- кадмиевые пигменты, в том числе кадмиевый оранжевый: среднее между кадмиевым красным и кадмиевым желтым: сульфоселенид кадмия;

- хромовые пигменты, в том числе хромовый оранжевый: встречающаяся в природе пигментная смесь, состоящая из хромата свинца(II) и оксида свинца(II). (PbCrO₄ + PbO);

- красные неорганические пигменты:

- кадмиевые пигменты, в том числе кадмиевый красный: селенид кадмия (CdSe);

- железоокисные пигменты, в том числе сангина, колькотар, оксид красный, красная охра: безводный Fe₂O₃, сиена жженая: пигмент, получаемый нагреванием природной сиены, венецианский красный;

- свинцовые пигменты (токсичные), в том числе сурик свинцовый: тетроксид свинца, Pb₃O₄;

- содержащие ртуть пигменты (токсичные), в том числе вермилион: синтетический и натуральный пигмент: в природе встречается в минеральной киновари; сульфид ртути(II) (HgS);

- коричневые неорганические пигменты:

земляные пигменты из глины (образовавшиеся естественным путем оксиды железа), в том числе натуральная умбра: пигмент из натуральной глины, состоящий из оксида железа, оксида марганца и оксида алюминия: Fe₂O₃ + MnO₂ + nH₂O + Si + AlO₃; природная сиена: встречающийся в природе желто-коричневый пигмент из лимонита;

- черные неорганические пигменты:

- углеродные пигменты, в том числе сажа, сажа из слоновой кости, сажа виноградной лозы, ламповая сажа;

- железные пигменты, в том числе Fe₃O₄;

- титановые пигменты: титановый черный;

- серые неорганические пигменты

- серая Пейна: смесь ультрамарина и сажи или ультрамарина и сиены.

Термин «органический пигмент» в контексте данного документа относится к синтетическим органическим красящим соединениям, которые представляют собой молекулы на основе углерода, полученные из углеводородных соединений, кислот и других химических веществ обычно в условиях высоких температуры или давления.

Органические пигменты без ограничения включают, например:

- желтые органические пигменты:

желтые лаки, которые представляют собой прозрачные пигменты, используемые для обеспечения желтого цвета для покрытия других чернил, но не для их скрытия, желтый лак тартразин (также называемый FD&C желтый № 5 и используемый в качестве красящего вещества в продуктах питания), разновидности ганза желтого, а также диарилидные желтые пигменты, которые представляют собой наиболее распространенные желтые пигменты, используемые в печатных чернилах. Флуоресцентный желтый также используют в некоторых особых случаях применения. Органические желтые пигменты обычно используют для замены хромовых желтых пигментов;

- оранжевые органические пигменты:

наиболее распространенным оранжевым пигментом является диарилидный оранжевый, прозрачный, но не очень светостойкий пигмент. Когда необходимы оранжевые пигменты, применяют также другие разные оранжевые материалы, к которым относится DNA-оранжевый, пиразолоновый оранжевый, пигмент для красок Fast Orange F2G, пигмент бензимидазолон оранжевый HL и органический цветной пигмент этиловый лаковый красный C;

- красные органические пигменты:

к красным пигментам относятся разновидности паранитроанилина красного, толуидиновый красный, [Permanent Red «R»], кармин F.B., разновидности нафтолового красного и фуксина, постоянный красный FRC, пигмент цвета бордо FRR, разновидности рубинового красного, разновидности литола красного, красный BON, литол рубиновый 4B, темно-красный BON, родамин 6G, лаковый красный C, ариламид красный BON, разновидности хинакридонового пурпурного пигмента, ферроцианид меди розовый, разновидности бензимидазолонового кармина и красного, пурпурный пигмент на основе азосоединения G, антрахиноновый ярко-красный и разновидности краплака;

- синие органические пигменты:

«разновидности синьки». К разновидностям синьки относятся разновидности фталоцианинового синего (наиболее широко используемая группа органических синих пигментов), виктория голубая PMTA, виктория голубая CFA, ультрамариновый синий, индантреновый синий, разновидности щелочного голубого и переливчатого синего;

- фиолетовые органические пигменты:

фиолетовые пигменты слегка перекрываются с некоторыми из красных пигментов с синим оттенком (например, бензимидазолон бордовый HF 3R (см. разновидности бензимидазолонового кармина и красного)), а также включают такие пигменты, как родамин PMTA, PMTA-фиолетовый (также известный как метилфиолетовый), диоксазиновый фиолетовый (RL), карбазоловый фиолетовый, кристаллический фиолетовый, диоксазиновый фиолетовый B и тиоиндигоидный красный;

- зеленые органические пигменты:

в традиционную группу зеленых пигментов входят разновидности зеленого фталоцианиновый пигмента, а также разновидности PMTA-зеленого;

- коричневые органические пигменты:

коричневые пигменты включают диазо-коричневый и бензимидазолоновый коричневый HFR.

Термины «наполняющий пигмент» или «заполняющий пигмент» в контексте данного документа относятся к любому пигменту (как определено в данном документе), характеризующемуся низким индексом преломления или коэффициентом непрозрачности и, следовательно, не придающему цвет или кроющую способность веществу. Наполняющие или заполняющие пигменты выглядят прозрачными в краске или чернилах. Наполняющие пигменты оказывают значительные положительные эффекты на различные свойства краски, например, как дополнительно описано ниже, слюда может повышать водостойкость пленки благодаря «пластинчатой» форме своих частиц и тому, что она обычно располагается горизонтально относительно поверхности в перекрывающихся слоях. Например, к наполняющим пигментам или заполняющим пигментам относятся, но без ограничения, сульфат бария, карбонат кальция, силикат магния, слюда, каолин (белая фарфоровая глина), асбестин, тальк, кремнезем/кварц, гидрат оксида алюминия, калунит, пемза, бентонит, вермикулит и стеклянные гранулы.

Термин «отверждаемый под воздействием УФ-излучения» относится к композиции, которая способна к полимеризации под воздействием УФ-излучения. Как правило, это по меньшей мере подразумевает присутствие фотополимеризуемых мономеров или олигомеров, вместе с фотоинициаторами и/или фотосенсибилизаторами.

В контексте данного документа термины «бесцветное покрытие» или «бесцветная композиция для покрытия» используются для указания состава или композиции для покрытия, обладающих свойством пропускания лучей света через свою массу таким образом, что поверхности или объекты, которые расположены за покрытием или позади него, например поверхности или объекты, покрытые таким прозрачным покрытием, отчетливо видны.

Термин «прозрачный» или «прозрачность», когда речь идет о композиции для покрытия или слое покрытия, относится к физической характеристике обеспечения прохождения света через покрытие без рассеивания. Прозрачность можно измерить посредством любого способа, известного из уровня техники. Например, посредством нефелометра измеряют прозрачность, матовость, степень прозрачности и общий коэффициент пропускания покрытия, исходя из того, сколько видимого света распространяется или рассеивается при прохождении через покрытие. Матовость измеряют посредством теста широкоугольного рассеяния, при котором свет распространяется во всех направлениях, что приводит в результате к потере контраста. Данный процент света, который при прохождении отклоняется от падающего луча на более 2,5 градуса в среднем, определяют как матовость. Степень прозрачности измеряют посредством теста узкоугольного рассеяния, при котором свет распространяется в небольшом диапазоне с высокой концентрацией. В данном тесте измеряют четкость, с которой через покрытие, тестирование которого осуществляют, можно увидеть мелкие детали. Посредством нефелометра также измеряют общий коэффициент пропускания. Общий коэффициент пропускания является мерой общего падающего света по сравнению со светом, который в действительности проходит (например, общий коэффициент пропускания). Таким образом, падающий свет может составлять 100%, но из-за поглощения и отражения общий коэффициент пропускания может составлять лишь 94%. Данные, полученные посредством нефелометра, можно перенести в PC для дополнительной обработки данных для обеспечения соответствующего изделия.

Термин «(штапельная) длина волокна(волокон)», используемый в данном документе, относится к средней длине группы (штапельных) волокон любой композиции. Для отрезанных синтетических волокон, таких как полипропиленовые волокна, (штапельная) длина относится к дискретной длине, до которой данные волокна были отрезаны, и, таким образом, является одинаковой для каждого волокна, присутствующего в группе. Для оборванных или разорванных синтетических волокон, таких как полипропиленовые волокна, (штапельная) длина относится к средней длине, до которой данные волокна были оборваны или разорваны.

В контексте настоящего изобретения термин «полипропилен» предназначен для включения любой полимерной композиции, содержащей пропиленовые мономеры, в качестве либо гомополимера, либо сополимера с другими полиолефинами, диенами или другими мономерами (такими как этилен, бутилен и т. п.). Термин также предназначен для охвата какой-либо различной конфигурации и расположения составляющих мономеров (таких как синдиотактический, изотактический и т. п.). Таким образом, термин при применении в отношении нитей, моноволокон, мультиволокон или волокон в данном документе предназначен для охвата бесконечных отрезков, фактических длинных прядей, тяжей и т. п. гомополимера или сополимера полипропилена.

Далее настоящее изобретение будет дополнительно подробно объяснено со ссылкой на различные варианты осуществления. Следует понимать, что каждый вариант осуществления представлен в виде примера и никоим образом не ограничивает объем настоящего изобретения. В этом отношении специалисту в данной области техники будет понятно, что без отклонения от объема или сути настоящего изобретения в настоящее изобретение могут быть внесены различные модификации и изменения. Например, признаки, показанные или описанные как часть одного варианта осуществления, могут быть использованы в другом варианте осуществления с получением еще другого дополнительного варианта осуществления. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает такие модификации и изменения, которые входят в объем прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов.

Настоящее изобретение предусматривает новые фиброцементные изделия светлого оттенка, которые обладают механической прочностью и высокой устойчивостью к появлению трещин и изнашиванию, даже при суровых и неблагоприятных погодных условиях.

Кроме того, фиброцементные изделия, предусмотренные настоящим изобретением, имеют привлекательный внешний вид благодаря их особым эстетическим свойствам, в результате чего видна натуральная текстура как цемента (который имеет белый цвет или светлый оттенок), так и синтетических волокон (которые имеют темный цвет), создавая привлекательный контраст между обоими компонентами. Это придает изделиям натуральный, но современный вид, а также обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что любые дефекты или повреждения, возникающие на протяжении срока службы изделий, будут менее заметны по сравнению с изделиями с нанесенным покрытием, которые, как правило, имеют цвет поверхности, который является отличным от цвета внутренней массы.

Следовательно, на основании вышесказанного является понятным то, что в настоящем изобретении предусмотрены фиброцементные изделия, которые улучшены как технически (хорошая механическая прочность и ударная вязкость, а также высокая износостойкость), так и эстетически (интенсивный, но в то же время натуральный на вид цвет и отсутствие изменения цвета при повреждении).

В первом аспекте настоящее изобретение предусматривает фиброцементные изделия светлого оттенка, содержащие по меньшей мере белый цемент и синтетические волокна, где синтетические волокна являются пигментированными по меньшей мере одним темным пигментом, выбранным из группы, состоящей из черного пигмента, коричневого пигмента, красного пигмента, синего пигмента, зеленого пигмента и серого пигмента.

В контексте настоящего изобретения под фиброцементными изделиями следует понимать цементные изделия, содержащие цемент и синтетические (и необязательно натуральные) волокна. Фиброцементные изделия изготавливают из фиброцементного раствора, из которого формируют так называемое «сырое» фиброцементное изделие, которое затем отверждают.

Отчасти в зависимости от используемого способа отверждения фиброцементный раствор, как правило, содержит воду, обработанные или армирующие волокна, которые представляют собой синтетические органические волокна (и необязательно также натуральные органические волокна, например целлюлозные), цемент (например, портландцемент), известняк, мел, негашеную известь, гашеную или гидратированную известь, измельченный песок, порошкообразный кварцевый песок, кварцевую муку, аморфный кремнезем, уплотненный тонкодисперсный кремнеземный порошок, микрокремнезем, каолин, метакаолин, волластонит, слюду, перлит, вермикулит, гидроксид алюминия (ATH), пигменты, противовспенивающие средства, флокулянты и/или другие добавки.

Фиброцементные изделия в соответствии с настоящим изобретением имеют «светлый оттенок» или «белый цвет» (как определено в данном документе). Светлый оттенок изделий по настоящему изобретению получают с применением белого цемента в качестве цементной матрицы. Белый цемент, такой как, например, белый общепринятый портландцемент (WOPC), является подобным общепринятому серому портландцементу во всех аспектах за исключением его высокой степени белизны. Получение данного цвета требует существенной модификации способа изготовления, и из-за этого он является более дорогим, чем серое изделие. Белый портландцемент отличается физически от серого цемента только относительно его цвета. Его свойство схватывания и нарастание прочности являются по существу такими же, как ожидаемые у серого цемента, и он соответствует техническим требованиям, таким как ASTM C 150 и EN 197. На практике, поскольку значительную часть белого цемента применяют в предварительно литых бетонных изделиях, его обычно изготавливают в соответствии с характеристиками высокой ранней прочности, такими как ASTM C 150 тип III. Белизна изделия, как правило, выражается посредством измерения коэффициента отражения, такого как L*a*b L-значение, или трехстимульное значение.

Фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему содержат 20-95 вес. % белого цемента в качестве гидравлического связующего вещества. В конкретных вариантах осуществления белый цемент в изделиях по настоящему изобретению представляет собой белый портландцемент.

В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению дополнительно содержат в своей цементной матрице белый пигмент. В дополнительных конкретных вариантах осуществления белый пигмент присутствует в количестве от приблизительно 3 вес. % до приблизительно 6 вес. %, например более конкретно в количестве от приблизительно 3 вес. % до приблизительно 5 вес. %, например наиболее предпочтительно в количестве приблизительно 4,6 вес. % белого пигмента (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции). В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления белый пигмент выбран из группы, состоящей из оксида титана, оксида бария, сульфата бария и содержащей барий смеси. В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления белый пигмент представляет собой оксид титана (TiO₂). В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления белый пигмент представляет собой оксид титана (TiO₂) и присутствует в количестве приблизительно 4,6 вес. % (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции).

Фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению по меньшей мере дополнительно содержат пигментированные синтетические волокна.

В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия по настоящему изобретению содержат от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 вес. %, например предпочтительно от приблизительно 0,5 до приблизительно 4 вес. % пигментированных синтетических волокон, например более предпочтительно приблизительно 1-3 вес. % пигментированных синтетических волокон, например наиболее предпочтительно приблизительно 2 вес. % пигментированных синтетических волокон в пересчете на общий вес фиброцементного изделия.

В дополнительных конкретных вариантах осуществления пигментированные синтетические волокна в фиброцементных изделиях светлого оттенка по настоящему изобретению выбраны из группы, состоящей из пигментированных полипропиленовых волокон, пигментированных волокон на основе поливинилового спирта, пигментированных полиакрилонитрильных волокон, полиэтиленовых волокон, пигментированных полиамидных волокон, пигментированных волокон на основе сложного полиэфира, пигментированных арамидных волокон и пигментированных углеродных волокон. В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления пигментированные синтетические волокна в фиброцементных изделиях светлого оттенка по настоящему изобретению представляют собой пигментированные полипропиленовые волокна.

В конкретных вариантах осуществления пигментированные синтетические волокна представляют собой полипропиленовые волокна, имеющие толщину приблизительно 70 децитекс.

В конкретных вариантах осуществления пигментированные синтетические волокна представляют собой измельченные пигментированные полипропиленовые волокна.

В конкретных вариантах осуществления синтетические волокна представляют собой измельченные полипропиленовые волокна, имеющие среднюю длину от приблизительно 1 мм до приблизительно 2 мм.

Пигментированные синтетические волокна в фиброцементных изделиях светлого оттенка по настоящему изобретению являются пигментированными по меньшей мере одним темным пигментом, выбранным из группы, состоящей из черного пигмента, коричневого пигмента, красного пигмента, синего пигмента, зеленого пигмента и серого пигмента. В конкретных вариантах осуществления пигментированные синтетические волокна являются пигментированными серым оксидом железа, черным оксидом железа, коричневым оксидом железа или сажей.

В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения пигменты, подходящие для пигментации синтетических волокон для применения в фиброцементных изделиях светлого оттенка по настоящему изобретению, являются по существу щелочестойкими, т. е. стойкими к pH, составляющему приблизительно 8 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 9 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 10 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 11 или больше, более конкретно стойкими к pH, составляющему более приблизительно 12 или более приблизительно 13.

В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия в соответствии с настоящим изобретением характеризуются тем, что они дополнительно содержат непигментированные или не содержащие пигмента синтетические волокна в вес. % от приблизительно 0,1 до приблизительно 5, например предпочтительно от приблизительно 0,5 до приблизительно 4, например более предпочтительно приблизительно 1-3 в пересчете на общий вес фиброцементного изделия. Наиболее предпочтительно, не содержащие пигмента синтетические волокна присутствуют в фиброцементных изделиях светлого оттенка по настоящему изобретению в вес. % приблизительно 2 вес. % в пересчете на общий вес фиброцементного изделия.

В конкретных вариантах осуществления такие не содержащие пигмента синтетические волокна выбраны из группы, состоящей из полипропиленовых волокон, волокон на основе поливинилового спирта, полиакрилонитрильных волокон, полиэтиленовых волокон, полиамидных волокон, волокон на основе сложного полиэфира, арамидных волокон и углеродных волокон. В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления данные не содержащие пигмента синтетические волокна представляют собой волокна на основе поливинилового спирта (PVA), такие как без ограничения не содержащие пигмента PVA-волокна толщиной приблизительно 8 децитекс.

В дополнительных конкретных вариантах осуществления в фиброцементные составы согласно настоящему изобретению дополнительно можно добавлять натуральные волокна, такие как целлюлозные волокна. В этих конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать от приблизительно 2 до приблизительно 5 вес. %, например, конкретно от приблизительно 2 до приблизительно 4 вес. %, целлюлозных волокон, например, более конкретно приблизительно 3 вес. % целлюлозных волокон в пересчете на общий вес фиброцементного изделия. Данные целлюлозные волокна могут представлять собой, например, целлюлозные крафт-волокна из мягкой древесины, такие как отбеленные целлюлозные крафт-волокна из мягкой древесины.

В дополнительных конкретных вариантах осуществления в цементные составы могут быть добавлены дополнительные волокна, которые могут быть выбраны из группы, состоящей из стеклянных волокон, волокон из минеральной ваты, волокон из шлаковой ваты, волокон из волластонита, керамических волокон и т. п. В дополнительных конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению могут дополнительно содержать волокнистые связующие для элементарных волокон, такие как, например, но без ограничения, полиолефиновые волокнистые связующие для элементарных волокон с вес. % от приблизительно 0,1 до 3, например, «синтетическую древесную массу».

В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению дополнительно содержат известняк (CaCO₃) в количестве от приблизительно 5 вес. % до приблизительно 15 вес. %, например от приблизительно 7 вес. % до приблизительно 13 вес. %, например более предпочтительно от приблизительно 9 вес. % до приблизительно 11 вес. %, например наиболее предпочтительно приблизительно 10 вес. % CaCO₃ (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции указанного фиброцементного изделия). В частности, авторы настоящего изобретения обнаружили, что CaCO₃ улучшает свойства проникновения воды фиброцементных изделий по настоящему изобретению. Без ограничения какой-либо гипотезой или теорией авторы настоящего изобретения полагают, что это связано с тем, что белый цемент имеет относительно низкую удельную площадь поверхности по сравнению с общепринятым серым цементом и следовательно имеет склонность к заключению воды в большей степени. Однако, заключенные количества воды являются нежелательными, поскольку они могут являться причиной трещин и набухания фиброцементного материала при воздействии дождя и условий заморозки-оттаивания. Авторы настоящего изобретения смогли решить данную проблему посредством добавления известняка. Данный ингредиент обеспечивает создание сети каналов между частицами цемента фиброцементного изделия, так, чтобы обеспечить оптимальный внутренний поток и проникновение воды.

Согласно конкретным вариантам осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению необязательно содержат дополнительные компоненты. Данные дополнительные компоненты в фиброцементных изделиях по настоящему изобретению могут быть выбраны из группы, состоящей из воды, песка, порошкообразного кварцевого песка, уплотненного тонкодисперсного кремнеземного порошка, микрокремнезема, зольной пыли, измельченного кварца, измельченной породы, разновидностей глины, пигментов, каолина, метакаолина, доменного шлака, карбонатов, пуццоланов, гидроксида алюминия, волластонита, слюды, перлита, карбоната кальция и других добавок (например, окрашивающих добавок) и т. д. Следует понимать, что каждый из данных компонентов присутствует в соответствующих количествах, которые зависят от типа конкретного фиброцементного изделия и могут быть определены специалистом в данной области техники. В конкретных вариантах осуществления общее количество таких дополнительных компонентов составляет предпочтительно менее 70 вес. % в пересчете на общий первоначальный сухой вес композиции.

Дополнительные добавки, которые могут присутствовать в фиброцементных изделиях по настоящему изобретению, могут быть выбраны из группы, состоящей из диспергирующих средств, пластификаторов, противовспенивающих средств и флокулянтов. Общее количество добавок предпочтительно составляет от приблизительно 0,1 до приблизительно 2 вес. % в пересчете на первоначальный общий сухой вес композиции.

В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия по настоящему изобретению имеют толщину от приблизительно 5 мм до приблизительно 25 мм, в частности от приблизительно 5 мм до приблизительно 20 мм.

В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия по настоящему изобретению имеют длину от приблизительно 2 м до приблизительно 6 м, предпочтительно от приблизительно 2 м до приблизительно 4 м, более предпочтительно приблизительно 2,40 м или приблизительно 3,50 м.

В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия по настоящему изобретению имеют ширину от приблизительно 1 м до приблизительно 4 м, более предпочтительно приблизительно 1,20 м.

В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению покрыты бесцветным покрытием (как определено в данном документе).

В дополнительных конкретных вариантах осуществления бесцветное покрытие представляет собой традиционное (т. е. не отверждаемое под воздействием излучения) бесцветное покрытие. Подходящие традиционные бесцветные покрытия представляют собой таковые со связующими веществами, полученными посредством свободно-радикальной полимеризации в водной среде или ионной полимеризации в эмульсии. Акриловые и/или метакриловые (co)полимеры являются особенно предпочтительными в качестве связующих веществ традиционных бесцветных покрытий. Данные акриловые и/или метакриловые (co)полимеры обычно получают путем радикально инициируемой полимеризации в водной эмульсии сложных эфиров акриловой кислоты и/или метакриловой кислоты с C1-C12алканолами, а также небольшим количеством акриловой и/или метакриловой кислоты в качестве мономеров. Предпочтение отдается, в частности, сложным эфирам акриловой и метакриловой кислоты с C1-C8алканолами; при этом этилакрилат, н-бутилакрилат, этилгексилакрилат и метилметакрилат являются особенно предпочтительными. Для полимеризации в эмульсии требуется применение поверхностно-активных веществ в качестве стабилизаторов. Предпочтительными являются неионогенные поверхностно-активные вещества. Особенно предпочтительными являются этоксилаты спирта. Предпочтительными являются традиционные покрытия с гидроксильным числом (измеренным согласно стандарту ISO 4629) по меньшей мере 1. Особенно предпочтительными являются гидроксильные числа по меньшей мере 1,5. Предпочтительно минимальная температура пленкообразования во время высушивания традиционного покрытия составляет менее 60°C.

Традиционная бесцветная композиция для покрытия в общем содержит, помимо полимерных связующих веществ и пигментов, также обычные вспомогательные вещества, например, наполнители, смачивающие средства, модификаторы вязкости, диспергирующие средства, противовспениватели, консерванты и гидрофобизаторы, биоциды, волокна и другие обычные составляющие. Примерами подходящих наполнителей являются алюмосиликаты, силикаты, карбонаты щелочноземельных металлов, предпочтительно карбонат кальция в виде кальцита или извести, доломита, а также силикаты алюминия или силикаты магния, например тальк. Содержание твердых веществ в подходящих традиционных бесцветных покрытиях в общем находится в диапазоне 20-60% по весу. Традиционные бесцветные композиции для покрытия содержат в качестве жидкого компонента главным образом воду и, при желании, органическую жидкость, способную к смешиванию с водой, например спирт. Традиционные композиции для покрытия применяют в виде влажного покрытия с весом в диапазоне 50-500 г/м², в частности 70-300 г/м², известным способом, например путем распыления, затирки, нанесения покрытия поливом, нанесения ножевым устройством, нанесения кистью, нанесения валиком или наливом на цементно-стружечную плиту, или посредством комбинации одного или более вариантов применения.

В альтернативных конкретных вариантах осуществления бесцветное покрытие представляет собой отверждаемое под воздействием излучения бесцветное покрытие. Отверждаемые под воздействием излучения покрытия известны из уровня техники и содержат по меньшей мере один полимер A, содержащий этиленненасыщенные двойные связи, который является отверждаемым под воздействием излучения. Возможные полимеры A для отверждаемых под воздействием излучения композиций представляют собой, в принципе, любые полимеры, содержащие этиленненасыщенные двойные связи, которые могут подвергаться радикально инициируемой полимеризации под воздействием УФ-излучения или электронно-лучевого излучения. В этом случае следует следить за тем, чтобы содержание этиленненасыщенных двойных связей в полимере было достаточным для обеспечения эффективного сшивания. Содержание этиленненасыщенных двойных связей в A в целом находится в диапазоне 0,01-1,0 моль/100 г A, более предпочтительно 0,05-0,8 моль/100 г A и наиболее предпочтительно 0,1-0,6 моль/100 г A.

Подходящие полимеры A представляют собой производные полиуретана, которые содержат этиленненасыщенные двойные связи, например акрилаты полиуретана.

Отверждаемая под воздействием излучения композиция дополнительно содержит по меньшей мере один сшиваемый под воздействием химического вещества и излучения полимер B. Подходящие полимеры B представляют собой несущие свободный изоцианат полиуретаны, содержащие этиленненасыщенные двойные связи. Акрилаты полиуретана со свободными изоцианатными группами являются предпочтительными. Реакция свободных изоцианатных групп со влагой, присутствующей в воздухе, происходит при комнатной температуре, в частности, в местах, не подвергающихся воздействию излучения и следовательно не полностью отверждаемых (задняя сторона, края, полости, образующиеся в отверждаемом под воздействием излучения покрытии, и т. д.). Содержание свободного изоцианата в B, измеренное в соответствии с DIN EN ISO 11 909, находится в диапазоне обычно 5-20% по весу. Предпочтительно содержание свободного изоцианата в B составляет 8-20% по весу и более предпочтительно 10-18 % по весу. Весовое соотношение B/A предпочтительно находится в диапазоне 0,03/0,2. Весовое соотношение B/A в диапазоне 0,05/0,1 является особенно предпочтительным. Помимо полимеров A и B, отверждаемые под воздействием излучения препараты могут также содержать соединение, отличное от полимера A и полимера B, и характеризующееся молекулярной массой менее 800 г/моль и способное к полимеризации по катионному или свободно-радикальному механизму. Данные соединения в целом содержат по меньшей мере одну этиленненасыщенную двойную связь и/или одну эпоксигруппу и характеризуются молекулярной массой, составляющей менее 800 г/моль. Такие соединения в целом предназначены для регулирования консистенции до желаемой рабочей консистенции отверждаемых под воздействием излучения препаратов. Это особенно важно, если препарат не содержит других разбавителей, например воду и/или инертные органические растворители, или содержит их только в незначительном количестве. Такие соединения, следовательно, также называются реактивными разбавителями. Доля реактивных разбавителей, в пересчете на общее количество (A+B) и реактивного разбавителя в отверждаемом под воздействием излучения препарате, предпочтительно находится в диапазоне 0-90% по весу, и наиболее предпочтительно в диапазоне 5-50 % по весу. Предпочтительные реактивные разбавители представляют собой продукты этерификации двух- или многоатомных спиртов с акриловой и/или метакриловой кислотой. Такие соединения обычно называются полиакрилатами или простыми полиэфирными акрилатами. Гександиолдиакрилат, трипропиленгликольдиакрилат и триметилолпропантриакрилат являются особенно предпочтительными. Отверждаемые под воздействием излучения композиции могут также содержать полимеры, которые имеют катионно полимеризуемые группы, в частности эпоксигруппы. Они включают сополимеры этиленненасыщенных мономеров, причем сополимеры содержат, в качестве сомономеров, этиленненасыщенные глицидиловые простые эфиры и/или глицидиловые сложные эфиры этиленненасыщенных карбоновых кислот. Они также включают глицидиловые простые эфиры полимеров, содержащих группу OH, например простые полиэфиры, сложные полиэфиры, полиуретаны и новолаки, содержащие группу OH. Более того, они включают глицидиловые сложные эфиры полимеров, содержащих группы карбоновой кислоты. Если желательно наличие катионно полимеризуемого компонента, композиции могут содержать, вместо или совместно с катионно полимеризуемыми полимерами, низкомолекулярное катионно полимеризуемое соединение, например ди- или полиглицидиловый простой эфир низкомолекулярного ди- или полиола или сложный ди- или полиэфир низкомолекулярной двух- или многоосновной карбоновой кислоты.

Отверждаемые под воздействием излучения композиции содержат обычные вспомогательные вещества, например загустители, регуляторы текучести, противовспениватели, УФ-стабилизаторы, эмульгаторы, средства для снижения поверхностного натяжения и/или защитные коллоиды. Подходящие вспомогательные вещества хорошо известны специалисту в области технологии нанесения покрытий. Силиконы, в частности модифицированные полиэфиром полидиметилсилоксановые сополимеры, могут применяться в качестве поверхностно-активных добавок для обеспечения удовлетворительного смачивания подложки и удовлетворительных антикратерных свойств за счет уменьшения поверхностного натяжения покрытий. Подходящие стабилизаторы включают стандартные УФ-поглотители, например оксанилиды, триазины, бензотриазолы (получаемые в виде сортов Tinuvin™ от Ciba Geigy) и бензофеноны. Они могут применяться в сочетании с обычными акцепторами свободных радикалов, например стерически затрудненными аминами, такими как 2,2,6,6-тетраметилпиперидин и 2,6-ди-трет-бутилпиперидин (соединения HALS). Стабилизаторы обычно применяются в количествах 0,1-5,0% по весу и предпочтительно 0,3-2,5% по весу, в пересчете на вес полимеризуемых компонентов, присутствующих в препарате.

Если отверждение отверждаемого под воздействием излучения покрытия осуществляется под воздействием УФ-излучения (стадия f), подлежащие применению препараты содержат по меньшей мере один фотоинициатор. В данном случае следует провести различие между фотоинициаторами для отверждения по свободно-радикальному механизму (полимеризация этиленненасыщенных двойных связей) и фотоинициаторами для отверждения по катионному механизму (катионная полимеризация этиленненасыщенных двойных связей или полимеризация соединений, содержащих эпоксигруппы). Фотоинициаторы не нужны для композиций, отверждаемых под воздействием электронно-лучевого излучения.

Подходящие фотоинициаторы для свободно-радикальной фотополимеризации, т. е. полимеризации этиленненасыщенных двойных связей, представляют собой бензофенон и производные бензофенона, например 4-фенилбензофенон и 4-хлорбензофенон, тетраметилдиаминобензофенон, антрон, производные ацетофенона, например 1-бензоилциклогексан-1-ол, 2-гидрокси-2,2-диметилацетофенон и 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон, бензоин и простые эфиры бензоина, например, простой метиловый эфир бензоина, простой этиловый эфир бензоина и простой бутиловый эфир бензоина, бензилкетали, например бензилдиметилкетали, 2-метил-1-[4-(метилтио)фенил]-2-морфолинопропан-1-он, антрахинон и его производные, например бета-метилантрахинон и трет-бутилантрахинон, ацилфосфиноксиды, например 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид, этил-2,4,6-триметилбензоилфенилфосфинат и бис-ацилфосфиноксиды. Подходящие фотоинициаторы для катионной фотополимеризации, т. е. полимеризации винильных соединений или соединений, содержащих эпоксигруппы, представляют собой соли арилдиазония, например гексафторфосфат 4-метоксибензолдиазония, тетрафторборат бензолдиазония и тетрафторарсенат толуолдиазония, соли арилиодония, например гексафторарсенат дифенилиодония, соли арилсульфония, например гексафторфосфат трифенилсульфония, гексафторфосфат бензол- и толуолсульфония и бис-гексафторфосфат бис-[4-дифенилсульфониофенил]сульфида, дисульфоны, например дифенилдисульфон и фенил-4-толилдисульфон, диазодисульфоны, имидотрифлаты, бензоинтозилаты, соли изохинолиния, например гексафторфосфат N-этоксиизохинолиния, соли фенилпиридиния, например гексафторфосфат N-этокси-4-фенилпиридиния, соли пиколиния, например гексафторфосфат N-этокси-2-пиколиния, соли ферроцения, титаноцены и соли титаноцения.

Вышеупомянутые фотоинициаторы применяют в количествах 0,05-20% по весу, предпочтительно 0,1-10% по весу и в частности 0,1-5% по весу, в пересчете на вес полимеризуемых компонентов отверждаемой под воздействием излучения композиции.

Отверждаемые под воздействием излучения композиции применяют известным образом, например посредством распыления, затирки, нанесения ножевым устройством, нанесения кистью, нанесения валиком или наливом на цементно-стружечную плиту. Также понятно, что препарат можно применять по отношению к цементной плите посредством способов нанесения расплава или посредством способов покрытия порошком. Отверждаемую под воздействием излучения композицию применяют предпочтительно посредством нанесения покрытия валиком. Отверждаемую под воздействием излучения композицию обычно применяют с получением толщины в сухом состоянии в диапазоне 10-100 пм, предпочтительно 50-80 пм. Применение можно осуществлять либо при комнатной температуре, либо при повышенной температуре, но предпочтительно не выше 100°C. Покрытую жидкостью поверхность покрывают посредством валика проницаемой для излучения пленкой перед применением излучения. Принимают меру для обеспечения тесного контакта между покрытыми жидкостью панелями и контролируемым поверхностным слоем пленки с целью удаления захваченных пузырьков и воздушных карманов между вышележащей пленкой и панелью посредством валика. Данная пленка обеспечивает защиту от реакции разрушения цепи посредством радикалов кислорода и позволяет избежать применения атмосферы инертного газа в случае отверждения под воздействием электронно-лучевого излучения. Более того, данная покрывающая пленка имеет контролируемую глянцевую поверхность с предварительно определенным качеством поверхности на стороне, находящейся в контакте с поверхностью покрытой жидкостью панели. Подходящие проницаемые для излучения пленки представляют собой тонкие пластиковые пленки из сложного полиэфира или полиолефинов. Контролируемая глянцевая поверхность на проницаемой для излучения пленке может быть получена различными путями, такими как тиснение, печать, нанесение покрытия, травление, или посредством применения матирующих добавок. Более того, проницаемую для излучения пленку с ее равномерно распределенной поверхностной микрошероховатостью можно вероятно текстурировать, например, с обеспечением мечения.

Отверждаемое под воздействием излучения покрытие может быть отверждено посредством воздействия УФ-излучения с длиной волны в общем 200-600 нм. К подходящим примерам источников УФ-излучения относятся ртутные лампы высокого и среднего давления, легированные железом лампы, галлиевые лампы или лампы на парах свинца. Ртутные газоразрядные лампы среднего давления являются особенно предпочтительными, например источники CK или CK1 от компании IST (Institut für Strahlungstechnologie). Доза излучения, достаточная для сшивания, как правило, находится в диапазоне 80-3000 мДж/см². Любой присутствующий растворитель, в частности воду, удаляют путем высушивания перед отверждением на отдельной стадии высушивания, предшествующей отверждению, например путем нагревания до значений температуры в диапазоне 40-80°C, или посредством воздействия ИК-излучением.

В случае отверждения под воздействием электронно-лучевого излучения облучение осуществляют посредством высокоэнергетичных электронов (обычно от 100 до 350 кэВ, путем приложения высокого напряжения к вольфрамовым нитям внутри вакуумной камеры), и фактическая стадия обеспечения отверждения происходит в инертной атмосфере без содержания кислорода. После облучения покрывающую пленку удаляют, отделяя ее.

В других конкретных вариантах осуществления бесцветное покрытие, нанесенное на фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению, представляет собой комбинацию одного или более слоев традиционного бесцветного покрытия и одного или более слоев отверждаемого под воздействием излучения бесцветного покрытия.

В конкретных вариантах осуществления по меньшей мере один слой традиционной бесцветной композиции для покрытия и/или по меньшей мере один слой отверждаемого под воздействием излучения бесцветного покрытия изделий по настоящему изобретению содержат по меньшей мере один белый пигмент. В дополнительных конкретных вариантах осуществления по меньшей мере один слой традиционного бесцветного покрытия и/или отверждаемой под воздействием излучения бесцветной композиции для покрытия содержит от приблизительно 0,5 вес. % до приблизительно 4 вес. % белого пигмента (в пересчете на общий сухой вес композиции для покрытия). В дополнительных конкретных вариантах осуществления по меньшей мере один слой традиционного бесцветного покрытия и/или отверждаемого под воздействием излучения бесцветного покрытия содержит от приблизительно 1% до приблизительно 2% белого пигмента (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции указанного фиброцементного изделия). В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления по меньшей мере один слой традиционного бесцветного покрытия и/или отверждаемой под воздействием излучения бесцветной композиции для покрытия содержит от приблизительно 1 вес. % до приблизительно 2 вес. % TiO₂ (в пересчете на общий сухой вес композиции для покрытия).

В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения белые пигменты, подходящие для пигментации бесцветного покрытия для нанесения на фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению, являются по существу щелочестойкими пигментами, т. е. стойкими к pH, составляющему приблизительно 8 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 9 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 10 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 11 или больше, более конкретно стойкими к pH, составляющему более приблизительно 12 или более приблизительно 13.

Во втором аспекте настоящее изобретение предусматривает способы изготовления фиброцементных изделий светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением, при этом способы по меньшей мере включают стадии

a) обеспечения фиброцементного раствора, содержащего по меньшей мере белый цемент и синтетические волокна, при этом синтетические волокна являются пигментированными по меньшей мере одним темным пигментом, выбранным из группы, состоящей из черного пигмента, коричневого пигмента и серого пигмента;

b) изготовления фиброцементного изделия с применением способа получения фиброцемента;

c) отверждения фиброцементного изделия с получением таким образом фиброцементного изделия светлого оттенка.

На первой стадии a) способов согласно настоящему изобретению фиброцементный раствор может быть получен с использованием одного или более источников по меньшей мере белого цемента, воды и пигментированных синтетических волокон в количествах, раскрытых в данном документе выше. В некоторых конкретных вариантах осуществления такие один или более источников по меньшей мере белого цемента, воды и пигментированных синтетических волокон функционально соединены со смешивающим устройством непрерывного действия, выполненным с возможностью получения цементирующего фиброцементного раствора.

В конкретных вариантах осуществления настоящее изобретение предусматривает способы изготовления фиброцементных изделий светлого оттенка, при этом в ходе стадии a) обеспечения фиброцементного раствора в фиброцементный раствор добавляют по меньшей мере один белый пигмент. В дополнительных конкретных вариантах осуществления белый пигмент добавляют в количестве от приблизительно 3 вес. % до приблизительно 6 вес. % фиброцементного изделия (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции). В дополнительных конкретных вариантах осуществления по меньшей мере один белый пигмент представляет собой TiO₂.

После получения фиброцементного раствора изготовление фиброцементных изделий может быть выполнено согласно любой известной процедуре. Действительно, в способах по настоящему изобретению стадию b) обеспечения фиброцементного изделия можно осуществлять в соответствии с любым известным из уровня техники способом получения фиброцементных изделий, причем изделия содержат по меньшей мере белый цемент, воду и пигментированные синтетические волокна.

Способ, применяемый наиболее широко для изготовления фиброцементных изделий, представляет собой способ Гатчека, который выполняют с использованием модифицированной круглосеточной бумагоделательной машины. К другим способам изготовления, которые могут быть использованы, относятся способ Маньяни, впрыскивание, технология flow-on, экструзия и другие. В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия согласно настоящему изобретению получают с применением способа Гатчека. «Сырое», или неотвержденное, фиброцементное изделие необязательно затем сжимают, обычно под давлением в диапазоне от приблизительно 22 до приблизительно 30 МПа, с получением необходимой плотности.

Способы согласно настоящему изобретению могут дополнительно включать стадию разрезания фиброцементных изделий до предварительно определенной длины с образованием фиброцементного изделия. Разрезание фиброцементных изделий до предварительно определенной длины может быть осуществлено посредством любой технологии, известной из уровня техники, такой как, но без ограничения, гидроструйная резка, резка струей воздуха или т. п. Фиброцементные изделия могут быть разрезаны до любой требуемой длины и ширины, но предпочтительно до таких размеров, которые были ранее раскрыты в данном документе в отношении изделий по настоящему изобретению. Таким образом, в конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению могут быть разрезаны до конкретных размеров с получением фиброцементных плит, панелей, пластин, сайдинга, планок, плиток и т. д.

Специалисту в данной области техники будет понятно, что способы согласно настоящему изобретению могут также включать дополнительные стадии обработки полученных фиброцементных изделий.

Например, в определенных конкретных вариантах осуществления во время осуществления способов согласно настоящему изобретению фиброцементный раствор и/или фиброцементные изделия могут подвергаться различным промежуточным видам обработки, таким как, но без ограничения, обработка одним или более гидрофобными средствами, обработка одним или более флокулянтами, дополнительные или промежуточные стадии прессования и т. д.

Сразу после образования фиброцементных изделий их подрезают по боковым краям. Боковые полосы необязательно могут быть повторно использованы путем непосредственного смешивания с повторно используемой водой и направления смеси снова в систему смешивания.

На стадии c) способов по настоящему изобретению полученные фиброцементные изделия отверждают. Действительно, фиброцементные изделия после производства можно оставить для отверждения в течение некоторого времени в среде, в которой они образованы, или альтернативно их можно подвергнуть тепловому отверждению (например, с помощью автоклавирования или т. п.).

В конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия по настоящему изобретению отверждают на воздухе. Данная стадия отверждения на воздухе включает отверждение сырых фиброцементных изделий в условиях окружающей среды в течение приблизительно 2-4 недель, например, приблизительно 3 недель.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что отвержденные на воздухе фиброцементные изделия, полученные в соответствии со способами, раскрытыми в данном документе, демонстрируют особенно хорошие результаты, в частности, с учетом их механических характеристик, таких как ударная вязкость и механическая прочность. Это станет понятно из примеров, дополнительно описанных в данном документе.

В еще одних дополнительных конкретных вариантах осуществления «сырые» фиброцементные изделия можно сначала предварительно отверждать на воздухе, после чего, чтобы придать изделию его окончательные свойства, предварительно отвержденное изделие дополнительно отверждают на воздухе, пока оно не приобретет свою окончательную прочность.

В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения способы могут дополнительно включать стадию термического высушивания полученных фиброцементных изделий. После отверждения фиброцементное изделие, представляющее собой панель, лист или плиту и т. д., может все еще содержать значительное количество воды, присутствующей в виде влаги. Оно может составлять до 10 или даже до 15 вес. % в пересчете на вес сухого изделия. Вес сухого изделия определяют как вес изделия, когда изделие подвергается высушиванию при температуре 105 °C в печи с вентиляцией, пока не получают постоянный вес.

В определенных вариантах осуществления фиброцементное изделие высушивают. Такое высушивание осуществляют предпочтительно путем высушивания на воздухе и прекращают, когда весовой процент влаги фиброцементного изделия становится меньшим или равным 8 вес. %, даже меньшим или равным 6 вес. % в пересчете на вес сухого изделия и наиболее предпочтительно находится в диапазоне от 4 вес. % до 6 вес. % включительно.

Во время стадии (a) способов по настоящему изобретению в фиброцемент можно добавить один или более белых пигментов с целью повышения интенсивности светлого оттенка или белого цвета фиброцементного изделия при изготовлении. Способы окрашивания фиброцементных изделий в массе известны специалисту в данной области техники.

Это может обеспечиваться, например (но не обязательно исключительно таким образом), путем добавления одного или более белых пигментов в фиброцементный раствор перед изготовлением фиброцементного изделия

В конкретных вариантах осуществления способов по настоящему изобретению по меньшей мере один белый пигмент для применения в фиброцементных изделиях по настоящему изобретению представляет собой белый оксид титана. В дополнительных конкретных вариантах осуществления по меньшей мере один белый пигмент для применения в фиброцементных изделиях по настоящему изобретению представляет собой белый оксид титана в общем количестве приблизительно 3-6 вес. % (вес. % всего пигмента в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции).

В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения белые пигменты, подходящие для применения в фиброцементных изделиях по настоящему изобретению, являются по существу щелочестойкими, т. е. стойкими к pH, составляющему приблизительно 8 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 9 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 10 или больше, например, стойкими к pH, составляющему приблизительно 11 или больше, более конкретно стойкими к pH, составляющему более приблизительно 12 или более приблизительно 13.

В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения способы могут дополнительно включать стадию поверхностной обработки полученных непокрытых фиброцементных изделий светлого оттенка. Виды поверхностной обработки могут включать без ограничения абразивно-струйную обработку, гравирование, тиснение и т. п. декоративного узора на поверхность фиброцементного изделия или в нее.

В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения способы могут дополнительно включать стадию покрытия полученных фиброцементных изделий светлого оттенка бесцветным традиционным покрытием и/или бесцветным отверждаемым под воздействием излучения покрытием, подробно описанным в данном документе.

В третьем аспекте настоящее изобретение предусматривает фиброцементные изделия светлого оттенка, получаемые посредством любого из способов в соответствии с настоящим изобретением.

В четвертом аспекте настоящее изобретение предусматривает варианты применения фиброцементных изделий светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением в качестве строительных материалов.

В конкретных вариантах осуществления настоящее изобретение предусматривает варианты применения фиброцементных изделий светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением в качестве внешней поверхности стен, применяемых внутри или снаружи, например, в качестве фасадной плиты, сайдинга и т. д. В других конкретных вариантах осуществления фиброцементные изделия светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением можно использовать для применения в качестве настила или напольного покрытия, применения в качестве ограждений и/или применения в качестве покрытий.

Далее настоящее изобретение будет дополнительно подробно проиллюстрировано со ссылкой на следующие примеры.

ПРИМЕРЫ

Следует понимать, что следующие примеры, предоставленные для иллюстративных целей, не должны рассматриваться как ограничивающие объем настоящего изобретения. Несмотря на то, что выше было подробно описано лишь несколько примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, специалисты в данной области техники легко поймут, что без существенного отступления от новых идей и преимуществ настоящего изобретения в отношении примерных вариантов осуществления может быть предложено много модификаций. Соответственно, предполагается, что все такие модификации включены в объем настоящего изобретения, который определяется следующей формулой изобретения и всеми ее эквивалентами. Кроме того, следует иметь в виду, что может быть разработано много вариантов осуществления, которые не обеспечивают всех преимуществ некоторых вариантов осуществления, причем отсутствие конкретных преимуществ не должно быть истолковано как обязательно указывающее на то, что тот или иной вариант осуществления не входит в объем настоящего изобретения.

Из результатов экспериментов, описанных ниже, будет понятно, что фиброцементные изделия по настоящему изобретению характеризуются привлекательным эстетичным внешним видом благодаря их аспекту светлого оттенка и их оригинальному узору поверхности, достигнутым посредством наличия пигментированных темными пигментами синтетических волокон (как показано на фигурах 1-6).

Пример 1: Изготовление фиброцементных изделий светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением

Фиброцементные изделия получали с помощью способов согласно настоящему изобретению, описанных в данном документе, в соответствии со следующими конкретными вариантами осуществления.

1.1. Материалы и способы

1.1.1. Производство образцов фиброцементного раствора

Составы водного фиброцементного раствора получали так, как показано в таблице 1. В эти составы могли добавлять другие добавки, которые существенно не влияют на полученные результаты относительно настоящего изобретения.

1.1.2. Изготовление фиброцементного изделия с помощью небольшой листоформовочной машины Гатчека

Цементные изделия изготавливали с применением технологии Гатчека в опытном способе, в котором воспроизводили основные характеристики изделий, получаемых с помощью промышленного способа.

Сырые листы прессовали при 230 кг/см² и отверждали на воздухе путем подвергания их отверждению при 60°C в течение 8 часов, а затем отверждению в условиях окружающей среды. Через две недели половину образованных фиброцементных изделий оставляли непокрытыми и половину образованных фиброцементных изделий покрывали традиционным бесцветным покрытием, содержащим 1-2% TiO₂ в верхнем слое. Все полученные изделия осматривали и фотографировали и измерения коэффициента отражения осуществляли для определения белизны изделий.

Таблица 1. Фиброцементный состав фиброцементного изделия светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением (PVA: поливиниловый спирт; PP: полипропилен; вес. % относится к массе компонента относительно общей массы всех компонентов, кроме свободной воды, т. е. в пересчете на сухое вещество.

*Отбеленная крафт-целлюлоза из мягкой древесины

**Синтетические PP-волокна были пигментированы серым пигментом во время получения и измельчены после этого. Измельчение PP-волокон обеспечивало распределение длин от приблизительно 0,2 мм до приблизительно 3 мм со средней длиной волокна от приблизительно 1 мм до приблизительно 2 мм. RGB-цветом волокон являлся красный: 178; зеленый: 176; синий: 170 (код HEX: B2 B0 AA).

1.2. Результаты

Белизна полученного непокрытого фиброцементного изделия светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением, выраженная в виде L*a*b L-значения, составляла L*= 87,98, a*= 0,23, b*= 4,48 (Cie-Lab).

Белизна полученного покрытого фиброцементного изделия светлого оттенка в соответствии с настоящим изобретением, выраженная в виде L*a*b L-значения, составляла L*= 87,18, a*= 0,05, b*= 4,21 (Cie-Lab).

На фигурах 1-6 показано, что поверхность фиброцементных изделий по настоящему изобретению демонстрирует текстуру и цвет основных материалов, что придает изделиям натуральный, но современный вид. В частности, фиброцементные изделия светлого оттенка по настоящему изобретению демонстрируют натуральную текстуру как цемента (который имеет белый цвет или светлый оттенок), так и синтетических волокон (которые имеют темный цвет), создавая привлекательный контраст между обоими компонентами.

1. Фиброцементное изделие светлого оттенка, содержащее по меньшей мере белый цемент и синтетические волокна, где синтетические волокна являются пигментированными по меньшей мере одним темным пигментом, выбранным из группы, состоящей из черного пигмента, коричневого пигмента, синего пигмента, красного пигмента, зеленого пигмента и серого пигмента.

2. Фиброцементное изделие светлого оттенка по п. 1, где указанные синтетические волокна представляют собой полипропиленовые волокна.

3. Фиброцементное изделие светлого оттенка по п. 1 или 2, где указанные синтетические волокна представляют собой полипропиленовые волокна, имеющие толщину приблизительно 70 децитекс.

4. Фиброцементное изделие светлого оттенка по любому из пп. 1-3, где указанные синтетические волокна представляют собой измельченные полипропиленовые волокна, имеющие среднюю длину от приблизительно 1 мм до приблизительно 2 мм.

5. Фиброцементное изделие светлого оттенка по любому из пп. 1-4, где указанные синтетические волокна являются пигментированными по меньшей мере одним темным пигментом, который представляет собой серый оксид железа, черный оксид железа, коричневый оксид железа или сажу.

6. Фиброцементное изделие светлого оттенка по любому из пп. 1-5, которое дополнительно содержит белый пигмент.

7. Фиброцементное изделие светлого оттенка по п. 6, где указанный белый пигмент представляет собой оксид титана (TiO₂).

8. Фиброцементное изделие светлого оттенка по п. 6 или 7, где указанный белый пигмент присутствует в количестве от приблизительно 3 вес.% до приблизительно 6 вес.% (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции указанного фиброцементного изделия).

9. Фиброцементное изделие светлого оттенка по любому из пп. 1-8, которое дополнительно содержит известняк (CaCO₃) в количестве от приблизительно 5 вес.% до приблизительно 15 вес.% (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции указанного фиброцементного изделия).

10. Фиброцементное изделие светлого оттенка по любому из пп. 1-9, которое является покрытым бесцветным покрытием.

11. Фиброцементное изделие светлого оттенка по п. 10, где указанное бесцветное покрытие содержит от приблизительно 0,5 вес.% до приблизительно 4 вес.% белого пигмента (в пересчете на общий сухой вес фиброцементной композиции указанного фиброцементного изделия).

12. Фиброцементное изделие светлого оттенка по п. 11, где указанный белый пигмент представляет собой оксид титана (TiO₂).

13. Способ изготовления фиброцементного изделия светлого оттенка по любому из пп. 1-12, включающий по меньшей мере стадии

d) обеспечения фиброцементного раствора, содержащего по меньшей мере белый цемент и синтетические волокна, при этом синтетические волокна являются пигментированными по меньшей мере одним темным пигментом, выбранным из группы, состоящей из черного пигмента, коричневого пигмента и серого пигмента;

e) изготовления фиброцементного изделия с применением способа получения фиброцемента;

f) отверждения фиброцементного изделия с получением таким образом указанного фиброцементного изделия светлого оттенка.

14. Способ по п. 13, где указанная стадия c) отверждения фиброцементного изделия предусматривает отверждение на воздухе фиброцементного изделия.

15. Применение фиброцементного изделия светлого оттенка по любому из пп. 1-12 в качестве строительного материала.