RU2800147C2 - Borate and silicate coating for improving acoustic characteristics of panels and methods for its manufacture - Google Patents

Borate and silicate coating for improving acoustic characteristics of panels and methods for its manufacture Download PDF

Info

Publication number
RU2800147C2
RU2800147C2 RU2020140871A RU2020140871A RU2800147C2 RU 2800147 C2 RU2800147 C2 RU 2800147C2 RU 2020140871 A RU2020140871 A RU 2020140871A RU 2020140871 A RU2020140871 A RU 2020140871A RU 2800147 C2 RU2800147 C2 RU 2800147C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coating
panel
inorganic binder
silicate
coating layer
Prior art date
Application number
RU2020140871A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020140871A (en
Inventor
Цинхуа Ли
Назер АЛЬДАБАЙБЕХ
Original Assignee
ЮЭсДжи ИНТЕРИОРС, ЛЛК
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЮЭсДжи ИНТЕРИОРС, ЛЛК filed Critical ЮЭсДжи ИНТЕРИОРС, ЛЛК
Publication of RU2020140871A publication Critical patent/RU2020140871A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2800147C2 publication Critical patent/RU2800147C2/en

Links

Abstract

FIELD: fibrous panels.
SUBSTANCE: invention relates to coatings for improving the acoustic characteristics of panels and methods for their manufacture. The invention proposes is a fibrous panel containing starch and mineral wool fiber, having a rear surface and an opposite front surface, where the panel has a cured coating layer that contains from 10 to 100 wt.% of an inorganic binder, based on the total dry coating weight, while the specified inorganic binder comprises a borate salt and at least one of an alkali metal silicate or an alkaline earth metal silicate, and the inorganic binder is water soluble. A method for coating a fibrous panel is also proposed.
EFFECT: panel has improved acoustic performance and increased sag resistance.
10 cl, 1 dwg, 3 tbl, 2 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

[0001] Данное изобретение в целом относится к отверждаемой композиции покрытия для акустических панелей, акустическим панелям, покрытых отверждаемой композицией покрытия согласно данному изобретению, и к способам его изготовления. Более конкретно, данное изобретение относится к отверждаемому покрытию, включающему неорганическое боратное и силикатное связующее вещество, при этом указанное связующее вещество является водорастворимым. [0001] This invention generally relates to a curable coating composition for acoustic panels, acoustic panels coated with a curable coating composition according to this invention, and methods of making the same. More specifically, this invention relates to a curable coating comprising an inorganic borate and silicate binder, said binder being water soluble.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Акустические панели (или плиты) представляют собой специально разработанные системы, которые предназначены для улучшения акустических свойств путем поглощения звука и/или уменьшения передачи звука в помещении, например, в комнате, коридоре, конференц-зале или тому подобном помещении. Хотя существует множество типов акустических панелей, общее разнообразие акустических панелей обычно состоит из волокон минеральной ваты, наполнителей, красителей и связующих веществ, описанных, например, в патенте США № 1 769 519. Эти материалы, помимо множества других, могут применяться для придания акустическим панелям требуемых акустических свойств и других свойств, таких как цвет и внешний вид. [0002] Acoustic panels (or slabs) are specially designed systems that are designed to improve acoustic properties by absorbing sound and/or reducing sound transmission in a room, such as a room, hallway, conference room, or the like. Although there are many types of acoustic panels, the general variety of acoustic panels typically consists of mineral wool fibers, fillers, dyes, and binders, as described in, for example, US Pat.

[0003] Для изготовления панелей, волокна, наполнители, объемообразующие вещества, связующие вещества, вода, поверхностно-активные вещества и другие добавки обычно комбинируют для образования суспензии и обрабатывают. Целлюлозные волокна обычно поставляются в виде переработанной газетной бумаги. Объемообразующее вещество обычно представляет собой вспученный перлит. Наполнители могут включать глину, карбонат кальция или сульфат кальция. Связующие вещества могут включать крахмал, латекс и восстановленные бумажные продукты, связанные вместе с целью создания связующей системы, которая облегчает фиксацию всех ингредиентов в желаемой структурной матрице. [0003] To make panels, fibers, fillers, bulking agents, binders, water, surfactants, and other additives are typically combined to form a slurry and processed. Cellulose fibers are usually supplied in the form of recycled newsprint. The bulking agent is typically expanded perlite. Fillers may include clay, calcium carbonate or calcium sulfate. Binders may include starch, latex, and reconstituted paper products bonded together to create a binder system that facilitates fixation of all ingredients in the desired structural matrix.

[0004] Органические связующие вещества, такие как крахмал, часто являются основным связующим компонентом, обеспечивающим структурную адгезию панели. Крахмал является предпочтительным органическим связующим веществом, поскольку, среди прочих причин, он относительно недорог. Например, панели, содержащие газетную бумагу, минеральную вату и перлит, можно экономично связать вместе с помощью крахмала. Крахмал придает прочность и долговечность конструкции панели, но он подвержен проблемам, вызванным влагой. Влага может привести к размягчению и провисанию панели, что придает неприглядный вид потолку и может привести к ослаблению панели. [0004] Organic binders, such as starch, are often the primary binder that provides structural adhesion to the panel. Starch is the preferred organic binder because, among other reasons, it is relatively inexpensive. For example, panels containing newsprint, mineral wool and perlite can be economically bonded together using starch. Starch gives strength and durability to the panel structure, but is susceptible to problems caused by moisture. Moisture can cause the panel to soften and sag, giving an unsightly appearance to the ceiling and may cause the panel to weaken.

[0005] Один из способов, применяемых для решения проблем, вызванных влагой в панелях, заключается в нанесении на заднюю часть панелей покрытия на основе меламиноформальдегидной смолы с добавлением или без мочевиноформальдегидного компонента. Когда такое покрытие на основе формальдегидной смолы подвергается воздействию влаги или влажности, оно имеет тенденцию сопротивляться сжимающим силам на задней поверхности, возникающим в результате нисходящего провисания. [0005] One of the methods used to solve problems caused by moisture in the panels is to apply a melamine formaldehyde resin coating on the back of the panels with or without the addition of a urea formaldehyde component. When such a formaldehyde resin coating is exposed to moisture or humidity, it tends to resist back surface compressive forces resulting from downward sagging.

[0006] Отвержденные меламиноформальдегидные смолы при правильном отверждении имеют жесткую и хрупкую поперечно сшитую структуру. Эта жесткая конструкция функционирует так, чтобы противостоять сжимающим силам на задней поверхности, возникающим в результате нисходящего провисания. Однако формальдегидные смолы имеют тенденцию выделять формальдегид, который является известным веществом раздражающего действия из окружающей среды. [0006] Cured melamine-formaldehyde resins, when properly cured, have a hard and brittle cross-linked structure. This rigid structure functions to withstand backside compressive forces resulting from downward sag. However, formaldehyde resins tend to release formaldehyde, which is a known environmental irritant.

[0007] С целью уменьшения выбросов формальдегида, добавляли вещества, реагирующие с формальдегидом, такие как мочевина, для удаления свободного формальдегида. К сожалению, такие низкомолекулярные поглощающие агенты могут блокировать реакционные группы формальдегидной смолы и, таким образом, предотвращать возникновение значительных уровней поперечного сшивания. В результате этого никогда не образуется желаемая структура полимера с высоким уровнем поперечного сшивания. Полученное покрытие непрочное и не будет сопротивляться провисанию. [0007] In order to reduce formaldehyde emissions, formaldehyde-reactive agents such as urea were added to remove free formaldehyde. Unfortunately, such low molecular weight scavenging agents can block formaldehyde resin reactive groups and thus prevent significant levels of crosslinking from occurring. As a result, the desired polymer structure with a high level of cross-linking is never formed. The resulting coating is fragile and will not resist sagging.

[0008] Несмотря на то, что существует множество коммерчески доступных акустических панелей, классифицируемых как источники низких выбросов летучих органических химикатов (VOC), эти продукты тем не менее выделяют обнаруживаемые уровни формальдегида из-за присутствия различных компонентов, выделяющих формальдегид, которые используются в этих панелях. Хотя выбросы формальдегида, которые образуются во время теплового воздействия в производственном процессе, могут выводиться в выводные трубы или термические окислители, полученный продукт все равно будет содержать остаточный формальдегид, который может выделяться после установки. Снижение выбросов формальдегида или устранение таких выбросов обеспечит улучшение качества воздуха в помещениях в тех местах, где установлены акустические панели, таких как общественные здания, включая школы, медицинские учреждения или офисные здания. [0008] While there are many commercially available acoustic panels classified as sources of low volatile organic chemical (VOC) emissions, these products nevertheless emit detectable levels of formaldehyde due to the presence of various formaldehyde releasing components that are used in these panels. Although formaldehyde emissions that are generated during heat exposure in the manufacturing process may be vented to exhaust pipes or thermal oxidizers, the resulting product will still contain residual formaldehyde that may be released after installation. Reducing or eliminating formaldehyde emissions will improve indoor air quality in areas where acoustic panels are installed, such as public buildings, including schools, healthcare facilities, or office buildings.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0009] В одном аспекте данного изобретения предлагается волокнистая панель с покрытием, содержащая волокнистую панель, имеющую заднюю поверхность и противоположную лицевую поверхность, покрытую слоем отвержденного покрытия, расположенного по меньшей мере на одной поверхности панели, при этом указанный слой отвержденного покрытия составляет от около 10 до 100 мас.% неорганического связующего вещества из расчета на общую массу сухого покрытия, при этом указанное неорганическое связующее вещество включает боратную соль и силикат металла, выбранный из группы, состоящей из силикатов щелочных металлов, силикатов щелочноземельных металлов и их комбинаций, и при этом указанное неорганическое связующее вещество является водорастворимым. [0009] In one aspect of the present invention, a coated fibrous panel is provided comprising a fibrous panel having a back surface and an opposite front surface coated with a cured coating layer located on at least one surface of the panel, said cured coating layer being from about 10 to 100 wt. one of the group consisting of alkali metal silicates, alkaline earth metal silicates and combinations thereof, wherein said inorganic binder is water soluble.

[0010] В другом аспекте данного изобретения предлагается способ покрытия волокнистой панели, включающий обеспечение волокнистой панели, имеющей заднюю поверхность и противоположную лицевую поверхность, и нанесение первого слоя покрытия по меньшей мере на одну поверхность волокнистой панели, при этом указанный первый слой покрытия содержит неорганическое связующее вещество, при этом указанное неорганическое связующее вещество присутствует в количестве от около 10 до 100 мас.% из расчета на общую массу сухого первого слоя покрытия, и при этом указанное неорганическое связующее вещество включает боратную соль и силикат металла, выбранный из группы, состоящей из силиката щелочного металла, силиката щелочноземельного металла и их комбинации, и при этом указанное неорганическое связующее вещество является водорастворимым. [0010] In another aspect of the present invention, a method of coating a fibrous panel is provided, comprising providing a fibrous panel having a back surface and an opposite front surface, and applying a first coating layer to at least one surface of the fibrous panel, wherein said first coating layer contains an inorganic binder, wherein said inorganic binder is present in an amount of from about 10 to 100 wt.% based on the total weight of the dry first layer of coating, and while the specified inorganic binder includes a borate salt and a metal silicate selected from the group consisting of alkali metal silicate, alkaline earth metal silicate and combinations thereof, and said inorganic binder is water soluble.

[0011] В другом аспекте данного изобретения предлагается отверждаемая композиция покрытия для повышения устойчивости волокнистой панели к провисанию, при этом отверждаемая композиция покрытия содержит от около 10 до 100 мас.% неорганического связующего вещества из расчета на общую массу сухого покрытия, образованного из нее, при этом указанное неорганическое связующее вещество включает боратную соль и силикат металла, выбранный из группы, состоящей из силиката щелочного металла, силиката щелочноземельного металла и их комбинаций, и при этом указанное неорганическое связующее вещество является водорастворимым. [0011] In another aspect of the present invention, there is provided a curable coating composition for improving the sag resistance of a fibrous panel, wherein the curable coating composition contains from about 10 to 100 wt % of an inorganic binder based on the total dry weight of the coating formed therefrom, said inorganic binder comprising a borate salt and a metal silicate selected from the group consisting of alkali metal silicate, alkaline earth metal silicate and their combinations, wherein said inorganic binder is water soluble.

[0012] Дополнительные аспекты и преимущества данного изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники из обзора последующего подробного описания. Хотя способы и композиции допускают варианты осуществления данного изобретения в различных формах, последующее описание включает конкретные варианты осуществления изобретения с пониманием того, что описание изобретения является иллюстративным и не предназначено для ограничения изобретения конкретными вариантами его осуществления, описанными в данном документе. [0012] Additional aspects and advantages of the present invention will be apparent to those skilled in the art from a review of the following detailed description. Although the methods and compositions allow for embodiments of the present invention in various forms, the following description includes specific embodiments of the invention with the understanding that the description of the invention is illustrative and is not intended to limit the invention to the specific embodiments described herein.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHICS

[0013] На Фиг. 1 схематично продемонстрирован вид в перспективе покрытой панели, имеющей покрытие, согласно варианту осуществления данного изобретения. [0013] In FIG. 1 is a schematic perspective view of a coated panel having a coating according to an embodiment of the present invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0014] В данном описании представлена волокнистая панель с покрытием, включающая волокнистую панель, имеющую заднюю поверхность и противоположную лицевую поверхность, покрытую слоем отвержденного покрытия, расположенного по меньшей мере на одной поверхности панели, при этом указанный слой отвержденного покрытия включает от 10 до 100 мас.% неорганического связующего вещества из расчета на общую массу сухого покрытия, при этом указанное неорганическое связующее вещество включает боратную соль и силикат металла, выбранный из группы, состоящей из силиката щелочного металла, силиката щелочноземельного металла и их комбинаций, и при этом указанное неорганическое связующее вещество является водорастворимым. [0014] This description presents a coated fibrous panel, including a fibrous panel having a back surface and an opposite front surface coated with a layer of a cured coating located on at least one surface of the panel, while the specified layer of the cured coating includes from 10 to 100 wt.% of an inorganic binder based on the total weight of the dry coating, while the specified inorganic binder includes a borate salt and a metal silicate selected from the group, with consisting of an alkali metal silicate, an alkaline earth metal silicate, and combinations thereof, wherein said inorganic binder is water soluble.

[0015] В данном контексте термины «панель» и «плита» следует считать взаимозаменяемыми. Точно так же следует считать взаимозаменяемыми термины «волокнистая панель», «потолочная плита» и «акустическая плита». [0015] In this context, the terms "panel" and "slab" should be considered interchangeable. Likewise, the terms "fibreboard", "ceiling board" and "acoustic board" should be considered interchangeable.

[0016] В данном контексте термины «композиция покрытия» и «слой покрытия» следует считать взаимозаменяемыми, поскольку термин «слой покрытия» применяется для обозначения композиции покрытия при нанесении или напылении на волокнистую панель. В данном контексте термины «сухое покрытие», «слой сухого покрытия» или «слой отвержденного покрытия» могут применяться взаимозаменяемо для обозначения заключительного покрытия на покрытой волокнистой панели после проведения любых этапов сушки и/или отверждения. То есть любой водный растворитель, применяемый для смешивания неорганических связующих веществ по данному изобретению, таких как вода и т.п., которые могли присутствовать в композиции покрытия, был испарен или обезвожен посредством нагревания, химического отверждения или любого другого процесса, подходящего для сушки волокнистой панели с покрытием. [0016] In this context, the terms "coating composition" and "coating layer" should be considered interchangeable, since the term "coating layer" is used to refer to the coating composition when applied or sprayed onto a fibrous panel. In this context, the terms "dry coating", "dry coating layer" or "cured coating layer" can be used interchangeably to refer to the final coating on the coated fibrous panel after any drying and/or curing steps. That is, any aqueous solvent used to mix the inorganic binders of this invention, such as water and the like, that may be present in the coating composition has been evaporated or dehydrated by heating, chemical curing, or any other process suitable for drying the coated fibrous panel.

[0017] Волокнистые панели с покрытием согласно данному описанию обладают преимуществом, заключающимся в значительно меньшем провисании по сравнению с волокнистыми панелями без покрытия, а также волокнистые панели, имеющие покрытие, включающее только металлосиликатное связующее вещесто (то есть неорганическое связующее вещество не включает боратную соль), характеризуются по меньшей мере аналогичным, если не улучшенным, сопротивлением провисанию по сравнению с готовыми волокнистыми панелями, имеющими стандартное формальдегидное покрытие. [0017] Coated fibrous panels as described herein have the advantage of significantly less sag compared to uncoated fibrous panels, and fibrous panels coated with a metal silicate binder only (i.e., the inorganic binder does not include borate salt) have at least a similar, if not improved, sag resistance compared to finished fibrous panels having standard formaldehyde. cover.

[0018] Необязательно, слой покрытия по существу не содержит формальдегида и по существу не содержит органического полимерного связующего вещества (веществ). Аналогичным образом, в вариантах осуществления данного изобретения неорганическое связующее вещество по существу не содержит формальдегид и практически не содержит органических полимерных связующих веществ. Когда слой (слои) покрытия покрытых волокнистых панелей по данному изобретению по существу не содержит формальдегид и/или органические полимерные связующие вещества, он обладает преимуществом, заключающимся в пониженном риске выделения формальдегида даже по сравнению с известными покрытиями, не содержащими формальдегида. В частности, покрытия для акустических панелей, не содержащие формальдегид, обычно включают органические полимерные связующие вещества. Некоторые органические полимерные связующие вещества по своей природе содержат, высвобождают, выделяют или генерируют поддающиеся обнаружению и количественной оценке уровни формальдегида. Таким образом, даже если формальдегид может не быть компонентом органического полимерного связующего вещества, применяемого в покрытии для акустических панелей, панель все же может высвобождать, выделять или генерировать формальдегид по ряду причин, включая, например, разложение органических полимерных связующих веществ. В вариантах осуществления данного изобретения, в которых композиции для покрытия согласно описанию по существу не содержат органических полимерных связующих веществ, указанные композиции для покрытия и волокнистые панели с покрытием не содержат и не выделяют формальдегид, ассоциированный с разрушением таких органических полимерных связующих веществ. [0018] Optionally, the coating layer is substantially free of formaldehyde and substantially free of organic polymeric binder(s). Similarly, in embodiments of the invention, the inorganic binder is substantially free of formaldehyde and substantially free of organic polymeric binders. When the coating layer(s) of the coated fibrous panels of this invention are substantially free of formaldehyde and/or organic polymeric binders, it has the advantage of a reduced risk of formaldehyde emission, even compared to known formaldehyde-free coatings. In particular, formaldehyde-free acoustic panel coatings typically include organic polymer binders. Some organic polymeric binders inherently contain, release, release or generate detectable and quantifiable levels of formaldehyde. Thus, even though formaldehyde may not be a component of the organic polymeric binder used in acoustic panel coating, the panel may still release, emit, or generate formaldehyde for a variety of reasons, including, for example, degradation of the organic polymeric binders. In embodiments of the present invention wherein the coating compositions as described are substantially free of organic polymeric binders, said coating compositions and coated fibrous panels do not contain or emit formaldehyde associated with degradation of such organic polymeric binders.

[0019] В альтернативных вариантах осуществления данного изобретения слой покрытия включает дополнительные связующие вещества, включая, но не ограничиваясь ими, органические полимерные связующие вещества. [0019] In alternative embodiments of this invention, the coating layer includes additional binders, including, but not limited to, organic polymeric binders.

[0020] В данном контексте термин «по существу не содержит формальдегид» означает, что слой покрытия и/или связующее вещество не изготовлены с применением формальдегида или образующих формальдегид химикатов и не будут выделять формальдегид при нормальных условиях эксплуатации. Термин «по существу не содержит формальдегид» может быть дополнительно определен как означающий отсутствие намеренно или специально добавленного формальдегида, так что случайное или фоновое количество формальдегида (например, менее 100 частей на миллиард) может присутствовать в композиции покрытия. Некоторые добавки, такие как консерванты во влажном состоянии или биоциды, включенные в обработку поверхности и покрытия оборотной стороны, могут высвобождать, выделять или генерировать поддающиеся обнаружению и количественной оценке уровни формальдегида. Таким образом, даже если формальдегид не может быть специально добавленным компонентом, применяемым в акустических панелях, указанная панель все же может высвобождать, выделять или генерировать формальдегид по ряду причин, включая, например, разложение биоцидов. [0020] In this context, the term "substantially free of formaldehyde" means that the coating layer and/or binder is not made with formaldehyde or formaldehyde-forming chemicals and will not emit formaldehyde under normal operating conditions. The term "substantially free of formaldehyde" may be further defined as meaning the absence of intentionally or intentionally added formaldehyde, such that an incidental or background amount of formaldehyde (eg, less than 100 ppb) may be present in the coating composition. Some additives, such as wet preservatives or biocides, included in surface treatments and back coatings can release, release, or generate detectable and quantifiable levels of formaldehyde. Thus, even though formaldehyde may not be a specially added component used in acoustic panels, said panel may still release, emit, or generate formaldehyde for a variety of reasons, including, for example, biocide degradation.

[0021] Количество формальдегида, присутствующего в композиции покрытия, можно определить в соответствии с ASTM D5197 путем нагревания высушенных образцов покрытия до 115°C в увлажненной микрокамере Markes и затем сбора выбросов в контролируемых условиях с применением картриджа 2,4-динитрофенилгидразина (DNPH). После экспонирования картридж DNPH промывают ацетонитрилом, промывочный раствор ацетонитрила разбавляют до объема 5 мл и образец анализируют с помощью жидкостной хроматографии. Результаты представляют в мкг/мг образца покрытия и сравнивают с контрольным образцом. Образцы, которые находятся в пределах экспериментальной ошибки контрольного образца в ходе репрезентативной серии испытаний, явно по существу не содержат формальдегида. [0021] The amount of formaldehyde present in a coating composition can be determined in accordance with ASTM D5197 by heating dried coating samples to 115°C in a Markes humidified microchamber and then collecting emissions under controlled conditions using a 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) cartridge. After exposure, the DNPH cartridge is washed with acetonitrile, the acetonitrile wash solution is diluted to 5 ml, and the sample is analyzed by liquid chromatography. The results are presented in µg/mg of the coating sample and compared with a control sample. Samples that are within the experimental error of the control sample over a representative series of tests are clearly substantially free of formaldehyde.

[0022] В данном контексте термин «по существу не содержит органического полимерного связующего везщества» означает, что неорганическое связующее вещество не содержит органического полимерного связующего вещества, и что композиция покрытия, включающая неорганическое связующее вещество, также не содержит значительных количеств специально добавленного органического полимерного связующего вещества. Таким образом, случайное или фоновое количество органического полимерного связующего вещества (например, менее чем около 100 частей на миллиард) может присутствовать в композициях для покрытий согласно данному изобретению (например, выщелоченное из материала сердцевины панели) и находится в пределах объема данного изобретения. В данном контексте термин «органическое полимерное связующее вещество» включает органические полимеры и олигомеры и дополнительно включает органические мономеры, которые могут полимеризоваться in situ (с отверждением или без него) с образованием органического полимера. [0022] In this context, the term "substantially free of organic polymeric binder" means that the inorganic binder does not contain an organic polymeric binder, and that the coating composition comprising the inorganic binder also does not contain significant amounts of specifically added organic polymeric binder. Thus, an occasional or background amount of organic polymeric binder (e.g., less than about 100 ppb) may be present in the coating compositions of this invention (e.g., leached from the panel core material) and is within the scope of this invention. As used herein, the term "organic polymeric binder" includes organic polymers and oligomers, and further includes organic monomers that can polymerize in situ (with or without curing) to form an organic polymer.

[0023] В описании также представлены способы покрытия волокнистых панелей и отверждаемые композиции для покрытия для улучшения сопротивления провисанию волокнистых панелей. [0023] The specification also provides coating methods for fibrous panels and curable coating compositions for improving the sag resistance of fibrous panels.

Неорганическое связующее веществоinorganic binder

[0024] В общих чертах, неорганическое связующее вещество по данному изобретению включает отверждаемую боратную соль и соединения силиката металла, которые соединяются вместе для получения связующей системы, которая способствует удержанию всех ингредиентов композиции покрытия в желаемой структурной матрице. Неорганическое связующее вещество включает боратную соль и силикат металла, выбранный из группы, состоящей из силикатов щелочных металлов, силикатов щелочноземельных металлов и их комбинаций. Неорганическое связующее вещество согласно данному изобретению является водорастворимым. Обычно во время сушки покрытия переходят из жидкого состояния в твердое из-за испарения растворителя и/или из-за физических и/или химических реакций связующего вещества [Coatings Encyclopedic Dictionary, S. LeSota, Ed., Federation of Soc. for Coatings Technology, Blue Bell, PA., 1995]. [0024] In general terms, the inorganic binder of this invention includes a curable borate salt and metal silicate compounds that are bonded together to form a binder system that assists in holding all ingredients of the coating composition in the desired structural matrix. The inorganic binder includes a borate salt and a metal silicate selected from the group consisting of alkali metal silicates, alkaline earth metal silicates, and combinations thereof. The inorganic binder according to this invention is water soluble. Typically, during drying, the coatings change from a liquid to a solid state due to solvent evaporation and/or due to physical and/or chemical reactions of the binder [Coatings Encyclopedic Dictionary, S. LeSota, Ed., Federation of Soc. for Coatings Technology, Blue Bell, PA., 1995].

[0025] Неорганическое связующее вещество по данному изобретению включает боратную соль. Любая водорастворимая боратная соль и ее комбинации считаются пригодными для композиции покрытия согласно данному изобретению. Пригодные боратные соли включают, например, метаборат натрия, тетраборат натрия, тетраборат калия, пентаборат калия, пентаборат аммония, декагидрат буры, оксид бора, борат лития и их комбинации. В вариантах осуществления данного изобретения боратную соль выбирают из группы, состоящей из метабората натрия, тетрабората натрия, тетрабората калия, пентабората калия, пентабората аммония, декагидрата буры, оксида бора, бората лития и их комбинаций. Боратная соль может быть безводной боратной солью или гидратированной боратной солью. Например, согласно данному описанию, неорганическое связующее вещество, включающее тетраборат натрия, включает неорганическое связующее вещество, включая безводный тетраборат натрия, пентагидрат тетрабората натрия или их смеси. [0025] The inorganic binder of this invention includes a borate salt. Any water soluble borate salt and combinations thereof are considered suitable for the coating composition of this invention. Suitable borate salts include, for example, sodium metaborate, sodium tetraborate, potassium tetraborate, potassium pentaborate, ammonium pentaborate, borax decahydrate, boron oxide, lithium borate, and combinations thereof. In embodiments of this invention, the borate salt is selected from the group consisting of sodium metaborate, sodium tetraborate, potassium tetraborate, potassium pentaborate, ammonium pentaborate, borax decahydrate, boron oxide, lithium borate, and combinations thereof. The borate salt may be an anhydrous borate salt or a hydrated borate salt. For example, as used herein, an inorganic binder comprising sodium tetraborate includes an inorganic binder including anhydrous sodium tetraborate, sodium tetraborate pentahydrate, or mixtures thereof.

[0026] Неорганическое связующее вещество согласно данному описанию дополнительно включает силикат металла. Любой водорастворимый силикат металла и их комбинации могут быть включены в композиции для покрытия по данному изобретению. В вариантах осуществления данного изобретения силикат металла выбирают из группы, состоящей из силиката щелочного металла, силиката щелочноземельного металла и их комбинаций. Силикаты конкретных металлов включают, но не ограничиваются ими, силикат натрия, силикат калия, силикат лития, силикат магния, силикат кальция, силикат бериллия и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения силикат металла представляет собой силикат щелочноземельного металла. В вариантах осуществления данного изобретения силикат щелочноземельного металла выбирают из группы, состоящей из силиката магния, силиката кальция, силиката бериллия и их комбинаций. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения силикат металла представляет собой силикат щелочного металла. В вариантах осуществления данного изобретения силикат щелочного металла выбирают из силиката натрия, силиката калия, силиката лития и их комбинаций. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения силикат щелочного металла включает силикат натрия. [0026] The inorganic binder according to this description further includes a metal silicate. Any water soluble metal silicate and combinations thereof may be included in the coating compositions of this invention. In embodiments of this invention, the metal silicate is selected from the group consisting of alkali metal silicate, alkaline earth metal silicate, and combinations thereof. Specific metal silicates include, but are not limited to, sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate, magnesium silicate, calcium silicate, beryllium silicate, and combinations thereof. In some embodiments of this invention, the metal silicate is an alkaline earth metal silicate. In embodiments of this invention, the alkaline earth metal silicate is selected from the group consisting of magnesium silicate, calcium silicate, beryllium silicate, and combinations thereof. In some embodiments of this invention, the metal silicate is an alkali metal silicate. In embodiments of this invention, the alkali metal silicate is selected from sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate, and combinations thereof. In some embodiments of this invention, the alkali metal silicate includes sodium silicate.

[0027] Растворы силиката натрия также могут называться «жидкое стекло» и имеют номинальную формулу Na2O(SiO2)x. Коммерчески доступные растворы силиката натрия имеют массовое соотношение SiO2:Na2O в диапазоне от около 1,5 до около 3,5. Указанное соотношение представляет собой среднее значение для силикатов с различной молекулярной массой. Пригодные растворы силиката натрия имеют массовое соотношение SiO2:Na2O в диапазоне от около 1,5 до около 3,5, от около 2 до около 3,2, от около 2,5 до около 3,2, например, около 2,5, около 2,6, около 2,7, около 2,8, около 2,9, около 3,0, около 3,1 или около 3,2. В вариантах осуществления данного изобретения раствор силиката натрия может иметь массовое соотношение SiO2:Na2O в диапазоне от около 3,0 до около 3,2. [0027] Sodium silicate solutions may also be referred to as "water glass" and have the nominal formula Na 2 O(SiO 2 ) x. Commercially available sodium silicate solutions have a SiO 2 :Na 2 O weight ratio in the range of about 1.5 to about 3.5. The specified ratio is an average value for silicates with different molecular weights. Suitable sodium silicate solutions have a SiO 2 :Na 2 O weight ratio in the range of about 1.5 to about 3.5, about 2 to about 3.2, about 2.5 to about 3.2, such as about 2.5, about 2.6, about 2.7, about 2.8, about 2.9, about 3.0, about 3.1, or about 3.2. In embodiments of this invention, the sodium silicate solution may have a SiO 2 :Na 2 O weight ratio in the range of about 3.0 to about 3.2.

[0028] Композиции для покрытий, содержащие боратные соли в комбинации с силикатами щелочных и/или щелочноземельных металлов, в которых силикаты металлов обычно представлены в виде водных растворов/дисперсий, обладают физическими и химическими свойствами, которые являются полезными при нанесении покрытий. При нанесении тонкого покрытия на волокнистую панель раствор/дисперсия бората и силиката высыхает с образованием покрытия, имеющего одно или большее количество из следующих преимуществ: низкая стоимость, негорючесть, устойчивость к температурам до 3000°F (около 1650°C), устойчивость к провисанию, отсутствие запаха и токсичности. [0028] Coating compositions containing borate salts in combination with alkali and/or alkaline earth metal silicates, in which the metal silicates are typically present as aqueous solutions/dispersions, have physical and chemical properties that are useful in coating applications. When thinly coated on a fibrous panel, the borate and silicate solution/dispersion dries to form a coating having one or more of the following advantages: low cost, non-flammable, temperature resistant up to 3000°F (about 1650°C), sag resistant, odorless, and non-toxic.

[0029] В вариантах осуществления данного изобретения неорганическое связующее вещество включает силикат натрия и тетраборат натрия. [0029] In embodiments of this invention, the inorganic binder includes sodium silicate and sodium tetraborate.

[0030] Необязательно, покрытие согласно данному изобретению по существу не содержит дополнительных связующих веществ. То есть в вариантах осуществления данного изобретения указанное покрытие по существу не содержит связующих веществ на основе неборатных солей, по существу не содержит связующего вещества на основе силикатов не щелочных металлов и по существу не содержит связующих веществ на основе силикатов не щелочноземельных металлов. В данном контексте термины «по существу не содержит неборатных солей», «по существу не содержит силикатов не щелочных металлов» и «по существу не содержит силикатов не щелочноземельных металлов» означают, что покрытие не содержит значительных количеств специально добавленных связующих веществ из силикатов не щелочноземельных металлов, связующих веществ из силикатов не щелочноземельных металлов или связующих веществ из неборатных солей (например, менее 3 мас.%, менее 2 мас.% или менее 1 мас.% из расчета на общую массу сухого покрытия может присутствовать в покрытии и находиться в пределах объема данного изобретения). Таким образом, в вариантах осуществления данного изобретения неорганическое связующее вещество согласно данному изобретению может состоять или состоять по существу из одного или большего количества из следующих агентов: боратные соли, силикаты щелочных металлов, соли щелочноземельных металлов и их комбинации. [0030] Optionally, the coating according to this invention essentially does not contain additional binders. That is, in embodiments of the invention, said coating is substantially free of non-borate salt binders, substantially free of non-alkali metal silicate binder, and substantially free of non-alkaline earth silicate binders. As used herein, the terms "substantially free of non-alkali metal silicates", "substantially free of non-alkali earth metal silicates" mean that the coating does not contain significant amounts of specially added non-alkaline earth metal silicate binders, non-alkaline earth metal silicate binders, or non-borate salt binders (e.g., less than 3 wt.%, less than 2 wt.%, or less than 1 wt.% based on the total weight of the dry coating may be present in the coating and be within the scope of this invention). Thus, in embodiments of this invention, the inorganic binder according to this invention may consist or consist essentially of one or more of the following agents: borate salts, alkali metal silicates, alkaline earth metal salts, and combinations thereof.

[0031] Количество неорганического связующего вещества в композиции покрытия или слое покрытия согласно данному изобретению особо не ограничивается. Неорганическое связующее вещество может присутствовать в количестве от около 10 мас.% до около 100 мас.%, от около 25 мас.% до около 75 мас.%, от около 40 мас.% до около 60 мас.% или от около 30 мас.%. до около 50 мас.%, например, около 10, 15, 20, 22, 25, 27, 30, 32, 35, 37, 40, 42, 45, 47, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 или 100 мас.% из расчета на общую массу сухого покрытия. [0031] The amount of the inorganic binder in the coating composition or coating layer according to the present invention is not particularly limited. The inorganic binder may be present in an amount of from about 10 wt.% to about 100 wt.%, from about 25 wt.% to about 75 wt.%, from about 40 wt.% to about 60 wt.%, or from about 30 wt.%. up to about 50 wt.%, for example, about 10, 15, 20, 22, 25, 27, 30, 32, 35, 37, 40, 42, 45, 47, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 or 100 wt.% based on the total dry weight coverage.

Неорганический наполнительinorganic filler

[0032] Необязательно, слой покрытия и/или композиция покрытия покрытой волокнистой панели согласно данному изобретению может включать неорганический наполнитель. Как правило, в качестве неорганического наполнителя можно добавлять любое неорганическое твердое вещество, инертный минерал или минералоподобный материал. [0032] Optionally, the coating layer and/or coating composition of the coated fibrous panel according to this invention may include an inorganic filler. Generally, any inorganic solid, inert mineral, or mineral-like material can be added as the inorganic filler.

[0033] Пригодные минеральные и минералоподобные наполнители включают, например, глину (например, каолиновую глину или бентонитовую глину), слюду, песок, сульфат бария, кремнезем, тальк, магнезию, оливин, доломит, тремолит, ксонолит, вермикулит, гипс, перлит, известняк (кальцит или арагонит), магнезит, волластонит, оксид цинка, сульфат цинка, полые гранулы, соли бентонита, летучую золу, топочную золу, угольную золу, металлосодержащий шлак, окислительный шлак, известняковый шлак, цеолит и их комбинации. В вариантах осуществления данного изобретения указанный наполнитель выбают из группы, состоящей из глины, слюды, песка, сульфата бария, диоксида кремния, талька, магнезии, оливина, доломита, тремолита, ксонолита, вермикулита, гипса, перлита, известняка (кальцит или арагонит), магнезита, волластонита, оксида цинка, сульфата цинка, полых гранул, соли бентонита, летучей золы, топочной золы, угольной золы, металлосодержащего шлака, окислительного шлака, известнякового шлака, цеолита и их комбинаций. В вариантах осуществления данного изобретения указанный наполнитель содержит карбонат кальция. В вариантах осуществления данного изобретения указанный наполнитель включает карбонат кальция и каолиновую глину. [0033] Suitable mineral and mineral-like fillers include, for example, clay (for example, kaolin clay or bentonite clay), mica, sand, barium sulfate, silica, talc, magnesia, olivine, dolomite, tremolite, xonolite, vermiculite, gypsum, perlite, limestone (calcite or aragonite), magnesite, wollastonite , zinc oxide, zinc sulfate, hollow granules, bentonite salts, fly ash, furnace ash, coal ash, metal slag, oxidizing slag, limestone slag, zeolite, and combinations thereof. In embodiments of this invention, said filler is selected from the group consisting of clay, mica, sand, barium sulfate, silica, talc, magnesia, olivine, dolomite, tremolite, xonolite, vermiculite, gypsum, perlite, limestone (calcite or aragonite), magnesite, wollastonite, zinc oxide, zinc sulfate, hollow granules, salt bentonite, fly ash, furnace ash, coal ash, metal-containing slag, oxidizing slag, limestone slag, zeolite, and combinations thereof. In embodiments of this invention, said filler comprises calcium carbonate. In embodiments of this invention, said filler includes calcium carbonate and kaolin clay.

[0034] Размер частиц неорганического наполнителя особо не ограничивается при условии, что размер частиц не влияет отрицательно на связывающие свойства неорганического связующего вещества покрытия. В вариантах осуществления данного изобретения размер частиц неорганического наполнителя может находиться в диапазоне от около 1 мкм до около 200 мкм, от около 10 мкм до около 100 мкм или от около 25 мкм до около 75 мкм. Например, размер частиц неорганического наполнителя может составлять около 1, около 5, около 10, около 15, около 20, около 25, около 30, около 40, около 50, около 60, около 70, около 75,около 80, около 85, около 90, около 100, около 110, около 120, около 130, около 140, около 150, около 160, около 170, около 180, около 190 или около 200 мкм. [0034] The particle size of the inorganic filler is not particularly limited as long as the particle size does not adversely affect the binding properties of the inorganic binder of the coating. In embodiments of the present invention, the particle size of the inorganic filler may be in the range of about 1 µm to about 200 µm, about 10 µm to about 100 µm, or about 25 µm to about 75 µm. For example, the particle size of the inorganic filler may be about 1, about 5, about 10, about 15, about 20, about 25, about 30, about 40, about 50, about 60, about 70, about 75, about 80, about 85, about 90, about 100, about 110, about 120, about 130, about 140, about 150, about 160, about 170, about 180, about 190 or about 200 microns.

[0035] Неорганический наполнитель - это не то же самое, что неорганическое связующее вещество. Таким образом, в вариантах осуществления данного изобретения указанный неорганический наполнитель по существу не содержит боратных солей, силикатов щелочных металлов и силикатов щелочноземельных металлов. В данном контексте термины «по существу не содержит боратных солей», «по существу не содержит силикатов щелочных металлов» и «по существу не содержит силикатов щелочно-земельных металлов» означают, что неорганический наполнитель не содержит значительных количеств специально добавленных боратных солей, например, метабората натрия, тетрабората натрия, декагидрата буры, оксида бора или бората лития; значительное количество специально добавленных силикатов щелочных металлов, например, силиката натрия, силиката калия или силиката лития; или значительное количество специально добавленных силикатов щелочноземельных металлов, например, силиката магния, силиката кальция или силиката бериллия. Таким образом, могут присутствовать случайные или фоновые количества боратных солей и силикатов металлов (например, менее 3 мас.%, менее 2 мас.% или менее 1 мас.% из расчета на общую массу сухого покрытия) в неорганическом наполнителе, что входит в объем данного изобретения. Неорганические наполнители, содержащие стекло и глины, могут включать силикат алюминия и/или боросиликат и входить в объем данного изобретения. [0035] An inorganic filler is not the same as an inorganic binder. Thus, in embodiments of the invention, said inorganic filler is substantially free of borate salts, alkali metal silicates and alkaline earth metal silicates. As used herein, the terms "substantially free of borate salts,""substantially free of alkali metal silicates," and "substantially free of alkaline earth metal silicates" mean that the inorganic filler does not contain significant amounts of specifically added borate salts, such as sodium metaborate, sodium tetraborate, borax decahydrate, boron oxide, or lithium borate; a significant amount of specially added alkali metal silicates, for example sodium silicate, potassium silicate or lithium silicate; or a significant amount of specially added alkaline earth metal silicates, for example magnesium silicate, calcium silicate or beryllium silicate. Thus, random or background amounts of borate salts and metal silicates (e.g., less than 3 wt.%, less than 2 wt.%, or less than 1 wt.% based on the total dry weight of the coating) in the inorganic filler may be present, which is within the scope of this invention. Inorganic fillers containing glass and clays may include aluminum silicate and/or borosilicate and are within the scope of this invention.

[0036] Количество неорганического наполнителя в композиции или слое покрытия согласно данному изобретению особо не ограничивается. В вариантах осуществления данного изобретения указанный неорганический наполнитель может быть включен в количестве до около 90 мас.%. Например, указанный неорганический наполнитель может быть включен в количестве от около 10 мас.% до около 90 мас.%, от около 25 мас.% до около 75 мас.%, от около 40 мас.% до около 60 мас.% или от около 30 мас.% до около 50 мас.%, например, около 5, около 10, около 15, около 20, около 22, около 25, около 27, около 30, около 32, около 35, около 37, около 40, около 42, около 45, около 47, около 50, около 55, около 60, около 65, около 70, около 75, около 80, около 85 или около 90 мас.% из расчета на общую массу сухого покрытия. [0036] The amount of inorganic filler in the composition or coating layer according to this invention is not particularly limited. In embodiments of the present invention, said inorganic filler may be included in an amount of up to about 90% by weight. For example, said inorganic filler may be included in an amount of from about 10 wt.% to about 90 wt.%, from about 25 wt.% to about 75 wt.%, from about 40 wt.% to about 60 wt.%, or from about 30 wt.% to about 50 wt.%, for example, about 5, about 10, about 15, about 20, about 22, about 25, about 27, about 30 , about 32, about 35, about 37, about 40, about 42, about 45, about 47, about 50, about 55, about 60, about 65, about 70, about 75, about 80, about 85 or about 90 wt.% based on the total weight of the dry coating.

[0037] Композиция покрытия и слой покрытия необязательно могут дополнительно включать один или большее количество компонентов, таких как диспергаторы, пигменты, поверхностно-активные вещества, модификаторы pH, буферные агенты, модификаторы вязкости, стабилизаторы, пеногасители, модификаторы текучести и их комбинации. [0037] The coating composition and coating layer may optionally further include one or more components such as dispersants, pigments, surfactants, pH modifiers, buffering agents, viscosity modifiers, stabilizers, defoamers, flow modifiers, and combinations thereof.

[0038] В некоторых вариантах осуществления данного изобретения указанная композиция покрытия включает один или большее количество диспергаторов. Пригодные диспергаторы включают, например, пирофосфат тетракалия (TKPP) (FMC Corp.), поликарбоксилаты натрия, такие как Tamol® 731A (Rohm & Haas), и неионные поверхностно-активные вещества, такие как алкиларилполиэфир Triton™ CF-10 (Dow Chemicals). В вариантах осуществления данного изобретения указанная композиция для покрытия включает диспергатор, выбранный из неионогенных поверхностно-активных веществ, таких как алкиларилполиэфир Triton™ CF-10 (Dow Chemicals). [0038] In some embodiments of this invention, the specified coating composition includes one or more dispersants. Suitable dispersants include, for example, tetrapotassium pyrophosphate (TKPP) (FMC Corp.), sodium polycarboxylates such as Tamol® 731A (Rohm & Haas), and non-ionic surfactants such as Triton™ CF-10 alkylaryl polyether (Dow Chemicals). In embodiments of the invention, said coating composition comprises a dispersant selected from nonionic surfactants such as Triton™ CF-10 alkylarylpolyether (Dow Chemicals).

[0039] Необязательно, композиция покрытия и слой покрытия могут дополнительно включать незначительные количества компонента для придания покрытию повышенной водостойкости. Например, компонент для придания повышенной водостойкости может быть включен в композицию покрытия и/или слой покрытия в количестве около 3 мас.% или меньше, около 2 мас.% или меньше, или около 1 мас.% или меньше. Пригодные компоненты, которые придают повышенную водостойкость, включают, например, силоксаны, которые придают покрытию гидрофобность. Пригодные силоксаны включают, но не ограничиваются ими, полиметилгидросилоксан, полидиметилсилоксан и их комбинации. [0039] Optionally, the coating composition and coating layer may further include minor amounts of a component to impart increased water resistance to the coating. For example, the component to impart increased water resistance may be included in the coating composition and/or coating layer in an amount of about 3 wt.% or less, about 2 wt.% or less, or about 1 wt.% or less. Suitable components which impart increased water resistance include, for example, siloxanes which impart hydrophobicity to the coating. Suitable siloxanes include, but are not limited to, polymethylhydrosiloxane, polydimethylsiloxane, and combinations thereof.

[0040] Композиция отверждаемого покрытия может быть приготовлена путем смешивания неорганического связующего вещества и других необязательных компонентов (например, неорганического наполнителя) с помощью обычных методик смешивания. Обычно частицы покрытия или твердые частицы суспендированы в водном носителе. Как правило, неорганическое связующее вещество, включая боратную соль и силикат металла, и, необязательно, неорганический наполнитель добавляют к водному носителю и смешивают с ним, после чего следуют другие необязательные компоненты в порядке убывания в соответствии с количеством в процентах от сухой массы. Затем композицию покрытия можно нанести на волокнистую панель для образования слоя покрытия. [0040] The curable coating composition can be prepared by mixing the inorganic binder and other optional components (eg, inorganic filler) using conventional mixing techniques. Typically, the coating particles or solid particles are suspended in an aqueous carrier. Typically, an inorganic binder, including a borate salt and a metal silicate, and optionally an inorganic filler, is added to and mixed with the aqueous carrier, followed by the other optional components in descending order according to percentage of dry weight. The coating composition can then be applied to the fibrous panel to form a coating layer.

[0041] В альтернативном варианте, указанный слой покрытия может быть получен путем поэтапного нанесения неорганического связующего вещества и, если он присутствует, неорганического наполнителя на волокнистую панель. В таких вариантах осуществления данного изобретения неорганическое связующее вещество добавляют и смешивают с водным носителем, а затем с другими необязательными компонентами, как описано выше, с образованием дисперсии связующего вещества. Точно так же неорганический наполнитель может быть добавлен и смешан с водным носителем, а затем с другими необязательными компонентами, как описано выше, с образованием дисперсии наполнителя. Дисперсию связующего вещества и дисперсию наполнителя затем можно нанести на волокнистую панель поэтапно. Например, в некоторых вариантах осуществления данного изобретения на волокнистую панель наносят дисперсию связующего вещества, а затем наносят дисперсию наполнителя. В другом варианте осуществления данного изобретения на волокнистую панель наносят дисперсию наполнителя, а затем наносят дисперсию связующего вещества. [0041] Alternatively, said coating layer can be obtained by applying the inorganic binder and, if present, the inorganic filler in stages to the fibrous panel. In such embodiments of this invention, an inorganic binder is added and mixed with an aqueous carrier, and then with other optional components, as described above, to form a dispersion of the binder. Similarly, an inorganic filler may be added and mixed with an aqueous carrier and then with other optional components as described above to form a filler dispersion. The binder dispersion and the filler dispersion can then be applied to the fibrous panel in stages. For example, in some embodiments of the present invention, a binder dispersion is applied to the fibrous panel and then the filler dispersion is applied. In another embodiment of the present invention, a filler dispersion is applied to the fibrous panel and then a binder dispersion is applied.

[0042] Содержание твердого вещества в композиции покрытия по данному изобретению, то есть дисперсии связующего вещества и/или необязательной дисперсии наполнителя, может быть настолько высоким, насколько это практически возможно для конкретного применения. Ограничивающим фактором относительно выбора и количества применяемого жидкого носителя является вязкость, полученная с требуемым количеством твердых веществ. Распыление является наиболее чувствительным к вязкости, тогда как другие методы нанесения менее чувствительны. Эффективный диапазон содержания твердых веществ в композиции покрытия составляет около 15 мас.% или более, например, около 20 мас.% или более, около 25 мас.% или более, около 30 мас.% или более, около 35 мас.% или более, около 40 мас.% или более или около 45 мас.% или более из расчета на весь состав композиции покрытия перед любым этапом сушки и/или отверждения. То есть эффективный диапазон содержания твердого вещества в композиции покрытия, как определено в данном документе, включает любой водный носитель или растворитель, такой как вода, который обычно испаряется из окончательного сухого слоя покрытия. В альтернативном или дополнительном варианте содержание твердого вещества в композиции покрытия составляет около 80 мас.% или меньше, или около 75 мас.% или меньше, или около 70 мас.% или меньше, из расчета на весь состав композиции покрытия перед любым этапом сушки и/или отверждения. Таким образом, содержание твердых веществ в композиции покрытия может быть ограничено любыми двумя из вышеуказанных предельных значений, указанных для содержания твердых веществ в композиции покрытия. Например, содержание твердых веществ в композиции покрытия может составлять от около 15 мас.% до около 80 мас.%, от около 35 мас.% до около 80 мас.%, от около 45 мас.% до около 75 мас.% или от около 45 мас.% до около 70 мас.%. [0042] The solids content of the coating composition of this invention, ie the binder dispersion and/or optional filler dispersion, can be as high as is practical for the particular application. The limiting factor regarding the choice and amount of liquid carrier used is the viscosity obtained with the required amount of solids. Spraying is the most sensitive to viscosity, while other application methods are less sensitive. An effective range of solids content in the coating composition is about 15 wt.% or more, for example, about 20 wt.% or more, about 25 wt.% or more, about 30 wt.% or more, about 35 wt.% or more, about 40 wt.% or more, or about 45 wt.% or more, based on the entire composition of the coating composition before any drying and/or curing step. That is, the effective range of solids content in the coating composition, as defined herein, includes any aqueous carrier or solvent, such as water, which typically evaporates from the final dry coating layer. Alternatively or additionally, the coating composition has a solids content of about 80 wt.% or less, or about 75 wt.% or less, or about 70 wt.% or less, based on the entire composition of the coating composition before any drying and/or curing step. Thus, the solids content of the coating composition may be limited by any two of the above limits specified for the solids content of the coating composition. For example, the solids content of the coating composition may be from about 15 wt.% to about 80 wt.%, from about 35 wt.% to about 80 wt.%, from about 45 wt.% to about 75 wt.%, or from about 45 wt.% to about 70 wt.%.

[0043] Например, композиция покрытия, включающая 60 мас.% раствора силиката натрия с содержанием 37,5% твердых частиц, 5 мас.% тетрабората натрия и 35 мас.% дополнительной воды, имеет содержание твердых веществ около 27,5 мас.% из расчета на весь состав композиции покрытия перед любым этапом сушки и/или отверждения, состоящий из 100% неорганических связующих веществ (например, силиката натрия и тетрабората натрия). Таким образом, когда покрытие сушат и/или отверждают, неорганическое связующее вещество составляет около 100 мас.% покрытия из расчета на общую массу сухого покрытия. [0043] For example, a coating composition comprising a 60 wt.% solution of sodium silicate with a content of 37.5% solids, 5 wt.% sodium tetraborate and 35 wt.% additional water, has a solids content of about 27.5 wt.%, based on the entire composition of the coating composition before any stage of drying and / or curing, consisting of 100% inorganic binders (for example, sodium silicate and sodium tetraborate). Thus, when the coating is dried and/or cured, the inorganic binder makes up about 100% by weight of the coating, based on the total dry weight of the coating.

[0044] В дополнительном примере, в котором включен неорганический наполнитель, композиция покрытия включает 60 мас.% раствора силиката натрия с содержанием твердых веществ 37,5%, 5 мас.% тетрабората натрия, 5 мас.% каолиновой глины, 20 мас.% карбоната кальция и 10 мас.% дополнительной воды, имеет содержание твердых веществ около 52,5 мас.% из расчета на весь состав композиции покрытия перед любым этапом сушки и/или отверждения, состоит из около 27,5% неорганического связующего вещества (то есть силиката натрия и тетрабората натрия) и около 25% неорганического наполнителя (то есть каолиновой глины и карбоната кальция). Таким образом, когда покрытие сушат и/или отверждают, неорганическое связующее вещество составляет около 52,4 мас.% покрытия из расчета на общую массу сухого покрытия, а неорганический наполнитель составляет около 47,6 мас.% покрытия из расчета на общую массу сухого покрытия. [0044] In an additional example in which an inorganic filler is included, the coating composition comprises a 60 wt.% solution of sodium silicate with a solids content of 37.5%, 5 wt.% sodium tetraborate, 5 wt.% kaolin clay, 20 wt.% calcium carbonate and 10 wt.% additional water, has a solids content of about 52.5 wt.% based on the entire composition of the coating composition before any drying and / or curing step, consists of about 27.5% inorganic binder (ie sodium silicate and sodium tetraborate) and about 25% inorganic filler (ie kaolin clay and calcium carbonate). Thus, when the coating is dried and/or cured, the inorganic binder makes up about 52.4% by weight of the coating, based on the total dry weight of the coating, and the inorganic filler makes up about 47.6% by weight of the coating, based on the total dry weight of the coating.

[0045] Таким образом, в описании предлагается отверждаемая композиция покрытия для повышения устойчивости волокнистой панели к образованию провисания, при этом указанная отверждаемая композиция покрытия включает от около 10 до около 90 мас.% неорганического связующего вещества в расчете на общую массу сухого покрытия, при этом указанное неорганическое связующее вещество включает боратную соль и силикат металла, выбранный из группы, состоящей из силиката щелочного металла, силиката щелочноземельного металла и их комбинаций, и при этом неорганическое связующее вещество является водорастворимым. [0045] Thus, the specification provides a curable coating composition for improving the sag resistance of a fibrous panel, said curable coating composition comprising from about 10 to about 90 wt % of an inorganic binder based on total dry weight of the coating, said inorganic binder comprising a borate salt and a metal silicate selected from the group consisting of an alkali metal silicate, an alkaline earth metal silicate, and a combination thereof. th, and while the inorganic binder is water-soluble.

[0046] Необязательно, отверждаемая композиция покрытия согласно данному описанию может дополнительно включать до около 90 мас.% неорганического наполнителя в расчете на общую массу сухого покрытия, при этом неорганическое связующее вещество и неорганический наполнитель не являются одним и тем же. [0046] Optionally, a curable coating composition as described herein may further include up to about 90% by weight of an inorganic filler, based on total dry weight of the coating, where the inorganic binder and inorganic filler are not the same.

Волокнистая панельfiber panel

[0047] В данном документе дополнительно описана панель (например, акустическая панель, потолочная плита), покрытая композицией покрытия согласно данному изобретению. Панель с покрытием 10 согласно одному аспекту данного изобретения, как схематично проиллюстрировано на Фиг. 1, содержит сердцевину панели 20, имеющую заднюю поверхность 30 и лицевую поверхность 40. Панель необязательно дополнительно содержит подстилающий слой 35, контактирующий с задней поверхностью 30, и/или лицевой слой 45, контактирующий с лицевой поверхностью 40 . Слой заднего покрытия 50 расположен, например, в контакте с задней поверхностью 30 или необязательным подстилающим слоем 35. Необязательно, дополнительный облицовочный слой покрытия 60 расположен на или поверх, например, лицевой поверхности 40 или необязательного лицевого слоя 45. [0047] This document further describes a panel (eg, acoustic panel, ceiling tile) coated with a coating composition according to the present invention. Coated panel 10 according to one aspect of the present invention, as schematically illustrated in FIG. 1 comprises a panel core 20 having a back surface 30 and a front surface 40. The panel optionally further comprises a backing layer 35 in contact with the back surface 30 and/or a face layer 45 in contact with the front surface 40'. The back cover layer 50 is positioned, for example, in contact with the back surface 30 or optional underlayment 35. Optionally, an additional facing layer of cover 60 is located on or over, for example, front surface 40 or optional front layer 45.

[0048] Слой заднего покрытия 50 выгодно противодействует провисающей силе тяжести во влажных условиях, таким образом, покрытие наносится на заднюю поверхность 30 (или подстилающий слой 35, если он есть) сердцевины панели 20. Задняя поверхность 30 может быть поверхностью, которая направлена к области повышенного давления над панелью в системе плит подвесного потолка. Панель с покрытием 10 может быть акустической панелью для ослабления звука. Задняя поверхность 30 может быть поверхностью, которая направлена к стене за панелью применительно к случаям, когда на стенах предусмотрена акустическая панель. [0048] The backsheet layer 50 advantageously resists sagging gravity in wet conditions, thus the backsheet is applied to the back surface 30 (or underlayment 35, if any) of the core of the panel 20. The back surface 30 may be a surface that is directed toward a high pressure area above the panel in a suspended ceiling tile system. The coated panel 10 may be an acoustic sound attenuation panel. The rear surface 30 may be a surface that is directed towards the wall behind the panel in the case where an acoustic panel is provided on the walls.

[0049] Иллюстративная процедура изготовления сердцевины панели 20 описана в патенте США № 1 769 519. В одном аспекте сердцевина панели 20 содержит волокно из минеральной ваты и крахмал. В другом аспекте данного изобретения крахмальный компонент может быть крахмальным гелем, который действует как связующее вещество для волокна из минеральной ваты, как описано в патентах США №№ 1 769 519, 3 246 063 и 3 307 651. В дополнительном аспекте данного изобретения сердцевина панели 20 может содержать панель из стекловолокна. [0049] An exemplary procedure for making a panel core 20 is described in US Pat. No. 1,769,519. In one aspect, the panel core 20 comprises mineral wool fiber and starch. In another aspect of the present invention, the starch component may be a starch gel that acts as a binder for the mineral wool fiber as described in US Pat.

[0050] Сердцевина панели 20 панели с покрытием согласно данному изобретению может также включать множество других добавок и агентов. Например, сердцевина панели 20 может включать материал сульфата кальция (такой как штукатурный гипс, гипс и/или ангидрит), борную кислоту и гексаметафосфат натрия (SHMP). При изготовлении акустической плиты каолиновая глина и гуаровая камедь могут быть заменены штукатурным гипсом и борной кислотой. [0050] The core panel 20 of the coated panel according to this invention may also include a variety of other additives and agents. For example, the core of the panel 20 may include calcium sulfate material (such as stucco, gypsum and/or anhydrite), boric acid, and sodium hexametaphosphate (SHMP). In the manufacture of acoustic board, kaolin clay and guar gum can be replaced with stucco and boric acid.

[0051] Сердцевина панели с покрытием по данному изобретению может быть изготовлена с помощью различных методов. В одном варианте осуществления данного изобретения сердцевину панели 20 изготавливают способом мокрого или водного валяния, как описано в патентах США №№ 4 911 788 и 6 919 132. В другом варианте осуществления данного изобретения сердцевину панели 20 изготавливают путем объединения и смешивания крахмала и различных добавок в воде с получением суспензии. Полученную суспензию нагревают для проваривания крахмала и образования геля крахмала, который затем смешивают с волокном минеральной ваты. Эта комбинация геля, добавок и волокна минеральной ваты (называемая «пульпа») дозируется в лотки в непрерывном процессе. Дно лотков, в которые дозируют пульпу, может дополнительно содержать подстилающий слой 35 (например, беленую бумагу, небеленую бумагу или алюминиевую фольгу на основе крафт-бумаги, далее именуемую крафт/алюминиевой фольгой), который служит для облегчения высвобождения материала из лотка, но также остается частью готового продукта. Поверхность пульпы может иметь рисунок, а лотки, содержащие пульпу, могут быть впоследствии высушены, например, путем транспортировки их через конвекционную туннельную сушилку. Затем высушенный продукт или пласт можно подавать на чистовую линию, где его можно разрезать по размеру для получения сердцевины панели 20. Затем сердцевину панели 20 можно преобразовать в панель согласно данному изобретению путем нанесения композиции покрытия согласно данному изобретению. Композицию покрытия предпочтительно наносят на сердцевину панели 20 после того, как указанная сердцевина уже сформирована и высушена. В еще одном варианте осуществления данного изобретения сердцевину панели 20 изготавливают согласно способу, описанному в патенте США № 7 364 015, который включен в данное описание посредством ссылки. В частности, сердцевина панели 20 содержит акустический слой, содержащий взаимосвязанную матрицу из затвердевшего гипса, которая может быть монолитным слоем или может быть многослойным композитом. Желательно, чтобы сердцевина панели 20 могла быть изготовлена на обычной линии производства гипсокартона, где ленту предшественника акустической панели формируют путем отливки смеси воды, кальцинированного гипса, вспенивающего агента и, необязательно, целлюлозного волокна (например, бумажного волокна), легкого заполнителя (например, пенополистирол), связующее вещества (например, крахмал, латекс) и/или улучшающего материала (например, триметафосфат натрия) на конвейерной ленте. [0051] The core of the coated panel according to this invention can be made using various methods. In one embodiment of the present invention, the panel core 20 is made by wet felting or water felting as described in US Pat. The resulting slurry is heated to boil the starch and form a starch gel, which is then mixed with mineral wool fiber. This combination of gel, additives and mineral wool fiber (called "pulp") is dosed into trays in a continuous process. The bottom of the trays into which pulp is dispensed may further comprise a backing layer 35 (e.g., bleached paper, unbleached paper, or kraft-based aluminum foil, hereinafter referred to as kraft/aluminum foil) which serves to facilitate material release from the tray, but also remains part of the finished product. The surface of the pulp may be patterned and the trays containing the pulp may be subsequently dried, for example by transporting them through a convection tunnel dryer. The dried product or sheet can then be fed to a finishing line where it can be cut to size to form a panel core 20. The panel core 20 can then be converted into a panel of the invention by applying the coating composition of the invention. The coating composition is preferably applied to the core of the panel 20 after said core has already been formed and dried. In yet another embodiment of this invention, the core of the panel 20 is made according to the method described in US patent No. 7 364 015, which is incorporated into this description by reference. In particular, the core of the panel 20 comprises an acoustic layer containing an interconnected matrix of set gypsum, which may be a monolithic layer or may be a multilayer composite. It is desirable that the core of the panel 20 can be made on the usual line of production of drywall, where the tape of the predecessor of the acoustic panel is formed by casting a mixture of water, calcified gypsum, a foaming agent and, not necessarily, pulp fiber (for example, paper fiber), light aggregate (for example, foamy polystyrene), binding substances (for example, Krahmala, lamasy, lakes. Tex) and/or improving material (for example, sodium trimetaphosphate) on the conveyor tape.

[0052] В вариантах осуществления данного изобретения сердцевина панели содержит подстилающий лист (например, бумагу, металлическую фольгу или их комбинацию), необязательно покрытый сетчатым холстом (например, бумага, тканое или нетканое стекловолокно), и/или предшественника уплотненного слоя, содержащего кальцинированный гипс, и имеющий плотность не менее 35 фунтов/фут3. В еще одном варианте осуществления данного изобретения сердцевину панели 20 изготавливают согласно процессу мокрого валяния. В процессе мокрого валяния водную суспензию материалов, формирующих панели, включая минеральную вату, вспученный перлит, крахмал и второстепенные добавки, наносят на движущуюся проволочную сетку, например, формовщик Фурдринье или цилиндрический формовщик. На проволочной сетке Фурдринье мокрый мат формируется путем обезвоживания водной суспензии под действием силы тяжести и затем, необязательно, путем вакуумного отсоса. Мокрый мат прессуется до желаемой толщины между прижимными валками для дополнительного обезвоживания. Прессованный мат сушат в печах, а затем разрезают для получения акустических панелей. Затем сердцевину панели 20 можно преобразовать в панель согласно данному изобретению путем нанесения композиции покрытия согласно данному изобретению. Композицию покрытия предпочтительно наносят на сердцевину панели 20 после того, как указанная сердцевина уже сформирована и высушена. [0052] In embodiments of this invention, the core of the panel comprises an undersheet (e.g., paper, metal foil, or a combination thereof), optionally covered with a mesh scrim (e.g., paper, woven or non-woven glass fiber), and/or a densified layer precursor containing calcined gypsum, and having a density of at least 35 lb/ft 3 . In yet another embodiment of the present invention, the core of the panel 20 is made according to a wet felting process. In the wet felting process, an aqueous slurry of panel-forming materials, including mineral wool, expanded perlite, starch, and minor additives, is applied to a moving wire mesh, such as a Fourdrinier moulder or a cylinder moulder. On Fourdrinier wire mesh, a wet mat is formed by dewatering an aqueous suspension under gravity and then optionally by vacuum suction. The wet mat is pressed to the desired thickness between pressure rolls for additional dewatering. The pressed mat is dried in ovens and then cut to form acoustic panels. Then the core of the panel 20 can be converted into a panel according to this invention by applying the coating composition according to this invention. The coating composition is preferably applied to the core of the panel 20 after said core has already been formed and dried.

[0053] В дополнительном варианте осуществления данного изобретения сердцевина панели 20 может включать в качестве консерванта один или большее количество биоцидов, не содержащих формальдегид, как описано в публикации заявки на патент США 2007/0277948 A1, которая включена в данное описание посредством ссылки. Пригодные биоциды, не содержащие формальдегид, включают 1,2-бензизотиазолин-3-он, доступный как Проксель GXL (Proxel® GXL) или Проксель (Proxel®) CRL (ARCH Chemicals), Налкон (Nalcon®) (Nalco), Кангард (Canguard™) BIT (Dow Chemical) и Роцима (Rocima™) BT 1S (Rohm & Haas). Другие изотиазолин-3-оны включают смеси 1,2-бензизотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она, доступные как Актицид MBS (Acticide® MBS) (Acti-Chem). Дополнительные изотиазолин-3-оны включают 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-он, 2-метил-4-изотиазолин-3-он и их смеси. Смеси 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она доступны как Катон (Kathon™) LX (Rohm & Haas), Мергал (Mergal®) K14 (Troy Chemical) и Амерстат (Amerstat®) 251 (Drew Chemical). Другой пригодный биоцид, не содержащий формальдегид, включает 1-гидрокси-2(1H)-пиридинтион цинка, доступный как Цинк Омадин (Zinc Omadine®) (ARCH Chemicals), и является оптимально эффективным как в сухом, так и во влажном состоянии. Цинк-1-гидрокси-2(1H)-пиридинтион также можно применять с оксидом цинка, доступным в виде эмульсии Цинк Омадин (Zinc Omadine®). Другие пригодные биоциды, не содержащие формальдегид, включают 2-н-октил-4-изотиазолин-3-он, доступный как Катон (Kathon™) 893 и Скан (Skane®) M-8 (Rohm & Haas), и 2-(4-тиазолил)-бензимидазол, доступный как Метасол (Metasol®) TK-100 (LanXess). [0053] In a further embodiment of this invention, the panel core 20 may include one or more formaldehyde-free biocides as a preservative, as described in US Patent Application Publication 2007/0277948 A1, which is incorporated herein by reference. Suitable formaldehyde-free biocides include 1,2-benzisothiazolin-3-one available as Proxel GXL (Proxel® GXL) or Proxel® CRL (ARCH Chemicals), Nalcon® (Nalco), Canguard™ BIT (Dow Chemical) and Rocima™ BT 1S (Rohm & Haas). Other isothiazolin-3-ones include mixtures of 1,2-benzisothiazolin-3-one and 2-methyl-4-isothiazolin-3-one available as MBS Acticide (Acticide® MBS) (Acti-Chem). Additional isothiazolin-3-ones include 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, 2-methyl-4-isothiazolin-3-one, and mixtures thereof. Mixtures of 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one and 2-methyl-4-isothiazolin-3-one are available as Kathon™ LX (Rohm & Haas), Mergal® K14 (Troy Chemical) and Amerstat® 251 (Drew Chemical). Another suitable formaldehyde-free biocide includes 1-hydroxy-2(1H)-zinc pyridinethione available as Zinc Omadine® (ARCH Chemicals) and is optimally effective both dry and wet. Zinc-1-hydroxy-2(1H)-pyridinethione can also be used with zinc oxide, available as Zinc Omadine® emulsion. Other suitable formaldehyde-free biocides include 2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one available as Kathon™ 893 and Skane® M-8 (Rohm & Haas) and 2-(4-thiazolyl)-benzimidazole available as Metasol® TK-100 (LanXess).

[0054] Как обсуждалось ранее, панель с покрытием согласно данному изобретению необязательно может включать подстилающий слой 35. В качестве подстилающего слоя 35 можно применять множество материалов, включая небеленую бумагу, беленую бумагу, крафт-фольгу/алюминиевую фольгу и т.п. Огнестойкое заднее покрытие необязательно может быть нанесено в сочетании с беленой или небеленой бумажной подстилкой для улучшения характеристик горения поверхности продуктов. Огнестойкое заднее покрытие может включать множество компонентов, таких как, например, вода, антипирен и биоцид. Подстилающий слой 35 также можно применять для улучшения сопротивления провисанию и/или для звукоизоляции. Кроме того, на подстилающий слой 35 можно нанести наполняющее покрытие или множество наполняющих покрытий. Наполняющее покрытие может включать множество компонентов, таких как, например, вода, наполнители, связующие вещества и различные другие добавки, такие как пеногасители, биоциды и диспергаторы. Обычно, когда применяется наполняющее покрытие, указанное наполняющее покрытие обычно наносят после металлического силикатного покрытия по данному изобретению. [0054] As previously discussed, the coated panel of the present invention may optionally include a backing layer 35. A variety of materials can be used as the backing layer 35, including unbleached paper, bleached paper, kraft foil/aluminum foil, and the like. The flame retardant backcoat can optionally be applied in combination with bleached or unbleached paper liner to improve the burning characteristics of the surface of the products. The fire retardant backsheet may include a variety of components such as, for example, water, a fire retardant, and a biocide. The underlayment 35 may also be used to improve sag resistance and/or soundproofing. In addition, a filler coat or a plurality of filler coats can be applied to the underlayment 35. The fill coat may include a variety of components such as, for example, water, fillers, binders, and various other additives such as defoamers, biocides, and dispersants. Generally, when a filler coat is applied, said filler coat is usually applied after the metal silicate coat of the present invention.

[0055] Композиция покрытия по данному изобретению пригодна для применения с целью покрытия передней и/или задней поверхности панели, такой как волокнистая панель (например, акустическая панель или потолочная плита). Композиция покрытия по данному изобретению может применяться с акустическими панелями, известными в данной области техники и приготовленными способами, известными в данной области техники, включая акустические панели, полученные методом мокрого валяния. Например, акустические панели и их изготовление описаны, например, в патентах США №№ 1 769 519, 3 246 063, 3 307 651, 4 911 788, 6 443 258, 6 919 132 и 7 364 015, каждый из которых включен в данный документ посредством ссылки. Пригодные коммерческие потолочные плиты для применения согласно данному изобретению включают, например, потолочные плиты торговой марки RadarTM, доступные от компании USG Interiors, Inc., Чикаго, штат Иллинойс. Плита под торговой маркой RadarTM представляет собой панель из волокон шлаковой или минеральной ваты, полученную способом водного валяния, толщиной 5/8'' и имеющую следующий состав: 1-75 мас.% волокон шлаковой ваты, 5-75 мас.% вспученного перлита, 1 -25 мас.% целлюлозы, 5-15 мас.% крахмала, 0-15 мас.% каолина, 0-80 мас.% дегидрата сульфата кальция, менее 2 мас.% известняка или доломита, менее 5 мас.% кристаллического диоксид кремния и менее 2 мас.% винилацетатного полимера или этиленвинилацетатного полимера. Диаметр волокон минеральной ваты варьируется в значительном диапазоне, например от 0,25 до 20 микрон, при этом большинство волокон имеют диаметр в диапазоне от 3 до 4 микрон. Длина минеральных волокон составляет от около 1 мм до около 8 мм. [0055] The coating composition of this invention is suitable for use in coating the front and/or back of a panel, such as a fiber panel (eg, acoustic panel or ceiling tile). The coating composition of this invention can be used with acoustic panels known in the art and prepared by methods known in the art, including wet felted acoustic panels. For example, acoustic panels and their manufacture are described in, for example, U.S. Patent Nos. 1,769,519; 3,246,063; 3,307,651; 4,911,788; Suitable commercial ceiling tiles for use in the present invention include, for example, RadarTM ceiling tiles available from USG Interiors, Inc. of Chicago, Illinois. RadarTM trade name board is a 5/8'' thick slag or mineral wool fiber panel having the following composition: 1-75 wt.% slag wool fibers, 5-75 wt.% expanded perlite, 1-25 wt.% cellulose, 5-15 wt. .% calcium sulfate dehydrate, less than 2 wt.% limestone or dolomite, less than 5 wt.% crystalline silica and less than 2 wt.% vinyl acetate polymer or ethylene vinyl acetate polymer. The diameter of mineral wool fibers varies widely, for example from 0.25 to 20 microns, with most fibers having a diameter in the range of 3 to 4 microns. The length of the mineral fibers is from about 1 mm to about 8 mm.

Способы покрытия волокнистой панелиCoating Methods for Fiber Panel

[0056] В данном изобретения предлагается способ покрытия волокнистой панели, включающий предоставление волокнистой панели, имеющей заднюю поверхность и противоположную лицевую поверхность, и нанесение слоя покрытия по меньшей мере на одну поверхность волокнистой панели, при этом указанный слой покрытия включает неорганическое связующее вещество, при этом указанное неорганическое связующее вещество присутствует в количестве от около 10 до 100 мас.% из расчета на общую массу первого сухого слоя покрытия, и при этом указанное неорганическое связующее вещество включает боратную соль и силикат металла, выбранный из группы, состоящей из силиката щелочного металла, силиката щелочноземельного металла и их комбинации, и при этом указанное неорганическое связующее вещество является водорастворимым. В вариантах осуществления данного изобретения покрытие наносят на заднюю поверхность волокнистой панели, чтобы обеспечить заднее покрытие. В данном контексте термин «заднее покрытие» относится к покрытию из боратной соли и силиката металла, нанесенному на заднюю поверхность потолочной плиты или волокнистой панели. [0056] The present invention provides a method for coating a fibrous panel, comprising providing a fibrous panel having a back surface and an opposite front surface, and applying a coating layer to at least one surface of the fibrous panel, said coating layer comprising an inorganic binder, wherein said inorganic binder is present in an amount of from about 10 to 100 wt.% based on the total weight of the first dry coating layer, and wherein said inorganic binder includes a borate salt and a metal silicate selected from the group consisting of an alkali metal silicate, an alkaline earth metal silicate, and a combination thereof, wherein said inorganic binder is water soluble. In embodiments of the present invention, a coating is applied to the back surface of the fibrous panel to provide a back coating. In this context, the term "back coating" refers to a borate salt and metal silicate coating applied to the back surface of a ceiling tile or fibrous panel.

[0057] В вариантах осуществления данного изобретения волокнистая панель с покрытием включает один слой покрытия, содержащий неорганическое связующее вещество согласно данному изобретению. В вариантах осуществления данного изобретения волокнистая панель с покрытием включает по меньшей мере от 2, 3 или 4 слоев покрытия до 8, 9 или 10 слоев покрытия, например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, или 10 слоев покрытия, содержащих неорганическое связующее вещество согласно данному изобретению. Каждый слой покрытия согласно данному изобретению включает неорганическое связующее вещество, при этом указанное неорганическое связующее вещество присутствует в количестве от около 10 до 100 мас.% из расчета на общую массу слоя сухого покрытия, и при этом указанное неорганическое связующее вещество включает боратную соль и силикат металла, выбранный из группы, состоящей из силиката щелочного металла, силиката щелочноземельного металла и их комбинаций, и при этом указанное неорганическое связующее вещество является водорастворимым. [0057] In embodiments of this invention, the coated fibrous panel includes a single coating layer containing an inorganic binder according to this invention. In embodiments of this invention, the coated fibrous panel includes at least 2, 3 or 4 layers of coating to 8, 9 or 10 layers of coating, for example, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 layers of coating containing an inorganic binder according to this invention. Each coating layer according to this invention includes an inorganic binder, while the specified inorganic binder is present in an amount of from about 10 to 100 wt.% based on the total weight of the dry coating layer, and while the specified inorganic binder includes a borate salt and a metal silicate selected from the group consisting of alkali metal silicate, alkaline earth metal silicate and combinations thereof, and while the specified inorganic binder is water-soluble.

[0058] В вариантах осуществления данного изобретения, в которых на волокнистую панель нанесен по меньшей мере второй слой покрытия, указанный способ покрытия дополнительно включает нанесение второго слоя покрытия в контакте с первым слоем покрытия или поверх него, при этом второй слой покрытия включает второе неорганическое связующее вещество, и при этом второе неорганическое связующее вещество присутствует в количестве от 10 до 100 мас.% из расчета на общую массу сухого второго слоя, при этом второе неорганическое связующее вещество включает боратную соль и силикат металла, выбранный из группы, состоящей из силиката щелочного металла, силиката щелочноземельного металла и их комбинаций, и при этом второе неорганическое связующее вещество является водорастворимым. [0058] In embodiments of the present invention in which at least a second coating layer is applied to the fibrous panel, said coating method further comprises applying a second coating layer in contact with or over the first coating layer, wherein the second coating layer includes a second inorganic binder, and wherein the second inorganic binder is present in an amount of from 10 to 100 wt.% based on the total dry weight of the second layer, while the second inorganic binder includes a borate salt and a metal silicate selected from the group consisting of alkali metal silicate, alkaline earth metal silicate and combinations thereof, wherein the second inorganic binder is water soluble.

[0059] В вариантах осуществления данного изобретения, в которых наносят более двух слоев покрытия, последующий слой покрытия может быть нанесен таким образом, чтобы он находился в контакте с ранее нанесенным слоем покрытия или поверх него. То есть, например, третий слой покрытия может контактировать со вторым слоем покрытия, четвертый слой покрытия может контактировать с третьим слоем покрытия или пятый слой покрытия может контактировать с четвертым слоем покрытия. [0059] In embodiments of the present invention in which more than two coating layers are applied, a subsequent coating layer may be applied such that it is in contact with or over the previously applied coating layer. That is, for example, the third coating layer may be in contact with the second coating layer, the fourth coating layer may be in contact with the third coating layer, or the fifth coating layer may be in contact with the fourth coating layer.

[0060] В вариантах осуществления данного изобретения первый и/или второй слой (слои) покрытия и любой последующий слой покрытия, нанесенный на него (например, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и/или десятый слои покрытия), могут необязательно дополнительно включать неорганический наполнитель, при этом указанный неорганический наполнитель присутствует в количестве до около 90 мас.% в расчете на массу слоя сухого покрытия, и при этом неорганическое связующее вещество и неорганический наполнитель не являются одним и тем же. [0060] In embodiments of this invention, the first and/or second coating layer(s) and any subsequent coating layer applied thereon (e.g., third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, and/or tenth coating layers) may optionally further comprise an inorganic filler, wherein said inorganic filler is present in an amount of up to about 90 wt.% based on the weight of the dry coating layer, and the inorganic binder and not organic filler are not the same.

[0061] В вариантах осуществления данного изобретения, в которых неорганический наполнитель присутствует в слое покрытия, способ согласно данному описанию может дополнительно включать смешивание неорганического связующего вещества и неорганического наполнителя с образованием отверждаемой композиции покрытия перед нанесением слоя покрытия. То есть неорганическое связующее вещество и неорганический наполнитель, если они присутствуют, могут быть предварительно смешаны и, следовательно, нанесены одновременно в смеси. В других вариантах осуществления данного изобретения, в которых неорганический наполнитель присутствует в слое покрытия, указанный неорганический наполнитель и неорганическое связующее вещество наносят поэтапно из дисперсии неорганического связующего вещества и дисперсии неорганического наполнителя. Необязательно, сначала наносят неорганический наполнитель, а затем наносят неорганическое связующее вещество в контакте с первым слоем неорганического наполнителя. Безотносительно к какой-либо теории считается, что нанесение неорганического наполнителя сначала улучшает удерживание наполнителя в матрице, образованной поперечным сшиванием/дегидратацией боратного и силикатного связующего вещества, и, кроме того, способствует поперечному сшиванию/дегидратации боратного и силикатного связующего вещества. В вариантах осуществления данного изобретения диспергатор может быть смешан с отверждаемой композицией покрытия и нанесен одновременно с неорганическим связующим веществом и неорганическим наполнителем. Диспергатор также может быть включен в дисперсию неорганического связующего вещества и/или дисперсию неорганического наполнителя, когда связующее вещество и наполнитель наносят поэтапно. [0061] In embodiments of the present invention in which an inorganic filler is present in the coating layer, the method as described herein may further comprise mixing the inorganic binder and the inorganic filler to form a curable coating composition prior to applying the coating layer. That is, the inorganic binder and the inorganic filler, if present, may be pre-mixed and therefore applied simultaneously as a mixture. In other embodiments of this invention, in which an inorganic filler is present in the coating layer, the specified inorganic filler and inorganic binder is applied in stages from a dispersion of inorganic binder and a dispersion of inorganic filler. Optionally, the inorganic filler is first applied and then the inorganic binder is applied in contact with the first layer of inorganic filler. Without wishing to be bound by theory, it is believed that the application of an inorganic filler first improves the retention of the filler in the matrix formed by the cross-linking/dehydration of the borate and silicate binder, and further promotes the cross-linking/dehydration of the borate and silicate binder. In embodiments of this invention, the dispersant may be mixed with the curable coating composition and applied simultaneously with the inorganic binder and inorganic filler. The dispersant may also be included in the inorganic binder dispersion and/or the inorganic filler dispersion when the binder and filler are applied in stages.

[0062] Композицию покрытия можно наносить на одну или большее количество поверхностей панели, предпочтительно на волокнистую акустическую панель или основу потолочной плиты, с помощью множества методов, хорошо известных и доступных специалистам в данной области техники. Такие методы включают в себя, например, системы безвоздушного распыления, системы распыления с помощью воздуха и т.п. Покрытие, в зависимости от способа нанесения, может представлять собой покрытие, наносимое валиком, покрытие, наносимое струйным обливом, покрытие, наносимое обливанием, покрытие, наносимое распылением, покрытие, наносимое поливом, покрытие, наносимое с помощью экструзии, покрытие, наносимое ножевым устройством, и их комбинации. Покрытие из боратной соли и силиката металла может быть нанесено таким образом, чтобы получить массу покрытия в количестве на сырую массу от около 10 г/фут2 до около 40 г/фут2, от около 15 г/фут2 до около 35 г/фут2 и от 15 г/фут2 до около 25 г/фут2. Композиция водного покрытия может иметь любое подходящее содержание твердых веществ, например, в диапазоне от около 15 мас.% до около 80 мас.%, от около 35 мас.% до около 80 мас.%, от около 45 мас.% до около 75 мас.% или от около 45 мас.% до около 70 мас.%. Покрытие из боратной соли и силиката металла может быть нанесено из композиции с 65% твердых веществ для получения массы покрытия из расчета на сухую массу от около 0,014 фунта/фут2 (около 6,5 г/фут2 ) до около 0,065 фунта/фут2 (около 29,3 г/фут2), от около 0,020 фунта/фут2 (около 9,8 г/фут2) до около 0,050 фунта/фут2 (около 22,8 г/фут2) или от около 0,020 фунта/фут2 (около 9,8 г/фут2) до около 0,036 фунта/фут2 (около 16,3 г/фут2). В вариантах осуществления данного изобретения покрытие из боратной соли и силиката металла может быть нанесено из композиции с 45 мас.% твердых веществ для получения массы покрытия из расчета на сухую массу от около 0,010 фунта/фут2 (около 4,5 г/фут2) до около 0,040 фунта/фут2 (около 18 г/фут2), от около 0,015 фунта/фут2 (около 6,8 г/фут2) до около 0,035 фунта/фут2 (около 15,8 г/фут2) или от около 0,015 фунта/фут2 (около 6,8 г/фут2) до около 0,025 фунта/фут2 (около 11,3 г/фут2). В одном варианте осуществления данного изобретения композицию покрытия согласно данному изобретению наносят на заднюю поверхность 30 панели. В другом варианте осуществления данного изобретения композицию покрытия согласно данному изобретению наносят на подстилающий слой 35 панели. [0062] The coating composition can be applied to one or more surfaces of the panel, preferably the fibrous acoustic panel or ceiling tile substrate, by a variety of methods well known and available to those skilled in the art. Such methods include, for example, airless spray systems, air assisted spray systems, and the like. The coating, depending on the method of application, can be a roller coating, a flow coating, a flow coating, a spray coating, a curtain coating, an extrusion coating, a knife coating, and combinations thereof. The borate salt and metal silicate coating may be applied to give a coating weight on a wet weight basis of from about 10 g/ft 2 to about 40 g/ft 2 , from about 15 g/ft 2 to about 35 g/ft 2 , and from 15 g/ft 2 to about 25 g/ft 2 . The aqueous coating composition may have any suitable solids content, for example, in the range of from about 15 wt.% to about 80 wt.%, from about 35 wt.% to about 80 wt.%, from about 45 wt.% to about 75 wt.%, or from about 45 wt.% to about 70 wt.%. The borate salt and metal silicate coating can be applied from a 65% solids composition to give a coating weight on a dry basis of about 0.014 lb/ft 2 (about 6.5 g/ft 2 ) to about 0.065 lb/ft 2 (about 29.3 g/ft 2 ), from about 0.020 lb/ft 2 (about 9.8 g/ft 2 ) to about 0.050 lb/ft 2 (about 22.8 g/ft 2 ) or from about 0.020 lb/ft 2 ( about 9.8 g/ft 2 ) to about 0.036 lb/ft 2 (about 16.3 g/ft 2 ). In embodiments of the present invention, a borate salt and metal silicate coating may be applied from a 45 wt.% solids composition to provide a coating weight on a dry weight basis from about 0.010 lb/ft 2 (about 4.5 g/ft 2 ) to about 0.040 lb/ft 2 (about 18 g/ft 2 ), from about 0.015 lb/ft 2 (about 6.8 g/ft 2 ) to about 0.035 lb/ft 2 (about 15.8 g/ft 2 ) or from about 0.015 lb/ft 2 (about 6.8 g/ft 2 ) to about 0.025 lb/ft 2 (about 11.3 g /ft 2 ). In one embodiment of the present invention, the coating composition according to the present invention is applied to the back surface 30 of the panel. In another embodiment of the present invention, the coating composition according to the present invention is applied to the underlying layer 35 of the panel.

[0063] После того, как отверждаемая композиция покрытия по данному изобретению была нанесена на панель либо в виде предварительно смешанной отверждаемой композиции, либо путем поэтапного нанесения неорганического связующего вещества и необязательного неорганического наполнителя, волокнистая панель с покрытием может быть высушена или отверждена. В данном контексте термин «отверждение» относится к любому химическому или морфологическому изменению, которое достаточно для изменения свойств связующего вещества, например, посредством ковалентной химической реакции (например, реакции конденсации), водородной связи и тому подобного. Волокнистая панель с покрытием может быть высушена после нанесения каждого отдельного слоя покрытия (например, после однократного нанесения предварительно смешанной композиции неорганического связующего вещества и неорганического наполнителя) или после нанесения всех слоев покрытия (например, после нескольких нанесений предварительно смешанной композиции неорганического связующего вещества и неорганического наполнителя или после поэтапного добавления композиций, содержащих неорганическое связующее вещество или неорганический наполнитель). Сушка волокнистой панели способствует образованию сшитого/дегидратированного твердого слоя покрытия из боратной соли и силиката металла. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения волокнистую панель с покрытием сушат с помощью сушки на воздухе. То есть волокнистой панели дают возможность высохнуть в условиях окружающей среды и комнатной температуры без применения тепла или принудительного воздуха. В альтернативных или в дополнительных вариантах осуществления данного изобретения композицию можно сушить путем нагревания волокнистой панели с покрытием. Безотносительно к какой-либо теории считается, что нагревание влияет на отверждение и поперечное сшивание/дегидратацию неорганического боратного и силикатного связующего вещества, тем самым укрепляя боратно-силикатную структурную матрицу. Кроме того, когда присутствует неорганический наполнитель, считается, что нагревание улучшает удерживание неорганического наполнителя в боратной и силикатной структурной матрице. Сушка полученного продукта удаляет всю воду, применяемую в качестве носителя для композиции покрытия или любого из ее компонентов, и превращает неорганическое боратосиликатное связующее вещество в структурную жесткую сеть, способную обеспечить повышенную структурную жесткость панели. [0063] After the curable coating composition of the present invention has been applied to the panel, either as a pre-blended curable composition or by stepwise application of an inorganic binder and an optional inorganic filler, the coated fibrous panel may be dried or cured. In this context, the term "curing" refers to any chemical or morphological change that is sufficient to change the properties of the binder, for example, through a covalent chemical reaction (eg, condensation reaction), hydrogen bonding, and the like. The coated fibrous panel may be dried after applying each individual layer of coating (for example, after a single application of a premixed composition of inorganic binder and inorganic filler) or after applying all layers of the coating (for example, after several applications of a premixed composition of inorganic binder and inorganic filler, or after adding compositions containing an inorganic binder or inorganic filler in stages). Drying the fibrous panel promotes the formation of a crosslinked/dehydrated solid coating layer of borate salt and metal silicate. In some embodiments of the present invention, the coated fibrous panel is dried by air drying. That is, the fibrous panel is allowed to dry under ambient and room temperature conditions without the use of heat or forced air. In alternative or additional embodiments of this invention, the composition can be dried by heating the coated fibrous panel. Without wishing to be bound by any theory, it is believed that heating affects the curing and cross-linking/dehydration of the inorganic borate and silicate binder, thereby strengthening the borate-silicate structural matrix. In addition, when an inorganic filler is present, it is believed that heating improves the retention of the inorganic filler in the borate and silicate structural matrix. Drying the resulting product removes all water used as a carrier for the coating composition or any of its components and converts the inorganic boratosilicate binder into a structurally rigid network capable of providing increased structural rigidity to the panel.

[0064] Когда покрытую волокнистую панель сушат путем нагревания, продолжительность и температура нагрева будут влиять на скорость сушки, легкость обработки или обращения, а также формирование свойств нагретого субстрата. Температурные параметры термической обработки от около 100°C до около 500°C (например, около 120°C, от около 150°C до около 500°C, или от около 175°C до около 400°C, или от около 200°C до около 300°C или от около 300°C до около 500°C) в течение периода от около 3 секунд до около 15 минут являются пригодными для сушки волокнистой панели (панелей) с покрытием по данному изобретению. Для акустических панелей пригодные температурные параметры могут находиться в диапазоне от около 300°C до около 500°C или от около 350°C до около 450°C (от около 600 до около 800°F). Обычно нагревание проводят до тех пор, пока не будет достигнута температура поверхности покрытия по меньшей мере от около 200°C до 240°C (от около 390 до около 465°F), поскольку это указывает на полное отверждение. В вариантах осуществления данного изобретения указанный способ включает нагревание волокнистой панели с покрытием до температуры поверхности по меньшей мере около 250°F (около 120°C), по меньшей мере 300°F (около 150°C), по меньшей мере 350°F (около 175°C), до около 400°F (около 205°C), около 450°F (около 230°C) или около 500°F (около 260°C). [0064] When the coated fibrous panel is dried by heating, the duration and temperature of the heating will affect the drying rate, ease of processing or handling, and the formation of the properties of the heated substrate. Heat treatment temperatures from about 100°C to about 500°C (e.g., about 120°C, from about 150°C to about 500°C, or from about 175°C to about 400°C, or from about 200°C to about 300°C, or from about 300°C to about 500°C) for a period of about 3 seconds to about 15 minutes are suitable for drying the coated fibrous panel(s) according to the invention. For acoustic panels, suitable temperatures may be in the range of about 300°C to about 500°C, or about 350°C to about 450°C (about 600 to about 800°F). Typically, heating is continued until a coating surface temperature of at least about 200° C. to 240° C. (about 390 to about 465° F.) is reached, as this indicates complete cure. In embodiments of the present invention, said method includes heating the coated fibrous panel to a surface temperature of at least about 250°F (about 120°C), at least 300°F (about 150°C), at least 350°F (about 175°C), to about 400°F (about 205°C), about 450°F (about 230°C), or about 500°F. (about 260°C).

[0065] При желании, функции сушки и отверждения можно выполнять в два или более отдельных этапа. Например, отверждаемая композиция покрытия может быть сначала нагрета до температуры в течение некоторого периода времени, достаточного для существенного высыхания, но не для существенного отверждения композиции, а затем нагрета во второй раз при более высокой температуре и/или в течение более длительного периода времени для полного отверждения. Такая процедура, называемая «переход в B-стадию», может применяться для получения панелей с покрытием согласно данному изобретению. [0065] If desired, the drying and curing functions can be performed in two or more separate steps. For example, the curable coating composition may first be heated to a temperature for a period of time sufficient to substantially dry but not substantially cure the composition, and then heated a second time at a higher temperature and/or for a longer period of time to fully cure. Such a procedure, referred to as "transition to the B-stage", can be used to obtain coated panels according to this invention.

[0066] В некоторых вариантах осуществления данного изобретения указанный способ дополнительно включает нанесение слоя химического отверждения. В способах по данному изобретению может применяться химическое отверждение в дополнение или даже вместо сушки и/или теплового отверждения. Химическое отверждение может включать осаждение соединения многовалентного металла или кислотного раствора с образованием отвержденных покрытий из боратных солей и силикатов металлов путем осаждения нерастворимых соединений силикатов металлов из раствора с образованием твердого слоя. В вариантах осуществления данного изобретения слой(и) покрытия может быть дополнительно покрыт раствором многовалентного металла или кислоты. В вариантах осуществления данного изобретения, в которых неорганическое связующее вещество и необязательный неорганический наполнитель наносят поэтапно, многовалентный металл или кислота могут быть снабжены неорганическим наполнителем и/или неорганическим связующим веществом и нанесены одновременно с ними. В вариантах осуществления данного изобретения, в которых наносят несколько предварительно смешанных слоев покрытия, между каждым слоем покрытия может быть нанесен слой химического отверждения. [0066] In some embodiments of this invention, this method further includes applying a layer of chemical curing. The methods of this invention may use chemical curing in addition to or even instead of drying and/or heat curing. Chemical curing may include precipitating a multivalent metal compound or an acidic solution to form cured borate salt and metal silicate coatings by precipitating insoluble metal silicate compounds from solution to form a solid layer. In embodiments of the present invention, the coating layer(s) may be further coated with a multivalent metal or acid solution. In embodiments of the invention in which the inorganic binder and optional inorganic filler are applied in stages, the polyvalent metal or acid may be provided with and/or applied simultaneously with the inorganic filler and/or inorganic binder. In embodiments of the present invention in which multiple premixed coating layers are applied, a chemical cure layer may be applied between each coating layer.

[0067] Безотносительно к какой-либо теории считается, что многовалентный металл замещает любые одновалентные катионы (например, натрий, литий или калий) в внутрипоровых пространствах неорганической сетки, ускоряя отверждение и образуя нерастворимое силикатное покрытие. Поливалентный металл может быть представлен в виде соли двухвалентного и/или трехвалентного металла. Пригодные поливалентные металлы включают, но не ограничиваются ими, Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Zn2+, Cu2+, Fe2+, Fe3+ и Al3+. В вариантах осуществления данного изобретения многовалентный металл включает соль металла, имеющую катион, выбранный из группы, состоящей из бериллия, магния, кальция, стронция, бария, цинка, меди, железа, алюминия и их комбинаций. В вариантах осуществления данного изобретения многовалентный металл включает соль металла, имеющую катион, выбранный из группы, состоящей из кальция, магния, цинка, меди, железа, алюминия и их комбинаций. В вариантах осуществления данного изобретения многовалентный металл включает соль щелочноземельного металла, имеющую катион, выбранный из группы, состоящей из бериллия, магния, кальция, стронция, бария и их комбинаций. Пригодные соли включают бораты, хлориды, карбонаты, сульфаты и их комбинации. В вариантах осуществления данного изобретения многовалентный металл предоставляется в форме оксида, гидроксида или их комбинаций. Безотносительно к какой-либо теории считается, что более медленно растворяющиеся соединения, например, карбонатные соли, оксиды, гидроксиды и т.п., могут применяться для получения стабильных составов. [0067] Without wishing to be bound by theory, the multivalent metal is believed to displace any monovalent cations (eg, sodium, lithium, or potassium) in the interstitial spaces of the inorganic network, accelerating curing and forming an insoluble silicate coating. The polyvalent metal may be present as a divalent and/or trivalent metal salt. Suitable polyvalent metals include, but are not limited to, Be 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , Zn 2+ , Cu 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ and Al 3+ . In embodiments of this invention, the multivalent metal includes a metal salt having a cation selected from the group consisting of beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, zinc, copper, iron, aluminum, and combinations thereof. In embodiments of this invention, the multivalent metal includes a metal salt having a cation selected from the group consisting of calcium, magnesium, zinc, copper, iron, aluminum, and combinations thereof. In embodiments of this invention, the multivalent metal includes an alkaline earth metal salt having a cation selected from the group consisting of beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, and combinations thereof. Suitable salts include borates, chlorides, carbonates, sulfates, and combinations thereof. In embodiments of this invention, the multivalent metal is provided in the form of oxide, hydroxide, or combinations thereof. Without wishing to be bound by theory, it is believed that slower dissolving compounds, eg carbonate salts, oxides, hydroxides, and the like, can be used to obtain stable formulations.

[0068] В вариантах осуществления данного изобретения, в которых для химического отверждения применяется кислота, указанная кислота может быть любой кислотой, например, органической кислотой или минеральной кислотой, включая, помимо прочего, органические кислоты и минеральные кислоты, выбранные из группы, состоящей из уксусной кислоты, серной кислоты, фосфорной кислоты. кислота и их комбинаций. [0068] In embodiments of the present invention in which an acid is used for chemical curing, said acid may be any acid, such as an organic acid or a mineral acid, including, but not limited to, organic acids and mineral acids selected from the group consisting of acetic acid, sulfuric acid, phosphoric acid. acid and their combinations.

[0069] В вариантах осуществления данного изобретения соединение многовалентного металла или кислота могут присутствовать в композиции для формирования слоя химического отверждения в любом пригодном количестве для усиления отверждения слоя (слоев) покрытия, например, в количестве от около 5 мас.% до около 30 мас.%, от около 10 мас.% до около 25 мас.% или от около 15 мас.% до около 20 мас.%, например, около 5 мас.%, около 10 мас.%, около 11 мас.%, около 12 мас.%, около 13 мас.%, около 14 мас.%, около 15 мас.%, около 16 мас.%, около 17 мас.%, около 18 мас.%, около 19 мас.%, около 20 мас.%, около 25 мас.% или около 30 мас.% в расчете на массу композиции для формирования слоя химического отверждения (перед любым этапом сушки и/или отверждения). [0069]In embodiments of the present invention, the multivalent metal compound or acid may be present in the composition for forming the chemical cure layer in any suitable amount to enhance the curing of the coating layer(s), for example, in an amount from about 5 wt.% to about 30 wt.%, from about 10 wt.% to about 25 wt.%, or from about 15 wt.% to about 20 wt.%, for example, about 5 wt.%, about 10 wt.%, about 11 wt.%, about 12 wt.%, about 13 wt.%, about 14 wt.%, about 15 wt.%, about 16 wt.%, about 17 wt.%, about 18 wt.%, about 19 wt.%, about 20 wt.%, about 25 wt.% or about 30 wt.% based on the weight of the composition for forming the layer of chemical curing (before any drying and/or curing step).

[0070] В вариантах осуществления данного изобретения композиция для химического отверждения может дополнительно включать неорганический наполнитель. Пригодные неорганические наполнители включают те, которые могут быть включены в слои покрытия, такие как, например, глина (например, каолиновая глина или бентонитовая глина), слюда, песок, сульфат бария, кремнезем, тальк, магнезия, оливин, доломит, тремолит, ксонолит, вермикулит, гипс, перлит, известняк (кальцит или арагонит), магнезит, волластонит, оксид цинка, сульфат цинка, полые гранулы, соли бентонита, летучая зола, топочная зола, угольная зола, металлосодержащий шлак, окислительный шлак, известняковый шлак, цеолит и их комбинации. [0070] In embodiments of the present invention, the chemical curing composition may further include an inorganic filler. Suitable inorganic fillers include those which may be included in the coating layers such as, for example, clay (eg kaolin clay or bentonite clay), mica, sand, barium sulfate, silica, talc, magnesia, olivine, dolomite, tremolite, xonolite, vermiculite, gypsum, perlite, limestone (calcite or aragonite), magnesite, wollastonite, zinc oxide, zinc sulfate, hollow granules, bentonite salts, fly ash, furnace ash, coal ash, metal slag, oxidizing slag, limestone slag, zeolite, and combinations thereof.

[0071] В вариантах осуществления данного изобретения неорганический наполнитель может присутствовать в композиции для формирования слоя химического отверждения в количестве до около 50 мас.%, от около 5 мас.% до около 45 мас.%, от около 10 мас.% до около 40 мас.%. от около 15 мас.% до около 25 мас.%, например, около 5 мас.%, около 10 мас.%, около 15 мас.%, около 20 мас.%, около 25 мас.%, около 30 мас.%, около 35 мас.%, около 40 мас.%, около 45 мас.% или около 50 мас.% в расчете на массу композиции для формирования слоя химического отверждения (перед любым этапом сушки и/или отверждения). [0071] In embodiments of the present invention, the inorganic filler may be present in the composition for forming the chemical curing layer in an amount of up to about 50 wt.%, from about 5 wt.% to about 45 wt.%, from about 10 wt.% to about 40 wt.%. from about 15 wt.% to about 25 wt.%, for example, about 5 wt.%, about 10 wt.%, about 15 wt.%, about 20 wt.%, about 25 wt.%, about 30 wt.%, about 35 wt.%, about 40 wt.%, about 45 wt.% or about 50 wt.%, based on the weight of the composition for forming the layer of chemical curing (before any stage of drying and / or from statements).

[0072] В вариантах осуществления данного изобретения слой химического отверждения включает хлорид кальция и неорганический наполнитель, такой как глина. [0072] In embodiments of this invention, the chemical cure layer includes calcium chloride and an inorganic filler such as clay.

[0073] Отверждающая композиция, содержащая соединения многовалентного металла, может быть нанесена любым способом, известным в данной области техники, например, с помощью систем безвоздушного распыления, систем распыления с помощью воздуха и т.п. Покрытие из соединения многовалентного металла, в зависимости от способа нанесения, может представлять собой покрытие, наносимое валиком, покрытие, наносимое струйным обливом, покрытие, наносимое обливанием, покрытие, наносимое распылением, покрытие, наносимое поливом, покрытие, наносимое с помощью экструзии, покрытие, наносимое ножевым устройством, и их комбинации. Растворы соединений многовалентных металлов, включая, но не ограничиваясь этим, хлорид кальция, хлорид магния и их комбинации, можно распылять на горячую панель, покрытую отверждаемой композицией покрытия. Безотносительно к какой-либо теории считается, что существует минимальное количество соли многовалентного металла, необходимое для завершения реакции химического отверждения. Пригодная масса покрытия солей многовалентных металлов для доведения до завершения реакции химического отверждения составляет по меньшей мере около 2,5 ммоль/фут2 или по меньшей мере около 5 ммоль/фут2 из расчета на влажную или сухую массу. Многовалентный металл может быть осажден в виде соли при массе покрытия (из расчета на влажную или сухую массу) в диапазоне от около 2,5 ммоль/фут2 до около 35 ммоль/фут2 или от около 5 ммоль/фут2 до около 30 ммоль/фут2, от около 7 ммоль/фут2 до около 20 ммоль/фут2 или от около 9 ммоль/фут2 до около 15 ммоль/фут2. [0073] The hardener composition containing the multivalent metal compounds can be applied by any method known in the art, such as airless spray systems, air assisted spray systems, and the like. The multivalent metal compound coating, depending on the method of application, can be a roller coating, a flow coating, a flow coating, a spray coating, a curtain coating, an extrusion coating, a knife coating, and combinations thereof. Solutions of multivalent metal compounds, including but not limited to calcium chloride, magnesium chloride, and combinations thereof, can be sprayed onto a hot panel coated with a curable coating composition. Without wishing to be bound by theory, it is believed that there is a minimum amount of polyvalent metal salt required to complete the chemical curing reaction. A suitable weight of the multivalent metal salt coating to complete the chemical curing reaction is at least about 2.5 mmol/ft 2 or at least about 5 mmol/ft 2 on a wet or dry basis. The polyvalent metal can be deposited as a salt at a coating weight (wet or dry weight) in the range of about 2.5 mmol/ft 2 to about 35 mmol/ft 2 , or about 5 mmol/ft 2 to about 30 mmol/ft 2 , about 7 mmol/ft 2 to about 20 mmol/ft 2 , or about 9 mmol/ft 2 to about 15 mmol/ft 2 .

[0074] Необязательно, после того, как раствор соединения многовалентного металла распылен на панель, указанную панель можно высушить и снова нагреть, например, до температуры в диапазоне от 100°F до 600°F (от около 35°C до около 315°C), от около 200°F до около 500°F (от около 90°C до около 260°C), от около 300°F до около 400°F (от около 150°C до около 205°C), например, около 100°F (около 35°C), около 200°F (около 90°C), около 300°F (около 150°C), около 400°F (около 205°C), около 450°F (около 230°C), около 500°F (около 260°C), около 550°F (около 290°C) или около 600°F (около 315°C) в течение 20 от секунд до пяти минут. В качестве альтернативы или в сочетании с нагреванием, после того, как раствор соединения многовалентного металла распылен на панель, указанную панель можно высушить сушкой на воздухе. [0074] Необязательно, после того, как раствор соединения многовалентного металла распылен на панель, указанную панель можно высушить и снова нагреть, например, до температуры в диапазоне от 100°F до 600°F (от около 35°C до около 315°C), от около 200°F до около 500°F (от около 90°C до около 260°C), от около 300°F до около 400°F (от около 150°C до около 205°C), например, около 100°F (около 35°C), около 200°F (около 90°C), около 300°F (около 150°C), около 400°F (около 205°C), около 450°F (около 230°C), около 500°F (около 260°C), около 550°F (около 290°C) или около 600°F (около 315°C) в течение 20 от секунд до пяти минут. Alternatively, or in combination with heat, after the polyvalent metal compound solution has been sprayed onto the panel, said panel can be air dried.

[0075] Панель с покрытием согласно данному изобретению имеет повышенную стойкость к остаточной деформации (сопротивление провисанию), как определено в соответствии с ASTM C367M-09. [0075] The coated panel of this invention has improved resistance to permanent deformation (sag resistance), as determined in accordance with ASTM C367M-09.

Тест на провисание – ASTM C367M-09Sag Test - ASTM C367M-09

[0076] Провисание потолочной плиты можно измерить в соответствии с ASTM C367M-09. Вкратце, потолочные плиты помещают в испытательную стойку, которая имитирует потолочную решетку. Вертикальное положение геометрического центра панели, установленной на стойке, измеряется для определения исходного положения продукта после 1 часа адаптации к условиям при 70°F (21°C)/50% относительной влажности. Как только начальное положение плиты измерено, плиту подвергают воздействию различных условий окружающей среды, которые составляют один цикл испытаний. В частности, в примерах, описанных ниже, цикл продолжительностью 12 часов при 104°F (40°C)/50% относительной влажности с последующими 12 часами при 70°F (21°C)/50% относительной влажности завершается 3 раза, при этом после завершения каждого цикла измеряют центральное положение. Провисание описывают двумя способами. «Общее перемещение» определяется как разница вертикального положения между начальным положением потолочной плиты и конечным положением плиты после завершения трех циклов. «Окончательное положение» определяется как окончательное вертикальное положение плиты. Если не указано иное, провисание указывается в дюймах для плит размером 2´ × 4´. Пригодные плиты по данному изобретению демонстрируют меньшее провисание, чем плитки без покрытия, например, провисание меньше чем около 1,0 дюйма (около 2,5 см), или меньше чем около 0,8 дюйма (около 2,0 см), или меньше чем около 0,6 дюйма (около 1,5 см) или меньше чем около 0,5 дюйма (около 1,3 см), или меньше чем около 0,4 дюйма (около 1,0 см), или меньше чем около 0,3 дюйма (около 0,75 см), или меньше чем около 0,2 дюйма (около 0,50 см) или меньше чем около 0,1 дюйма (около 0,25 см). [0076] Ceiling slab sag can be measured in accordance with ASTM C367M-09. Briefly, ceiling tiles are placed in a test rack that mimics a ceiling grid. The vertical position of the geometric center of the panel mounted on the rack is measured to determine the initial position of the product after 1 hour of adaptation to conditions at 70°F (21°C)/50% RH. Once the initial position of the slab has been measured, the slab is subjected to various environmental conditions which constitute one test cycle. In particular, in the examples described below, a cycle of 12 hours at 104°F (40°C)/50% RH followed by 12 hours at 70°F (21°C)/50% RH is completed 3 times, with the center position being measured after completion of each cycle. Sagging is described in two ways. "Total movement" is defined as the difference in vertical position between the initial position of the ceiling slab and the final position of the slab after the completion of three cycles. The "final position" is defined as the final vertical position of the slab. Unless otherwise noted, sag is in inches for 2´ × 4´ slabs. Suitable boards of this invention exhibit less sag than uncoated tiles, such as less than about 1.0 inch (about 2.5 cm) sag, or less than about 0.8 inch (about 2.0 cm), or less than about 0.6 inch (about 1.5 cm), or less than about 0.5 inch (about 1.3 cm), or less than about 0.4 inch (about 1.0 cm), or less than about 0.3 inch (about 0.75 cm) or less than about 0.2 inch (about 0.50 cm) or less than about 0.1 inch (about 0.25 cm).

[0077] Вышеприведенное описание дано только для ясности понимания и не подразумевает ненужные ограничения, так как модификации в пределах объема изобретения могут быть очевидны для специалистов в данной области техники. [0077] The foregoing description is for clarity of understanding only and is not intended to be undue limitation, as modifications within the scope of the invention may be apparent to those skilled in the art.

[0078] Композиции, панели и способы согласно данному изобретению могут быть лучше поняты в свете следующих примеров, которые предназначены только для иллюстрации композиций, панелей и способов согласно данному изобретению и никоим образом не предназначены для ограничения его объема. [0078] Compositions, panels and methods according to this invention can be better understood in light of the following examples, which are intended only to illustrate the compositions, panels and methods according to this invention and are not intended to limit its scope in any way.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1 – Изготовление волокнистой панели с покрытиемExample 1 - Manufacture of coated fiber panel

[0079] Была изготовлена серия акустических потолочных плит с покрытием, которые были испытаны на устойчивость к провисанию. Если не указано иное, все потолочные плиты, применяемые в примерах, являются потолочными плитами марки RadarTM, которые доступны от USG Interiors, Inc., Чикаго, штат Иллинойс. Плита под торговой маркой RadarTM представляет собой панель из волокон шлаковой или минеральной ваты, полученную способом водного валяния, толщиной 5/8'' и имеющую следующий состав: 1-75 мас.% волокон шлаковой ваты, 5-75 мас.% вспученного перлита, 1 -25 мас.% целлюлозы, 5-15 мас.% крахмала, 0-15 мас.% каолина, 0-80 мас.% дегидрата сульфата кальция, менее 2 мас.% известняка или доломита, менее 5 мас.% кристаллического диоксид кремния и менее 2 мас.% винилацетатного полимера или этиленвинилацетатного полимера. Диаметр волокон минеральной ваты варьируется в значительном диапазоне, например, от 0,25 до 20 микрон, при этом большинство волокон имеют диаметр в диапазоне от 3 до 4 микрон. Длина минеральных волокон составляет от около 1 мм до около 8 мм. [0079] A series of coated acoustic ceiling tiles were manufactured and tested for sag resistance. Unless otherwise noted, all ceiling tiles used in the examples are Radar brand ceiling tiles available from USG Interiors, Inc., Chicago, Illinois. RadarTM trade name board is a 5/8'' thick slag or mineral wool fiber panel having the following composition: 1-75 wt.% slag wool fibers, 5-75 wt.% expanded perlite, 1-25 wt.% cellulose, 5-15 wt. .% calcium sulfate dehydrate, less than 2 wt.% limestone or dolomite, less than 5 wt.% crystalline silica and less than 2 wt.% vinyl acetate polymer or ethylene vinyl acetate polymer. The diameter of mineral wool fibers varies widely, for example from 0.25 to 20 microns, with most fibers having a diameter in the range of 3 to 4 microns. The length of the mineral fibers is from about 1 mm to about 8 mm.

[0080] Потолочные плиты были вырезаны и разделены на образцы панелей размером 6” × 24”. Половину образцов панелей покрывали композицией для покрытия, включающей неорганическое связующее вещество в соответствии с описанием (пример 1), в то время как другую половину образцов панелей покрывали сравнительной композицией для покрытия, содержащей силикат щелочного металла, но не содержащей боратной соли (сравнительный пример 1). После нанесения покрытия валиком на все образцы панелей для получения заднего покрытия, их высушивали в течение 3 минут при 550°F (около 290°C). [0080] The ceiling tiles were cut and divided into 6" x 24" panel samples. Half of the panel samples were coated with a coating composition comprising an inorganic binder as described (Example 1), while the other half of the panel samples were coated with a comparative coating composition containing alkali metal silicate but no borate salt (Comparative Example 1). After applying the roller coating to all samples of panels to obtain a back coating, they were dried for 3 minutes at 550°F (about 290°C).

[0081] Композиции покрытия продемонстрированы в об.% водной композиции покрытия и соответствующих мас.% водной композиции покрытия в Таблице 1 ниже: [0081] Coating compositions are shown in volume % aqueous coating composition and corresponding wt % aqueous coating composition in Table 1 below:

Таблица 1. Водные композиции для покрытийTable 1. Aqueous compositions for coatings

ИнгредиентIngredient Пример 1 (об.%)Example 1 (vol.%) Пример 1 (мас.% твердых веществ)Example 1 (wt.% solids) Сравнительный пример 1 (об. %)Comparative Example 1 (vol.%) Сравнительный пример 1 (мас.% твердого вещества)Comparative Example 1 (wt% solids) Раствор силиката натрия
(37,5% твердых веществ)
Sodium silicate solution
(37.5% solids)
59,059.0 22,122.1 41,041.0 15,415.4
Пентагидрат тетрабората натрияSodium tetraborate pentahydrate 2,22.2 2,22.2 00 -- Карбонат кальцияCalcium carbonate 20,020.0 20,020.0 40,040.0 40,040.0 Каолиновая глинаKaolin clay 5,05.0 5,05.0 5,05.0 5,05.0 ДиспергаторDispersant 0,20.2 -- 0,20.2 -- ВодаWater 13,613.6 -- 13,813.8 --

[0082] Неорганическое связующее вещество из примера 1 включало пентагидрат тетрабората натрия и раствор силиката натрия (раствор силиката натрия, 3,22 SiO2:Na2O, 37,5% твердых веществ, PQ Corporation, Valley Forge, штат Пенсильвания). Неорганическое связующее вещество применяли в сочетании с неорганическим наполнителем и диспергатором. Композиция покрытия из примера 1 включала 59% раствора силиката натрия с содержанием 37,5% твердых частиц, 2,20% пентагидрата тетрабората натрия, 20% карбоната кальция, 5% каолиновой глины, 0,20% диспергатора и 13,6% дополнительной воды. [0082] The inorganic binder from Example 1 included sodium tetraborate pentahydrate and sodium silicate solution (sodium silicate solution, 3.22 SiO 2 :Na 2 O, 37.5% solids, PQ Corporation, Valley Forge, PA). An inorganic binder was used in combination with an inorganic filler and a dispersant. The coating composition of Example 1 included 59% sodium silicate solution with 37.5% solids, 2.20% sodium tetraborate pentahydrate, 20% calcium carbonate, 5% kaolin clay, 0.20% dispersant and 13.6% additional water.

[0083] Таким образом, композиция покрытия из примера 1 имела содержание твердых веществ около 49,3 мас.% из расчета на весь состав композиции покрытия перед любым этапом сушки и/или отверждения, состоящее из 24,3% неорганического связующего вещества (то есть силиката натрия и тетрабората натрия) и 25% неорганического наполнителя (например, карбоната кальция и каолиновой глины). Таким образом, когда покрытие было высушено и/или отверждено, неорганическое связующее вещество составляло около 49,3 мас.% покрытия из расчета на общую массу сухого покрытия, а неорганический наполнитель составлял около 50,7 мас.% покрытия из расчета на общую массу сухого покрытия. [0083] Thus, the coating composition of Example 1 had a solids content of about 49.3 wt.%, based on the entire composition of the coating composition before any drying and / or curing step, consisting of 24.3% inorganic binder (i.e. sodium silicate and sodium tetraborate) and 25% inorganic filler (for example, calcium carbonate and kaolin clay). Thus, when the coating was dried and/or cured, the inorganic binder made up about 49.3% by weight of the coating, based on the total dry weight of the coating, and the inorganic filler made up about 50.7% by weight of the coating, based on the total dry weight of the coating.

[0084] В сравнительном примере 1 композиция покрытия включала 41% раствора силиката натрия с содержанием твердых частиц 37,5%, карбоната кальция 40%, каолиновой глины 5%, диспергатора 0,20% и дополнительно 13,8% воды. [0084] In Comparative Example 1, the coating composition included a 41% sodium silicate solution with a solids content of 37.5%, calcium carbonate 40%, kaolin clay 5%, a dispersant 0.20%, and an additional 13.8% water.

[0085] Таким образом, композиция покрытия из сравнительного примера 1 имела содержание твердых веществ около 60,4 мас.% из расчета на весь состав композиции покрытия перед любым этапом сушки и/или отверждения, состоящее из около 15,4% неорганического связующего вещества (то есть силиката натрия), и 45% неорганического наполнителя (например, карбоната кальция и каолиновой глины). Таким образом, когда покрытие было высушено и/или отверждено, неорганическое связующее вещество составляло около 25,5 мас.% покрытия из расчета на общую массу сухого покрытия, а неорганический наполнитель составлял около 74,5 мас.% покрытия из расчета на общую массу сухого покрытия. [0085] Thus, the coating composition of comparative example 1 had a solids content of about 60.4 wt.%, based on the entire composition of the coating composition before any drying and / or curing step, consisting of about 15.4% inorganic binder (i.e. sodium silicate), and 45% inorganic filler (for example, calcium carbonate and kaolin clay). Thus, when the coating was dried and/or cured, the inorganic binder made up about 25.5% by weight of the coating, based on the total dry weight of the coating, and the inorganic filler made up about 74.5% by weight of the coating, based on the total dry weight of the coating.

[0086] Количества неорганического связующего вещества и неорганического наполнителя в двух покрытиях из расчета на общую массу сухого покрытия сравниваются в таблице 2 ниже. [0086] The amounts of inorganic binder and inorganic filler in the two coatings, based on the total dry weight of the coating, are compared in Table 2 below.

Таблица 2. Высушенные композиции для покрытияTable 2 Dried Coating Compositions

Компонент покрытияCoating component Пример 1 (мас.%, общая масса сухого покрытия)Example 1 (wt.%, total weight of dry coating) Сравнительный пример 1 (мас.%, общая масса сухого покрытия)Comparative Example 1 (wt.%, total weight of dry coating) Неорганическое связующееinorganic binder 49,349.3 25,525.5 Неорганический наполнительinorganic filler 50,750.7 74,574.5

[0087] После сушки в течение 3 минут при 550°F (около 290°C) плиты покрывали слоем химического отверждения, состоящим из раствора из 15 мас.% хлорида кальция и 20 мас.% глины, и высушивали при 550°F (около 290°C) в течение 30 секунд. [0087] After drying for 3 minutes at 550°F (about 290°C), the boards were coated with a chemical cure layer consisting of a solution of 15 wt.% calcium chloride and 20 wt.% clay, and dried at 550°F (about 290°C) for 30 seconds.

Пример 2 – Испытание волокнистых панелей с покрытием на сопротивление провисанию Example 2 - Testing coated fiber panels for sag resistance

[0088] Волокнистые панели из Примера 1 испытывали на провисание согласно ASTM C367M-09, как описано выше, с применением в общей сложности 100 панелей образцов для каждой композиции покрытия. Результаты теста на провисание приведены в таблице 3 ниже. [0088] The fiber panels from Example 1 were tested for sag according to ASTM C367M-09 as described above using a total of 100 sample panels for each coating composition. The sag test results are shown in Table 3 below.

Таблица 3. Данные сопротивления провисаниюTable 3. Sag resistance data

Состав покрытияCoating composition № теста (по 50 образцов)Test No. (50 samples each) Общее движение (дюймы)Total movement (inches) Пример 1Example 1 11 0,370.37 22 0,300.30 Сравнительный пример 1Comparative Example 1 11 0,760.76 22 0,570.57

[0089] Как продемонстрировано в Таблице 1, панели с покрытием, имеющим неорганическое связующее вещество, включая боратную соль и силикат металла согласно данному изобретению, характеризовались уменьшением провисания по меньшей мере на около 35% (и до около 60%) по сравнению с панелями с покрытием, содержащим только силикат металла и неорганическое связующее вещество. [0089] As shown in Table 1, coated panels having an inorganic binder, including the borate salt and metal silicate of the present invention, exhibited at least about 35% (and up to about 60%) sag reduction compared to coated panels containing only metal silicate and an inorganic binder.

[0090] Таким образом, в примерах 1 и 2 продемонстрированы волокнистые панели с покрытием и способы их изготовления, а также отверждаемые композиции для покрытия для улучшения устойчивости волокнистой панели к провисанию согласно данному изобретению. Кроме того, в примерах 1 и 2 продемонстрировано, что волокнистая панель с покрытием согласно данному изобретению имеет значительно улучшенную стойкость к провисанию по сравнению с аналогичной волокнистой панелью с покрытием, не содержащим неорганического связующего вещества на основе боратной соли. [0090] Thus, Examples 1 and 2 demonstrate coated fibrous panels and methods for their manufacture, as well as curable coating compositions for improving the sag resistance of a fibrous panel according to this invention. In addition, Examples 1 and 2 demonstrate that the coated fibrous panel of the present invention has a significantly improved sag resistance compared to a similar coated fibrous panel containing no inorganic borate salt binder.

Claims (19)

1. Волокнистая панель с покрытием, содержащая:1. A coated fiber panel comprising: волокнистую панель, содержащую крахмал и волокно минеральной ваты и имеющую заднюю поверхность и противоположную лицевую поверхность, где волокнистая панель имеет слой отвержденного покрытия, расположенный по меньшей мере на одной поверхности панели, при этом указанный слой отвержденного покрытия содержит: a fibrous panel containing starch and mineral wool fiber and having a back surface and an opposite front surface, where the fibrous panel has a cured coating layer located on at least one surface of the panel, while said cured coating layer contains: от 10 до 100 мас.% неорганического связующего вещества из расчета на общую массу сухого покрытия, from 10 to 100 wt.% inorganic binder based on the total weight of the dry coating, при этом указанное неорганическое связующее вещество включает боратную соль и силикат металла, выбранный из группы, состоящей из силикатов щелочных металлов, силикатов щелочноземельных металлов и их комбинаций, и при этом указанное неорганическое связующее вещество является водорастворимым.wherein said inorganic binder comprises a borate salt and a metal silicate selected from the group consisting of alkali metal silicates, alkaline earth metal silicates, and combinations thereof, and wherein said inorganic binder is water soluble. 2. Панель по п. 1, в которой указанный слой покрытия дополнительно содержит до 90 мас.% неорганического наполнителя в расчете на общую массу сухого покрытия, при этом неорганическое связующее вещество и неорганический наполнитель не являются одним и тем же.2. The panel according to claim 1, wherein said coating layer further comprises up to 90% by weight of an inorganic filler based on the total dry weight of the coating, wherein the inorganic binder and the inorganic filler are not the same. 3. Панель по любому из предшествующих пунктов, в которой силикат щелочного металла или силикат щелочноземельного металла выбран из группы, состоящей из силиката натрия, силиката калия, силиката лития, силиката магния, силиката кальция, силиката бериллия и их комбинаций; а также3. The panel according to any one of the preceding claims, wherein the alkali metal silicate or alkaline earth metal silicate is selected from the group consisting of sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate, magnesium silicate, calcium silicate, beryllium silicate, and combinations thereof; and отличающаяся тем, что боратная соль выбрана из группы, состоящей из метабората натрия, тетрабората натрия, тетрабората калия, пентабората калия, пентабората аммония, декагидрата буры, оксида бора, бората лития и их комбинаций.characterized in that the borate salt is selected from the group consisting of sodium metaborate, sodium tetraborate, potassium tetraborate, potassium pentaborate, ammonium pentaborate, borax decahydrate, boron oxide, lithium borate, and combinations thereof. 4. Панель по любому из предшествующих пунктов, в которой неорганическое связующее вещество содержит силикат натрия и тетраборат натрия.4. A panel according to any one of the preceding claims, wherein the inorganic binder comprises sodium silicate and sodium tetraborate. 5. Панель по любому из предшествующих пунктов, в которой слой отвержденного покрытия расположен на задней поверхности панели, причем задняя поверхность направлена к области повышенного давления над волокнистой панелью в системе плит подвесного потолка, причем волокнистая панель представляет собой потолочную плиту.5. A panel according to any one of the preceding claims, wherein the cured coating layer is located on the back surface of the panel, the back surface being directed towards the pressurized area above the fibrous panel in the suspended ceiling board system, the fibrous panel being the ceiling board. 6. Способ покрытия волокнистой панели, включающий:6. A method of coating a fibrous panel, including: обеспечение волокнистой панели, содержащей крахмал и волокно минеральной ваты и имеющей заднюю поверхность и противоположную лицевую поверхность;providing a fibrous panel containing starch and mineral wool fiber and having a back surface and an opposite front surface; нанесение первого слоя покрытия по меньшей мере на одну поверхность волокнистой панели, при этом указанный первый слой покрытия содержит неорганическое связующее вещество, при этом указанное неорганическое связующее вещество присутствует в количестве от около 10 до 100 мас.% из расчета на общую массу сухого первого слоя покрытия, и при этом указанное неорганическое связующее вещество включает боратную соль и силикат металла, выбранный из группы, состоящей из силиката щелочного металла, силиката щелочноземельного металла и их комбинации, и при этом указанное неорганическое связующее вещество является водорастворимым.applying a first coating layer to at least one surface of the fibrous panel, wherein said first coating layer contains an inorganic binder, wherein said inorganic binder is present in an amount of from about 10 to 100 wt.% based on the total dry weight of the first coating layer, and wherein said inorganic binder includes a borate salt and a metal silicate selected from the group consisting of alkali metal silicate, alkaline earth metal silicate, and combinations thereof, and when this specified inorganic binder is water-soluble. 7. Способ по п. 6, в котором первый слой покрытия дополнительно содержит неорганический наполнитель, при этом указанный неорганический наполнитель присутствует в количестве до 90 мас.% в расчете на массу сухого первого слоя покрытия, а неорганическое связующее вещество и неорганический наполнитель не являются одним и тем же; и7. The method according to p. 6, in which the first coating layer additionally contains an inorganic filler, while the specified inorganic filler is present in an amount of up to 90 wt.% based on the weight of the dry first coating layer, and the inorganic binder and inorganic filler are not the same; And дополнительно включает смешивание неорганического связующего вещества и неорганического наполнителя с образованием отверждаемой композиции покрытия перед нанесением первого слоя покрытия.further comprising mixing an inorganic binder and an inorganic filler to form a curable coating composition prior to application of the first coating layer. 8. Способ по любому из пп. 6, 7, дополнительно включающий:8. The method according to any one of paragraphs. 6, 7, further comprising: нанесение второго слоя покрытия в контакте с первым слоем покрытия, при этом второй слой покрытия включает второе неорганическое связующее вещество, и при этом второе неорганическое связующее вещество присутствует в количестве от 10 до 100 мас.% из расчета на общую массу сухого второго слоя, при этом второе неорганическое связующее вещество включает боратную соль и силикат металла, выбранный из группы, состоящей из силиката щелочного металла, силиката щелочноземельного металла и их комбинаций, и при этом второе неорганическое связующее вещество является водорастворимым.applying a second coating layer in contact with the first coating layer, wherein the second coating layer includes a second inorganic binder, and wherein the second inorganic binder is present in an amount of from 10 to 100 wt.% based on the total dry weight of the second layer, while the second inorganic binder includes a borate salt and a metal silicate selected from the group consisting of alkali metal silicate, alkaline earth metal silicate and combinations thereof, and the second inorganic binder the substance is water soluble. 9. Способ по любому из пп. 6-8, дополнительно включающий нанесение слоя химического отверждения,9. The method according to any one of paragraphs. 6-8, further comprising applying a layer of chemical curing, при этом указанный слой химического отверждения включает раствор многовалентного металла или кислоты.wherein said chemical curing layer comprises a solution of a polyvalent metal or acid. 10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что указанный слой химического отверждения содержит хлорид кальция и глину.10. Method according to claim 9, characterized in that said chemical curing layer contains calcium chloride and clay.
RU2020140871A 2018-06-14 2019-06-12 Borate and silicate coating for improving acoustic characteristics of panels and methods for its manufacture RU2800147C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/009,053 2018-06-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2020140871A RU2020140871A (en) 2022-06-16
RU2800147C2 true RU2800147C2 (en) 2023-07-19

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4169735A (en) * 1976-11-11 1979-10-02 Ppg Industries, Inc. Curable compositions comprising aqueous solutions of water-soluble silicates and water-soluble borate latent insolubilizers
RU2118975C1 (en) * 1996-07-31 1998-09-20 Казанская государственная архитектурно-строительная академия Method of silicate facade coating producing
WO2008079756A1 (en) * 2006-12-22 2008-07-03 3M Innovative Properties Company Photocatalytic coating

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4169735A (en) * 1976-11-11 1979-10-02 Ppg Industries, Inc. Curable compositions comprising aqueous solutions of water-soluble silicates and water-soluble borate latent insolubilizers
RU2118975C1 (en) * 1996-07-31 1998-09-20 Казанская государственная архитектурно-строительная академия Method of silicate facade coating producing
WO2008079756A1 (en) * 2006-12-22 2008-07-03 3M Innovative Properties Company Photocatalytic coating

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220333380A1 (en) Suspended Ceiling Tile System Including Panel With Silicate Coating For Improved Acoustical Performance
CA2802353C (en) Formaldehyde free coating for panels comprising a polyacid copolymer and calcium aluminosilicate powder
US11753550B2 (en) Borate and silicate coating for improved acoustical panel performance and methods of making same
ES2642093T3 (en) Indoor wall board and procedure for manufacturing it
JP2013534553A5 (en)
KR20140006886A (en) Composite thermal insulation system
JP2015514602A (en) Gypsum product with highly efficient endothermic additive
WO2017120611A1 (en) Fibrous mats and panels having a gypsum-based coating and methods for the manufacture thereof
JP2018509282A (en) Architectural panel with magnesium oxide-phosphate back coating
RU2800147C2 (en) Borate and silicate coating for improving acoustic characteristics of panels and methods for its manufacture
KR20190072557A (en) Improved veil finishing method
KR101784521B1 (en) Inorganic tissue-facer and board type construction material comprising the same
JP2005068926A (en) Building inorganic board