ЭКРАНИРУЮЩАЯ ПУЧКИ НЕЙТРОНОВ СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ НА ОСНОВЕ ГИПСА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭКРАНИРУЮЩЕЙ ПУЧКИ НЕЙТРОНОВ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПАНЕЛИ НА ОСНОВЕ ГИПСА Российский патент 2023 года по МПК B28B1/30 G21F1/08 C04B28/14 C04B24/26 C04B24/30 C04B24/02 C04B22/08 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса и к способу изготовления экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса.

Уровень техники

[0002] В последние годы, в медицинской практике используется лучевая терапия.

[0003] В учреждениях лучевой терапии, для предотвращения утечки радиации из области использования радиации, область использования радиации ограничивается материалами стен, такими как толстые бетонные стены и стены, которые объединяют толстый бетон с пластинами металла, такого как железо и свинец. Поэтому при замене оборудования для лучевой терапии необходимо демонтировать материалы стен, например, бетонные стены, а затем опять построить стену после замены оборудования. Если материалы разрушенной стены загрязнены радиацией, потребуется время и деньги для утилизации материала стен.

[0004] Поэтому осуществляются различные исследования экранирующих радиацию материалов, которые экранируют радиацию.

[0005] Например, Патентный документ 1 описывает стенку, экранирующую радиацию, конструируемую посредством ламинирования сухих гипсовых блоков, сформованных из композиции, экранирующей радиацию, содержащей воду и гипс.

Документы предыдущего уровня техники

Патентные документы

[0006]

Патентный документ 1: Выложенная заявка на патент Японии 2014-89127

Сущность изобретения

Проблемы, которые должны решаться с помощью изобретения

[0007] Однако, стенка, экранирующая радиацию, описанная в Патентном документе 1, должна формироваться посредством ламинирования сухих гипсовых блоков, и требуется дальнейшее усовершенствование манипулирования стенками, экранирующими радиацию.

[0008] С учетом проблем указанной выше обычной технологии, один из аспектов настоящего изобретения представляет собой создание экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса с превосходными свойствами манипулирования.

Средства решения проблем

[0009] Для решения рассмотренной выше проблем, согласно одному из аспектов настоящего изобретения, экранирующая пучки нейтронов строительная панель на основе гипса содержит гипс; борсодержащий материал, содержащий бор в количестве, которое находится в пределах от 1,0 части массовой до 120 частей массовых по отношению к 100 частям массовым гипса; и пластифицирующую добавку в пределах от 0,05 части массовой до 2,0 частей массовых по отношению к 100 частям массовым гипса, где борсодержащий материал представляет собой одно или несколько веществ, выбранных из бората кальция, карбида бора, борной кислоты, оксида бора, бората натрия и борида кальция и где относительная плотность в сухом состоянии находится в пределах от 0,65 до 1,6.

Воздействие изобретения

[0010] Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, можно создать экранирующую пучки нейтронов строительную панель на основе гипса с превосходными свойствами манипулирования.

Краткое описание чертежей

[0011] Фиг. 1 представляет собой пояснительный вид экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса согласно варианту осуществления настоящего изобретения и

Фиг. 2 представляет собой пояснительный вид способа изготовления экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание

[0012] Настоящее изобретение не ограничивается следующими далее вариантами осуществления, но различные варианты и замены могут осуществляться относительно следующих далее вариантов осуществления без отклонения от рамок настоящего изобретения.

Экранирующая пучки нейтронов строительная панель на основе гипса

Будет описываться пример конфигурации экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса согласно настоящему варианту осуществления.

[0013] Экранирующая пучки нейтронов строительная панель на основе гипса по настоящему варианту осуществления (ниже упоминается как "строительная панель") может содержать гипс, борсодержащий материал и пластифицирующую добавку.

[0014] Строительная панель по настоящему варианту осуществления содержит бор в борсодержащем материале при отношении от 1,0 части массовой до 120 частей массовых на 100 частей массовых гипса.

[0015] В дополнение к этому строительная панель может содержать пластифицирующую добавку в пределах от 0,05 до 2,0 частей массовых по отношению к 100 частям массовым гипса.

[0016] Борсодержащий материал предпочтительно содержит одно или несколько веществ, выбранных из бората кальция, карбида бора, борной кислоты, оксида бора, бората натрия и борида кальция.

[0017] Относительная плотность в сухом состоянии строительной панели предпочтительно находится в пределах от 0,65 до 1,6.

[0018] Строительная панель по настоящему варианту осуществления может иметь форму панели или форму пластины. Относительно строительной панели по настоящему варианту осуществления, поскольку форма панели является такой как описано выше, строительная панель может функционировать как стенка, экранирующая радиацию, только посредством фиксации. Соответственно, строительная панель согласно настоящему варианту осуществления имеет форму блока, и тому подобное, и является превосходной по свойствам манипулирования по сравнению с экранирующим радиацию материалом, который должен ламинироваться для формирования стенки, экранирующей радиацию.

(1) Компоненты

Ниже, сначала будут описываться компоненты строительной панели по настоящему варианту осуществления.

(1-1) Гипса

Строительная панель по настоящему варианту осуществления может содержать гипс, как описано выше.

[0019] Пучки нейтронов, которые особенно сложно экранировать, эффективно экранируются посредством поглощения энергии, вызванного упругим рассеянием.

[0020] Пучки нейтронов могут классифицироваться как быстрые нейтроны, медленные нейтроны, тепловые нейтроны, и тому подобное, в зависимости от величины энергии, которую имеют нейтроны. Среди указанных выше пучков нейтронов, энергия быстрых нейтронов уменьшается из-за столкновений с водородом, имеющим большую площадь поперечного сечения поглощения в этой области энергий. Поэтому с точки зрения экранирования пучков быстрых нейтронов, для строительных панелей предпочтительно используют материал с высокой плотностью водорода. Поскольку гипс содержит водород в гидратной воде и имеет высокую плотность водорода, строительная панель по настоящему варианту осуществления содержит гипс, тем самым улучшая свойства экранирования пучков нейтронов строительной панели.

[0021] Гипс также имеет превосходные скорости формуемости и отверждения. По этой причине, строительная панель по настоящему варианту осуществления содержит гипс, так что строительная панель по настоящему варианту осуществления, которая представляет собой материал, экранирующий радиацию, может изготавливаться с высокой производительностью.

(1-2) Борсодержащий материал

Строительная панель по настоящему варианту осуществления может дополнительно содержать бор для цели улучшения характеристик экранирования радиации относительно различных типов радиации. Пучки нейтронов, особенно, имеющие энергию пучка тепловых нейтронов, поглощаются ядрами бора. Поэтому бор, содержащийся в строительной панели по настоящему варианту осуществления, улучшает свойства экранирования пучков нейтронов у строительной панели.

[0022] Как описано выше, строительная панель по настоящему варианту осуществления может экранировать пучки нейтронов, в частности, пучки быстрых нейтронов и пучки тепловых нейтронов, посредством включения гипса и бора.

[0023] Строительная панель по настоящему варианту осуществления может содержать бор, например, как борсодержащий материал. Борсодержащий материал не является как-либо ограниченным, если строительная панель содержит бор, но предпочтительно содержит одно или несколько веществ, выбранных из бората кальция, карбида бора, борной кислоты, оксида бора, бората натрия и борида кальция.

[0024] В строительной панели по настоящему варианту осуществления, борсодержащий материал может содержать одно или несколько соединений, выбранных из соответствующего борсодержащего материала, такого как борат кальция, и тому подобное. Поэтому в качестве борсодержащего материала можно использовать одно или несколько соединений, выбранных из соединений, описанных выше, дополнительно включающих, например, гидратную воду или что-либо подобное. Борсодержащий материал может также представлять собой минерал или что-либо подобное, что содержит одно или несколько соединений, выбранных из соответствующего борсодержащего материала. Конкретно, например, если борсодержащий материал содержит борат кальция как борсодержащий материал, можно использовать колеманит. Если борсодержащий материал содержит борат натрия как борсодержащий материал, можно использовать боракс или что-либо подобное. Борсодержащий материал может состоять только из одного или из нескольких соединений, выбранных из соответствующих борсодержащих материалов, таких как борат кальция, и тому подобное.

[0025] Среди прочего, борсодержащий материал, более предпочтительно, содержит одно или несколько веществ, выбранных из бората кальция и карбида бора, а более предпочтительно содержит одно или несколько веществ, выбранных из колеманита и карбида бора.

[0026] Колеманит представляет собой стабильный материал. Поэтому колеманитом легко манипулировать, а также он дешевый. Поэтому его можно использовать предпочтительно. В дополнение к этому, поскольку карбид бора представляет собой особенно стабильный материал и им легко манипулировать, его можно использовать предпочтительно.

[0027] Строительная панель по настоящему варианту осуществления содержит бор в борсодержащем материале в пределах от 1,0 части массовой до 120 частей массовых, а более предпочтительно, от 3,0 частей массовых до 120 частей массовых по отношению к 100 частям массовым гипса.

[0028] "На 100 частей массовых гипса" означает отношение бора в борсодержащем материале на 100 частей массовых дигидрата гипса (CaSO₄⋅2H₂O). В строительных панелях, гипс обычно представляет собой дигидрат гипса. Строительная панель может содержать гипс иной, чем дигидрат гипса, например, может содержать гемигидрат гипса, и тому подобное. Однако все компоненты гипса, содержащиеся в строительной панели, считаются формирующими дигидрат гипса, и определяется количество (процент) бора, содержащегося в борсодержащем материале, по отношению к 100 частям массовым гипса. Это же относится к пластифицирующей добавке, описанной ниже.

[0029] Когда отношение массы бора, содержащегося в борсодержащем материале, составляет 1,0 часть массовую или более на 100 частей массовых гипса, свойства экранирования пучков нейтронов строительной панели можно улучшить в достаточной степени.

[0030] В дополнение к этому, когда отношение массы бора, содержащегося в борсодержащем материале, составляет 120 частей массовых или меньше на 100 частей массовых гипса, можно легко приготовить суспензию гипса при изготовлении строительной панели и прочность получаемой строительной панели можно увеличить в достаточной степени.

(1-3) Пластифицирующая добавка

Строительные панели по настоящему варианту осуществления можно изготавливать посредством стадии формования наливом. Соответственно, можно изготавливать материалы, экранирующие радиацию, с более высокой производительностью чем для стадии экструзии или стадии бумагоделания, которая использовалась в прошлом для изготовления материалов, экранирующих радиацию.

[0031] Когда строительная панель изготавливается посредством стадии формования наливом, пластифицирующая добавка предпочтительно добавляется для повышения диспергируемости гипса или чего-либо подобного в суспензии гипса и для улучшения текучести суспензии гипса для налива.

[0032] Пластифицирующая добавка не является как-либо ограниченной. Например, можно использовать пластифицирующую добавку, которую обычно используют при изготовлении отвержденного гипса. Например, как пластифицирующую добавку можно использовать одно или несколько веществ, выбранных из пластифицирующей добавки на основе нафталина, пластифицирующей добавки на основе поликарбоновой кислоты, пластифицирующей добавки на основе лигнина, пластифицирующей добавки на основе меламина, пластифицирующей добавки на основе аминосульфоновой кислоты, пластифицирующей добавки на основе фосфата и пластифицирующей добавки на основе бисфенола.

[0033] Пластифицирующая добавка предпочтительно выбирается в зависимости от используемого борсодержащего материала. Например, при использовании колеманита в качестве борсодержащего материала, пластифицирующая добавка предпочтительно представляет собой одно или несколько веществ, выбранных из пластифицирующей добавки на основе нафталина и пластифицирующей добавки на основе меламина.

[0034] Когда в качестве борсодержащего материала используется карбид бора, пластифицирующая добавка предпочтительно представляет собой одно или несколько веществ, выбранных из пластифицирующей добавки на основе нафталина, пластифицирующей добавки на основе поликарбоновой кислоты, пластифицирующей добавки на основе лигнина и пластифицирующей добавки на основе меламина.

[0035] Когда в качестве борсодержащего материала используется колеманит или карбид бора, используемое количество пластифицирующей добавки, описанной выше, можно уменьшить и вязкость суспензии гипса можно легко регулировать при желаемом значении вязкости.

[0036] В строительной панели по настоящему варианту осуществления пластифицирующая добавка предпочтительно содержится в пределах от 0,05 части массовой до 2,0 частей массовых по отношению к 100 частям массовым гипса.

[0037] В настоящем документе, опять же, термин "по отношению к 100 частям массовым гипса" означает отношение пластифицирующей добавки к 100 частям массовым дигидрата гипса.

[0038] Когда содержание пластифицирующей добавки устанавливается при 0,05 части массовой или более, диспергируемость гипса или чего-либо подобного в суспензии гипса для изготовления строительной панели можно увеличить, и суспензия гипса может иметь заданную вязкость. Соответственно, строительную панель можно изготавливать с высокой производительностью.

[0039] В дополнение к этому вязкость суспензии гипса не изменяется значительно, даже если содержание пластифицирующей добавки больше 2,0 частей массовых. Поэтому, когда содержание пластифицирующей добавки устанавливается при 2,0 частях массовых или меньше, производительность изготовления строительной панели можно улучшить и стоимость строительной панели можно уменьшить.

(1-4) Другие компоненты

Строительная панель может содержать любой компонент иной, чем гипс, борсодержащие материалы и пластифицирующая добавка, описанные выше.

[0040] Например, при формировании суспензии гипса можно добавлять пену. Таким образом, строительная панель по настоящему варианту осуществления может также содержать пузырьки пены. Регулируя содержание пузырьков, относительная плотность в сухом состоянии строительной панели можно устанавливать в желаемом диапазоне.

[0041] Альтернативно, строительная панель может содержать различные добавки.

[0042] Примеры добавок включают упрочняющие агенты, такие как крахмал, поливиниловый спирт, и тому подобное; неорганические волокна и легкие агрегаты, такие как стекловолокно, и тому подобное; огнеупорные материалы, такие как вермикулит, и тому подобное; агенты для регулировки коагуляции; агенты для регулировки размера ячеек пены, такие как поверхностно-активные вещества типа сульфосукцината, и тому подобное; и водоотталкивающие вещества, такие как силикон, парафин, и тому подобное.

(2) Форма и физические свойства строительной панели

(2-1) Форма и конфигурация

Строительная панель по настоящему варианту осуществления может иметь форму панели как на общем виде, иллюстрируемом схематически на Фиг. 1, и ее подробная конфигурация не является как-либо ограниченной. Поскольку строительная панель по настоящему варианту осуществления предпочтительно изготавливается посредством способа формования наливом, как описано выше, поверхностный материал, такой как лист основы для панели или нетканое стекловолокно, может располагаться на наружной стороне.

[0043] Поэтому, как иллюстрируется на Фиг. 1, строительная панель 10 по настоящему варианту осуществления предпочтительно конфигурируется посредством размещения поверхностного материала 11 на первой стороне 101 поверхности и на второй стороне 102 поверхности, которая располагается напротив первой поверхности 101. Поверхностный материал 11 не является как-либо ограниченным и может выбираться в зависимости от типа изготавливаемой строительной панели. Строительная панель 10 по настоящему варианту осуществления может иметь тип, выбранный, например, из гипсовой панели, гипсовой панели со стеклянным матом и гипсовой панели с нетканым стекловолокном. Соответственно, примеры поверхностного материала 11 включают один материал, выбранный из листа основы для панели, стекловолоконного нетканого материала и стеклянного мата. На Фиг. 1, поверхностный материал 11 иллюстрирует пример, в котором поверхностный материал 11 располагается на верхней поверхности гипсовой сердцевины 12, но он не ограничивается такой конфигурацией. Поверхностный материал 11 может располагаться частично или полностью погруженным в гипсовую сердцевину 12. Гипсовая сердцевина 12 содержит гипс, борсодержащий материал и пластифицирующую добавку, как описано ранее.

[0044] Толщина T строительной панели по настоящему варианту осуществления не является как-либо ограниченной, но предпочтительно находится в пределах от 9,5 мм до 25,0 мм, а более предпочтительно, в пределах от 12,5 мм до 25,0 мм. Когда толщина T строительной панели составляет 9,5 мм или более, содержание гипса и борсодержащего материала увеличивается в достаточной степени и придаются свойства экранирования пучков нейтронов. В дополнение к этому, когда толщина T строительной панели составляет 25,0 мм или меньше, можно, в частности, улучшить свойства манипулирования.

(2-2) Относительная плотность в сухом состоянии

Относительная плотность в сухом состоянии строительной панели по настоящему варианту осуществления предпочтительно находится в пределах от 0,65 до 1,6, а более предпочтительно, в пределах от 0,65 до 1,3.

[0045] Когда относительная плотность в сухом состоянии устанавливается при значении 0, 65 или больше, отношение содержащегося гипса можно увеличить в достаточной степени, тем самым улучшая свойства экранирования пучков нейтронов. Когда относительная плотность в сухом состоянии устанавливается при значении 1,6 или меньше, строительная панель может представлять собой легкую строительную панель, тем самым, в частности, улучшаются свойства манипулирования. В дополнение к этому, когда относительная плотность в сухом состоянии устанавливается при значении 1,6 или меньше, можно предотвратить избыточное повышение вязкости суспензии гипса, используемой при изготовлении строительной панели, тем самым повышая производительность.

[0046] Относительную плотность в сухом состоянии можно измерить и вычислить на основе метода измерения относительной плотности, описанного в JIS А 6901 (2014).

(2-3) Экзотермические свойства

Строительная панель по настоящему варианту осуществления предпочтительно имеет экзотермические свойства второй степени или выше при испытании экзотермических свойств. То есть, предпочтительными являются экзотермические свойства первой степени или второй степени. Испытание экзотермических свойств, описанное в настоящем документе, определено в Appendix A, JIS А 6901 (2014). При экзотермических свойствах первой степени или второй степени, общая теплотворная способность в конце времени нагрева составляет 8 МДж/м² или меньше, нет трещин или отверстий, которые проникают на заднюю поверхность строительной панели в течение времени нагрева, которые являются вредными для защиты от огня, и максимальная скорость нагрева в течение времени нагрева не превышает 200 кВт/м² в течение 10 секунд или больше. Время нагрева для экзотермических свойств первой степени составляет 20 минут, а время нагрева для экзотермических свойств второй степени составляет 10 минут.

[0047] Building Standard Law ограничивает строительные материалы, которые можно использовать, в зависимости от использования и масштаба здания. Если строительная панель по настоящему варианту осуществления имеет экзотермические свойства второй степени или выше, эта строительная панель может адаптироваться для ограничений для внутреннего пространства здания, для здания, в котором используются строительные панели. Поэтому строительную панель можно использовать для различных применений или различных масштабов зданий. Добавляемое количество органических компонентов, таких как крахмал или что-либо подобное, может регулироваться для получения экзотермических свойств желаемой степени у строительной панели.

Способ изготовления экранирующих пучки нейтронов строительных панелей на основе гипса

Будет описываться способ изготовления экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса по настоящему варианту осуществления.

[0048] Способ изготовления экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса по настоящему варианту осуществления (ниже, упоминается также как "способ изготовления строительной панели") может включать следующие стадии.

[0049] Стадию замешивания с замешиванием исходных материалов, содержащих, по меньшей мере, кальцинированный гипс, борсодержащий материал, пластифицирующую добавку и воду, для формирования суспензии гипса.

Стадию формования с формованием суспензии гипса.

Стадию отверждения с отверждением формованной массы, полученной на стадии формования.

[0050] Исходные материалы содержат бор в борсодержащем материале в пределах от 1,0 части массовой до 120 частей массовых по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса.

[0051] Исходные материалы могут содержать пластифицирующую добавку в пределах от 0,05 до 2,0 частей массовых по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса.

[0052] Борсодержащий материал предпочтительно содержит одно или несколько веществ, выбранных из бората кальция, карбида бора, борной кислоты, оксида бора, бората натрия и борида кальция.

[0053] Относительная плотность в сухом состоянии строительной панели, полученной после стадии отверждения, предпочтительно находится в пределах от 0,65 до 1,6 или меньше.

(1) Стадии изготовления

Каждая стадия будет описана ниже.

(1-1) Стадия замешивания

На стадии замешивания, исходный материал, содержащий кальцинированный гипс, борсодержащий материал, пластифицирующую добавку и воду, может замешиваться. Каждый материал, содержащийся в исходных материалах, будет объясняться.

(1-1-1) Исходные материалы

(А) Кальцинированный гипс

Кальцинированный гипс, называемый также кальций сульфат - 1/2 гидрат, представляет собой неорганическую композицию, имеющую способность к затвердению. Как кальцинированный гипс, используемый в способе изготовления строительной панели по настоящему варианту осуществления, можно использовать кальцинированный гипс α или β, полученный посредством обжига природного гипса, побочного продукта гипса и гипса от десульфуризации топочного газа, отдельно или в смеси, на воздухе или в воде (включая водяной пар), или в их смеси. Кальцинированный гипс, используемый в способе изготовления гипсовой пластины по настоящему варианту осуществления, может включать безводный гипс типа III, который формируется в микроскопических количествах, когда получают кальцинированный гипс.

[0054] Кальцинированный гипс α-типа требует кальцинирования под давлением дигидрата гипса, такого как природный гипса, и тому подобное, в воде или водяном паре с использованием автоклава. В дополнение к этому кальцинированный гипс β-типа можно получать посредством обжига в атмосфере дигидрата гипса, такого как природный гипс, и тому подобное, при атмосферном давлении.

(В) Борсодержащий материал

Борсодержащий материал может представлять собой материал, содержащий бор, но предпочтительно содержит одно или несколько веществ, выбранных из бората кальция, карбида бора, борной кислоты, оксида бора, бората натрия и борида кальция, как описано выше.

[0055] Борсодержащий материал может содержать одно или несколько соединений, выбранных из указанных выше пригодных для использования борсодержащих материалов, таких как борат кальция, и тому подобное. Поэтому как борсодержащий материал можно использовать одно или несколько соединений, выбранных из соединений, описанных выше, дополнительно включая, например, гидратную воду, или что-либо подобное. Борсодержащий материал может также представлять собой минерал или что-либо подобное, что содержит одно или несколько соединений, выбранных из пригодных для использования борсодержащих материалов. Конкретно, например, если борсодержащий материал содержит борат кальция, как борсодержащий материал можно использовать колеманит. Если борсодержащий материал содержит борат натрия, как борсодержащий материал можно использовать боракс или что-либо подобное. Борсодержащий материал может состоять только из одного или из нескольких соединений, выбранных из пригодных для использования борсодержащих материалов, таких как борат кальция, и тому подобное.

[0056] Борсодержащий материал предпочтительно содержит одно или несколько веществ, выбранных из бората кальция и карбида бора, и, кроме того, предпочтительно содержит одно или несколько веществ, выбранных из колеманита и карбида бора.

[0057] В исходных материалах, используемых в способе изготовления строительной панели по настоящему варианту осуществления, исходный материал содержит бор в борсодержащем материале в пределах от 1,0 части массовой до 120 частей массовых по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса.

[0058] Когда отношение массы бора, содержащегося в борсодержащем материале, составляет 1,0 часть массовую или более по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса, свойства экранирования пучков нейтронов полученной строительной панели, можно улучшить в достаточной степени.

[0059] В дополнение к этому, когда отношение массы бора, содержащегося в борсодержащем материале, составляет 120 частей массовых или меньше по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса, можно легко приготовить суспензию гипса при изготовлении строительной панели и прочность полученной строительной панели можно увеличить в достаточной степени.

[0060] Как будет описано далее на стадии отверждения, кальцинированный гипс (гемигидрат гипса), содержащийся в исходных материалах, изменяется от кальцинированного гипса до дигидрата гипса на стадии изготовления строительной панели. Поэтому, когда как строительную панель используют дигидрат гипса, борсодержащий материал, пластифицирующую добавку или что-либо подобное, предпочтительно взвешивают и добавляют при приготовлении исходных материалов так, что отношение бора или пластифицирующей добавки на 100 частей массовых дигидрата гипса, которое будет описано ниже, представляет собой заданное значение. Поэтому борсодержащий материал предпочтительно добавляется так, что отношение массы бора, содержащегося в борсодержащем материале, на 100 частей массовых дигидрата гипса, используемого в качестве строительной панели, удовлетворяет описанным выше пределам.

[0061] Необходимо отметить, что, когда исходные материалы содержат бор в борсодержащем материале при отношении 10 частей массовых на 100 частей массовых дигидрата гипса, это означает, что в исходных материалах бор, содержащийся в борсодержащем материале, на 100 частей массовых кальцинированного гипса должен составлять примерно 11,9 части массовой. Это можно вычислить как 10×172/145, используя 10 частей массовых бора, содержащихся в борсодержащем материале, молекулярную массу 172 для дигидрата гипса и молекулярную массу 145 для кальцинированного гипса.

[0062] В настоящем документе, борсодержащий материал используется в качестве примера, но это можно сказать и для пластифицирующей добавки.

(С) Пластифицирующая добавка

На стадии формования, описанной ниже, суспензия гипса может формоваться посредством способа формования наливом. Поэтому исходные материалы предпочтительно содержат пластифицирующую добавку для повышения диспергируемости гипса или чего-либо подобного в суспензии гипса и для улучшения текучести суспензии гипса при наливе.

[0063] Пластифицирующая добавка не является как-либо ограниченной. Например, можно использовать пластифицирующую добавку, которую обычно используют при изготовлении отвержденного гипса. В качестве пластифицирующей добавки можно использовать, например, одно или несколько веществ, выбранных из пластифицирующей добавки на основе нафталина, пластифицирующей добавки на основе поликарбоновой кислоты, пластифицирующей добавки на основе лигнина, пластифицирующей добавки на основе меламина, пластифицирующей добавки на основе аминосульфоновой кислоты, пластифицирующей добавки на основе фосфата и пластифицирующей добавки на основе бисфенола.

[0064] Пластифицирующая добавка предпочтительно выбирается в зависимости от используемого борсодержащего материала. Например, когда в качестве борсодержащего материала используется колеманит, пластифицирующая добавка предпочтительно представляет собой одно или несколько веществ, выбранных из пластифицирующей добавки на основе нафталина и пластифицирующей добавки на основе меламина.

[0065] Когда в качестве борсодержащего материала используется карбид бора, пластифицирующая добавка предпочтительно представляет собой одно или несколько веществ, выбранных из пластифицирующей добавки на основе нафталина, пластифицирующей добавки на основе поликарбоновой кислоты, пластифицирующей добавки на основе лигнина и пластифицирующей добавки на основе меламина.

[0066] Когда в качестве борсодержащего материала используется колеманит или карбид бора, используемое количество пластифицирующей добавки, описанной выше, можно уменьшить и вязкость суспензии гипса можно легко регулировать при желаемом значении вязкости.

[0067] В способе изготовления строительной панели по настоящему варианту осуществления, пластифицирующая добавка предпочтительно содержится в пределах от 0,05 части массовой до 2,0 частей массовых по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса в исходных материалах.

[0068] Когда содержание пластифицирующей добавки устанавливается при 0,05 части массовой или больше, диспергируемость гипса или чего-либо подобного в суспензии гипса можно увеличить, и суспензия гипса может иметь заданную вязкость. Соответственно, эту строительную панель можно изготавливать с высокой производительностью.

[0069] В дополнение к этому вязкость суспензии гипса не изменяется значительно, даже если содержание пластифицирующей добавки больше 2,0 частей массовых. Поэтому, когда содержание пластифицирующей добавки устанавливается при 2,0 частях массовых или меньше, производительность изготовления строительной панели можно улучшить и можно уменьшить стоимость строительной панели.

(D) Вода

Поскольку кальцинированный гипс, борсодержащий материал, и тому подобное, замешивают для формирования суспензии гипса, исходные материалы могут содержать воду. Добавляемое количество воды при формировании суспензии гипса не является как-либо ограниченным и желаемое количество воды можно добавлять в зависимости от требуемой текучести и относительной плотности, необходимой для получаемой строительной панели.

(E) Другие компоненты

Строительная панель может содержать любой компонент иной, чем кальцинированный гипс, борсодержащие материалы, пластифицирующая добавка и вода, описанные выше.

[0070] Например, при формировании суспензии гипса можно добавлять пену. Относительная плотность строительной панели, полученной посредством регулировки количества добавляемой пены, может находиться в желаемых пределах.

[0071] Способ добавления пены при формировании суспензии гипса не является как-либо ограниченным, и пена может добавляться с помощью любого способа. Например, вспениватель (пенообразующее вещество) может добавляться к воде (воде для формирования пены) заранее, перемешиваться на воздухе для формирования пены, и сформированная пена может смешиваться с кальцинированным гипсом или водой (водой для замешивания суспензии гипса) с формированием суспензии гипса, в которую добавлена пена. Альтернативно, пену можно добавлять в суспензию гипса, сформированную посредством предварительного смешивания кальцинированного гипса, борсодержащего материала, пластифицирующей добавки, воды или чего-либо подобного, с формированием суспензии гипса, в которую добавлена пена.

[0072] Вспениватели, используемые при формировании пены, не ограничиваются, но включают, например, алкилсульфаты натрия, простые алкилэфирсульфаты, алкилбензолсульфонат натрия, алкилсульфаты полиоксиэтилена, и тому подобное.

[0073] Количество добавляемой пены не является как-либо ограниченным и может выбираться произвольным образом в соответствии с относительной плотностью, необходимой для изготавливаемой строительной панели.

[0074] Исходные материалы могут также содержать разнообразные добавки. Примеры добавок включают упрочняющие агенты, такие как крахмал, поливиниловый спирт, и тому подобное; неорганические волокна и легкие агрегаты, такие как стекловолокно, и тому подобное; огнеупорные материалы, такие как вермикулит, и тому подобное; агенты для регулировки коагуляции; агенты для регулировки размера ячеек пены, такие как поверхностно-активные вещества типа сульфосукцината; и водоотталкивающие вещества, такие как силикон и парафин; и тому подобное.

(1-1-2) Работа стадии замешивания

Когда замешивают исходные материалы и приготавливают суспензию гипса, все компоненты исходных материалов могут замешиваться одновременно, но замешивание можно осуществлять множество раз. Например, после того как твердые компоненты исходных материалов смешиваются и замешиваются с формированием композиции гипса, жидкий компонент исходных материалов, такой как вода или что-либо подобное, добавляют к полученной композиции гипса и дополнительно замешивают для формирования суспензии гипса.

[0075] Средства замешивания исходных материалов не являются как-либо ограниченными. Например, можно использовать смеситель или что-либо подобное.

(1-2) Стадия формования

На стадии формования, суспензия гипса, полученная на стадии замешивания, может формоваться в желаемой форме. Конкретно, суспензия гипса может располагаться, например, между поверхностными материалами. В качестве поверхностных материалов, например, можно использовать один материал, выбранный из листа основы для панели, нетканого стекловолокна и стеклянного мата.

[0076] На стадии формования, исходные материалы можно формовать в форме панели, то есть в форме пластины.

[0077] В настоящем документе, Фиг. 2 используется, чтобы иллюстрировать пример конфигурации стадий замешивания и формования при изготовлении гипсовой панели как строительной панели. Фиг. 2 представляет собой частичный и схематический вид сбоку иллюстративной конфигурации оборудования для формирования гипсовой панели.

[0078] Наружный покровный лист основы (лист основы для панели) 211 непрерывно переносится вдоль производственной линии с правой стороны на левую сторону на Фиг. 2.

[0079] Смеситель 22 может располагаться в заданном положении, связанном с транспортной линией, например, выше транспортной линии или сбоку от нее. В одном смесителе 22, суспензия гипса может приготавливаться посредством замешивания компонентов суспензии гипса, таких как кальцинированный гипс, борсодержащий материал, пластифицирующая добавка, вода и, возможно, различные дополнительные добавки.

[0080] Как описано выше, твердый продукт, такой как гипс, может смешиваться и перемешиваться заранее с формированием композиции гипса, которая представляет собой смесь и подается в смеситель 22.

[0081] Пена также может добавляться из распределительных узлов 221, 222 и 223 для суспензии гипса, по потребности, и количество добавляемой пены можно регулировать для придания суспензии гипса любой плотности. Например, посредством регулировки количества добавляемой пены, можно приготовить первую суспензию 23 гипса и вторую суспензию 24 гипса с различными плотностями. Пену также можно подавать в смеситель 22 вместе с другими компонентами суспензии гипса, а не в распределительные узлы.

[0082] Полученная в результате первая суспензия 23 гипса вводится через подающие трубы 251 и 252 на наружный покровный лист основы (лист основы панели) 211 и на задний покровный лист основы (лист основы панели) 212 на наружной стороне валковой покрывной машины 26. Описанная выше наружная сторона означает наружную сторону наружного покровного листа основы 211 и заднего покровного листа основы 212 в направлении переноса. Первая суспензия гипса 23 на наружном покровном листе основы 211 и на заднем покровном листе основы 212, на каждом, простирается в направлении валковой покрывной машины 26. Валковая покрывная машина 26 содержит валик для нанесения покрытия 261, приемный валик 262 и валик 263 для удаления остатков, через которые проходит первая суспензия 23 гипса.

[0083] Тонкий слой первой суспензии 23 гипса формируется на наружном покровном листе основы 211. Подобным же образом, тонкий слой первой суспензии 23 гипса формируется на заднем покровном листе основы 212. Фиг. 2 иллюстрирует пример, в котором первая суспензия гипса 23 наносится на наружный покровный лист основы 211 и на задний покровный лист основы 212 с использованием валковой покрывной машины 26, но не ограничиваясь таким вариантом осуществления. Например, первая суспензия гипса 23 может наноситься либо на наружный покровный лист основы 211, либо на задний покровный лист основы 212 с использованием валковой покрывной машины 26. Первая суспензия 23 гипса может располагаться только на боковом краю наружного покровного листа основы 211.

[0084] Наружный покровный лист основы 211 переносится в своей исходной форме, а задний покровный лист основы 212 перенаправляется в направлении линии переноса наружного покровного листа основы 211 с помощью реверсного валка 27. Как наружный покровный лист основы 211, так и задний покровный лист основы 212 достигают формовочной машины 28. Здесь вторая суспензия гипса 24 подается из смесителя 22 через проход 253 между тонкими слоями, сформированными на наружном покровном листе основы 211 и на заднем покровном листе основы 212. Поэтому можно формировать непрерывный ламинат, в котором слой, сформированный первой суспензией 23 гипса между наружным покровным листом основы 211 и задним покровным листом основы 212, слой, сформированный второй суспензией 24 гипса, и слой, сформированный первой суспензией гипса 23, ламинируются.

[0085] Хотя Фиг. 2 иллюстрирует пример, в котором первая суспензия 23 гипса и вторая суспензия 24 гипса приготавливаются с помощью одного смесителя 22, можно предусмотреть два смесителя для приготовления первой суспензии 23 гипса и второй суспензии 24 гипса в каждом смесителе.

[0086], кроме того, настоящее изобретение не ограничивается вариантом осуществления, в котором используют первую суспензию гипса и вторую суспензию гипса. Например, суспензия гипса с одной относительной плотностью может приготавливаться и подаваться на листы основы для панелей.

[0087] Конкретно, например, суспензия гипса, имеющая заданную плотность, вводится и осаждается на наружном покровном листе основы (лист основы панели), который переносится непрерывно. Затем лежащий под ней лист складывается вдоль линий изгиба с насечками на его краях так, чтобы ограничить с боков суспензию гипса. В это время, задний покровный лист основы (лист основы панели), переносимый с такой же скоростью, ламинируется на слое суспензии гипса. Затем гипсовая панель проходит через формовочную машину для определения ее толщины и ширины. Гипсовая панель также может формоваться согласно рассмотренной выше процедуре.

[0088] Хотя описан пример случая, в котором гипсовая панель изготавливается как строительная панель, настоящий вариант осуществления не ограничивается таким вариантом осуществления. Например, лист основы для панели, который представляет собой поверхностный материал, может заменяться стекловолоконным нетканым материалом (стеклотканью), стеклянным матом или чем-либо подобным, и лист основы может располагаться так, чтобы он погружался на поверхности гипсовой панели или располагался вблизи нее для изготовления различных типов строительных панелей.

(1-3) Стадия отверждения

Стадию отверждения можно осуществлять для гидратирования и отверждения суспензии гипса.

[0089] Стадия отверждения может осуществляться, когда кальцинированный гипс (гемигидрат гипса) в суспензии гипса коагулирует и отверждается посредством образования иглообразных кристаллов дигидрата гипса посредством реакции гидратации. Поэтому стадия отверждения может осуществляться посредством реакции между кальцинированным гипсом, содержащимся в суспензии гипса, и водой в формованной массе, формуемой на стадии формования, и происходит реакция гидратации кальцинированного гипса.

(1-4) Другие стадии

Способ изготовления строительной панели по настоящему варианту осуществления может дополнительно включать, при необходимости, стадию грубой резки, стадию сушки, стадию точной резки, стадию погрузки или любую другую стадию.

(1-4-1) Стадия грубой резки

Например, после стадии формования, можно осуществлять стадию грубой резки, на которой формованная масса грубо разрезается с использованием резака для грубой резки в ходе стадии отверждения или после окончания стадии отверждения. На стадии грубой резки, резак для грубой резки делает возможным резку сплошной формованной массы, сформированной на стадии формования, на заданные отрезки.

(1-4-2) Стадия сушки

В дополнение к этому можно осуществлять стадию сушки, на которой удаляется избыточное содержание воды в формованной массе, сформованной на стадии формования, или в формованной массе, грубо нарезанной на стадии грубой резки. Необходимо отметить, что стадию сушки можно осуществлять посредством подачи формованной массы с законченной стадией отверждения. Стадию сушки можно осуществлять посредством принудительной сушки формованной массы с использованием сушилки.

[0090] Способ принудительной сушки формованной массы с помощью сушилки не является как-либо ограниченным, но можно непрерывно сушить формованную массу, например, предусмотрев сушилку на пути переноса формованной массы и пропуская формованную массу через сушилку. Альтернативно, формованную массу можно вводить в сушилку, и формованная масса может сушиться в ходе каждой загрузки.

(1-4-3) Стадии точной резки и погрузки

В дальнейшем можно осуществлять, например, стадию точной резки с резкой формованной массы в виде продукта заданной длины после сушки, стадию погрузки с пакетированием полученной отвержденной массы гипса или гипсовой панели с помощью подъемника или чего-либо подобного, хранения полученной отвержденной массы гипса или гипсовой панели на складе или погрузки полученной отвержденной массы гипса или гипсовой панели на грузовик или что-либо подобное, для перевозки или чего-либо подобного.

(2) Форма и физические свойства полученной строительной панели

Рассмотренный выше способ изготовления строительной панели позволяет изготавливать рассмотренную выше строительную панель. По этой причине, объяснение вопросов уже объясненных будет частично опущено. Конкретно, строительная панель может иметь следующие характеристики.

(2-1) Форма и конфигурация

Полученная строительная панель может иметь форму панели, и ее детальная структура не является как-либо ограниченной. Однако для изготовления посредством способа формования наливом, как описано выше, можно располагать лист основы для панели или поверхностный материал, такой как нетканый стеклянный материал, на наружной стороне.

[0091] Поверхностный материал может представлять собой один материал, выбранный, например, из листа основы для панели, стекловолоконного нетканого материала и стеклянного мата. Поверхностный материал может располагаться на верхней поверхности гипсовой сердцевины или может располагаться так, что поверхностный материал частично или полностью погружен в гипсовую сердцевину.

(2-2) Относительная плотность в сухом состоянии

Относительная плотность в состоянии строительной панели, полученной после стадии отверждения, предпочтительно находится в пределах от 0,65 до 1,6, а более предпочтительно, в пределах от 0,65 до 1,3 или меньше.

[0092] Когда относительная плотность в сухом состоянии устанавливается при значении 0, 65 или больше, отношение гипса, который должен содержаться, может в достаточной степени увеличиваться, тем самым улучшая свойства экранирования пучков нейтронов. Когда относительная плотность в сухом состоянии устанавливается при значении 1,6 или меньше, строительная панель может представлять собой легкую строительную панель, тем самым, в частности, улучшаются свойства манипулирования. В дополнение к этому, когда относительная плотность в сухом состоянии устанавливается при значении 1,6 или меньше, можно предотвратить избыточное повышение вязкости суспензия гипса, приготовленной на стадии замешивания, тем самым повышается производительность.

(2-3) Экзотермические свойства

Строительная панель, полученная после стадии отверждения, предпочтительно имеет экзотермические свойства второй степени или выше при испытании экзотермических свойств.

[0093] Если полученная строительная панель имеет экзотермические свойства второй степени или выше, строительную панель, предназначенную для использования, можно адаптировать для ограничений для внутренних помещений, которые требуются для здания, в котором используются строительные панели. Поэтому строительную панель можно использовать для различных применений или различных масштабов зданий. Дополнительное количество органических компонентов, таких как крахмал или что-либо подобное, можно регулировать для получения экзотермических свойств желаемой степени у строительной панели.

ПРИМЕРЫ

[0094] Хотя конкретные варианты осуществления будут описаны ниже, настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления.

(1) Способ оценки

Сначала будет описываться суспензия гипса, полученная в следующих далее Экспериментальных примерах, и способ оценки строительной панели.

(1-1) Суспензия гипса

Вязкость

Используют вискозиметр Брукфилда (вискозиметр В-типа), вязкость суспензии гипса измеряют при комнатной температуре (25°С).

(1-2) Строительная панель

Относительная плотность в сухом состоянии

Относительную плотность в сухом состоянии измеряют и вычисляют на основе метода измерения относительной плотности, указанного в JIS А 6901 (2014).

Толщина

Толщину строительной панели измеряют и вычисляют на основе метода измерения толщин, указанного в JIS А 6901 (2014).

Прочность при сжатии

Прочность при сжатии изготовленной строительной панели измеряют с использованием Autograph (модель AG-10NKI, производится Shimadzu Corporation). Полученную строительную панель разрезают с размерами: длина 2 см × ширина 2 см в плоскости перпендикулярной направлению по толщине и используют в качестве образца для испытаний. Высота каждого образца для испытаний равна толщине каждой строительной панели. Например, в случае Экспериментального примера 1-1, ниже, высота образца для испытаний составляет 15 мм, она такая же как толщина изготовленной строительной панели. Скорость перемещения нагрузки, прикладываемой к образцу для испытаний, составляет 3 мм/мин.

Испытание экзотермических свойств

Испытание экзотермических свойств осуществляют согласно Appendix A JIS А 6901 (2014).

Коэффициент экранирования пучков нейтронов

Свойство экранирования пучков нейтронов оценивают с использованием прямоугольной модели для анализа длиной 20 см, шириной 20 см и толщиной 20 см для строительных панелей, изготовленных в каждом Экспериментальном примере. Из свойств экранирования пучков нейтронов, полученных из результатов анализов для рассмотренной выше модели для анализа, коэффициент экранирования пучков нейтронов вычисляют посредством рассмотрения толщины строительной панели, изготовленной в следующих далее Экспериментальных примерах.

[0095] Свойства экранирования пучков нейтронов оценивают с использованием аналитической модели, используя PHITS (Particle and Heavy Ion Transport Code System) как программу для вычислений. Используют PHITS, версию 3.02.

[0096] Пучок нейтронов от точечного источника (25 МэВ) используют как линейный тип при анализе. Коэффициенты преобразования, такие как описаны в ICRP Publication 74.

(2) Условия и результаты каждого эксперимента

Описываются условия изготовления, процедуры и результаты для строительной панели в каждом из следующих далее примеров.

[0097] Экспериментальные примеры 1-1-1-11 и Экспериментальные примеры 2-1-2-8 представляют собой Примеры. Экспериментальные примеры 1-12-1-18, Экспериментальные примеры 2-9 и Экспериментальные примеры 2-10 представляют собой Сравнительные примеры.

Экспериментальный пример 1-1

Гипсовую панель изготавливают как строительную панель с использованием устройства, иллюстрируемого на Фиг. 2.

[0098] Процедура изготовления гипсовой панели будет описана со ссылками на Фиг. 2.

Стадия замешивания

Наружный покровный лист основы (лист основы для панели) 211 непрерывно переносится вдоль производственной линии с правой стороны на левую сторону на Фиг. 2.

[0099] В одном смесителе 22, гипс β-типа, борсодержащий материал, колеманит, пластифицирующая добавка на основе нафталина и вода смешиваются для приготовления исходных материалов.

[0100] Добавляемое количество воды и добавляемое количество пены, при необходимости, регулируются так, что относительная плотность в сухом состоянии у получаемой гипсовой панели представляет собой значение, указанное в Таблице 1, при смешивании исходных материалов в этом и других Экспериментальных примера, указанных ниже. Когда добавляют пену, пену приготавливают посредством вспенивания вспенивателя (главный компонент: алкилэфирсульфат).

[0101] Как указано в Таблице 1, исходные материалы содержат бор в колеманите при отношении 5,6 части массовой на 100 частей массовых дигидрата гипса. В дополнение к этому, исходные материалы содержат также пластифицирующую добавку на основе нафталина при отношении 1,5 частей массовых на 100 частей массовых дигидрата гипса. С помощью эмиссионной ICP спектрометрии подтверждается, что получаемая гипсовая панель также содержит каждый компонент при таком отношении. Это же относится и к следующим далее другим экспериментам.

Стадия формования

Суспензия гипса, полученная в смесителе 22, вводится из распределительных узлов 221 и 222 через подающие трубы 251 и 252 на наружный покровный лист основы 211 и на задний покровный лист основы (лист основы панели) 212 на передней стороне валковой покрывной машины 26.

[0102] Первая суспензия 23 гипса на наружном покровном листе основы 211 и заднем покровном листе основы 212, каждая, простираются в направлении валковой покрывной машины 26. Тонкий слой первой суспензии 23 гипса формируется на наружном покровном листе основы 211. Подобным же образом, тонкий слой первой суспензии 23 гипса формируется на заднем покровном листе основы 212.

[0103] Наружный покровный лист основы 211 переносится в своей исходной форме, а задний покровный лист основы 212 перенаправляется в направлении линии переноса наружного покровного листа основы 211 с помощью реверсного валка 27.

[0104] Как наружный покровный лист основы 211, так и задний покровный лист основы 212 достигают формовочной машины 28. Здесь вторая суспензия 24 гипса подается через проход 253 между тонкими слоями, сформированными на наружном покровном листе основы 211 и заднем покровном листе основы 212.

[0105] Посредством прохождения через формовочную машину 28, формируется непрерывный ламинат, в котором слой, сформированный первой суспензией 23 гипса и второй суспензией 24 гипса, располагается между наружным покровным листом основы 211 и задним покровным листом основы 212. В это время, толщина гипсовой панель формируется, равной 15 мм.

Стадия отверждения

Полученная формованная масса, конкретно, суспензия гипса, отверждается в ходе стадии переноса.

Стадия грубой резки

Когда формованная масса отверждается, отвержденную формованную массу подают на резак грубой резки, который не иллюстрируется. Непрерывная формованная масса разрезается на пластины заданной длины с помощью резака грубой резки с формированием полупродукта гипсовой панели, которая представляет собой гипсовую пластину, сформированную из материала сердцевины, в основном состоящую из гипса, покрытого листом основы.

Стадия сушки

Грубо нарезанная формованная масса проходит через сушилку, которая не иллюстрируется, и принудительно сушится для удаления избыточного содержания воды.

Стадия резки

После стадии сушки, продукт нарезают в виде продукта, имеющего заданную длину, с получением гипсовой панели, которая представляет собой строительную панель.

[0106] Полученную гипсовую панель оценивают, как описано выше. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 1-2, Экспериментальный пример 1-3

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, количество колеманита, содержащегося в исходных материалах, регулируют так, что количество содержащегося бора составляет 13,1 части массовой (Экспериментальный пример 1-2) и 1,4 части массовой (Экспериментальный пример 1-3) по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса. Гипсовая панель изготавливается и оценивается таким же образом как в Экспериментальном примере 1-1, за исключением указанных выше пунктов. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 1-4

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 1-1, за исключением того, что количество воды регулируют и относительная плотность полученной гипсовой панели регулируется при значении 1,3. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 1-5, Экспериментальный пример 1-6

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, количество пластифицирующей добавки, содержащейся в исходных материалах, регулируется при 0,8 части массовой

(Экспериментальный пример 1-5) и при 0,1 части массовой (Экспериментальный пример 1-6) по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса. В дополнение к этому, посредством регулировки количества добавляемой воды, относительная плотность в сухом состоянии полученной гипсовой панели регулируется при значении 0,9 (Экспериментальный пример 1-5) и 0,65 (Экспериментальный пример 1-6). Гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 1-1, за исключением указанных выше пунктов. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 1-7

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, гипсовая панель изготавливается и оценивается таким же образом как в Экспериментальном примере 1-1, за исключением того, что используется пластифицирующая добавка на основе меламина вместо пластифицирующей добавки на основе нафталина. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 1-8, Экспериментальный пример 1-9

На стадии формования, гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 1-1, за исключением того, что толщина изготавливаемой гипсовой панели, устанавливается при значении, указанном в Таблице 1. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 1-10

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, гипсовая панель изготавливается и оценивается таким же образом как в Экспериментальном примере 1-1, за исключением того, что количество пластифицирующей добавки, содержащейся в исходных материалах, регулируется при 1,0 части массовой по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса.

Экспериментальный пример 1-11

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, пластифицирующая добавка на основе меламина используется в качестве пластифицирующей добавки и количество пластифицирующей добавки, содержащейся в исходных материалах, регулируется при 1,0 части массовой по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса. Гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 1-1, за исключением указанных выше пунктов. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 1-12, Экспериментальный пример 1-13

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, количество колеманита, содержащегося в исходных материалах, регулируют так, что количество содержащегося бора составляет 0,7 части массовой (Экспериментальный пример 1-12) и 132,3 части массовой (Экспериментальный пример 1-13) по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса. Гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 1-1, за исключением указанных выше пунктов. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 1-14, Экспериментальный пример 1-15

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, количество пластифицирующей добавки, содержащейся в исходных материалах, регулируется при 3,0 частях массовых (Экспериментальный пример 1-14) и при 0,02 части массовой (Экспериментальный пример 1-15) по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса. Гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 1-1, за исключением указанных выше пунктов. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 1-16 - Экспериментальный пример 1-18

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, пластифицирующая добавка на основе меламина (Экспериментальный пример 1-16), пластифицирующая добавка на основе лигнина (Экспериментальный пример 1-17) и пластифицирующая добавка на основе поликарбоновой кислоты (Экспериментальный пример 1-18) используются в качестве пластифицирующих добавок. Гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 1-14, за исключением указанных выше пунктов. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 2-1

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, карбид бора (В₄С) используется как борсодержащий материал и количество пластифицирующей добавки, содержащейся в исходных материалах, регулируется при 0,8 части массовой по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса. Гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 1-1, за исключением указанных выше пунктов. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 2-2, Экспериментальный пример 2-3

Когда суспензию гипса приготавливают на стадии замешивания, количество карбида бора, содержащегося в исходных материалах, регулируется при 70,5 частях массовых (Экспериментальный пример 2-2) и 118,0 частях массовых (Экспериментальный пример 2-3) содержащегося бора по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса. Гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 2-1, за исключением указанных выше пунктов. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 2-4

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 2-1, за исключением того, что количество пластифицирующей добавки, содержащейся в исходных материалах, регулируется при 2,0 частях массовых по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 2-5

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 2-1, за исключением того, что пластифицирующая добавка на основе поликарбоновой кислоты используется вместо пластифицирующей добавки на основе нафталина. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 2-6

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, количество пластифицирующей добавки, содержащейся в исходных материалах, регулируется при 1,5 части массовой по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса. В дополнение к этому, когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, количество добавляемой воды, и тому подобное, регулируется так, что относительная плотность полученной гипсовой панели регулируется при 1,5. Гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 2-5, за исключением указанных выше пунктов. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 2-7, Экспериментальный пример 2-8

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 2-1, за исключением того, что пластифицирующая добавка на основе лигнина (Экспериментальный пример 2-7) и пластифицирующая добавка на основе меламина (Экспериментальный пример 2-8) используются вместо

пластифицирующей добавки на основе нафталина. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 2-9

Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, количество карбида бора, содержащегося в исходных материалах, регулируется при 313,2 частей массовых содержащегося бора по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса. Гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 2-1, за исключением указанных выше пунктов. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

Экспериментальный пример 2-10

Пластифицирующая добавка на основе поликарбоновой кислоты используется вместо пластифицирующей добавки на основе нафталина и количество пластифицирующей добавки, содержащейся в исходных материалах, регулируется при 1,5 частях массовых по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса. Когда на стадии замешивания приготавливают суспензию гипса, количество добавляемой воды, и тому подобное, регулируется так, что относительная плотность полученной гипсовой панели регулируется при значении 1,7. Гипсовую панель изготавливают и оценивают таким же образом как в Экспериментальном примере 2-1, за исключением указанных выше пунктов. Результаты оценок указаны в Таблице 1.

[0107]

Согласно Таблице 1, гипсовые панели, изготовленные в Экспериментальных примерах 1-1-1-11 и Экспериментальных примерах 2-1-2-8, все, как показано, имеют коэффициент экранирования пучков нейтронов больше 60% и имеют достаточные свойства экранирования пучков нейтронов.

[0108] Каждая из этих гипсовых панелей имеет форму панели или форму пластины. По этой причине, фиксирование гипсовой панели может иметь функцию стенки, экранирующей радиацию, и можно подтвердить, что гипсовые панели являются простыми для манипулирования.

[0109] Однако гипсовая панель, изготовленная в Экспериментальном примере 1-12, как обнаружено, имеет низкий коэффициент экранирования пучков нейтронов 26,71% из-за недостаточного содержания бора.

[0110] Относительно гипсовой панели, изготовленной в Экспериментальном примере 1-13, изготовленная гипсовая панель является хрупкой, поскольку борсодержащего материала было слишком много, и испытание прочности при сжатии нельзя осуществить

[0111] Хотя, количество пластифицирующей добавки удвоено в Экспериментальных примерах 1-14 и 1-16 по сравнению с Экспериментальными примерами 1-1 и 1-7, которые используют такую же пластифицирующую добавку как и Экспериментальные примеры 1-14 и 1-16, вязкость суспензия гипса, как подтверждается, подобна Экспериментальным примерам 1-1 и 1-7. Другими словами, для гипсовой панели подтверждается, что нет значительного изменения вязкости суспензии гипса, даже когда количество пластифицирующей добавки увеличивается выше 2,0 частей массовых. Поэтому подтверждается, что стоимость строительной панели может контролироваться, в то же время увеличивая производительность изготовления строительных панелей, уменьшая количество пластифицирующей добавки до 2,0 частей массовых или меньше.

[0112] Однако в Экспериментальном примере 1-15, количество пластифицирующей добавки уменьшается до 0,02 части массовой и вязкость суспензии гипса становится высокой. В результате, становится сложным формование гипсовой панели в форме.

[0113] Вязкости суспензии гипса в Экспериментальных примерах 1-17 и 1-18 являются высокими. В результате, их сложно формовать в форме гипсовых панелей.

[0114] Гипсовая панель, изготовленная в Экспериментальном примере 2-9, имеет высокое содержание бора и таким образом предположительно имеет высокий коэффициент экранирования нейтронной радиации. Однако прочность при сжатии полученной гипсовой панели уменьшается из-за уменьшения доли гипса и таким образом подтверждается, что эта гипсовая панель непригодна для практического использования. Коэффициент экранирования пучков нейтронов не оценивают, поскольку прочность при сжатии гипсовой панели является слишком низкой, и она непригодна для практического использования.

[0115] В Экспериментальном примере 2-10, добавляемое количество воды уменьшается так, что относительная плотность составляет 1,7. В результате, вязкость суспензии гипса становится выше 150 дПа ⋅ сек и замешивать эту суспензию гипса сложно. Поэтому гипсовую панель изготовить нельзя.

[0116] Экранирующая пучки нейтронов строительная панель на основе гипса и способ изготовления экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса описаны в вариантах осуществления, и тому подобное. Однако, настоящее изобретение не ограничивается описанными выше вариантами осуществления, и тому подобное. Различные модификации и варианты являются возможными в рамках настоящего изобретения, как определено на формуле изобретения.

[0117] Настоящая заявка испрашивает приоритет и основана на заявке на патент №2020-094834, поданной 29 мая 2020 года в Japan Patent Office и полное содержание заявки на патент Японии №2020-094834 тем самым включается в качестве ссылки.

Описание ссылочных номеров

[0118]

10 Экранирующая пучки нейтронов строительная панель на основе гипса

101 Первая поверхность

102 Вторая поверхность

11 Поверхностный материал

Изобретение относится к экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса и к способу изготовления экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса. Экранирующая пучки нейтронов строительная панель на основе гипса, содержащая: гипс; борсодержащий материал, содержащий бор в количестве, которое находится в пределах от 1,0 части массовой до 120 частей массовых по отношению к 100 частям массовым гипса; и пластифицирующую добавку в пределах от 0,05 части массовой до 2,0 частей массовых по отношению к 100 частям массовым гипса, где борсодержащий материал содержит одно вещество, выбранное из бората кальция, карбида бора, борной кислоты, оксида бора, бората натрия и борида кальция, и где относительная плотность в сухом состоянии находится в пределах от 0,65 до 1,6. Также описан способ изготовления экранирующей пучки нейтронов строительной панель на основе гипса. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 28 пр., 1 табл.

1. Экранирующая пучки нейтронов строительная панель на основе гипса, содержащая:

гипс;

борсодержащий материал, содержащий бор в количестве, которое находится в пределах от 1,0 части массовой до 120 частей массовых по отношению к 100 частям массовым гипса; и

пластифицирующую добавку в пределах от 0,05 части массовой до 2,0 частей массовых по отношению к 100 частям массовым гипса,

где борсодержащий материал содержит одно вещество, выбранное из бората кальция, карбида бора, борной кислоты, оксида бора, бората натрия и борида кальция, и

где относительная плотность в сухом состоянии находится в пределах от 0,65 до 1,6.

2. Экранирующая пучки нейтронов строительная панель на основе гипса по п. 1,

где борсодержащий материал представляет собой борат кальция, такой как колеманит, и

где пластифицирующая добавка представляет собой одно вещество, выбранное из пластифицирующей добавки на основе нафталина и пластифицирующей добавки на основе меламина.

3. Экранирующая пучки нейтронов строительная панель на основе гипса по п. 1,

где борсодержащий материал представляет собой карбид бора, и

где пластифицирующая добавка представляет собой одно вещество, выбранное из пластифицирующей добавки на основе нафталина, пластифицирующей добавки на основе поликарбоновой кислоты, пластифицирующей добавки на основе лигнина и пластифицирующей добавки на основе меламина.

4. Экранирующая пучки нейтронов строительная панель на основе гипса по любому из пп. 1-3,

где поверхностный материал располагается на первой стороне поверхности и на второй стороне поверхности, которая противоположна первой поверхности, и поверхностный материал представляет собой одно вещество, выбранное из листа основы для панели, стекловолоконного нетканого материала и стеклянного мата.

5. Экранирующая пучки нейтронов строительная панель на основе гипса по любому из пп. 1-4,

где экранирующая пучки нейтронов строительная панель на основе гипса имеет экзотермические свойства второй степени или выше.

6. Способ изготовления экранирующей пучки нейтронов строительной панель на основе гипса, включающий:

стадию замешивания с замешиванием исходных материалов, содержащих, по меньшей мере, гипс, борсодержащий материал, пластифицирующую добавку и воду с формированием суспензии гипса;

стадию формования с формованием суспензии гипса и стадию отверждения формованной суспензии гипса, полученной на описанной выше стадии формования;

где, в исходных материалах, количество бора, содержащегося в борсодержащем материале, находится в пределах от 1,0 части массовой до 120 частей массовых по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса,

где исходный материал содержит пластифицирующую добавку в пределах от 0,05 части массовой до 2,0 частей массовых по отношению к 100 частям массовым дигидрата гипса,

где борсодержащий материал содержит одно вещество, выбранное из бората кальция, карбида бора, борной кислоты, оксида бора, бората натрия и борида кальция, и

где относительная плотность в сухом состоянии экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса, полученной после стадии отверждения, находится в пределах от 0,65 до 1,6.

7. Способ изготовления экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса по п. 6,

где борсодержащий материал представляет собой борат кальция, такой как колеманит, и

где пластифицирующая добавка представляет собой одно вещество, выбранное из пластифицирующей добавки на основе нафталина и пластифицирующей добавки на основе меламина.

8. Способ изготовления экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса по п. 6,

где борсодержащий материал представляет собой карбид бора, и

где пластифицирующая добавка представляет собой одно вещество, выбранное из пластифицирующей добавки на основе нафталина, пластифицирующей добавки на основе поликарбоновой кислоты, пластифицирующей добавки на основе лигнина и пластифицирующей добавки на основе меламина.

9. Способ изготовления экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса по любому из пп. 6-8,

где суспензия гипса помещается между поверхностными материалами на стадии формования, и

где поверхностный материал представляет собой одно вещество, выбранное из листа основы для панели, стекловолоконного нетканого материала и стеклянного мата.

10. Способ изготовления экранирующей пучки нейтронов строительной панели на основе гипса по любому из пп. 6-9,

где экранирующая пучки нейтронов строительная панель на основе гипса, полученная после стадии отверждения, имеет экзотермические свойства второй степени или выше.