BR112020017653B1 - Produto de construção - Google Patents

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Abstract

uma cobertura à base de papel é provida. a cobertura tem um papel impregnado com uma composição de resina tendo uma resina acrílica tendo uma temperatura de transição vítrea em uma faixa de cerca de -20°c a cerca de 40°c e um teor de resina de cerca de 15 a cerca de 35% em peso com base no peso da cobertura. a composição acrílica pode incluir cera na quantidade de cerca de 0,005 a cerca de 3,5% em peso com base no peso da composição de resina. um método para produzir a cobertura também é provido. a cobertura é altamente resistente à água e à abrasão, com baixo teor de voláteis.

Description

PROBLEMA/FUNDAMENTOS Campo da invenção
[001] Esta invenção refere-se geralmente a coberturas (overlays) isentas de formaldeído para materiais de construção. Mais particularmente, esta invenção refere-se a coberturas isentas de formaldeído, resistentes à água e à abrasão para materiais de construção, que são impregnados com uma resina acrílica.
Descrição da Técnica Relacionada
[002] Os painéis usados na construção de paredes e tetos interiores de edifícios, doravante denominados painéis interiores, são conhecidos na técnica. Normalmente, esses painéis são capazes de suportar seu próprio peso e reter sua forma sem o auxílio de técnicas de reforço. Entre outras propriedades, os painéis podem ter características de absorção de som desejáveis e boa estabilidade térmica, ser capazes de suportar alta umidade e ser resistentes à abrasão. Particularmente em situações onde o painel é usado em um sistema de suspensão de teto, o painel pode ser fino e leve e fornecer uma boa reflexão de luz e uma superfície externa decorativa que é exposta à umidade ou abrasão a partir do interior do cômodo.
[003] Os painéis interiores podem ser construídos com uma variedade de materiais. Por exemplo, os painéis podem compreender uma camada de base ou núcleo feito de um material à base de gesso, fibras minerais, fibra de vidro, fibras de celulose, perlite e compósitos ou laminados dos mesmos com um material de revestimento fixado a um ou ambos os lados da camada de base. Os materiais de revestimento são frequentemente chamados de coberturas, que são normalmente fixadas na camada de base e estão presentes nas superfícies dos painéis interiores. As coberturas estão pelo menos na superfície do painel interno revestindo o interior do cômodo, onde a umidade e o desgaste das coberturas são esperados.
[004] Para conferir resistência à água e ao desgaste, as coberturas geralmente incluem uma composição resinosa resistente ao desgaste. Um tipo de resina adequada são as resinas à base de formaldeído. No entanto, as coberturas contendo formaldeído não são mais aceitas pelos clientes devido a preocupações com a saúde em relação ao formaldeído liberado dessas coberturas. Além disso, essas coberturas também são frágeis por natureza, portanto, é difícil realizar estampagem nelas ou dobrá-las em torno das bordas do painel interior, mantendo a resistência à água.
[005] Uma composição resinosa alternativa contendo um polímero termofusível, por exemplo poli(cloreto de vinila) (PVC), também pode ser usada para produzir coberturas. Recentemente, os materiais de construção feitos de polímeros termofusíveis também estão caindo em desuso porque são feitos de petróleo bruto não renovável. Além disso, o PVC passou por uma inspeção minuciosa, uma vez que as dioxinas são produzidas durante a combustão do PVC. Esta qualidade faz com que os materiais de PVC não sejam recomendados por regulamentos para construção ecológica, como os do US Green Building Council (USGBC - Conselho de Construção Verde dos Estados Unidos). O PVC também é conhecido por emanar odores quando em uso, como de plastificantes liberados que são adicionados ao material de PVC para manter a flexibilidade do produto. Alguns desses plastificantes são conhecidos por ter problemas de saúde associados a eles, incluindo um risco aumentado de câncer.
[006] Uma terceira composição resinosa para os revestimentos contém resinas acrílicas. As coberturas produzidas a partir de papel impregnado com resinas acrílicas são alternativas promissoras. A US 3.684.649 (da Weyerhaeuser Company) descreve coberturas de tecido impregnadas de resina para várias substâncias de madeira. As coberturas são feitas de papel absorvente de impregnação com baixo peso base com uma emulsão aquosa de resina acrílica termoendurecível e uma resina acrílica termoplástica solubilizada. A razão de resina termoplástica para resina termoendurecível está na faixa de 1:1 a 4:1 em peso de sólidos. Mas esta patente não descreve a temperatura de transição vítrea (Tg) das resinas acrílicas ou o teor de resina acrílica nas coberturas. Nenhuma cera é usada nas coberturas.
[007] US 2008/0199666 (da DEPCO-PPG Ltd.) descreve um método para a fabricação de um papel impregnado ou material não tecido para uso como um laminado decorativo, compreendendo as etapas de: (a) aplicar um monômero ou oligômero ao papel ou material não tecido, em um processo seco, cujo monômero ou oligômero forma um filme e/ou agente de enchimento ligado ao papel ou material; (b) em seguida aplicar ao papel ou material tendo o filme e/ou agente de enchimento de monômero ou oligômero uma resina de polímero compatível com e reticulável com o monômero ou oligômero; e (c) tratar a resina por meio da qual ela forma uma reticulação com o monômero ou oligômero no papel ou material. A resina de polímero pode ser resina de ureia formaldeído ou resina acrílica. O pedido de patente novamente não descreve a temperatura de transição vítrea (Tg) da resina acrílica ou o teor de resina acrílica no papel ou material impregnado. Além disso, nenhuma cera é usada no papel ou material impregnado.
[008] O US 8.808.850 (da Arclin) descreve uma cobertura para um substrato de madeira. A cobertura tem uma camada nuclear que compreende um substrato e uma composição de resina, uma camada superior em um lado da camada nuclear que compreende uma composição de revestimento intumescente retardante de fogo e uma camada inferior opcional no lado oposto da camada nuclear a partir da camada superior. A composição de revestimento intumescente retardante de fogo compreende grafite expansível, uma resina de poliamina aromática, morfolina, um catalisador ou polifosfato de amônio. A camada nuclear pode ser de papel impregnado com a composição de resina que compreende uma resina fenólica e uma resina acrílica. Essa patente também não descreve a temperatura de transição vítrea (Tg) da resina acrílica ou o teor de resina acrílica no papel impregnado. Nenhuma cera é usada na cobertura. Com base no tipo e nas quantidades dos revestimentos usados em US 8.808.850, acredita-se que o papel usado na camada nuclear tem um peso base de pelo menos 300 g/m2. Esse papel demoraria a saturar com uma composição de resina por causa da alta espessura do papel. Além disso, o papel impregnado seria muito rígido para ser dobrado em torno de um canto de 90 graus sem rachar em algumas aplicações devido à rigidez do papel.
[009] US 4.713.299 (da Formica Corporation) descreve folhas de papel impregnadas com uma composição de resina com um teor de cerca de 15% a cerca de 80%, em peso da folha de papel. A composição de resina compreende uma mistura de (1) de cerca de 35% a cerca de 98%, em peso, com base nos sólidos totais da composição, de uma resina de melamina/formaldeído com uma razão de formaldeído para melamina de cerca de 1,1:1 a cerca de 3:1 e (2) de cerca de 2% a cerca de 65%, em peso, com base nos sólidos totais da composição, de uma mistura de um polialquilenoglicol e uma metilolmelamina alquilada. Em uma modalidade, a composição de resina é utilizada para impregnar papel Kraft e compreende uma mistura de uma resina de fenol/formaldeído, uma resina acrílica de reticulação e uma resina opcional de melamina/formaldeído. Essa patente também não descreve a temperatura de transição vítrea (Tg) da resina acrílica ou o teor de resina acrílica nas folhas de papel impregnado. Nenhuma cera é usada nas folhas de papel.
[0010] O US 2005/0176321 (da Mw Custom Papers) descreve uma cobertura para um produto laminar. A cobertura inclui uma teia fibrosa (por exemplo, papel) impregnada com uma resina saturante curável por radiação, que pode ser um oligômero de acrilato de silicone reativo. Exemplos de resinas saturantes incluem resinas de cloreto de vinila, poliuretanos acrílicos, poliuretanos acrilados e resinas de (met)acrilato de poliuretano. As resinas saturantes são tipicamente incorporadas à cobertura em uma quantidade de 50% a 400% com base no peso seco do papel. Este pedido de patente não descreve a Tg da resina acrílica ou o uso de cera na cobertura.
[0011] A presente invenção provê coberturas que são isentas de formaldeído e altamente resistentes à água e à abrasão, embora ainda sejam muito flexíveis para dobrar em torno de bordas ou processos de estampagem. As coberturas da presente invenção não representam um risco para a saúde, uma vez que nenhum formaldeído ou dioxina é liberado das coberturas.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0012] Em um aspecto, é descrita uma cobertura compreendendo papel impregnado com uma composição de resina que compreende: uma resina acrílica com uma temperatura de transição vítrea em uma faixa de cerca de -20°C a cerca de 40°C, em que o teor de resina acrílica na cobertura está na faixa de cerca de 15% em peso a cerca de 35% em peso com base no peso da cobertura.
[0013] Na modalidade anterior, a cobertura pode ter uma temperatura de transição vítrea em uma faixa de cerca de 10°C a cerca de 35°C, ou de cerca de 20°C a cerca de 30°C.
[0014] Em cada uma das modalidades anteriores, a composição de resina pode compreender adicionalmente 0,0005% em peso a 3,5% em peso de cera, ou cerca de 0,045% em peso a cerca de 3,5% em peso de cera, ou cerca de 0,045% em peso a cerca de 2,25% em peso de cera, ou de cerca de 0,225% em peso a cerca de 1,35% em peso de cera, ou de cerca de 0,315% em peso a cerca de 0,675% em peso de cera, com base no peso da composição de resina.
[0015] Em cada uma das modalidades anteriores, a cera pode ter um ponto de fusão em uma faixa de cerca de 15°C a cerca de 85°C, ou uma faixa de cerca de 35°C a cerca de 65°C, ou uma faixa de cerca de 45°C a cerca de 55°C.
[0016] Em cada uma das modalidades anteriores, a cera pode ser selecionada a partir de parafina bruta, cera de parafina, cera de Montan, cera microcristalina e suas misturas.
[0017] Em cada uma das modalidades anteriores, a composição de resina pode ser isenta de cera e o teor de resina acrílica na cobertura pode estar em uma faixa de cerca de 25,0% em peso a cerca de 35,0% em peso, com base no peso da cobertura, ou o teor de resina acrílica na cobertura pode estar em uma faixa de cerca de 27,5% em peso a cerca de 35,0% em peso, com base no peso da cobertura.
[0018] Em cada uma das modalidades anteriores, a composição de resina pode compreender cera e o teor de resina acrílica na cobertura pode estar em uma faixa de cerca de 15,0% em peso a cerca de 32,5% em peso, ou em uma faixa de cerca de 15,0% em peso a cerca de 25,0% em peso, ou em uma faixa de cerca de 17,5% em peso a cerca de 22,5% em peso, com base no peso da cobertura.
[0019] Em cada uma das modalidades anteriores, a composição de resina pode compreender adicionalmente um componente selecionado de dióis, agentes de liberação, agentes antiespumantes e agentes umectantes.
[0020] Em cada uma das modalidades anteriores, o papel pode ser um papel Kraft.
[0021] Em cada uma das modalidades anteriores, o papel Kraft pode ser papel Kraft não branqueado.
[0022] Em cada uma das modalidades anteriores, o papel Kraft pode ter um peso base em uma faixa de cerca de 70 a cerca de 90 g/m2, ou uma faixa de cerca de 76 a cerca de 80 g/m2.
[0023] Em cada uma das modalidades anteriores, o papel Kraft pode ter um teor de cinzas em uma faixa de cerca de 5 a cerca de 12% em peso do papel Kraft, ou de cerca de 6 a cerca de 10% em peso do papel Kraft.
[0024] Em cada uma das modalidades anteriores, a resina acrílica pode ser uma resina acrílica termoplástica.
[0025] Em cada uma das modalidades anteriores, a cobertura pode compreender adicionalmente um revestimento de tinta acrílica que compreende uma resina acrílica.
[0026] Em cada uma das modalidades anteriores, o revestimento de tinta acrílica pode compreender adicionalmente um componente selecionado a partir de agentes umectantes, agentes antiespumantes, agentes de nivelamento, agentes de dispersão e conservantes “in-can”.
[0027] Em cada uma das modalidades anteriores, o revestimento de tinta acrílica pode ter um peso em uma faixa de cerca de 25 a cerca de 45 g/m2, ou uma faixa de cerca de 30 a cerca de 40 g/m2, ou em uma faixa de cerca de 32,5 a cerca de 37,5 g/m2.
[0028] Em cada uma das modalidades anteriores, a cobertura pode ter um teor volátil em uma faixa de até e incluindo 4%, ou uma faixa de cerca de 2 a cerca de 4%, ou uma faixa de cerca de 2,5 a cerca de 3,5%, com base no peso da cobertura.
[0029] Em cada uma das modalidades anteriores, a cobertura pode ter uma entrada de água de menos de 200 g/m2conforme medido usando ASTM D-5795 e mais de 500 ciclos medidos usando um testador de abrasão Taber em conjunto com uma roda Calibrase CS-17.
[0030] Em um aspecto, é um método para produzir uma cobertura, compreendendo as etapas de: a. impregnar o papel com uma composição de resina acrílica compreendendo uma resina acrílica tendo uma temperatura de transição vítrea em uma faixa de cerca de -20°C a cerca de 40°C a um teor de resina acrílica em uma faixa de cerca de 15% em peso a cerca de 35% em peso com base no peso do papel impregnado; e b. curar o papel impregnado à pressão ambiente e a uma temperatura na faixa de 100°C a cerca de 200°C.
[0031] Na modalidade anterior, a temperatura de transição vítrea da resina acrílica pode estar em uma faixa de cerca de 10°C a cerca de 35°C, ou uma faixa de cerca de 20°C a cerca de 30°C.
[0032] Em cada uma das modalidades anteriores, a temperatura da etapa de cura pode estar em uma faixa de 110°C a cerca de 200°C, ou de cerca de 149°C a cerca de 177°C, ou de 154°C a cerca de 171°C.
[0033] Em cada uma das modalidades anteriores, a composição de resina pode compreender adicionalmente 0,0005% em peso a 3,5% em peso de cera, ou cerca de 0,045% em peso a cerca de 3,5% em peso de cera, ou cerca de 0,045% em peso a cerca de 2,25% em peso de cera, ou de cerca de 0,225% em peso a cerca de 1,35% em peso de cera, ou de cerca de 0,315% em peso a cerca de 0,675% em peso de cera, com base no peso da composição de resina.
[0034] Em cada uma das modalidades anteriores, a cera pode ser selecionada a partir de parafina bruta, cera de parafina, cera de Montan, cera microcristalina e suas misturas.
[0035] Em cada uma das modalidades anteriores, a composição de resina pode ser isenta de cera e o teor de resina acrílica no papel impregnado pode estar em uma faixa de cerca de 25,0% em peso a cerca de 35,0% em peso, ou uma faixa de cerca de 27,5% em peso a cerca de 35,0% em peso, com base no peso do papel impregnado.
[0036] Em cada uma das modalidades anteriores, a composição de resina pode compreender papel impregnado e o teor de resina acrílica na cobertura pode estar em uma faixa de cerca de 15,0% em peso a cerca de 32,5% em peso, ou uma faixa de cerca de 15,0% em peso a cerca de 25,0% em peso, ou uma faixa de cerca de 17,5% em peso a cerca de 22,5% em peso, com base no peso do papel impregnado.
[0037] Em cada uma das modalidades anteriores, o papel pode ser um papel Kraft.
[0038] Em cada uma das modalidades anteriores, pode compreender adicionalmente as etapas de: c. aplicar um revestimento de tinta acrílica sobre o papel curado, em que a tinta acrílica compreende uma resina acrílica; e d. curar o papel com o revestimento de tinta acrílica.
[0039] Em cada uma das modalidades anteriores, o revestimento de tinta acrílica pode compreender um componente selecionado a partir de agentes umectantes, agentes antiespumantes, agentes de nivelamento, agentes de dispersão e conservantes “in-can”.
[0040] Em cada uma das modalidades anteriores, o revestimento de tinta acrílica pode ter um peso na faixa de cerca de 25 a cerca de 45 g/m2.
[0041] Em cada uma das modalidades anteriores, pode compreender adicionalmente uma etapa de: e. aderir a cobertura em um substrato usando um adesivo e uma pressão inferior a cerca de 206843 Pa, ou a pressão pode estar em uma faixa de cerca de 13789,5 Pa a cerca de 137895 Pa, ou a pressão pode estar em uma faixa de cerca de 13789,5 Pa a cerca de 103421 Pa.
[0042] Em um aspecto é um produto de construção que compreende a cobertura conforme discutido acima e um substrato de uma placa de gesso ou placa de parede.
[0043] Em cada uma das modalidades anteriores, o produto de construção pode ser um forro que compreende placa de gesso.
[0044] Em cada uma das modalidades anteriores, o produto de construção pode ter uma classificação de Classe de Transmissão de Som (STC) de cerca de 30 a cerca de 65 quando testado de acordo com ASTM E90-04 e E413-04.
[0045] Características e vantagens adicionais da descrição podem ser estabelecidas em parte na descrição que se segue e/ou podem ser aprendidas pela prática da descrição. As características e vantagens da descrição podem ser adicionalmente realizadas e obtidas por meio dos elementos e combinações particularmente apontadas nas reivindicações anexas.
[0046] Deve ser entendido que tanto a descrição geral anterior como a descrição detalhada a seguir são exemplificativas e explicativas e destinam-se apenas e não são restritivas da invenção conforme reivindicado.
DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS
[0047] Deve-se notar que, conforme usado aqui e nas reivindicações anexas, as formas singulares “um, uma, e “o/a” incluem referências no plural, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Como tal, os termos “um/uma” (ou “uns/umas”), “um ou mais” e “pelo menos um” podem ser usados indistintamente aqui. Os termos “compreendendo”, “incluindo”, “tendo” e “construído a partir de” também podem ser usados de forma intercambiável.
[0048] Salvo indicação em contrário, todos os números que expressam quantidades de ingredientes, propriedades como peso molecular, porcentagem, razão, condições de reação e assim por diante utilizados no relatório descritivo e reivindicações devem ser entendidos como modificados em todos os casos pelo termo “cerca de”, se o termo “cerca” estiver presente ou não. Por conseguinte, a menos que seja indicado o contrário, os parâmetros numéricos apresentados no relatório descritivo e reivindicações são aproximações que podem variar de acordo com as propriedades desejadas a serem obtidas pela presente descrição. No mínimo, e não como uma tentativa de limitar a aplicação da doutrina de equivalentes ao escopo das reivindicações, cada parâmetro numérico deve pelo menos ser interpretado à luz do número de dígitos significativos relatados e aplicando técnicas de arredondamento comuns. Apesar das faixas e parâmetros numéricos que estabelecem o escopo geral da descrição serem aproximações, os valores numéricos estabelecidos nos exemplos específicos são relatados com a maior precisão possível. Qualquer valor numérico, no entanto, inerentemente contém certos erros necessariamente resultantes do desvio padrão encontrado nas suas respectivas medições de teste.
[0049] Deve ser entendido que cada componente, composto, substituinte ou parâmetro descrito aqui deve ser interpretado como sendo descrito para uso sozinho ou em combinação com um ou mais de cada um dos outros componentes, compostos, substituintes ou parâmetros descritos aqui.
[0050] Também deve ser entendido que cada quantidade/valor ou faixa de quantidades/valores para cada componente, composto, substituinte ou parâmetro descrito deve ser interpretado como também sendo descrito em combinação com cada quantidade/valor ou faixa de quantidades/valores descritos para qualquer outro componente(s), composto(s), substituinte(s) ou parâmetro(s) descrito(s) aqui e que qualquer combinação de quantidades/valores ou faixas de quantidades/valores para dois ou mais componente(s), compostos (s), substituinte(s) ou parâmetros aqui descritos é, portanto, também descrita em combinação uns com os outros para os fins desta descrição.
[0051] É entendido também que cada faixa descrita aqui deve ser interpretada como uma descrição de cada valor específico dentro da faixa descrita que tem o mesmo número de dígitos significativos. Assim, uma faixa de 1-4 deve ser interpretada como uma descrição expressa dos valores 1, 2, 3 e 4. É entendido também que cada limite inferior de cada faixa descrita aqui deve ser interpretado como descrito em combinação com cada limite superior de cada faixa e cada valor específico dentro de cada faixa descrita aqui para o mesmo componente, compostos, substituinte ou parâmetro. Assim, esta descrição deve ser interpretada como uma descrição de todas as faixas derivadas combinando cada limite inferior de cada faixa com cada limite superior de cada faixa ou com cada valor específico dentro de cada faixa, ou combinando cada limite superior de cada faixa com cada valor dentro de cada faixa.
[0052] Além disso, as quantidades/valores específicos de um componente, composto, substituinte ou parâmetro descrito na descrição ou um exemplo devem ser interpretados como uma descrição de um limite inferior ou superior de uma faixa e, portanto, podem ser combinados com qualquer outro limite superior ou inferior de uma faixa ou quantidade/valor específico para o mesmo componente, composto, substituinte ou parâmetro descrito em outro lugar no pedido para formar uma faixa para esse componente, composto, substituinte ou parâmetro.
[0053] Em um aspecto, a invenção provê uma cobertura compreendendo papel impregnado com uma composição de resina tendo uma resina acrílica com uma temperatura de transição vítrea em uma faixa de cerca de -20°C a cerca de 40°C, ou cerca de 10°C a cerca de 35°C. O teor de resina acrílica na cobertura está na faixa de cerca de 15% em peso a cerca de 35% em peso com base no peso do papel impregnado.
[0054] O papel na cobertura é, preferencialmente, papel Kraft. No entanto, outros tipos de papel formados de qualquer fibra natural ou sintética também podem ser usados na cobertura. Em uma modalidade, o papel é um composto de uma fibra de celulose de baixo peso base do tipo convencionalmente usado na formação de coberturas no campo de laminação decorativa ou coberturas convencionais. Uma das fibras mais comuns usadas no papel é alfa-celulose ou suas misturas com outras fibras de celulose, por exemplo, uma polpa celulósica fibrosa altamente branqueada e/ou polpa alfa. A celulose pode consistir em madeiras duras ou macias ou uma mistura de madeiras duras e macias. Alfa-celulose superior, como algodão, pode ser adicionada para melhorar as características das fibras, como a pós- formabilidade. As fibras de celulose usadas no papel são preferencialmente polpa Kraft branqueada ou não branqueada. Exemplos de papel adequado para a cobertura são descritos na Patente Canadense 990.632 e nas Patentes dos EUA Nos 3.135.643; 3.445.327; 3.525.664; 3.798.117; e 3.975.572 (aqui incorporado por referência).
[0055] Em modalidades preferidas, o papel é papel Kraft branqueado ou não branqueado, disponível por fabricantes como WestRock, Expera, Kapstone e International Paper, como Kraft de grau de saturação ou conversão natural ou branqueado. O papel Kraft pode ter um peso base preferencialmente na faixa de cerca de 70 a cerca de 90 gramas por metro quadrado (g/m2), mais preferencialmente na faixa de cerca de 76 a cerca de 80 g/m2. Geralmente, o papel Kraft de peso mais leve (por exemplo, 70-75 g/m2) é usado quando o substrato sólido subjacente tem uma superfície relativamente lisa. Os substratos sólidos com superfícies menos lisas geralmente requerem um papel Kraft de peso mais pesado (por exemplo, 8085 g/m2) para resistir de forma mais eficaz às fissuras e imperfeições superficiais associadas a tais substratos sólidos.
[0056] Em algumas modalidades preferidas, o papel Kraft adequado tem algumas propriedades desejadas. O papel Kraft pode ter um teor de cinzas de cerca de 5 a cerca de 12% em peso, ou de cerca de 6 a cerca de 10% em peso do papel Kraft. A permeabilidade do papel Kraft pode estar na faixa de cerca de 1 a cerca de 15 segundos/100 ml de ar, mais preferencialmente de cerca de 1 a cerca de 5 segundos/100 ml de ar. O papel Kraft tem, preferencialmente, uma resistência elevada, com uma resistência à tração a úmido na faixa de cerca de 5 N a cerca de 20 N por 15 mm, preferencialmente de cerca de 5 N a cerca de 15 N por 15 mm. O pH do papel Kraft está preferencialmente na faixa de cerca de 6 a cerca de 7,2.
[0057] A composição de resina compreende uma resina acrílica. O termo “resina acrílica”, tal como aqui utilizado, destina-se a incluir polímeros O ou copolímeros de monômeros de acrilato com a estrutura: CH2=CR-C-O-R*, em que R = H ou um radical à base de hidrocarboneto e R1 = H ou um radical à base de hidrocarboneto. Os radicais à base de hidrocarbonetos de R e R1 incluem metila, etila, propila, isopropila e n-butila, sec-butila, isobutila, terc- butila, hexila, heptila, 2-heptila, 2-etilhexila, 2-etilbutila, dodecila, hexadecila, 2-etoxietil isobornila e ciclo-hexila. Os acrilatos preferidos têm R e R1 com C1-C4. As resinas acrílicas preferidas são os oligômeros, polímeros e copolímeros, tanto lineares quanto reticulados, de metacrilato de metila e metacrilato de etila. Um polímero acrílico de metacrilato de metila preferido é Elvacite® 2051, disponível pela Imperial Chemical Industries (ICI).
[0058] Em uma modalidade preferida, a resina acrílica é um homopolímero linear, ramificado ou reticulado. Em outra modalidade preferida, a resina acrílica é um copolímero de enxerto, copolímero aleatório, copolímero em bloco ou copolímero reticulado com dois ou mais monômeros de acrilato da fórmula acima ou monômeros diferentes, como estireno e acrilonitrila (em resinas ASA), ou acrilamida e metacrilamida.
[0059] Em algumas modalidades preferidas, as resinas acrílicas podem ser preparadas por polimerização de monômeros, como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotônico, ácido benzoil acrílico, ácido fumárico e ácido maleico na presença de outro monômero que não contém grupos carboxila, como acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de propila, acrilato de butila, acrilato de octila, acrilato de decila, acrilato de laurila, metacrilato metila, metacrilato de etila, metacrilato de butila, metacrilato de heptila, metacrilato de decila, crotonato de propila, crotonato de butila, crotonato de nonila e outros semelhantes.
[0060] Em algumas outras modalidades preferidas, as resinas acrílicas podem ser preparadas pela copolimerização de um monômero contendo um grupo carboxila com outros monômeros copolimerizáveis, tal como estireno, incluindo orto-, meta-, ou para-alquil estirenos, o-, m- ou p-metila, etila, propila de artigo metálico e butilestirenos, 2,4-dimetilestireno, 2,3- dimetilestireno, 2,5-dimetilestireno, vinilnaftenato, acrilonitrila, metacrilonitrila, anel halo ou estirenos de cadeia lateral, como um cloroestireno, orto-, meta- ou para-cloroestirenos, 2,4-dicloroestireno, 2,3- dicloroestireno, 2,5-dicloroestireno ou os estirenos de cadeia lateral de alquila, como a-metilestireno, e a-etilestireno. Outros monômeros polimerizáveis podem incluir monômeros de vinila, tais como acrilamida, metacrilamida, etacrilamida, N-terc-butilacrilamida e semelhantes.
[0061] As resinas acrílicas comerciais estão disponíveis pela DuPont e outros. As resinas com marca registrada incluem Lucite®, Plexiglas®, Acronal®, PERSPEX ™. Por exemplo, uma resina acrílica comercial é uma dispersão aquosa de copolímero de estireno-acrilato que pode prover resistência à água ao papel impregnado. Além disso, outra resina acrílica comercial é um polímero acrílico de estireno aquoso que pode prover resistência à água e resistência à mancha d’água ao papel impregnado.
[0062] Em algumas modalidades preferidas, as resinas acrílicas são termoplásticas, opcionalmente resinas acrílicas dispersíveis em água. As resinas acrílicas termoplásticas podem incluir resinas acrílicas dispersíveis em água com grupo funcional de ácido, com grupo funcional de epóxi e hidroxifuncional. Uma classe preferida de resinas acrílicas termoplásticas são as resinas acrílicas carboxifuncionais com uma temperatura de transição vítrea de cerca de 10°C a cerca de 40°C. Numerosas resinas acrílicas carboxifuncionais que atendem a esses requisitos são conhecidas e estão disponíveis comercialmente, incluindo geralmente as resinas acrílicas carboxifuncionais vendidas por BF Goodrich sob a marca comercial Carboset®, as resinas acrílicas carboxifuncionais vendidas pela Goodyear sob a marca comercial Pliolite® (7103/7104) e as resinas acrílicas carboxifuncionais da marca Acrylamac® da McWhorter, Inc.
[0063] Em algumas modalidades preferidas, as resinas acrílicas têm cargas aniônicas. Quando as resinas acrílicas aniônicas são dispersas em água, o pH da dispersão aquosa é vantajosamente ajustado de cerca de 6 a cerca de 11 e, preferencialmente, a um pH de cerca de 7 a cerca de 9.
[0064] A temperatura de transição vítrea para a resina acrílica está, preferencialmente, na faixa de cerca de -20°C a cerca de 40°C, ou de cerca de 10 a cerca de 40°C, ou de cerca de 15 a cerca de 35°C, ou de cerca de 20 a cerca de 30°C. Sem desejar ser limitado por qualquer teoria, verificou-se que, se a temperatura de transição vítrea for muito baixa, o papel impregnado pode não ser rígido o suficiente e pode ser pegajoso por natureza. O papel impregnado também pode perder a capacidade de reter qualquer padrão de estampagem. Por outro lado, se a temperatura de transição vítrea for muito alta, o papel impregnado pode ser quebradiço e rígido, o que torna o papel impregnado difícil de ser estampado.
[0065] A resina acrílica na composição de resina é de cerca de 15,0 a cerca de 35% em peso, ou de cerca de 15,0 a cerca de 25% em peso, ou de cerca de 17,5 a cerca de 22,5% em peso, por peso da composição de resina.
[0066] Em algumas modalidades preferidas, a composição de resina é, preferencialmente, uma solução aquosa ou suspensão aquosa da resina acrílica. Em algumas outras modalidades preferidas, a composição de resina pode ser à base de um solvente orgânico. O solvente orgânico pode ser solventes orgânicos não polares (solventes clorados de hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, terpenos, etc.) ou solventes orgânicos polares (cetonas, álcoois, ésteres, éteres, álcoois de éter e nitroparafinas, etc.).
[0067] Em algumas modalidades preferidas, a composição de resina compreende cera a uma concentração de 0,0001% em peso até cerca de 3,5% em peso ou de cerca de 0,045% em peso a cerca de 3,5% em peso, ou de cerca de 0,25% em peso a cerca de 3,5 % em peso, ou de cerca de 0,045% em peso a cerca de 2,25% em peso, ou de cerca de 0,225% em peso a cerca de 1,35% em peso, ou de cerca de 0,315% em peso a cerca de 0,675% em peso, com base no peso da cera sólida e o peso da composição de resina. Após a impregnação, o teor de cera na cobertura é de cerca de 0,01 a cerca de 0,5% em peso, ou de cerca de 0,17 a cerca de 0,37% em peso, ou de cerca de 0,17% em peso a cerca de 0,28% em peso, ou cerca de 0,20 % em peso a cerca de 0,25% em peso, por peso da cobertura. Sem desejar ser limitado por qualquer teoria, verificou-se que se o teor de cera (ou carga de cera) for muito baixo, a cobertura não terá resistência à água suficiente. Por outro lado, se o teor de cera for muito alto, a cobertura torna-se inadequada para a aplicação de um revestimento sobre o papel impregnado.
[0068] A cera adequada para ser usada na composição de resina preferencialmente tem um ponto de fusão (Tm) na faixa de cerca de 15°C a cerca de 85°C, ou de cerca de 35°C a cerca de 65°C, ou de cerca de 45 a cerca de 55°C. Ao selecionar uma cera adequada com um Tm adequado, a melhor característica repelente à água pode ser provida à cobertura. Em algumas modalidades preferidas, a cera tem um pH na faixa de cerca de 9,0 a cerca de 11,0.
[0069] A cera é, preferencialmente, uma cera aniônica ou cera não iônica em um sistema emulsificante aniônico, para ser compatível com a resina acrílica na composição de resina. A cera é, preferencialmente, uma emulsão de cera. Algumas ceras exemplificativas que podem ser incluídas na composição de resina são selecionadas a partir de cera bruta, cera de parafina, cera de Montan, cera microcristalina e suas misturas. Por exemplo, uma cera não iônica comercial é uma cera de petróleo que é estabilizada por um sistema emulsificante aniônico. Uma cera adequada ou um sistema à base de cera é compatível com a resina acrílica. Em outras palavras, dependendo das propriedades da resina acrílica específica sendo usada, pode-se selecionar uma cera adequada ou um sistema à base de cera com base em sua compatibilidade com a resina acrílica.
[0070] Um aspecto da presente invenção é a verificação surpreendente de que quando uma pequena quantidade de cera é adicionada à composição de resina, o teor de resina acrílica na cobertura pode ser drasticamente reduzido, embora a cobertura ainda tenha níveis comparáveis de resistência à água e abrasão em comparação com coberturas com teor de resina acrílica muito maior sem a cera. Particularmente, quando a cera é incluída na composição de resina para impregnação na cobertura, o teor de resina acrílica na cobertura é de cerca de 15,0 em peso a cerca de 32,5% em peso, ou de cerca de 15,0% em peso a cerca de 25,0% em peso, ou de cerca de 17,5% em peso a cerca de 22,5% em peso, por peso da cobertura. Por outro lado, quando a composição de resina não inclui qualquer cera, o teor de resina acrílica na cobertura é de cerca de 25,0% em peso a cerca de 35,0% em peso, ou de cerca de 27,5% em peso a cerca de 35,0% em peso por peso da cobertura. Esses dois tipos de revestimento têm resistência à água e à abrasão comparável, embora seu teor de resina acrílica seja significativamente diferente. Sem desejar ser limitado por qualquer teoria, se o teor de resina acrílica na cobertura for muito baixo, a cobertura não terá resistência à água suficiente. Por outro lado, se o teor de resina acrílica na cobertura for muito alto, a cobertura pode ser muito rígida para ser flexível em algumas aplicações quando é necessário dobrar em torno de um canto. Além disso, o uso de um teor muito alto de resina acrílica na cobertura adiciona um benefício insuficiente para justificar o aumento no custo.
[0071] Em algumas modalidades preferidas, a composição de resina pode compreender adicionalmente um diol selecionado a partir de dióis C3C5, como propilenoglicol (propano-1,2-diol). O diol pode reduzir a dificuldade de limpeza da composição da resina do equipamento usado para impregnar o papel. Outros componentes que podem preferencialmente ser incluídos na composição de resina incluem agentes de liberação, agentes antiespumantes ou agentes umectantes.
[0072] Os agentes de liberação adequados incluem os complexos de cromo do tipo Werner, tais como aqueles vendidos sob o nome comercial Quilon® por EI DuPont (por exemplo, Quilon S - o complexo de ácido esteárico, Quilon M - o complexo de ácido mirístico), álcoois de ácidos graxos (por exemplo, 2- etil-hexanol, álcool dodecílico), óleos de silicone, ácidos graxos (por exemplo, ácido neodecanoico) e semelhantes.
[0073] Os agentes antiespumantes adequados incluem fosfatos de trialquila, tais como fosfato de tributila, ceras de sebo sulfonadas, óleos minerais de ácidos graxos líquidos, bem como vários materiais comerciais vendidos por suas propriedades antiespumantes, como Hercules Defoamer 831, Nopco® KFS, Napco® 1497-V, General Electric Antifoam 60 e Dow Corning Antifoam A. Em algumas modalidades preferidas, o agente antiespumante é usado em uma quantidade que varia de algumas partes por milhão a cerca de 0,5 ou cerca de 1% em peso com base no peso da composição de resina.
[0074] Os agentes umectantes adequados incluem álcoois poli- hídricos, como etilenoglicol, propilenoglicol, polipropilenoglicol, polietilenoglicol, éter monoetílico de dietilenoglicol, 1,3-butilenoglicol, glicerina, poliglicerina e materiais poliméricos higroscópicos, como metilcelulose, carboximetilcelulose sódica, xilitol, sorbitol e maltitol. Estes agentes umectantes podem ser usados isoladamente ou em qualquer mistura dos mesmos. Os agentes umectantes podem ser usados no estado líquido. Os agentes umectantes estão preferencialmente presentes em uma quantidade de cerca de 0,2 a cerca de 1,0% em peso por peso na composição de resina.
[0075] O papel é impregnado com a composição de resina usando uma tecnologia de tratamento convencional para o teor de resina desejado. Em um aspecto, o papel de um rolo de papel é imerso na composição de resina em uma bandeja por um período de tempo predeterminado. O papel pode ser avançado com uma série de rolos. Um par de rolos de pressão (“nip”) é usado para remover o excesso de composição de resina do papel saturado para atingir o teor de resina desejado.
[0076] Em uma modalidade preferida, a composição de resina é mantida a uma temperatura na faixa de cerca de 5°C a cerca de 40°C, ou, preferencialmente, de cerca de 10°C a cerca de 35°C quando o papel está imerso na composição de resina.
[0077] O papel impregnado é então curado a uma temperatura na faixa de 120°C a cerca de 200°C, ou de cerca de 149°C (300°F) a cerca de 177°C (350°F), ou de cerca de 154°C (310°F) a cerca de 171°C (340°F). Em uma modalidade preferida, a cura é realizada em um forno com cinco zonas com temperatura de cerca de 152°C (305°F), cerca de 154°C (310°F), cerca de 154°C (310°F), cerca de 171°C (340°F) e cerca de 171°C (340°F), respectivamente, onde o papel curado sai do forno na última zona que tem uma temperatura de cerca de 171°C (340°F).
[0078] Em algumas modalidades preferidas, uma tinta acrílica pode ser aplicada ao papel impregnado e curado. A tinta acrílica compreende uma resina acrílica, que pode ser a mesma resina acrílica na composição de resina usada para impregnar o papel, ou uma resina acrílica diferente da resina acrílica na composição de resina. A resina acrílica na tinta acrílica preferencialmente tem um alto grau de flexibilidade, é isenta de um ou mais dos componentes listados no volume 3.1 da lista vermelha do Sistema de Certificação de Edifícios Regenerativos (Living Building Challenge) (por exemplo, formaldeído, a lista vermelha do Instituto Internacional Futuro Vivo (International Living Future Institute) disponível em 15/09/2017), que é aqui incorporado em sua totalidade por referência e fornece boa retenção de água, compatibilidade e adesão entre revestimentos com o papel impregnado.
[0079] Além disso, outros componentes podem preferencialmente ser incluídos na tinta acrílica, tais como agentes umectantes, agentes antiespumantes, agentes de nivelamento, agentes de dispersão e conservantes “in-can”. Os agentes umectantes e antiespumantes foram descritos acima.
[0080] Os agentes de nivelamento podem evitar defeitos ou irregularidades na superfície do revestimento de tinta acrílica úmida durante a secagem, de modo a resultar em uma película de tinta seca e lisa no papel impregnado. Os agentes de nivelamento adequados devem ter uma tensão superficial inferior à da resina acrílica e ser compatíveis com a resina acrílica da tinta. Os agentes de nivelamento estão disponíveis comercialmente por vários fabricantes.
[0081] Os agentes de dispersão adequados incluem sulfonato de lignina, um polímero contendo carboxila, tal como poliacrilato e poliuretanos contendo carboxila, um polímero de estireno acrílico, um copolímero acrílico, poliuretano, um alquilpolissacarídeo, sais de rosina alifática e ácido naftênico, produtos de condensação de formaldeído de baixo peso molecular e ácido naftenossulfônico, sulfato de alquila superior, como lauril sulfato de sódio, alquilarilsulfonato, como sulfonato de dodecilbenzeno, sal de sódio ou sal de potássio de ácido isopropilbenzenossulfônico ou ácido isopropilnaftalenossulfônico, sulfosuccinatos, como dioctilsulfossuccinato de sódio, sal de metal alcalino de ácido alquilsulfossuccínico superior como octilsulfosuccinato de sódio, N-metil-N-palmitoilturato de sódio, oleilisetionato de sódio (SIC), sais de metal alcalino de ácido alquilarilpolietoxietanolsulfúrico ou ácido sulfônico tal como t- octilfenoxipolietoxietanolsulfato de sódio tendo 1-5 unidades de oxietileno e fosfato de tristirenofenol etoxilado, por exemplo, ácido fosfórico polietoxilado. Os agentes de dispersão típicos são l-(2-aminoetil)piperazina, 2-amino-6-metoxibenzotiazol, 4-(2-aminoetil)piridina, 4- (aminometil)piridina, 3-amino-l, 2,4-triazol, l-(3-aminopropil)imidazol, 4-(2- hidroxietil)piridina e l-(2-hidroxietil)imidazol.
[0082] A tinta acrílica, quando adquirida comercialmente, normalmente inclui um conservante “in-can”. Os conservantes “in-can” adequados incluem benzofenona-4, EDTA dissódico, metilparabeno, butilparabeno, etilparabeno, isobutilparabeno, propilparabeno, butilcarbamato de iodopropinil, fenoxietanol e diazolidinil UREA.
[0083] Em algumas modalidades preferidas, a tinta acrílica pode incluir um ou mais corantes, conferindo assim a cor desejada à cobertura, como vermelho, amarelo, azul, verde, roxo, laranja, rosa, verde claro, branco e azul claro. Está dentro do escopo da presente invenção que, com a adição dos corantes apropriados, a tinta acrílica pode ser produzida em qualquer cor do espectro de cores visíveis. Os corantes adequados incluem todas as cores FD&C aprovadas para uso cosmético, bem como vários pigmentos orgânicos e inorgânicos, corantes vegetais e outros pigmentos terrosos de ocorrência natural. Os pigmentos comuns incluem índigo, ocre, umbra, negro de fumo, óxido de ferro, D & C Amarelo No 5, Clarion Red, Litol de Bário, D & C Azul No 1, D & C Vermelho No 27, Victoria Blue Lake, Azul da Prússia, Rubino de Litol, D & C Amarelo No 6, FD & C Blye No 2, Violeta Ácido 4 BNS, Litol de Cálcio e Dióxido de Titânio.
[0084] Em uma modalidade preferida, a tinta acrílica compreende um polímero acrílico de estireno, TiO2, cera e carbonato de cálcio, que tem uma cor branca.
[0085] Após a aplicação da tinta acrílica no papel impregnado, o papel é curado novamente. Em uma modalidade preferida, esta etapa de cura é realizada usando as mesmas condições da etapa de cura para o papel imerso e impregnado, antes de aplicar a tinta acrílica.
[0086] Após esta etapa de cura, uma camada de tinta acrílica é formada no papel impregnado. O revestimento de tinta acrílica é flexível para resistir a rachaduras e também pode prover resistência à água. Além disso, o revestimento de tinta acrílica pode resistir à abrasão e conferir a cor correta à cobertura (com corantes na tinta acrílica). O revestimento, preferencialmente, tem um peso de cerca de 25 a cerca de 45 g/m2, ou de cerca de 30,0 a cerca de 40,0 g/m2, ou de cerca de 32,5 a cerca de 37,5 g/m2.
[0087] Em algumas modalidades preferidas, a cobertura pode ter um revestimento retardante de fogo. O revestimento retardante de fogo adequado normalmente contém três componentes que são os elementos básicos para formar um carvão: doadores de ácido, gás e carbono. O revestimento retardante de fogo disponível comercialmente inclui polifosfato de amônio (doador de ácido), pentaeritritol (doador de carbono) e melamina (agente de expansão). O revestimento retardante de fogo formará uma camada de carvão na superfície da cobertura durante a combustão para proteger o material. Alguns revestimentos retardantes de fogo adequados são descritos na Patente dos EUA No 8.808.850, que é aqui incorporada por referência.
[0088] Em algumas modalidades preferidas, a cobertura está ausente de grafite. Em algumas outras modalidades, a formulação retardante de fogo está ausente de grafite. Em vez disso, a formulação retardante inclui polifosfato de amônio (doador de ácido), pentaeritritol (doador de carbono) e melamina (agente de expansão).
[0089] A cobertura tem preferencialmente um baixo nível de resíduos voláteis. O teor volátil da cobertura está na faixa de 0,0001% até e incluindo 4%, ou de cerca de 2 a cerca de 4%, ou de cerca de 2,5 a cerca de 3,5%. O teor volátil em % é calculado da seguinte forma: (ml-m2)/ml [%], em que ml = peso do papel impregnado (antes da secagem em um termostato), m2 = peso do papel impregnado após secagem em um termostato a 160°C por 5 min.
[0090] A cobertura da presente invenção é isenta de formaldeído. A cobertura não libera dioxinas gasosas quando queimada. Além disso, a cobertura não contém plastificantes, ao mesmo tempo que oferece alta resistência à água e flexibilidade. Assim, não libera plastificantes no meio ambiente.
[0091] A cobertura é altamente resistente à água e à abrasão. A resistência à água das coberturas é avaliada usando o ASTM D-5795 (“teste de anel Cobb”) para medir a entrada de água. Uma cobertura com uma entrada de água inferior a 200 g/m2 após duas horas é considerada altamente resistente à água e passa no teste. A resistência à abrasão é avaliada por um teste de abrasão Taber usando um testador de abrasão Taber em conjunto com uma roda Calibrase CS-17. Se 500 ou mais ciclos forem alcançados com pelo menos 25% do revestimento ainda permanecendo no papel impregnado, o revestimento é considerado suficientemente resistente à abrasão e passa no teste. Em algumas modalidades, pelo menos cerca de 30% do revestimento ainda permanece no papel impregnado após 500 ciclos.
[0092] A cobertura da presente invenção pode ser testada para estampagem. Um teste de estampagem é realizado passando uma amostra de cobertura através de um gofrador de loja de artesanato (por exemplo, uma máquina Cuttlebug Cricut 2000293) usando uma pasta de estamparia de pequenas bolhas. Uma vez que a amostra tenha sido estampada, ela é examinada sob um microscópio com uma ampliação de 10x para determinar se a cobertura está rachada. Se a amostra de cobertura puder suportar o teste de estampagem sem rachaduras significativas, a cobertura será aprovada no teste.
[0093] A resistência à água da cobertura também pode ser testada com um teste de gota d'água, que é feito colocando uma gota de água na superfície da cobertura com uma pipeta. Um vidro de relógio é colocado sobre a gota d'água e um cronômetro é usado para determinar quanto tempo leva para a água ser absorvida pela cobertura. Se levar mais de 15 minutos para a gota de água ser absorvida, a cobertura passa no teste da gota d’água.
[0094] Outra vantagem da cobertura é que ela é suficientemente flexível para permitir a estampagem da cobertura sem causar rachaduras. A estampagem afeta os padrões canelados em 3-D na superfície de cobertura. Em algumas modalidades, a estampagem é realizada com uma placa de prensagem fixa ou um tambor de prensagem.
[0095] Os padrões 3-D da estampagem podem ser padrões decorativos selecionados de padrão de gravata borboleta, padrão de floco de neve, formas como círculos, ovais, diamantes, triângulos, hexágonos, vários quadriláteros, estrelas, ondas, escamas de peixes, flores, grama e plantas, ou suas combinações.
[0096] Em uma modalidade preferida, a cobertura é suficientemente flexível para ser dobrada em torno de um canto de 90 graus sem rachar.
[0097] A cobertura pode ser aplicada a um substrato, como uma placa de gesso para produzir um produto de construção para ser usado como um forro, em aplicações de placa de parede de amortecimento de som, em instalações de sala limpa ou em instalações de processamento de alimentos. A aplicação da cobertura a um substrato não requer prensas de alta temperatura ou alta pressão. Uma prensa de baixa pressão e um adesivo de contato, como uma cola PVA, são preferidos. Em uma modalidade preferida, a cola PVA é H.B. Fuller PACE® 383 (um adesivo estabilizado de álcool polivinílico e acetato de vinila). A cola é aplicada ao substrato para um revestimento de cola de 15-30 g/m2. A cobertura é então colocada no topo do revestimento de cola sem aquecer a cobertura ou a cola no substrato.
[0098] A cobertura é pressionada contra o substrato usando uma prensa de baixa pressão, passando sob um rolo com uma abertura definida, fornecendo uma baixa pressão à cobertura para formar uma montagem. A montagem resultante (como forros ou placas de drywall) é empilhada e a cola pode curar. A pressão para a prensa é inferior a cerca de 206843 Pa (30 psi), ou de cerca de 13789,5 Pa (2 psi) a cerca de 137895 Pa (20 psi), ou de cerca de 13789,5 Pa (2 psi) a cerca de 103421 Pa (15 psi) ), ou de cerca de 13789,5 Pa (2 psi) a cerca de 68947,6 Pa (10 psi), quando a cobertura é estampada. Quando a cobertura não é estampada, a pressão pode subir até cerca de 689476 Pa (100 psi).
[0099] Quando o produto de construção é usado em uma estrutura onde o produto de construção permanece visível, a cobertura compreende a tinta acrílica para fornecer uma cor uniforme e/ou padrões estampadas. Essas aplicações incluem forros e outras aplicações de painéis. Quando o produto de construção está oculto em uma estrutura como placa de parede de amortecimento de som, onde o produto é usado como parte de uma montagem e oculto quando a montagem é concluída, a cobertura não precisa de tinta acrílica ou estampagem.
[00100] Uma propriedade do produto de construção que compreende a cobertura impregnada de resina acrílica e um substrato de uma placa de gesso ou placa de parede com materiais de amortecimento de som aplicados entre a placa e a cobertura é conferir uma propriedade de amortecimento de som ao produto de construção final. O produto de construção tem, preferencialmente, uma classificação de Classe de Transmissão de Som (STC) de cerca de 30 a cerca de 65 quando testado de acordo com ASTM E90-04 e E413-04. A STC é uma classificação de um único número da capacidade de um material ou montagem de resistir à transferência de som pelo ar em frequências de 125-4000 Hz. Em geral, uma classificação STC mais alta bloqueia mais ruído que é transmitido através de uma partição.
[00101] Em certas modalidades, a cobertura tem menos de 0,05% em peso ou menos de 0,001% em peso de cada resina acrílica termoendurecível, uma resina contendo formaldeído, oligômero de acrilato de silicone, resinas de cloreto de vinila, poliuretanos acrílicos, poliuretanos acrilados e resinas de (met)acrilato de poliuretano. Em certas modalidades, a cobertura tem uma única camada de papel sem outras camadas de papel. Em certas modalidades, a cobertura não contém qualquer plastificante ou produtos de petróleo. Em uma modalidade, a cobertura não libera dioxina no caso de combustão ou durante o uso.
[00102] Os exemplos a seguir são ilustrativos, mas não limitativos, dos processos e composições da presente descrição. Outras modificações e adaptações adequadas da variedade de condições e parâmetros normalmente encontrados no campo, e que são óbvios para aqueles versados na técnica, estão dentro do escopo da descrição.
EXEMPLOS Exemplo 1
[00103] O papel Kraft com um peso de 80 g/m2 foi tratado com uma solução aquosa de resina acrílica (com uma Tg sendo 23°C). A solução aquosa não inclui cera. O papel foi impregnado com um teor de resina de 35% em peso. Após a cura do papel impregnado a uma temperatura entre 120 a 150°C durante 15 a 50 segundos, ele foi revestido com uma tinta acrílica compreendendo uma resina acrílica de poliestireno, TiO2, cera e carbonato de cálcio. A tinta acrílica foi aplicada ao papel impregnado com um peso de revestimento de 30 g/m2. O papel impregnado com o revestimento de tinta foi curado novamente a uma temperatura entre 120 a 150°C durante 15 a 50 segundos e estampado para produzir o produto de cobertura final. A cobertura foi testada para demonstrar sua flexibilidade. A cobertura foi então fixada a uma placa de parede de gesso como o substrato usando uma cola de acetato de polivinila (PVA).
[00104] A montagem da cobertura e da placa de parede de gesso foi testada quanto à sua resistência à água usando o teste de anel Cobb com a média de três medições relatadas na Tabela 1 abaixo. Todas as amostras passaram no teste. Tabela 1. Resistência à água da cobertura
Exemplo 2
[00105] Em um processo semelhante ao do Exemplo 1, a cobertura foi produzida a partir de papel Kraft de 80 g/m2 com um teor de resina de 35% em peso (a resina acrílica tem uma Tg de 23°C) e um peso de revestimento de tinta de 40 g/m2. Além disso, a cobertura final foi estampada. Esta cobertura também não continha cera. A cobertura foi fixada em placas de parede de gesso usando cola PVA. A montagem da cobertura e da placa de parede de gesso foi testada quanto à sua resistência à água pelo teste de anel Cobb e sua resistência à abrasão pelo teste de abrasão Taber. Os resultados do teste demonstraram que a cobertura passou nos requisitos do teste de anel Cobb e do teste de abrasão Taber.
[00106] O teste de anel Cobb foi realizado na cobertura produzida em três amostras diferentes da cobertura produzida. Os resultados estão apresentados na Tabela 2 como uma média das três medições das três amostras. Tabela 2. Resultados do teste Cobb
[00107] Depois que o teste de abrasão Taber foi feito por 500 ciclos, pelo menos algum revestimento de tinta ainda permaneceu na superfície da cobertura, indicando uma resistência à abrasão aceitável.
Exemplo 3
[00108] Duas amostras de papel Kraft com peso de 80 g/m2 foram usadas neste exemplo. Uma amostra foi tratada com uma solução aquosa de resina acrílica (com Tg sendo 23°C) sem cera e a outra amostra foi tratada com uma solução aquosa de resina acrílica com cera. As amostras foram tratadas com um teor de resina de 30% em peso na cobertura (sem cera na solução aquosa) e um teor de resina de 20% em peso e teor de cera de 1,24% em peso na cobertura (com emulsão de cera na solução aquosa). As coberturas não foram aplicadas com tinta acrílica e foram fixadas em drywalls usando cola PVA. As montagens foram testadas e passaram no teste do anel Cobb.
Exemplo comparativo A
[00109] Uma resina PVA 1 foi usada para tratar papel Kraft. A resina PVA 1 tem uma Tg de 38°C. O papel foi tratado a um teor de resina de 25,5% em peso e um teor de voláteis de 1,3% em peso. O papel impregnado foi testado usando o teste de estampagem e o teste de gota d’água conforme descrito aqui. O papel impregnado apresentou severas fissuras no teste de estampagem. Esta cobertura falhou no teste de estampagem. O teste de gota d'água mostrou que demorou menos de 2 minutos para que a gota d'água fosse absorvida, indicando resistência mínima à água. Esta cobertura falhou no teste de gota d'água.
Exemplo comparativo B
[00110] Uma resina PVA 2 foi usada para tratar papel Kraft. A resina PVA 2 tem uma Tg de -12°C. O papel foi tratado a um teor de resina de 26,1% em peso e um teor de voláteis de 1,3% em peso. O papel impregnado foi testado usando o teste de estampagem e o teste de gota d’água conforme descrito aqui. O papel impregnado não apresentou fissuras no teste de estampagem. Esta cobertura passou no teste de estampagem. No entanto, o teste de gota d'água mostrou menos de 2 minutos para que a gota d'água fosse absorvida, indicando resistência mínima à água. Esta cobertura falhou no teste de gota d'água.
Exemplo 4
[00111] Uma resina acrílica A foi usada para tratar papel Kraft. A resina acrílica A tem uma Tg de -6°C. O papel foi tratado a um teor de resina de 24,2% em peso e um teor de voláteis de 2,1% em peso. O papel impregnado foi testado usando o teste de estampagem e o teste de gota d’água conforme descrito aqui. O papel impregnado não apresentou fissuras no teste de estampagem. Esta cobertura passou no teste de estampagem. O teste de gota d'água mostrou que demorou mais de 15 minutos para que a gota d'água fosse absorvida, demonstrando resistência à água aceitável. Esta cobertura também passou no teste de gota d'água.
Exemplo 5
[00112] Uma resina acrílica B foi usada para tratar papel Kraft. A resina acrílica A tem uma Tg de -5°C. O papel foi tratado até um teor de resina de 27,1% em peso e um teor de voláteis de 0,9% em peso. O papel impregnado foi testado usando o teste de estampagem e o teste de gota d’água conforme descrito aqui. O papel impregnado não tinha fissuras após o teste de estampagem. Esta cobertura passou no teste de estampagem. O teste de gota d'água mostrou que demorou mais de 15 minutos para que a gota d'água fosse absorvida, demonstrando resistência à água aceitável. Esta cobertura também passou no teste de gota d'água.
Exemplo 6
[00113] Uma resina acrílica C foi usada para tratar papel Kraft. A resina acrílica C tem uma Tg de 23°C. O papel foi tratado a um teor de resina de 25,4% em peso e um teor de voláteis de 0,6% em peso. O papel impregnado foi testado usando o teste de estampagem e o teste de gota d’água conforme descrito aqui. O papel impregnado não tinha fissuras após o teste de estampagem. Esta cobertura passou no teste de estampagem. O teste de gota d'água mostrou que demorou mais de 15 minutos para que a gota d'água fosse absorvida, demonstrando resistência à água aceitável. Esta cobertura também passou no teste de gota d'água.
[00114] Em resumo, estes exemplos demonstraram que as resinas acrílicas com Tg na faixa de -20 a 40°C são capazes de impregnar papel Kraft com um teor de resina na faixa de 15 a 35% em peso e esse papel Kraft impregnado tem flexibilidade aceitável para permitir estampagem e dobragem nos cantos. Além disso, o papel Kraft impregnado tem um nível aceitável de resistência à água para ser usado como materiais de construção que serão expostos à umidade.
[00115] As resinas diferentes da resina acrílica (como as resinas PVA usadas nos Exemplos Comparativos AB) não fornecem flexibilidade e resistência à água, embora essas resinas PVA tenham Tg na faixa de -20 a 40°C e impregnadas em papel Kraft a um teor de resina na faixa de 15 a 35% em peso. O papel impregnado com PVA é muito rígido para ser estampado ou dobrado e/ou não apresenta resistência à água aceitável.
[00116] Deve ser entendido, no entanto, que embora numerosas características e vantagens da presente invenção tenham sido estabelecidas na descrição anterior, juntamente com detalhes da estrutura e função da invenção, a descrição é apenas ilustrativa e as alterações podem ser feitas em detalhe, especialmente em questões de forma, tamanho e disposição das partes dentro dos princípios da invenção em toda a extensão indicada pelos amplos significados gerais dos termos em que as reivindicações anexas são expressas. [00117] O(s) requerente(s) não pretende(m) dedicar quaisquer modalidades descritas ao público e, na medida em que quaisquer modificações ou alterações descritas possam não se enquadrar literalmente no escopo das reivindicações, elas são consideradas parte dos mesmos sob a doutrina dos equivalentes.

Claims (9)

1. Produto de construção, caracterizado pelo fato de que compreende uma cobertura compreendendo papel impregnado com uma composição de resina, em que a dita composição de resina compreende: uma resina acrílica termoplástica com uma temperatura de transição vítrea em uma faixa de cerca de -20°C a cerca de 40°C, e de cerca de 0,0001% em peso a cerca de 3,5% em peso de cera com base no peso de uma cera sólida e no peso da composição de resina, em que a cera é selecionada a partir de parafina bruta, cera de parafina, cera de Montan, cera microcristalina e suas misturas, em que o teor de resina acrílica na cobertura está na faixa de cerca de 15% em peso a cerca de 32,5% em peso com base no peso da cobertura, e em que a cobertura é fixada a placa de gesso, placa de parede ou um painel.
2. Produto de construção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura de transição vítrea está em uma faixa de cerca de 10°C a cerca de 35°C, ou a cera tem um ponto de fusão em uma faixa de cerca de 15°C a cerca de 85°C.
3. Produto de construção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de resina compreende adicionalmente um componente selecionado de dióis, agentes de liberação, agentes antiespumantes e agentes umectantes.
4. Produto de construção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o papel é papel Kraft.
5. Produto de construção de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o papel Kraft tem um peso base em uma faixa de cerca de 70 a cerca de 90 g/m2; ou 6. papel Kraft tem um teor de cinzas em uma faixa de cerca de 5 a cerca de 12% em peso do papel Kraft.
6. Produto de construção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a cobertura compreende adicionalmente um revestimento de tinta acrílica que compreende uma resina acrílica; ou em que a cobertura compreende adicionalmente um revestimento de tinta acrílica e o revestimento de tinta acrílica tem um peso na faixa de cerca de 25 a cerca de 45 g/m2.
7. Produto de construção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a cobertura tem um teor volátil em uma faixa de até cerca de 4%, com base no peso da cobertura; ou a cobertura tem uma entrada de água inferior a 200 g/m2 conforme medido usando ASTM D-5795 e mais de 500 ciclos medidos usando um testador de abrasão Taber em conjunto com uma roda Calibrase CS-17.
8. Produto de construção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um substrato de uma placa de gesso ou placa de parede.
9. Produto de construção de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o produto de construção é um forro que compreende placa de gesso; ou o produto de construção tem uma classificação de Classe de Transmissão de Som (STC) de cerca de 30 a cerca de 65 quando testado de acordo com ASTM E90-04 e E413-04.
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