ES2252991T3 - Producto que contiene yeso con resistencia aumentada a la deformacion permanente y metodo y composicion para producirlo. - Google Patents

Abstract

Un método para producir un producto que contiene yeso fraguado que tiene una resistencia incrementada frente a la deformación permanente, que comprende: formar una mezcla de material de sulfato de calcio, agua, un acelerador, y uno o más materiales de refuerzo que se han escogido a partir del grupo que consiste en: ácidos fosfóricos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de ácido fosfórico; y sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato, y mantener la mezcla bajo condiciones suficientes para que el material de sulfato de calcio forme una matriz entrecruzada de material de yeso fraguado, el material o materiales de refuerzo que se han incluido en la mezcla en una cantidad tal que el producto que tiene yeso fraguado tiene mayor resistencia frente a la deformación permanente que la que tendría si no se hubiera incluido el material de refuerzo en la mezcla, haber incluido el acelerador en una cantidad tal que el producto que contiene yeso fraguado tiene mayor fuerza que la que tendría si no se hubiera incluido el acelerador en la mezcla.

Description

Producto que contiene yeso con resistencia aumentada a la deformación permanente y método y composición para producirlo.

Esta invención se refiere a un método y una composición para preparar productos que contengan yeso fraguado, p. ej., tableros de yeso, tableros compuestos de yeso reforzado, yeso calcinado, materiales trabajables, materiales para el tratamiento de juntas, y baldosas acústicas, y métodos y composiciones para producirlos. Más particularmente, la invención concierne tales productos que contienen yeso fraguado que han aumentado la resistencia frente a la deformación permanente (p. ej. resistencia frente al reblandecimiento) utilizando uno o más materiales de refuerzo. Tales representaciones preferidas de la invención conciernen hacer tales productos mediante la hidratación de yeso calcinado en presencia de un material de refuerzo que causa que el yeso fraguado que se ha producido mediante tal hidratación tenga una fuerza aumentada, resistencia frente a la deformación permanente (p. ej. resistencia frente al reblandecimiento), y estabilidad dimensional (p. ej., no encogimiento durante el secado del yeso fraguado). El material de refuerzo también proporciona otras propiedades mejoradas y ventajas para preparar los productos que contienen yeso fraguado. En una representación alternativa de la invención, se trata el yeso fraguado con uno o más materiales de refuerzo para proporcionar una fuerza similar, y si no es la misma, incrementada, resistencia frente a la deformación permanente (p. ej. resistencia frente al reblandecimiento), estabilidad dimensional, y otras propiedades mejoradas y ventajas en los productos que contienen yeso. En algunas representaciones de la invención el producto de la invención que contiene yeso fraguado contiene concentraciones relativamente elevadas de sales de cloruro, aunque evita los efectos perjudiciales de tales concentraciones de sal en los productos que contienen yeso en
general.

Antecedentes

Muchos productos útiles que se conocen bien contienen yeso fraguado (sulfato de calcio dihidrato) como un componente significativo, y a menudo como el mayoritario. Por ejemplo, el yeso fraguado es el componente mayoritario de los tableros de yeso con cubierta de papel que se usan en la típica construcción en seco de paredes interiores y techos de edificios (ver, p. ej., Patentes U.S. 4,009.062 y 2,985.219). También es el componente mayoritario de tableros compuestos y productos de fibra de yeso/celulosa, tal como se describe en la Patente U.S. 5,320.677. Los productos que rellenan y suavizan las juntas entre las esquinas de las tablas de yeso contienen a menudo cantidades mayoritarias de yeso (ver, p. ej., la Patente U.S. 3,297.601). Las baldosas acústicas útiles en techos suspendidos pueden contener porcentajes significativos de yeso fraguado, tal como se describe, por ejemplo, en las Patentes U.S. 5,395.438 y 3,246.063. Los yesos calcinados tradicionales en general, p. ej., para el uso para crear paredes internas de edificios con superficies de yesos calcinados, normalmente dependen principalmente de la formación de yeso fraguado. Varios materiales de especialidad, tales como un material útil para el modelado y la fabricación de moldes que se puede trabajar precisamente tal como se describe en la Patente U.S. 5,534.059, contienen cantidades mayoritarias
de yeso.

Se prepara la mayoría de tales productos que contienen yeso formando una mezcla de yeso calcinado (sulfato de calcio hemihidrato y/o sulfato de calcio anhidro) y agua (y otros componentes, según sea apropiado), echando la muestra en un molde con la forma deseada o sobre una superficie, y permitiendo que se endurezca la mezcla para formar un yeso fraguado (p. ej., rehidratado) por reacción del yeso calcinado con el agua para formar una matriz de yeso cristalino hidratado (sulfato de calcio dihidrato). Esto es seguido a menudo por calefacción suave para eliminar el agua libre restante (sin reaccionar) para proporcionar un producto seco. Es la hidratación deseada del yeso calcinado lo que permite la formación de una matriz entrelazada de cristales de yeso fraguado, impartiendo de este modo fuerza a la estructura de yeso en el producto que contiene yeso.

Se podrían beneficiar todos los productos que contienen yeso que se han descrito arriba si se aumentara la fuerza de sus estructuras de cristal de yeso fraguado de los componentes para hacerlas más resistentes frente a las tensiones que puedan encontrar durante el uso.

También existe un esfuerzo continuo para hacer muchos productos que contienen yeso de tal tipo más ligeros de peso sustituyendo materiales de menor densidad (p. ej., perlita expandida o vacíos de aire) por parte de su matriz de yeso fraguado. En tales casos existe una necesidad de incrementar la fuerza del yeso fraguado por encima de los niveles normales sólo para mantener la fuerza total del producto a los niveles del producto de densidad previamente superior, porque existe menos masa de yeso fraguado para proporcionar fuerza en el producto de densidad inferior.

Además, existe una necesidad de mayor resistencia frente a la deformación permanente (p. ej. resistencia frente al reblandecimiento) en la estructura de muchos de estos productos que contienen yeso, especialmente bajo condiciones de elevada humedad y temperatura, o incluso de carga. El ojo humano típicamente no puede percibir el reblandecimiento de un tablero que contiene yeso a menos de 0,1 pulgadas de reblandecimiento por dos pies de longitud de tablero. De este modo, existe una necesidad de productos que contengan yeso que sean resistentes frente a la deformación permanente sobre la vida útil de tales productos. Por ejemplo, se almacenan o se usan a menudo las tablas y las baldosas que contienen yeso de una manera en que se coloquen horizontalmente. Si la matriz de yeso fraguado en estos productos no es suficientemente resistente frente a la deformación permanente, especialmente bajo humedad elevada y temperatura, o incluso carga, los productos pueden comenzar a reblandecerse en áreas entre los puntos donde se sujetan o se apoyan por una estructura subyacente. Esto puede ser feo y puede causar dificultades en el uso de los productos. En muchas aplicaciones los productos que contienen yeso deben ser capaces de llevar cargas, p. ej., cargas de aislamiento o de condensación, sin reblandecimiento perceptible. De este modo, existe una necesidad continua de ser capaz de formar yeso fraguado que tenga una resistencia incrementada frente a la deformación permanente (p. ej., resistencia al reblandecimiento).

También existe una necesidad de una mayor estabilidad dimensional del yeso fraguado en los productos que contienen yeso durante su fabricación, procesado, y aplicación comercial. Especialmente bajo condiciones de temperatura y humedad variables, se puede encoger o extender el yeso fraguado. Por ejemplo, la humedad que queda en los intersticios de los cristales de una matriz de yeso de una tabla o una baldosa de yeso expuestas a una humedad y una temperatura elevadas pueden agravar un problema de reblandecimiento causando que se extienda el tablero humedecido. También, en la preparación de los productos de yeso fraguado existe normalmente una cantidad significativa de agua libre (sin reaccionar) que se ha quedado en la matriz después de que se ha colocado el yeso. Se elimina normalmente este agua libre posteriormente mediante calefacción suave. Conforme el agua que se evapora abandona los intersticios del cristal de la matriz de yeso, la matriz tiende a encogerse por fuerzas naturales del yeso fraguado (p. ej., el agua mantenía por separado porciones de los cristales de yeso fraguado entrelazados en la matriz, que entonces tienden a moverse juntos más cerca conforme el agua se evapora).

Si se puede evitar o minimizar tal inestabilidad dimensional, resultará en varios beneficios. Por ejemplo, los métodos de producción de las tablas de yeso existentes proporcionarían más producto si no se encogieran las tablas durante el secado, y los productos que contienen yeso deseados sobre los que confiar para mantener una forma precisa y unas proporciones dimensionales (p. ej., para el uso en el modelado y la fabricación de moldes) servirían mejor a sus propósitos. También, por ejemplo, se podrían beneficiar algunos yesos calcinados que se pretenden para las superficies de las paredes interiores de los edificios de no encoger durante el secado, de modo que se podría aplicar el yeso calcinado en láminas más gruesas sin peligro de agrietamiento, más que necesitando ser aplicado en múltiples láminas más finas sin pausas largas para permitir un secado adecuado entre las aplicaciones de las láminas.

Algunos tipos particulares de productos que contienen yeso también exhiben otros problemas particulares. Por ejemplo, se producen a menudo productos que contienen yeso de menor densidad usando agentes espumantes para crear burbujas acuosas en suspensiones de yeso calcinadas (mezclas acuosas fluibles) que proporcionen los vacíos permanentes correspondientes en el producto cuando se forma el yeso fraguado. A menudo es un problema que, debido a que las espumas acuosas que se utilizan son inherentemente inestables y por lo tanto muchas de las burbujas pueden coalescer y escaparse de la suspensión relativamente diluida (como las burbujas en un baño de burbujas) antes de que se forme el yeso fraguado, se deben utilizar concentraciones significativas de agentes espumantes para producir la concentración deseada de vacíos en el yeso fraguado, para obtener un producto de la densidad deseada. Esto incrementa los costes y los riesgos de los efectos adversos de los agentes espumantes químicos sobre otros componentes o propiedades de los productos que contienen yeso. Sería deseable ser capaz de reducir la cantidad de agente espumante que se necesita para producir una concentración de vacíos deseada en los productos que contienen yeso fraguado.

También existe una necesidad de composiciones nuevas y mejoradas y métodos para producir productos que contienen yeso fraguado que se hagan a partir de mezclas que contengan concentraciones elevadas (p. ej., como mínimo un 0,015 por ciento en peso, basado en el peso de los materiales de sulfato de calcio en la mezcla) de iones cloruro o sales de ello. Los iones cloruro o las sales de ello pueden ser impurezas en el material de sulfato de calcio mismo o el agua (p. ej., agua de mar o agua de subsuperficie que contiene cloruro de sodio) que se ha utilizado en la mezcla, que no se pudo utilizar antes de la presente invención para hacer productos que contienen yeso fraguado estables.

También existe una necesidad de composiciones nuevas y mejoradas y métodos para tratar el yeso fraguado para mejorar la fuerza, la resistencia frente a la deformación permanente (p. ej., resistencia frente al reblandecimiento), y la estabilidad dimensional.

De este modo, existe una necesidad continua de productos que contienen yeso fraguado nuevos y mejorados, y de composiciones y métodos para producirlos, que solucionen, eviten o minimicen los problemas que se han indicado arriba. La presente invención reúne estas necesidades.

Breve exposición de la invención

Los presentes inventores han hallado inesperadamente productos que contienen yeso fraguado y composiciones y métodos para su preparación que reúnen inesperadamente las necesidades que se han descrito arriba. Cada representación de la invención reúne una o más de estas necesidades.

De acuerdo con un primer aspecto, la invención proporciona un método para producir un producto que contiene yeso fraguado que tiene una resistencia aumentada frente a la deformación permanente, que comprende:

formar una mezcla de un material de sulfato de calcio, agua, un acelerador, y uno o más materiales de refuerzo que se han escogido a partir del grupo que consiste en: ácidos fosfóricos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de ácido fosfórico; y sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato, y

mantener la mezcla bajo condiciones suficientes para que el material de sulfato de calcio forme una matriz entrelazada de material de yeso fraguado,

haber incluido el material o los materiales de refuerzo en la mezcla en una cantidad tal que el producto que contiene yeso fraguado tiene mayor resistencia frente a la deformación permanente que la que tendría si no se hubiera incluido el material de refuerzo en la mezcla,

haber incluido el acelerador en una cantidad tal que el producto que contiene yeso fraguado tiene una fuerza mayor que la que tendría si no se hubiera incluido el acelerador en la mezcla.

de acuerdo con un segundo aspecto, la invención proporciona un método para producir una tabla de yeso con forma, que comprende:

preparar una solución acuosa uniforme que comprenda agua, como mínimo una sal de cloruro, un agente humectante, y uno o más materiales de refuerzo que se han escogido a partir del grupo que consiste en: ácidos fosfóricos, cada uno de los cuales comprende 1 o más unidades de ácido fosfórico; sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato; y sales monobásicas o iones monovalentes de ortofos-
fatos, y

aplicar la solución acuosa uniforme sobre una tabla de yeso en una cantidad suficiente para debilitar la tabla de yeso para permitir que se modifique la forma de la tabla de yeso.

modificar la forma de la tabla de yeso según se desee,

y permitir que se seque la tabla de yeso para producir la tabla de yeso con forma,

haber aplicado la sal de cloruro, el material o materiales de refuerzo, y el agente humectante, sobre la tabla de yeso en una cantidad tal que se consiga la forma modificada de la tabla de yeso con forma en un tiempo más corto, y la tabla de yeso con forma tiene mayor resistencia frente a la deformación permanente que si no se han aplicado sobre la tabla de yeso la sal de cloruro, el material de refuerzo, y el agente humectante.

de acuerdo con un tercer aspecto, la invención proporciona un método para producir una tabla de yeso con forma que comprende:

aplicar sobre la tabla de yeso una solución acuosa uniforme que comprende agua y un agente humectante,

aplicar sobre una tabla de yeso una solución acuosa uniforme que comprende agua y como mínimo una sal de cloruro,

aplicar sobre la tabla de yeso, antes de permitir que se seque la tabla de yeso, una solución que comprende uno o más materiales de refuerzo que se han escogido a partir del grupo que consiste en: ácidos fosfóricos, cada uno de los cuales comprende 1 o más unidades de ácido fosfórico; sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato; y sales monobásicas o iones monovalentes de ortofosfatos,

modificar la forma de la tabla de yeso según se desee,

y permitir que se seque la tabla de yeso para producir la tabla de yeso con forma,

haber aplicado la sal de cloruro, el material o materiales de refuerzo, y el agente humectante, sobre la tabla de yeso en una cantidad tal que se consiga la forma modificada de la tabla de yeso con forma en un tiempo más corto, y la tabla de yeso con forma tiene mayor resistencia frente a la deformación permanente que si no se han aplicado la sal de cloruro, el material de refuerzo, y el agente humectante sobre la tabla de yeso.

Tal como se usa aquí, el término, "material de sulfato de calcio", pretende significar sulfato de calcio anhidro; sulfato de calcio hemihidrato; sulfato de calcio dihidrato; iones de calcio y sulfato; o mezclas de cualquiera de ellos o todos.

En algunas representaciones de la invención el material de sulfato de calcio es mayoritariamente sulfato de calcio hemihidrato. En tales casos todos los materiales de refuerzo que se han descrito arriba impartirán al yeso fraguado que se ha formado una resistencia incrementada frente a la deformación permanente. Sin embargo, algunos materiales de refuerzo (p. ej., las siguientes sales, o las porciones aniónicas de ello: trimetafosfato de sodio (se refiere aquí también como STMP), hexametafosfato de sodio que tiene 6-27 unidades de fosfato repetitivas (se refiere aquí también como SHMP), y polifosfato de amonio que tiene 1000-3000 unidades de fosfato repetitivas (se refiere aquí también como APP)), proporcionarán beneficios preferidos, tales como un mayor incremento en la resistencia frente al reblandecimiento. También, el APP proporciona una resistencia frente al reblandecimiento igual a aquélla que proporciona el STMP, incluso cuando se añade en sólo un cuarto de la concentración de
STMP.

En algunas representaciones preferidas de la presente invención, se lleva a cabo esto añadiendo el ión trimetafosfato sobre una mezcla de yeso calcinado y agua para ser usado para producir productos que contienen yeso fraguado (tal como se usa aquí, el término, "yeso calcinado", pretende significar sulfato de calcio alfa hemihidrato, sulfato de calcio beta hemihidrato, sulfato de calcio soluble en agua anhídrido, o mezclas de cualquiera de ellos o todos, y los términos, "yeso fraguado" y "yeso hidratado", pretenden significar sulfato de calcio dihidrato). Cuando el agua en la mezcla reacciona espontáneamente con el yeso calcinado para formar yeso fraguado, se encuentra que el yeso fraguado inesperadamente tiene una fuerza incrementada, resistencia frente a la deformación permanente (p. ej., resistencia frente al reblandecimiento), y estabilidad dimensional, comparado con el yeso fraguado que se ha formado a partir de una mezcla que no contiene el ión trimetafosfato. No se entiende el mecanismo para estas mejoras en las propiedades.

Además, se ha hallado inesperadamente que el ión trimetafosfato (como el APP) no retrasa la velocidad de formación del yeso fraguado a partir del yeso calcinado. De hecho, cuando se añade a niveles de concentración relativamente elevados dentro de los rangos útiles de adición, el ión trimetafosfato de hecho acelera la velocidad de hidratación del yeso calcinado para formar el yeso fraguado. Esto es especialmente sorprendente, como lo es el incremento en la fuerza del yeso fraguado, porque se ha pensado generalmente en la técnica del yeso que los materiales de fosfórico o fosfato retrasan la velocidad de formación del yeso fraguado y disminuyen la fuerza del yeso que se ha formado. Esto es cierto de hecho para la mayoría de tales materiales, pero no para el ión trimetafosfato.

De este modo, en general, algunas representaciones preferidas de la invención proporcionan un método para producir un producto que contiene yeso fraguado que tenga una fuerza incrementada, resistencia frente a la deformación permanente (p. ej., resistencia frente al reblandecimiento), y estabilidad dimensional, que comprende: formar una mezcla de yeso calcinado, agua, e ión trimetafosfato, y mantener la mezcla bajo condiciones (p. ej., una temperatura preferiblemente menor que aproximadamente 120F) suficientes para que se convierta el yeso calcinado en yeso fraguado.

En algunas representaciones preferidas de la invención el método es uno para producir una tabla de yeso que comprende un núcleo de yeso fraguado intercalado entre las láminas de la cubierta de papel u otro material. Se prepara la tabla formando una mezcla fluible (suspensión) de yeso calcinado, agua, e ión trimetafosfato, depositándolo entre las láminas de la cubierta, y permitiendo que se fije y se seque el montaje resultante.

Mientras que la tabla que se ha producido de este modo tiene todas las propiedades mejoradas que se desean de fuerza incrementada, resistencia frente a la deformación permanente (p. ej., resistencia frente al reblandecimiento), y estabilidad dimensional, se ha observado que, por razones desconocidas, cuando por alguna razón tal tabla se ha vuelto húmeda o no se ha secado completamente durante la producción, la unión entre el núcleo del yeso y las láminas de la cubierta (que normalmente comprende papel) puede perder fuerza o incluso fallar, incluso cuando la lámina contiene un almidón no pregelatinizado típico (p. ej., un almidón modificado con ácido) que normalmente contribuye a una mejor integridad del enlace del papel con el núcleo. Entonces se podrían deslaminar las láminas de la cubierta de la tabla, lo que sería inaceptable. Afortunadamente los presentes inventores también han encontrado una solución para este posible problema de acompañamiento. Han encontrado que se puede evitar el problema incluyendo un almidón pregelatinizado en la suspensión de la producción. Entonces se distribuye este almidón a través del núcleo de yeso resultante, y se ha
encontrado inesperadamente que esto evita el debilitamiento del enlace entre el núcleo y las láminas de la cubierta.

De este modo, en alguna de sus representaciones la invención proporciona una composición y un método para producir una tabla de yeso incluso más mejorada. La composición comprende una mezcla de agua, yeso calcinado, ión trimetafosfato, y un almidón pregelatinizado. El método comprende formar tal mezcla, depositarla entre las láminas de la cubierta, y permitir que se fije y se seque el montaje resultante.

En los casos en que se desea producir una tabla de yeso de peso más ligero, la invención proporciona una composición y un método para cumplir esto. La composición comprende una mezcla de agua, yeso calcinado, ión trimetafosfato, y una espuma acuosa, y el método comprende formar tal mezcla, depositarla entre las láminas de la cubierta, y permitir que se fije y se seque el montaje resultante. Tal composición y método proporcionan una tabla de peso más ligero, porque las burbujas de la espuma acuosa resultan en los vacíos de aire correspondientes en el núcleo de yeso fraguado de la tabla resultante. La fuerza total de la tabla es mayor que una tabla de una técnica anterior que se ha producido con la inclusión de una espuma acuosa en la mezcla, debido a la fuerza incrementada que ha proporcionado la inclusión del ión trimetafosfato en la mezcla que se ha usado para formar la tabla inventiva. Por ejemplo, las tablas del techo de ½ pulgada de grosor que se han hecho de acuerdo con la presente invención tienen mayor resistencia frente a la deformación permanente (p. ej., resistencia frente al reblandecimiento) que las tablas del techo de ^{5}/_{8} de pulgada que se han hecho usando composiciones y métodos de la técnica anterior. De este modo, la presente invención proporciona ahorros de coste sustanciales en la producción de la tabla del techo.

Inesperadamente, se ha encontrado que hay otro beneficio en la inclusión del ión trimetafosfato en las mezclas que también contienen una espuma acuosa. Es decir, se ha encontrado que se crean más vacíos de aire proporcionalmente (y más volumen de vacío de aire total) por cantidad unidad de espuma acuosa que se ha utilizado, en el producto resultante que contiene yeso cuando se incluye el ión trimetafosfato en la mezcla. No se conoce la razón para esto, pero el resultado beneficioso es que se debe usar menos agente espumante para producir la cantidad deseada de volumen de vacío de aire en el producto que contiene el yeso fraguado. Esto a su vez resulta en costes de producción menores y menos riesgo de efectos adversos de agentes espumantes químicos sobre otros componentes o propiedades del producto que contiene yeso.

En algunas representaciones la invención proporciona una tabla compuesta que comprende yeso fraguado y un material de refuerzo, preparado mediante: formar o depositar una mezcla sobre una superficie, donde la mezcla comprende el material de refuerzo, un material de sulfato de calcio, agua y una cantidad apropiada de uno o más materiales de refuerzo que se han escogido entre ácidos fosfóricos concentrados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de ácido fosfórico; y sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato. Entonces se mantiene la mezcla bajo condiciones suficientes para que el material de sulfato de calcio forme un material de yeso fraguado.

La invención también proporciona una tabla compuesta que comprende yeso fraguado y partículas huésped, estando colocada una porción del yeso fraguado como mínimo en los vacíos accesibles y alrededor, en las partículas huésped. Se prepara la tabla formando o depositando una mezcla sobre una superficie, donde la mezcla comprende: las partículas huésped; el sulfato de calcio hemihidrato, estando como mínimo una porción de éste en forma de cristales en los vacíos y alrededor, en las partículas huésped; agua; y una cantidad apropiada de uno o más materiales de refuerzo que se han escogido a partir del grupo que consiste en ácidos fosfóricos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de ácido fosfórico; y sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato. Entonces se mantiene la mezcla bajo condiciones suficientes para que el sulfato de calcio hemihidrato forme un yeso fraguado, donde se forma la porción del yeso fraguado en los vacíos accesibles y alrededor, en las partículas huésped, mediante hidratación in situ de los cristales de sulfato de calcio hemihidrato en los vacíos y alrededor, de las partículas huésped.

La invención también proporciona un producto trabajable que contiene yeso fraguado que se ha preparado formando una mezcla que comprende un almidón, partículas de un polímero redispersable en agua, un material de sulfato de calcio, agua y una cantidad apropiada de uno o más materiales de refuerzo que se escogen entre: ácidos fosfóricos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de ácido fosfórico; y sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato. Entonces se mantiene la mezcla bajo condiciones suficientes para que el sulfato de calcio forme un material de yeso fraguado.

La invención también proporciona un producto que contiene yeso fraguado que se utiliza para acabar una junta entre los filos de las tablas de yeso, preparando el producto insertando en la junta una mezcla que comprende un aglutinante, un espesante, un agente no nivelador, un material de sulfato de calcio, agua y una cantidad apropiada de uno o más materiales de refuerzo que se escogen entre ácidos fosfóricos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de ácido fosfórico; y sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato. Entonces se mantiene la mezcla bajo condiciones suficientes para que el material de sulfato de calcio forme un material de yeso fraguado.

La invención también proporciona una baldosa acústica que contiene yeso fraguado que se ha preparado formando o depositando en una bandeja una mezcla que comprende un almidón gelatinizado, una lana mineral, un material de sulfato de calcio, agua, y una cantidad apropiada de uno o más materiales de refuerzo que se han escogido entre ácidos fosfóricos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de ácido fosfórico; y sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato. Entonces se mantiene la mezcla bajo condiciones suficientes para que el material de sulfato de calcio forme un material de yeso fraguado.

La invención también proporciona otro tipo de baldosa acústica que contiene yeso fraguado que se ha preparado formando o depositando en una bandeja una mezcla que comprende un almidón gelatinizado, partículas de perlita expandida, un agente de refuerzo de fibras, un material de sulfato de calcio, agua, y una cantidad apropiada de uno o más materiales de refuerzo que se han escogido a partir de ácidos fosfóricos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de ácido fosfórico; y sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato. Entonces se mantiene la mezcla bajo condiciones suficientes para que el material de sulfato de calcio forme un material de yeso fraguado.

La invención también proporciona productos que contienen yeso fraguado que se han hecho formando una mezcla de material de refuerzo, sulfato de calcio dihidrato y agua. Más específicamente, estas representaciones implican el tratamiento de un molde de yeso con material de refuerzo. Se ha encontrado que la formación de una mezcla del material de refuerzo, agua, y sulfato de calcio dihidrato proporciona productos que contienen yeso fraguado que tienen una fuerza incrementada, resistencia frente a la deformación permanente (p. ej., resistencia frente al reblandecimiento), y estabilidad dimensional. Se puede llevar a cabo tal tratamiento de post fijación mediante la adición de material de refuerzo ya sea pulverizando o remojando el sulfato de calcio dihidrato colado con el material de refuerzo. En el caso de tal tratamiento de post-fijación, se puede escoger el material de refuerzo a partir del grupo que consiste en: ácidos fosfóricos, cada uno de los cuales comprende 1 o más unidades de ácido fosfórico; sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato; y sales monobásicas o iones monovalentes de ortofosfatos.

En algunas representaciones la invención proporciona una composición y un método para producir productos que contienen yeso fraguado a partir de mezclas que contienen concentraciones elevadas de iones cloruro o sales de ello (es decir, como mínimo un 0,015 por ciento en peso, basado en el peso de los materiales de sulfato de calcio en la mezcla). Los iones cloruro o las sales de ello pueden ser impurezas en el material de sulfato de calcio mismo o en el agua (p. ej., agua de mar o agua de subsuperficie que contiene cloruro de sodio) que se utiliza en la mezcla, que no se podía usar antes de la presente invención para hacer productos estables que contienen yeso fraguado.

En el tratamiento del pre-fraguado del material de sulfato de calcio de acuerdo con la presente invención, se ha descubierto además que algunos materiales de refuerzo retardarán la velocidad de hidratación de la formación del yeso fraguado y afectarán adversamente a la fuerza del producto que contiene yeso fraguado. Se ha descubierto que se puede mejorar o incluso superar este retraso y el efecto adverso sobre la fuerza incluyendo en la mezcla un acelerador en una cantidad y de una manera apropiadas.

Se ha descubierto además que se puede hacer una tabla de yeso que tiene una forma deseada de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. Antes de la presente invención, se modifica típicamente la forma de la tabla de yeso plana regular humedeciendo la tabla con agua para debilitar la tabla y hacerla más flexible, modificando entonces la forma de la tabla según se desee, y esperando entonces a que se seque la tabla. Sin embargo, esta técnica anterior da lugar a varias desventajas de fabricación e instalación puesto que el humedecimiento que se requiere para debilitar la tabla y hacerla más flexible de modo que se pueda modificar hasta una forma deseada requiere una cantidad significativa de tiempo, es decir, como mínimo una hora o más, y doce horas no es excepcional. Además, la técnica anterior no es susceptible de una modificación fácil de la forma deseada de la tabla. Si no se debilita la tabla adecuadamente, es difícil modificar la forma de la tabla según se desee. Esto es, se requiere más fuerza para modificar la forma de la tabla según se desee, y si se aplica demasiada fuerza, se romperá la tabla. De este modo, existe una gran necesidad de métodos y composiciones que disminuirán el tiempo de humedecimiento y mejorarán la facilidad de la fabricación y la instalación de la tabla de yeso de la forma deseada.

De acuerdo con una representación preferida de la presente invención, por ejemplo, se puede pulverizar una tabla de yeso plana con una solución de cloruro acuosa que contenga cualquier material de refuerzo (tal como se ha descrito arriba en esta breve exposición de la presente invención y en los ejemplos de abajo) para debilitar la tabla y hacerla más flexible. Entonces se puede modificar fácilmente la tabla debilitada y más flexible hasta una forma deseada con menos fuerza que las técnicas anteriores, y se mantendrá la forma deseada en la tabla modificada después de que se seca la tabla debido a los efectos beneficiosos del material de refuerzo.

Descripción de los dibujos

La Figura 1 es un gráfico que describe el peso de producto de los productos de tabla de yeso, incluyendo la tabla de yeso de la presente invención.

La Figura 2 es un gráfico que compara la resistencia frente al reblandecimiento de una tabla de yeso que se ha hecho de acuerdo con la presente invención con tablas de yeso disponibles comercialmente, donde se instalan todas las tablas que se han ensayado usando una fijación del techo convencional grapada y atornillada.

La Figura 3 es un gráfico que compara la resistencia frente al reblandecimiento de una tabla de yeso que se ha hecho de acuerdo con la presente invención con tablas de yeso disponibles comercialmente, donde se instalan todas las tablas que se han ensayado usando una fijación del techo F2100 convencional (es decir, un adhesivo).

La Figura 4 es un gráfico que compara el efecto de la desviación del reblandecimiento de una tabla de yeso que se ha hecho de acuerdo con la presente invención y una tabla de yeso disponible comercialmente.

La Figura 5 es un gráfico que describe el efecto de la desviación del reblandecimiento del tratamiento de una tabla de yeso de acuerdo con la presente invención que se ha preparado a partir de una tabla de yeso que comprende yeso que se ha fijado y secado previamente (es decir, sulfato de calcio dihidrato).

Descripción de las realizaciones preferidas

Se puede practicar la presente invención utilizando composiciones y métodos similares a aquéllos que se han utilizado en la técnica anterior para preparar varios productos que contienen yeso fraguado. La diferencia esencial entre las composiciones y métodos de algunas representaciones preferidas de esta invención y las composiciones y métodos que se han utilizado en la técnica anterior para preparar varios productos que contienen yeso fraguado es que se incluye una sal de trimetafosfato para proveer que se produzca la rehidratación del yeso calcinado para formar yeso fraguado en los métodos de la invención en presencia del ión trimetafosfato y por ello produce los beneficios de la invención. En otros aspectos las composiciones y los métodos de la invención pueden ser iguales que las composiciones y los métodos correspondientes de la técnica anterior.

La sal de trimetafosfato que se incluye en las composiciones de la invención puede comprender cualquier sal de trimetafosfato soluble en agua que no interacciona adversamente con otros componentes de la composición. Algunos ejemplos de sales útiles son el trimetafosfato de sodio, el trimetafosfato de potasio, el trimetafosfato de amonio, el trimetafosfato de litio, el trimetafosfato de aluminio, y las sales mixtas de ellas, entre otras. Se prefiere el trimetafosfato de sodio. Fácilmente está disponible comercialmente, por ejemplo, en Solutia Inc. de St. Louis, Missouri, previamente una unidad de Monsanto Company de St. Louis, Missouri.

Para ser usado en la práctica de uno de los métodos preferidos de la invención, se disuelve la sal de trimetafosfato en la mezcla acuosa de yeso calcinado para proporcionar una concentración de ión trimetafosfato desde un 0,004 hasta aproximadamente un 2,0 por ciento en peso, basado en el peso del yeso calcinado. Una concentración preferida del ión trimetafosfato es desde aproximadamente un 0,04 hasta aproximadamente un 0,16 por ciento. Una concentración más preferida es aproximadamente un 0,08 por ciento. Si se desea para un almacenamiento y una entrega más fáciles en la práctica de algunas representaciones de la invención, se puede predisolver la sal de trimetafosfato en agua e insertarla en la mezcla en forma de una solución acuosa.

De acuerdo con una representación preferida de la invención, el ión trimetafosfato sólo necesita estar presente en la mezcla acuosa de yeso calcinado durante la hidratación del yeso calcinado para formar yeso fraguado. En consecuencia, mientras que normalmente es más conveniente y de este modo se prefiere insertar el ión trimetafosfato en la mezcla en una etapa temprana, también es suficiente para insertar el ión trimetafosfato en la mezcla de yeso calcinado y agua en una etapa algo posterior. Por ejemplo, al preparar tablas de yeso típicas, se junta agua y yeso calcinado en un aparato de mezclado, se mezclan abundantemente, y entonces se depositan normalmente sobre una lámina de la cubierta sobre un cinturón móvil, y entonces se coloca una segunda lámina de la cubierta sobre la mezcla depositada antes de que ocurra la mayor parte de la rehidratación del yeso calcinado para formar yeso fraguado. Mientras que es más conveniente introducir el ión trimetafosfato en la mezcla durante su preparación en el aparato de mezclado, también es suficiente añadir el ión trimetafosfato en una etapa posterior, p. ej., pulverizando una solución acuosa del ión sobre la mezcla acuosa depositada del yeso calcinado justo antes de que se coloque la segunda lámina de la cubierta sobre el depósito, de modo que se empapará la solución del ión trimetafosfato en la mezcla depositada y estará presente cuando ocurra el grueso de la hidratación para formar el yeso fraguado.

Otros métodos alternativos para introducir el ión trimetafosfato en la mezcla serán aparentes para aquéllos con habilidad ordinaria en la técnica y por supuesto se considera que están dentro del alcance de la presente invención. Por ejemplo, puede ser posible pre-recubrir una o más de las láminas de la cubierta con una sal de trimetafosfato, de modo que se disolverá la sal y causará que el ión trimetafosfato migre a través de la mezcla cuando el depósito de la mezcla acuosa de yeso calcinado entra en contacto con la lámina de la cubierta. Otra alternativa es mezclar una sal de trimetafosfato con yeso bruto incluso antes de que se caliente para formar yeso calcinado, de modo que la sal está ya presente cuando se mezcla el yeso calcinado con agua para causar la rehidratación.

Otros métodos alternativos de introducir el ión trimetafosfato en la mezcla son añadir el ión trimetafosfato en el yeso fraguado mediante cualquier medio adecuado, como pulverizando o remojando el yeso fraguado con una solución que contiene trimetafosfato. Se ha encontrado que el ión trimetafosfato migrará hacia el yeso fraguado a través de láminas de papel convencional que se han usado en el procesado del yeso fraguado.

El yeso calcinado que se utiliza en la invención puede estar en la forma y las concentraciones que se encuentran útiles típicamente en las representaciones correspondientes de la técnica anterior. Puede ser sulfato de calcio alfa hemihidrato, sulfato de calcio beta hemihidrato, sulfato de calcio soluble en agua anhidro, o mezclas de cualquiera de ellos o todos, a partir de fuentes naturales o sintéticas. En algunas representaciones preferidas se utiliza el sulfato de calcio alfa hemihidrato debido a su obtención de yeso fraguado que tiene una fuerza relativamente elevada. Se utiliza en otras representaciones preferidas el sulfato de calcio beta hemihidrato o una mezcla de sulfato de calcio beta hemihidrato y sulfato de calcio anhidro soluble en agua.

Se pueden utilizar otros aditivos convencionales en la práctica de la invención en las cantidades habituales para impartir propiedades deseables y facilitar la fabricación, tal como, por ejemplo, la espuma acuosa, los aceleradores de fraguado, los retardadores de fraguado, los inhibidores de la recalcinación, los aglutinantes, los adhesivos, las ayudas de dispersión, los agentes de nivelamiento o no nivelamiento, los espesantes, los bactericidas, los fungicidas, los ajustadores de pH, los colorantes, los materiales de refuerzo, los retardadores de fuego, los repelentes de agua, los rellenadores y las mezclas de ellos.

En algunas realizaciones inventivas preferidas donde el método y la composición son para preparar una tabla de yeso que comprende un núcleo de material que contiene yeso fraguado intercalado entre las láminas de la cubierta, se utiliza el ión trimetafosfato en las concentraciones y de la manera que se ha descrito arriba. En otros aspectos, se puede practicar la composición y el método con los mismos componentes y de la misma manera que las composiciones y los métodos correspondientes para preparar la tabla de yeso de la técnica anterior, por ejemplo, tal como se describe en las Patentes U.S. 4,009.062 y 2,985.219, los descubrimientos de las cuales se incorporan aquí por referencia. Las tablas que se han producido utilizando esta composición inventiva preferida y el método exhiben una fuerza mejorada, resistencia frente a la deformación permanente, y estabilidad dimensional.

También se utiliza un almidón pregelatinizado en los métodos y las composiciones preferidos para preparar una tabla de yeso, donde las láminas de la superficie de la tabla comprenden papel, para evitar el riesgo ligeramente incrementado de otro modo de la deslaminación del papel bajo condiciones de humedad extrema. Se consigue la pregelatinización del almidón cociendo en agua a temperaturas de como mínimo 185 F o mediante otros métodos que se conocen bien.

Algunos ejemplos de almidones pregelatinizados fácilmente disponibles que sirven a los propósitos de la presente invención son (identificados por sus nombres comerciales): almidón PCF1000, disponible en Lauhoff Grain Co.; y los almidones AMERIKOR 818 y HQM PREGEL, ambos disponibles en Archer Daniels Midland Co.

Para ser usados en una práctica preferida de la invención, se incluye el almidón pregelatinizado en la mezcla acuosa de yeso calcinado a una concentración desde aproximadamente un 0,08 hasta aproximadamente un 0,5 por ciento en peso, basado en el peso del yeso calcinado. Una concentración preferida de yeso pregelatinizado es desde aproximadamente un 0,16 hasta aproximadamente un 0,4 por ciento. Una concentración más preferida es aproximadamente un 0,3 por ciento. Si la representación correspondiente de la técnica anterior también contiene un almidón que no se ha pregelatinizado (como muchos hacen), el almidón pregelatinizado en la representación inventiva también puede servir para sustituir todo o una porción de la cantidad de aquel almidón de la técnica anterior que se utiliza normalmente.

Se puede utilizar en las representaciones de la invención que utilizan un agente espumante para producir vacíos en el producto que contiene yeso fraguado para proporcionar un peso más ligero, cualquiera de los agentes espumantes que se conoce que son útiles para preparar productos de yeso fraguado esponjado. Se conocen bien muchos agentes espumantes y están disponibles comercialmente fácilmente, p. ej., a partir de GEO Specialty Chemicals en Ambler, Pennsylvania. Para más descripciones de agentes espumantes útiles, ver, por ejemplo: Patentes U.S. 4,676.835; 5,158.612; 5,240.639 y 5,643.510; y PCT International Application Publication WO 95/16515, que se publicó el 22 de junio, 1995.

Se preferirá en muchos casos formar vacíos relativamente grandes en el producto de yeso, para ayudar a mantener su fuerza. Se puede llevar a cabo esto utilizando un agente espumante que genera espuma que es relativamente inestable cuando está en contacto con una suspensión de yeso calcinado. Preferiblemente, se lleva a cabo esto mezclando una cantidad mayoritaria de agente espumante que se conoce que genera una espuma relativamente inestable, con una cantidad minoritaria de agente espumante que se conoce que genera una espuma relativamente estable.

Se puede pre-mezclar tal mezcla de agente espumante "off-line", es decir, separar del proceso para preparar producto de yeso esponjado. Sin embargo, es preferible mezclar tales agentes espumantes concurrentemente y continuamente, como una parte integral "on-line" del proceso. Esto se puede llevar a cabo, por ejemplo, bombeando corrientes separadas de los diferentes agentes espumantes y juntando todas las corrientes en el generador de espuma, o justo antes, que se utiliza para generar la corriente de espuma acuosa que se inserta entonces y se mezcla con la suspensión de yeso calcinado. Mezclando de esta manera, se puede ajustar simple y eficientemente la proporción de agentes espumantes en la mezcla (por ejemplo, cambiando la velocidad de flujo de una o ambas corrientes separadas) para conseguir las características de vacío deseadas en el producto de yeso fraguado esponjado. Se hará tal ajuste en respuesta a una examinación del producto final para determinar si se necesita tal ajuste. Se puede encontrar más descripción de tal mezcla y ajuste "on-line" en la Patente U.S. 5,643.510, y en la U.S. Patent Application pendiente 08/577.367, que se solicitó el 22 de diciembre, de 1995.

Un ejemplo de un tipo de agente espumante, útil para generar espumas inestables, tiene la fórmula

(Q)ROSO_{3}{}^{-}M^{+}

donde R es un grupo alquilo que contiene desde 2 hasta 20 átomos de carbono, y M es un catión. Preferiblemente, R es un grupo alquilo que contiene desde 8 hasta 12 átomos de carbono.

Un ejemplo de un tipo de agente espumante, útil para generar espumas estables, tiene la fórmula

(J)CH_{3}(CH_{2})_{X}CH_{2}(OCH_{2}CH_{2})_{Y}OSO_{3}{}^{-}M^{+}

donde X es un número desde 2 hasta 20, Y es un número desde 0 hasta 10 y es mayor que 0 en como mínimo un
50 por ciento en peso del agente espumante, y M es un catión.

En algunas representaciones preferidas de la invención, se mezclan juntamente agentes espumantes que tienen las fórmulas (Q) y (J) de arriba, de modo que el agente espumante de fórmula (Q) y la porción del agente espumante de fórmula (J) donde Y es 0, constituyen juntamente desde un 86 hasta un 99 por ciento en peso de la mezcla resultante de agentes espumantes.

En algunas representaciones preferidas de la invención, se ha generado la espuma acuosa a partir de un agente espumante pre-mezclado que tiene la fórmula

(Z)CH_{3}(CH_{2})_{x}CH_{2}(OCH_{2}CH_{2})_{Y}OSO_{3}{}^{-}M^{+}

donde X es un número desde 2 hasta 20, Y es un número desde 0 hasta 10 y es 0 en como mínimo un 50 por ciento en peso del agente espumante, y M es un catión. Preferiblemente, Y es 0 en desde un 86 hasta un 99 por ciento en peso del agente espumante de fórmula (Z).

En algunas representaciones inventivas donde el método y la composición son para preparar una tabla compuesta que comprende yeso fraguado y partículas de un material de refuerzo, se utiliza el ión trimetafosfato en las concentraciones y de la manera que se describe arriba. Se prefiere particularmente que el producto compuesto comprenda yeso fraguado y partículas huésped, estando colocada como mínimo una porción del yeso fraguado en de los vacíos accesibles, y alrededor, en las partículas huésped. La composición inventiva comprende una mezcla de: partículas huésped que tienen vacíos accesibles dentro; yeso calcinado, como mínimo una porción del cual está en forma de cristales en los vacíos, y alrededor, en las partículas huésped; y una sal de trimetafosfato soluble en agua. Se puede mezclar la composición con agua para producir una mezcla inventiva de agua, partículas huésped que tienen vacíos accesibles dentro, yeso calcinado (como mínimo una porción del cual está en forma de cristales en los vacíos, y alrededor, en las partículas huésped), y el ión trimetafosfato. El método comprende formar tal mezcla, depositarla sobre una superficie o en un molde, y permitir que se fije y se seque.

En otros aspectos, se puede practicar la composición y el método con los mismos componentes y de la misma manera que las composiciones y los métodos correspondientes para preparar una tabla compuesta de la técnica anterior, por ejemplo, tal como se describe en la Patente U.S. 5,320.677, la descripción de la cual se incorpora aquí por referencia.

En algunas representaciones inventivas preferidas donde el método y la composición son para preparar un material trabajable, se utiliza el ión trimetafosfato en las concentraciones y de la manera que se describe arriba. En algunas formas preferidas de tales representaciones la composición comprende una mezcla de yeso calcinado, una sal de trimetafosfato soluble en agua, un almidón, y partículas de un polímero redispersable en agua. Se puede mezclar la composición con agua para producir una mezcla inventiva de agua, yeso calcinado, ión trimetafosfato, almidón, y partículas de polímero redispersable en agua. El método comprende formar tal mezcla, depositarla sobre una superficie o en un molde, y permitir que se fije y se seque. Respecto a otros aspectos diferentes a la inclusión de sales e iones de trimetafosfato, se puede practicar la composición y el método con los mismos componentes y de la misma manera que las composiciones y métodos correspondientes para preparar el material de yeso calcinado trabajable de la técnica anterior, por ejemplo, tal como se describe en la Patente U.S. 5,534.059, la descripción de la cual se incorpora aquí por referencia.

En algunas realizaciones inventivas preferidas donde el método y la composición son para producir un material que se utiliza para acabar una junta entre los bordes de las tablas de yeso, se utiliza la sal o el ión trimetafosfato en las concentraciones que se describen arriba. Respecto a estos aspectos diferentes a la inclusión de las sales e iones de trimetafosfato, se puede practicar la composición y el método con los mismos componentes y de la misma manera que las composiciones y los métodos correspondientes para producir un material de acabado de junta en la técnica anterior, por ejemplo, tal como se describe en la Patente U.S. 3,297.601, el descubrimiento de la cual se incorpora aquí por referencia. En algunas formas preferidas de tales representaciones la composición comprende una mezcla de yeso calcinado, una sal de trimetafosfato soluble en agua, un aglutinante, un espesante, y un agente no nivelador. Se puede mezclar la composición con agua para producir una mezcla inventiva de yeso calcinado, ión trimetafosfato, aglutinante, espesante, y un agente no nivelador. El método comprende formar tal mezcla, insertarla en una juntura entre los bordes de las tablas de yeso, y permitir que fragüe y se seque.

Se escogen en tales representaciones de acabado de juntas preferidas el aglutinante, el espesante, y el agente no nivelador entre los componentes que conocen bien aquéllos en la técnica del compuesto de la junta. Por ejemplo, el aglutinante puede ser un aglutinante de látex convencional, siendo preferidos el poli(acetato de vinilo) y el poli(acetato de etilen-co-vinilo) y estando incluidos en un rango desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente un 15 por ciento en peso de la composición. Un ejemplo de un espesante útil es un espesante celulósico, p. ej., etilhidroxietilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, metilhidroxipropilcelulosa, o hidroxietilcelulosa, que se incluye en un rango desde aproximadamente un 0,1 hasta aproximadamente un 2 por ciento en peso de la composición. Los ejemplos de agentes no niveladores adecuados son las arcillas de attapulgita, sepiolita, bentonita, y montmorillonita, que se incluyen en un rango desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente un 10 por ciento en peso de la composición.

En algunas representaciones inventivas preferidas donde el método y la composición son para preparar una baldosa acústica, se incluye el ión trimetafosfato en las concentraciones que se describen arriba. En algunas formas preferidas de tales representaciones la composición comprende una mezcla de agua, yeso calcinado, ión trimetafosfato, un almidón gelatinizado, y lana mineral o una mezcla de agua, yeso calcinado, ión trimetafosfato, un almidón gelatinizado, partículas de perlita expandida, y un agente de refuerzo de fibras. El método comprende formar tal mezcla, echarla en una bandeja, y permitir que se fije y se seque. Respecto a aspectos diferentes a la inclusión del ión trimetafosfato, se pueden practicar la composición y el método con los mismos componentes y de la misma manera que las composiciones y los métodos correspondientes para producir una baldosa acústica de la técnica anterior, por ejemplo, tal como se describe en las Patentes U.S. 5,395.438 y 3,246.063, las descripciones de las cuales se incorporan aquí por referencia.

Se presentan los siguientes ejemplos para ilustrar más algunas representaciones preferidas de la invención y para compararlas con los métodos y las composiciones fuera del alcance de la invención. A menos que se indique de otro modo, se dan las concentraciones de los materiales en las composiciones y en las mezclas en porcentaje en peso basado en el peso de yeso calcinado presente. La abreviatura, "STMP", significa trimetafosfato de sodio, y la abreviatura, "TMP", significa trimetafosfato.

Ejemplo 1 Resistencia en Probetas Cúbicas Compresivas de Laboratorio

Se prepararon los ejemplos de productos que contienen yeso de acuerdo con la invención y se compararon, con respecto a la fuerza compresiva, con muestras que se prepararon usando diferentes métodos y composiciones. El procedimiento de prueba que se utilizó estaba de acuerdo con ASTM C472-93.

Se prepararon las muestras mediante mezclado seco: 500 g de sulfato de calcio hemihidrato; 0,6 g de un acelerador de fraguado que comprende partículas finamente molidas de sulfato de calcio dihidrato recubierto con azúcar para mantener la eficiencia y que se calentó tal como se describe en la Patente U.S. núm. 3,573.947, la descripción de la cual se incorpora por la presente aquí por referencia; y 0 g de aditivo (muestras de control), 0,5-2 g de STMP (muestras inventivas preferidas), o 0,5-2 g de otros aditivos de fosfato (muestras comparativas). Entonces se mezclaron las muestras con 700 ml de agua del grifo que tenía una temperatura de 70 F en un mezclador WARING de 2 litros, se permitió que se empaparan durante 5 segundos y se mezclaron a velocidad lenta durante 10 segundos. Se echaron las suspensiones que se formaron de este modo en moldes para preparar probetas cúbicas (2 pulgadas por lado). Después de que se fijó el sulfato de calcio hemihidrato para formar yeso (sulfato de calcio dihidrato), se sacaron las probetas cúbicas de los moldes y se secaron en un horno ventilado a 112 F durante como mínimo 72 horas o hasta que su peso dejó de variar. Las probetas cúbicas tenían una densidad de aproximadamente 44 libras por pie cúbico (pcf).

Se midió la fuerza compresiva de cada probeta cúbica seca en una máquina de pruebas SATEC. Se muestran los resultados en la Tabla 1, abajo, como valores promedio de tres muestras ensayadas. Los valores de fuerza para las muestras de control variaron, porque se utilizaron varias fuentes de sulfato de calcio beta hemihidrato y/o diferentes lotes de sulfato de calcio beta hemihidrato. Se muestran los resultados en la tabla en forma de fuerza compresiva medida en libras por pulgada cuadrada (psi) y porcentaje de cambio en la fuerza sobre el control relevante (%\Delta). Se estima que los valores medidos tienen un error experimental de aproximadamente +/- 5% (de este modo, un incremento de fuerza del que se ha informado sobre el control del 10% puede haber estado de hecho en cualquier lugar en el rango de 5-15%).

TABLA 1 Fuerza Compresiva

Aditivo	0% aditivo	0,1% aditivo	0,2% aditivo	0,4% aditivo	0,8% aditivo
	(psi)	(psi; % \Delta)	(psi; % \Delta)	(psi; % \Delta)	(psi; % \Delta)
STMP	987	1054; 6,8	1075; 8,9	1072; 8,6	- - - -
STMP	724	843; 16,4	957; 32,2	865; 19,5	783; 8,1
STMP	742	819; 10,4	850; 14,6	- - - -	- - - -
STMP	714	800; 12,0	834; 16,8	- - - -	- - - -
STMP	842	985; 17,0	1005; 19,4	1053; 25,1	611; -27,4
STMP	682	803; 17,7	826; 21,1	887; 30,1	- - - -
Fosfato de sodio	950	951; 0,1	929; -2,2	- - - -	- - - -
Tripolifosfato de sodio	950	993; 4,5	873; -8,1	- - - -	- - - -
Hexametafosfato de sodio	950	845; -11,1	552; -41,9	- - - -	- - - -
Fosfato de dicalcio	763	769; 0,8	775; 1,6	761; -0,3	- - - -
Fosfato de disodio	763	757; -0,8	728; -4,6	700; -8,3	- - - -
Fosfato de monocalcio monohidrato	763	786; 3,0	766; 0,4	824; 8,0	- - - -

Los datos en la Tabla 1 ilustran que las muestran inventivas (STMP) exhiben generalmente una fuerza significativamente incrementada sobre los controles, mientras que las muestras comparativas generalmente mostraron muy poco incremento de fuerza o ninguno o incluso una disminución de fuerza significativa.

Ejemplo 2 Resistencia frente a la Deformación Permanente (Resistencia frente al reblandecimiento de una Tabla de Yeso de Laboratorio)

Se prepararon las muestras de tablas que contienen yeso en un laboratorio de acuerdo con la invención y se compararon, con respecto a la resistencia frente a la deformación permanente, con tablas de muestra que se prepararon usando métodos y composiciones fuera del alcance de la invención.

Se prepararon las muestras mezclando en un mezclador WARING de 5 litros durante 10 segundos a velocidad lenta: 1,5 kg de sulfato de calcio beta hemihidrato; 2 g de acelerador tal como se definió previamente; 2 litros de agua del grifo; y 0 g de aditivo (muestras de control), 3 g de STMP (muestras inventivas), o 3 g de otros aditivos (muestras comparativas). Se echaron las suspensiones que se formaron de este modo en bandejas para preparar las muestras de tablas de yeso planas, teniendo cada una dimensiones de aproximadamente 6 x 24 x ½ pulgadas. Después de que se fijó el sulfato de calcio hemihidrato para formar yeso (sulfato de calcio dihidrato), se secaron las tablas en un horno a 112 F hasta que su peso dejó de variar. Se registró el peso final medido de cada tabla. No se aplicó ninguna cubierta de papel a estas tablas, para evitar el efecto de las cubiertas de papel sobre la eficacia del reblandecimiento de las tablas de yeso bajo condiciones humidificadas.

Se colocó entonces cada tabla secada en posición horizontal sobre dos soportes de ½ pulgada de ancho cuya longitud se prolongaba hasta la anchura total de la tabla, con un soporte a cada final de la tabla. Se mantuvieron las tablas en esta posición durante un período de tiempo especificado (en este ejemplo, 4 días) bajo condiciones circundantes continuas de 90 F de temperatura y un 90 por ciento de humedad relativa. Entonces se determinó la extensión del reblandecimiento de la tabla midiendo la distancia (en pulgadas) del centro de la superficie de arriba de la tabla desde el plano horizontal imaginario que se extiende entre los bordes de arriba de los extremos de la tabla. Se considera que la resistencia frente a la deformación permanente de la matriz del yeso fraguado de la tabla es inversamente proporcional a la extensión del reblandecimiento de la tabla. De este modo, conforme mayor sea la extensión del reblandecimiento, menor será la resistencia relativa frente a la deformación permanente de la matriz del yeso fraguado que comprende la tabla.

Se informa de las pruebas de resistencia frente a la deformación permanente en la Tabla 2, incluyendo la composición y la concentración (porcentaje en peso basado en el peso de sulfato de calcio hemihidrato) del aditivo, el peso final de la tabla, y la extensión del reblandecimiento medido. Los aditivos que se utilizan en las muestras comparativas (fuera del alcance de la invención) son representativos de otros materiales que se han utilizado para tratar de mejorar la resistencia de la tabla de yeso frente al reblandecimiento bajo condiciones de humedad elevada.

TABLA 2 Extensión del Reblandecimiento de la Tabla de Yeso

Aditivo	Aditivo	Peso de Tabla	Reblandecimiento de la Tabla
	(% peso)	(g)	(pulgadas)
Ninguno (control)	0	830	0,519
STMP	0,2	838	0,015
Ácido Bórico	0,2	829	0,160
Fosfato de Aluminio y Sodio	0,2	835	0,550
Emulsión de Cera	7,5	718	0,411
Fibra de Vidrio	0,2	838	0,549
Fibra de Vidrio + Ácido Bórico	0,2 + 0,2	825	0,161

Los datos en la Tabla 2 ilustran que la tabla (STMP) que se preparó de acuerdo con la invención era mucho más resistente frente al reblandecimiento (y de este modo mucho más resistente frente a la deformación permanente) que la tabla de control y las tablas comparativas no inventivas. Además, la tabla que se preparó de acuerdo con la invención tenía un reblandecimiento que era mucho menor que 0,1 pulgadas de reblandecimiento por dos pies de longitud de tabla, y de este modo no perceptible para el ojo humano.

Ejemplo 3 Resistencia frente a la Deformación Permanente (Resistencia frente al reblandecimiento de una Tabla de Yeso de la Línea de Producción)

Se muestra una comparación de peso de producto en la Figura 1, y se muestra la resistencia frente al reblandecimiento de tales productos en las Figuras 2 y 3. El peso de producto de la tabla del techo interior de ½ pulgada de acuerdo con la presente invención (p. ej., mezclando el trimetafosfato con yeso calcinado y agua) tiene el mismo peso que la tabla de yeso regular interior de ½ pulgada SHEETROCK® que se hace en la United States Gypsum Company. La tabla del techo interior de ½ pulgada promedio que se muestra en la Figura 1 es una tabla de yeso Firecode Type X de ^{5}/_{8} de pulgada SHEETROCK® hecha por United States Gypsum Company.

La Figura 2 es un gráfico que compara la resistencia frente al reblandecimiento de una tabla de yeso que se ha hecho de acuerdo con la presente invención con las tablas de yeso disponibles comercialmente que se han descrito arriba, donde se instalan todas las tablas que se prueban usando una unión del techo grapada y atornillada conven-
cional.

La Figura 3 es un gráfico que compara la resistencia frente al reblandecimiento de una tabla de yeso que se ha hecho de acuerdo con la presente invención con las tablas de yeso disponibles comercialmente que se han descrito arriba, donde se instalan todas las tablas que se prueban usando una unión de techo F2100 Two-Part Urethane Adhesive.

Las tablas de yeso y otros detalles de construcción para hacer los techos que se usan en las comparaciones de reblandecimiento que se muestran en las Figuras 2 y 3 son tal como sigue:

A.

Tabla de Yeso

1.

½ pulgada x 48 pulgadas x 96 pulgadas hecha de acuerdo con la presente invención.

2.

National Gypsum Company Gold Bond®High Strength Ceiling Board de ½ pulgada x 48 pulgadas x 96 pulgadas.

3.

Tabla de yeso SHEETROCK® regular de ½ pulgada x 48 pulgadas x 96 pulgadas hecha por United States Gypsum Company.

4.

Tabla de yeso Firecode Type X SHEETROCK® de ^{5}/_{8} de pulgada x 48 pulgadas x 96 pulgadas hecha por United States Gypsum Company.

B.

Cerchas - 18 pulgadas de alto x 102 pulgadas de largo fabricacióndas a partir de una madera de obra nominal de 2 pulgadas x 3 pulgadas por R. J. Cole, Inc. Compuesto de junta - USG Tuff Set HES Joint Compound. Cinta de junta - USG Fiberglass Mesh Self-Adhering Joint Tape.

C.

Pintura de Barrera de Vapor - #4512 Silver Vapor Barrier, artículo: 246900.

D.

Aislamiento - Copo de fibra de vidrio Delta Blowing Insulation, fibra mineral Rockwool.

E.

Textura del pulverizador- USG SHEETROCK® Ceiling Spray Texture Q T medium poly.

F.

Pernos - 1 pulgada c. x 1 ¼ pulgada l g. x Ga. grapas, y tornillos de cartón yeso de #6 x 1 ¼ l g. F2100 Two-part Urethane Adhesive de Foamseal, Inc.

Construcción del Techo

A.

Se unieron 2 x 4s a ambos extremos de las cerchas para hacer un armazón de cerchas.

B.

Se unieron doce (12) láminas de tablas de yeso al armazón de cerchas con adhesivo F2100. Se midió una anchura de cuenta promedio de 1 pulgada en las tablas de yeso.

C.

Se elevó el techo cuidadosamente y se situó encima de cuatro paredes que se construyeron previamente, para formar una sala de 8 pies x 48 pies.

D.

Se unió el armazón del techo con la placa de arriba de las paredes con tornillos de #8 x 3 ½ pulgadas alrededor del perímetro. Se construyó un segundo perímetro usando tornillos y grapas para unir las tablas de yeso con las cerchas. También se elevó y se unió a cuatro (4) paredes.

Se construyeron dos (2) techos usando tres (3) láminas de cada tabla de tipo de yeso en cada techo. Se aseguró mecánicamente un techo (ver Figura 2), mientras que se aseguró el otro con adhesivo de uretano F2100 únicamente (ver Figura 3). Se estructuraron las tablas de yeso, alternando los tipos de tabla de yeso, a lo largo de los techos. Las cerchas que se usaron eran de 8 pies y 5 pulgadas de largo por 18 pulgadas de alto y se espaciaron 24 pulgadas en el centro ("o.c.").

El techo que se aseguró mecánicamente usó grapas de 1 pulgada de corona x 1 ¼ pulgadas de longitud x 16 Ga. a 7 pulgadas o.c. a lo largo de las costuras y tornillos de cartón yeso de #6 x 1 ¼ pulgadas de longitud a 12 pulgadas o.c. a lo largo de las cerchas de campo.

El techo que se unió adhesivamente usó una cuenta de aproximadamente 1 ¼ pulgadas a lo largo de las cerchas. Se usó una cuenta en una cara de los field trusses y a lo largo de una cuenta a ambas caras de las cerchas en las costuras de yeso.

Se unió la tabla de yeso con los filos envueltos con papel alineados paralelos respecto a las cuerdas de cercha.

Se midió la posición inicial después de que se grabaron las costuras de yeso. Seguidamente se pintaron los techos con pintura de barrera de vapor y entonces se texturizaron con pulverizador. Se tomó una segunda lectura inmediatamente después de la texturización. Entonces se burbujeó el aislamiento Rockwool en la parte de arriba de las cerchas. Entonces se tomó una tercera lectura. Se aumentó la temperatura y la humedad durante el tiempo en que se burbujeó el aislamiento. La temperatura y la humedad objetivo eran 90 F y un 90% de humedad relativa. Se mantuvieron estas condiciones durante siete (7) días mientras que se midieron las desviaciones cada mañana y cada tarde. Se leyeron las medidas de reblandecimiento durante tres (3) días más, y entonces se terminó la
prueba.

Tal como se muestra en las Figuras 2 y 3, las tablas de yeso que se hicieron de acuerdo con la presente invención proporcionan una resistencia frente al reblandecimiento significativa respecto a otras tablas de yeso y estaban por debajo del umbral de aproximadamente 0,1 pulgadas de reblandecimiento por dos pies de longitud de tabla perceptibles para el ojo humano.

Ejemplo 4 Resistencia a la Extracción de Clavos del Tablero de Yeso de Laboratorio

Se compararon las muestras que se prepararon en el laboratorio de tablas de yeso cubiertas con papel típicas que se produjeron de acuerdo con la invención con tablas de control con respecto a la resistencia a la extracción de clavos. La resistencia a la extracción de clavos es una medida de una combinación de las fuerzas del núcleo del yeso de la tabla, sus láminas de la cubierta de papel, y el enlace entre el papel y el yeso. La prueba mide la fuerza máxima que se requiere para sacar un clavo con una cabeza a través de la tabla hasta que ocurre la ruptura mayoritaria de la tabla, y se lleva a cabo de acuerdo con ASTM C473-95.

Se prepararon las suspensiones mezclando en un mezclador HOBART durante 40 segundos a una velocidad media: 3,0 kg de sulfato de calcio beta hemihidrato; 5 g de acelerador tal como se definió previamente; 10 g de almidón LC-211 (un almidón de levadura no pregelatinizado modificado con ácido molido en seco que se incluye típicamente en formulaciones de la técnica anterior para una tabla de yeso y disponibles comercialmente a partir de Archer Daniels Midland Milling Co.); 20 g de fibra de papel fina molida con martillo; 3 litros de agua del grifo; 0-6 g de STMP; y 0-30 g de almidón de maíz pregelatinizado PCF1000, disponible comercialmente en Lauhoff
Grain Co.

Se echaron las suspensiones que se formaron de este modo en bandejas encima del papel y entonces se aplicó papel en su superficie superior para preparar muestras de tablas de yeso planas, teniendo cada una dimensiones de aproximadamente 14 x 24 x ½ pulgadas. El papel sobre una superficie era multicapa con capas exteriores de manila, y el papel sobre la otra superficie era multicapa newsline, ambos típicos de papeles que se utilizaron para preparar una tabla de yeso cubierta con papel en la industria de las tablas. Entonces se mantuvo cada capa en un horno a 350 F hasta que perdió un 25 por ciento de peso y entonces se transfirió y se mantuvo en un horno a 112 F hasta que alcanzó peso constante.

Se midieron el peso final de la tabla y la resistencia a la extracción de clavos. Se muestran los resultados en la Tabla 3.

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TABLA 3 Resistencia a la Extracción de Clavos

Concentración de STMP	Almidón PCF1000	Peso de la Tabla	Resistencia a la Extracción
(% peso)	(% peso)	(lbs/1000 pies^{2})	de Clavos (lbs)
0	0	2465	150
0,1	0	2454	155
0,2	0	2326	158
0,1	0,5	2458	168
0,2	1,0	2495	176

Los resultados en la Tabla 3 muestran que las tablas que se prepararon de acuerdo con la invención exhibieron una fuerza total superior (resistencia a la extracción de clavos) comparadas con las tablas de control.

Ejemplo 5 Estabilidad Dimensional y Resistencia frente a la Deformación Permanente de una Tabla de Yeso de una Línea de Producción

Se prepararon tablas de yeso esponjado cubiertas con papel en una línea de producción a escala completa típica en una instalación de fabricación de tablas de yeso comercial. Se prepararon las tablas con varias concentraciones de ión trimetafosfato y se compararon con tablas de control (que se prepararon sin ión trimetafosfato) con respecto a la estabilidad dimensional y la resistencia frente a la deformación permanente. Excepto por la inclusión del ión trimetafosfato en la preparación de algunas tablas, se prepararon las tablas usando métodos e ingredientes típicos de los métodos e ingredientes de la producción de tablas de yeso de la técnica anterior. Se enumeran los ingredientes y sus porcentajes en peso aproximados (expresados como rangos relativamente estrechos basados en el peso de yeso calcinado que se utilizó) en la Tabla 4.

TABLA 4 Ingredientes de la Producción de Tablas de Yeso

Ingrediente	% Peso
Sulfato de calcio beta hemihidrato	100
Agua	94 - 98
Acelerador de fraguado	1,1 - 1,6
Almidón	0,5 - 0,7
Dispersante	0,20 - 0,22
Fibra de papel	0,5 - 0,7
Retardador de fraguado	0,07 - 0,09
Agente espumante	0,02 - 0,03
Trimetafosfato de sodio ("STMP")	0 - 0,16
Inhibidor de recalcinación	0,13 - 0,14

En la Tabla 4: el acelerador de fraguado comprende partículas recubiertas con azúcar finamente molidas de sulfato de calcio dihidrato tal como se describe en la Patente U. S. núm. 3,573.947, donde no se calienta el acelerador durante su preparación; El almidón era almidón HI-BOND modificado con ácido molido en seco que se obtuvo comercialmente en Lauhoff Grain Co.; el dispersante era DILOFLO, un sulfonato de naftaleno que se obtuvo comercialmente en GEO Specialty Chemicals de Ambler, Pennsylvania; la fibra de papel era fibra de papel finamente molida con martillo; el retardador de fraguado era VERSENEX 80, un agente quelante que se obtuvo comercialmente de Van Walters & Rogers de Kirkland, Washington; el agente espumante era WITCOLATE1276, que se obtuvo comercialmente en Witco Corp. de Greenwich, Connecticut; el trimetafosfato de sodio era suministrado comercialmente por Monsanto Co. de St. Louis, Missouri; y el inhibidor de recalcinación era CERELOSE 2001, una dextrosa que se utilizó para reducir la recalcinación de los extremos de la tabla durante el secado.

Se produjeron las tablas en una línea de producción continua de cuatro pies de ancho: introduciendo y mezclando continuamente los ingredientes en un mezclador para formar una suspensión acuosa (se usó el agente espumante para generar espuma acuosa en un sistema generador de espuma separado; entonces se introdujo la espuma en la suspensión a través del mezclador); depositando continuamente la suspensión sobre una lámina de cubierta de papel (papel de cubierta) sobre un cinturón móvil; colocando otra lámina de cubierta de papel (papel trasero) sobre la suspensión depositada para formar una tabla de de ½ pulgada de grosor; cuando la hidratación del sulfato de calcio hemihidrato para formar el sulfato de calcio dihidrato procedió lo suficiente para hacer la suspensión suficientemente dura para cortarla con precisión, cortando la tabla en movimiento para hacer tablas individuales de aproximadamente 12 x 4 pies y ½ pulgada de grosor; y secando las tablas en un horno calentado de varias
secciones.

Entonces se determinó la resistencia frente a la deformación permanente de las tablas midiendo el reblandecimiento tal como se describe en el Ejemplo 2, excepto en que las tablas que se probaron eran secciones de aproximadamente 1 pie x 4 pies (siendo 1 pie en la dirección de la línea de producción, es decir, la dirección paralela) que se cortaron de las tablas de producción. Se llevó a cabo la medida del reblandecimiento después de acondicionar las tablas en un entorno de 90 F de temperatura y un 90% de humedad relativa durante 24, 48 y 96 horas. Se muestran los resultados en la TABLA 5 para las muestras inventivas que se produjeron con varias concentraciones de ión trimetafosfato y muestras de control (0% de trimetafosfato de sodio) que se produjeron inmediatamente antes y después que las muestras inventivas.

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TABLA 5 Reblandecimiento de una Tabla de Yeso de una Línea de Producción (Tabla de 1 pie x 4 pies)

Concentración de STMP	después de 24 horas	Reblandecimiento de la Tabla	Reblandecimiento de la Tabla
(% peso)	(pulgadas)	después de 48 horas	después de 96 horas
		(pulgadas)	(pulgadas)
0 (antes)	3,45	3,95	5,27
0,004	3,23	3,71	5,19
0,008	2,81	3,31	4,58
0,016	1,72	1,91	2,58
0,024	0,96	1,12	1,61
0,04	0,49	0,68	0,82
0,08	0,21	0,24	0,29
0 (después)	3,65	4,58	6,75

Los datos en la Tabla 5 ilustran que las tablas que se prepararon de acuerdo con la invención eran progresivamente más resistentes al reblandecimiento (y de este modo progresivamente más resistentes a la deformación permanente) que las tablas de control, cuando se incrementó la concentración de STMP.

Se ilustra mejor la resistencia frente al reblandecimiento que proporcionaron las composiciones y los métodos de la presente invención en la Tabla 5A. Más específicamente, la Tabla 5A muestra el reblandecimiento, es decir, la desviación humidificada de acuerdo con ASTM C 473-95, de una tabla de yeso de la línea de producción que tiene dimensiones de 1 pie x 2 pies y que tiene la misma formulación que se muestra en la Tabla 4 de arriba. La Tabla 5A muestra las mismas tendencias en la resistencia frente al reblandecimiento consiguientes al ASTM C 473-95 así como las tendencias en la resistencia frente al reblandecimiento para tablas más largas (1 pie x 4 pies) tal como se muestra en la Figura 5.

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TABLA 5A Resultados de la Prueba de Desviación Humidificada de ASTM C 473-95 para la Producción de la Tabla de Yeso de Línea

Número de la Prueba	Adición de STMP	Peso de la Tabla	48 horas de Desviación
	(% peso)	en Seco lb/MSF	Humidificada (pulgada)
			Paralelo	Transversal
Control Antes	0	1590	-0,306	-0,247
1	0,04	1583	-0,042	-0,034
2	0,08	1609	-0,027	-0,021
3	0,16	1583	-0,015	-0,014
Control Después	0	1585	-0,409	-0,145

También se midieron tanto las tablas de producción húmedas de 12 x 4 pies como las tablas de la línea de producción secas finales de 12 x 4 pies (de acuerdo con ASTM C473-95) para determinar las cantidades de reducción de sus anchuras y longitudes después del secado. Cuanto más se encogen las tablas, menor es su estabilidad dimensional. Se muestran los resultados en la Tabla 6.

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TABLA 6 Encogimiento del Tablero de Yeso de una Línea de Producción

Concentración de STMP	Reducción de la Anchura de	Reducción de la Longitud de
(% peso)	la Tabla (pulgadas/4 pies)	la Tabla (pulgadas/12 pies)
0 (control)	0,13	0,38
0,004	0,06	0,38
0,008	0	0,31
0,016	0	0,25
0,024	0	0,25
0,040	0	0
0,080	0	0
0,16	0	0

Los datos en la Tabla 6 muestran que las tablas que se prepararon de acuerdo con la invención eran dimensionalmente más estables que las tablas de control. No se encontró ningún encogimiento de longitud o anchura a una adición de STMP al 0,04% y superior.

Ejemplo 6 Resistencia frente al reblandecimiento Bajo Condiciones Humidificadas y de Condensación (Tabla de Yeso de la Línea de Producción)

Una prueba adicional ilustra la resistencia frente al reblandecimiento que proporcionan las composiciones y los métodos de la presente invención. Más específicamente, se probó la tabla de techo de la línea de producción donde se permitió que ocurriera la condensación controlada a una barrera de vapor que se situó entre la tabla del techo y las vigas. El método para esta prueba es tal como sigue. Se construyó un espacio cerrado de un ático y una sala a pequeña escala. Se aisló el espacio del ático por su parte superior y sus laterales y se mantuvo frío para obtener la condensación controlada en el techo. El área del techo era de 8 pies x 8 pies, con un encuadre de 2 pies x 8 pies y 24 pulgadas de o.c. Se rodeó el espacio de la sala por una barrera de vapor 6 mil-poly en su parte superior y laterales, y se elevó la humedad del espacio de la sala para obtener una condensación controlada en el techo.

Se unieron dos tablas de 4 pies x 8 pies de material de prueba (un producto de prueba y un control) lado con lado a las cerchas, con la barrera de vapor de polietileno de 6 mil localizada directamente por encima de la tabla. No se aseguraron los extremos de la tabla. Entonces se aumentó la humedad en la porción de la sala a través de un humidificador vaporizante mientras se bajó la temperatura en el ático usando una unidad de aire acondicionado de ventana. Se ajustó la salida de vapor del humidificador hasta que ocurrió una condensación constante en la barrera de vapor por encima de la tabla del techo. No se hizo ningún intento para mantener la temperatura y la humedad constantes a lo largo de la prueba. En consecuencia se deberían ver los resultados como una medida relativa de la eficacia de la resistencia frente al reblandecimiento entre los productos de prueba y de control, y no un intento de predecir la cantidad de reblandecimiento en un entorno acondicionado definido.

Entonces se midió periódicamente el reblandecimiento del techo para tres localizaciones a lo largo de la tabla (un espacio intermedio entre cada par de cerchas), proporcionando un total de seis lecturas de deflexión por producto por prueba. También se registró la temperatura de los espacios cerrados del ático y de la sala en cada medida de reblandecimiento.

Para información de fondo, se muestran abajo las condiciones del punto de condensación teórico (asumiendo una temperatura de la sala constante de 70 F).

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Temperatura de la Sala	Humedad Relativa de la Sala	Temperatura del Ático
70ºF	50%	51ºF
70ºF	60%	56ºF
70ºF	70%	60ºF
70ºF	80%	63ºF
70ºF	90%	68ºF

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Se llevó a cabo la prueba durante un período de diecinueve días usando el siguiente material: una tabla de yeso de una línea de producto de ½ pulgada que se ha hecho de acuerdo con la presente invención; y una tabla de yeso Firecode Type X de ^{8}/_{5} de pulgada tal como se describió previamente. Se muestran los resultados en la Figura 4 y muestran que la tabla que se ha hecho de acuerdo con la presente invención tiene consistentemente menos reblandecimiento que el control, es decir, la tabla de yeso Firecode Type X tal como se describió previamente.

Se aplicó en esta prueba una carga distribuida de 1,0 lb/pie lineal a un espacio intermedio entre cada cercha siguiendo inmediatamente la lectura del Día 8. La aplicación de esta carga incrementó significativamente el reblandecimiento de la tabla de control, pero tenía mucho menos efecto en la tabla de la presente invención. Tal como se muestra en la Figura 4, las tablas de yeso que se han hecho de acuerdo con la presente invención tienen una desviación de reblandecimiento que está significativamente por debajo de aquélla que es perceptible para el ojo humano, es decir, menor que 0,1 pulgada por dos pies de longitud.

Ejemplo 7 Resistencia a la Extracción de Clavos del Tablero de Yeso de una Línea de Producción

Se preparó otro conjunto de tablas de yeso esponjado cubiertas con papel a una producción a escala completa típica en una instalación de fabricación de una tabla de yeso. Se prepararon las tablas con tres concentraciones de ión trimetafosfato y se compararon con tablas de control (que se prepararon sin ión trimetafosfato) con respecto a la resistencia a la extracción de clavos.

Excepto por la inclusión del ión trimetafosfato en la preparación de algunas tablas, se prepararon las tablas usando métodos e ingredientes típicos de los métodos e ingredientes de la producción de tablas de yeso de la técnica anterior. Los ingredientes y sus porcentajes en peso eran los mismos que aquéllos que se enunciaron en la Tabla 4 de arriba. El método de preparación de las tablas era tal como se describió en el Ejemplo 5.

Se determinó la resistencia a la extracción de clavos de acuerdo con el ASTM C473-95. Se muestran los resultados en la Tabla 7 para las muestras inventivas que se produjeron con varias concentraciones de ión trimetafosfato y muestras de control (0% de trimetafosfato de sodio) que se produjeron inmediatamente antes y después que las muestras inventivas.

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TABLA 7 Resistencia a la Extracción de Clavos del Tablero de Yeso de una Línea de Producción

Concentración de STMP (% peso)	Resistencia a la Extracción de Clavos (lbs)
0 (antes)	89
0,04	93
0,08	96
0,16	99
0 (después)	90

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Los resultados en la Tabla 7 muestran que las tablas de producción que se prepararon de acuerdo con la invención exhibieron una fuerza total mayor (resistencia a la extracción de clavos) comparada con las tablas de control.

Ejemplo 8 Integridad de la Unión de Papel del Tablero de Yeso de una Línea de Producción

Se preparó otro conjunto de tablas de yeso esponjado cubiertas con papel sobre una línea de producción a escala completa típica en una instalación de fabricación de tablas de yeso. Se prepararon las tablas con varias concentraciones de ión trimetafosfato, almidón pregelatinizado, y almidón no pregelatinizado y se compararon con tablas de control (que se prepararon sin ión trimetafosfato o almidón pregelatinizado) con respecto a la integridad del enlace entre el núcleo de la tabla de yeso y la cubierta delantera de papel después del acondicionamiento bajo condiciones extremadamente húmedas y humidificadas.

Excepto por la inclusión del ión trimetafosfato y el almidón pregelatinizado y la variación de la concentración de almidón no pregelatinizado en la preparación de algunas tablas, se prepararon las tablas usando métodos e ingredientes típicos de los métodos e ingredientes típicos de la producción de tablas de yeso de la técnica anterior. Los ingredientes y sus porcentajes en peso son los mismos que aquéllos que se listan en la Tabla 4 de arriba. El método de preparación de las tablas era tal como se describió en el Ejemplo 5.

El almidón pregelatinizado que se utilizó en las pruebas era PCF1000, disponible comercialmente en Lauhoff Grain Co. El almidón no-pregelatinizado era HI-BOND, un almidón no pregelatinizado modificado con ácido molido en seco disponible comercialmente en Lauhoff Grain Co.

Después de la preparación de la línea de producción de las tablas, se cortaron las muestras con dimensiones
de 4 x 6 x ½ pulgadas (siendo las 4 pulgadas en la dirección de la línea de producción) a partir de las tablas. Entonces se acondicionó cada una de estas muestras de la tabla más pequeñas manteniendo el área total de la superficie exterior del papel de cubierta sobre su parte delantera en contacto con una tela totalmente humedecida en agua durante aproximadamente 6 horas en un entorno de 90 F de temperatura y un 90 por ciento de humedad relativa y eliminando entonces la tela húmeda y permitiendo que se seque lentamente la muestra de la tabla en el mismo entorno hasta que alcanzó peso constante (normalmente 3 días aproximadamente). Entonces se hizo una raya recta de un octavo de pulgada de profundidad en la superficie trasera de la muestra de tabla a 2 ½ pulgadas de uno de los filos de 6 pulgadas y paralela a éste. Entonces se rompió el núcleo de la tabla a lo largo de la raya sin romper o tensar el papel sobre la parte delantera de la tabla, y entonces se rotó la parte mayor (2 ½ x 6 pulgadas) de la muestra de la tabla y se forzó hacia abajo mientras se mantenía la parte más pequeña estacionaria y horizontalmente con su superficie posterior hacia arriba, en un intento por forzar el papel delantero sobre la parte delantera de la tabla para separarlo de la parte mayor. Se incrementó la fuerza hasta que se rompieron las dos partes de la tabla completamente. Entonces se examinó la superficie delantera de la parte mayor para determinar en que porcentaje de la superficie se había salido completamente el papel delantero del núcleo (se refiere como "separación limpia"). Se informa de este porcentaje en la Tabla 8 como el "% Iniciación de Separación".

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TABLA 8 Iniciación de Separación del Tablero de Yeso de una Línea de Producción

Concentración	Concentración de	Concentración de	% Iniciación de
HI-BOND (% peso)	STMP (% peso)	PCF1000 (% peso)	Separación (%)
0,60	0	0	87
0,60	0,08	0	97
0,96	0,08	0	97
0,60	0,08	0,16	42
0,60	0,08	0,16	0
0,28	0,08	0,32	20
0,60	0	0	83

Los datos en la Tabla 8 muestran que con respecto al problema de la iniciaciónd de separación del papel respecto al núcleo después de un acondicionamiento extremadamente húmedo: el STMP agrava el problema; incrementar la concentración del almidón no pregelatinizado típico (HI-BOND) no alivia el problema; añadir algo de almidón pregelatinizado (PCF1000) alivia o elimina el problema.

Ejemplo 9 Post Tratamiento de Sulfato de Calcio Dihidrato

En algunas representaciones preferidas alternativas de la presente invención, se trata el sulfato de calcio dihidrato colado con una solución acuosa de ión trimetafosfato, de una manera suficiente para dispersar uniformemente la solución de ión trimetafosfato en el sulfato de calcio dihidrato colado, para incrementar la fuerza, la resistencia frente a la deformación permanente (p. ej., resistencia frente al reblandecimiento), y la estabilidad dimensional de los productos que contienen yeso fraguado después del nuevo secado. Más específicamente, se ha descubierto que el tratamiento del sulfato de calcio dihidrato colado con ión trimetafosfato incrementa la fuerza, la resistencia frente a la deformación permanente (p. ej., resistencia frente al reblandecimiento), y la estabilidad dimensional hasta una extensión similar a aquélla que consiguen las representaciones donde se añade el ión trimetafosfato sobre el yeso calcinado. De este modo, la representación donde se añade el ión trimetafosfato sobre el yeso fraguado proporciona composiciones y métodos nuevos para hacer productos que contienen yeso mejorados, incluyendo pero no limitándose a tablas, tableros, yesos calcinados, balsosas, materiales compuestos de fibra de celulosa/yeso, etc. En consecuencia, cualquier producto basado en yeso que requiere un control estricto sobre la resistencia frente al reblandecimiento se beneficiará de su representación de la presente invención. El tratamiento también incrementa la fuerza del molde de yeso en un \sim15%. Se puede cargar el ión trimetafosfato en un 0,04-2,0% (basado en el peso de yeso) en un yeso colado mediante pulverización o humedecimiento con una solución acuosa que contenga el ión trimetafosfato y entonces volviendo a secar el molde de yeso.

Dos métodos de post tratamiento del yeso fraguado son tal como sigue.

1

En ambos métodos de arriba, se aplica preferiblemente la solución acuosa del ión trimetafosfato en una cantidad y de una manera suficientes para crear una concentración de aproximadamente 0,04-0,16% en peso (basado en el peso de sulfato de calcio dihidrato) del ión trimetafosfato en el sulfato de calcio dihidrato colado.

Se muestran los beneficios de la reducción de la desviación del reblandecimiento (p. ej., resistencia frente al reblandecimiento) del primer método de arriba en la Figura 5. Se hicieron cinco (5) tablas y se probaron para la desviación del reblandecimiento tal como se muestra en la Figura 5. Las tablas secadas pesaban dentro del rango de 750 hasta 785 gramos. Las tablas de control no tenían ninguna solución aplicada sobre ellas después de que se fijó y se secó el yeso colado/final. La tabla que se identificó como la única tabla con agua tenía solamente agua aplicada como un pulverizador sobre el yeso colado fijado y secado, y entonces se secó de nuevo. La tabla que se identificó como la tabla de la solución STMP tenía una solución acuosa de ión trimetafosfato 1% en peso que se aplicó como un pulverizador sobre el conjunto y el molde de yeso secado, y entonces se secó de nuevo. La tabla que se identificó como la solución de Gyp-STMP tenía una mezcla acuosa saturada con yeso y que contenía un 1% en peso de ión trimetafosfato que se aplicó como un pulverizador sobre el molde de yeso fraguado y secado, y entonces se secó de nuevo. En general, se prefiere que la solución que se va a pulverizar contenga una concentración de ión trimetafosfato en el rango desde un 0,5% hasta un 2%. La cantidad final de ión trimetafosfato tanto en la tabla de la solución de STMP como en la tabla de la solución de Gyp-STMP era de un 0,2% basado en peso de estuco que se usó para hacer el yeso colado y un 0,17% basado en peso de la tabla de yeso fraguado resultante.

Ejemplo 10 Tratamiento de Materiales con Sales Elevadas

Otras representaciones de la invención conciernen a los productos que contienen yeso fraguado que se prepararon a partir de mezclas de materiales de sulfato de calcio y agua que contienen concentraciones elevadas de iones cloruro o sales de ellos (es decir, como mínimo un 0,015 por ciento en peso, basado en el peso de los materiales de sulfato de calcio en la mezcla, más normalmente un 0,02-1,5 por ciento en peso). Los iones cloruro o las sales de ellos pueden ser impurezas en el material de sulfato de calcio mismo o el agua (p. ej., agua de mar o agua de subsuperficie que contiene cloruro de sodio) que se utiliza en la mezcla, que no se pudo usar antes de la presente invención para hacer productos que contienen yeso fraguado estables debido a problemas de acompañamiento, tales como ampollas, iniciación de separación del papel, quemado de los extremos, baja resistencia frente a la deformación permanente, fuerza baja, y baja estabilidad dimensional.

Las pruebas que se incluyen en la Tabla 9 conciernen a las tablas de yeso que se prepararon y se trataron de la misma manera que se describió en el Ejemplo 2, excepto en que se introdujeron varias cantidades de ión cloruro en la mezcla junto con varias cantidades de ión trimetafosfato. Se probó la desviación del reblandecimiento de la misma manera que se describió en el Ejemplo 2.

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(Tabla pasa a página siguiente)

2

Las pruebas que se incluyen en la Tabla 10 muestran que el tratamiento con el ión trimetafosfato permite el uso de mezclas que contienen concentraciones elevadas de iones cloruro o sales de ello. Se prepararon y se trataron las tablas de la misma manera que en el Ejemplo 4, excepto en que se introdujeron varias cantidades de ión cloruro en la mezcla junto con varias cantidades de ión trimetafosfato. Se probó la integridad de la unión entre el núcleo del tablero de yeso y su papel de la cubierta delantera de la misma manera que se describió en el Ejemplo 8.

3

La Tabla 11 muestra el tratamiento con el ión trimetafosfato y el almidón PFC 1000 de materiales con sales de cloruro elevadas (desde un 0,08 hasta un 0,16% en peso de cloruro de sodio en el estuco) de tablas que se prepararon de otro modo y se trataron de una manera similar a aquélla que se describió previamente en el Ejemplo 5. Tal como se muestra en la Tabla 11, el tratamiento resulta en un incremento en la fuerza a la extracción de clavos (se midió del mismo modo que en el Ejemplo 4, es decir, ASTM C 473-95) y proporciona una eficacia de unión similar (se midió del mismo modo que en el Ejemplo 8) cuando se comparó con tablas de control sin cloruro de sodio. Además, el tratamiento del ión trimetafosfato proporcionó una mejora significativa en el reblandecimiento humidificado, incluso hasta un 0,3% de adición de sal de cloruro.

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(Tabla pasa a página siguiente)

4

La Tabla 12 muestra el tratamiento con ión trimetafosfato y almidón PFC 1000 de materiales (0,368% en peso de sal de cloruro en el estuco) con incluso más sal de cloruro (que la que se mostró en la Tabla 11) de tablas que se prepararon de otro modo y se trataron de una manera similar a aquélla que se describió previamente en el Ejemplo 5. Tal como se muestra en la Tabla 12, el tratamiento resulta en un incremento en la fuerza de la extracción de clavos (se midió de la misma manera que en el Ejemplo 4, es decir, ASTM C 473-95) y proporciona una eficacia de enlace mejor (se midió de la misma manera que en el Ejemplo 8) cuando se comparó con las tablas de control.

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(Tabla pasa a página siguiente)

5

Ejemplo 11 Tratamiento del Yeso Calcinado con Varios Materiales de Refuerzo

En el ejemplo de las representaciones preferidas que se han tratado previamente, el material de refuerzo es el ión trimetafosfato. Sin embargo, en general, cualquier material que caiga dentro de la definición general de materiales de refuerzo que se han tratado previamente producirá resultados beneficiosos (p. ej., resistencia incrementada frente a la deformación permanente) en el tratamiento del yeso calcinado. Los materiales de refuerzo generalmente útiles son ácidos fosfóricos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de ácido fosfórico; y sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato.

Los ejemplos específicos de tales materiales de refuerzo incluyen, p. ej., los siguientes ácidos o sales, o las porciones aniónicas de ellos: trimetafosfato de sodio que tiene la fórmula molecular (NaPO_{3})_{3}, hexametafosfato de sodio que tiene 6-27 unidades de fosfato repetitivas y que tiene la fórmula molecular Na_{n+2}P_{n}O_{3n+1} donde n=6-27, el pirofosfato de tetrapotasio que tiene la fórmula molecular K_{4}P_{2}O_{7}, el tripolifosfato de dipotasio trisodio que tiene la fórmula molecular Na_{3}K_{2}P_{3}O_{10}, el tripolifosfato de sodio que tiene la fórmula molecular Na_{5}P_{3}O10, el pirofosfato de tetrasodio que tiene la fórmula molecular Na_{4}P_{2}O_{7}, el trimetafosfato de aluminio que tiene la fórmula molecular
Al(PO_{3})_{3}, el pirofosfato ácido de sodio que tiene la fórmula molecular Na_{2}H_{2}P_{2}O_{7}, el polifosfato de amonio que tiene 1000-3000 unidades de fosfato repetititvas y que tiene la fórmula molecular (NH_{4})_{n+2}P_{n}O_{3n+1} donde n=1000-3000, o el ácido polifosfórico que tiene 2 o más unidades de ácido fosfórico repetitivas y que tiene la fórmula molecular H_{n+2}P_{n}O_{3n+1} donde n es 2 o más.

Se muestran los resultados de usar tales materiales de refuerzo para tratar el yeso calcinado en las Tablas 13,
14, y 15.

Se usaron en la Tabla 13 varios materiales para tratar el yeso calcinado en el proceso de preparar tablas y probetas cúbicas de yeso. Se prepararon las tablas y se trataron de la misma manera que se describió en el Ejemplo 2. Se prepararon las probetas cúbicas y se trataron de la misma manera que se describió previamente en el Ejemplo 1. Excepto en ambos casos, se usaron varios materiales de refuerzo diferentes más que el ión trimetafosfato solamente. Se midió la desviacion del reblandecimiento humidificada de la misma manera que se describió previamente en el Ejemplo 2. Se midió la fuerza compresiva de la misma manera que se describió previamente en el
Ejemplo 1.

Se usó ácido polifosfórico en la Tabla 14 para tratar yeso calcinado en el proceso para preparar tablas y cubos de yeso. Se prepararon las tablas y se trataron de la misma manera que se describió previamente en el Ejemplo 2. Se prepararon las probetas cúbicas y se trataron de la misma manera que se describió previamente en el Ejemplo 1. Excepto en ambos casos, se usaron varios materiales de refuerzo diferentes más que el ión trimetafosfato solamente. Se midió la desviación del reblandecimiento humidificada de la misma manera que se describió previamente en el Ejemplo 2. Se midió la fuerza compresiva de la misma manera que se describió previamente en el
Ejemplo 1.

Se usó en la Tabla 15 polifosfato de amonio ("APP") para tratar el yeso calcinado en el proceso de preparar tablas y probetas cúbicas de yeso. Se prepararon las tablas y se trataron de la misma manera que se describió previamente en el Ejemplo 2. Se prepararon los cubos y se trataron de la misma manera que se describió previamente en el Ejemplo 1. Excepto en ambos casos, se usaron varios materiales de refuerzo diferentes más que el ión trimetafosfato solamente. Se midió la desviación del reblandecimiento humidificada de la misma manera que se describió previamente en el Ejemplo 2. Se midió la fuerza compresiva de la misma manera que se describió previamente en el
Ejemplo 1.

Los resultados en las Tablas 13, 14, y 15 muestran que todos los materiales que se han probado que están dentro de la definición de materiales de refuerzo de arriba, cuando se usaron para tratar yeso calcinado en la producción de productos que contienen yeso fraguado, causan que los productos exhiban una resistencia significativa frente a la deformación permanente comparada con los controles.

6

7

8

9

Ejemplo 12 Tratamiento del Sulfato de Calcio Dihidrato Colado con Varios Materiales de Refuerzo

En general, cualquier material de refuerzo que caiga dentro de la definición general de materiales de refuerzo que se han tratado previamente producirá resultados beneficiosos (p. ej., resistencia incrementada frente a la deformación permanente, y fuerza incrementada) en el tratamiento del sulfato de calcio dihidrato colado. Los materiales de refuerzo generalmente útiles son: ácidos fosfóricos, cada uno de los cuales comprende 1 o más unidades de ácido fosfórico; sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato; y sales monobásicas o iones monovalentes de ortofosfatos.

Se muestran los resultados de usar tales materiales de refuerzo para tratar el sulfato de calcio dihidrato colado en la Tabla 16.

Se usaron varios materiales diferentes en la Tabla 16 para tratar el sulfato de calcio dihidrato de fraguado y secado en forma de tablas y probetas cúbicas. Se prepararon las tablas de la misma manera que se describió previamente en el Ejemplo 2 y se trataron además de la misma manera que el Ejemplo 9. Se prepararon las probetas cúbicas de la misma manera que se describió previamente en el Ejemplo 1 y se trataron además de una manera similar a aquélla que se usó en el Ejemplo 9. Excepto en ambos casos, se usaron varios materiales de refuerzo diferentes más que el ión trimetafosfato solamente. Se midió la desviación del reblandecimiento humidificada de la misma manera que se describió previamente en el Ejemplo 2. Se midió la fuerza compresiva de la misma manera que se describió previamente en el Ejemplo 1.

Los resultados en la Tabla 16 muestran que todos los materiales que se probaron que están dentro de la definición de materiales de refuerzo de arriba, cuando se usaron para tratar el sulfato de calcio dihidrato secado y de fraguado colado, causan que los productos resultantes exhiban una resistencia significativa frente a la deformación permanente y una fuerza incrementada significativa comparada con los controles.

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(Tabla pasa a página siguiente)

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\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\cr
\cr}

10

\newpage

Aquéllos con habilidad en la técnica reconocerán que se puede usar un rango de pH amplio en la fabricación de productos que contienen yeso fraguado de acuerdo con la presente invención, es decir, mayor o igual que 3,5.

En la fabricación de tablas de yeso de acuerdo con la presente invención, el rango de pH operativo será preferiblemente desde aproximadamente 5,0 hasta 9,0, y más preferiblemente desde aproximadamente 6,5 hasta 7,5.

Ejemplo 13 Retraso de la Superposición y Disminución en Fuerza

En el tratamiento de pre-fraguado del material de sulfato de calcio de acuerdo con la presente invención, se ha descubierto además que algunos materiales de refuerzo retrasarán la velocidad de hidratación de la formación del yeso fraguado y afectarán adversamente a la fuerza del producto que contiene yeso fraguado. Se ha descubierto que se puede mejorar o incluso superar este retraso y el efecto adverso sobre la fuerza incluyendo en la mezcla un acelerador en una cantidad y de una manera apropiadas. Se muestra esto en la siguiente Tabla 17. Se hizo una suspensión de acuerdo con el Ejemplo 1 de arriba, y se usó el hexametafosfato de sodio como un material de refuerzo. Se probó una porción de la suspensión usando el ASTM C 472 para determinar el tiempo que se requirió para alcanzar un 98% de hidratación del yeso fraguado. Se usó otra porción de la suspensión para hacer probetas cúbicas de acuerdo con el Ejemplo 1 para probar la fuerza compresiva. Se puede usar cualquiera de los materiales que se conoce que son útiles para acelerar la velocidad de formación del yeso fraguado para este propósito. Un acelerador preferido para este propósito es el acelerador que se ha identificado previamente arriba en el Ejemplo 1

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TABLA 17 Efecto de un Acelerador en el Retraso de la Superposición y la Disminución en la Fuerza

Adiciones de Acelerador	Adiciones de SHMP	Tiempo Requerido para alcanzar	Fuerza de la Probeta
(% peso)	(% peso)	un 98% de Hidratación del	Cúbica Seca (psi)
		Yeso fraguado (minutos)
0	0	23,3	558
0	0,08	31,1	358
0,05	0,08	18,7	660
0,10	0,08	15,9	739
0,25	0,08	13,1	808
0,50	0,08	12,2	907

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Ejemplo 14 Impartir una Forma Deseada a una Tabla de Yeso

Se ha descubierto además que se puede hacer una tabla de yeso que tenga una forma deseada de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. Antes de la presente invención, se modifica típicamente la forma de una tabla de yeso plana regular humedeciendo la tabla con agua para debilitar la tabla y hacerla más flexible y modificando entonces la forma de la tabla según se desee, y esperando entonces que la tabla se seque. Sin embargo, esta técnica anterior da lugar a varias desventajas de fabricación e instalación puesto que el humedecimiento que se requiere para debilitar la tabla y hacerla más flexible de modo que se pueda modificar hasta una forma deseada requiere una cantidad de tiempo significativa, es decir, como mínimo una hora o más, y doce horas no es extraordinario. Además, la técnica anterior no es susceptible de una modificación fácil de la forma deseada de la tabla. Si no se ha debilitado la tabla adecuadamente, es difícil modificar la forma de la tabla según se desee. Esto es, se requiere más fuerza para modificar la forma de la tabla según se desee, y si se aplica demasiada fuerza, se romperá la tabla. De este modo, existe una gran necesidad de métodos y composiciones que disminuirán el tiempo de humedecimiento y mejorarán la facilidad de fabricación e instalación de la tabla de yeso de la forma deseada.

De acuerdo con una representación preferida de la presente invención, por ejemplo, se puede pulverizar una tabla de yeso plana con una solución de cloruro acuoso que contenga cualquier material de refuerzo (tal como se describió en los ejemplos de arriba y en la breve exposición de la presente invención) para debilitar la tabla y hacerla más flexible. Entonces se puede modificar fácilmente la tabla debilitada y más flexible hasta una forma deseada con menos fuerza que las técnicas anteriores, y se mantendrá la forma deseada en la tabla modificada después de que se seque la tabla debido a los efectos beneficiosos del material de refuerzo, particularmente la resistencia frente a la

\hbox{deformación permanente.}

Más específicamente, por ejemplo, se ha descubierto que se puede modificar la tabla de yeso plana regular de 5/16'', 3/8'' y ½'' de grosor hasta una forma deseada debilitando la tabla de yeso pulverizando una solución de una sal de cloruro o una combinación de varias soluciones de sales de cloruro (tales como el cloruro de sodio, el cloruro de calcio, el cloruro de magnesio, el cloruro de potasio, el cloruro de aluminio, etc.) que contienen un material de refuerzo tal como se describió previamente para la tabla. Para conseguir los resultados más preferidos, se puede aplicar un agente humectante (tal como el surfactante Tergitol NP-9 de la Union Carbide Chemical & Plastic Company, Inc.; Neodol® 1-7 y Neodol® 1-5 de la Shell Chemical Company, e Iconol TDA-6 e Iconol DA-6 de la BASF Corporation) para obtener un tratamiento de debilitamiento rápido y eficiente. Se puede usar un almidón (tal como Stapol 580 y Stapol 630 de A. E. Staley Manufacturing Company) para mejorar el papel final para la unión del núcleo y reforzar la fuerza de la tabla modificada. Se puede incluir un desespumante en la solución de sal si el esponjado se convierte en un problema debido a las características de esponjado de los agentes humectantes.

En la representación preferida, se aplica la solución de sal de arriba y otros materiales de tratamiento sobre un lado de la tabla, mientras que no se trata el otro lado para mantener la fuerza tensil sobre el lado sin tratar de la tabla para prevenir la ruptura de la tabla durante la modificación de su forma.

La tabla tratada puede ser, por ejemplo, cualquier tabla de yeso que cubierta con papel típica, con cualquiera de los aditivos típicos y formulaciones de yeso de tal tabla. En la representación preferida, la tabla tiene materiales de refuerzo internos, tales como fibras discretas (p. ej., fibras de vidrio, papel y/o fibras sintéticas).

De acuerdo con la presente invención, las tablas de yeso de cualquier tamaño y grosor pueden tener sus formas modificadas. De acuerdo con la representación preferida de la presente invención, se modificó la forma de las tablas de yeso cubiertas con papel de 5/16'', 3/8'' y ½'' tratando un lado de la tabla de yeso con una solución "de curvado" que comprende (basado en el peso total de solución) un 0,05% en peso de cloruro de sodio, un 0,05% en peso de trimetafosfato de sodio, un 0,05% en peso de surfactante Tergitol NP-9 (agente humectante), y un 0,025% en peso de Stapol 580 (almidón de maíz modificado). Se pulverizaron las láminas de las tablas de yeso cubiertas con papel de 4' x 4' del tablero para tabiques nuevo de USG SHEETROCK® de varios grosores con la solución de curvado preferida que se identificó arriba, de una manera suficiente para empapar la tabla de 5/16'' con aproximadamente
2 libras de solución de curvado, la tabla de 3/8'' con aproximadamente 4 libras de solución de curvado, y la tabla de ½'' con aproximadamente 6 libras de solución de curvado. Se ejecutaron las pruebas tratando un lado de la pared de yeso, y los resultados eran los mismos independientemente de si el lado tratado era la cara delantera o trasera. Se muestran los resultados en la Tabla 18.

Tal como se muestra en la Tabla 18, se puede modificar la forma de la pared de yeso de varios grosores según se desee después del tratamiento de acuerdo con la presente invención. Tal como se muestra, la longitud del tiempo que se necesita entre la aplicación de la solución de curvado y el curvado de la tabla era una cuestión de minutos más que de las horas que se requirieron en las técnicas de la técnica anterior.

Se muestra el radio de curvatura mínimo (es decir, una medida del grado de curvado alcanzable; cuanto más pequeño es el radio, mayor es el grado de curvado que se puede conseguir) en la Tabla 18 para cada grosor de tabla. En cada caso, el radio mínimo es significativamente menor que el que se puede conseguir con técnicas que se conocen previamente. Como es normal, se pueden doblar más las tablas en la dirección a lo ancho inherentemente más débil.

Un método preferido para el tratamiento y la instalación de la tabla de yeso en un lugar de construcción es tal como sigue.

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Tomar sales de cloruro, almidón, material de refuerzo, un agente humectante, y la cantidad deseada de agua

\downarrow

Mezclarlos juntos generosamente para obtener una solución de curvado uniforme

\downarrow

Pulverizar la solución de curvado en un lado de la tabla de yeso

\hskip3cm

\downarrow esperar 5-25 minutos

Doblar la tabla de yeso hasta la curvatura deseada, instalar la tabla, y permitir que se seque la tabla naturalmente

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Nivel de uso por peso de solución: 0,05-1% de sal de cloruro; 0,05-0,3% de agente humectante; 0,05-0,5% de material de refuerzo; 0,025-0,2% de almidón. Además, se puede incluir un desespumante (p. ej., FoamMaster de Henkel Corporation) en la solución de curvado en una cantidad en peso de solución de 0,01-0,05%, si es necesario.

Se puede aplicar la sal de cloruro, el agente humectante, y el material de refuerzo sobre la tabla separadamente, juntamente o en varias veces en cualquier momento anterior al secado de la tabla para obtener los beneficios de la presente invención.

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TABLA 18 Tiempo de Espera y Radios de Curvatura Mínimos de las Tablas de Yeso de Varios Grosores Tratadas con Solución de Curvado de la Presente Invención

Grosor de la Tabla	Tiempo de espera aproximado entre	Radios de curvatura	Radios de curvatura
(pulgadas)	la aplicación de la solución	mínimos a lo largo	mínimos a lo ancho
	y el curvado de la Tabla	(pulgadas)	(pulgadas)
5/16''	5 minutos	20''	16''
3/8''	15 minutos	24''	20''
½''	25 minutos	36''	28''

Se ha descrito la invención con detalle con referencia particular a ciertas representaciones preferidas de ello, pero se debería apreciar que se pueden efectuar variaciones y modificaciones dentro del espíritu y el alcance de la invención.

Claims (33)

1. Un método para producir un producto que contiene yeso fraguado que tiene una resistencia incrementada frente a la deformación permanente, que comprende:

formar una mezcla de material de sulfato de calcio, agua, un acelerador, y uno o más materiales de refuerzo que se han escogido a partir del grupo que consiste en: ácidos fosfóricos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de ácido fosfórico; y sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato, y

mantener la mezcla bajo condiciones suficientes para que el material de sulfato de calcio forme una matriz entrecruzada de material de yeso fraguado,

el material o materiales de refuerzo que se han incluido en la mezcla en una cantidad tal que el producto que tiene yeso fraguado tiene mayor resistencia frente a la deformación permanente que la que tendría si no se hubiera incluido el material de refuerzo en la mezcla,

haber incluido el acelerador en una cantidad tal que el producto que contiene yeso fraguado tiene mayor fuerza que la que tendría si no se hubiera incluido el acelerador en la mezcla.

2. Un producto que contiene yeso fraguado que se preparó mediante el método de la Reivindicación 1.

3. Un método para hacer una tabla de yeso que tenga una resistencia al reblandecimiento incrementado, donde la tabla de yeso comprende un núcleo de material intercalado entre las láminas de la cubierta, donde el núcleo comprende una matriz entrecruzada de yeso fraguado, y se ha preparado la tabla mediante el método de la Reivindicación 1.

4. El método de la Reivindicación 1 o la Reivindicación 3, donde la concentración del material de refuerzo en la mezcla es desde aproximadamente un 0,004 hasta aproximadamente un 2,0 por ciento en peso, basado en el peso del material de sulfato de calcio.

5. El método de la Reivindicación 1 o la Reivindicación 3, donde la concentración de material de refuerzo en la mezcla es desde aproximadamente un 0,04 hasta aproximadamente un 0,16 por ciento en peso, basado en el peso del material de sulfato de calcio.

6. El método de la Reivindicación 1 o la Reivindicación 3, donde la concentración del material de refuerzo en la mezcla es aproximadamente un 0,08 por ciento en peso, basado en el peso del material de sulfato de calcio.

7. El método de la Reivindicación 1 o la Reivindicación 3, donde el material de refuerzo comprende uno o más de los siguientes ácidos o sales, o las porciones aniónicas de ellos: trimetafosfato de sodio, hexametafosfato de sodio que tiene 6-27 unidades de fosfato repetitivas, pirofosfato de tetrapotasio, tripolifosfato de dipotasio trisodio, tripolifosfato de sodio, pirofosfato de tetrasodio, trimetafosfato de aluminio, pirofosfato ácido de sodio, polifosfato de amonio que tiene 1000-3000 unidades de fosfato repetitivas, o ácido polifosfórico que tiene 2 o más unidades de ácido fosfórico repetitivas.

8. El método de la Reivindicación 1 o la Reivindicación 3, donde el material de sulfato de calcio comprende uno o más de: sulfato de calcio anhídrido; sulfato de calcio hemihidrato; o iones de calcio y sulfato.

9. El método de la Reivindicación 1, 3 ó 8, donde el material de sulfato de calcio comprende sulfato de calcio hemihidrato.

10. El método de la Reivindicación 9, donde el material de refuerzo comprende una o más de las siguientes sales, o las porciones aniónicas de ellas: trimetafosfato de sodio, hexametafosfato de sodio que tiene 6-27 unidades de fosfato repetitivas, y polifosfato de amonio que tiene 1000-3000 unidades de fosfato repetitivas.

11. El método de la Reivindicación 3, donde la mezcla además comprende como mínimo un 0,015 por ciento en peso (basado en el peso de material de sulfato de calcio en la mezcla) de iones cloruro o sales de ello.

12. El método de la Reivindicación 3, donde la mezcla comprende un 0,02-1,5 por ciento en peso (basado en el peso de material de sulfato de calcio en la mezcla) de iones cloruro o sales de ello.

13. El método de la Reivindicación 11, donde la mezcla además comprende un almidón pregelatinizado.

14. El método de la Reivindicación 3, donde la mezcla además comprende un almidón pregelatinizado.

15. El método de la Reivindicación 14, donde la concentración del almidón pregelatinizado en la mezcla es desde aproximadamente un 0,08 hasta aproximadamente un 0,5 por ciento en peso, basado en el peso del material de sulfato de calcio.

16. El método de la Reivindicación 14, donde la concentración del almidón pregelatinizado en la mezcla es desde aproximadamente un 0,16 hasta aproximadamente un 0,4 por ciento en peso, basado en el peso del material de sulfato de calcio.

17. El método de la Reivindicación 14, donde la concentración del almidón pregelatinizado en la mezcla es aproximadamente un 0,3 por ciento en peso, basado en el peso del material de sulfato de calcio.

18. El método de la Reivindicación 3, donde: el núcleo tiene vacíos uniformemente distribuidos dentro; y la mezcla además comprende una espuma acuosa.

19. El método de la Reivindicación 18, donde se ha formado la espuma acuosa a partir de un agente espumante, o una mezcla de agentes espumantes, que tienen la fórmula

CH_{3}(CH_{2})_{X}CH_{2}(OCH_{2}CH_{2})_{Y}OSO_{3}

donde X es un número desde 2 hasta 20, Y es un número desde 0 hasta 10 y es 0 en como mínimo un 50 por ciento en peso del agente espumante o una mezcla de agentes espumantes, y M es un catión.

20. El método de la Reivindicación 19, donde Y es 0 en desde un 86 hasta un 99 por ciento en peso de agente espumante o mezcla de agentes espumantes.

21. El método de la Reivindicación 3, donde la mezcla además comprende un almidón pregelatinizado y una espuma acuosa.

22. El método de la Reivindicación 1 ó 3, donde se usa dicho método para formar una tabla de yeso de 1,3 cm (½ pulgada), dicha tabla tiene una resistencia frente al reblandecimiento, según se determinó de acuerdo con ASTM C473-95, de menos de aproximadamente 0,25 cm (0,1 pulgada) por 61 cm (dos pies) de longitud de dicha tabla.

23. Un método para producir una tabla de yeso con forma, que comprende:

preparar una solución acuosa uniforme que comprende agua, como mínimo una sal de cloruro, un agente humectante, y uno o más materiales de refuerzo que se escogen a partir del grupo que consiste en: ácidos fosfóricos, cada uno de los cuales comprende 1 o más unidades de ácido fosfórico; sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato; y sales monobásicas o iones monovalentes de ortofosfatos; y

aplicar la solución acuosa uniforme sobre una tabla de yeso en una cantidad suficiente para debilitar la tabla de yeso para permitir que se modifique la forma de la tabla de yeso;

modificar la forma de la tabla de yeso según se desee, y permitir que se modifique la tabla de yeso para producir la tabla de yeso con forma;

haber aplicado la sal de cloruro, el material o materiales de refuerzo, y el agente humectante, sobre la tabla de yeso en una cantidad tal que se consiga la forma modificada de la tabla de yeso con forma en un tiempo más corto y la tabla de yeso con forma tenga mayor resistencia frente a la deformación permanente que si no se hubieran aplicado la sal de cloruro, el material de refuerzo, y el agente humectante sobre la tabla de yeso.

24. Un método para producir una tabla de yeso con forma que comprende:

aplicar sobre la tabla de yeso una solución acuosa uniforme que comprenda agua y un agente humectante;

aplicar sobre una tabla de yeso una solución acuosa uniforme que comprenda agua y como mínimo una sal de cloruro;

aplicar sobre la tabla de yeso, antes de permitir que se seque la tabla de yeso, una solución que comprende uno o más materiales que se escogen a partir del grupo que consiste en: ácidos fosfóricos, cada uno de los cuales comprende 1 o más unidades de ácido fosfórico; sales o iones de fosfatos condensados, cada uno de los cuales comprende 2 o más unidades de fosfato; y sales monobásicas o iones monovalentes de ortofosfatos;

modificar la forma de la tabla de yeso según se desee;

y permitir que se seque la tabla de yeso para producir la tabla de yeso con forma;

haber aplicado la sal de cloruro, el material o materiales de refuerzo, y el agente humectante, sobre la tabla de yeso en una cantidad tal que se consiga la forma modificada de la tabla de yeso con forma en un tiempo menor y la tabla de yeso con forma tiene mayor resistencia frente a la deformación permanente que si no se hubieran aplicado la sal de cloruro, el material de refuerzo, y el agente humectante sobre la tabla de yeso.

25. El método de la Reivindicación 24, donde se aplica también una solución que comprende un almidón pregelatinizado sobre la tabla de yeso antes del secado de la tabla.

26. El método de la Reivindicación 24, donde se aplica también una solución que comprende un desespumante sobre la tabla de yeso antes del secado de la tabla.

27. El método de la Reivindicación 24, donde la solución que se aplica que comprende la sal de cloruro tiene una concentración de sal de cloruro de un 0,05-1,0% en peso de solución.

28. El método de la Reivindicación 24, donde la solución que se aplica que comprende el agente humectante tiene una concentración de agente humectante de un 0,05-0,3% en peso de solución.

29. El método de la Reivindicación 24, donde la solución que se aplica que comprende el material o materiales de refuerzo tiene una concentración de material de refuerzo de un 0,05-0,5% en peso de solución.

30. El método de la Reivindicación 25, donde la solución que se aplica que comprende un almidón tiene una concentración de almidón de un 0,025-0,2% en peso de solución.

31. El método de la Reivindicación 26, donde la solución que se aplica que comprende un desespumante tiene una concentración de desespumante de un 0,01-0,05% en peso de solución.

32. El método de la Reivindicación 24, donde la tabla de yeso es una tabla cubierta con papel.

33. El método de la Reivindicación 24, donde se aplica la sal de cloruro, el material o materiales de refuerzo, y el agente humectante sobre tan sólo un lado de la tabla de yeso.