ES2957900T3 - Panel acústico hecho de yeso - Google Patents

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Katarzyna Chuda
Caroline Demathieu-Roeltgen
Véronique Chopin
Carl Riddle
Jeremy Simons
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Abstract

La presente invención se refiere a un panel hecho de yeso, en particular del tipo que comprende un núcleo de yeso dispuesto entre dos hojas de papel o material no tejido, en el que dicho núcleo incluye al menos un polímero seleccionado entre: polivinilbutiral (PVB); copolímeros de acetato de vinilo y una olefina, teniendo dichos copolímeros una temperatura de transición vítrea que oscila entre -10 y +25ºC; terpolímeros de acetato de vinilo, una olefina y un monómero de éster vinílico; terpolímeros de acetato de vinilo, un monómero de éster vinílico y un monómero de (met)acrilato; y copolímeros de acetato de vinilo y un monómero acrílico. El objeto de la invención también incluye un método para la producción de dicho panel, el uso de dicho polímero para mejorar el rendimiento acústico de dicho panel y la composición de yeso antes mencionada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Panel acústico hecho de yeso
La invención se relaciona con un panel de yeso dotado con propiedades acústicas. Tal panel puede utilizarse en particular para producir una cubierta de pared, cielo raso o piso, y una pared divisoria.
Los paneles de yeso generalmente son paneles compuestos que comprenden un núcleo de yeso colocado entre dos capas de papel o de tela no tejida que consiste en fibras de vidrio o fibras de polímero. Estos paneles tienen propiedades mecánicas que satisfacen los estándares de fuerza, en particular una buena resistencia a la deflexión bajo carga.
Los paneles de yeso como tales no muestran rendimientos acústicos particulares. Cuando se desea mejorar estos rendimientos, se sabe que combinar un material aislante de sonido con el panel tal como un vidrio o lana de roca o un polímero, para formar un producto compuesto que puede mantenerse en su lugar por medio de perfiles, un adhesivo, tornillos o taquetes dependiendo del uso dirigido.
Los paneles de yeso más comunes tienen un espesor medio de 12,5 mm y generalmente se venden bajo el nombre de “ BA 13” . Estos paneles tienen una densidad de superficie del orden de 9 kg/m2. Ciertamente se conoce bien que es posible mejorar el desempeño acústico de un panel al incrementar su densidad de superficie, por ejemplo, hasta 12 kg/m2, sin modificar su espesor, pero esto resulta de forma inevitable en un incremento en la cantidad de yeso en el panel.
Por lo tanto, el coste del panel es más alto.
Instalar un panel que tiene una mayor densidad de superficie también tiene desventajas: debido al incremento en peso, manejar el panel es más difícil y ya que es más denso, es más difícil unirlo utilizando tornillos. Estas desventajas se vuelven desventajas mayores cuando el panel debe unirse en las alturas (división o cielo raso).
El objetivo de la presente invención es proporcionar un panel de yeso que tenga propiedades acústicas mejoradas, mientras que mantiene buenas propiedades mecánicas.
En particular, se busca obtener un panel de yeso, las propiedades acústicas de las cuales son al menos equivalentes para aquellas de un panel convencional del mismo espesor, pero de mayor densidad de superficie, del orden de 12 kg/m2. La densidad de superficie más particularmente dirigida por la invención varía de 4 a 11 kg/m2, de preferencia del orden de 9 kg/m2.
Este objetivo se logra de acuerdo con la invención debido al panel de yeso, en particular del tipo que comprende un núcleo a base de yeso colocado entre dos hojas de papel o tela no tejida, caracterizado porque el núcleo contiene al menos un polímero.
Más específicamente, el núcleo del panel comprende yeso y al menos un polímero seleccionado de polivinil butiral (PVB), copolímeros de acetato de vinilo y una olefina, con copolímeros que tienen una temperatura de transición vítrea que varía de -10 °C a 25 °C, terpolímeros de acetato de vinilo, una olefina y un monómero de éster de vinilo, terpolímeros de acetato de vinilo, un monómero de éster de vinilo y un monómero de (met)acrilato, y copolímeros de acetato de vinilo y un monómero acrílico.
El polivinil butiral según la invención tiene de forma ventajosa una temperatura de transición vítrea que varía de 40 °C a 100 °C, de preferencia de 50 °C a 90 °C y aún mejor de 60 °C a 80 °C, medida por análisis de calorimetría diferencial de acuerdo con el estándar ISO 11357-1:2009.
El polivinil butiral preferido se encuentra en forma de un polvo que consiste en partículas que tienen un tamaño entre 20 y 1000 μm, en particular de 50 a 100 μm, de 150 a 400 μm o de 400 a 1000 μm.
Los copolímeros de acetato de vinilo y una olefina de acuerdo con la invención son, por ejemplo, copolímeros de acetato de vinilo y al menos un monómero seleccionado de etileno, propileno, butileno e isobutileno. La temperatura de transición vítrea de estos copolímeros varía de preferencia de -5 °C a 20 °C y de forma ventajosa de 0 °C a 10 °C. La temperatura de transición vítrea de los copolímeros se mide por análisis de calorimetría diferencial de acuerdo con el estándar ISO 11357-1:2009. Se prefieren los copolímeros de acetato de vinilo y etileno (EVA).
Los terpolímeros de acetato de vinilo, una olefina y un monómero de éster de vinilo son, por ejemplo, terpolímeros de acetato de vinilo, una olefina como se define en el párrafo anterior y acrilato o metacrilato de alquilo.
Los terpolímeros de acetato de vinilo, un monómero de éster de vinilo y un monómero de (met)acrilato son, por ejemplo, terpolímeros de acetato de vinilo, éster vinílico de ácido versático (denominado como VeoVa10) y acrilato.
Los copolímeros de acetato de vinilo y un monómero acrílico son, por ejemplo, copolímeros de acetato de vinilo y acrilato o metacrilato de alquilo.
El polímero representa en general de 1 % a 40 % por peso de la mezcla constituida por el yeso y polímero, de preferencia de 3 % a 30 % y de forma ventajosa de 5 % a 20 %.
El polímero de acuerdo con la invención de forma ventajosa se encuentra en forma de partículas que tienen una dimensión media que varía de 0,01 a 1200 μm, de preferencia de 0,1 a 1000 μm, y aún mejor de 0,2 a 400 μm.
El núcleo del panel de acuerdo con la invención puede contener adicionalmente aditivos que mejoran las propiedades fisicoquímicas del producto final y hace posible obtener buenas condiciones de aplicación. De este modo, el núcleo puede comprender los siguientes aditivos en las siguientes proporciones en peso, expresados como partes por 100 partes por peso de yeso:
- de 0,1 a 15 partes de un agente de adhesión, la función del cual es incrementar la adhesión del revestimiento de papel con el yeso, por ejemplo, un almidón, en particular pretratado con un ácido, una dextrina o una harina vegetal, en particular harina de trigo o de maíz,
- de 0,001 a 10 partes de un acelerador de fraguado, por ejemplo, sulfato de calcio hidratado o sulfato de potasio,
- de 0,001 a 10 partes de un retardante de fraguado,
- de 0 a 10 partes de un biocida, por ejemplo, omadina de sodio,
- de 0,0001 a 1 parte de un agente espumante, el papel del cual es crear poros para reducir la densidad del producto final. A manera de ejemplo, puede hacerse mención de éteres de alquil sulfato de sodio y de lauril sulfato de sodio,
- de 0 a 10 partes de al menos un repelente de agua, por ejemplo, un siloxano o un polisiloxano,
- de 0 a 20 partes de al menos un pirorretardante, por ejemplo, vermiculita, sílice, en particular de tamaño micrométrico, una arcilla o fibras metálicas,
- de 0 a 20 partes de al menos un reforzador, por ejemplo, fibras de polímero, fibras minerales, en particular fibras de vidrio, y fibras animales o vegetales.
Otro tema de la invención se relaciona con un proceso para fabricar el panel de yeso, en particular del tipo que comprende un núcleo colocado entre dos capas de papel o tela no tejida, que se acaba de describir.
El proceso se caracteriza porque, para producir el núcleo del panel, al menos un polímero seleccionado de polivinil butiral (PVB), copolímeros de acetato de vinilo y una olefina, con copolímeros que tienen una temperatura de transición vítrea que varía de -10 °C a 25 °C, terpolímeros de acetato de vinilo, una olefina y un monómero de éster de vinilo, terpolímeros de acetato de vinilo, un monómero de éster de vinilo y un monómero de (met)acrilato, y copolímeros de acetato de vinilo y un monómero acrílico se agrega al yeso calcinado.
La fabricación de los paneles de yeso se conoce per se. El panel de yeso se forma de acuerdo con un proceso continuo que consiste de mezclar yeso calcinado en polvo (sulfato de calcio hemihidratado) con agua para formar una pasta que se deposita de forma continua entre dos hojas de papel o tela no tejida que contiene fibras minerales, en particular fibras de vidrio, o fibras de polímero.
El producto formado se presenta para obtener el espesor deseado, después se transforma de forma continua en un transportador sobre una distancia que permita que la pasta se una en un grado suficiente de endurecimiento para que sea capaz de unirse al corte en los paneles de longitud dada. Los paneles se secan después en un horno para eliminar el exceso de agua.
De forma convencional, el sulfato de calcio hemihidratado (CaSO4-Q.5H2O; yeso calcinado), ya sea natural o sintético, es decir, derivado en particular de la desulfuración de los gases de plantas de energía térmica, se somete a una reacción de hidratación en presencia de agua y se convierte en sulfato de calcio dihidratado (CaSO4-2H2O: yeso).
La cantidad de yeso calcinado utilizado para formar la pasta generalmente varía de 50 a 150 partes por peso por 100 partes por peso de agua, y de preferencia de 60 a 120 partes.
El polímero puede encontrarse en forma de una solución acuosa o dispersión, un polvo o gránulos. En caso de una solución o dispersión, este polímero se agrega al agua utilizada para preparar la pasta. Cuando es una cuestión de un polvo o gránulos, la adición se lleva a cabo con el yeso calcinado antes de que se mezcle con el agua para formar la pasta. Se prefieren las dispersiones y polvos.
Aunque el espesor del panel de yeso dirigido más en particular es igual a 12,5 mm, no puede excluirse un menor espesor, en particular debajo de 6 milímetros, o mayor espesor, en particular hasta 25 milímetros.
El panel de yeso de acuerdo con la invención puede utilizarse como se encuentra o en combinación con otro material, por ejemplo, una lana mineral o lana de madera, o un polímero para formar un panel acústico y/o térmico, o si no, una película polimérica entre capas que proporciona el enlace entre dos paneles de yeso para formar un panel compuesto. Este panel puede utilizarse para formar cubiertas de pared, falso plafón, pisos y paredes divisorias.
Otro tema de la invención se relaciona con el uso de un polímero seleccionado de polivinil butiral (PVB), copolímeros de acetato de vinilo y una olefina, con copolímeros que tienen una temperatura de transición vítrea que varía de -10 °C a 25 °C, terpolímeros de acetato de vinilo, una olefina y un monómero de éster de vinilo, terpolímeros de acetato de vinilo, un monómero de éster de vinilo y un monómero de (met)acrilato, y copolímeros de acetato de vinilo y un monómero acrílico en una composición basada en yeso calcinado pretendido para la fabricación de un panel de yeso para mejorar el desempeño acústico del panel.
La composición adecuada para la fabricación del panel de yeso descrita en lo anterior también forma un tema de la presente invención. Esta composición a base de yeso comprende yeso calcinado y al menos un polímero seleccionado de polivinil butiral (PVB), copolímeros de acetato de vinilo y una olefina, con copolímeros que tienen una temperatura de transición vítrea que varía de -10 °C a 25 °C, terpolímeros de acetato de vinilo, una olefina y un monómero de éster de vinilo, terpolímeros de acetato de vinilo, un monómero de éster de vinilo y un monómero de (met)acrilato, y copolímeros de acetato de vinilo y un monómero acrílico. La composición puede utilizarse en particular para producir juntas.
Sin embargo, los ejemplos que siguen hacen posible ilustrar la invención sin limitarla.
Ejemplos 1 a 15
Los paneles de yeso se prepararon a partir de las composiciones dadas en la tabla 1.
Se introdujeron en un mezclador sulfato de calcio hemihidratado, el polímero y agua.
La mezcla se agitó durante 15 segundos a 600 rpm y 45 segundos a 1850 rpm. Entonces se agregó el agente espumante y la mezcla se agitó a 250 rpm durante 50 segundos para obtener una pasta.
La pasta se vertió en un molde de bronce que comprendía cuatro cavidades de paralelepípedo (longitud: 300 mm; ancho: 30 mm; profundidad: 13 mm), las paredes internas se han revestido previamente con una capa de aceite. Las muestras se retiraron del molde después de 20 minutos, después se dejaron al air libre durante 40 minutos y finalmente se secaron en un horno a 40 °C hasta que su peso permaneció constante.
A manera de comparación, se prepararon bajo las mismas condiciones donde dos paneles que no contenían polímero y tenían una densidad de superficie igual a 9,0 y 11,9 kg/m2 (ejemplos comparativos 10 y 11) y cuatro paneles que contenían un polímero no incluidos en la invención (ejemplos comparativos 12 a 15).
Se evaluaron los rendimientos acústicos de los paneles al medir su impedancia mecánica MIM (Medición de Impedancia Mecánica) bajo las condiciones del estándar ISO 16940:2008(E). A partir de la curva de la frecuencia de aceleración (dB) como una función de la frecuencia (Hz), se calcularon el coeficiente dinámico de Young (en GN/m2) y el factor de pérdida (en %).
Las muestras son barras que tienen una longitud de 300 mm, un ancho de 30 mm y un espesor de 13 mm.
Los valores del coeficiente de Young, el factor de pérdida y la ganancia acústica calculados con respecto a los paneles de referencia de los ejemplos comparativos 10 y 11 aparecen en la tabla 1.
Tabla 1
(1) Yeso reciclado, sin papel CP1 vendido por la compañía Saint-Gobain Placo
(2) Millifoam® C vendida por la compañía Huntsman; contenido de sólidos: 30 %
(3) Shark Powder® C2 vendida por la compañía Shark; polivinil butiral; contenido de sólidos: 100 %
(4) Shark Pellets® C3 vendidos por la compañía Shark; polivinil butiral; contenido de sólidos: 100 %
(5) Shark Dispersion® C3 vendida por la compañía Shark; polivinil butiral; contenido de sólidos: 50 %
(6) Vinnapas® 5044 N vendida por la compañía Wacker Chemie; copolímero de etileno-acetato de vinilo (Tg -7 °C); contenido de sólidos: 100 %
(7) Vinnapas® 7055 E vendida por la compañía Wacker Chemie; terpolímero de acetato de vinilo-etileno-éster vinílico; contenido de sólidos: 100 %
(8) Emultex® VV 665 vendida por la compañía Synthomer; terpolímero de acetato de vinilo-VeoVa10-acrilato; contenido de sólidos: 50 %
(9) Emultex® VV 675 vendida por la compañía Synthomer; terpolímero de acetato de vinilo-VeoVa10-acrilato; contenido de sólidos: 50 %
Tabla 1 (continuación)
(10) Plextol® DV 686 vendido por la compañía Synthomer; copolímero de estireno-acrilato; contenido de sólidos: 50 % (11) Synthomer® VL 10946 vendido por la compañía Synthomer; copolímero de estireno carboxilado- butadieno; contenido de sólidos: 50 %
(12) Litex® N 5140 vendido por la compañía Synthomer; copolímero de butadieno carboxilado- acrilonitrilo; contenido de sólidos: 50 %
(13) Plextol® X 4427 vendido por la compañía Synthomer; copolímero acrílico; contenido de sólidos: 50 %

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un panel de yeso, en particular del tipo que comprende un núcleo a base de yeso colocado entre dos hojas de papel o tela no tejida,caracterizado porqueel núcleo contiene al menos un polímero seleccionado de polivinil butiral (PVB), copolímeros de acetato de vinilo y una olefina, con copolímeros que tienen una temperatura de transición vítrea que varía de -10 °C a 25 °C, terpolímeros de acetato de vinilo, una olefina y un monómero de éster de vinilo, terpolímeros de acetato de vinilo, un monómero de éster de vinilo y un monómero de (met)acrilato, y copolímeros de acetato de vinilo y un monómero acrílico.
2. El panel según la reivindicación 1,caracterizado porquelos copolímeros de acetato de vinilo y una olefina tiene una temperatura de transición vítrea que varía de -5 °C a 20 °C, de preferencia de 0 °C a 10 °C.
3. El panel según la reivindicación 1 o 2,caracterizado porqueel polímero representa de 1 % a 40 % por peso de la mezcla constituido por el yeso y el polímero, de preferencia de 3 % a 30 %, de forma ventajosa de 5 % a 20 %.
4. El panel según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,caracterizado porqueel polímero se encuentra en forma de partículas que tienen una dimensión media que varía de 0,01 a 1200 μm, de preferencia de 0,1 a 1000 μm, y aún mejor de 0,2 a 400 μm.
5. El panel según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,caracterizado porquecomprende adicionalmente los siguientes aditivos en las siguientes proporciones en peso, expresadas por 100 partes por peso de yeso:
-de 0,1 a 15 partes de un agente de adhesión, por ejemplo un almidón, en particular pretratado con un ácido, una dextrina o una harina vegetal,
-de 0,001 a 10 partes de a acelerador de fraguado, por ejemplo sulfato de calcio hidratado o sulfato de potasio,
-de 0,001 a 10 partes de un retardante de fraguado,
-de 0 a 10 partes de un biocida, por ejemplo omadina de sodio,
-de 0,0001 a 1 parte de un agente espumante, por ejemplo éteres de alquil sulfato de sodio y lauril sulfato de sodio,
-de 0 a 10 partes de al menos un repelente de agua, por ejemplo un siloxano o un polisiloxano, -de 0 a 20 partes de al menos un pirorretardante, por ejemplo vermiculita, sílice, una arcilla o fibras metálicas,
-de 0 a 20 partes de al menos un reforzador, por ejemplo fibras de polímero, fibras minerales o fibras animales o vegetales.
6. Un proceso para fabricar un panel, en particular del tipo que comprende un núcleo colocado entre dos hojas de papel o tela no tejida, en donde el yeso calcinado en polvo se mezcla con agua para formar una pasta, la pasta se deposita de forma continua entre las hojas, el producto formado se presiona para obtener el espesor deseado, los paneles se cortan a la longitud deseada,caracterizado porquepara producir el núcleo del panel, se agrega al menos un polímero seleccionado de polivinil butiral (PVB), copolímeros de acetato de vinilo y una olefina, con copolímeros que tienen una temperatura de transición vítrea que varía de -10 °C a 25 °C, terpolímeros de acetato de vinilo, una olefina y un monómero de éster de vinilo, terpolímeros de acetato de vinilo, un monómero de éster de vinilo y un monómero de (met)acrilato, y copolímeros de acetato de vinilo y un monómero acrílico al yeso calcinado.
7. El uso de un polímero seleccionado de polivinil butiral (PVB), copolímeros de acetato de vinilo y una olefina, con copolímeros que tienen una temperatura de transición vítrea que varía de -10 °C a 25 °C, terpolímeros de acetato de vinilo, una olefina y un monómero de éster de vinilo, terpolímeros de acetato de vinilo, un monómero de éster de vinilo y un monómero de (met)acrilato, y copolímeros de acetato de vinilo y un monómero acrílico en una composición basada en yeso calcinado pretendido para la fabricación de un panel de yeso para mejorar el desempeño acústico del panel.
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