MX2008010185A - Construccion de placa para techo. - Google Patents

Abstract

Una placa o panel para techo de yeso y fibras de celulosa formada en un tablero al mezclar inicialmente las fibras y yeso en un fango basado en agua que es afieltrada y posteriormente prensada y seca con un espesor de tablero deseado, el tablero seco se procesa para formar una pluralidad de orificios suficientes para reducir el peso del tablero, el volumen colectivo de los orificios es suficiente para reducir el peso del tablero en al menos 10% y aumentar el coeficiente para reducción de ruido (NRC = noise reduction coefficient) exhibido por el tablero frente al obtenido en un tablero de la misma composición sin dichos orificios.

Description

CONSTRUCCIÓN DE PLACA PARA TECHO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a mejoras en placas de techo suspendido y en particular, a una combinación novedosa de un material compuesto y modificaciones mecánicas para un cuerpo estructural para estas placas. TÉCNICA PREVIA La placa de techo suspendido convencionales, típicamente son de peso relativamente ligera o de manera más precisa de baja densidad. Este bajo peso es ventajoso por rezones de fabricación, embarque, manejo e instalación. Sin embargo, la placa para techo convencional de baja densidad, frecuentemente tiene la desventaja de ser relativamente suave y frágil, de manera tal que se daña fácilmente en embarque, manejo e instalación. Finalmente, en servicio, la placa de la técnica previa frecuentemente se daña cuando se mueve temporalmente para acceso al espacio o cámara sobre ésta, o es volcada o incidida accidentalmente o objetos que se mueven por debajo de la misma. Otro problema encontrado con algunas placas de techo de la técnica previa es una tendencia para combarse fuera de un plano de techo, particularmente en condiciones húmedas. Frecuentemente, construcciones de productos resistentes a combado, más durables, son más costosas de producir y por lo tanto deben venderse a un precio de primera calidad. Queda una necesidad para una placa de techo efectiva en costo que es más resistente al daño y resistente a combado que las encontradas comúnmente en construcción de placas para techo de la técnica previa. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La invención se proporciona una construcción de placa para techo que puede ser relativamente económica de producir y que es de un fuerte carácter de manera tal que es relativamente resistente a daño. Se ha descubierto que el modificar físicamente un tablero compuesto construido de materiales naturales, puede satisfacer la necesidad tanto por economía como durabilidad. El material compuesto comprende una mezcla homogénea de yeso y fibras de celulosa. Un tablero estructural formado de estos materiales típicamente elaborados en un proceso tipo afieltrado o afelpado, conocido en la industria, puede modificarse de acuerdo con la invención al crear numerosos orificios en el lado del tablero, que finalmente se vuelven el frente o lado a la habitación de la placa. Los orificios sirven ventajosamente para reducir la densidad efectiva del material del tablero e incrementar el coeficiente reducción de ruido (NRC = Noise Reduction Coefficient) exhibido por la placa. Las fibras de celulosa se distribuyen homogéneamente y se orientan en forma al azar a través del tablero y sirven para producir el tablero que posee un valor de alto modulo de ruptura (MOR = Modulus Of Rupture), son en forma fácil y limpia en exceso de lo que se requiere para aplicaciones de placas para techo, una resistencia excepcionalmente elevada al combado. En forma adicional, la naturaleza del compuesto del tablero producen un efecto de amortiguado de sonido, reduciendo tanto el ruido reflejado como transmitido. Las fibras constituyentes sirven para enclavar físicamente las partículas del yeso en sitio, de manera tal que el cernido o espolvoreado potencial dé estas partículas del interior de los orificios, que como se describió se cortan mecánicamente en el tablero, durante embarque, manejo y servicio, es eliminado efectivamente. De manera similar, la incrustación de las fibras de celulosa en la matriz de yeso crea un producto que puede cortarse en forma fácil y limpia, sin excesivo desmoronamiento y sin una presencia significante de extremos de fibras sueltas. Diversas variantes de la placa para techo de la invención se describen. En una construcción básica, los orificios que absorben el sonido y reducen la densidad son ciegos, cortados por una operación de taladrado conveniente, por ejemplo desde un lado de la placa que, cuando se instala finalmente, da frente al interior de una habitación o espacio. Como una modificación, una tela porosa decorativa puede laminarse en el lado de la habitación de la placa sobre los orificios para ocultarlos efectivamente a la vista y aumentar la función absorbente de sonido de los orificios. En otra variante de la invención, el tablero se corta por punzones convenientes u otros instrumentos con orificios que perforan, es decir se extienden a través de su espesor. En aplicaciones en donde es objetable la transmisión de sonido libre a través de la placa perforada, el lado posterior de tablero se lamina con una trama perforada conveniente tal como un material de papel pesado. Los orificios punzonados pueden ocultarse en el lado visible o de la habitación de la placa, con una tela porosa laminada al lado de la habitación. En ambas construcciones de orificios punzonados y taladrados, los orificios pueden ser un tamaño y espaciamiento uniformes o pueden ser de tamaños diferentes y/o pueden estar espaciados al azar. Se ha encontrado que una construcción de tablero particularmente conveniente para formar el núcleo estructural o cuerpo de la placa de la invención es la descrita en la patente de los E.U.A. No. 5,320,677, la descripción de la cual aquí se incorpora por referencia. Este tablero comprende materiales naturales relativamente económicos que se combinan en un proceso de formación de tablero único. Una composición para cuerpo de placa para techo, elaborada primordialmente de yeso y fibras de celulosa tal como se describe en esta patente, exhibe una alta resistencia a combado y además del desempeño de cernido bajo anteriormente mencionado en donde se taladran orificios, maquinan o de otra forma se cortan, se termina en forma fácil y limpia con un relieve de borde o detalle sin desmenuzado, deshilachado o semejantes. El tablero para placa aún más, es excepcionalmente fuerte, haciéndolo altamente resistente a daño bajo circunstancias ordinarias. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en planta reflejada de una placa para techo construida de acuerdo con la invención; La Figura 2 es una vista en sección transversal fragmentaria de la placa para techo de la Figura 1 ; La Figura 3 es una vista en sección transversal de una segunda modalidad de una placa para techo construida de acuerdo con la invención; y La Figura 4 es una vista en sección transversal de todavía otra modalidad de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Las Figuras 1 y 2 ilustran una placa para techo 10 de acuerdo con una forma de la invención. La placa 10 es rectangular en vista en planta, como es usual con la unidad ilustrada que es cuadrada y que se entiende que la placa puede ser alargada de lo mostrado. Más específicamente, la placa 10 ordinariamente será en forma nominal de dimensiones aproximadamente de .61 por .61 m (2 por 2 ft), .61 por 1.22 m ((2 por 4 ft), 1.22 por 1.22 m ((4 por 4 ft), .76 por 1.52 m ((2-1/2 por 5 ft), 1.52 por 1.52 m (5 por 5 ft), y .30 m por 1.83 m (1 por 6 ft) en planta. La resistencia inusual del núcleo o placa descrita, permite el uso de paneles relativamente grandes sin indebido riesgo de ruptura. La placa 10 es relativamente delgada en comparación con las dimensiones planares que tienen un espesor por ejemplo, nominalmente de 1.27 cm (1/2 in) o menos. La placa 10 de preferencia se corta de un tablero preformado más grande, idealmente de un espesor correspondiente al espesor de la placa.

La placa 10 se caracteriza por la inclusión de una pluralidad de orificios 1 1 que se distribuyen substancialmente por completo a través de su cara del lado de la habitación 12. Los orificios 11 están ciegos en el sentido de que no se extienden completamente a través del espesor de la placa 10. Los orificios 11 se forman suficientemente cortos para dejar una pared 13 de preferencia relativamente delgada en comparación con el espesor de la placa 10 en el lado posterior de la placa, es decir el lado 14 opuesto a la cara a la habitación 12. En el ejemplo ilustrado de las Figuras 1 y 2, los orificios 11 están en un patrón regular y son de un tamaño uniforme, por ejemplo con un diámetro de 9.53 mm (3/8 in). Los orificios 11 sirven para incrementar el coeficiente para reducción de ruido (NRC = Noise Reduction Coefficient) del tablero y al mismo tiempo reducen el peso y densidad neta efectiva de la placa 10. La placa 10, de acuerdo con la invención, es un compuesto de materiales naturales que primordialmente comprenden yeso y fibras de celulosa. En la técnica previa, estos materiales previamente se han combinado en diversas formas, proporciones y procesos, para producir tableros para propósitos de construcción, aunque estos productos de la técnica previa aparentemente no se han considerado comercialmente para aplicaciones de placa de techo. El material compuesto preferido para producir una preforma para la presente placa para techo suspendido es el descrito en la patente de los E.U.A. anteriormente mencionada No. 5,320,677. Un material basado en yeso ordinariamente exhibe baja resistencia a la tracción y como corolario, tienen una muy limitada cohesividad, haciéndolo relativamente friable o desmoronable. El yeso también es relativamente pesado o denso. En parte, estas características explican por que un material basado en yeso no se considera ordinariamente para aplicaciones de placa de techo suspendido. Un material compuesto de yeso con fibras y celulosa por otra parte, puede exhibir relativamente elevadas proporciones de resistencia a la tracción al peso.

Aún más, los compuestos de yeso de fibras de celulosa exhiben una alta resistencia al fuego, lo que puede ser de gran beneficio en aplicaciones para placa de techo. Aún más, se ha encontrado que compuestos de yeso/fibras de celulosa, elaborados adecuadamente, pueden producir una excepcional resistencia a combado, una característica muy importante para productos de placa de techo. La proporción de fibras de celulosa a yeso está entre aproximadamente 8% a aproximadamente 30% y de preferencia entre 8% a 15% en peso de fibras de celulosa al complemento respectivo de yeso. Las fibras de celulosa y yeso de preferencia constituyen aproximadamente 90% y más preferible al menos 95% de los sólidos secos del tablero terminado, del cual la placa 10 o tableros estructurales descritos a continuación se fabrican. Aditivos para facilitar el proceso de afieltrado/fango de la placa o tablero o mejorar sus propiedades tales como aceleradores o retardantes, rellenos reductores de peso y semejantes, pueden constituir el resto del peso del tablero o placa. El tablero compuesto se caracteriza por las fibras de celulosa que se orientan de manera homogénea y al azar a través de la matriz de yeso. Una propiedad muy conveniente de compuestos de yeso/fibras de celulosa aparentemente no reconocida en productos terminados en contraste con la construcción Arough@ es que puede cortarse con una cuchilla o de otra forma maquinarse sin crear polvo suelto residual excesivo o partículas o fibras conectadas en forma suelta en la superficie de corte restante. Adicional mente, el compuesto de yeso/fibras de celulosa permite que los orificios 11 se formen muy cerca a los bordes de la placa sin un alto riego de falla del material entre el orificio y el borde. El material compuesto descrito en la patente de los E.U.A. No. 5,320,677 anteriormente mencionada, que resulta de yeso calcinado en un fango de fibras de celulosa diluido, bajo presión, deshidratado y subsecuentemente rehidratado para re cristal izarse en respecto a los huecos en las fibras de celulosa y de esta manera enclavado con ellas, es particularmente adecuado para utilizar en practicar la invención. Este material, además de sus características de peso/resistencia superiores, se han descubierto que es excepcionalmente resistente a combado. Además, el material es particularmente conveniente para crear un tablero o placa preformada, que después de fraguar, se maquina o de otra forma se corta subsecuentemente para formar los orificios absorbentes de sonido o reductores de peso 11 , así como cualquier tratamiento de borde tal como un rebajo 16 mostrado en la Figura 2. La unión íntima de los cristales dihidrato y fibras de celulosa resulta en superficies de corte limpias, relativamente uniformes generalmente carentes de partículas de yeso y/o fibras de celulosa sueltas y fibras colgantes o parcialmente conectadas. Esta capacidad de corte limpio del material preferido produce una apariencia de calidad sin operaciones de acabado secundarias. Otra ventaja importante para la estructura homogénea integrada del compuesto de fibras de celulosa/yeso es que resiste cernido en el área de los orificios cortados maquinados, taladrados o de otra forma cortados 11 durante subsecuente manejo, embarque, instalación y servicio. Este cernido de otra forma crearía problemas, particularmente para el instalador y usuario final. El material retirado al formar los orificios 11 puede ser 100% reciclado en las materias primas utilizadas para producir el tablero preformado del cual se elabora la placa 10. La placa 10 puede pintarse o revestirse con un revestimiento de apariencia conveniente antes o después de que los orificios 11 se taladran o corten de otra forma. Con referencia a la FIGURA 3, en donde un alto desempeño en NRC se desea sobre el que se obtiene justo al proporcionar los orificios 11 , una placa de techo 20 puede formarse al proporcionar una tela porosa 21 en un cuerpo estructural 22. La tela porosa 21 puede ser un lienzo de fibras de vidrio no tejidas conocido en la industria. La tela 21 puede laminarse por el cuerpo 22 con un adhesivo conveniente conocido en la técnica e inicialmente que se aplica de preferencia al corte de cuerpo estructural 22. El cuerpo estructural 22 puede ser substancialmente idéntico, en composición y forma, a la placa de techo 10 descrita en conexión con las FIGURAS 1 y 2. En la ilustración de la FIGURA 3, el cuerpo estructural 22 se ilustra sin el detalle de borde 16 de la placa 10 de las FIGURAS 1 y 2. Ya que los orificios 11 del cuerpo estructural 22 son ciegos, no pasa el aire ni respira a través de ellos, y el polvo arrastrado por el aire no se dirige a la tela 21 , de manera tal que no ocurren efecto fantasma de los orificios 11 en la cara exterior de la tela 21. Si se desea, más de una capa porosa o tela, puede laminarse al lado de la habitación del cuerpo 22 para incrementar el NRC de la placa 20 y/o lograr una apariencia deseada. La FIGURA 4 ilustra la sección transversal de una placa para techo suspendido 30 que tiene un cuerpo o núcleo estructural 31 y una hoja de barrera al sonido 32 laminada en la parte posterior o trasera del cuerpo. El cuerpo 31 puede formarse de un material y proceso como el cuerpo de la placa 10 de las FIGURAS 1 y 2 descritas anteriormente. Orificios para absorción de iluminación y sonido 33 se cortan en el cuerpo estructural 31 después de que el cuerpo se ha fraguado y antes de la laminación de la hoja barrera 32. Los orificios pueden cortarse de preferencia por punzones conocidos en la técnica o por brocas de perforación u otros instrumentos. La hoja de barrera al sonido 32 es una trama perforada elaborada, por ejemplo, de papel tal como el material papel pesado utilizado en la elaboración de cartón yeso o pladur. La hoja de barrera al sonido 32 de preferencia se lamina al núcleo con un adhesivo conveniente. Si se desea, una hoja o tela porosa puede proporcionarse entre el cuerpo 31 y la hoja de barrera 32 para incrementar el NRC de la placa. Mientras que no se muestran, las versiones modificadas de la placa de techo de las FIGURAS 3 y 4 pueden proporcionarse con un detalle de borde tal como el rebajo 16 que se ve en la FIGURA 2 si se desea. Cualquiera de las placas para techo 10, 20 o 30 pueden pintarse para propósitos de apariencia y para un beneficio absorbente de sonido potencial. Las estructuras de placa 10, 22 y 31 todas se caracterizan por fabricarse de un compuesto de yeso-celulosa de preferencia del tipo descrito en la patente de los E.U.A. Número 5,320,677 y subsecuente a convertirse en tableros rígidos o preformas a partir de un proceso de afieltrado, se proporciona con una pluralidad de orificios espaciados efectivamente abiertos en lado con cara a la habitación o frente de la placa. Los orificios se cortan al taladrar con brocas apropiadas o al punzonar con herramientas de punzonado o de otra forma se maquinan en el tablero compuesto. Como se mencionó, una mezcla homogénea de fibras de celulosa orientadas al azar y partículas de yeso que forman la placa o núcleo estructural de la placa, creo estructura que es estructura que es resistente al fuego, dimensionalmente estable y no notablemente resistente al combado. Aún más, una característica importante ofrecida por la invención, es la característica de este material para resistir cernido o cribado, una vez que el tablero estructural se corta al formar los orificios y cualquier detalle de borde. La unión íntima de fibras celulosas y partículas de yeso reduce el potencial para este cernido de partículas y fibras o sus porciones que se encuentren sueltas y saludables en los bordes de cualquiera de los orificios cortados o detalle de borde de corte. De preferencia, los orificios 1 1 , 33 son de tamaño y cantidad suficientes tal que la placa 10 o cuerpo 22, 31 se reduzca en peso en al menos aproximadamente 10% y más preferible al menos aproximadamente 20% de lo que pesaría esta placa o tablero sin estos orificios. Mientras que la invención se ha mostrado y descrito con respecto a modalidades particulares de la misma, esto es con el propósito de ilustración en vez de limitación, y otras variaciones y modificaciones de las modalidades específicas aquí mostradas y descritas, serán aparentes para aquellos con destreza en la técnica, todo dentro del espíritu y alcance de la invención. De acuerdo con esto, la patente no habrá de limitarse en alcance y efecto a las modalidades específicas aquí mostradas y descritas ni en ninguna otra forma que se ha inconsistente con la extensión a la cual el avance en la técnica se ha logrado por la invención.

Claims (19)

1. REIVINDICACIONES 1. Una placa para techo que tiene una forma rectangular y que tiene dimensiones nominales de aproximadamente entre .61 por .61 m (2 por 2 ft) y 1.52 por 1.52 m (5 por 5 ft), la placa se forma de yeso y fibras de celulosa, el yeso y fibras de celulosa se forman en un tablero al mezclar de manera uniforme las fibras y yeso en un fango basado en agua que es afieltrado y posteriormente prensado y seco, con un espesor de tablero deseado, el tablero seco se procesa para formar una pluralidad de orificios en un frente a través de al menos la mayoría del espesor del tablero, el volumen colectivo de los orificios es suficiente para reducir el peso de tablero en al menos 10% e incrementar el coeficiente reducción de ruido (NRC = Noise Reduction Coefficient) exhibido por el tablero frente a aquel que de otra forma se encontraría en un tablero de la misma composición y carente de orificios.
2. 2. Una placa para techo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque los orificios se cortan desde un lado del tablero y son ciegos.
3. 3. Una placa para techo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque el tablero se cubre con una tela porosa.
4. 4. Una placa para techo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque los orificios se forman a través del tablero, el tablero se lamina con una hoja perforada en un lado.
5. 5. Una placa para techo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque el tablero se cubre con una tela porosa laminada en un lado opuesto al lado en que se lamina la hoja perforada.
6. 6. Una placa para techo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque el tablero se elabora con fibras de celulosa y yeso que se han calcinado en un fango con agua bajo presión y posteriormente recristalizado en los huecos y grietas o hendiduras de las fibras para unir en forma intima las partículas de yeso con las fibras de celulosa.
7. 7. Una placa para techo generalmente planar para un techo suspendido, que tiene una forma rectangular en vista en planta y que es relativamente delgada en una dirección vertical en comparación con sus dimensiones planares, la placa tiene un cuerpo estructural formado de un compuesto homogéneo de yeso y fibras de celulosa, que en conjunto comprenden substancialmente cuando menos 90% del peso del cuerpo, el peso se forma en un proceso tipo afieltrado con lo que las fibras de celulosa se distribuyen de forma substancialmente al azar uniforme y orientan a través del cuerpo de manera tal que el cuerpo exhibe substancialmente las mismas propiedades mecánicas en ambas direcciones del perfil de placa rectangular, el cuerpo tiene un espesor uniforme a través de una mayoría del área extendida por su forma rectangular, una pluralidad de orificios espaciados que se cortan en el cuerpo, los orificios están en un lado del cuerpo adaptados para dar frente al interior de una habitación en donde la placa se instala y distribuidos substancialmente a través de toda el área del lado, los orificios son de tamaño y número suficientes para reducir el peso del cuerpo al menos 15% de incrementar el coeficiente reducción de ruido (NRC = Noise Reduction Coefficient) del cuerpo.
8. 8. Una placa para techo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el cuerpo compuesto es un producto formado al calcinar yeso en un fango bajo presión y posteriormente recristalizar el yeso in situ en y sobre las fibras de celulosa.
9. 9. Una placa para techo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque los orificios son ciegos como resultado de taladrar a una profundidad menor a un espesor del cuerpo de estructural.
10. 10. Una placa para techo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el perímetro del cuerpo estructural se corta para formar un borde rebajado, de manera tal que la cara formada con los orificios es ligeramente más pequeña en perfil que todo el perfil planar del cuerpo estructural y el área perimetral del cuerpo se encuentra en un plano entre la cara y una cara posterior opuesta del cuerpo. 1 1. Una placa para techo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque una tela porosa se lamina en la cara, la tela porosa es efectiva para incrementar el coeficiente reducción de ruido (NRC = Noise Reduction Coefficient) de la placa. 12. Una placa para techo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque los orificios se cortan a través de todo el espesor del cuerpo estructural. 13. Una placa para techo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque incluye una trama perforada, laminada en el lado del cuerpo estructural opuesto al lado frontal. 14. Una placa para techo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque la trama perforada es un material de papel relativamente pesado. 15. Método para producir una placa para techo que comprende calcinar yeso diluido con agua, bajo presión, con al menos 90% de los sólidos que son aproximadamente 8% a aproximadamente 30% de fibras de celulosa y el complemento respectivo es yeso, deshidratar el fango antes de rehidratar el yeso y rehidratar y cristalizar el yeso en y respecto a los huecos en las fibras de celulosa, para formar un tablero compuesto de preforma rígida y después de que el tablero ha fraguado por rehidratación y cristalización del yeso, cortar una pluralidad de orificios en una cara del tablero de preforma para reducir su peso efectivo e incrementar coeficiente reducción de ruido (NRC = Noise Reduction Coefficient). 16. Un método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque incluye cubrir los orificios con una tela porosa adherida a la cara. 17. Un método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque los orificios son ciegos en virtud de estar cortados a una profundidad menor que el espesor de tablero. 18. Un método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque los orificios se cortan a través del tablero. 19. Un método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque un lado del tablero se cubre con una trama perforada adherida al lado.