TABLAROCA DE BAJA DENSIDAD CAMPO TÉCNICO Y APLICABILIDAD INDUSTRIAL DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a paneles de tablaroca, tablaroca o cartón yeso y más particularmente, a un panel de tablaroca delgado de peso ligero, que es, resistente al agua, resistente al fuego, y tiene propiedades mecánicas mejoradas. El panel de tablaroca delgado puede contener una superficie lisa o una superficie con textura, ün método para formar el panel de tablaroca delgado de peso ligero también se proporciona. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Pladures elaborados de un núcleo de yeso emparedado entre capas de revestimiento se utilizan comúnmente en la industria de la construcción como paredes internas y techos para edificios residenciales y comerciales. Materiales de revestimiento ventajosamente contribuyen a flexibilidad, resistencia a desclavado, y fuerza de impacto de los materiales que forman el núcleo de yeso. Además, el material de revestimiento puede proporcionar una superficie bastante durable y/u otras propiedades deseadas (tales como una superficie decorativa) al panel de yeso. El núcleo de yeso típicamente contiene yeso, opcionalmente algunas fibras de vidrio húmedas en trozos, productos químicos resistentes al agua, aglutinantes, aceleradores, y rellenos de baja
densidad. Es conocido en la técnica elaborar paneles de yeso al proporcionar una capa continua de un material de revestimiento, tal como un velo fibroso, y depositar un fango de yeso sobre la superficie inferior del material de revestimiento. Una segunda capa continua de material de revestimiento luego se aplica a la superficie superior del fango de yeso. El fango de yeso emparedado luego se apresta por grosor y seca para endurecer el núcleo de yeso y formar un panel de yeso. A continuación, el panel de yeso puede cortarse a una longitud predeterminada para uso final. • Fibras de vidrio se emplean comúnmente en la producción de paneles de pared de yeso para mejora la resistencia a tensión y rompimiento de los productos. Las fibras pueden emplearse en muchas formas, incluyendo fibras individuales, hebras que contienen una pluralidad de fibras, e hilados, mechas o fibras discontinuas. Estos productos de fibra,- a su vez, pueden utilizarse de manera discreta o pueden ensamblarse en telas tejidas o no-tejidas o esteras. Las esteras fibrosas pueden emplearse como material de revestimiento. Por ejemplo, fibras de vidrio pueden formarse al introducir vidrio fundido en filamentos a través de un buje o una placa de orificio y aplicar una composición acuosa de apresto que contiene lubricantes, agentes de acoplamiento, y resinas aglutinantes que forman capas a los filamentos. La composición de apresto proporciona protección a las fibras de
abrasión interfilamentos y promueve la compatibilidad entre las fibras de vidrio y la matriz en la que las fibras de vidrio se utilizarán. Después de que la composición de apresto se aplica, las fibras húmedas pueden juntarse en una o más hebras, cortarse, y recogerse como hebras de fibra húmeda en trozos. Las fibras húmedas en trozos pueden utilizarse en procesos de colocación en húmedo en los cuales las fibras húmedas en trozos se dispersan en un fango acuoso que contiene surfactantes , modificadores de viscosidad, agentes des-espumantes, y/u otros agentes químicos. El fango que contiene las fibras en trozos luego se agita para que las fibras, se dispersen en todo el fango. Luego, el fango que contiene las fibras se deposita sobre una pantalla móvil donde una porción substancial del agua se retira para formar una trama. Un aglutinante luego se aplica, y la estera resultante se seca para retirar cualquier remanente de agua y para que fragüe el aglutinante. La estera no-tejida formada es un montaje de filamentos de vidrio individuales orientados aleatoriamente, dispersos. Se ha vuelto común en la industria utilizar estos velos no-tejidos de colocación en húmedo, fibrosos, como materiales de revestimiento para paneles de pared de tablaroca. Revestimientos de fibra de vidrio proporcionan estabilidad dimensional mejorada en la presencia de humedad,
resistencia biológica, y mejores propiedades físicas y mecánicas que paneles de yeso convencionales revestidos con papel y otros materiales de revestimiento de celulosa. Sin embargo, utilizar esos revestimientos de fibra de vidrio aumenta el peso total del panel de tablaroca, haciéndolo más difícil de transportar y de acoplar a los montantes de una pared. Se han hecho intentos de formar tipos alternativos de tablaroca y materiales de tablaroca para superar las deficiencias de paneles de tablaroca actuales. Además, se han hecho intentos para aligerar el peso de paneles de tabla roca convencionales mientras que se retiene la fuerza del yeso de tablaroca convencional. Algunos ejemplos se resumen a continuación . La Patente de los E.U.A. No. 6,018,919 de Bodine describe un sistema de acabado de pared en el que un material de hoja se forma para cubrir una pared completa. El sistema de acabado de pared incluye un material de hoja que se diseña para que encoja después de la aplicación de la hoja en la pared. El material de hoja se elabora sobre un papel desprendible que se retira antes de la instalación, y puede cortarse para ajusfar con la pared antes o después de la aplicación. El material de hoja puede fijarse por un adhesivo, cinta adhesiva de doble cara para alfombras, o grapas, que después se cubren con acabado decorativo. Una pared completa puede terminarse utilizando este sistema, y en
algunos casos, sin uniones que interrumpan el plano de la pared. El material de hoja puede aplicarse sobre una variedad de substratos, incluyendo paredes de bloque, paredes de hormigón, paneles viejos, y tablaroca con acabado o sin acabado . Las Patentes de los E.U.A. Nos. 6,251,979, 6,391,958, y 6,403,688 de Luongo describen una composición de pladur que incluye una combinación de aglutinantes sintéticos seleccionados por su habilidad para establecer un enlace permanente reforzado en la etapa de secado final. Los aglutinantes sintéticos se combinan con un mineral expandido (por ejemplo, perlita y perlita triturada) , adhesivos aglutinantes orgánicos, agentes de secado, y endurecedores . Compuestos con base de sulfato de calcio (un material de relleno) , fibras de refuerzo, retardantes de fuego, repelentes de agua, y otros materiales a prueba de agua pueden agregarse a la composición. La composición de pladur se contiene dentro de una cubierta de materiales de papel resistentes al calor y humedad tratados. La invención utiliza un mineral expandido que físicamente se vuelve parte de la matriz compuesta debido a la formación compleja de aglutinantes que se acoplan al mineral, en vez de que el mineral actúe como un relleno. El mineral expandido puede incluirse en la composición en cualquier cantidad desde 13 a 60% de la composición de núcleo, de esta manera permitiendo
una reducción en la cantidad de yeso requerida para elaborar la composición de núcleo. La reducción en la cantidad de yeso reduce el peso de la estructura de pladur mientras que mantiene su fuerza. Se afirma que la composición de pladur es hasta 50% más ligera que las composiciones de panel de tablaroca actuales. En una modalidad preferida, el pladur formado de la composición de pladur incluye una chapa que se aplica a la capa superior del papel de revestimiento para proporcionar aumento de fuerza, resistencia a la humedad, retardación al fuego. Una capa trasera superior del papel de revestimiento puede tratarse para proporcionar mayor fuerza de flexión. La Patente de los E.U.A. No. 6,319,312 de Luongo describe la composición de pladur general descrita en la Patente de los E.U.A. No. 6,251,797 de Luongo descrita anteriormente. Sin embargo, en ésta invención, el aglutinante consiste de una mezcla de uno o más de los siguientes productos químicos: un polímero de vinil acetato, plásticos líquidos tales como uretanos y poliuretanos, polímeros acrílicos, polímeros alifáticos modificados basados en agua, soluciones de silicato de sodio solubles en agua, soluciones de polivinil cloruro basadas en agua, y polivinil alcoholes. Agentes de secado se emplean para : repeler rápidamente la humedad. Se afirma que al introducir vinil acetato, un copolímero de polivinil acetato, o un copolímero de vinil
acetato-etileno en la composición, la molécula compleja resultante es mucho más grande y extiende sus diversas ramas en todas direcciones. Este es un cambio deseable en la estructura polimérica de la molécula para un polímero de cadena con más ramificaciones que tiene un mayor peso molecular que produce -un adhesivo con mayor viscosidad, más rápida pegajosidad y mejores propiedades de fluido. Emulsiones de vinil acetato se eligieron y se prefieren sobre emulsiones acrílicas u otras con base en productos petroquímicos o plásticos líquidos. También se descubrió que la adición de pequeñas cantidades de aceleradores o agentes de reforzamiento pueden agregarse a la emulsión de polivinil acetato final para aumentar la fuerza y desempeño de la composición de fraguado compuesto final. La Patente de los E.U.A. No. 6,340,388 de Luongo describe la composición de pladur general descrita en la Patente de los E.U.A. No. 6,319,312- Luongo como se mostró anteriormente. En esta invención se descubrió que al variar las especificaciones de alimentación del horno (esto es, temperatura de 538 a 1,148.9°C (1000 a 2100°F), rango -de flujo CRE?, distribución de apresto de tamiz, y contenido interno de humedad del núcleo) , perlita se expande a una densidad intermedia con una estructura de pared de celda relativamente gruesa. Se determinó que una perlita expandida así es adecuada para usar en la presente invención. Se
describió que la composición preferida para el producto de pladur incluye un almidón, ácido bórico emulsión de vinil acetato, perlita, y yeso. Se estima que una composición asi, ofrece los mejores resultados para peso, fuerza, fraguado, y acoplado del núcleo de pladur. En un segundo descubrimiento, se encontró que un material mejorado de cubierta de pladur consiste en un papel resistente a la humedad color manila que consiste de una hoja de papel de revestimiento resistente a la humedad de color manila en el rango de 18.14 a 22.68 kg (40 a 50 libras) con una capa superior alterada. El papel colora manila incluye fibras vírgenes que tienen una longitud de 2.54 cm (1 in) o más. Se concluyó que la longitud extendida de las fibras proporciona un beneficio no previsto y no obvio en proporcionar una fuerza de rompimiento mayor que las estructuras de pladur previamente conocidas. Además, se afirma que al integrar una capa superior de pulpa virgen con capas de papel de pladur reciclado, se logran mayores fuerza y características de manejo en húmedo. La Publicación de Patente de los E.ü.A. No. 2001/0001218 Al de Luongo describe una composición de pladur general descrita en la Patente de los E.U.A. No. 6,340,388 de Luongo descrita anteriormente. En esta solicitud, se descubrió que la combinación de almidón, ácido bórico, y vinil acetato o una emulsión acrílica o de poliuretano sin- CVO (CVO = compuestos volátiles orgánicos, VOC = volátil
organic compounds ) con base en agua, es suficiente para acoplar la perlita para formar el núcleo de yeso. Se nota que el panel de construcción de la invención requiere un aglutinante adicional. Agregar otro polímero como una emulsión de vinil acetato o una emulsión acrílica o de poliuretano sin-CVO (CVO = compuestos volátiles orgánicos, VOC = volátil organic compounds) con base en agua, al polímero de almidón y ácido bórico permite que ocurra un entrelazamiento entre los tres componentes. En una escala molecular, las ramificaciones de la cadena de polímero se extienden en todas direcciones, sujetando el yeso y perlita, y aumentando la fuerza general del panel. El entrelazamiento del aglutinante con la cadena de polímero de almidón se lleva a cabo por el uso de boro o ácido bórico. La Publicación de Patente de los E.U.A. No. 2002/0017222 Al de Luongo describe la composición general de pladur descrita en la Publicación de Patente de los E.U.A. No. 2001/0001218 Al de Luongo descrita anteriormente. En esta solicitud, se descubrió que ciertos polímeros orgánicos (por ejemplo, resinas de anilina formaldehído, resinas de melamina formaldehído, resinas de urea formaldehído, y resinas de urea-melamina formaldehído) pueden combinarse con el polivinil acetato o polivinil alcohol para proporcionar un aglutinante alterno capaz de entrelazar totalmente con materiales inorgánicos de la composición para ' formar un
núcleo de compuesto fortalecido para un panel de construcción. También se encontró que la mezcla de polímeros orgánicos descrita aquí puede proporcionar mejores propiedades de adhesión y cohesión mientras produce un aglutinante de menor costo general sin embargo de total entrelazamiento . A pesar de la existencia de pladures de yeso, permanece una necesidad en la técnica por un panel de yeso mejorado que sea de bajo costo, demuestre resistencia mejorada al agua, propiedades mecánicas mejoradas, y que sea resistente al fuego. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Es un objetivo de la presente invención proporcionar un panel de tablaroca de peso ligero, delgado. El panel de tablaroca delgado puede ser formado substancialmente recto o puede estar formado para tener una forma no linear, predeterminada, deseada. El panel se forma de un revestimiento de gel, al menos una capa de polímero/yeso colocada adyacente al revestimiento de gel, y una capa de fibra de vidrio que forma una superficie externa opuesta al revestimiento de gel. La capa de yeso de polímero se forma de una composición de matriz que incluye una o más resinas poliméricas dispersables en agua y yeso. La composición de matriz puede también incluir un material de relleno, al menos un agente de acoplamiento, un ácido
orgánico, un acelerador, un endurecedor, y/o un polimero de entrelazamiento. El revestimiento de gel se forma de una composición de revestimiento de gel que incluye al menos un polimero soluble en agua, yeso, un agente de entrecruzamiento /o acelerador, y opcionalmente, un agente de acoplamiento y/o endurecedor. En una modalidad preferida, la composición de revestimiento de gel incluye melamina formaldehido como un agente de entrecruzamiento. El polimero dispersable en agua en la composición de matriz y el polimero soluble en agua en la composición de revestimiento de gel puede ser resina polimérica que es al menos parcialmente dispersable en agua e incluye resinas poliméricas tales como polímeros con base en acrílico, emulsiones epoxi, y polímero con base fenólica. Polímeros preferidos vienen de la familia de látexes acrílicos. La capa de fibra de vidrio es de preferencia una estera formada en húmedo que incluye fibras de vidrio de hebra en trozos de uso húmedo ( UCS = Wet üsed Chopped Strand) . El panel de tablaroca ligero puede estar formado por cualquier número de capas de la capa de fibra de vidrio. En una modalidad preferida, el panel de tablaroca delgado se forma de tres capas de la capa de fibra de vidrio húmeda. El revestimiento de gel puede tener una superficie lisa o con textura. La ausencia de fibras de vidrio en el revestimiento de gel permite una superficie extremadamente lisa del panel de tablaroca sin la necesidad de agregar un material de
revestimiento u otra cobertura externa, como se necesita en paneles de tablaroca convencionales. Además, el panel de tablaroca delgado es aproximadamente 1/3 del peso de paneles de tablaroca convencionales. El panel de tablaroca ligero, delgado, puede estar formado en tamaños mayores que los paneles de tablaroca, convencionales. Estas largas hojas de tablaroca delgada pueden cortarse para proporcionar puertas, ventanas, y semejantes, o moldeadas, como con una curva, para crear la forma deseada de un vehículo recreativo (VR) . Además, el panel de tablaroca delgado de la presente invención puede sujetarse a los montantes de una casa, edificio de oficinas, u otra superficie deseada con un adhesivo. La fuerza de la estera de fibra de vidrio que forma la capa de vidrio húmedo permite que la tablaroca delgada se sujete a una superficie con sujetadores mecánicos convencionales tales como clavos, tornillos, y/o grapas si se desea. Además, un panel de tablaroca de gran tamaño permitiría que una pared completa de una casa sea instalada y terminada en tablaroca de una sola vez. Al no tener que armar paneles de tablaroca de tamaño convencional más pequeños, la instalación de las hojas grandes de paneles de tablaroca de la invención es más fácil y rápida. Además, una pared que contiene una hoja delgada, grande de tablaroca de la invención no contiene ninguna juntura. El panel de tablaroca delgado tiene las ventajas de
ser de peso ligero y tener mayor fuerza, mayor resistencia al impacto, mayor resistencia al agua, la habilidad de ser adherido a una superficie con un adhesivo, y una resistencia al fuego clase ?. Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un panel compuesto para utilizar como un material de construcción. El panel compuesto incluye un revestimiento de gel y múltiples estratos o capas formadas de capas de polimero/yeso alternando con capas de estera de fibra de vidrio donde una capa de polimero/yeso se coloca cerca del revestimiento de gel y una estera de fibra de vidrio forma la superficie externa opuesta al revestimiento de gel. El revestimiento de gel se forma de una composición de revestimiento de gel descrita anteriormente. Similarmente, la capa de polimero/yeso se forma de una composición de matriz descrita anteriormente. La estera de fibra de vidrio es de preferencia una estera de vidrio formada en húmedo con un peso entre aproximadamente 24.41 y aproximadamente 244.13 g/m2 (0.5 y aproximadamente 5.0 lb/100 ft2) . Un panel compuesto de conformidad con la presente invención puede emplearse como un material de construcción, tal como un panel de tablaroca estructural, un producto tipo madera, o como una cubierta en la construcción de una casa u otro edificio. El panel compuesto proporciona ventajas a los paneles de tablaroca convencionales, madera, y cubierta externa en que
posee resistencia al fuego y fuerza y resistencia al impacto mejoradas. Es todavía otro objetivo de la presente invención proporcionar un método para formar un panel compuesto para emplearse como un material de construcción. Al formar el panel compuesto, una composición de revestimiento de gel como se describe en detalle anteriormente se aplica a la superficie de un molde u otra superficie despegable tal como una capa de polivinil cloruro (por ejemplo, un pedazo de revestimiento para pisos de vinilo) . La composición de revestimiento de gel puede aplicarse de cualquier manera convencional, tal como, por ejemplo, al rociar, aplicar con rodillo, o dosificar uniformemente la composición de revestimiento de gel en el molde u otra superficie despegable. Es deseable que el revestimiento de gel se aplique uniformemente para alcanzar una capa uniforme a través- del panel de tablaroca delgado. La composición de revestimiento de gel después se permite que endurezca. Típicamente, el endurecimiento del yeso en la composición de revestimiento de gel ocurre en aproximadamente de 10 a 30 minutos debido a las características de endurecimiento naturales del yeso y, si está presente en la composición de revestimiento de gel, la presencia de un acelerador o endurecedor. El revestimiento de gel así formado puede tener una superficie lisa o texturizada. Por ejemplo, la
composición de revestimiento de gel puede aplicarse a un molde con textura o a una superficie despegable texturizada tal como un revestimiento para suelo de vinilo para colocar una textura deseada a la superficie visible del panel de tablaroca delgado. Cuando la composición de revestimiento de gel se endurece, la composición de revestimiento de gel toma la forma y textura del molde u otra superficie despegable. Una vez que el yeso en la composición de revestimiento de gel de la capa de revestimiento de gel se ha endurecido, una capa o capas de polimero/yeso formadas de la composición de matriz descrita anteriormente se hacen capas alternas con una capa o capas de fibra de vidrio húmeda en el revestimiento de gel. La composición de matriz se aplica primero para que se coloque sobre el revestimiento de gel. No es necesario que el entrelazamiento de él o los polímeros en la composición de revestimiento de gel se complete cuando la composición de matriz se aplica ahí. Una vez que la formulación de matriz (capa o capas de polímero/yeso) ha alcanzado una fuerza en verde, el panel compuesto se retira del molde u otra superficie despegable. Es una ventaja de la presente invención que el panel de tablaroca delgado de la presente invención posee propiedades físicas mejoradas, tales como más fuerza, rigidez, resistencia al impacto, y resistencia al agua. Es otra ventaja de la presente invención que el
panel de tablaroca de la invención es resistente al fuego Clase A. ün rango de fuego Clase A significa que la tablaroca . de la invención no soportará la dispersión de propagación de llamas . También es una ventaja de la presente invención que la resina polimérica tanto en la composición de revestimiento de gel como en la composición de matriz proporcionan fuerza, flexibilidad, dureza, durabilidad, y- resistencia al agua al producto final. Por ejemplo, combinaciones de resina melamina formaldehído y resina acrilica producen revestimientos de buena calidad y tienen buena resistencia al clima, resistencia al agua, y resistencia a productos o sustancias químicas al producto compuesto final. Es todavía otra ventaja de la presente invención que la composición de revestimiento de gel fácilmente toma un diseño o patrón y puede pintarse en un solo revestimiento si se desea. Es otra ventaja de la presente invención que el panel de tablaroca delgado puede estar formado en hojas continuas grandes mientras se mantiene la fuerza y la resistencia al impacto. Otra ventaja de la presente invención es que las hojas de tablaroca delgadas pueden adherirse a una superficie sin utilizar sistemas de sujeción, mecánicos tales como clavos, grapas, y tornillos convencionalmente utilizados en
procesos de construcción. Sin embargo, el panel de tablaroca delgado también proporciona la ventaja de que puede utilizarse con esos sistemas de sujeción mecánicos con una reducción en la aparición de agrietamiento y otras fallas mecánicas . Es una característica de la invención que la composición de revestimiento de gel permite que el panel de tablaroca tenga una superficie extremadamente lisa sin la necesidad de agregar material de fachada u otro revestimiento externo, como se necesita en paneles de tablaroca convencionales . Otra característica de la presente invención es que los paneles de tablaroca delgados pueden formarse con esteras de clase "B", lo que ayuda a reducir los costos generales de elaboración y reducen la cantidad de desperdicio generado e introducido al ambiente. Todavía otra característica de la presente invención es que el panel de tablaroca delgado de la invención posee superior resistencia al agua, lo que beneficiará enormemente a los consumidores en una zona de inundación o en un área geográfica expuesta a huracanes. Es todavía otra característica de la presente invención que el componente de polímero permite que el panel de tablaroca de la invención se elabore sin estireno y el requisito de controles ambientales.
Los anteriores y otros objetivos, características, y ventajas de la invención aparecerán más completamente a continuación de una consideración de la descripción detallada que sigue.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las ventajas de esta invención serán aparentes con la consideración de la siguiente descripción detallada de la invención, especialmente cuando se toma junto con los dibujos acompañantes, en donde: La Figura 1 es una ilustración esquemática de un panel de tablaroca de peso ligero que tiene tres capas de polimero/yeso y tres capas de estera de fibra de vidrio de acuerdo con al menos una modalidad ejemplar de la presente invención; La Figura 2 es una ilustración esquemática de un panel de tablaroca de peso ligero curvo que tiene tres capas de polimero/yeso y tres capas de estera de fibra de vidrio de conformidad con al menos una modalidad ejemplar de la presente invención; La Figura 3 es una ilustración esquemática de un panel de tablaroca convencional; La Figura 4 es una ilustración esquemática de un panel compuesto que incluye una capa de polímero/yeso y una capa de estera de fibra de vidrio de acuerdo con al menos una modalidad de la presente invención; y La Figura 5 es una ilustración esquemática de un panel compuesto que tiene seis capas de polimero/yeso y seis capas de estera de fibra de vidrio de acuerdo con al menos una modalidad ejemplar de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA Y MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCIÓN A menos que se defina lo contrario, todos los términos técnicos y científicos utilizados aquí tienen el mismo significado como se entiende comúnmente por alguien con destreza ordinaria en la técnica a la que la invención pertenece. Aunque cualquier métodos y materiales similares o equivalentes a los descritos aquí pueden emplearse en la práctica o prueba de la presente invención, los métodos y materiales preferidos se describen aquí. En los dibujos, el grosor de las líneas, capas, y regiones pueden exagerarse para claridad. Deberá notarse que números iguales encontrados a lo largo de las figuras se refieren a elementos iguales. Los términos "arriba", "inferior", "lado", "superior", "inferior" y semejantes se utilizan aquí con el propósito de explicar únicamente. Deberá entenderse que cuando se hace referencia a un elemento como que está "sobre" otro elemento, puede estar directamente o contra el otro elemento o elementos que intervienen pueden estar presentes. Los términos "formulación" y "composición" pueden emplearse intercambiablemente aquí. Además, los términos "polímero" y "resina polimérica" pueden utilizarse indiferentemente. Además, los términos "relleno" y "material de relleno" pueden utilizarse indiferentemente aquí. La presente invención se refiere a un panel de
tablaroca de. peso ligero, delgado que puede o no puede tener una superficie texturizada y un método para elaborar el panel de tablaroca de peso - ligero de la invención. El panel de tablaroca se forma de capas alternadas de una formulación de matriz y una estera fibrosa de peso ligero colocada sobre un revestimiento de gel. El revestimiento de gel puede emplearse para tomar un diseño deseado de un molde u otra superficie texturizada y se convierte en una capa superior, (por ejemplo, área de superficie visible) del panel de tablaroca delgado. La composición de matriz forma un panel de yeso de peso ligero que incluye yeso y una resina polimérica que se dispersa al menos parcialmente en agua. La combinación de los componentes en la composición de matriz tienen un efecto sinérgico que crea un panel de tablaroca delgado que es resistente al agua, resistente al fuego, y que tiene propiedades mecánicas mejoradas. Aditivos tales como un material de relleno reductor de densidad y agentes de acoplamiento pueden agregarse a la composición de matriz. La composición de matriz incluye una o más resinas poliméricas que se dispersan al menos parcialmente en agua, y más preferiblemente, se dispersan totalmente en agua. La resina polimérica proporciona fuerza, flexibilidad, dureza, durabilidad, y resistencia al agua al producto final. El polímero puede estar en forma de un líquido, una emulsión, y/o un polvo. La resina polimérica no está limitada
particularmente, mientras que se disperse al menos parcialmente en agua. El polímero puede o no puede ser auto-entrelazador . Un polímero adicional tal como melamina formaldehído o urea formaldehído, que actúa como agente de entrelazamiento, puede agregarse para ayudar en la reacción de entrelazamiento, sin importar si el polímero es auto-entrelazador o no. Sin embargo, deberá apreciarse que si el polímero no es auto-entrelazador, se desea que un agente entrelazador tal como melamina formaldehído se agregue para catalizar y ayudar en la reacción entrelazadora. La reacción de entrelazamiento puede ocurrir lentamente con el tiempo en condiciones atmosféricas (típicamente durante un periodo de tiempo de aproximadamente dos semanas) . Cuando el entrelazamiento entre los polímeros ocurre y una red polimérica se forma alrededor del yeso, el peso molecular del polímero aumenta. Cuando el peso molecular del polímero aumenta, la composición se vuelve más rígida. La reacción de entrelazamiento puede acelerarse al calentar la composición a una temperatura moderada, tal como a una temperatura de entre aproximadamente 60 y aproximadamente 71°C (entre aproximadamente 140 y aproximadamente 160°F) , por un periodo predeterminado de tiempo. Se prefiere, sin embargo, que se permita que ocurra con el tiempo la reacción de entrelazamiento a temperatura ambiente. Resinas poliméricas adecuadas para su uso en la
composición pueden incluir, pero no se limitan a, polímero con base acrílica, emulsiones poliéster, emulsiones vinilacetato, emulsiones epoxi, y polímeros con base fenólica. Ejemplos específicos de polímeros que pueden usarse en la composición con base en fibra de vidrio incluyen polivinil alcohol (PVA) , polivinil cloruro (PVC) , cloruro de polivinil clorado (CPVC) , polietileno polipropileno, policarbonatos , poliestireno, stirenoacrilonitrilo, acrilonitrilo butadieno estireno, terpolímero de bloque acrílico/estireno/acrilonitrilo (ASA), polisufona, poliuretano, polifenilenosulfuro, resinas acetal, poliamidas, poliaramidas, poliimidas, poliésteres, elastómeros poliéster, ásteres de ácido acrílico, copolímeros de etileno y propileno, copolímero de estireno y butadieno, copolímeros de vinilacetato y etileno, y sus combinaciones. Además. La resina polimérica puede ser post industrial o grado de consumidor (remolido) . Polímeros preferidos vienen . de la familia de látexes acrílicos. Monómeros acrílicos usados para elaborar látexes acrílicos incluyen metil acrilato, etil acrilato, butil acrilato, y ácido acrílico. Combinaciones de estos monómeros pueden ser polimerizados en emulsión para elaborar resinas acrílicas . Estos polímeros típicamente contienen monómeros hidroxietil acrilato para impartir grupos hidroxilo a lo largo de la cadena de polímero. Estos polímeros que
contienen hidroxil se llaman acrilicos termofijos. Los acrilicos (R-OH) permiten entrelazamiento con otros polímeros tales como melamina formaldehido o urea formaldehido . En una modalidad preferida, el entrelazamiento ocurre a través tanto de los grupos hidroxilo como éter en melamina formaldehido, y se catalizan por un ácido. Ácidos y agentes que producen ácidos tales como ácido p-toluensulfónico y cloruro de amonio, que forman ácido clorhídrico, son catalizadores adecuados para la reacción de entrelazamiento. Combinaciones de resina melamina formaldehído y resina acrílica producen revestimientos de buena calidad y dan buena resistencia al agua y resistencia química al panel de tablaroca. El uso de estos polímeros permite que el panel de tablaroca formado por la presente invención que se elabore sin estireno y los controles ambientales requeridos. La o las resinas poliméricas pueden estar presentes en la composición de matriz en una cantidad desde aproximadamente 5.0% hasta aproximadamente 35% en peso de los sólidos activos en la composición, de preferencia desde aproximadamente 15% a aproximadamente 25% en peso de los sólidos activos. Un segundo componente de la composición de matriz de la invención es yeso. Yeso, también conocido como dihidrato de sulfato de calcio (CaS04*2 H20) , es un mineral natural derivado de la tierra. Cuando se calcina, tres cuartas partes del agua de cristalización se retira para
producir hemihidrato de sulfato de calcio (CaS04'l/2 H20) . Si la calcinación se lleva a cabo bajo presión, un yeso tipo -a se produce. Yeso-a tiene partículas con forma de aguja o de barra. Por otra parte, si la calcinación se lleva a cabo en presión atmosférica, un yeso tipo — ß se produce con partículas porosas con forma irregular. Aunque el yeso empleado en la composición de la invención puede ser un yeso- ce , yeso-/?, o una combinación de los mismos, yeso- ß es más preferible debido a su bajo costo y mayor habilidad para absorber agua comparado con yeso- a. Una ventaja de materiales con base en yeso en general es que pueden formarse, moldearse, y procesarse en un periodo corto de tiempo debido a las características naturales de endurecimiento y fraguado que ocurren rápido del yeso. Además, el yeso proporciona una propiedad de resistencia al fuego al panel de tablaroca. En la composición de matriz de la invención, el yeso absorbe agua y pasa de un estado parcialmente hidratado (estado que ocurre naturalmente) a un estado totalmente hidratado y se endurece) . El yeso puede estar presente en la formulación de matriz en una cantidad desde aproximadamente 35% hasta aproximadamente 65% en peso de los sólidos activos en la composición, de preferencia desde aproximadamente 40% a aproximadamente 60% en peso de los sólidos activos. Componentes adicionales pueden agregarse a la
composición de matriz para modificar propiedades del panel de tablaroca. Por ejemplo, rellenos de baja densidad pueden agregarse para reducir el costo, la densidad general del panel de tablaroca, y también pueden usarse como un extendedor. Si se desea un panel de tablaroca más denso, un relleno más denso, tal como carbonato de calcio puede emplearse. Ejemplos no limitantes de rellenos adecuados que pueden emplearse en la formulación de matriz incluyen perlita (perlita expandida) , carbonato de calcio, arena, talco, vermiculita, trihidrato de aluminio, materiales de polímero reciclado, microesferas , micro-burbujas, aserrín, fibras naturales, arcillas, silicato de calcio, grafito, caolín, óxido de magnesio, disulfuro de molibdeno, polvo de pizarra, sales de zinc, zeolitas, sulfato de calcio, sales de bario, tierra de diatomeas, mica, wollastonita, esquisto expandido, arcilla expandida, pizarra expandida, piedra pómez, fibras de vidrio de desecho redondas, vidrio en hojuelas, nano-partículas (tales como nano-arcilla, nano-talcos, y nano-TÍO2) , y/o materiales finamente divididos que reaccionan con hidróxido de calcio y álcalis para formar compuestos que poseen propiedades de cemento tales como cenizas volátiles, escoria de carbón, y sílice. El término "fibra natural" como se emplea aquí junto con la presente invención se refiere a fibras de- planta extraídas de cualquier parte de una planta, incluyendo, pero si limitarse a, el tallo, semillas, hojas,
raices, o floema. Ejemplos de fibras naturales adecuadas para usar como el material de fibra de refuerzo incluyen algodón, yute, bambú, ramio, bagazo, cáñamo, coco, tela, kenaf, sisal, lino, henequén, y sus combinaciones. Rellenos de baja densidad se prefieren para usarse en la formulación de matriz para reducir el peso del panel de tablaroca. Perlita es un material de relleno que reduce la densidad preferido debido a su bajo costo. En al menos una modalidad ejemplar, la perlita utilizada en la composición de matriz tiene una densidad desde 0.18 g/cc a 0.30 g/cc. Perlita, u otro u otros rellenos de baja densidad, pueden estar presentes en la formulación de matriz en una cantidad desde aproximadamente 0% hasta aproximadamente 10.0% en peso de los sólidos activos en la composición, de preferencia desde aproximadamente 4.0% hasta aproximadamente 8.0% en peso de los sólidos activos en la composición . La presencia de al menos un agente de acoplamiento en la formulación de matriz también puede proporcionar atributos deseables agregados. Por ejemplo, la presencia de un agente de acoplamiento ayuda a unir los componentes orgánicos (resina polimérica) e inorgánicos (perlita) de la formulación de matriz. En particular, la adición de un agente de acoplamiento a la composición aumenta la fuerza de unión entre la perlita y el polímero. Agentes de acoplamiento silano se prefieren debido a su habilidad para distribuirse
rápidamente en agua. Ejemplos de agentes de acoplamiento silano que pueden emplearse en la composición de matriz pueden caracterizarse por los grupos funcionales amino, epoxi, vinil, metacriloxi, ureido, e isocianato. En modalidades preferidas, los agentes de acoplamiento silano incluyen silanos que contienen uno o más átomos de nitrógeno que tienen uno o más grupos funcionales tales como amina (primaria, secundaria, terciaria, y cuaternaria) , amino, imino, amido, imido, ureido, o isocianato. Agentes de acoplamiento silano adecuados incluyen, pero no se limitan a, aminosilanos , ésteres silano, vinil silanos, metacriloxi silanos, epoxi silanos, silanos de azufre, ureido silanos, e isocianato silanos. Cuando agentes de acoplamiento silano se utilizan, una pequeña cantidad de un ácido orgánico (tal como ácido acético, ácido fórmico, ácido succinico, y/o ácido cítrico) pueden agregarse para regular el pH de la composición, de preferencia a un pH de aproximadamente 3 a aproximadamente 6.5. Ácido acético es el ácido orgánico más preferido para utilizar en la composición de matriz de la invención. Ejemplos específicos no-limitantes de agentes de acoplamiento silano para usar en la composición de la invención incluyen ? -aminopropiltrietoxisilano (A-1100) , n- trimetoxi-silil-propil-etilen-diamina (A-1120) , y ? - glyicidoxipropíltrimetoxisilano (A-187) . Otros ejemplos no-
limitantes de agentes de acoplamiento silano se presentan en la Tabla 1. Todos los agentes de acoplamiento identificados anteriormente y en la Tabla 1 se encuentran disponibles comercialmente de GE Silicones. TABLA 1 Silaños Etiqueta Silano Esteres octiltrietoxisilano A-137 metiltrietoxisilano A-162 metiltrimetoxisilano A-163 Vinil Silanos viniltrietoxisilano A-151 viniltrimetoxisilano A-171 vinil- tris- (2-metoxietoxi) A-172 silano Metacriloxi Silanos ? -metacriloxipropil- A-174 trimetoxisilano Epoxi Silanos ß- (3, -epoxiciclohexil) - A-186 etiltrimetoxisilano Silanos de azufre ? -mercaptopropiltrimetoxisilano A-189 Amino Silanos ? -aminopropiltrietoxisilano A-1101
A-1102 aminoalkil silicona A-1106 -aminopropiltrimetoxisilano A-1110 silano triaminofuncional A-1130 bis- ( ? - A-1170 trimetoxisililpropil) amina silano poliazamida sililado A-1387 Ureido Silanos / -ureidopropiltrialcoxisilano A-1160 ? -ureidopropiltrimetoxisilano Y-11542 Isocianato Silanos ? ~ A-1310 ?socianatopropiltrietoxisilano
De preferencia, el agente de acoplamiento silano es un aminosilano o un diaminosilano . El agente de acoplamiento puede estar presente en la composición en una cantidad desde aproximadamente 0% a . aproximadamente 5.0% en peso de los sólidos activos en la composición, de preferencia desde aproximadamente 0.01% a aproximadamente 2.0% en peso de los sólidos activos. Un acelerador puede agregarse a la composición de matriz para aumentar velocidad en que el yeso se endurece o fragua. Un acelerador preferido es un sulfato de aluminio. Sin embargo, cualquier acelerador adecuado identificable por
alguien con destreza en la técnica puede emplearse, tal como, por ejemplo, sulfato de potasio, alabastro, hexafluorosilicato de sodio, cloruro de sodio, fluoruro de sodio, sulfato de sodio, sulfato de magnesio, y cloruro de magnesio. El acelerador puede estar presente en la formulación de matriz en una cantidad desde aproximadamente 1.0% en peso de los sólidos activos en la composición, de preferencia hasta aproximadamente 0.5% en peso de los sólidos activos de la composición. Deberá apreciarse que la cantidad del acelerador agregado a la composición puede afectar dramáticamente en que tan rápido se endurece el yeso. Por ejemplo, una gran cantidad de acelerador agregado a la composición de matriz causará que el yeso fragüe más rápidamente que si una cantidad más pequeña de acelerador se agrega a la composición. En otras palabras, una mayor cantidad de acelerador aumentará más rápidamente la velocidad en la que el yeso se endurece en comparación con una cantidad menor de acelerador agregado. Además, un endurecedor o agente de endureciemiento tal como sulfato de amonio o cloruro de amonio puede agregarse a la composición para aumentar la velocidad de entrelazamiento y la densidad de entrelazamiento. El endurecedor puede estar presente en la composición de matriz en una cantidad de hasta aproximadamente 1.0% en peso de los sólidos activos en la composición. Aditivos adicionales tales
como dispersantes, agentes anti-espumado, modificadores de viscosidad, y/u otros agentes procesadores pueden agregarse a la composición de matriz. Para crear la composición de matriz que pueda utilizarse para elaborar el panel de tablaroca de peso ligero, los componentes secos de la composición, tales como, por ejemplo, melamina formaldehido, yeso, y relleno (por ejemplo, perlita) pueden mezclarse en seco en un contenedor para formar una mezcla seca. Componentes húmedos de la composición, tales como agua, el polímero de emulsión, y el o los agentes de acoplamiento se agitan en un segundo contenedor hasta que se mezclan. La mezcla seca puede añadirse lentamente a los componentes húmedos en el segundo contenedor mientras se agita hasta que la mezcla seca se agrega y la composición resultante está bien mezclada. La cantidad de agua en la composición de matriz puede variar dramáticamente en base a las propiedades mecánicas deseadas del panel de tablaroca, pero agua está típicamente presente en la composición de matriz en una cantidad de aproximadamente 1/3 de la cantidad de yeso presente. Deberá apreciarse, sin embargo, que las cantidades de uno o más de los componentes de la composición de matriz pueden variar fuera de los rangos mencionados anteriormente y las cantidades de los componentes de la composición de matriz dependen finalmente del uso destinado del panel de tablaroca,
tal como, por ejemplo, si el uso del panel de tablaroca es destinado como un panel de tablaroca interior, un forro, una gran hoja continua de panel de tablaroca (por ejemplo, 2.44 m (8 pies) de altura por 12.2 m (40 pies) de longitud), o un panel o placa de madera. Sin desear estar ligados por teoría, se cree que las propiedades mecánicas pueden optimizarse para estos diversos usos por la química de la composición de matriz. La composición del revestimiento de gel puede estar formada de al menos un polímero soluble en agua, yeso, uno o más agentes entrelazantes (cada uno de los cuales se describen con detalle anteriormente con respeto a la composición de matriz), y agua. Adicionalmente, un agente de acoplamiento tal como se describe anteriormente puede agregarse a la composición de revestimiento de gel para ayudar a liberar el revestimiento de gel de un molde o superficie con textura. Además,. la composición de revestimiento de gel puede incluir opcionalmente un acelerador y/o un agente endurecedor. La composición de revestimiento de gel de preferencia contiene melaminda formaldehído como un agente de entrelazamiento para ayudar a entrelazar el o los polímeros en la composición de revestimiento de gel. El polímero soluble en agua, yeso, agente de entrelazado, y el o los agentes de acoplamiento en la composición de revestimiento de gel pueden ser o no el
mismo compuesto como se utiliza en la composición de matriz. El polímero soluble en agua puede estar presente en la composición de revestimiento de gel en una cantidad desde' aproximadamente 10% a aproximadamente 30% en peso de los sólidos activos en la composición de revestimiento de gel, de preferencia en una cantidad desde aproximadamente 15% hasta aproximadamente 25% en peso de los sólidos activos. El yeso puede estar presente en la composición de revestimiento de gel en una cantidad desde aproximadamente 40% hasta aproximadamente 70% en peso de los sólidos activos en la composición de revestimiento de gel, de preferencia en una cantidad desde aproximadamente 50% hasta aproximadamente 60% en peso de los sólidos activos. El agente de entrelazado puede estar presente en la composición de revestimiento de gel en una cantidad desde 0% hasta aproximadamente 15% en peso de los sólidos activos en la composición de revestámiento de gel, de preferencia en una cantidad desde aproximadamente 4.5% a aproximadamente 6.5% en peso de los sólidos activos, ün acelerador puede estar presente en la composición de revestimiento de gel en una cantidad desde 0% a aproximadamente 0.1% en peso de los sólidos activos en la composición de revestimiento de gel, de preferencia en una cantidad desde aproximadamente 0.01 a 0.1% en peso de los sólidos activos. Además, un agente endurecedor puede estar presente en la composición de revestimiento de gel en una
cantidad desde 0% hasta aproximadamente 0.1% en peso de los sólidos activos en la composición de revestimiento de gel, de preferencia en una cantidad desde aproximadamente 0.1 hasta 0.1% en peso de los sólidos activos. El agente de acoplamiento puede estar presente en una cantidad desde aproximadamente 1.0% en peso de los sólidos activos de la composición de revestimiento de gel. La composición de revestimiento de gel puede mezclarse de una manera consistente con la de la composición de matriz en donde los componentes secos (por ejemplo, melamina formaldehido y yeso) se mezclan por separado y se agregan a una mezcla de los componentes húmedos (por ejemplo, agua y el o los agentes de acoplado) en un contenedor separado hasta que los componentes húmedos y secos de la composición de revestimiento de gel se mezclan bien. En una modalidad ejemplar de la invención, un panel de tablaroca de múltiples capas, de peso ligero, se elabora en un proceso de moldeado a mano, con molde abierto. Un panel de tablaroca de peso ligero 10 que incluye un gel seco de revestimiento y capas alternantes de la composición de matriz descrita anteriormente y capas de estera de vidrio se ilustra en la Figura 1. Deberá apreciarse que el panel de tablaroca delgado 10 puede formarse substancialmente recto, como se muestra en la Figura 1, o puede estar formado para tener una figura, no linear deseada. Como se emplea aqui, el término
"substancialmente recto" indica que el panel de tablaroca es recto o casi recto. Por ejemplo, un molde curvo puede utilizarse para producir un panel de tablaroca curvo 10 como se muestra en la Figura 2. Al elaborar el panel de tablaroca de peso ligero 10 mostrado en las Figuras 1, 2, y 4, una composición de revestimiento de gel de conformidad con la presente invención se aplica a la ^superficie de un molde u otra superficie liberable tal como una capa de polivinil cloruro (PVC) . La composición de revestimiento de gel puede aplicarse de cualquier manera convencional, tal como, por ejemplo, rociar, enrodillar, o dosificar uniformemente la composición de revestimiento de gel en le molde o superficie liberable. Se desea que la composición de revestimiento de gel se aplique uniformemente para alcanzar una capa uniforme o una capa los más uniformemente posible a través del panel de tablaroca terminado. Luego se permite que la composición de revestimiento de gel endurezca y forme un revestimiento de gel 12. Típicamente, el endurecimiento del yeso en la composición de revestimiento de gel ocurre en aproximadamente 10 a 30 minutos debido a las características naturales de endurecimiento del yeso (por ejemplo, la rápida reacción de hidratación del yeso con el agua) , y, si está presente en la composición de revestimiento de gel, el endurecimiento rápido del yeso también es un resultado de la acción del acelerador o agente de endurecimiento. El revestimiento de gel 12
formado de ésta manera puede tener una superficie lisa o texturizada. Por ejemplo, la composición de revestimiento de gel puede aplicarse a un molde texturizado o a una superficie liberable texturizada tal como revestimiento para suelo de vinil para colocar una textura deseada sobre la superficie visible del panel de tablaroca delgado. Cuando se endurece, la composición de revestimiento de gel toma la forma y textura del molde o la superficie liberable La ausencia de fibras de vidrio en la capa de revestimiento de gel 12 permite una superficie extremadamente lisa sobre el panel de tablaroca sin la necesidad de agregar un material de cubierta u otro revestimiento externo, tal como se necesita en un panel de tablaroca convencional como se ilustra en la Figura 3. Además, el revestimiento de gel proporciona una superficie que se pinta fácilmente en una sola capa de pintura. Una vez que el yeso en la composición de revestimiento de gel del revestimiento de gel 12 se endurece, una capa o capas formadas de la composición de matriz se estratifican alternando con una capa de fibra de vidrio o capas 16 sobre el revestimiento de gel 12, con la composición de matriz aplicada sobre el revestimiento de gel 12. La formulación de matriz forma una capa de polimero/yeso 14 en el panel de tablaroca 10. Deberá notarse que no es necesario que el entrelazamiento de el o los polímeros en la composición de revestimiento de gel esté completo cuando la
composición de matriz se aplica. Además, es deseable que la formulación de matriz se encuentre en un estado liquido o semi-liquido para que la formulación de matriz pueda saturar al menos parcialmente la capa de fibra de vidrio 16. Una vez que la formulación de matriz (esto es, la o las capas de polimero/yeso) han alcanzado una suficiente fuerza en verde, el panel de tablaroca se retira del molde u otra superficie liberable. No se requiere que la reacción de entrelazamiento entre los polímeros esté completa antes de que el panel de tablaroca se retire del molde o superficie liberable. De hecho, la reacción de entrelazamiento entre los polímeros en la composición de matriz típicamente ocurre por un periodo de tiempo después de que el panel de tablaroca se ha retirado del molde o superficie liberable. En una modalidad preferida, tres capas de la capa de fibra de vidrio 16 se utilizan para formar el panel de tablaroca delgado, texturizado. Una de las capas de fibra de vidrio 16 se coloca sobre una superficie externa del panel de tablaroca, delgado. La capa de fibra de vidrio 16 de preferencia contiene fibras de vidrio húmedas y es deseable en la forma de una estera formada en húmedo que incluye fibras de vidrio de hebra en trozos de uso húmedo ( UCS) . Esteras preferidas para uso como la capa de vidrio húmeda 16 incluyen esteras en forma de capas o ripias con base WUCS disponibles de Owens Corning (Toledo, Ohio, USA) con peso
entre aproximadamente 24.41 y aproximadamente 244.13 g/m2 (aproximadamente 0.5 y aproximadamente 5.0 lb/100 ft2) , de preferencia entre aproximadamente 73.24 y aproximadamente 122.06 g/m2 (aproximadamente 1.5 y aproximadamente 2.5 lb/100 ft2) , más preferible menos que aproximadamente 97.65 g/m2 (aproximadamente 2 lb/100 ft2) , y más preferiblemente entre aproximadamente 85.44 y aproximadamente 95.21 g/m2 (aproximadamente 1.75 y aproximadamente 1.95 lb/100 ft2) . De acuerdo con la presente invención, no es necesario utilizar esteras de fibra de vidrio clase "A". Esteras clase "B", o esteras con un defecto no estructural de algún tipo (por ejemplo, un defecto visual) que causaría que la estera fuera de otra manera desechada, puede utilizarse al formar el panel de tablaroca delgado, sin ninguna reducción en fuerza u otras propiedades mecánicas/físicas. Utilizar esteras de clase "B" en los paneles de tablaroca de la presente invención ayuda a reducir los costos de elaboración generales y reduce la cantidad de desperdicio generado e introducido al ambiente. Aunque la capa de fibra de vidrio 16 se describe aquí con referencia a una estera de vidrio formada en húmedo, una modalidad preferida, la capa de fibra de vidrio 16 puede estar formada de esteras compuestas de otros tipos de fibras, tales como, pero sin limitarse a, fibras sintéticas tales como polipropileno o polietileno, fibras naturales, una estera de hebra continua, o una estera de vidrio de hebra en
trozos que no está formada por fibras WUCS. Las características físicas del panel de tablaroca 10 son al menos parcialmente dependientes del tipo de estera elegida para formar la capa 16, y deberá apreciarse que no todas las esteras proporcionan las mismas características físicas de las esteras de fibra de vidrio. El panel de tablaroca 10 ilustrado en la Figura 1 puede utilizarse en la misma manera y tiene el mismo tamaño que tablaroca convencional (esto es, 1.22 m (4 pies) de ancho por 2.44 m (8 pies) de largo), pero el panel de tablaroca delgado de la invención tiene un grosor de aproximadamente 1/3 del tamaño de tablaroca convencional y es más ligero y fuerte. En al menos una modalidad ejemplar de la presente invención, el panel de tablaroca delgado 10 se forma en tamaños mucho mayores que paneles de tablaroca convencionales, tales como, por ejemplo, hojas continuas que son de 2.44 m (8 pies) de ancho y 12.2 m (40 pies) de largo. Deberá- apreciarse que el tamaño de 2.44 m (8 pies) por 12.2 m (40 pies) del panel de tablaroca de la invención es sólo un ejemplo de los muchos tamaños de tablaroca delgado que pueden existir de acuerdo con la presente invención. También deberá apreciarse que cualquier número de otros tamaños de tablaroca delgado de la invención pueden estar formados de más grandes que el tamaño convencional de 1.22 m: (4 pies) por 2.44 m (8 pies) . Éstas hojas grandes del panel de tablaroca delgado 10
de la invención pueden emplearse ventajosamente en la elaboración de casas prefabricadas o en la construcción de un vehículo recreativo (RV= Recreational Vehicle) . Las hojas grandes de tablaroca delgado pueden cortarse para proporcionar puertas, ventanas, y semejantes, o moldeados, tal como con una curva, para conformar la forma deseada del RV. A diferencia de tablaroca convencional, el panel de tablaroca delgado 10 de la presente invención puede estar adherido a los pernos de una casa, edificio de oficinas, u otra superficie deseada por un adhesivo. Al adherir el panel de tablaroca delgado 10 a una superficie designada con un adhesivo, se ahorran tiempo y costos. Es posible fijar el panel de tablaroca delgado 10 a una superficie con sujetadores mecánicos convencionales tales como clavos, tornillos, y/o grapas. La fuerza de la estera de fibra de vidrio que forma la capa de vidrio húmeda 16 proporciona suficiente fuerza para mantener el sujetador mecánico y fijar firmemente el panel de tablaroca de la invención a la superficie designada. Sin embargo, éste no es un método preferido de adhesión debido a que los agujeros de clavo o agujeros de tornillo deberán rellenarse y alisarse para proporcionar una superficie terminada, para pintar, a diferencia de cuando un adhesivo se utiliza para adherir el panel de tablaroca delgado 10 a una superficie. Además, en
una modalidad donde el panel de tablaroca 10 se forma en un gran tamaño (por ejemplo, 2.44 m (8 pies) por 12.2 m (40 pies) ) , el gran tamaño del panel de tablaroca delgado 10 permitirá, por ejemplo, que una pared completa de una casa se elabore de tablaroca de una sola vez. Al no tener que acoplar paneles de tablaroca pequeños convencionales, instalación de las grandes hojas del panel de tablaroca de la invención es más fácil y rápido. Además, una pared que contiene una hoja delgada, grande de tablaroca de la invención 10 no contiene junturas. Las junturas conectando las piezas de tablaroca estarían presentes en las esquinas del cuarto, y no colocadas intermitentemente a lo largo de la pared como con paneles de tablaroca convencionales. Otras modalidades de la presente invención incluyen paneles de compuesto 25 tal como se ilustra en la Figura 4 que tienen un revestimiento de gel 12, una capa de polímero/yeso 14 que se forma de la formulación de matriz colocada sobre el revestimiento de gel 12, y una sola capa de vidrio húmeda 16 colocada sobre la capa de polimero/yeso 14. Así como con el panel de tablaroca de capa delgada 10 descrito anteriormente, el revestimiento de gel 12 en el panel compuesto 25 puede tener una superficie lisa o con una textura deseada. El panel compuesto 25 puede emplearse como una chapa. Por ejemplo, el panel compuesto 25 puede utilizarse, tal como, por ejemplo, una capa de revestimiento
en tablaroca convencional o sobre una pared con paneles en un sótano . En otra modalidad alterna, un panel compuesto puede formarse utilizando más de tres capas de la capa de fibra de vidrio húmeda 16. Por ejemplo, un panel compuesto puede estar formado por múltiples estratos (capas) formadas de la capa de polimero/yeso 14 alternando con la capa de fibra de vidrio húmeda 16. Como se muestra en el ejemplo ilustrado en la Figura 5, un panel compuesto 30 tiene seis capas de la capa de fibra de vidrio 16 (por ejemplo, estera de fibra de vidrio) puede formarse. Asi como con las modalidades descritas anteriormente, el panel compuesto 30 tiene un revestimiento de gel 12 formado de la composición de revestimiento de gel con capas alternantes de la capa de yeso/polímero 14 formada de la composición de matriz y las capas de fibra de vidrio húmedas 16. Un panel compuesto 30 de conformidad con la presente invención puede emplearse como un material de construcción, tal .como, por ejemplo, para revestir en la construcción de una casa u otro edificio. El panel compuesto 30 proporciona ventajas al revestimiento convencional en que posee resistencia al clima, resistencia al fuego, fuerza y resistencia al impacto mejorada, y es de peso ligero y fácil de instalar. En otra modalidad alterna, es posible formar un material similar a madera que tiene propiedades estructurales si se proporcionan suficientes
capas de fibra de vidrio 16. El panel de tablaroca de peso ligero 10 puede emplearse como reemplazo de paneles de yeso convencionales tal como el panel de tablaroca convencional 20 ilustrado en la Figura 3. En paneles de tablaroca convencionales 20, un núcleo de yeso 22 se coloca entre las dos capas de revestimiento 24. La capa de revestimiento 24 puede seleccionarse de materiales que proporcionan propiedades físicas, mecánicas y/o estéticas deseadas. Ejemplos de materiales que pueden emplearse como las capas de revestimiento 24 incluyen una maya de fibra de vidrio, un velo o tela, materiales tejidos o no tejidos, y papel u otros artículos de celulosa. Capas de revestimiento 24 contribuyen venta osamente flexibilidad, resistencia a desclavado, y fuerza de impacto en los materiales que forman el núcleo de yeso 22. Además, los materiales de revestimiento 24 pueden proporcionar una superficie bastante durable y/u otras propiedades deseables tal como una superficie decorativa al panel de tablaroca convencional 20. El núcleo de yeso 22 típicamente contiene yeso, opcionalmente algunas fibras de vidrio en trozos húmedas 26, sustancias o productos químicos resistentes al agua, aglutinantes, aceleradores, y rellenos de baja densidad. Deberá notarse, sin embargo, que las fibras de vidrio 26 están presentes en el núcleo de yeso 22 en una cantidad mucho menor (por ejemplo, hasta aproximadamente 0.2%
en peso fibras de vidrio) que la cantidad de fibras de vidrio utilizadas en la capa de fibra de vidrio húmeda 16 de la presente invención. A diferencia de paneles de tablaroca convencionales 20, el panel de tablaroca delgado 10 tiene las ventajas de ser de peso ligero y tener mayor fuerza, mayor resistencia al impacto, mayor resistencia al agua, y puede adherirse a una superficie por un adhesivo. Adicionalmente , el panel de tablaroca delgado 10 puede alcanzar estas propiedades ventajosas en pesos menores que tablaroca convencional. El panel - de tablaroca delgado 10 puede ser producido en-línea (por ejemplo, en una manera continua), o fuera-de-linea. De preferencia, la elaboración del panel de tablaroca delgado 10 se conduce en-linea para aumentar la eficiencia de elaboració . Una ventaja de la composición de revestimiento de gel y la composición de matriz de la presente invención es que forman un panel de tablaroca delgado que es resistente Clase A al fuego. Por ejemplo, el yeso proporciona resistencia al fuego al panel de tablaroca de la invención. Un rango Clase A de fuego quiere decir que un panel de tablaroca delgado elaborado de ¦ la composición de revestimiento de gel de la invención y las composiciones de matriz.no soportaran la dispersión o propagación de llamas. Además, la formulación de matriz de la presente
invención imparte propiedades físicas mejoradas, tales como fuerza mejorada, rigidez, y mayor resistencia al impacto al panel de tablaroca de peso ligero terminado. También es ventajoso que la resina polimérica proporciona fuerza, flexibilidad, resistencia, durabilidad, y resistencia al agua al panel de tablaroca de la invención. En particular, combinaciones de resina de melamina formaldehído y resina acrílica producen revestimientos de buena calidad y dan buena resistencia al clima, resistencia al agua, y resistencia a químicos al panel de tablaroca final o compuesto de panel como se describe aquí. Habiendo descrito en general esta invención, mayor entendimiento puede obtenerse con referencia al ejemplo específico ilustrado a continuación que se proporciona por propósitos ilustrativos únicamente y no se pretende que incluya todo o limite a menos que de otra forma se especifique . Ejemplo: Panel de Tablaroca Delgado Pequeñas muestras de paneles de tablaroca delgado se prepararon al formar (1) una composición de revestimiento de gel formada de -yeso, una emulsión de látex poliacrílico, un agente de acoplamiento epoxi silano, y melamina formaldehído y (2) una formulación de matriz formada de a-yeso, una emulsión de látex poliacrílico, un agente de acoplamiento silano, melamina formaldehído, y un acelerador
(sulfato de amonio) de conformidad con la presente invención. La composición de revestimiento de gel y la composición de matriz se formaron cada una individualmente al mezclar en seco los componentes secos (a-yeso, melamina formaldehído, y sulfato de amonio (sólo en el caso de la composición de matriz)) se mezclaron en seco en un contenedor. Los componentes húmedos (la emulsión de látex poliacrilico y agente de acoplamiento) se mezclaron en un contenedor de mezcla. Los componentes secos se agregaron gradualmente al contenedor de mezcla hasta que los componentes húmedos y secos se mezclaron totalmente. La composición de revestimiento de gel resultante y la composición de matriz se usaron para elaborar muestras de 30.48 x 30.48 cm (12 x 12") de paneles de tablaroca delgados que incluyen entre 1 a 5 capas de estera en forma de capa de Owens Corning de 95.2 g/m2 (1.95 Ib/ ft2) . La composición de revestimiento de gel se aplicó al molde y se dejó endurecer antes de la aplicación de la composición de matriz. Capas alternantes de estera de vidrió y composición de matriz se aplicaron entonces, con una estera de vidrio formando la superficie externa del panel de tablaroca en sentido opuesto al revestimiento de gel. Después de que pasa suficiente tiempo, las muestras de tablaroca delgada se retiran del molde. Las propiedades físicas de las diversas muestras de tablaroca se muestran en la Tabla 2.
TABLA 2
Muestras de tablaroca delgado de la invención de dos- capas y de tres-capas se probaron por diversas propiedades mecánicas, incluyendo resistencia a tensión (ASTM D638) , modulo de tracción (ASTM D638), y resistencia al impacto Izod (sin muesca) (ASTM D4812) . Estas muestras de tablaroca delgada de dos y tres capas también se prueban por absorción al agua después de los procedimientos de prueba presentados
en ASTM D570. Los resultados de la prueba mecánica se presentan en la Tabla 3.
TABLA 3 Muestra de Muestra de tablaroca tablaroca tablaroca
Método convención delgada de delgada de Unida de Propiedad al de estera de estera de des Prueba 15.88 mi vidrio de 2 vidrio de 3 (5/8") capas capas
cm 1.588 .229 Grosor .33 (0.130) (in) (0.625) (0.090) ResisMPa ASTM 2.08 16.47 26.87 tencia a (psi D638 (302) (2,389) (3,897) Tensión ) MPa ASTM Módulo de 29.65 8880.45 9045.92 (ksi D638 Tracción (4.30) (1,288) (1,312) ) kg/c Impacto ASTM m .09 Izod (sin .55 (3.076) .76 (4.257) D4812 (in- (0.483) entalle) 1b) ASTM Absorción % 44.6 1.6 1.5 D570 de Agua
Se puede concluir de la Tabla 3 que las muestras de tablaroca delgada de dos y tres capas poseen una mayor resistencia a tensión que la tablaroca convencional sometida a prueba. Además, el refuerzo de vidrio en muestras de tablaroca ocasionó un gran incremento en las fuerzas de impacto del panel de tablaroca de la invención sobre la tablaroca convencional sometida a prueba. Aún más, mientras la cantidad de capas en las esteras de vidrio aumentan de dos a tres capas, las fuerzas de tensión aumentan substancialmente . Se cree que mientras más esteras de vidrio se agreguen al panel de tablaroca de la invención a manera de capas con la composición de matriz, la resistencia al impacto del panel de tablaroca de la invención continuará aumentando. Adicionalmente, se puede ver de la Tabla 3 que ambas muestras de tablaroca de dos y tres capas absorbieron significativamente menos agua que la tablaroca convencional. Esta disminución en absorción de agua es significativa en que los paneles de tablaroca de la invención pueden emplearse en áreas propensas a recibir mucha agua, tal como en un terreno inundable o una zona de huracanes sin arruinar el panel de tablaroca de la invención. También, deberá notarse que todas las muestras de panel de tablaroca de la invención sometidas a prueba fueron más delgadas que la tablaroca convencional (Panel 5) . Una ventaja proporcionada por la delgadez del
panel de tablaroca de la invención es que se puede transportar más producto de una sola vez, de esa manera ahorrando en costos de transporte. Por lo tanto, puede concluirse de la Tabla 3 que los paneles de tablaroca de la invención tienen aumentado resistencia al impacto, mejorado resistencia a tensión, y disminuido absorción de agua en productos que son más delgados que tablaroca convencional. La invención de esta solicitud se ha descrito anteriormente tanto genéricamente como con respecto a modalidades especificas. Aunque la invención ha sido presentada en lo que se cree que son las modalidades preferidas, una amplia variedad de alternativas conocidas por aquellos con destreza en la especialidad pueden seleccionarse dentro de la descripción genérica. La invención no se limita de otra forma, excepto por la recitación de las reivindicaciones presentadas a continuación.