MX2011005831A - Materiales para isonorizacion acustica y metodos para obtenerlos. - Google Patents

Abstract

Una estructura laminada comprende una primera capa externa y una segunda capa externa; una capa interna colocada entre las capas externas primera y segunda; una primera capa adhesiva colocada entre la primera capa externa y la capa interna, en la que la primera capa adhesiva forma un patrón para cubrir sólo una primera porción de la capa interna; y una segunda capa adhesiva colocada entre la segunda capa externa y la capa interna, en la que la segunda capa adhesiva forma un patrón para cubrir sólo una segunda porción de la capa interna en un lado opuesto de la primera capa adhesiva, y en la que la primera porción es diferente de la segunda porción.

Description

MATERIALES PARA INSONORIZACIÓN ACÚSTICA Y MÉTODOS PARA OBTENERLOS REFERENCIA CRUZADA A LA SOLICITUD RELACIONADA Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud de Patente Provisional U.S. n° 61/352.142, presentada el 7 de junio de 2010, cuya descripción se incorpora aquí en su totalidad mediante esta referencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere generalmente a materiales de construcción, y, más particularmente, a materiales para insonorización acústica que reducen la transmisión de sonido de una habitación a una habitación adyacente. También se describen métodos para obtener el material para insonorización acústica.

El control del ruido es una preocupación económica y de política pública en rápido crecimiento para la industria de la construcción. Se solicitan y se necesitan áreas con un aislamiento acústico elevado (denominadas habitualmente como "insonorizadas") para una variedad de fines. Los apartamentos, condominios, hoteles, escuelas y hospitales requieren todos habitaciones con puertas, paredes, techos y suelos que reduzcan la transmisión de sonido, minimizando de ese modo, o eliminando, la molestia a personas en habitaciones adyacentes. La insonorización es particularmente importante en edificios adyacentes al transporte público, tales como autopistas, aeropuertos y líneas de ferrocarril. Una medida de la seriedad de los aspectos del control de ruido residencial y comercial de múltiples partes es la aparición ampliamente extendida de códigos de edificios modelo y guías de diseño que especifican clasificaciones mínimas de Clase de Transmisión de Sonido (STC) para estructuras de paredes y puertas específicas dentro de un edificio.

En el pasado, las paredes se hacían típicamente de machones, con cartón-yeso sobre ambas superficies exteriores de los machones, y pantallas o tabiques acústicos colocados habitualmente entre los machones, en un intento para reducir la transmisión de sonido desde una habitación a la siguiente.

Desafortunadamente, incluso las mejores de tales paredes, que usan cartón- yeso estándar, son capaces de reducir sólo la transmisión de sonido en aproximadamente 30 db, y gran parte de ellos se centra en el intervalo medio y en frecuencias altas en lugar de frecuencias más bajas, que provocan la 5 mayoría de las quejas residenciales y comerciales.

Para reducir este problema, han aparecido diversas técnicas y productos. Por ejemplo, la sustitución de machones de madera por machones de acero, canales resilientes para separar y aislar los paneles de cartón-yeso de los machones, barreras de vinilo cargadas con masa, tablero de celulosa í o para insonorización, aislamiento con guata de celulosa y de fibra de vidrio, y técnicas tales como construcción con vigas en zigzag y vigas dobles. Todos ellos ayudan a reducir la transmisión de ruido, pero, nuevamente, no hasta tal punto de que, en una habitación dada, se evite que ciertos sonidos (por ejemplo, frecuencias más bajas, decibelios elevados) sean transmitidos a una 15 habitación adyacente, incluyendo habitaciones encima o debajo.

En consecuencia, permanece la necesidad de un material para insonorización acústica y un nuevo método de construcción para reducir la transmisión de sonido desde una habitación dada a una habitación adyacente.

Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud de Patente 20 Provisional U.S. n° 61/352.142, presentada el 7 de junio de 2010, cuya descripción se incorpora aquí en su totalidad mediante esta referencia.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Se describen aquí estructuras laminadas que comprenden una primera 25 capa externa y una segunda capa externa; una capa interna colocada entre las capas externas primera y segunda; una primera capa adhesiva colocada entre la primera capa externa y la capa interna, en la que la primera capa adhesiva forma un patrón para cubrir sólo una primera porción de la capa interna; y una segunda capa adhesiva colocada entre la segunda capa externa y la capa 30 interna, en la que la segunda capa adhesiva forma un patrón para cubrir sólo una segunda porción de la capa interna en un lado opuesto a la primera capa adhesiva, y en la que la primera porción es diferente de la segunda porción.

También se describe aquí una puerta contra incendios que comprende una primera capa externa de la puerta, que comprende un tablero de fibras de yeso, y una segunda capa externa de la puerta, que comprende un tablero de fibras de yeso; una capa central interna de la puerta, colocada entre las capas externas primera y segunda de la puerta, en la que el núcleo interno de la puerta comprende un panel de yeso; una primera capa adhesiva colocada entre la primera capa externa de la puerta y el núcleo interno de la puerta, en la que la primera capa adhesiva comprende un adhesivo termofusible viscoelástico y forma un patrón para cubrir sólo una primera porción del núcleo interno de la puerta; y una segunda capa adhesiva colocada entre la segunda capa externa de la puerta y el núcleo interno de la puerta, en la que la segunda capa adhesiva comprende un adhesivo termofusible viscoelástico y forma un patrón para cubrir sólo una segunda porción del núcleo interno de la puerta en un lado opuesto a la primera capa adhesiva, y en la que la primera porción es diferente de la segunda porción.

También se describe un método para obtener una estructura laminada, en el que el método comprende aplicar un primer adhesivo en un primer patrón discontinuo sobre una superficie de una primera capa externa y/o una capa interna; adherir la primera capa externa a la capa interna; aplicar un segundo adhesivo en un segundo patrón discontinuo sobre una superficie de la capa interna opuesta a la primera capa externa, y/o sobre una segunda capa externa; y adherir la segunda capa externa a la capa interna, en el que el primer patrón discontinuo y el segundo patrón discontinuo están desfasados de manera que ninguna porción del primer adhesivo solapa con el segundo adhesivo.

Las características descritas anteriormente y otras características se ejemplifican mediante la siguiente descripción detallada.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Haciendo referencia ahora a la Figura 1 , en la que los elementos similares están numerados iguales, la Figura 1 es una vista en sección transversal de una realización ejemplar de una estructura laminada que tiene propiedades de insonorización acústica.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Se describen aquí materiales de construcción, particularmente estructuras laminadas, para uso en la construcción de paredes, suelos, techos o puertas, que proporcionan una mejora significativa en la clasificación de la clase de transmisión de sonido (STC) asociada con las estructuras. En una realización, una estructura laminada comprende dos capas externas, al menos una capa interna, y dos o más capas adhesivas separadas por la al menos una capa interna, en la que cada una de las dos o más capas adhesivas forma un patrón discontinuo entre la capa interna y una seleccionada de las capas externas, y en la que los patrones discontinuos de las dos o más capas adhesivas están desfasados entre sí de manera que ninguna porción de una capa adhesiva solapa con cualquier porción de las otras capas adhesivas.

Las capas adhesivas reducen la transmisión de energía vibracional de una capa a la capa adyacente de la estructura aislando mecánicamente capas de la estructura, de manera que vibran independientemente. Además, el patrón discontinuo formado por cada capa adhesiva sirve para evitar el movimiento lateral de aire entre las capas, proporcionando espacios sellados no revestidos (es decir, sin adhesivo) aislados, definidos por el sustrato en la parte superior y en la parte inferior y la capa adhesiva en uno u otro lado, a los que puede viajar el aire. Por lo tanto, las ondas del sonido no son forzadas a transferirse en las capas adyacentes de la estructura, como lo harían con capas continuas de adhesivo colocadas entre las capas interna y externa. Además, la pérdida de alineación de los patrones de cada capa adhesiva proporciona una ruta tortuosa para la transferencia de las ondas de sonido a través de la estructura, lo que potencia la capacidad de la estructura para disipar sonido. Proporcionando un patrón desfasado de las capas adhesivas, de manera que ninguna porción de una capa adhesiva solapa con ninguna Otra capa adhesiva, significa que no hay una línea directa a través de la sección transversal de la estructura laminada que una onda de sonido podría pasar sin viajar a través de al menos uno de los espacios no revestidos en al menos una de las capas adhesivas. Los gradientes de densidad que se crean, además de la ruta tortuosa del adhesivo y del espacio de aire, mejoran la respuesta de atenuación del laminado.

La Figura 1 muestra una realización ejemplar de una estructura laminada 100 según la presente invención. Con respecto a la Figura 1 , las capas en la estructura se describen desde la parte superior a la parte inferior como están orientadas horizontalmente allí. Las referencias a la parte superior y a la parte inferior con respecto a las capas no pretenden ser limitantes, sino más bien se usan para distinguir una capa de otra tal como están orientadas en la Figura 1. La capa supenor 102 es una capa externa de la estructura laminada 100. La capa inferior 104 proporciona la otra capa externa de la estructura. Las capas superior e inferior están configuradas para proporcionar integridad estructural a la estructura laminada 100. Como tal, se puede usar cualquier material de construcción conocido por los expertos en la técnica, usado para construir paredes, suelos, techos, tejados, puertas, y similares, para formar la capa superior 102 y/o la capa inferior 104. En una realización, la capa superior 102 y la capa inferior 104 comprenden los mismos materiales. En otra realización, la capa superior 102 comprende un material distinto del de la capa inferior 104. Los materiales ejemplares para uso como la capa superior y/o la capa inferior pueden incluir, sin limitación, tablero de yeso, tablero de virutas, tablero de partículas, tablero de virutas orientadas (OSB), madera contrachapada, tablero de fibras, tablero de fibras de densidad media (MDF), madera de hebra orientada (OSL), madera de hebra paralela (PSL), madera de chapa laminada (LVL), madera de hebra laminada (LSL), tablero de cemento, madera, chapa de madera, materiales compuestos de madera y plástico, plástico, materiales compuestos de plástico y cemento, y combinaciones que comprenden cualquiera de los anteriores.

Se coloca una capa adhesiva 106 entre la capa superior 102 y una capa interna 108. La capa adhesiva 106 se puede colocar sobre una superficie interna 110 de la capa superior 102, o una superficie superior 112 de la capa interna 108. La capa adhesiva está configurada para adherir la capa superior 102 a la capa interna 108. La capa adhesiva 106 se puede formar a partir de un adhesivo termofusible, un adhesivo a base de disolventes, un adhesivo a base de agua, u otro tipo de adhesivo, tal como un polímero curado mediante UV. Los adhesivos termofusibles ejemplares pueden incluir, sin limitación, polímeros tales como caucho de butilo, cauchos de silicona, estireno-butadieno-estireno (SBS), estireno-isopreno-estireno (SIS), estireno-butadieno (SB), estireno-etileno-butadieno-estireno (SEBS), y etileno-acetato de vinilo (EVA); resinas tales como resinas de tipo hidrocarburo y de colofonia, ceras naturales y de petróleo, aceites, bitumen, combinaciones que comprenden al menos uno de los anteriores, y similares. Los adhesivos ejemplares a base de disolventes pueden incluir los adhesivos descritos anteriormente, disueltos o dispersos en un vehículo disolvente. Los adhesivos ejemplares a base de agua son aquellos basados en emulsiones de materiales poliméricos. Los materiales poliméricos ejemplares pueden incluir, sin limitación, polímeros y copolímeros de acetato de vinilo y acrílicos, tales como acetato de vinilo-acrílico y EVA, así como estireno-acrílico, cloruro de vinilo-acrílico, vinilo-versatato, y similares.

En un aspecto, el adhesivo es viscoelástico. Los materiales viscoelásticos muestran características tanto viscosas como elásticas cuando sufren deformación, incluyendo resistencia a flujo de cizalladura y a la deformación linealmente con el tiempo cuando se aplica un esfuerzo (viscosidad) y deformación instantánea cuando se estira y vuelven a su estado original una vez que se elimina el esfuerzo (elasticidad). Las capas adhesivas viscoelásticas tienen cualidades absorbentes del sonido particulares que pueden ayudar además a las propiedades de insonorización de la estructura laminada 100. La energía en las ondas de sonido que interactúan con la capa adhesiva 106, cuando se constriñen por la capa superior 102 y la capa interna 108, será disipada por la naturaleza elástica del adhesivo, reduciendo de ese modo la energía del sonido que se transmite a través de la estructura laminada 100.

Se sabe que una amplia variedad de materiales adhesivos tienen propiedades viscoelásticas. Tales materiales adhesivos pueden incluir, sin limitación, aquellos cauchos sintéticos descritos anteriormente, tales como SBS y SIS, otros cauchos sintéticos, tales como caucho de butilo y caucho de estireno-butadieno (SBR), politetrafluoroetileno, copolímeros de etileno-propileno fluorados, polimetacrilatos, polidimetacrilatos, polímeros a base de silicona, combinaciones que comprenden al menos uno de los anteriores, y similares. Además de usar adhesivos termofusibles termoplásticos, también se pueden usar sistemas termoendurecibles modificados por impactos. Para construir la estructura de capa de ligadura en el laminado, se pueden usar sistemas múltiples tales como, pero sin limitarse a, resinas epoxídicas, poliuretanos, poliureas, resinas a base de formaldehído, sus combinaciones, y similares.

En otro aspecto, el adhesivo es un adhesivo termofusible viscoelástico. Tales adhesivos contienen generalmente un material base termoplástico, en combinación con diversos aditivos, tal como un agente de pegajosidad. Los materiales base representativos incluyen copolímeros de EVAs, copolímeros de etileno-acrilato, poliolefinas tales como polietileno, poliésteres, poliamidas, poliuretanos termoplásticos, cauchos de silicona, y copolímeros de bloques de estireno, tales como SIS, SBR, SEBS, y estireno-etileno/propileno (SEP). Los agentes de pegajosidad tienden a tener un peso molecular bajo, y una temperatura de transición vitrea y de reblandecimiento por encima de la temperatura ambiente, proporcionándoles propiedades viscoelásticas adecuadas. Los agentes de pegajosidad representativos incluyen colofonias y sus derivados, terpenos y terpenos modificados, resinas hidrocarbonadas hidrogenadas, y sus mezclas, resinas de terpeno-fenol (TPR, usadas a menudo con las EVA) en cantidades de hasta alrededor de 40 por ciento en peso del adhesivo. Un adhesivo termofusible ejemplar específico incluye un agente de pegajosidad y un copolímero de bloques de estireno, teniendo el adhesivo termofusible una viscosidad a 350 grados Fahrenheit (F) de alrededor de 22.000 a alrededor de 27.000 centipoises (cps), y un punto de reblandecimiento Mettler de alrededor de 269 F a alrededor de 291 F. El adhesivo presenta una resistencia al pelado de alrededor de 4,6 libras por pulgada cuando se ensaya en un ensayo de pelado de 180 grados según ASTM D903-98. Este adhesivo termofusible visee-elástico está comercialmente disponible de Forbo Adhesives, LLC, con el nombre comercial Swift 81866.

La capa adhesiva 106 se puede extender sobre la superficie interna 110 de la capa superior 102, o la superficie superior 112 de la capa interna 108, en un patrón discontinuo. Como tal, la capa adhesiva 106 no cubrirá toda la superficie de la capa superior o de la capa interna. Para ayudar en la insonorización de la estructura laminada 100, el adhesivo se aplica a una de las capas en una película no continua, para dejar partes, o puntos o zonas de la capa sin revestir con el adhesivo. La capa adhesiva 106 se puede aplicar en una variedad de patrones discontinuos. Los patrones ejemplares pueden incluir, sin limitación, tiras verticales, tiras horizontales, puntos, cuadrados, rectángulos, polígonos, formas irregulares, combinaciones que comprenden al menos uno de los anteriores, y similares. En un aspecto, las capas adhesivas se aplican en la estructura laminada como tiras paralelas. En otro aspecto, las capas adhesivas se aplican en la estructura laminada como tiras paralelas que se colocan perpendiculares a la dimensión más larga de la estructura. Por ejemplo, cuando la estructura laminada es una puerta para ser colocada verticalmente en un marco de puerta, las tiras de la capa adhesiva se colocan en relación paralela entre sí y en una orientación horizontal en comparación con la orientación vertical de la puerta. El espaciamiento entre las tiras paralelas de adhesivo puede ser cualquier distancia efectiva para potenciar las propiedades acústicas de la estructura laminada. Por ejemplo, un espaciamiento de alrededor de 1 a alrededor de 4 pulgadas, específicamente alrededor de 2 pulgadas, mejora las propiedades acústicas de la estructura laminada. Sin estar atados por la teoría, se cree que tal espaciamiento de las tiras paralelas de adhesivo proporcionan un menor número de contactos entre las capas de la estructura, lo que sirve además para aislar y desacoplar a la estructura laminada.

Independientemente del patrón deseado, la capa adhesiva 106 será una capa discontinua entre la capa superior 102 y la capa interna 108. En un aspecto, la capa adhesiva 106 se aplica para cubrir alrededor de 5% a alrededor de 99% del área de la superficie de la capa superior o la superficie de la capa interna; específicamente, alrededor de 5% a alrededor de 75%; y más específicamente alrededor de 9% a alrededor de 20%.

La capa adhesiva 106 se puede aplicar a la capa superior y/o a la capa interna por cualquier método efectivo para unir las dos capas juntas. Por 5 ejemplo, la capa adhesiva 106 se puede aplicar como perlas, forros, pulverización, película, o como una capa adhesiva revestida. Cuando se aplica como líneas o perlas, se puede usar un aplicador de perlas, un aplicador de pulverización o de matriz de ranura continuo o discontinuo, para formar un patrón discontinuo. Cuando se aplica como una película adhesiva, se puede í o cortar una tira adecuada para el patrón discontinuo deseado de la capa adhesiva a partir de un rodillo de cinta adhesiva, la lámina de liberación se puede eliminar (si es aplicable), y la tira se puede adherir a la localización deseada de la capa superior o interna. El adhesivo también se puede aplicar por cualquiera de los procedimientos bien conocidos para el revestimiento, que 15 incluyen, sin limitación, revestimiento en rodillo, revestimiento por pulverización, cepillado, aplicador manual, u otros procedimientos similares. El adhesivo también se puede aplicar con un cuchillo de óxido de estaño, una pistola para calafatear, u otro medio conocido para aplicar un revestimiento de adhesivo líquido. En un aspecto, la capa adhesiva tiene un grosor de alrededor de 0,001 20 pulgadas a alrededor de 0,1 pulgada. Específicamente, un grosor de alrededor de 0,005 pulgadas a alrededor de 0,075 pulgadas; y más específicamente un grosor de alrededor de 0,01 pulgadas a alrededor de 0,04 pulgadas.

La capa interna 108 es el núcleo de la estructura laminada 100, y le proporciona integridad estructural adicional. Mientras que la estructura 25 laminada 100 comprende una única capa interna 108, se entenderá que otras realizaciones de la estructura laminada descritas aquí podrían tener cualquier número de capas internas, dependiendo del grosor deseado, peso, resistencia, STC, y similar, de la estructura laminada acabada. Igualmente, se podrían colocar capas adhesivas adicionales entre las capas internas adicionales, para 30 asegurar una estructura laminada adherida segura. Los materiales ejemplares para uso como una capa interna pueden incluir, sin limitación, metal, tal como acero o aluminio, vinilo, celulosa, madera, yeso, tablero de virutas, tablero de partículas, tablero de hebras orientadas (OSB), tablero de fibras de densidad media (MDF), tablero de cemento, plástico, metales perforados, papel, metal, estructuras de panal de abeja plásticas, intumescentes de tipo lámina, combinaciones que comprenden al menos uno de los anteriores, y similares.

Como se muestra en la Figura 1 , la capa interna 108 se coloca entre la capa superior 102 y la capa inferior 104. De forma similar a la capa adhesiva 106, se coloca una segunda capa adhesiva 114 entre la capa interna 108 y la capa inferior 104. La capa adhesiva 114 se pude aplicar a la superficie interna 116 de la capa inferior 104, o a la superficie inferior 118 de la capa interna 108. La capa adhesiva 114 se configura para adherir la capa inferior 104 a la capa interna 108. La capa adhesiva 114 se puede formar a partir del mismo material adhesivo que la capa adhesivo 106, o se puede formar a partir de un adhesivo diferente de la lista anterior de adhesivos. De forma similar, la capa adhesiva 114 también se aplicará en un patrón discontinuo entre las dos capas. La capa adhesiva 114 puede tener el mismo patrón discontinuo que el de la capa adhesiva 106, o puede tener un patrón diferente. Independientemente del patrón, el patrón discontinuo de la capa adhesiva 114 estará desfasado del patrón de la capa adhesiva 106. En otras palabras, el patrón de la capa adhesiva 114 estará desalineado con el patrón de la capa adhesiva 106, de forma que ninguna porción de la capa adhesiva 114 solapa/se alinea con una porción de la capa adhesiva 106 cuando se observa desde la capa superior 102 a través hasta la capa inferior 104, o viceversa, de la estructura laminada 100. Como se muestra en la Figura 1 , la porción 120 de la capa adhesiva 114 no solapa con ninguna porción 122 de la capa adhesiva 106. Cuando la superficie superior 112 de la capa interna 108 se cubre con una porción adhesiva 120, la porción correspondiente de la capa interna 108 en la superficie opuesta (es decir, la superficie inferior 118) está libre de cualquier adhesivo. Debido a que ninguna porción de una capa adhesiva solapa con porciones de cualquiera de las otras capas adhesivas, se forma una ruta circuitosa a través de la estructura laminada. Esta ruta permite que las ondas de sonido se extiendan a través de la anchura de la estructura, lo que mejora la capacidad de la estructura para disipar el sonido. Proporcionando un patrón desfasado de capas adhesivas significa que no hay una línea directa de material continuo a través de la sección transversal de la estructura laminada que permitiría que las sondas de sonido pasen directamente a su través. En su lugar, independientemente de si las ondas de sonido entran en la estructura, no pueden pasar a través de la estructura sin viajar a través de al menos uno de los espacios no revestidos en al menos una de las capas adhesivas.

Las capas externas (superior e inferior) y la capa o capas internas pueden tener cualquier grosor. El grosor de las capas está limitado solamente por la atenuación acústica (es decir, número de STC) deseada para la estructura laminada resultante, y por el peso de la estructura resultante, que puede limitar la capacidad para instalar la estructura para su uso pretendido. En un aspecto, las capas externas y la capa o capas internas tienen el mismo grosor. En otro aspecto, las capas externas tienen un grosor diferente del de la capa o capas internas. En todavía otro aspecto, todas las capas de la estructura laminada tienen un grosor diferente.

Un método para obtener la estructura laminada incluye aplicar un primer adhesivo en un primer patrón discontinuo sobre una superficie de una primera capa externa y/o una capa interna para adherir la primera capa externa a la capa interna; aplicar un segundo adhesivo en un segundo patrón discontinuo sobre una superficie de la capa interna opuesta a la primera capa externa y/o sobre una segunda capa externa para adherir la segunda capa externa a la capa interna, en el que el primer patrón discontinuo y el segundo patrón discontinuo están desfasados de manera que ninguna porción de la primera capa adhesiva solapa con la segunda capa adhesiva. Cada externa se puede prensar bajo una presión y temperatura predeterminadas durante un tiempo seleccionado para adherir la capa a la capa interna. En otra realización, las capas externas se pueden añadir ambas a la capa o capas internas, y después todas las capas se colocan bajo una presión y temperatura predeterminadas durante un tiempo seleccionado para formar la estructura laminada.

Como se menciona previamente, la estructura laminada puede ser particularmente útil como un material de construcción, tal como para uso en construir, por ejemplo, paredes, suelos, techos, puertas, y similares. La estructura laminada descrita aquí comprende las cualidades de insonorización que son deseables para tales aplicaciones de construcción. En un aspecto, la estructura laminada tiene una STC de alrededor de 30 a alrededor de 65; 5 específicamente, alrededor de 37 a alrededor de 41. Los números de la clase de transmisión de sonido proporcionados aquí son números usados en el campo arquitectónico para valorar particiones, puertas y ventanas en cuanto a su efectividad bloqueando el sonido. El número asignado a un diseño de partición particular como resultado de un ensayo de STC representa un tipo de í o mejor ajuste de enfoque a un conjunto de curvas que define la clase de transmisión de sonido. El ensayo se realiza de tal manera para hacerlo independiente del entorno del ensayo, y da un número sólo para la partición. El método de medida de STC está definido por el método de ensayo E90-09 de la American Society for Test and Materials (ASTM) para la medida del sonido en 15 el laboratorio, en bandas de un tercio de octava, de la pérdida de transmisión de sonido en el aire de las particiones y elementos de los edificios, mediante ASTM E413-04 para la clasificación del aislamiento del sonido, mediante ASTM E1332-90 para la determinación de la clase de transmisión puertas afuera- puertas adentro, y mediante ASTM E2235-04 para la determinación de las 20 velocidades de decaimiento para uso en métodos de aislamiento del sonido.

Cuanto mayor es la clasificación (o número) de STC, más efectivo es el material reduciendo la transmisión de sonido de las frecuencias más habituales. Una clasificación de STC de 25-30 se considera "pobre", y se describe como "un discurso normal se comprende fácil y de forma distintiva a 25 través del material", mientras que una clasificación de STC de 30-35 se considera "aceptable", y se describe como "un discurso de volumen elevado entendido bastante bien a través del material". Para particiones, puertas y similares usados en la construcción actual, es deseable usar materiales y estructuras que tengan clasificaciones de STC de "buena" a "muy buena". Tal 30 comportamiento de STC se logra a clasificaciones de STC de 34-40 y 40-50, respectivamente. Un material de comportamiento "bueno" es aquel a través del cual "se oye un discurso de volumen alto, pero es apenas inteligible", mientras que un material "muy bueno" permitirá que "un discurso de volumen alto se oiga sólo vagamente y no pueda ser entendido en absoluto".

El deseo de tales estructuras laminadas con clasificación acústica ha llevado a otras aplicaciones del material de construcción, incluyendo necesidades de aplicaciones resistentes al fuego, tales como paredes y puertas. El deseo del control del ruido, en combinación con una protección contra el fuego, está creciendo en el diseño y construcción de nuevos edificios, y en la renovación de edificios existentes. Las puertas contra incendios, como se usan en aplicaciones residenciales, comerciales e industriales, se emplean típicamente conjuntamente con paredes antiincendio para proporcionar protección contra el fuego entre diferentes zonas de una estructura, y particularmente para aislar áreas con un riesgo elevado de incendio de un edificio del resto de la estructura, tal como el garaje de una vivienda de sus cuartos habitables. Las puertas contra incendios habitualmente no son capaces de soportar indefinidamente las condiciones de temperatura elevada de un fuego, sino, más bien, se diseñan para mantener la integridad de la pared contra el fuego durante un tiempo limitado para permitir que los ocupantes de un edificio escapen y para retrasar la extensión del fuego hasta que el equipo de control del incendio pueda ser llevado al lugar.

En otro aspecto, las propiedades pirorretardantes, junto con la clasificación de STC, se pueden mejorar usando ciertos adhesivos, como se describe anteriormente, junto con agentes intumescentes. Ciertos adhesivos termoendurecibles mantienen la integridad del laminado durante tiempos mucho más prolongados en un fuego, cuando se comparan con sus contrapartes termoplásticas. Por ejemplo, tal adhesivo termoendurecible se puede configurar para proporcionar un sistema viscoelástico que reduzca los sonidos, que tenga un componente muy viscoso bajo una operación de temperatura ambiente normal, como resultado de lo cual tendrá excelentes clasificaciones de STC. Sin embargo, en el caso de un incendio, los catalizadores sensibles a la temperatura, en el sistema adhesivo, se pueden configurar para que endurezcan y unan el laminado, para asegurar la integridad prolongada del laminado.

Las clasificaciones de las puertas contra incendios se basan en ensayos de ASTM específicos (por ejemplo, método E152), en los que se espera que la puerta mantenga la integridad estructural bajo exposición al fuego durante diversos tiempos. Un modo particular de fallo puede estar provocado por la desintegración de la capa adhesiva que une el laminado. Por lo tanto, es importante diseñar un adhesivo termofusible con el balance correcto entre las propiedades viscoelásticas, el patrón de aplicación, y las propiedades térmicas críticas para lograr un comportamiento tanto contra el fuego como insonorizante. En un aspecto, tal adhesivo termofusible se configuraría para que tuviese una buena reducción de la vibración (es decir, una respuesta más viscosa) a temperaturas de funcionamiento normal en edificios. El adhesivo se formularía además para incluir catalizadores sensibles a la temperatura, que accionarían una reacción de reticulación a temperaturas muy por encima de las condiciones de funcionamiento normal, pero significativamente por debajo de la temperatura de desintegración del adhesivo termofusible. En el caso de un incendio, el sistema de adhesivo termofusible se curaría, estableciendo reticulaciones e incrementando el módulo del adhesivo, proporcionando de ese modo al laminado una integridad estructural y adhesiva mayor durante un período de tiempo más prolongado. La reacción catalítica ajustable, dependiente de la temperatura, en el sistema del adhesivo termofusible se puede lograr con, por ejemplo, catalizadores sensibles a la temperatura que funcionan como se describe anteriormente, e inhibidores sensibles a la temperatura, que pierden funcionalidad a una temperatura mayor y disparan la reacción de reticulación. En otro aspecto, el sistema de adhesivo termofusible se puede configurar de manera que una falta de oxígeno dispare la reacción de reticulación, que es agotado por el fuego. En otras palabras, el oxígeno inhibe la reacción de reticulación. Con el consumo del oxígeno por el fuego, se dispara la reacción de reticulación. Los ejemplos de un sistema de adhesivo termofusible en el que la ausencia de oxígeno puede disparar la reacción de reticulación puede incluir, sin limitación, acrilatos y otros sistemas de radicales libres.

En otro aspecto, el sistema de adhesivo termofusible descrito anteriormente puede incluir además otros aditivos opcionales, configurados para mejorar el comportamiento del sonido sin comprometer la clasificación contra el fuego. Los aditivos ejemplares incluyen, sin limitación, agentes intumescentes, tales como vermiculita y agentes espumantes. Por ejemplo, el agente espumante podría comprender una estructura de celda abierta o cerrada, en la que el gas espumante primario es dióxido de carbono o de naturaleza agotadora del oxígeno. De esta manera, el agente espumante mejoraría el comportamiento del sonido del laminado, y también podría mejorar el comportamiento contra el fuego. Otros aditivos ejemplares incluyen talco, yeso, y similares. Las estructuras laminadas pueden incluir además tiras con forma de panal de abejas, conjuntamente con el sistema de adhesivo termofusible discontinuo, para mejorar adicionalmente las características del sonido del laminado sin comprometer la clasificación contra incendios.

Se han ideado diversos ensayos para puertas contra incendios para asegurar que cumplen los estándares de seguridad establecidos. Un ensayo mide el tiempo que una puerta dada soporta una cierta temperatura a la vez que mantiene su integridad. Otro ensayo mide la capacidad de la puerta para soportar las fuerzas de una corriente de agua a alta presión. Los estándar de las puertas contra incendios establecidos se incorporan en códigos de edificaciones y especificaciones arquitectónicas. Por ejemplo, el método E152 de ASTM, el método 252 (2008) de la National Fire Protection Association (NFPA), el método estándar canadiense (CAN) 104, y el método de Underwriters Laboratories (UL) 10C "Ensayo de incendio con presión positiva para montajes de puertas" requieren que una puerta mantenga su integridad durante períodos que oscilan hasta 90 minutos (por ejemplo, 20, 45, 60 y 90 minutos), mientras que soporta temperaturas progresivamente mayores y los efectos erosivos de una manguera de fuego a alta presión al final de la exposición al fuego. De forma similar, la parte 22 del British Standard 476 proporciona un método para determinar la resistencia al fuego durante períodos que oscilan hasta 120 minutos (por ejemplo, 90 y 120 minutos).

En consecuencia, otro aspecto de la presente invención incluye una puerta contra incendios capaz de satisfacer tanto las clasificaciones acústicas como las clasificaciones antiincendios deseadas en una construcción actual. En un aspecto, la puerta contra incendios tiene una clasificación al fuego de 90 minutos según ASTM E152, NFPA 252, CAN 104, y UL 10C, y una clasificación de STC mayor que 35 según ASTM E90-09 y ASTM E413-04. La puerta contra incendios comprende dos capas externas que comprenden un tablero de fibras de yeso, y al menos una capa interna colocada entre las dos capas externas. La capa interna incluye un panel de yeso y dos o más capas adhesivas separadas por la capa interna. Además, las dos o más capas adhesivas forman un patrón discontinuo entre la capa interna y una seleccionada de las dos capas externas. Finalmente, los patrones discontinuos de las dos o más capas adhesivas están desfasados entre sí de forma que ninguna porción de una capa adhesiva solapa cualquier porción de las otras capas adhesivas.

El núcleo interno de la puerta (capa interna) y las caras exteriores de la puerta (capas externas) de la puerta contra incendios comprende dos sustratos diferentes, que tienen densidades diferentes. La capa interna comprende un panel de yeso que tiene una densidad de alrededor de 42 a 46 libras por pie cúbico (pcf). Las capas externas comprenden un tablero de fibra de yeso que tiene densidades de alrededor de 60 pcf a alrededor de 80 pcf. La densidad y rigidez de estas capas centrales son eficientes a la hora de resistir la vibración sonora, mientras que el material de las capas tiene propiedades pirorresistentes, como se describirá con mayor detalle más abajo.

La capa interna de la puerta contra incendios comprende un panel de yeso revestido posteriormente, que comprende un núcleo de yeso endurecido colocado entre dos fieltros fibrosos no tejidos revestidos o no revestidos. Si los fieltros están revestidos, se revisten previamente antes de enmallarlos o enmarañarlos con el núcleo de tablero de yeso endurecido. Para este fin, las superficies exteriores de los fieltros no tejidos revestidos se revisten previamente con un revestimiento acuoso seco (curado por calor) y una composición de revestimiento acuosa que contiene una combinación (por ejemplo, una mezcla) de un pigmento o carga mineral y un aglutinante orgánico de un adhesivo de látex de polímero. Por "revestido previamente" se quiere decir que los fieltros fibrosos no tejidos tienen un revestimiento adherente seco de lo que fue originalmente una composición de revestimiento acuosa, como se define aquí en lo sucesivo con más detalle, aplicada a una de sus superficies antes de que se usen los fieltros no tejidos para obtener el tablero de yeso para la capa interna de la puerta contra incendios.

Los aglutinantes del adhesivo de látex de polímero ejemplares para uso en la formulación del revestimiento del fieltro incluyen, pero no se limitan a, caucho de estireno-butadieno (SBR), estireno-butadieno-estireno (SBS), etileno- cloruro de vinilo (EVCI), policloruro de vinilideno (PVdCI) y copolímeros de poli(vinilideno), policloruro de vinilo modificado (PVC), polialcohol vinílico (PVOH), etileno-acetato de vinilo (EVA), poliacetato de vinilo (PVA), y polímeros y copolímeros que contienen unidades de ácido acrílico, ácido metacrílico, sus ésteres y sus derivados (polímeros de tipo acrílico), tales como copolímeros de estireno-acrilato.

La composición del núcleo de yeso endurecido del tablero de yeso es generalmente similar a la usada en otros productos de yeso, conocidos como tablero para tabiques de yeso, cartón-yeso, tablero de yeso, tablillas de yeso y tableros de revestimiento de yeso. El núcleo de yeso endurecido se forma mezclando agua con sulfato de calcio anhidro en polvo o sulfato de calcio hemihidratado (CaS0 .1/2 H2O), también conocido como yeso calcinado, para formar una suspensión lechosa de yeso acuosa, y permitiendo después que la mezcla de suspensión lechosa se hidrate o se endurezca en sulfato de calcio dihidratado (CaS04.2H20), un material relativamente duro.

El núcleo del tablero de yeso de la capa interna de la puerta contra incendios incluirá generalmente al menos alrededor de 80 por ciento en peso de yeso endurecido (sulfato de calcio completamente hidratado). La composición a partir de la cual se obtiene el núcleo de yeso endurecido del tablero también puede incluir una variedad de aditivos opcionales, incluyendo, por ejemplo, los incluidos convencionalmente en tableros para tabiques de yeso. Los ejemplos de tales aditivos incluyen aceleradores del endurecimiento, retardantes del endurecimiento, agentes espumantes, y agentes dispersantes.

En un aspecto, a fin de lograr satisfactoriamente las propiedades deseadas de pirorresistencia en la puerta contra incendios, el núcleo de yeso incluye al menos alrededor de 0,2 libras de fibras reforzantes, por ejemplo fibras de vidrio cortadas, por 100 pies cuadrados de tablero de yeso. Habitualmente, el núcleo de yeso en el tablero incluirá alrededor de 0,4 a 0,6 libras de fibras reforzantes por 100 pies cuadrados, para asegurar que el tablero cumple o supera las propiedades deseadas de pirorresistencia y clasificación acústica.

Ambas superficies del núcleo de yeso endurecido poseen en sus caras fieltros fibrosos revestidos previamente. De este modo, los fieltros revestidos se preparan previamente (se revisten previamente) y se usan para obtener el fieltro fibroso no tejido en las caras del tablero de yeso para la capa interna de la puerta contra incendios. El revestimiento sobre los fieltros es suficientemente poroso para permitir que el agua en la suspensión lechosa de yeso acuosa, a partir de la cual se obtiene el núcleo de yeso, se evapore durante la fabricación del tablero. El tablero de yeso descrito aquí se obtiene mediante métodos estándar a partir de una suspensión lechosa de yeso acuosa, bien conocidos por los expertos en la técnica. Los fieltros fibrosos no tejidos comprenden un material de fibra que es capaz de formar una unión fuerte con el yeso endurecido que comprende el núcleo del tablero de yeso a través de una unión de tipo mecánico entre los intersticios del fieltro fibroso y porciones del núcleo de yeso que llenan esos intersticios. Los ejemplos de materiales fibrosos útiles para los fieltros no tejidos incluyen (1) un material de tipo mineral tal como fibras de vidrio, (2) fibras de resina sintética, y (3) mezclas o amasados de los mismos. En una realización ejemplar, los fieltros de fibra de vidrio se usan para obtener el fieltro revestido previamente. Se pueden usar fieltros no tejidos, tales como los obtenidos a partir de hebras cortadas y hebras continuas. Las hebras de tales fieltros se unen típicamente juntas para formar una estructura unitaria mediante un adhesivo adecuado. Los fieltros de fibra pueden oscilar en grosor, por ejemplo, desde alrededor de 0,51 hasta alrededor de 0,66 milímetros (mm) (20-26 mils). Los fieltros fibrosos mencionados anteriormente son conocidos y están comercialmente disponibles.

Además de los componentes mencionados anteriormente, el revestimiento acuoso para los fieltros fibrosos también puede incluir agua y otros ingredientes opcionales, tales como colorantes (por ejemplo, tintes o pigmentos), espesantes o agentes de control de la reología, desespumantes, dispersantes y conservantes. Las cantidades de tales ingredientes adicionales están proporcionadas para proporcionar las propiedades Teológicas deseadas (por ejemplo, viscosidad) a la formulación acuosa.

Para obtener los fieltros revestidos previamente, se puede usar cualquier método adecuado para aplicar una composición de revestimiento acuosa al sustrato de fieltro fibroso no tejido, tal como revestimiento con rodillos, revestimiento en cortina, revestimiento con cuchillo, revestimiento por pulverización, y similar, incluyendo sus combinaciones. Tras la aplicación de la composición de revestimiento acuosa al fieltro, la composición se seca (se cura), habitualmente mediante calor, para formar el fieltro revestido previamente. Los fieltros revestidos previamente obtenidos según estas enseñanzas son sustancialmente impermeables a líquidos, pero permiten que el agua se vaporice para pasar a su través durante la fabricación del tablero.

Como se señala anteriormente, un pigmento mineral o carga comprende el componente principal de la composición de revestimiento. Los ejemplos de pigmentos minerales para uso en los fieltros revestidos pueden incluir, pero no se limitan a, caliza molida (carbonato de calcio), arcilla, arena, mica, talco, yeso (sulfato de calcio dihidratado), aluminio trihidratado (ATH), óxido de antimonio, o una combinación de al menos uno de los anteriores.

Los materiales de pigmento inorgánico o carga también pueden contener inherentemente algunos aglutinantes adhesivos inorgánicos de origen natural. Los ejemplos de tales cargas, algunos enumerados con el aglutinante de origen natural, incluyen (pero no se limitan a) los siguientes: caliza que contiene cal viva (CaO), arcilla que contiene silicato de calcio, arena que contiene silicato de calcio, trihidrato de aluminio que contiene hidróxido de aluminio, ceniza volátil cementosa y óxido de magnesio que contiene el sulfato o el cloruro de magnesio, o ambos. Dependiendo de su nivel de hidratación, el yeso puede ser tanto un pigmento natural como un aglutinante adhesivo inorgánico, pero sólo es ligeramente soluble en agua, y la forma sólida es cristalina, haciéndolo frágil y débil como un aglutinante. Como resultado, generalmente el yeso no se prefiere para este uso.

Las cargas, que incluyen inherentemente un aglutinante adhesivo inorgánico como constituyente y que curan por hidratación, también actúan ventajosamente como supresores de las llamas. Como ejemplos, el trihidrato de aluminio (ATH), sulfato de calcio (yeso), y el oxicloruro y el oxisulfato de magnesio llevan todos moléculas de agua unidas en su estructura molecular. Esta agua, denominada como agua de cristalización o agua de hidratación, se libera con el calentamiento suficiente, suprimiendo de forma real las llamas.

Los pigmentos minerales inorgánicos y cargas de bajo coste con las propiedades de aquellos descritas en el párrafo anterior, pueden proporcionar así tres (3) contribuciones importantes a la mezcla de revestimiento: una carga, un aglutinante, y un supresor del incendio.

El panel de yeso resultante de la capa interna comprende un núcleo de yeso endurecido con dos fieltros de fibra de vidrio revestidas previamente en sus caras. La superficie de al menos uno de los fieltros está revestida con un revestimiento seco de una composición de revestimiento acuosa que contiene una combinación (por ejemplo, una mezcla) de un pigmento mineral; un adhesivo de látex de polímero, y opcionalmente un aglutinante adhesivo inorgánico. El núcleo del tablero del panel de yeso incluye al menos alrededor de 0,2 libras de fibras reforzantes por 100 pies cuadrados de tablero.

El tablero del panel de yeso de la capa interna muestra ciertas cualidades pirorresistentes, de forma que la puerta contra incendios que utiliza el tablero cumple las normativas antiincendios del código municipal pertinente. En particular, el panel de yeso satisface la clasificación antiincendios de 90 minutos de ASTM E 152. El panel de yeso como se describe anteriormente para la capa interna está comercialmente disponible de Georgia-Pacific Gypsum con el nombre comercial Dens-Deck®, Dens-Deck Prime®, o Dens-Deck DuraGuard®.

Las capas externas de la puerta contra incendios comprenden un tablero de fibras de yeso. Los tableros de fibra de yeso usados para las capas externas comprenden yeso endurecido dihidratado, un polímero aglutinante y fibras celulósicas. El sulfato de calcio dihidratado (yeso dihidratado) del tablero de fibras de yeso deriva de la hidratación de cualquier forma de sulfato de calcio que está en forma no fibrosa y es capaz de reaccionar con agua para formar yeso endurecido, esto es, sulfato de calcio dihidratado. De este modo, el sulfato de calcio puede estar en forma anhidra o en forma hemihidratada. De las formas beta del hemihidrato, se prefiere el uso de este último. El hemihidrato se puede producir a partir de yeso mineral de origen natural calentando, o calcinando, el dihidrato.

Para muchas aplicaciones, no es importante averiguar la forma cristalina del hemihidrato; sin embargo, con respecto a los tableros de fibra aquí, este no es el caso. Se sabe que el sulfato de calcio hemihidratado puede existir en dos formas cristalinas diferentes, a saber, una forma no fibrosa y una forma fibrosa, por ejemplo agujas alargadas. En los tableros de fibra de las capas externas, se usa una forma no fibrosa del sulfato de calcio capaz de reaccionar con agua para formar yeso endurecido. Sin embargo, se debería entender que se puede usar como constituyente opcional una cantidad minoritaria de una forma fibrosa de yeso. En el tablero de fibras se puede usar una mezcla de diferentes fuentes de sulfato de calcio, incluyendo materiales de tipo desecho, tales como yeso del subproducto desulfurizado, tablero para tabiques de yeso de desecho, y similares.

En el uso de una dispersión acuosa para obtener el tablero de fibras de yeso para las caras de una puerta contra incendios, el sulfato de calcio no fibroso generalmente comprenderá entre alrededor de 60% y alrededor de 80% en peso de los sólidos. El contenido de yeso dihidratado del tablero de fibras será alrededor de 18,5% mayor que el contenido de sulfato de calcio no fibroso de las composiciones a partir de las que está hecho, representando la diferencia el agua de hidratación añadida en el yeso endurecido dihidratado. Esto es, en peso, el yeso endurecido comprenderá entre alrededor de 75% y alrededor de 90% en peso.

El tablero de fibras de yeso para las capas externas de la puerta contra incendios puede incluir además fibra celulósica. La fibra celulósica incluye el componente fibroso de plantas, tales como algodón, lino, y lino, por ejemplo. Entre las diversas fuentes de fibra celulósica, se emplea convenientemente papel base. Esto es, el tablero de fibras puede incluir además, en peso, alrededor de 12% a alrededor de 13%. La presencia de la fibra de papel hace 5 posible producir un tablero de fibras de yeso que tiene buenas características físicas, tal como resistencia a la flexión, soporte de tornillo y dureza de superficie sin tener ninguna membrana de superficie separada tal como la preparación de superficie de papel en tablero de yeso convencional.

La fibra de papel puede derivar de papel base virgen o papel base de í o desecho usado previamente. La fuente de papel puede ser, por ejemplo, madera, algodón o trapos de lino, paja, etc. El origen o historia del papel no es un factor crítico. El papel puede ser un producto del proceso de sulfito, el proceso de sulfato (papel Kraft), u otros procesos. Entre los tipos de papel base empleados con éxito están los papeles virgen y papel Kraft marrón, y, 15 especialmente, papel prensa. El periódico de desecho proporciona resultados satisfactorios, es barato, y su uso ayuda a superar un problema de contaminación medioambiental. Además, la fuente del papel base puede incluir el papel de tablero de tabique de yeso con caras de papel molido.

El tablero de fibras de yeso puede incluir además uno o más aditivos 20 que refuerzan el comportamiento. Los aditivos ejemplares pueden incluir, sin limitación, uno o más agentes desespumantes, dispersantes, aceleradores, y similares; ingredientes que son bien conocidos en la técnica y se emplean en bajas concentraciones, generalmente cada uno en una cantidad menor que alrededor de 1% en peso de los sólidos. En el agregado, el reforzante del 25 comportamiento comprenderá generalmente alrededor de 1 ,5% a alrededor de 35% en peso de los sólidos, y se seleccionará preferiblemente de fibra inorgánica, arcilla, vermiculita, y polímero aglutinante. Se puede añadir hormigón (5-12% en peso) o silicato de sodio como un aglutinante de resistencia en húmedo para potenciar el comportamiento de la corriente de la 30 manguera. La naturaleza específica del aditivo dependerá en cierto grado de la utilidad pretendida de la puerta contra incendios.

La fibra inorgánica, como se emplea ese término aquí, incluye fibra textil de vidrio y lana mineral. De forma breve, la expresión "lana mineral" significa fibras de vidrio o de otros minerales preparadas atenuando una masa fundida de vidrio, basalto, escoria de alto horno, u otra composición mineral vitrea de la cara de un rotor centrífugo calentado o similar. Este proceso contrasta con el usado para producir fibras textiles, en el que la masa fundida se extrae a través de un orificio. Un tipo especialmente útil y fácilmente disponible de lana mineral es lana de vidrio, como se encuentra en el material aislante de lana de vidrio. La fibra textil de vidrio y la lana de vidrio, conjuntamente o de forma separada, se denominan aquí como "fibra silícea". Como se emplea en el tablero de fibras de yeso, la fibra textil de vidrio generalmente estará cortada, por ejemplo, las fibras pueden tener una longitud de alrededor de ½ pulgada.

El tablero de fibra de yeso para la puerta contra incendios incluirá generalmente fibra silícea. La fibra silícea mejora la resistencia al fuego del material de construcción, aparentemente disminuyendo la tendencia de la construcción de yeso a agrietarse bajo esfuerzo térmico. La fibra silícea puede estar presente hasta alrededor de 7% en peso, y puede incluir fibra textil de vidrio. El tablero de fibra de yeso usado como cara de la puerta contra incendios incluirá, por ejemplo, alrededor de 0,8% a alrededor de 2% de fibra silícea, y una combinación de alrededor de 0,4% de fibra textil de vidrio cortada y alrededor de 0,5% a alrededor de 1 ,5% de lana de vidrio en peso.

El potenciador del comportamiento también puede incluir arcilla, vermiculita, o ambas, para potenciar la resistencia al fuego de la puerta contra incendios. Estos dos materiales pueden estar presentes en cantidades de hasta alrededor de 6%, específicamente alrededor de 3-4% en peso de los sólidos. La arcilla a emplear será generalmente arcilla de caolín, que es efectiva para controlar la contracción de la construcción que contiene yeso bajo calor extremo. La vermiculita debería de ser vermiculita bruta (es decir, sin expandir), que se hincha cuando se calienta, ayudando a controlar la contracción de la construcción y el posible craqueo.

El tablero de fibra de yeso de las capas externas también puede incluir un polímero aglutinante. El polímero aglutinante afecta a las propiedades físicas del tablero de fibra, especialmente a la resistencia a la flexión. Además, el polímero aglutinante mejora las características de superficie del producto, tal 5 como el alisado de la superficie, haciéndolo más fácil para el acabado.

El polímero aglutinante, cuando está presente, puede comprender hasta alrededor de 15% en peso de los sólidos, específicamente alrededor de 1% a alrededor de 3% en peso. Como polímero aglutinante, se puede emplear un número de diferentes materiales poliméricos, incluyendo homopolímeros, í o tales como poli(acetato de vinilo) y poliacrilato, así como copolímeros, tales como poli(etileno)-co-(cloruro de vinilo), poli(estireno)-co-(butadieno), y poli(acetato de vinilo)-co-(acrilato de metilo). Entre las diversas posibilidades del polímero aglutinante, los ésteres de poli(alcohol vinílico) son efectivos, específicamente los homopolímeros de poli(acetato de vinilo). El polímero 15 aglutinante se puede introducir como una emulsión acuosa, muchas de las cuales están comercialmente disponibles.

La composición del tablero de fibra de yeso también incluirá agua en una cantidad muy en exceso de la necesaria para reaccionar con e hidratar el yeso no fibroso calcinado. Esto es, específicamente debería de estar presente 20 al menos alrededor de una cantidad de agua de 25 veces en exceso.

Contrariamente a la sabiduría convencional, el exceso de agua proporciona ventajas de procesamiento, y conduce a productos que poseen propiedades superiores.

Como se ha mencionado, el tablero de fibra de yeso de las capas 25 externas muestra ciertas calidades pirorresistentes, de forma que la puerta contra incendios que utiliza el tablero cumple las normativas contra incendios del código municipal pertinente. En particular, el tablero de fibra de yeso satisface la clasificación contra incendios de 90 minutos de ASTM E 152. El tablero de fibra de yeso como se describe anteriormente para las capas 30 externas está comercialmente disponible de Georgia-Pacific Gypsum, con el nombre comercial FIRESTOP.

El tablero de fibra de yeso de las capas externas y el tablero del panel de yeso de la capa interna descritos aquí se pueden juntar para formar la puerta contra incendios con capas adhesivas colocadas entre medias. Como se describe anteriormente, las capas adhesivas unen las capas sustrato de la puerta contra incendios, pero también crean un espacio de aire entre las capas individuales mediante sus patrones de aplicación discontinuos. Los espacios entre la capa interna y externa creados por el patrón discontinuo de los adhesivos son efectivos absorbiendo y/o extendiendo las ondas de sonido que pasan a través de la puerta contra incendios. Las composiciones de yeso para las capas tanto externa como interna proporcionan calidades pirorresistentes a la puerta contra incendios. Además, la densidad de los sustratos a base de yeso ayuda a resistir a la vibración sonora. Combinado con los patrones en zigzag/desalineados de las dos capas adhesivas, la puerta contra incendios es eficaz incrementando la pérdida de transmisión y las clasificaciones de STC. Cuando se compara con puertas contra incendios de núcleo mineral tradicional y puertas de masas más pesadas, la puerta contra incendios descrita aquí tiene calidades de insonorización mejoradas. Véase la Tabla 2.

La presente descripción se ilustra además mediante los siguientes ejemplos no limitantes.

EJEMPLOS Las estructuras laminadas descritas anteriormente se usaron en la construcción de puertas que se ensayaron entonces para determinar la calidad de la insonorización. Se ensayaron cinco muestras diferentes de puertas en las condiciones fijas y operables en un laboratorio acreditado según los procedimientos enunciados en ASTM E90-04 y E 413-04 para clasificaciones de STC no operables y operables. Los ensayos de pérdida de transmisión de sonido se llevaron a cabo inicialmente en la pared de relleno que se diseñó para ensayar muestras de ensayo de 40 pulgadas por 86 pulgadas y 80 pulgadas por 86 pulgadas. La pared de relleno logró una clasificación de STC de 67. El tarugo de 40 pulgadas por 86 pulgadas se retiró del montaje de la pared de relleno. El sistema de puerta se colocó en una almohadilla de aislamiento de espuma en la abertura de ensayo. Para el ensayo no operable (fijo), la muestra de ensayo se selló en los bordes de la periferia con un mástique denso. Para el ensayo operable, las puertas se montaron sobre bisagras con hardware para puertas, paneles de visión, y cierres de perímetro, y el panel de la puerta se abrió y se cerró 5 veces antes del ensayo.

El ensayo de pérdida de transmisión de sonido consistió en las siguientes medidas: en cada una de las cinco posiciones del micrófono, se llevaron a cabo una medida del nivel de presión de sonido de ruido de fondo y cinco medidas de absorción de sonido. Se realizaron simultáneamente en ambas habitaciones dos medidas del nivel de presión del sonido, en cada una de las cinco posiciones del micrófono. Las condiciones de temperatura de aire y de humedad relativa se monitorizaron y se registraron durante las medidas del fondo, de absorción, de fuente, y de habitación receptora.

La clasificación de STC se calculó según ASTM E413. La Tabla 1 proporciona una descripción de las muestras de puertas ensayadas.

Tabla 1 Muestra Identificador Descripción n° 1 Núcleo de yeso Núcleo de puerta de yeso mineral estándar 2 Núcleo de LDF Núcleo de puerta Georgia-Pacific FIRESTOP de baja densidad (50 pcf mínimo) 3 Núcleo de HDF Núcleo de puerta Georgia-Pacific FIRESTOP de alta densidad (70 pcf mínimo) 4 Puerta laminada de Una capa interna de Dens-Deck® entre baja densidad capas externas del núcleo de LDF de la muestra 2 con líneas de 3/16 pulgadas desplazadas discontinuas espaciadas 2 pulgadas del adhesivo Swift 81866 comercialmente disponible de Forbo Adhesives entre las capas 5 Puerta laminada de Una capa interna de Dens-Deck® entre alta densidad capas externas del núcleo de HDF de la muestra 3 con líneas de 3/16 pulgadas desplazadas discontinuas espaciadas 2 pulgadas del adhesivo Swift 81866 entre las capas La muestra n° 1 fue un núcleo mineral de marca Firedefender® comercialmente disponible de Georgia-Pacific LLC. Tuvo una densidad de alrededor de 30-32 pcf, y está compuesta de una mezcla de yeso, perlita expandida, y aglutinantes inertes.

La Tabla 2 muestra los resultados del ensayo tanto fijo como operable para las cinco muestras de puertas.

Tabla 2 Muestra n° Peso por puerta Ensayo de STC Ensayo de STC (Ibs) fijo operable 1 120 34 n/a 2 183 38 n/a 3 260 41 37-39 4 170 39 37-39 5 205 40 38-40 Observando el ensayo de STC fijo, las puertas laminadas tanto de alta densidad como de baja densidad superaron en comportamiento al núcleo de puerta de yeso mineral estándar. La puerta con núcleo de yeso estándar tuvo una clasificación de STC de 34, mientras que la puerta laminada de alta densidad tuvo una clasificación de 40. Con respecto a las clases de comportamiento de STC descritas anteriormente, esto desplaza el comportamiento de la puerta de una clasificación de "buena" a una clasificación de "muy buena". En el ensayo de STC operable, las puertas laminadas de HD y LD también se comportaron mejor que los núcleos de puertas respectivas hechos de sólo el Fl RESTOP®, aunque todas las muestras fracasaron en la clasificación de "buena". Las puertas laminadas de HD y LD, sin embargo, fueron sustancialmente más ligeras que los núcleos de puertas de HD y LD solos. Esto representa un coste de material reducido, así como una mayor facilidad de instalación.

Los intervalos descritos aquí son inclusivos y combinables (por ejemplo, los intervalos de "hasta alrededor de 25% en peso, o más específicamente, alrededor de 5% en peso a alrededor de 20% en peso" son inclusivos de los puntos extremos y todos los valores intermedios de los intervalos de "alrededor de 5% en peso a alrededor de 25% en peso", etc.). "Combinación" es inclusiva de mezclas amasadas, mezclas, aleaciones, productos de reacción, y similares. Además, los términos "primero", "segundo", y similares, no representan aquí ningún orden, cantidad, o importancia, sino más bien se usan para distinguir un elemento de otro. El modificador "alrededor de", usado en relación con una cantidad, es inclusivo del valor señalado, y tiene el significado dictado por el contexto (por ejemplo, incluye el grado de error asociado con la medida de la cantidad particular). El sufijo "(s)", como se usa aquí, pretende incluir tanto el singular como el plural del término que modifica, incluyendo de ese modo uno o más de ese término. Además, se ha de entender que los elementos descritos se pueden combinar de cualquier manera adecuada en los diversos aspectos.

Aunque la invención se ha descrito con referencia a realizaciones ejemplares, se entenderá por los expertos en la técnica que se pueden realizar diversos cambios y se pueden sustituir elementos equivalentes por sus elementos sin separarse del alcance de la invención. Además, se pueden realizar muchas modificaciones para adaptar una situación o material particular a las enseñanzas de la invención sin separarse de su alcance esencial. Por lo tanto, se pretende que la invención no esté limitada a las realizaciones particulares descritas para llevar a cabo esta invención, sino que la invención incluirá todas las realizaciones que caen dentro del alcance de las reivindicaciones anejas.

Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (21)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Una estructura laminada, que comprende: 5 una primera capa externa y una segunda capa externa; al menos una capa interna colocada entre las capas externas primera y segunda; una primera capa adhesiva colocada entre la primera capa externa y la capa interna, en la que la primera capa adhesiva forma un patrón para cubrir í o sólo una primera porción de la capa interna; y una segunda capa adhesiva colocada entre la segunda capa externa y la capa interna, en la que la segunda capa adhesiva forma un patrón para cubrir sólo una segunda porción de la capa interna en un lado opuesto a la primera capa adhesiva, y en la que la primera porción es diferente de la 15 segunda porción.

2. La estructura laminada de la reivindicación 1 , en la que la estructura tiene una clasificación de clase de transmisión de sonido de alrededor de 30 a alrededor de 65 cuando se ensaya según ASTM E90-04 y E413-04. 20

3. La estructura laminada de la reivindicación 1 , en la que la estructura tiene una clasificación de clase de transmisión de sonido de alrededor de 37 a alrededor de 41 cuando se ensaya según ASTM E90-04 y E413-04.

4. La estructura laminada de la reivindicación 1 , en la que la primera 25 capa adhesiva y la segunda capa adhesiva comprenden un adhesivo termofusible, un adhesivo a base de disolventes, un adhesivo a base de agua, un adhesivo curado mediante UV, o una combinación que comprende al menos uno de los anteriores.

5. La estructura laminada de la reivindicación 1 , en la que la primera 30 capa adhesiva y la segunda capa adhesiva comprenden un adhesivo termofusible viscoelástico.

6. La estructura laminada de la reivindicación 5, en la que el adhesivo termofusible viscoelástico está configurado para tener un primer módulo a una primera temperatura, y un segundo módulo mayor que el primer módulo a una segunda temperatura mayor que la primera temperatura.

7. La estructura laminada de la reivindicación 6, en la que el adhesivo termofusible viscoelástico comprende un catalizador sensible a la temperatura, configurado para curar el adhesivo termofusible viscoelástico e incrementar su módulo en el caso de un incendio.

8. La estructura laminada de la reivindicación 6, en la que el adhesivo termofusible viscoelástico comprende un inhibidor sensible a la temperatura, en la que ante una pérdida del inhibidor a las temperaturas del incendio está configurada para desencadenar una reacción de reticulación en el adhesivo e incrementar su módulo.

9. La estructura laminada de la reivindicación 6, en la que el adhesivo termofusible viscoelástico comprende un agente intumescente, en el que el agente intumescente comprende un gas espumante que agota el oxígeno.

10. La estructura laminada de la reivindicación 1 , en la que la primera capa adhesiva y la segunda capa adhesiva comprenden un patrón discontinuo de adhesivo, en la que el patrón comprende tiras verticales de adhesivo, tiras horizontales, puntos, cuadrados, rectángulos, polígonos, formas irregulares, o combinaciones que comprenden al menos uno de los patrones anteriores.

11. La estructura laminada de la reivindicación 10, en la que la primera capa adhesiva y la segunda capa adhesiva comprenden un patrón discontinuo de tiras paralelas de adhesivo colocadas de manera perpendicular a una dimensión más larga de la estructura laminada.

12. La estructura laminada de la reivindicación 1 , en la que las tiras paralelas están separadas de aproximadamente 1 a aproximadamente 4 pulgadas entre sí.

13. La estructura laminada de la reivindicación 12, en la que las tiras paralelas están separadas entre sí por aproximadamente 2 pulgadas.

14. Una puerta contra incendios, que comprende: una primera capa externa de la puerta, que comprende un tablero de fibra de yeso, y una segunda capa externa de la puerta, que comprende un tablero de fibra de yeso; al menos una capa central interna de la puerta colocada entre las capas primera y segunda externas de la puerta, en la que el núcleo interno de la puerta comprende un panel de yeso; una primera capa adhesiva colocada entre la primera capa externa de la puerta y el núcleo interno de la puerta, en la que la primera capa adhesiva comprende un adhesivo termofusible viscoelástico y forma un patrón para cubrir sólo una primera porción del núcleo interno de la puerta; y una segunda capa adhesiva colocada entre la segunda capa externa de la puerta y el núcleo interno de la puerta, en la que la segunda capa adhesiva comprende un adhesivo termofusible viscoelástico y forma un patrón para cubrir sólo una segunda porción del núcleo interno de la puerta en un lado opuesto a la primera capa adhesiva, y en la que la primera porción es diferente de la segunda porción.

15. La estructura laminada de la reivindicación 14, en la que la estructura tiene una clasificación de clase de transmisión de sonido de alrededor de 37 a alrededor de 41 cuando se ensaya según ASTM E90-04 y E413-04.

16. La estructura laminada de la reivindicación 15, en la que la estructura tiene una clasificación antiincendios de 90 minutos cuando se ensaya según ASTM E152, NFPA 252, CAN 104, y UL 10C.

17. La estructura laminada de la reivindicación 14, en la que el adhesivo termofusible viscoelástico está configurado para tener un primer módulo a una primera temperatura, y un segundo módulo mayor que el primer módulo, a una segunda temperatura mayor que la primera temperatura.

18. La estructura laminada de la reivindicación 14, en la que el adhesivo termofusible viscoelástico comprende un catalizador sensible a la temperatura, configurado para curar el adhesivo termofusible viscoelástico e incrementar su módulo en el caso de un incendio.

19. La estructura laminada de la reivindicación 14, en la que el adhesivo termofusible viscoelástico comprende un inhibidor sensible a la temperatura, en la que ante una pérdida del inhibidor a las temperaturas del incendio está configurada para desencadenar una reacción de reticulación en el adhesivo e incrementar su módulo.

20. Un método para obtener una estructura laminada, que comprende: aplicar un primer adhesivo en un primer patrón discontinuo sobre una superficie de una primera capa externa o sobre al menos una capa interna; adherir la primera capa externa a la capa interna; aplicar un segundo adhesivo en un segundo patrón discontinuo sobre una superficie de la capa interna opuesta a la primera capa externa, o sobre una segunda capa externa; y adherir la segunda capa externa a la capa interna, en la que el primer patrón discontinuo y el segundo patrón discontinuo están desplazados de manera que ninguna porción del primer adhesivo se solapa con el segundo adhesivo.

21. El método de la reivindicación 20, que aplica calor a las capas a una temperatura predeterminada y a una presión predeterminada durante un tiempo efectivo para laminar las capas y formar la estructura laminada.