MX2013009674A

MX2013009674A - Lechadas a base de yeso, tableros de yeso espumados y metodos para producir tableros de yeso espumados.

Info

Publication number: MX2013009674A
Application number: MX2013009674A
Authority: MX
Inventors: Eli Stav; Karen Fey; Ronald A Lee; David T Durocher; Sridhar Gopalkrishnan Iyer; Richard J Romanek
Original assignee: Nat Gypsum Properties Llc
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2014-01-08
Also published as: US20120237756A1; KR101908753B1; CA2827928C; US20160009598A1; WO2012116162A1; CN103443048B; CA2827928A1; KR20140008381A; US10125049B2; CN103443048A; US9181132B2; EP2678292A1

Abstract

Se describe una lechada para fabricar tableros de yeso que contiene yeso calcinado, agua, un agente espumante y un agente coalescente. El agente espumante imparte una pluralidad de burbujas en la lechada. Por lo general se genera previamente una espuma con el agente espumante, y se utiliza la espuma para formar la lechada para que la espuma imparta la pluralidad de burbujas en la lechada. El agente coalescente coalesce la pluralidad de burbujas impartidas por la espuma. Por lo regular, el agente coalescente coalesce una pluralidad de burbujas pequeñas y parcialmente unidas impartidas por la espuma para crear burbujas más grandes y más pequeñas. También se describe un tablero de yeso y el método para formar la lechada y el tablero de yeso. El tablero de yeso consiste en una capa de yeso formada a partir de la lechada. La capa de yeso define una pluralidad de burbujas dispersadas en ésta, las cuales son impartidas por la espuma y el agente coalescente contenidos en la lechada.

Description

LECHADAS A BASE DE YESO, TABLEROS DE YESO ESPUMADOS Y - MÉTODOS PARA PRODUCIR TABLEROS DE YESO ESPUMADOS REFERENCIA CRUZADA A LAS SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio ante la Solicitud de Patente Provisional U. S. No. de serie 61/445,946, presentada el 23 de febrero de 2011, la cual de incorpora con la presente para referencia en su totalidad.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere, en general, a una lechada y a un tablero de yeso formado a partir de la lechada, y más específicamente a una lechada que contiene yeso calcinado, agua, un agente espumante y un agente coalescente, a un tablero de yeso formado a partir de la lechada y a los métodos para formar la lechada y el tablero de yeso.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA El tablero de yeso es un material compuesto fabricado de dos hojas de cubierta o frentes (frente/respaldo) con una capa de yeso (o núcleo de yeso) intercalada entre las hojas. Las propiedades físicas de los frentes, el frente/núcleo de yeso unido, y la resistencia del núcleo de yeso, todos tienen influencia sobre las propiedades físicas del tablero de yeso.

Un núcleo de yeso normal contiene aproximadamente 60% hasta 80% de aire en volumen, lo cual depende en parte de los componentes que se utilicen para formar el núcleo de yeso y de la cantidad y estructura de la espuma formada durante la fabricación del núcleo de yeso. El núcleo de yeso se forma a partir de una lechada, la cual es espumada, p. ej . , el aire es atrapado cuando se fabrica la lechada mediante la introducción de espuma a la lechada. La espuma es previamente generada y se alimenta en forma continua a la lechada y se mezcla en forma homogénea con la lechada. Normalmente la espuma se genera previamente mediante el uso de un agente espumante, agua espumante y aire en un generador de espuma. El tamaño y distribución de las burbujas de aire en el núcleo de yeso afecta la resistencia del tablero de yeso (p. ej . , para extraer clavos) y las uniones entre los frentes y el núcleo de yeso. Las burbujas de aire pueden variar en cuanto al tamaño, forma y distribución dentro del núcleo de yeso. El núcleo de yeso restante entre las burbujas de aire contiene cristales de yeso que forman una matriz sólida entre las burbujas de aire. Por lo regular, cuanto más amplia sea la matriz sólida entre las burbujas más fuerte es el núcleo de yeso. La matriz sólida generalmente se fabrica a partir de cristales de yeso, y en menor medida, de almidón. Durante la creación del tablero debe apreciarse que existe un equilibrio delicado entre peso decreciente del tablero de yeso manteniendo al mismo tiempo la resistencia del tablero de yeso .

En fechas recientes, la industria del yeso ha intentado lograr distribución más deseable de las burbujas de aire en el núcleo de yeso. La mayoría de los esfuerzos han sido dirigidos hacia cambiar la química de los agentes espumantes para generar espuma menos estable para adicionar a la lechada durante la fabricación del núcleo de yeso. En general, respecto a la espuma generada a partir de un agente espumante estable, un agente espumante menos estable, por sí mismo, generará espuma que coalescerá más. Esto generalmente dará lugar a burbujas de aire más grandes y más pequeñas en el núcleo de yeso. La mayoría de los esfuerzos fueron dirigidos a reducir la estabilidad de la espuma reduciendo la cantidad de los grupos etoxi en la molécula del agente espumante (incluso hasta cero grupos etoxi), cambiando su longitud de cadena y alterando entre estructuras lineales y estructuras ramificadas.

Por desgracia, el cambio del agente espumante estable a un agente espumante menos estable para obtener la estructura de la espuma deseada en el núcleo de yeso requiere muchas modificaciones al proceso. Estas modificaciones requieren personal capacitado y pueden crear problemas del proceso y pérdida del rendimiento durante la producción de los tableros de yeso. Los cambios del agente espumante de un producto a otro complican el proceso de producción y puede requerir cambios a la tasa de carga del agente espumante.

Como tal, existe una oportunidad de proporcionar lechadas mejoradas para fabricar tableros de yeso. Además, existe una oportunidad para proporcionar tableros de yeso mejorados y métodos mejorados para fabricar lechadas y tableros de yeso.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Y VENTAJAS La presente invención proporciona una lechada para fabricar un tablero de yeso. La lechada contiene yeso calcinado, agua, un agente espumante, y un agente coalescente. El agente espumante imparte una pluralidad de burbujas en la lechada. El agente coalescente coalesce la pluralidad de burbujas impartidas por el agente espumante. También se proporciona un tablero de yeso y el método para formar la lechada y el tablero de yeso. El tablero de yeso contiene una capa de yeso formada a partir de la lechada. La capa de yeso define una pluralidad de burbujas dispersadas en ésta, las cuales son impartidas por los agentes espumante y coalescente de la lechada.

El agente coalescente puede actuar para colapsar parcialmente (o coalescer) la lechada espumada antes del fraguado de la lechada a un estado seudo-plástico (al que también se le puede mencionar como endurecimiento de la lechada) , permitiendo así que algunas de las burbujas de la lechada espumada se junten para crear burbujas más grandes en la lechada sin el colapso total de la estructura de las burbujas. El agente coalescente también ayuda a estabilizar las burbujas resultantes hasta que la matriz de yeso se fragua. Una vez que la matriz de yeso se fragua, una pluralidad de burbujas (p. ej . , burbujas de aire) se dispersan en ésta con base en las burbujas impartidas por los agentes espumante y coalescente. Por lo regular, el agente coalescente coalesce una pluralidad de burbujas pequeñas y parcialmente unidas impartidas por el agente espumante para crear burbujas más grandes y más pequeñas o discretas. Se considera que la estructura de las burbujas más uniforme y distinta proporciona menor densidad aparente de la capa de yeso para un peso reducido del tablero de yeso, manteniendo considerablemente al mismo tiempo o incluso mejorando la resistencia del tablero de yeso respecto a los tableros de yeso tradicionales.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Otras ventajas de la presente invención se apreciarán fácilmente, ya que la misma se comprende mejor haciendo referencia a la siguiente descripción detallada cuando se considera en relación con los dibujos acompañantes, en donde: La Figura 1 es una fotografía de microscopio electrónico de barrido (SEM) de una sección transversal desde una capa de yeso de un tablero de yeso inventivo que ilustra una pluralidad de burbujas; La Figura 2 es una fotografía SEM de una sección transversal del Control 1 que ilustra una capa de yeso que tiene una pluralidad de burbujas más pequeñas; La Figura 3 es una fotografía SEM de una sección transversal del Ejemplo 1 que ilustra una capa de yeso que tiene una pluralidad de burbujas más grandes; La Figura 4 es una fotografía SEM de una sección transversal del Control 3 que ilustra una capa de yeso que tiene una pluralidad de burbujas más pequeñas; La Figura 5 es una fotografía SEM de una sección transversal del Ejemplo 2 que ilustra una capa de yeso que tiene una pluralidad de burbujas más grandes; La Figura 6 es una imagen de un corte transversal de un tablero de yeso control fabricado en un primer sitio de fabricación; La Figura 7 es una imagen de un corte transversal de un tablero de yeso inventivo fabricado en el primer sitio de fabricación, empleando el Agente coalescente 2, y con una pluralidad de burbujas más grandes; La Figura 8 es una imagen de un corte transversal de un tablero de yeso control fabricado en un segundo sitio de fabricación; La Figura 9 es una imagen de un corte transversal de un tablero de yeso inventivo fabricado en el segundo sitio de fabricación, empleando el Agente coalescente 2, y con una pluralidad de burbujas más grandes; La Figura 10 es una imagen de un corte transversal de un tablero de yeso control fabricado en un tercer sitio de fabricación; La Figura 11 es una imagen de un corte transversal de un tablero de yeso inventivo fabricado en el tercer sitio de fabricación, empleando el Agente coalescente 2, y con una pluralidad de burbujas más grandes; y La Figura 12 es una imagen de un corte transversal de un tablero de yeso inventivo fabricado en un cuarto sitio de fabricación, empleando el Agente coalescente 2, y con una pluralidad de burbujas más grandes.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona una lechada, un tablero de yeso formado a partir de la lechada, y los métodos para fabricar la lechada y el tablero de yeso. La lechada puede ser utilizada para formar el tablero de yeso, y más específicamente, para formar una capa de yeso (p. ej . , núcleo de yeso) del tablero de yeso. La lechada también se puede mencionar en la técnica como una lechada de estuco. El tablero de yeso también puede mencionarse en la técnica como muro seco, cartón yeso, panel de yeso, tablaroca, etc. El tablero de yeso no está limitado par algún uso específico, es decir, el tablero de yeso puede utilizarse para muros, plafones, pisos, bases para azulejo, sofitos, etc. El tablero de yeso y los métodos están descritos más adelante. Las modalidades ejemplares de la lechada ahora serán descritas.

La lechada generalmente contiene yeso calcinado, agua, un agente espumante y un agente coalescente. Por lo regular, la lechada consiste en una espuma que contiene el agente espumante, de modo que la lechada generalmente contiene yeso calcinado, agua, la espuma y el agente coalescente. La lechada también puede contener uno o más aditivos, como puede ser los aditivos convencionales. Los ejemplos de los aditivos apropiados están descritos y ejemplificados más adelante.

La presente invención no se limita a algún tipo específico de yeso calcinado. El yeso calcinado también puede mencionarse en la técnica como sulfato de calcio semihidratado (CaSC>4 · 0.5H20) , estuco o yeso de Paris . Los ejemplos del yeso calcinado apropiado, así como su origen, métodos y reacciones para obtener el yeso calcinado, están descritos en: Patente U.S. No. 8,016,961 para Martin et al.; Patente U.S. No. 6,706,128 para Sethuraman; Patente U.S. No. 6,422,734 para Sethuraman et al.; y Patente U.S. No. 6,783,587 para Sethuraman et al . ,-en adelante se menciona como la referencias incorporadas, las descripciones de las cuales se incorporan en la presente para referencia en su totalidad a condición de que la descripción incorporada no entre en conflicto con el alcance general de la presente invención.

El yeso calcinado es capaz de reaccionar con agua, formando con ello un producto de reacción que contiene sulfato de calcio dihidratado y por lo regular agua residual. La reacción entre el yeso calcinado y agua se muestra en forma general a continuación: CaSO4*0.5H2O + 0.5H2O -> CaS04'2H20 + calor En esta reacción, el yeso calcinado se rehidrata a su estado dihidratado (CaS04'2H20) durante un periodo de tiempo muy corto. El tiempo real necesario para la reacción depende, en general, del tipo de calcinador que se emplee y el tipo de roca de yeso que se utilice para formar el yeso calcinado (p. ej . , como está descrito en las referencias incorporadas) . El tiempo de reacción puede ser controlado en cierta medida por el uso de aditivos como aceleradores y retardadores , los cuales están descritos más adelante. Como se ilustra en lo anterior, la reacción desprende calor, es decir, la reacción es exotérmica. Durante la reacción, la lechada generalmente transitará de un estado fluido a un estado duro o "fraguado" conforme el producto de reacción (hidratación) se forma/endurece . La lechada generalmente se endurecerá (es decir, será menos fluida o rígida) después de aproximadamente 15 segundos hasta aproximadamente 40 segundos. Esto puede ser mencionado en la técnica como la fase de endurecimiento. Después del fraguado, la lechada puede ser cortada en varias longitudes .

El yeso calcinado puede ser utilizado en diversas cantidades. Por lo regular, la lechada se fabrica y manipula de modo gue una capa de yeso formada a partir de ésta, es decir, el producto de la reacción, tenga un espesor convencional, como puede ser un espesor menor de 1 pulgada, más comúnmente un espesor desde aproximadamente 1/4 hasta aproximadamente 5/8 de pulgada. La cantidad de yeso calcinado que estará presente en la lechada dependerá del espesor deseado para el tablero. Por ejemplo, cuando se desea un tablero de 1/2 pulgada de espesor, la lechada por lo regular contendrá yeso calcinado en una cantidad desde aproximadamente 337 hasta aproximadamente 1180 Ib por 1000 pies cúbicos (msf), aproximadamente 548 hasta aproximadamente 970 lb/msf, o aproximadamente 674 a aproximadamente 843 lb/msf. Las cantidades de yeso calcinado dadas en msf pueden ser aplicadas a y ajustadas para diversos espesores de la capa de yeso formada a partir de la lechada. Por ejemplo, para un tablero de 5/8 de pulgada de espesor, la lechada por lo regular contendrá yeso calcinado en una cantidad desde aproximadamente 1785 lb/msf hasta aproximadamente 2040 lb/msf. Las dimensiones generales y los métodos de fabricación de los tableros de yeso están descritos más adelante .

Por lo regular, el agua y el yeso calcinado reaccionan en una proporción en peso desde aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 1.5, aproximadamente 0.75 hasta aproximadamente 1.25, o aproximadamente 0.80 hasta aproximadamente 1.0. En general, es deseable proporcionar bastante agua para que el yeso calcinado reaccione con esta, pero no con tal cantidad de agua que la separación del agua residual después de la reacción consuma tiempo indebidamente o costoso.

Como se menciona en lo anterior, la reacción entre el yeso calcinado y el agua es exotérmica. Como tal, después de la formación de la lechada, la lechada inicialmente tiene una temperatura inicial (Ti) y una temperatura máxima (T2) mientras la lechada transita del fluido a un estado seudo-plástico hasta un estado fraguado final. Dicho de otro modo, el producto de la reacción del yeso calcinado y agua tiene la i y T2 a medida que ocurre la reacción. Cada una de las temperaturas también se puede mencionar como las temperaturas de la mezcla o la lechada, p. ej . , una temperatura de lechada inicial i y una temperatura de lechada máxima T2. La i puede ser la temperatura ambiente, dependiendo del lugar de fabricación de la lechada. De otro modo, la i puede ser menor que la temperatura ambiente, más normalmente más caliente que la temperatura ambiente, porque uno o más de los componentes de la lechada se calienta antes de preparar la lechada. Si bien no es típico, debe apreciarse que uno o más de los componentes también puede ser enfriado antes de preparar la lechada. La propia lechada también puede calentarse o enfriarse (o dejarla sola) a medida que la reacción del yeso calcinado y el agua ocurre para formar el producto de la reacción.

La T2 generalmente es la temperatura más alta que alcanza la lechada mientras la reacción se lleva a cabo.

La temperatura de la lechada, y por tanto, el producto de reacción, aumenta desde la Ti hasta la T2 debido al calor desprendido por la reacción exotérmica. Por lo regular, la Ti de la lechada/producto de reacción es desde aproximadamente 21.0 hasta aproximadamente 52.0, aproximadamente 23.0 hasta aproximadamente 48.0, o aproximadamente 30.0 hasta aproximadamente 43.0°C. Por lo regular, la T2 de la lechada/producto de reacción es desde aproximadamente 43.0 hasta aproximadamente 74.0, aproximadamente 45.0 hasta aproximadamente 70.0, o aproximadamente 45.0 hasta aproximadamente 55.0°C.

El agente espumador puede ser cualquier tipo de agente espumador, que incluye, más no se limita a, los agentes espumadores descritos en las referencias incorporadas. El agente espumador por lo regular consiste en una solución de uno o más jabones/agentes tensoactivos y un solvente. Por lo regular, el agente espumador consiste en un agente tensoactivo aniónico; no obstante, también es posible utilizar otros tipos de agentes tensoactivos, como pueden ser los tensoactivos catiónicos, tensoactivos no iónicos, etc. El solvente por lo regular es agua (ya que la solución es acuosa) , un alcohol (p. ej . , etanol, isopropanol, etc.), o una combinación de estos. El agente espumador por lo regular consiste en aproximadamente 30 hasta aproximadamente 60% en peso de activos de jabón/agente tensoactivo. Como se describe en lo anterior, el resto del agente espumante puede ser solvente (p. ej . , agua o alcohol) o una combinación de solventes . El agente espumante puede ser utilizado para generar espuma por cualquier cantidad de métodos generadores de espuma tradicionales .

En algunas modalidades, el agente tensoactivo del agente espumador consiste en un sulfato un sulfonato. En otras modalidades, el agente tensoactivo del agente espumador consiste en un éter sulfato de amonio. Los ejemplos específicos de los agentes espumadores apropiados pueden ser aquellos que consisten en: alquil sulfatos de amonio; alquil éter sulfatos que tengan al menos un promedio de 1.5 moles de óxido de etileno por mol del agente espumante, alquil éter sulfatos que tengan al menos un promedio de 4.0 moles de óxido de etileno por mol de agente espumante; una molécula de sulfonato etoxilado con una cadena de C-8 a C-12, por ejemplo, que tenga un promedio de 4.0 moles de óxido de etileno por mol de agente espumante; alquil aril sulfonatos, ésteres metílicos alfa sulfonatados de C-12 a C-16, sulfonatos de alfa olefinas y mezclas de estos; alquil éter sulfatos que tengan en promedio entre 1.5 y 2.5 moles de óxido de etileno por mol de agente espumante, dodecilbencensulfonato de sodio y dodecilbencensulfonato de trietanolamina; un agente espumante descrito por la fórmula química CH3 (CH2 ) BCH2 (OCH2CH2 ) cOS03M2 , en donde b tiene un valor promedio en el intervalo de 6.5 a 7.5; en donde c es el número promedio de moles de óxido de etileno por mol de agente espumante y es en el intervalo de 1.5 y 2.5; y M2 se selecciona del grupo que consiste en sodio, potasio, magnesio, amonio, amonio cuaternario y mezclas de estos; o en donde c es aproximadamente 2.2, y M2 se selecciona del grupo que consiste en sodio, amonio y derivados orgánicos cuaternarios de amonio. Debe observarse que es posible utilizar cualquier cantidad de agentes espumantes para crear la espuma para la lechada. En ciertas modalidades, el agente espumante consiste en Cedepal® FA-406, el cual está disponible en el comercio de Stepan Company de Northfield, Illinois. Otros agentes espumantes de Stepan Company también pueden ser utilizados, así como agentes espumantes de otras empresas como Thatcher TF, la cual está disponible en el comercio de Thatcher Chemical Company de Salt Lake City, Utah; y Hyonic® PFM, p. ej . , Hyonic® PFM 30, que está disponible en el comercio de Geo Specialty Chemicals de Lafayette, Indiana .

Otros ejemplos específicos de agentes espumantes apropiados incluyen aquellos que consisten en: alquil sulfatos que tengan al menos una cadena de diez carbonos, alquil éter sulfatos que tengan menos de un promedio de 1.3 moles de óxido de etileno por mol del agente espumante, y mezclas de estos; lauril sulfato de amonio, y alquil éter sulfatos que tengan aproximadamente 0.4 a 1.3 moles de óxido de etileno por mol de agente espumante; un agente espumante descrito por la fórmula química R (OCH2CH2) a0S03 i , en donde R representa hidrocarburos lineales y ramificados que tengan un peso molecular máximo de aproximadamente 169, y mezclas de estos; en donde a es el número promedio de moles de óxido de etileno por mol del agente espumante y está en el intervalo de 0.4 y 1.3, y i se selecciona del grupo que consiste en sodio, potasio, magnesio, amonio, derivados orgánicos cuaternarios de amonio y derivados de estos; o en donde a es aproximadamente 0.8, y Mi se selecciona del grupo que consiste en amonio y derivados orgánicos cuaternarios de éste. En ciertas modalidades, el agente espumante consiste en Alfa Foamer®, disponible en el comercio de Stepan Company.

El agente espumante puede utilizarse en diversas cantidades. Por lo regular, el agente espumante estará presente en la lechada en una cantidad desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 2.0 Ib por 1000 pies cuadrados (msf ) , aproximadamente 0.4 hasta aproximadamente 1.25 lb/msf, o aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 0.9 lb/msf. El agente espumante puede consistir en una combinación de dos o más de los agentes tensoactivos antes mencionados. En ciertas modalidades, la lechada incluye un agente espumante . En otras modalidades, la lechada incluye dos o más agentes espumantes diferentes.

El agente espumante puede estar en diversas formas, como puede ser líquido, escamas o en forma de polvo. El agente espumante es útil para generar espuma que imparta una pluralidad de burbujas en la lechada durante la formación del producto de la reacción. Por impartir, generalmente se entiende que el agente espumante, es decir, la espuma que contiene el agente espumante, lleva burbujas hacia la lechada y/o forma burbujas en la lechada durante la formación. Las burbujas normalmente son burbujas de aire, pero puede incluir otros gases también. Las burbujas pueden ser de diversos tamaños y formas como se describe más adelante. En general, el propio agente espumante se espuma para que incluya burbujas antes de la adición para formar la lechada. La espumación puede ocurrir simplemente por mezclado, por agitación mecánica del agente espumante, agua y aire para formar la espuma (también mencionada en la presente como la espuma previamente generada) . La espuma previamente generada puede ser adicionada junto con el agua al yeso calcinado y el agua y/o después de que se combinen el yeso calcinado y agua. La espuma puede ser generada combinando el agente espumante, agua de espuma y aire en un generador de espuma.

El agente coalescente coalesce la pluralidad de burbujas impartidas por el agente espumante, es decir, la espuma que contiene el agente espumante. El agente coalescente generalmente coalesce la pluralidad de burbujas para crear burbujas más grandes. Aunque es posible utilizar agentes coalescentes muy diferentes para que sirvan para tal propósito, se prefiere seleccionar un agente coalescente que tenga una acción coalescente retardada, de modo que el agente coalescente no coalesca la pluralidad de burbujas hasta después de que haya transcurrido un tiempo cuando se adicionó por primera vez el agente coalescente a la lechada. En otras palabras, la acción coalescente del agente coalescente se retarda durante un tiempo mientras el agente coalescente está en la lechada junto con burbujas formadas por el agente espumante. Además, el agente coalescente por lo regular ayuda a estabilizar la estructura de burbujas resultante durante este periodo de latencia. El tiempo normalmente es menor que el tiempo que tarda el producto de reacción para endurecer (p. ej . , aproximadamente 15 a aproximadamente 40 segundos) , para que el agente coalescente pueda actuar.

Por lo regular, el agente coalescente actúa para formar burbujas más grandes y discretas a partir de las burbujas impartidas por la espuma. Lo anterior se basa en un mecanismo coalescente. En este mecanismo se considera que el agente coalescente drena agua de una lámela que separa dos o más burbujas, adelgazando la lámela y finalmente la ruptura de la lámela haciendo la desaparición de las dos o más burbujas y formando una burbujas o burbujas más grandes a partir de estas. También se considera que el agente coalescente estabiliza estas burbujas más grandes para que estas estén todavía presentes cuando el producto de reacción se fragua, para que el producto de reacción defina una pluralidad de burbujas impartidas por los agentes espumante y coalescente, es decir, impartidas por las burbujas respectivas formadas a partir de estos.

El agente coalescente tiene una temperatura de turbidez (TCp) . La TCp del agente coalescente por lo regular es entre la i y la T2 de la lechada/producto de reacción. Como tal, el agente coalescente coalesce la pluralidad de burbujas de la lechada después de que la temperatura de la lechada alcanza la TCP del agente coalescente. Esta temperatura no es necesariamente exacta, ya que la TCP puede variar, pero un periodo de tiempo normalmente no pasa antes de que comience la coalescencia de las burbujas las cuales fueron impartidas por la espuma. Se considera que la acción coalescente del agente coalescente generalmente aumenta a medida que la temperatura de la lechada/producto de reacción sobrepasa la TCP.

La TCp es la temperatura a la cual el agente coalescente comienza a caer o precipitar de la solución. Ya que la temperatura del agente coalescente sigue aumentando, más y más agente coalescente (o agente tensoactivo) , cae de la solución. A estas temperaturas, el agente coalescente precipitado actúa como un desespumante, mientras que el agente coalescente todavía en solución actúa como un coalescente. Se considera que mientras la coalescencia puede estar ocurriendo aún por debajo de la TCP del agente coalescente, el efecto coalescente y la estructura de la burbuja resultante es impactada positivamente por la transición a y por encima de la TCP del agente coalescente. Se considera que esta acción imparte a la lechada, y por tanto, al producto de reacción, estructura de burbujas mejorada. Esta estructura de las burbujas ayuda a reducir la densidad aparente de la matriz de yeso lo cual se traduce en una disminución del peso por volumen unitario, manteniendo generalmente otras propiedades deseables del tablero de yeso como suficiente resistencia a la extracción de clavos y de compresión. La estructura de las burbujas puede incluir burbujas (o huecos, cavidades, bolsas, etc.) de diversos tamaños y formas como se describe a continuación. Las burbujas por lo regular incluyen aire, pero pueden estar presentes también otros gases como un gas inerte, p. ej . , gas nitrógeno.

La TCP se puede determinar por diversos métodos de la técnica, como puede ser de acuerdo con el método descrito por la norma ASTM D2024. Por lo regular, una cantidad del agente coalescente es adicionada al agua, p. e . , 1% en peso, para formar una solución, y se aumenta la temperatura de la solución hasta que la solución se vuelve turbia, lo cual generalmente indica que el agente coalescente está cayendo de la solución. El agente coalescente por lo regular tiene una TCp desde aproximadamente 16 . 0 hasta aproximadamente 60 . 0 , aproximadamente 18 . 0 hasta aproximadamente 60 . 0 , o aproximadamente 20 . 0 hasta aproximadamente 60 . 0 °C , de acuerdo con ASTM D2024 . Se debe apreciar que la TCp del agente coalescente solo, respecto a la TCP del agente coalescente mientras está en la lechada, es decir, en combinación con el agente espumante, puede desplazarse a mayor o menor que las temperaturas antes descritas. No obstante, todavía se considera que permanecen los efectos descritos en la presente, con base en la transición de la TCP · Como ya se describió, la reacción entre el yeso calcinado y agua es exotérmica. Como tal, la lechada normalmente tiene una elevación significativa de la temperatura desde la Ti hasta la T2 después del mezclado, es decir, una vez que el producto de la reacción comienza a formarse. El cambio de la temperatura puede ser hacia arriba de 15 hasta 20°C o más desde la i hasta la T2. Al seleccionar un agente coalescente apropiado que tenga un TCP dentro de este intervalo (Ti, T2) , la formación de las burbujas y la coalescencia pueden ser controladas en la lechada, y por tanto, el producto de la reacción. También es posible que la temperatura de la lechada sea controlada en tal forma que el agente coalescente puede ser activado o desactivado con base en si se pasa o no la TCP · Como se menciona en lo anterior, la TCP puede variar.

Lo anterior puede ocurrir con base en la temperatura del estuco y/o temperatura del agua, y dichas condiciones pueden cambiar diario, especialmente de acuerdo con la estación. El factor más grande sobre la Ti normalmente es la temperatura del estuco que se utiliza para crear la lechada. Para crear el estuco, el yeso natural se extrae de la mina, se seca, e tritura y se calcina para producir estuco. Como resultado, la temperatura del estuco alimentado para crear la lechada puede variar dependiendo del periodo que haya pasado desde que éste fue calcinado y las condiciones de almacenamiento donde el estuco esté siendo almacenado antes de ser adicionado al mezclador. Con base en estos factores, un agente coalescente puede ser seleccionado que tenga una TCP apropiada para el sitio respectivo, la i de la lechada y/o el intervalo de la Tx y T2.

La ? de la lechada y el intervalo de temperaturas de la lechada en un lugar de fabricación específico se puede estimar por diversos medios, como puede ser por prueba y error, calculando el intervalo de temperaturas de la reacción haciendo referencia a los datos históricos de la temperatura de al menos una lechada previa formada en el lugar, calculando el intervalo de temperaturas de la reacción de acuerdo con la ley de Hess, etc. Una vez que se determina la i de la lechada y el intervalo de temperaturas (Ti, T2) en un sitio de fabricación particular, es posible utilizar el agente coalescente apropiado que tenga la TCP deseada.

En ciertas modalidades, el agente coalescente consiste en un copolímero en bloques de óxido de etileno-óxido de propileno (EO/PO) y/o un copolímero en bloques EO/PO inverso, es decir, un copolímero en bloques de PO/EO. Los ejemplos específicos de los copolímeros en bloque apropiados pueden ser: glicoles poliméricos en bloques lineales obtenidos, por ejemplo, por la adición de óxido de etileno (EO) en un producto de la condensación de óxido de propileno (PO) con propilen glicol; y copolímeros en bloque inversos obtenidos, por ejemplo, por la adición de óxido de etileno a etilen glicol para obtener un hidrófilo de peso molecular designado y la adición de óxido de polipropileno para obtener bloques hidrofóbicos en el exterior de la molécula .

Al revertir los bloques hidrofóbicos e hidrofílicos del copolímero PO/EO/PO se crean agentes tensoactivos semejantes a los copolímeros en bloque normales EO/PO/EO, pero con algunas diferencias importantes. Sin limitarse por alguna teoría particular, se considera que aunque los copolímeros en bloque lineal EO/PO/EO tienden a ser mejores emulsificadores y dispersantes y cubren un intervalo más amplio de pesos moleculares, los copolímeros en bloque inversos (es decir, los copolímeros en bloque PO/EO/PO) tienen menores tendencias a la espumación, mayor desespumación y gelificación disminuida. Además, los copolímeros en bloque inversos normalmente están terminados por grupos hidroxilo secundarios, los cuales tienen menor reactividad y acidez que los grupos hidroxilo primarios que generalmente terminan los copolímeros en bloque lineales EO/PO/EO. Estos copolímeros en bloque también pueden ser conocidos en la técnica como poloxámeros o copolímeros tribloque. En ciertas modalidades, el agente coalescente consiste en un agente tensoactivo copolímero en bloque, el cual está disponible en el comercio de BASF Corporation de Florham Park, New Jersey.

En otras modalidades, el agente coalescente consiste en un alcohol alcoxilado, como puede ser un alcoxilato de alcohol graso. Los agentes tensoactivos no iónicos ejemplares son agentes tensoactivos de alta y baja espuma, como pueden ser los alcoholes alcoxilados superiores en los cuales el alcohol contiene 6 a 18 átomos de carbono y el número de moles del óxido de alquileno inferior (2 o 3 átomos de carbono) es desde 3 hasta 12. Los agentes tensoactivos no iónicos ejemplares incluyen los agentes tensoactivos de baja espuma de BASF Corporation. Estos agentes tensoactivos por lo regular son el producto de la reacción de alcohol (es) lineal (es) y/o ramificado (s) y una mezcla de óxido de propileno y óxidos de etileno, con un contenido de una cadena mixta de óxido de propileno y óxido de etileno terminados por un grupo hidroxilo. Un ejemplo específico incluye un alcohol graso de C6-C10 condensado con 6 a 12 moles de óxido de etileno y 3 moles de óxido de propileno.

En ciertas modalidades, el agente coalescente es un copolímero en bloque EO/PO. En otras modalidades, el agente coalescente es un copolímero en bloque inverso EO/PO. En otras modalidades, el agente coalescente es un alcoxilato de alcohol. En todavía otras modalidades, el agente coalescente es una combinación de copolímeros en bloque lineales (EO/PO/EO) y/o invertidos (PO/EO/EO) y/o alcoxilatos de alcohol . El agente coalescente también puede ser mencionado en la técnica como un agente tensoactivo no iónico.

El agente coalescente por lo regular tiene un balance hidrofílico-lipofílico (HLB) desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 31 , desde o aproximadamente 1 hasta aproximadamente 15 . Si se emplea, el copolímero en bloque EO/PO por lo regular tiene un balance hidrofílico-lipofílico (HLB) desde aproximadamente 7 hasta aproximadamente 15 . Si se emplea, el copolímero en bloque inverso EO/PO tiene un balance hidrofílico-lipofílico (HLB) desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 7 .

El agente coalescente por lo regular tiene un peso molecular promedio desde aproximadamente 1000 hasta aproximadamente 4000 . Si se emplea, el copolímero en bloque EO/PO por lo regular tiene un peso molecular promedio desde aproximadamente 2000 hasta aproximadamente 3500 . Si se emplea, el copolímero en bloque inverso EO/PO por lo regular tiene un peso molecular promedio desde aproximadamente 2000 hasta aproximadamente 3500 .

El agente coalescente por lo regular tiene un contenido de óxido de etileno (EO) o bloque hidrofílico desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50% en peso, con base en 100 partes de la molécula del agente coalescente. Si se emplea, el copolimero en bloque EO/PO por lo regular tiene un contenido de EO desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 45% en peso. Si se emplea, el copolimero en bloque inverso EO/PO por lo regular tiene un contenido de EO desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 45% en peso.

El agente coalescente puede ser utilizado en diversas cantidades. Por lo regular, el agente coalescente estará presente en la lechada en una cantidad desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 1.0 Ib por 1000 pies cuadrados (msf ) , aproximadamente 0.05 hasta aproximadamente 0.5 lb/msf, o aproximadamente 0.10 hasta aproximadamente 0.25 lb/msf. El agente espumante y el agente coalescente por lo regular estarán presentes en la lechada en una proporción en peso desde aproximadamente 20:1 hasta aproximadamente 3:1, aproximadamente 7.5:1 hasta aproximadamente 5:1, o aproximadamente 7:1 hasta aproximadamente 6:1.

La lechada también puede contener un componente aditivo. El componente aditivo puede incluir cualquier tipo de aditivo o aditivos. Los ejemplos de los aditivos apropiados incluyen aquellos descritos en las referencias incorporadas, así como almidones, aceleradores, fibras (como pueden ser de papel y/o de vidrio) , potasa, arcilla, ácido bórico, plastificadores , pirorretardantes, retardadores del moho, espesantes, dispersantes o una combinación de estos. El componente aditivo puede utilizarse en diversas cantidades y puede incluir uno o más de los aditivos antes mencionados. Pueden apreciarse cantidades específicas de ciertos aditivos con referencia a la sección Ejemplos siguiente. Los aditivos pueden utilizarse en cantidades mayores o menores que las cantidades específicamente presentadas en la presente.

La lechada puede formarse por métodos tradicionales. Ejemplos de tales métodos y aparatos para la formación de la lechada, se describen en las referencias incorporadas. Normalmente, la lechada se forma utilizando un mezclador y un transportador. Los componentes de la lechada se proporcionan y adicional al mezclador. El mezclador normalmente tiene uno o más alimentadores , como puede ser un alimentador para componentes secos, p. ej . , el yeso calcinado, y uno o más alimentadores para componentes húmedos, p. ej . , el agua y la espuma. Los componentes se mezclan en el mezclador para formar la lechada (espumada) . Cada uno de los componentes puede ser adicionado al mezclador en diversos momentos y diversas combinaciones .

El agente coalescente puede ser adicionado como parte del agua que se adiciona a la lechada, como puede ser como parte del agua de aforo, agua blanca, o agua de la espuma utilizada para crear la lechada. El agente coalescente también puede ser adicionado a la lechada a través de un conducto en la descarga de la lechada de modo que cuando la lechada pasa a través de la descarga de la lechada el agente coalescente se adiciona a la lechada de modo que la lechada se deposita en la hoja de cubierta. El agente coalescente también puede ser adicionado directamente al mezclador y/o al generador de espuma. El agente coalescente puede ser suministrado a la lechada solo o como parte de una dilución. Si se emplea, los demás componentes aditivos pueden ser adicionados en un modo semejante.

Como ya se describió, una vez que el yeso calcinado y el agua entran en contacto, estos generalmente reaccionan para formar el producto de reacción. El agente espumante forma una pluralidad de burbujas en la lechada, es decir, la espuma formada a partir del agente espumante forma la pluralidad de burbujas en la lechada.

Normalmente después de que ha pasado un periodo de tiempo, p. ej . , una vez que la temperatura de la lechada se aproxima a la TCp del agente coalescente, el agente coalescente empieza la coalescencia de la pluralidad de burbujas en la lechada. La lechada normalmente es alimentada a un transportador que tenga una hoja de cubierta dispuesta en éste. Una placa formadora espuma la lechada espumada de modo que el producto de reacción es de un cierto espesor.

La acción de coalescencia retardada del agente coalescente permite que la lechada pase a través de la placa formadora sin perder su volumen. Si la lechada formada se desespuma demasiado rápido, generalmente pierde su volumen inicial y se necesita más espuma para mantener el volumen requerido para mantener el espesor de la lechada lo cual finalmente se traduce en espesor del producto de reacción/capa de yeso que se forma a partir de esta. Además, aún cuando algunas burbujas se siguen colapsando o coalesciendo, la combinación de la espuma y el agente coalescente, y la matriz de yeso resultante y burbujas, mantiene considerablemente el espesor de la capa de yeso cuando este se fragua. En ciertas modalidades, el agente coalescente comienza considerablemente a coalescer las burbujas impartidas por la espuma, próximas a la placa de formación, como puede ser antes de la placa de formación, en la placa de formación y/o después de la placa de formación. La lechada es regularmente transportada a través de la placa de formación.

La combinación de las burbujas impartidas por la espuma y el agente coalescente establece una pluralidad de burbujas en la capa de yeso. Las burbujas normalmente tienen un diámetro promedio desde aproximadamente 150 hasta aproximadamente 800 , aproximadamente 200 hasta aproximadamente 700 , o aproximadamente 300 hasta aproximadamente 600 mieras.

Normalmente, una segunda hoja cubierta se aplica a la capa de yeso para formar el tablero de yeso; sin embargo, el tablero de yeso también puede incluir sólo una hoja de cubierta y la capa de yeso. La(s) hoja(s) de cubierta puede (n) doblarse para encapsular los bordes de la capa de yeso. La capa de yeso normalmente es intercalada entre las hojas de cubierta. Las hojas de cubierta pueden ser formadas de diversos materiales, como puede ser de papel o fibra de vidrio. Las hojas de cubierta pueden ser iguales o diferentes entre sí, y se puede hacerse referencia como hojas Frente y Respaldo.

Los ejemplos de las hojas de cubierta adecuados están descritos en las referencias incorporadas. Ciertos tipos de hojas de cubierta pueden tener aditivos o materiales de relleno diferentes que impartan las propiedades retardantes de incendios o de moho deseables .

Puede aplicarse calor al tablero de yeso para eliminar el agua residual de la capa de yeso. Pueden utilizarse diversos métodos para eliminar el agua residual, como puede ser empleando secadores o cámaras de secado. Pueden utilizarse ciertos dispersantes/plastificadores para reducir la cantidad de agua, por lo tanto, reduciendo el tiempo de secado eventual/energía necesaria para producir el tablero de yeso.

El tablero de yeso puede, eventualmente, ser cortado en diversas longitudes. Normalmente las dimensiones de los tableros de yeso incluyen un ancho de aproximadamente 48 pulgadas (~120 cm) hasta aproximadamente 52 pulgadas (~137 cm) , y un espesor desde 1/4 de pulgada (~6 mm) hasta aproximadamente 1 pulgada (~25 mm) , aproximadamente 1/2 pulgada (~13 mm) hasta aproximadamente 5/8 de pulgada (~16 mm) , o aproximadamente 1/4 de pulgada hasta aproximadamente y 3/8 de pulgada (-10 mm) . El tablero de yeso puede hacerse con diferentes bordes, por ejemplo, con dos diferentes tratamientos de bordes: un borde cónico, en donde los bordes largos del tablero se estrechan con un bisel ancho en el frente para permitir la unión de materiales al enjuague terminado con la cara del tablero principal; y un borde plano, utilizado en toda la superficie recibirá una capa fina (capa delgada) del acabado de yeso. La presente invención no se limita a ninguna dimensión o configuración particular del tablero de yeso.

El tablero de yeso puede tener diversas propiedades físicas. Normalmente, el tablero de yeso tiene peso disminuido en relación con tableros de yeso convencionales de las mismas dimensiones generales, debido a las burbujas definidas en la presente. Se considera que los tableros de yeso también tienen resistencias que se aproximan o incluso rebasan las resistencias de los tableros de yeso convencionales de las mismas dimensiones generales.

El peso del tablero de yeso producido de esta lechada dependerá del grosor de la placa. Por ejemplo, un tablero de yeso de 1/2 pulgada de grosor normalmente tiene un peso de menos de aproximadamente 1500 Ib por 1000 pies cuadrados (msf ) , aproximadamente 1200 hasta 1400 lb/msf, o aproximadamente 1200 hasta 1350 lb/msf. El tablero de yeso también tendrá suficiente resistencia y resistencia de la unión al núcleo del papel para cumplir los requisitos que se establecen en ASTM C1396 para el panel de yeso. Tales características se miden mediante una variedad de diferentes mediciones, que incluyen, más no se limitan a, resistencia para extraer clavos, deformación por humidificación, resistencia a la compresión e integridad de la unión del núcleo de papel humidificado .

Aunque en la presente generalmente se describen lechadas y tableros de yeso, el (los) agente (s) coalescente (s ) de la presente invención también pueden utilizarse en otras industrias como pueden ser, más no se limitan a, la industria del cemento, la industria del mortero (albañilería) , y la industria de los pavimentos. Específicamente, el (los) agente (s) coalescente (s ) de la presente invención puede (n) utilizarse en cualquier composición conde se desee un atrapamiento estratégico de burbujas de aire. Tales composiciones pueden incluir composiciones de concreto, incluidas las composiciones de concreto que contienen generalmente cemento (p. ej . , cemento Portland) , agua, agregado y como una opción, otros aditivos tradiciones comprendidos en la técnica. Los ejemplos de las composiciones de cemento, y los componentes de estas, están descritos en la Patente US No. 6,489,3 81; Patente US No. 4,772,328; Patente US No. 4,018,618; Patente US No. 6,545,067; Patente US No. 6,803,396; Pub US No . 2002/0132946; Patente US No. 4, 018, 618; Patente US No.. 7,008,990; Patente US No. 7, 399, 355; Patente US No. 7,655,710; Patente US No. 7, 855,260; Patente US No. 7,612,150; Patente US No. 7,202,319; Pub. US No. 2010/0210761; Pub. US No. 2007/0227404; US Patente No. 6,617,387; Patente US NO. 6, 803, 396; Patente US No. 5,258,072; Patente US No. 6, 809,148; Patente US No. 6,656,994; Patente US No. 5,258,072; y Patente US No. 5,783,549; las descripciones de las cuales se incorpora en la presente para referencia en su totalidad siempre que la descripción incorporada no entre en conflicto con el alcance general de la presente invención.

Debe entenderse que es posible hacer muchos cambios a los siguientes ejemplos, obteniendo todavía resultados iguales o similares. Por consiguiente, los siguientes ejemplos, que ilustran las modalidades de las lechadas y los tableros de yeso de la presente invención, se proponen para ilustrar y no para limitar la invención.

EJEMPLOS Los ejemplos de las lechadas y los tableros de yeso se forman practicando los métodos más utilizados. Con referencia a las Figuras, se pueden apreciar las secciones transversales de los diversos núcleos y tableros de yeso. Como se muestra en las Figuras, los núcleos y tableros de yeso de la presente invención que emplean las lechadas que se describen en la presente contienen burbujas más grandes respecto a los núcleos y tableros de yeso control /comparativos .

La Figura 1 en general muestra el efecto de un agente coalescente sobre las burbujas de aire en el núcleo de yeso a partir de un ensayo de una planta que fabrica tableros de yeso. Como se ilustra, el núcleo de yeso contiene burbujas grandes y paredes de yeso gruesas entre las burbujas.

La Tabla I siguiente muestra los resultados de extraer clavos después de la adición de un agente coalescente descrito en la presente. Como se ilustra en la Tabla, el peso del tablero es prácticamente el mismo entre los tableros de yeso de ½ pulgada mientras que la resistencia a la extracción de clavos aumenta en aproximadamente 17%. Este aumento en la resistencia es considerado que se imparte por la estructura de las burbujas como se muestra en la Figura 1.

TABLA I El Agente espumante 1 es un éter sulfato de amonio, disponible en el comercio de Stepan Company.

El Agente coalescente 1 es un copolímero en bloques inverso EO/PO que tiene una temperatura de turbidez de (TCp) desde aproximadamente 16.0 hasta aproximadamente 60.0°C de acuerdo con la norma ASTM D2024 y un porcentaje en peso de óxido de etileno (EO) desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50, con base en 100 partes en peso del copolímero en bloque EO/PO inverso, disponible en el comercio de BASF Corporation.

La Tabla II siguiente ilustra ejemplos adicionales con y sin el agente coalescente de la presente invención. También se emplea una variedad de aditivos.

TABLA II El Agente coalescente 2 es un copolímero en bloques inverso EO/PO que tiene una temperatura de turbidez (TCP) desde aproximadamente 16.0 hasta aproximadamente 60.02C de acuerdo con la norma ASTM D2024 y un porcentaje en peso de óxido de etileno (EO) desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50, con base en 100 partes en peso del copolímero en bloque inverso EO/PO, disponible en el comercio de BASF Corporation.

El acelerador es un acelerador molino de bolas [sic] y se alimenta seco a la lechada.

El éter de celulosa es etil hidroxietil celulosa, disponible en el comercio de AkzoNobel Corporation. El éter de celulosa actúa como un espesante y ayuda a controlar la fluidez de la lechada. Este se alimenta seco a la lechada.

El almidón regular es almidón de maíz modificado con ácido y se alimenta seco a la lechada.

El agua consiste en agua blanca, agua de aforo y agua de espuma. El agua blanca puede ser aproximadamente 180 lb/msf, el agua de espuma puede abarcar desde aproximadamente 100 lb/msf hasta aproximadamente 525 lb/msf, y el agua de aforo puede abarcar desde aproximadamente 220 lb/msf hasta aproximadamente 660 lb/msf.

Beneficios adicionales se pueden apreciar haciendo referencia a la Tabla II y las Figuras. Por ejemplo, la diferencia en el tamaño de las burbujas entre el Control 3 (-50 hasta 300 micrones) y el Ejemplo 2 (-400 hasta 800 micrones) puede apreciarse mejor. El Ejemplo 2 es considerado con excelente estructura de burbuja y propiedades físicas. Como se describe en lo anterior, se considera que estas propiedades físicas son impartidas por el agente coalescente de la presente invención, especialmente cuando la acción coalescente es retardada para que comience después de que haya transcurrido un tiempo, como puede ser una vez que la lechada esté en el transportador y/o en la placa de formación. La acción coalescente puede comenzar en cualquier momento después de que se forme la lechada y antes de que fragüe el producto de la reacción. Es posible emplear dos o más agentes coalescentes diferentes para que se puedan emplear dos o más acciones coalescentes y tiempos respectivos .

Las Figuras 7 a la 12 muestran ejemplos adicionales de los controles y de la invención de los tableros de yeso. Los tableros de yeso se fabrican en diferentes sitios de fabricación a lo largo de EUA. El tablero de yeso de la Figura 7 contiene aproximadamente 10% en peso del Agente coalescente 2, con base en 100 partes del agente espumante respectivo, y cada uno de los tableros de yeso de las Figuras 9, 11 y 12 contienen aproximadamente 25% en peso del Agente coalescente 2, con base en 100 partes del agente espumante respectivo [sic] . Como se ilustra en estas Figuras, los tableros de yeso inventivos tienen excelente estructura de burbujas respecto a los tableros control.

Respecto a la estructura de las burbujas, como se ilustra en la Figuras, la fracción sólida entre las burbujas (que contienen yeso) es más amplia que cuando las burbujas son más grandes y discretas. Se considera que esta estructura de las burbujas hace lenta la propagación de grietas en el núcleo de yeso cuando se corre una prueba de extracción de clavos . También se considera que burbujas más grandes y discretas en el núcleo de yeso tienen más cristales de yeso o menos burbujas en la interfaz hoja/núcleo de yeso dando lugar a una mejor unión del papel al núcleo. También se considera que cuando es más estrecha la distribución del tamaño de las burbujas en el núcleo de yeso, es mayor el espacio entre las burbujas, lo cual da origen a una mayor resistencia a la extracción de los clavos.

También se considera que las reivindicaciones anexas no están limitadas a los compuestos, composiciones y métodos específicos y particulares descritos en la descripción detallada, los cuales pueden variar entre modalidades específicas que entran dentro del alcance de las reivindicaciones anexas . Con respecto a cualquiera de los grupos Markush de los cuales depende la presente para describir características o aspectos particulares de las diversas modalidades, debe apreciarse que es posible obtener resultados diferentes, especiales y/o inesperados a partir de cada miembro del grupo Markush respectivo independiente de todos los demás miembros Markush. Cada miembro del grupo Markush puede ser invocado en forma individual y/o en combinación y proporciona respaldo adecuado para las modalidades específicas dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

También debe entenderse que cualquiera de los intervalos y subintervalos que se mencionan para describir las diversas modalidades de la presente invención en forma independiente y colectiva entran dentro del alcance de las reivindicaciones anexas y se entiende que describen y contemplan todos los intervalos incluidos los valores enteros y/o fraccionarios en estos, aún si tales valores no están escritos expresamente en la presente. Un experto en la técnica reconocerá fácilmente que los intervalos y subintervalos enumerados describen suficientemente y permiten practicar las diversas modalidades de la presente invención, y tales intervalos y subintervalos además pueden ser delineados en mitades, terceras partes, cuartas partes, quintas partes y otros. Solo a manera de ejemplo, un intervalo de "desde 0.1 hasta 0.9" puede además ser delineado en una tercera parte inferior, es decir, desde 0.1 hasta 0.3, una tercera parte media, es decir, desde 0.4 hasta 0.6 y una tercera parte superior, es decir, desde 0.7 hasta 0.9, las cuales en forma individual y colectiva están dentro del alcance de las reivindicaciones anexas, y pueden ser invocadas en forma individual y/o colectiva y proporcionar respaldo adecuado para las modalidades específicas dentro del alcance de las reivindicaciones anexas .

Además, con respecto al término que define o modifica un intervalo, como puede ser "al menos", "mayor que", "menor que", "no más de" y similares, debe entenderse que tal término incluye subintervalos y/o un límite superior o inferior. Como otro ejemplo, un intervalo de "al menos 10" inherentemente incluye un subintervalo desde al menos 10 hasta 35, un subintervalo desde al menos 10 hasta o 25, un subintervalo desde 25 hasta 35, y otros, y cada subintervalo puede ser mencionado en forma individual y/o colectiva y proporciona respaldo adecuado para las modalidades específicas dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Por último, un número individual dentro de un intervalo descrito puede ser mencionado y proporciona respaldo adecuado para las modalidades específicas dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Por ejemplo, un intervalo "desde 1 hasta 9" incluye diversos enteros individuales, como puede ser 3, así como números individuales incluido un punto decimal (o fracción) , como puede ser 4.1, el cual puede ser mencionado y proporcionar el respaldo adecuado para las modalidades específicas dentro del alcance de las reivindicaciones anexa .

La presente invención ha sido descrita en la presente en una forma demostrativa, y debe entenderse que la terminología que ha sido utilizada es una forma de descripción más no de limitación. Múltiples modificaciones y variaciones de la presente invención son posibles a la luz de las enseñanzas antes mencionadas. La presente invención puede ser practicada de forma específica como se describe específicamente dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. El tema de todas las combinaciones de cláusulas independientes y dependientes, dependientes individuales y múltiples, se considera expresamente en la presente.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un tablero de yeso que consiste en una hoja cubierta y una capa de yeso colocada sobre la hoja cubierta, dicha capa de yeso define una pluralidad de burbujas dispersadas en estas y que contiene el producto de la reacción de: yeso calcinado; y agua ; en donde ocurre una reacción exotérmica entre el yeso calcinado y agua, teniendo el producto de la reacción una temperatura que abarca desde una temperatura inicial (Ti) a una temperatura máxima (T2) durante la formación; en presencia de un agente espumante que consiste en un agente tensoactivo para crear una espuma para impartir una pluralidad de burbujas en el producto de reacción; y un agente coalescente que tiene una temperatura de turbidez (TCP) entre la temperatura inicial (Ti) y la temperatura máxima (T2) del producto de reacción; en donde la temperatura inicial (Ti) del producto de reacción es desde aproximadamente 21.0 hasta aproximadamente 52.0°C y la temperatura máxima (T2) del producto de reacción es desde aproximadamente 43.0 hasta aproximadamente 74.0°C durante la formación; en donde la temperatura de turbidez (TCP) del agente coalescente es desde aproximadamente 16.0 hasta aproximadamente 60.0°C de acuerdo con la norma ASTM D2024; y en donde dicho agente coalescente coalesce la pluralidad de burbujas en el producto de reacción después de que la temperatura del producto de reacción alcanza la temperatura de turbidez (TCP) del agente coalescente estableciendo con ello la pluralidad de burbujas en la capa de yeso a partir de la pluralidad de burbujas impartida por la espuma.

2. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1, caracterizado porque el agente coalescente tiene una temperatura de turbidez (TCP) desde aproximadamente 18.0 hasta aproximadamente 60.0°C de acuerdo con la norma ASTM D2024.

3. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura inicial (Ti) del producto de reacción es desde aproximadamente 23.0 hasta aproximadamente 48.0°C y la temperatura máxima (T2) del producto de reacción es desde aproximadamente 45.0 hasta aproximadamente 70.0°C durante la formación.

4. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1, caracterizado porque dicho agente espumante y dicho agente coalescente están presentes en una proporción en peso desde aproximadamente 20:1 hasta aproximadamente 3:1.

5. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1, caracterizado porque dicho agente coalescente tiene una temperatura de turbidez (TCp) desde aproximadamente 20.0 hasta aproximadamente 60.09C de acuerdo con la norma ASTM D2024.

6. El tablero de yeso como se establece en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el agente coalescente consiste en un copolímero en bloques de óxido de etileno-óxido de propileno (EO/PO) y/o un copolímero en bloques inverso de EO/PO.

7. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 6, caracterizado porque cada uno de los copolímeros en bloque EO/PO tiene un porcentaje en peso de óxido de etileno (EO) desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50, con base en 100 partes en peso del copolímero en bloques de EO/PO.

8. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 7, caracterizado porque dicho gente coalescente es el copolímero en bloques inverso de EO/PO.

9. El tablero de yeso como se establece en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicho agente coalescente consiste en un alcoxilato de alcohol .

10. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1, caracterizado porque dicho agente coalescente está presente en una cantidad desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 1.0 Ib por 1000 pies cuadrados (msf) (o aproximadamente 0.0045 hasta aproximadamente 0.45 kilogramos por 93 metros cuadrados) del tablero de yeso.

11. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1, caracterizado porque dicho agente tensoactivo de dicho agente espumante consiste en un sulfato o un sulfonato.

12. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1, caracterizado porque dicho agente tensoactivo de dicho agente espumante consiste en un éter sulfato de amonio.

13. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1, caracterizado porque dicho agente tensoactivo de dicho agente espumante consiste en un éter sulfato de amonio y dicho agente coalescente es un copolímero en bloque inverso de EO/PO, teniendo el copolímero en bloque inverso de EO/PO una temperatura de turbidez (TCp) desde aproximadamente 16.0 hasta aproximadamente 60.0°C, de acuerdo con la norma ASTM D2024, y un porcentaje en peso de óxido de etileno (EO) desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50, con base en 100 partes en peso de dicho copolímero en bloque inverso de EO/PO.

14. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 13, caracterizado porque dicho agente espumante y dicho agente coalescente están presentes en una proporción en peso desde aproximadamente 7.5:1 hasta aproximadamente 5 : 1

15. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 13, caracterizado porque dicho agente espumante está presente en una cantidad desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 2.0 Ib por 1000 pies cuadrados (msf) (o aproximadamente 0.045 hasta aproximadamente 0.90 kilogramos por 93 metros cuadrados) del tablero de yeso y dicho agente coalescente está presente en una cantidad desde aproximadamente 0.05 hasta aproximadamente 1.0 Ib por 1000 pies cuadrados (msf) (o aproximadamente 0.022 hasta aproximadamente 0.45 kilogramos por 93 metros cuadrados) de dicho tablero de yeso .

16. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1, caracterizado porque dicho agente espumante está presente en una cantidad desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 2.0 Ib por 1000 pies cuadrados (msf) (o aproximadamente 0.045 hasta aproximadamente 0.90 kilogramos por 93 metros cuadrados) del tablero de yeso.

17. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1, formado en todavía la presencia adicional de un componente aditivo que consiste en al menos uno de los siguientes: un almidón, un acelerador, fibra de vidrio, potasa, un agente espesante, ácido bórico o una combinación de estos.

18. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1, caracterizado porque el agua y el yeso calcinado reaccionan en una proporción en peso desde aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 1.5.

19. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1, caracterizado porgue la pluralidad de burbujas tienen un diámetro promedio desde aproximadamente 200 hasta aproximadamente 800 mieras.

20. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1 tiene un peso de menos que aproximadamente 1500 Ib por 1000 pies cuadrados (msf) (o aproximadamente 680 kilogramos por 93 metros cuadrados) .

21. El tablero de yeso como se establece en la reivindicación 1 además consiste en una segunda hoja cubierta separada de la hoja de cubierta con dicha capa de yeso intercalada entre dichas hojas cubierta.

22. Un método para formar una lechada de una capa de yeso para uso en la fabricación de tablero de yeso, dicho método comprende los pasos de: disponer de yeso calcinado; disponer de agua; disponer de una espuma previamente generada a partir de un agente que consiste en un agente tensoactivo; disponer de un agente coalescente que tenga una temperatura de turbidez (TCP) desde aproximadamente 16.0 hasta aproximadamente 60.0°C de acuerdo con la norma ASTM D2024; y mezclar el yeso calcinado, agua, espuma y agente coalescente para formar la lechada, el yeso calcinado y el agua teniendo una reacción exotérmica y la espuma impartiendo una pluralidad de burbujas en la lechada; en donde la lechada tiene una temperatura que abarca desde una temperatura inicial (Ti) desde aproximadamente 21.0 hasta aproximadamente 52-0°C hasta una temperatura máxima (T2) desde aproximadamente 43.0 hasta aproximadamente 74.0°C; y en donde la temperatura de turbidez (TCP) del agente coalescente es entre la temperatura inicial (Ti) y la temperatura máxima (T2) de la lechada de modo que el agente coalescente coalesce la pluralidad de burbujas en la lechada después de que la temperatura de la lechada alcance la temperatura de turbidez (TCp) del agente coalescente, estableciendo con ello una pluralidad de burbujas en la capa de yeso a partir de la pluralidad de burbujas impartidas por la espuma.

23. El método como se establece en la reivindicación 22, caracterizado porque el agente coalescente tiene una temperatura de turbidez ( TCp ) desde aproximadamente 18.0 hasta aproximadamente 60.0°C de acuerdo con la norma ASTM D2024 .

24. El método como se establece en la reivindicación 22, caracterizado porque la temperatura inicial ( Ti ) de la lechada es desde aproximadamente 23.0 hasta aproximadamente 48.0°C y la temperatura máxima ( T2 ) de la lechada es desde aproximadamente 45.0 hasta aproximadamente 70.0 °C .

25. El método como se establece en la reivindicación 22, caracterizado porque el agente espumante y el agente coalescente están presentes en una proporción en peso desde aproximadamente 10:1 hasta aproximadamente 5:1.

26. El método como se establece en la reivindicaciones 22, caracterizado porque el agente coalescente tiene una temperatura de turbidez ( TCp ) desde aproximadamente 20.0 hasta aproximadamente 60.0°C de acuerdo con la norma ASTM D2024.

27 . El método como se establece en cualquiera de las reivindicaciones 22 a 26 , caracterizado porque el agente coalescente consiste en un copolímero en bloque de óxido de etileno-óxido de propileno (EO/PO) y/o un copolímero en bloque inverso de EO/PO.

28 . El método como se establece en la reivindicación 27 , caracterizado porque cada uno de los copolímeros en bloque EO/PO tiene un porcentaje en peso de óxido de etileno (EO) desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50 , con base en 100 partes en peso del copolímero en bloques de EO/PO.

29 . El método como se establece en la reivindicación 28 , caracterizado porque dicho gente coalescente es el copolímero en bloques inverso de EO/PO.

30 . El método como se establece en cualquiera de las reivindicaciones 22 a 26 , caracterizado porque dicho agente coalescente consiste en un alcoxilato de alcohol.

31 . El método como se establece en la reivindicación 22 , caracterizado porque dicho agente coalescente está presente en una cantidad desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 1.0 Ib por 1000 pies cuadrados (msf) (o aproximadamente 0.0045 hasta aproximadamente 0.45 kilogramos por 93 metros cuadrados) de la lechada .

32. El método como se establece en la reivindicación 22, caracterizado porque dicho agente tensoactivo de dicho agente espumante consiste en un sulfato o un sulfonato.

33. El método como se establece en la reivindicación 22, caracterizado porque dicho agente tensoactivo de dicho agente espumante consiste en un éter sulfato de amonio.

34. El método como se establece en cualquiera de las reivindicaciones 22 a 26, caracterizado porque dicho agente tensoactivo de dicho agente espumante consiste en un éter sulfato de amonio y dicho agente coalescente es un copolímero en bloque inverso de EO/PO, teniendo el copolímero en bloque inverso de EO/PO una temperatura de turbidez (TCP) desde aproximadamente 16.0 hasta aproximadamente 60.0°C, de acuerdo con la norma ASTM D2024, y un porcentaje en peso de óxido de etileno (EO) desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50, con base en 100 partes en peso de dicho copolímero en bloque inverso de EO/PO.

35. El método como se establece en la reivindicación 34, caracterizado porque dicho agente espumante y dicho agente coalescente están presentes en una proporción en peso desde aproximadamente 7.5:1 hasta aproximadamente 5 : 1

36. El método como se establece en la reivindicación 34, caracterizado porque dicho agente espumante está presente en una cantidad desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 2.0 Ib por 1000 pies cuadrados (msf) (o aproximadamente 0.045 hasta aproximadamente 0.90 kilogramos por 93 metros cuadrados) del tablero de yeso y dicho agente coalescente está presente en una cantidad desde aproximadamente 0.05 hasta aproximadamente 1.0 Ib por 1000 pies cuadrados (msf) (o aproximadamente 0.022 hasta aproximadamente 0.45 kilogramos por 93 metros cuadrados) de la lechada.

3 . El método como se establece en la reivindicación 22, caracterizado porque dicho agente espumante está presente en una cantidad desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 2.0 Ib por 1000 pies cuadrados (msf) (o aproximadamente 0.045 hasta aproximadamente 0.90 kilogramos por 93 metros cuadrados) de la lechada.

38. El método como se establece en la reivindicación 22, además comprende el paso de premezclar una parte del agua y el agente espumante separado del yeso calcinado antes del paso de mezclado.

39. ?? método como se establece en la reivindicación 22 además comprende el paso de premezclar una parte del agua y el agente coalescente separados del yeso calcinado antes del paso de mezclado.

40. El método como se establece en la reivindicación 22 además comprende el paso de disponer de un componente aditivo para que el paso de mezclado además esté definido como mezclado del yeso calcinado, agua, espuma, agente coalescente y el componente aditivo para formar una lechada.

41. El método como se establece en la reivindicación 40, caracterizado porque el componente aditivo consiste en un almidón, un acelerador, fibras de vidrio, potasa, un agente espesante, ácido bórico o una combinación de estos.

42. El método como se establece en la reivindicación 22 además comprende los pasos de proporcionar una segunda hoja de cubierta y aplicar la segunda hoja cubierta a la capa de yeso contraria a la hoja cubierta para que la capa de yeso esté intercalada entre las hojas de cubierta.

43. El método como se establece en la reivindicación 22 además comprende el paso de aplicar calor al tablero de yeso para remover de la capa de yeso el agua residual .

44. un método para fabricar un tablero de yeso, el método comprende los pasos de: disponer de una hoja de cubierta; disponer de yeso calcinado; disponer de agua; disponer de una espuma previamente generada a partir de un agente espumante; disponer de un agente coalescente que tenga una temperatura de turbidez (TCP) desde aproximadamente 16.0 hasta aproximadamente 60.0°C de acuerdo con la norma ASTM D2024; mezclar el yeso calcinado, agua, espuma y agente coalescente para formar una lechada en un mezclador, impartiendo la espuma una pluralidad de burbujas en la lechada; y aplicar la lechada desde el mezclador a la hoja de cubierta para formar una capa de yeso sobre la hoja de cubierta; en donde la lechada tiene una temperatura que abarca desde una temperatura inicial (Ti) desde aproximadamente 21.0 hasta aproximadamente 52.0°C hasta una temperatura máxima (T2) desde aproximadamente 43.0 hasta aproximadamente 74.0°C; en donde la temperatura de turbidez (TCP) del agente coalescente es entre la temperatura inicial (Ti) y la temperatura máxima (T2) de la lechada; y en donde el agente coalescente comienza a coalescer la pluralidad de burbujas después de que la lechada está sobre la hoja de cubierta para que la capa de yeso defina una pluralidad de burbujas dispersadas en ésta e impartida por la espuma y el agente coalescente.

45. El método como se establece en la reivindicación 44, caracterizado porque la hoja de cubierta y la lechada se mueven desde el mezclador hasta una placa de formación y el agente coalescente comienza a coalescer la pluralidad de burbujas una vez que la lechada está próxima a la placa de formación.

46. Una lechada para fabricar tablero de yeso, dicha lechada consiste en: yeso calcinado; agua ; un agente espumante que consiste en un éter sulfato de amonio para crear una espuma para impartir una pluralidad de burbujas en dicha lechada; y un agente coalescente que consiste en un copolímero en bloque de óxido de etileno-óxido de propileno (EO/PO) inverso que tiene una temperatura de turbidez (TCP) desde aproximadamente 16.0 hasta aproximadamente 60.0°C de acuerdo con la norma ASTM D2024, de modo que dicho agente coalescente coalesce la pluralidad de burbujas impartidas por la espuma.

47. Un tablero de yeso que consiste en una hoja de cubierta y una capa de yeso dispuestas sobre dicha hoja de cubierta, dicha capa de yeso define una pluralidad de burbujas dispersadas en ésta y contiene el producto de reacción de: yeso calcinado; y agua; en presencia de un agente espumante que consiste en un éter sulfato de amonio para crear una espuma para impartir una pluralidad de burbujas en dicho producto de reacción; y un agente coalescente que consiste en un óxido de etileno-óxido de propileno (EO/PO) inverso [sic] con una temperatura de turbidez (TCP) desde aproximadamente 16.0 hasta aproximadamente 60.0°C de acuerdo con la norma ASTM D2024 de modo que dicho agente coalescente coalesce la pluralidad de burbujas impartidas por la espuma estableciendo con ello la pluralidad de burbujas en dicha capa de yeso.

48. Un método para fabricar un tablero de yeso, dicho método consiste en los pasos de: disponer de una hoja de cubierta; disponer de yeso calcinado; disponer de agua; disponer de una espuma previamente generada a partir de un agente espumante que consiste en un éter sulfato de amonio; disponer de un agente coalescente que consiste en un óxido de etileno-óxido de propileno (EO/PO) inverso [sic] que tiene una temperatura de turbidez (TCP) desde aproximadamente 16.0 hasta aproximadamente 60.0°C de acuerdo con la norma ASTM D2024; mezclar el yeso calcinado, agua, espuma y agente coalescente para formar una lechada, impartiendo la espuma una pluralidad de burbujas en la lechada y el agente coalescente coalesciendo la pluralidad de burbujas ; y aplicar la lechada a la hoja de cubierta para formar una capa de yeso sobre la hoja de cubierta, definiendo la capa de yeso una pluralidad de burbujas dispersadas en esta e impartidas por la espuma y el agente coalescente.