MX2014009651A - Celulosa nano - cristalina (ncc) en compuesto de union (jc) de cinta. - Google Patents

Abstract

Se forma un compuesto de unión con resistencia a la ruptura mejorada, combinando agua, un relleno tal como carbonato de calcio, un aglutinante de emulsión de látex, un sistema espesante tal como celulosa hidroxietil metilo, y celulosa nano-cristalina. La celulosa nano-cristalina se proporciona en una cantidad efectiva para reducir la formación de ruptura durante el secado.

Description

CELULOSA NANO-CRISTALINA (NCC) EN COMPUESTO DE ÜNIÓN (JC) DE CINTA REFERENCIA CRUZADA A LAS APLICACIONES RELACIONADAS La presente aplicación reivindica el beneficio bajo 35 U.S.C. 119 (e) de la Solicitud de Patente Provisional Estadounidense No. de Serie 61/602,671, presentada el 24 de febrero del 2012, el contenido completo del cual se incorpora expresamente aqui por referencia.

ARTE ANTECEDENTE Campo de los Conceptos Inventivos Descritos y Reivindicados El (los) concepto (s) inventivo (s) descrito (s) y reivindicado ( s ) presentemente se refiere en general a un compuesto de unión que puede eliminar totalmente la ruptura en varios espesantes del compuesto de unión y revestimientos gruesos. Específicamente, el compuesto de unión comprende celulosa nano-cristalina, agua, un relleno, un aglutinante y un espesante.

ARTE ANTECEDENTE Y ASPECTOS APLICABLES DEL (LOS) CONCEPTO (S) INVENTIVO (S) DESCRITO (S) Y REIVINDICADO (S) PRESENTEMENTE El panel de yeso se instala en general en paneles grandes, los cuales se clavan, atornillan, pegan a las varillas roscadas de las paredes de la construcción. Las uniones donde las secciones del panel de yeso están a tope juntas se cubren con un compuesto de unión y entonces una cinta de refuerzo de fibra de vidrio o papel se realiza dentro del compuesto de unión y entonces se permite secar. Cuando se seca el compuesto de unión, una segunda aplicación del compuesto de unión se aplica sobre la unión y se permite secar. Una cubertura del compuesto de unión también se aplica para cubrir cabezas de los clavos o tornillos o cualquier grieta en el tablero de pared y dejar secar. Después que el compuesto de unión se seca, la unión y la cubertura de los clavos o tornillos se lijan ligeramente y la pared entonces se finaliza con material decorativo tal como pintura.

Típicamente, las composiciones de unión de cinta, las cuales se refieren comúnmente a ellas como compuestos de unión, contienen un aglutinante, un sistema espesante, un material de relleno, agua, un biosida, arcilla y mica. La composición de unión es una mezcla preparada, composición de tipo secado que se vende normalmente en latas de cinco galones o cajas corrugadas. El agua y el material de relleno son los ingredientes que comprenden el porcentaje de peso más grande en la composición de unión. Los compuestos de unión son ya sea compuesto de peso regular que son del tipo tradicional o compuestos de peso ligero. Óptimamente, un compuesto de unión no alterará sus dimensiones mientras se seca. Sin embargo, cuando una cubertura relativamente gruesa del compuesto de unión se aplica a una superficie, se puede agrietar conforme se seca.

Lo más grueso de la cubertura es lo más similar a la ruptura y la más severa de la ruptura. Este requiere aplicaciones adicionales para llenar en los huecos en las rupturas, incrementando el costo de finalización de una superficie del muro.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una fotografía que muestra una cubertura gruesa del compuesto de unión seco el cual no incluye celulosa nano-cristalina .

La figura 2 es una fotografía que muestra una cubertura gruesa del compuesto de unión seco el cual incluye celulosa nano-cristaliña .

La figura 3 es una fotografía del compuesto mostrado en la figura 1 sin celulosa nano-cristalina .

La figura 4 es una fotografía del compuesto mostrado en la figura 2 sin celulosa nano-cristalina.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Antes de explicar al menos una modalidad del (los) concepto (s) inventivo (s) en detalle a manera de los dibujos, experimentación, resultados y procedimientos de laboratorio ejemplares, se ha de entender que el (los) concepto (s) inventivo (s) no se limita (n) en su aplicación a los detalles de la construcción y la disposición de los componentes descritos en la siguiente descripción o ilustrados en los dibujos, experimentación y/o resultados. El (los) concepto (s) es (son) capaz (ees) de otras modalidades o de ser practicado (s) o llevado (s) a cabo en varias maneras. Como tal, el lenguaje usado aquí se pretende dar el alcance y significado lo más amplio posible; y las modalidades se entienden ser ejemplares no exhaustivas. También, se entiende que la fraseologia y terminología empleada aquí es para el propósito de la descripción y no debe ser como limitación.

A menos que se defina de otra manera aquí, los términos científicos y técnicos usados en conexión con el (los) concepto (s) inventivo (s) descrito (s) y reivindicado ( s) presentemente tendrán los significados que se entienden comúnmente por aquellos hábiles en el arte. Además, a menos que se requiera de otra manera por el contexto, los términos singulares tendrán incluidos pluralidades y términos plural tendrán incluidos el singular. Generalmente, las nomenclaturas utilizadas en conexión con, y técnicas de química descritas aquí por aquellos que conocen bien y usan comúnmente en el arte. Las reacciones y técnicas de purificación se realizan de acuerdo a las especificaciones del fabricante o como se completa comúnmente en el arte o como se describe aquí. Las nomenclaturas utilizadas en conexión con, y los procedimientos y técnicas de laboratorio de, química analítica, química orgánica sintética, y química médica y farmacéutica descrita aquí son aquellas bien conocidas y usadas comúnmente en el arte. Las técnicas estándar se usan para síntesis químicas, análisis química, preparación farmacéutica, formulación, y reparto, y tratamiento de pacientes.

Todas las patentes, aplicaciones de patente publicadas, y publicaciones sin patentar mencionadas en la especificación son indicativas del nivel de habilidad de aquellos hábiles en el arte para el cual pertenece (n) este (os) concepto (s) inventivo (s) descrito (s) y reivindicado (s) presentemente. Todas las patentes, aplicaciones de patente publicadas, publicaciones sin patentar referenciadas en cualquier porción de esta aplicación se incorporan expresivamente aquí por referencia en su totalidad a la misma extensión como si cada patente individual o publicación se indicaron específicamente e individualmente para incorporarse por referencia.

Todas las composiciones y/o métodos descritos y reivindicados aquí se pueden hacer y ejecutar sin experimentación indebida de la presente descripción. Mientras que las composiciones y métodos de esta invención se han descrito en términos de modalidades preferidas, será aparente para un hábil en el arte que las variaciones se pueden aplicar a las composiciones y/o métodos y en los pasos o en la secuencia de los pasos del método descrito aquí sin apartarse del concepto, espíritu y alcance de la invención. Todos los sustitutos similares y modificaciones aparentes para aquellos hábiles en el arte se consideran estar dentro del espíritu, el alcance y concepto del (los) concepto (s) inventivo (s) como se define por las reivindicaciones adjuntas.

Como se utiliza de acuerdo con la presente descripción, los términos siguientes, a menos que se indique de otra manera, se entenderá que tienen los siguientes significados: El uso de la palabra "un" o "unos" cuando se usa en conjunto con el término "que comprende" en las reivindicaciones y/o la especificación puede significar "uno", pero también es consistente con el significado de "uno o más", "al menos uno", y "uno o más que uno". El uso del término "o" en las reivindicaciones se usa para el significado "y/o" a menos que se indique explícitamente para referirse a alternativas solas o las alternativas son exclusivas mutuamente, aunque la descripción soporta una definición que se refiere solo a alternativas y "y/o". A lo largo de esta aplicación, el término "aproximadamente" se usa para indicar que un valor incluye la variación inherente del error para el dispositivo, el método se emplea para determinar el valor, y/o la variación que existe entre los objetivos de estudio. El uso del término "al menos" se entenderá incluir uno así como cualquier cantidad mayor que, incluir pero no limitar a, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 100, etcétera. El término "al menos" se puede extender hasta 100 o 1000 o más, dependiendo en el término al cual se al cual se adjunta; además, las cantidades de 100/1000 no se consideran limitación, conforme se limita mayormente también puede producir resultados satisfactorios. Además, el uso del término "al menos una de X, Y, Z" se entenderá para incluir X sola, Y sola, y Z sola, asi como cualquier combinación de X, Y y Z.

Como se usa en esta especificaciones y reivindicación (es) , las palabras "que comprende" (y cualquier forma de que comprende, tal como "comprender" y "comprende") , "que tiene" (y cualquier forma de que tiene, tal como "tener" y "tiene") , "que incluye" (y cualquier forma de que incluye, tal como "incluir" e "incluye") o "que contiene" (y cualquier forma de que contiene, tal como "contener" y "contiene") están incluidas o de composición abierta y no excluyen adicional, elementos y pasos de método no citados.

El término "o combinaciones de los mismos" como se usa aquí se refiere a todas las permutaciones y combinaciones de los artículos listados que preceden el término. Por ejemplo, "A, B, C, o combinaciones de los mismos" se pretende incluir al menos una de: A, B, C, AB, AC, BC, o ABC, y si el orden es importante en un contexto particular, también BA, CA, CB, CBA, BCA, ACB, BAC, o CAB . Continuando con este ejemplo, incluido expresamente son combinaciones que contienen repeticiones de uno o más artículos o términos, tales como BB, AAA, MB, BBC, AAABCCCC, CBBAAA, CABABB, y así sucesivamente. Los artesanos hábiles entenderán que típicamente no hay límite en el número de artículos o términos en cualquier combinación, a menos que de otra manera aparentemente del contexto.

De acuerdo con el (los) concepto (s) inventivo (s) descrito (s) y reivindicado (s) presentemente, un compuesto de unión comprende celulosa nano-cristalina, un aglutinante, un espesante, un material de relleno, agua, un biosida y arcilla. Componentes adicionales que se usan comúnmente en compuestos de unión son perlita, mica, preservativos, agentes humectantes, antiespumantes, y plastificantes . Con la excepción de perlita y mica, esos componentes adicionales se usan normalmente en cantidades menores que generalmente están en el rango de aproximadamente 0.05% a aproximadamente 1.0% por peso basado en el peso total seco del compuesto.

La celulosa nano-cristalina es una porción cristalina de celulosa el cual se puede formar por hidrólisis acida de celulosa combinada con el tratamiento mecánico. Esas partículas de celulosa de tamaño de nanómetros son cristalinas en la naturaleza, insolubles en agua, estables inactivas químicamente e interés fisiológicamente con propiedades de unión atractivas.

La celulosa es uno de los biopolímeros más abundantes en la tierra, se producen en la madera, algodón, cáñamo y otros materiales basados en plantas y que sirven como la fase de refuerzo dominantes en las estructuras de planta. La celulosa también se puede sintetizar por alga, tunicados, y alguna bacteria. Es un homopolimero de unidades de repetición glucosa que se conectan por enlaces 1-4 ß-glicosídicos . Los enlaces 1- 4 ß-glicosídicos forman celulosa en cadenas lineales, las cuales interactúan fuertemente entre si a través de las enlaces de hidrogeno. Porque de su estructura regular y enlaces de hidrogeno fuertes, los polímeros de celulosa son altamente cristalinos y agregado para formar subestructuras y micro fibrillas. Los micro fibrillas, a su vez agregados para formar fibras celulósicas.

La celulosa purificada de madera o biomasa agrícola se puede desintegrar extensivamente o producir por procesos bacterianos. Si el material celulósico se compone de fibras manométricas , y las propiedades del material se determinan por su estructura de nano-fibras, esos polímeros se describen como celulosa nano-celulosa o nano-cristalina . Los términos se usan intercambiablemente aquí.

En general, las nano-celulosas están en forma de vástago con una relación longitud/diámetro de aproximadamente 20 a 200. En una modalidad sin limitación, las nano-celulosas tienen un diámetro menor que 60 nm. En otra modalidad sin limitación, las nano celulosas tienen un diámetro entre aproximadamente de 4nm a aproximadamente de 15 nm, y una longitud de aproximadamente de 150 nm a aproximadamente de 350 nm. El tamaño y forma de los cristales puede variar con sus orígenes. Por ejemplo, pero sin limitación, la celulosa de nano-cristalina de madera puede estar aproximadamente de 3 a aproximadamente de 5nm en ancho y aproximadamente de 20 a aproximadamente de 200 nm en longitud. Otra celulosa nano-cristalina obtenida desde otras fuentes tales como tales como algodón pueden tener dimensiones ligeramente diferentes.

La celulosa nano-cristalina tiene gran rigidez, área de superficie especifica grande, relación de aspecto, densidad baja y superficies reactivas que pueden facilitar el injerto químico y modificación. Al mismo tiempo, el material es inerte a algunas sustancias orgánicas e inorgánicas.

La producción de celulosa nano-cristalina por fibrilación de fibras celulosas en elementos de nano escala requiere tratamiento mecánico intensivo. Sin embargo dependiendo sobre la materia prima y el grado de procesamiento, los tratamientos químicos se pueden aplicar previos a la fibrilación mecánica. Generalmente la preparación de celulosa nano-cristalina se puede describir por dos métodos, hidrólisis acida y desfibrilación mecánica. En el primer método, la nano celulosa se puede preparar de la pulpa química de madera o fibra agrícola principalmente por hidrólisis acida para remover las regiones amorfas, las cuales entonces producen fibrillas de nano tamaño. Las condiciones de hidrólisis se conocen afectan las propiedades de los nano cristales resultantes. Diferentes ácidos también afectan las propiedades de suspensión. El tamaño de nano cristal, dimensiones, y forma también se pueden determinar a una cierta extensión por la naturaleza de la fuente de celulosa.

La hidrólisis de ácido se puede conducir usando un ácido fuerte bajo condiciones estrictamente controladas de temperatura, mezclado y tiempo. La naturaleza del ácido y el ácido-a-la relación celulósica también son parámetros importantes que afectan la preparación de nano celulosa. Los ejemplos de los ácidos pueden incluir pero no se limitan a, ácido sulfúrico, ácido hidroclórico, ácido fosfórico y ácido bromhidrico. La temperatura de la hidrólisis puede estar en el rango de temperatura ambiente hasta aproximadamente de 70°C y la hidrólisis correspondiente se puede variar de aproximadamente de 30 minutos a aproximadamente de 12 horas dependiendo en las temperaturas. Inmediatamente seguido a la hidrólisis, la suspensión se puede diluir para detener la reacción .

En una modalidad sin limitación, la suspensión se puede diluir desde aproximadamente de cinco veces a aproximadamente de diez veces para detener la reacción. Entonces la suspensión se puede centrifugar, se lavó una vez con agua y re-centrifugada y lavada de nuevo. Este proceso se puede repetir para aproximadamente de cuatro a cinco veces para reducir el contenido de ácido. Los tubos de diálisis de celulosa regenerada o membrana de diálisis de celulosa regenerada Espectro/Pro de espectro que tiene un punto de corte molecular de aproximadamente de 12,000-14,000 se puede usar para dializar la suspensión contra el agua destilada por varios días hasta que el pH de agua alcanza un valor constante, por ejemplo pero no a manera de limitación, un valor de pH de aproximadamente de 7.0.

Para dispersar y reducir además el tamaño de los cristales de celulosa, las suspensiones de los cristales de celulosa se puede procesar por ya sea sonificación o que pasa a través de un fluidificante micro cizalla alta. Este tipo de material preparado se refiere a él como nano celulosa, celulosa nano-cristalina (NCC) , nano cristales de celulosa, nano fibras de celulosa o bigotes de celulosa.

El segundo método es primariamente un tratamiento físico. Los paquetes de micro fibrillas llamada micro fibrilla celulosa o celulosa micro fibrilada con diámetros de decenas de nanómetros (nm) a micrómetros (pm) se generan usando tratamientos de molienda y homogenización a presión alta. Un proceso novedoso usando ultrasonificación intensamente alta también se ha usado para aislar fibrillas de fibras de celulosa natural. El ultrasonido de alta intensidad puede producir energía de oscilación mecánica muy fuerte, de modo que la separación de fibrillas celulosas de biomasa es posible por la acción de fuerzas hidrodinámicas de ultrasonido. Este método puede producir una celulosa micro fibrilada con un diámetro menor que aproximadamente de 60 nm. En una modalidad sin limitación, una celulosa micro fibrilada entre aproximadamente de 4 nm a aproximadamente de 15 nm, y una longitud menor que 1000 nm. La celulosa micro fibrilada puede además opcionalmente someterse a tratamiento químico, tratamiento enzimático y/o mecánico. Ambos métodos para preparar celulosa nano-cristalina se describe en la Patente U.S. No. 8, 105,430, la descripción completa de la cual se incorpora aquí por referencia.

Generalmente, se puede usar aproximadamente de 0.05% a aproximadamente de 0.5% por peso de celulosa nano-cristalina. En una modalidad sin limitación, aproximadamente de 0.05 a aproximadamente de 0.15% por peso se puede incorporar en el compuesto de unión.

El aglutinante es típicamente una emulsión de látex, por ejemplo, pero no a manera de limitación alcohol de polivinilo, látex de vinil acetato de etileno, o látex poli (vinil acetato) . El aglutinante es un agente coalescente que tras el secado del compuesto forma una matriz fina para mantener el compuesto. En otras palabras, el aglutinante es la matriz que mantiene los otros componentes en sus lugares apropiados de modo que forma el producto deseado. Por lo tanto, el aglutinante es una ingrediente esencial en el compuesto de unión. Otros materiales que se pueden usar como aglutinantes pueden incluir, pero no se limitan a, almidón, caseína, poliacrilamida, y copolímeros de acrilamida y ácido acrílico. En general, el aglutinante está en el rango de un límite inferior de aproximadamente de 1% a un límite superior a aproximadamente de 3%, por peso basado en el peso total del compuesto. En una modalidad sin limitación, el limite superior puede ser aproximadamente de 2.5% en peso, basado en el peso total del compuesto.

El espesante del (los) concepto (s) inventivo (s) descrito (s) y reivindicado (s) presentemente pueden ser, por ejemplo, pero no a manera de limitación, la celulosa de etilhidroxietilo (EHEC) , celulosa de hidroxietilo (HEC) , celulosa hidroxietilo modificado hidofobicamente, metilcelulosa hidroxipropilo (HPMC) , celulosa de metilhidroxietilo (MHEC) , celulosa carboximetilo (CMC) , guar de hidroxipropilo, guar derivatizado .

La cantidad del espesante en el compuesto de unión puede tener un limite inferior de cera de 0.01% en peso basado en el peso total seco del compuesto de unión (que excluye el agua presente en el compuesto de unión) . En una modalidad sin limitación, el limite inferior puede estar aproximadamente de 0.3% en peso basado en el peso total seco del compuesto de unión. El limite superior del sistema espesante puede estar aproximadamente de 0.6% en peso. En una modalidad sin limitación, el limite superior puede estar aproximadamente de 0.5% en peso.

Los materiales de relleno son un componente importante en los compuestos de unión. Ellos sirven para el propósito de añadir cuerpo al compuesto de unión, haciendo que la economía del compuesto, y controlando el pH del compuesto. Los materiales de relleno convencionales que se pueden usar ya sea solos o en combinación en el (los) concepto (s) inventivo (s) descrito (s) e inventivo (s) presentemente pueden incluir, pero no se limitan a, carbonato de calcio, di-hidrato del sulfato de calcio (yeso), y caliza dolomitica. Hemi-hidrato de sulfato de calcio (yeso blanco) se puede usar como un componente menor en la presencia de otros rellenos para mejorar el tiempo de abertura de control y ruptura y otras propiedades del compuesto de unión.

En una modalidad sin limitación, el relleno puede ser carbonato de calcio de tierra finamente. El relleno puede ser un polvo seco, el cual usualmente comprende al menos aproximadamente de 45 %peso basado en el peso del compuesto de unión. En una modalidad sin limitación, el relleno comprende al menos 50 %peso, basado en el peso del compuesto de unión. Generalmente, el relleno puede caer dentro del rango de aproximadamente de 45 a un limite superior de aproximadamente de 65% por peso. Para lograr el pH deseado del compuesto de 8 a 10, el relleno es el ingrediente alcalino principal y por lo tanto, es el ingrediente principal que controla el pH. Si es necesario, un modificador de pH también se puede añadir para incrementar la alcalinidad del compuesto.

El agua se puede añadir a los ingredientes secos del compuesto de unión para proporcionar la viscosidad de la composición del compuesto de unión generalmente en el rango de aproximadamente de 300 a aproximadamente de 700 unidades Brabender .

Los biosidas incremental la vida misma del compuesto de unión y prevenir la composición de echarse a perder. En otras palabras, los biosidas previenen a los microorganismos, tales como molde, bacteria, y hongos, de crecer en el compuesto y también en las paredes de la estructura de construcción en la que este se usa. Los ejemplos de dos biosidas aceptados en la industria eficientes puede ser Mergal® 174, 2 (hidroximetil) amino] etanol, un biosida de amplio espectro, fabricado por Troy Chemical Corp; y producto Proxel™ GXL, 1,2-bencisotiazolin-3-uno, un biosida de uso múltiple, fabricado por Arch Chemicals, Inc.

Otros biosidas pueden incluir, pero no se limita a, óxido de cobre, estearato de zinc, borato de calcio, borato de zinc, borato de bario, omadina de zinc, omadina de zinc/mezclado de óxido de zinc, 2, 5-dimetil-l, 3, 5-tiadiazinana-2-tiona (tiona) , 2-n-octul-4-isotiazolin-3-uno (octilinona) , 5-cloro-2-metil-4isotiazolin-3-uno, 2-metil-4-isotiazolin-3-uno, hexahidro-1, 3, 5-trietil-2-triazina, 5-bromo-5-nitro-l, 3-dioxano, 2- (hidroximetil) amino-etanol, 2- (hidroximetil) amino-2-metilpropanol , a-benzoil-acloroformaldoxima, benzilbromoacetato, p-cloro-m-xilenol, bis- (2-hidroxi-5-clorofenil) sulfuro, p-tolidiiodometilsulfona, 3-yodo-2- propinilbutílcarbamato, bis- (2-hidroxi-5-clorofenil) metileno, éter dipropilamina, dodecilamina, y cloruro de l-(3-cloroalil) -3, 5, 6-triaza-l-azoniaadamantano .

El biosida generalmente se deberá presentar en la cantidad que está en el rango de un límite inferior de aproximadamente de 0.05 a un límite superior de aproximadamente de 1.0% por peso basado en el peso total del compuesto .

De acuerdo con el (los) concepto (s) inventivo (s) reivindicado (s) y descrito (s) presentemente, las arcillas adecuadas para usar en un compuesto de unión pueden ser cualquiera de naturaleza terrosa, de grano fino, sustancias altamente cristalinas de silicatos de aluminio hidratado que contienen usualmente álcalis, tierra alcalina, y hierro que compensa al grupo de materiales de arcilla. Incluidos en este grupo pueden estar, pero no se limitan a, sepiolita, montmorillonita, bentonita, illita, kaolina, y attapulgita. En una modalidad sin limitación, la arcilla es attapulgita. La attapulgita se puede usar típicamente en los niveles que están en el rango de aproximadamente de 1.5 a aproximadamente de 3.5% del peso total del compuesto de unión.

Si se desea un compuesto de unión de tipo secado de peso ligero que tiene mejora en la resistencia de ruptura, la propiedad de peso ligero se puede proporcionar incorporando perlita expandida tratada especialmente en la formulación. Se conoce bien en el arte que la perlita expandida deberá tener un tamaño de partícula que puede pasar a través de una pantalla de malla 100, si se incorpora en un compuesto de unión. La perlita expandida puede ser un material de peso muy ligero el cual puede contener algunas rupturas y fisuras finas el cual se puede penetrar por agua y podria de ese modo destruir su habilidad para hacer el peso ligero del compuesto de unión. Como resultado, la perlita expandida a menudo se trata para que sea insensible al agua. El método preferido es tratar la perlita expandida con un compuesto de silicona pero otros materiales se pueden usar para que sea insensible al agua. La perlita expandida tratada especialmente está disponible comercialmente por proveedores tales como Silbrico Corporation. Si se usa perlita no tratada, se toma cuidado para prevenir absorción indebida de agua durante la fabricación y sobre la vida útil esperada del compuesto de unión. Los ejemplos de peso ligero ilustrados aqui se prepararon usando producto SiiCell® 3534 de Silbrico, una perlita de superficie tratada que se usa comúnmente en la industria. La perlita se puede usar en cantidades que tienen un limite superior de aproximadamente de 8.5 por ciento peso. En una modalidad sin limitación, el limite superior puede ser de 6.0 por ciento peso.

Dependiendo de las preferencias locales, otros ingredientes se pueden usar en las formulaciones del compuesto de unión. Esas pueden incluir, pero no se limitan a, agentes de arrastre de aire, surfactantes , humectantes, sales amortiguadoras de pH, antiespumantes, y mezclas de los mismos.

Normalmente, los compuestos de unión se pueden preparar combinando todos de los ingredientes húmedos y mezclando por un minuto a homogenizar. Entonces se añade una mezcla de todos los sólidos al recipiente de mezclado, con mezclado continuo. La masa completa se mezcla para un total de hasta aproximadamente de 20 minutos. Diferentes fabricantes pueden modificar este procedimiento. En general, la mayor concentración de arcilla, el mayor tiempo de mezclado. Por lo tanto, el uso de los niveles reducidos de arcilla descrita aquí puede en algunos casos permitir la reducción de dicho tiempo de mezclado, con incremento en la producción total de la planta.

Los ejemplos siguientes ilustran el (los) concepto (s) inventivo (s) descrito (s) y reivindicado ( s ) presentemente, las partes y porcentajes son por peso, a menos que se indique de otra manera. Cada ejemplo se proporciona a manera de explicación del (los) concepto (s) inventivo (s) descrito (s) y reivindicado ( s ) presentemente, sin limitación del (los) concepto (s) inventivo (s) descrito (s) y reivindicado (s) presentemente. De hecho, será aparente para aquellos hábiles en el arte que varias modificaciones y variaciones se pueden hacer en el (los) concepto (s) inventivo (s) descrito (s) y reivindicado (s) presentemente sin apartarse del alcance o espíritu de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una modalidad, se pueden usar en otra modalidad para aun una modalidad adicional. Por tanto se pretende que el (los) concepto (s) inventivo (s) descrito (s) y reivindicado ( s ) presentemente cubre tales modificaciones y variaciones conforme entra dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

EJEMPLOS PREPARACIÓN DE CELULOSA NANO-CRISTALINA La celulosa nano-cristalina (NCC) se preparó usando el procedimiento similar a D.G. Gray y otros, Langmuir, V.12, p. 2076-2082 (1996), los cuales se incorporan aquí por referencia en su totalidad. Los detalles del procedimiento se dan a continuación.

Previo a la hidrólisis de ácido, la pupa fue esponjada utilizando un molino. La pulpa esponjada fue hidrolizada en aproximadamente de 65% de ácido sulfúrico a aproximadamente de 45°C por aproximadamente de 2 horas. El contenido de solidos de la reacción fue aproximadamente de 10%. Primero, la pulpa esponjada se añadió en acido en un baño de agua con mezclado mecánico y permitiendo la hidrolizar. Después de la hidrólisis, la suspensión de celulosa se diluyo con agua (DI) desionizada (~10 veces los volúmenes de la solución de la solución ácida) y centrifugada dos veces para remover el ácido. La solución de carbonato de sodio al 2% entonces se añadió para neutralizar el ácido residual. La suspensión se dializo con agua DI para remover la sal. La suspensión purificada se secó para determinar el rendimiento.

EVALUACIONES Para evaluar la información de grieta inicial del compuesto de unión del (los) concepto (s) inventivo (s) descrito (s) y reivindicado ( s ) presentemente, se preparó la siguiente formulación del compuesto de unión: Agua-31.5 por ciento peso 30 micrón CaCC>3-60.9 por ciento en peso Arcilla de attapulgita-2 por ciento en peso Mica-3 por ciento en peso Látex PVA (55%) -2 por ciento en peso HEC-0.4 por ciento en peso Esta es una formulación de compuesto de unión estándar. Se preparó una formulación utilizando el (los) concepto (s) inventivo (s) descrito (s) y reivindicado (s) presentemente usando los mismos componentes listados anteriormente. Sin embargo, se añadió el porcentaje de MHEC se redujo a 0.3 por ciento peso y 0.1 por ciento peso de celulosa nano-cristalina .

Capas gruesas de cuarto de pulgada de cada uno de los compuestos de unión se aplicaron a una superficie en un espesor de 1/4 de pulgada, y permitiendo secar. Las imágenes de las capas de compuesto de unión secas se muestran en las figuras 1 y 2. La figura 1 muestra el compuesto de unión con 0.4% MHEC, el compuesto de unión mostrado en la figura 2 tiene 0.3% MHEC y 0.1% NCC. La información de ruptura en la figura 1, sin celulosa nano-cristalina, es significativamente mayor y más desarrollado lúe la celulosa nano-cristalina en la figura 2.

Para probar aún más esto, los mismos compuestos se probaron en varios espesores de 1/32 de pulgada a 1/4 de pulgada. El disco en el lado derecho inferior de las figuras 3 y 4, es 1/32, con el disco en el lado izquierdo superior es 1/4 de pulgada. El espesor de los dos discos en la parte inferior de cada columna variada desde el espesor de los dos discos en la parte superior de cada columna por 1/32 de pulgada. La muestra con 0.4% MHEC, la figura 3, muestra una ruptura significante en 1/8 de pulgada, mientras, la muestra con el 0.1% NCC, la figura 4, muestra formación de grieta a aproximadamente de 5/32 de una pulgada y significativamente menos formación de grieta.

La evidencia demuestra que incluyendo un porcentaje pequeño de celulosa nano-cristalina en formulaciones de compuesto de unión, la formación de grieta se puede reducir significativamente. Al mismo tiempo, esto permite la reducción en la cantidad de espesante a la composición.

Por supuesto, no es posible describir cada combinación concebible de los componentes o metodologías para el propósito de describir la información descrita, pero alguien de habilidades ordinarias en el arte puede reconocer que son posibles algunas combinaciones adicionales y permutaciones de la información descrita. En consecuencia, la información descrita se pretende abarcar todas las alteraciones, modificaciones y variaciones que caen dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Un compuesto de unión que comprende celulosa nano-cristalina, agua, un relleno, un aglutinante y un espesante, caracterizado en que la cantidad de la celulosa nano-cristalina es efectiva para mejorar la resistencia a la ruptura del compuesto de unión hasta que se seca.

2. El compuesto de unión de la reivindicación 1, caracterizado en que la celulosa nano-cristalina se presenta en una cantidad de aproximadamente 0.05 hasta aproximadamente 0.5 por ciento peso, basada en el peso total del compuesto.

3. El compuesto de unión de la reivindicación 1, caracterizado en que el relleno se selecciona del grupo que consiste de carbonato de calcio, di-hidrato de sulfato de calcio, piedra caliza, hemihidrato sulfato de calcio, y combinaciones de los mismos.

4. El compuesto de unión de la reivindicación 3, caracterizado en que el relleno comprende carbonato de calcio.

5. El compuesto de unión de la reivindicación 4, caracterizado en que el relleno se presenta en una cantidad de aproximadamente 45 hasta aproximadamente 65 por ciento por peso basado en el peso total del compuesto.

6. El compuesto de unión de la reivindicación 1, caracterizado en que el aglutinante se selecciona del grupo que consiste de alcohol de polivinilo, látex acetato de vinil etileno, látex de poli (vinil acetato), almidón, caseína, poliacrilamida, copolímeros de acrilamida y ácido acrilico, y combinaciones de los mismos.

7. El compuesto de unión de la reivindicación 6, caracterizado en que el aglutinante se presenta en una cantidad de aproximadamente 1 a aproximadamente 2.5 por ciento por peso basado en el peso total del compuesto.

8. El compuesto de unión de la reivindicación 1, caracterizado en que el espesante se selecciona del grupo que consiste de celulosa de carboximetilo, celulosa de etilhidroxietilo, celulosa de hidroxietilo, celulosa de hidroxietilo modificado hidrofóbicamente, celulosa de hidroxipropilmetilo, celulosa de metilhidroxietilo, metilcarboxicelulosa, guar de hidroxipropilo, guar no derivado, y combinaciones de los mismos.

9. El compuesto de unión de la reivindicación 8, caracterizado en que el espesor se presenta en una cantidad de aproximadamente 0.3 a aproximadamente 0.5 por ciento por peso basado en el peso total del compuesto.

10. El compuesto de unión de la reivindicación 8, caracterizado en que el espesante es celulosa de metilhidroxietilo .

11. El compuesto de unión de la reivindicación 1, caracterizado en que además comprende perlita.

12. El compuesto de unión de la reivindicación 1, caracterizado en que además comprende un biocida.

13. El compuesto de unión de la reivindicación 12, caracterizado en que el biosida se presenta en una cantidad que está en el rango de aproximadamente 0.05 a aproximadamente 1.0% por peso basado en el peso total del compuesto.

14. El compuesto de unión de la reivindicación 1, caracterizado en que además comprende aproximadamente 1.5 a aproximadamente 3.5 por ciento por peso de arcilla basado en el peso total del compuesto.

15. El compuesto de unión de la reivindicación 14, caracterizado en que la arcilla comprende arcilla attapulgita.

16. El compuesto de unión de la reivindicación 1, caracterizado en que además comprende mica.

17. El compuesto de unión de la reivindicación 1, caracterizado en que la celulosa nano-cristalina se presenta en una cantidad de aproximadamente 0.05 a aproximadamente 0.1% por peso y el espesor se presenta en una cantidad de aproximadamente 0.3 a 0.5% por peso basado en el peso total del compuesto. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se forma un compuesto de unión con resistencia a la ruptura mejorada, combinando agua, un relleno tal como carbonato de calcio, un aglutinante de emulsión de látex, un sistema espesante tal como celulosa hidroxietil metilo, y celulosa nano-cristalina . La celulosa nano-cristalina se proporciona en una cantidad efectiva para reducir la formación de ruptura durante el secado.