MX2015004321A - Compuesto para juntas de tipo secado, bajo en agua. - Google Patents

Abstract

La presente invención se relaciona con una composición de un compuesto para juntas de tipo secado, que incluye: por lo menos un aglomerante, un rellenador y agua, en donde el agua tiene un porcentaje en peso en el intervalo de 12-18% del peso total de la composición.

Description

COMPUESTO PARA JUNTAS DE TIPO SECADO, BAJO EN AGUA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con una composición para un compuesto de junta para su uso en las juntas de relleno y recubrimiento entre los paneles adyacentes de cartón de yeso. Más específicamente, la presente invención se relaciona con composiciones de compuesto para juntas de tipo secado, que tienen un contenido reducido de agua para disminuir los costos de transporte.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la construcción de edificios, uno de los elementos más comunes es el cartón de yeso, a menudo conocido como paneles de yeso, usado en la construcción de paredes y/o techos. Las paredes hechas de cartón de yeso se construyen tradicionalmente fijando los paneles a postes de madera o marco metálico, y el tratamiento de las juntas entre paneles adyacentes con un adhesivo especialmente preparado llamado un compuesto de unión. Los bordes laterales de los paneles de yeso son cónicos, permitiendo así que el compuesto de unión sea aplicado a la costura, entre los paneles adyacentes, de tal manera que se crea una superficie monolítica cuando se termina. En general, este proceso procede mediante la colocación de un compuesto de unión con cinta dentro de la unión formada por los bordes colindantes de los cartones de REF.:255798 yeso, y el empotramiento de un papel o fibra de vidrio permeable a líquido dentro de tal compuesto. Cuando está seco (o fraguado), un segundo recubrimiento, referido como un compuesto de junta de capa superior, se aplica sobre la junta, el cual puede ser subsecuentemente lijado ligeramente con el secado. Se aplica un tercero o recubrimiento terminado, se deja secar, y se lija ligeramente para crear una superficie monolítica lisa que oculta cualquier indicación de dónde estuvieron las costuras de yeso. Otro tipo de compuesto para juntas es un grado de uso múltiple que puede usarse tanto para empotrar la cinta de la junta y para aplicar los recubrimientos terminados. Puede darse un efecto de patrón o texturizado a la pared acabada y la junta mediante el uso de herramientas de aplicación especiales.

Hay varias categorías de compuestos para juntas. Los compuestos de tipo secado se endurecen a través de la evaporación del agua, mientras que los compuestos para juntas de tipo fraguado reaccionan químicamente con el agua durante el proceso de curado. Los compuestos para juntas de tipo fraguado suelen usar sulfato de calcio hemihidratado, también conocido como estuco o yeso de París, como una base. Cuando se adiciona agua al polvo tipo fraguado, reacciona con el sulfato de calcio hemihidratado a través de una reacción de hidratación para formar una matriz entrelazada de cristales de sulfato de calcio hemihidratado. La matriz de cristal entrelazada da el compuesto un aumento en la resistencia. El beneficio de un compuesto para juntas de tipo fraguado sobre uno de tipo secado es la resistencia global de la junta terminada, lo que resulta en menos encogimiento y agrietamiento, así como una independencia de tener que esperar a que el compuesto de unión se seque completamente antes del acabado adicional. Los compuestos para juntas de tipo secado tienen la ventaja de la facilidad de uso, ya que normalmente vienen en una forma mixta lista, con la adición de agua y mezclado por el fabricante. Un tercer tipo de compuesto para juntas combina la acción de fraguado de un compuesto a base de sulfato de calcio hemihidratado con la facilidad de uso de un compuesto premezclado .

La presente composición se relaciona con compuestos para juntas de tipo secado. Ejemplos apropiados de tales compuestos se describen en las Patentes estadounidenses Nos. 6,476,099 y 6,545,066, las cuales se incorporan por referencia. Estos productos se proporcionan en cubos o tinas en una consistencia que se usa inmediatamente por el usuario ("premezclado") · En la actualidad, los compuestos para juntas premezclados, de peso convencional, que tienen pesos mayores a 12 libras/galón (1437.917 kg/m3) contienen aproximadamente 30-40% de agua en peso, y tanto como 50% en volumen. Ya que el peso o la densidad convencional de la composición disminuyen, en realidad hay más agua en peso en la composición. La patente 099 describe una composición que tiene 32% del peso de agua, y la patente 066 describe una composición que tiene 40% del peso de agua. Mientras que estos compuestos para juntas premezclados han ganado una amplia aceptación debido a su comodidad de uso con respecto a las bolsas, productos en polvo, y pueden ser usados en la forma manufacturada en algunas aplicaciones, el agua se adiciona por el usuario en el sitio de trabajo en casi todos los casos. Esta adición de agua en el sitio de trabajo al compuesto para juntas premezclado, se debe en gran parte a la preferencia por los aplicadores profesionales, de un compuestos para juntas de viscosidad relativamente baja que se expande fácilmente en capas delgadas que se secan relativamente rápido.

Sin embargo, la composición relativamente más pesada en el formato premezclado, en comparación con el compuesto de junta seco, embolsado, aumenta los costos de transporte para una muestra dada de compuesto para juntas, en donde el tipo premezclado se proporciona típicamente en recipiente de uno o cinco galones, tales como cubos o baldes. Debido a un mayor enfoque en las teenologías ambientalmente amigables, hay una motivación en la industria para reducir la cantidad de energía gastada en la producción de compuestos para juntas y la cadena de suministro de distribución.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La necesidad identificada anteriormente se cumple proporcionando una composición de compuestos para juntas de de tipo secado, en la que una porción significativa del agua se ha eliminado para reducir los costos de transporte. En el lugar de trabajo, el adiciona agua conforme sea necesario para obtener la consistencia o viscosidad deseada. Dado que los usuarios adicionan habitualmente agua de todos modos a los productos de compuesto para juntas premezclados, la presente composición no agrega apreciablemente las etapas de preparación del usuario, sino que proporciona una composición que es de un peso más ligero y, de esta manera, menos costosa para el envío al lugar de trabajo o a los puntos de venta locales. Una ventaja del presente compuesto sobre los compuestos para juntas premezclados, convencionales y compuestos embolsados, totalmente secos, es que la consistencia ligeramente húmeda, granular del compuesto para juntas deshidratado se dispersa fácilmente en agua en el sitio de trabajo con el mezclado convencional, y al mismo tiempo reduce la cantidad de polvo generado durante el riego del sitio de trabajo y el proceso de mezclado. Por lo tanto, se proporciona una composición que es de peso ligero en comparación con los compuestos para juntas premezclados, convencionales, y al mismo tiempo se dispersa fácilmente en agua en el sitio de trabajo con un nivel relativamente bajo de polvo generado durante el proceso de rehidratación, en comparación con las formulaciones del compuesto para juntas en bolsas totalmente seco convencional.

Un descubrimiento inesperado que se presenta en el desarrollo de la presente composición, es que la capacidad de mezclado en el lugar de trabajo se mejora sobre una gama preferida relativamente más estrecha de cantidades de agua, que resulta en una consistencia granular de la mezcla de la formulación inicial. Se ha encontrado que el uso de la gama preferida de agua, que es considerablemente menor que la gama que se emplearía en la preparación de un compuesto para juntas premezclado, convencional, listo para usarse, reduce la formación de grumos y formación de bolas del material durante la formulación inicial. En consecuencia, en el lugar de trabajo, la presente composición granular se mezcla o dispersa más uniformemente cuando se rehidrata y somete a un mezclado potencia de potencia como se acostumbra en la téenica. En una modalidad preferida, la presente composición caracteriza una reducción del porcentaje de agua en peso, en el intervalo de 40 a 50%, comparado con los compuestos para juntas premezclados de tipo secado convencionales.

Más específicamente, se proporciona una composición de compuesto para juntas tipo secado, que incluye por lo menos un aglomerante, un rellenador y agua, teniendo el agua un porcentaje en peso en el intervalo de 12-18% del peso total de la composición. Cabe señalar que la cantidad de agua es menos importante que la consistencia distintiva, húmeda, granular de la mezcla en la formulación, lo que se realiza usando una variedad de composiciones. La cantidad de agua necesaria para alcanzar la consistencia óptima variará dependiendo de los otros componentes: por ejemplo, los rellenadores con mayor tamaño de partícula promedio no requieren tanta agua para lograr la misma consistencia, preferida que los rellenadores con partículas más pequeñas, debido a la diferencia en el área superficial.

En otra modalidad, se proporciona una composición de compuesto para juntas tipo de secado, que incluye por lo menos un aglomerante, un rellenador y agua, una vez que la formulación es de aproximadamente 75-95% de la composición que pasa un tamiz No.4.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En la presente composición, el requerimiento principal es una composición de un compuesto para juntas de "tipo de secado", que es bien conocida en la téenica, y ejemplos de los cuales se incorporan por referencia anteriormente, que incluyen, entre otros, las composiciones descritas en las Patentes estadounidenses Nos. 6,476,099 y 6,545,066. La formulación particular del presente compuesto para juntas de tipo secado no se considera crítica, siempre y cuando la cantidad de agua en peso en la composición sea de aproximadamente 12-18%, que también es de aproximadamente 50-75% menor que los compuestos para juntas convencionales de este tipo.

Un compuesto para juntas de tipo secado se prefiere sobre uno de tipo fraguado, también conocido en la téenica, porque un compuesto de tipo fraguado en la forma de una suspensión químicamente retardada requiere la adición de un acelerador químico medido con precisión para el uso como un compuesto para juntas. Además, una vez que el acelerador se adiciona a la suspensión, o una vez que se adiciona agua a un polvo seco, el compuesto de tipo fraguado sólo se puede usar en una ventana de tiempo corto antes del fraguado/endurecido, después de lo cual no puede ser remezclado. Por el contrario, la presente composición, incluso si se ha adicionado agua, se puede usar días después si está sellada y no se deja secar, como es el caso con cualquier compuesto para juntas de tipo secado.

En general, el componente principal del presente compuesto para juntas de tipo secado es un material rellenador, de preferencia carbonato de calcio. Otros rellenadores, tales como perlita expandida, carbonato de magnesio, vidrio o microcuentas de resina también son rellenadores apropiados, dependiendo del tipo de compuesto para juntas deseado. En la presente composición, un rellenador apropiado es Dolocron 4512 una cal dolomítica, fabricado por Specialty Minerals, Inc. The Chrysler Building, de New York, NY. El carbonato de calcio constituye aproximadamente 65-80% en peso de la presente composición. La dolomita es un producto equivalente. Alternativamente, se prefiere la perlita expandida cuando se desea un rellenador de peso ligero. A menudo, se usan varios rellenadores diferentes en combinación para obtener un grupo específico de propiedades. En la presente composición, otro rellenador es Talcron o talco Montana, principalmente silicato de magnesio, fabricado por Barretts Inc, un subsidiaria de Specialty Minerals, Inc. 8625 HWY 91 S. Dillon, MT. 59725. Este componente mejora la resistencia a las fracturas e impacto y rigidez, es hidrofóbico y reduce la absorción de humedad. El talco constituye aproximadamente 2-4% del peso de la composición. Sin embargo, otros rellenadores se consideran adecuados, como es bien conocido en la téenica de formulación del compuesto para juntas, e incluyen, pero no se limitan a, mica, microcuentas, etc.

Además del rellenador, el presente compuesto para juntas incluye, en general, uno o más aglomerantes, uno o más espesadores y otros aditivos como se requiere por la aplicación particular a ser usada. También, en algunos casos, los ingredientes, tales como arcilla de atapulgita, actúan como espesadores y rellenadores. Cualquier aglomerante convencional que se usa en los compuestos para juntas se considera apropiado para la presente composición. Los aglomerantes que son particularmente adecuados incluyen acetatos de polivinilo, acrílicos, alcoholes polivinílicos, polvos redispersables, tales como acetato de polivinilo, acetatos de etilenvinilo, y almidones. Los aglomerantes de látex también son apropiados. Ejemplos de los aglomerantes de emulsión de látex apropiados incluyen látex de copolímero se acetato de etilenvinilo o látex de acetato de polivinilo. También se contemplan las combinaciones de aglomerantes.

En la presente composición, se usa un polímero de almidón a base de maíz, modificado, fácilmente dispersable. En la presente composición, el polímero de almidón se usa como un espesador y aglomerante, y es Starpol 136, que proviene de Tate & Lyle, Decatur, IL, y usado a un porcentaje en peso aproximado de 0.2. El almidón se usa en combinación con una emulsión de acetato de polivinilo (PVA) como aglomerante en un porcentaje en peso aproximado de 1.8%. Un PVA preferido es Halltech 41-830 proporcionado por Halltech Inc. 465 Corporation Drive, Scarborough, Ontario, Canadá. El almidón y los aglomerantes de emulsión de PVA se usan preferentemente en combinación debido a sus propiedades respectivas y para reducir el costo de la composición.

Los espesadores se adicionan opcionalmente en el compuesto para juntas para alcanzar una consistencia deseada. Los compuestos celulósicos, espesadores asociativos o almidones son los espesadores preferidos, siendo los espesadores celulósicos más preferidos. En la presente composición, se usa hidroxipropilmetilcelulosa (HMPC) con la solubilidad retrasada. Un eter de celulosa dispersable en agua fría, HMPC se usa como un espesador, imparte agua de buena calidad, unión con cinta, resistencia a la fracturación y capacidad de trabajo, y mejora la retención de agua. Una HPMC preferida es Methocel 240 S , procedente de Dow Chemical Co . , Midland, MI. 48674. Otro espesador y agente de suspensión es una hidroxiet ilcelulosa (HEC) soluble en agua y se usa a 0.04% y de preferencia, entre 0.02-0.05% del peso de la composición. Una HEC preferida es Natrosol 250HXR, proporcionada por Ashland, Inc . Otros espesadores celulósicos convencionales, tales como etilhidroxietil celulosa, y metilhidoxipropil celulosa, también son apropiados en el presente compuesto para juntas. La cantidad de espesador celulósico varía de aproximadamente 0.02% a aproximadamente 2% del peso total de los ingredientes totales compuesto para juntas .

Los conservadores se adicionan opcionalmente a las formulaciones premezcladas para evitar que las bacterias y hongos ataquen a los componentes orgánicos durante un periodo de tiempo. En la presente composición, la cantidad preferida de conservador es de aproximadamente 0.08% en peso. Los conservadores se usan en cantidades menores, en general varían de aproximadamente 0.05 a aproximadamente 0.15% del peso total. Un conservador adecuado es Nuosept 91, suministrado por ISP, 1361 Alps Road, Wayne, NJ 07470.

Por último, los agentes de suspensión se incluyen preferentemente para mantener los componentes más pesados de la composición de la sedimentación. Las arcillas, tales como bentonita, caolín, sepeolita o arcilla de atapulgita son agentes de suspensión particularmente preferidos, siendo la arcilla de atapulgita especialmente preferida. La arcilla de atapulgita se usa como un rellenador y espesador, formando un gel tras la absorción de agua en cantidades que van de 1.0 a 2.5% del peso total, y más preferentemente de aproximadamente 2.0%. El gel B es una formulación comercial de arcilla atapulgita, proporcionado por Advanced Minerals, International, LLC, Hunt Valley, Maryland 21030 bajo la marca MIN-U-GEL.

El hidróxido de magnesio tambien se usa para mantener los niveles de pH del compuesto para juntas resultante en el intervalo base de por lo menos 9, incluso cuando se usa agua ácida. Una fuente preferida de hidróxido de magnesio es proporcionada por Martin Marietta Magnesia Specialties, LLC, Baltimore, MD .

Se adiciona agua al presente compuesto para juntas en el momento de la manufactura, para proporcionar una composición que reduce la cantidad de polvo generado durante el mezclado, mientras que al mismo tiempo, se crea una consistencia granular que promueve la dispersión en agua en el lugar de trabajo. Una característica importante de la presente composición es que la cantidad de agua adicionada en el momento de la manufactura para lograr el objetivo identificado anteriormente es sustancialmente menor que los compuestos para juntas de tipo de secado convencionales. Más específicamente, la cantidad de agua en la presente composición que representa preferentemente aproximadamente 12-18% del peso de la composición, se reduce aproximadamente 50-75% comparado con los compuestos para juntas tipo de secado convencionales premezclados, como un porcentaje del peso de la composición.

La manufactura del compuesto para juntas premezclado incluye la combinación de humedad con los componentes secos en un mezclador. Después de que los ingredientes húmedos se han combinado, por ejemplo PVA más agua, los componentes secos se mezclan con los componentes húmedos en el mezclador. La mezcla continúa hasta que se obtiene una mezcla homogénea que tiene la húmeda, consistencia granular deseada.

En esta modalidad, se llevaron a cabo pruebas para probar la manipulabilidad de las composiciones como una función de la cantidad de agua. Los ingredientes en todas las pruebas se combinaron y mezclaron durante 90 segundos. La composición A es el control, y resultó en un compuesto para juntas de tipo secado, premezclado, convencional con una viscosidad de aproximadamente 450 Unidades Brabender. Las composiciones B y C, que representan las formulaciones de la presente composición, formaron una mezcla húmeda, granular, desmenuzable, que tuvo muy poca adherencia, pero que se mantuvo unida si se formó y prensó con la mano. Cuando se mezcló en un mezclador Hobart N-50 de 5-cuartos a baja velocidad (velocidad del agitador 136 RPM, velocidad de fijación 60 RPM) con un agitador de batidor plano, esta mezcla mantiene la misma consistencia granular durante los 90 segundos de mezclado, y 75-95% de la mezcla resultante pasó a través de un tamiz #4 con agitación mínima. La composición D, que tiene un mayor porcentaje en peso de agua, cuando se mezcló bajo las mismas condiciones que B y C, se aglomeró después de aproximadamente 30 segundos en una masa monolítica de aproximadamente 5 pulgadas de diámetro (12.7 cm), con la consistencia de la arcilla de modelado, que mantiene unida y no se adhirió a los lados del tazón de mezclado, aunque la pelota fue pegajosa al tacto. Esta masa no pasó a través de un tamiz #4, y como se describe en más detalle a continuación, se considera indeseable para su uso en aplicaciones del sitio de trabajo convencionales para el compuesto de juntas de cartón, ya que la masa no se dispersa fácilmente en agua.

Después de 6 días, no hubo cambio aparente en cualquiera de los lotes, y se adicionó agua a las composiciones B, C y D para igualar el agua adicionada originalmente al lote de control A. Las composiciones B y C se combinaron relativamente fácilmente con agua en el mezclador Hobart N-50 para formar mezclas algo grumosas después de 60 segundos de mezclado, que alisan durante 2 horas como todos los componentes humectados. La composición D, que tiene 18.5% de agua, fue difícil de combinar con agua, ya que la masa arcillosa tuvo baja área superficial y fue difícil de romper. Un esfuerzo considerable fue necesario para romper la masa monolítica y dispersarla en el agua adicionada antes de que el mezclador Hobart N-50 pudiera combinar eficientemente los componentes. De esta manear, las composiciones como se muestra a continuación, que tienen un por ciento en peso de agua máximo aproximado de 18%, proporcionan resultados benéficos deseados. Cuando todos los lotes se mezclaron con un mezclador manual al día siguiente, la apariencia y sensación fueron idénticas. Las composiciones se prepararon como sigue, con las unidades mostradas en gramos: Tabla 1 La unión al compuesto para juntas se midió de acuerdo con ASTM-C474 después de 24 horas a 75°F (24°C) y 50% de humedad relativa: La composición A se midió en 97% de desgarre de las fibras de papel; B fue de 92%; C fue de 95%; y D fue de 92%. De esta manera, las presentes composiciones B y C proporcionan la unión comparable con la cinta de juntas de papel, como se encuentra en el compuesto de juntas de control, los inconvenientes de los que se han descrito anteriormente.

Mientras que se ha mostrado y descrito una modalidad particular del presente compuesto para juntas de tipo secado, bajo en agua, se apreciará por los experimentados en la téenica que los cambios y modificaciones se pueden hacer a la misma sin apartarse de la invención en sus aspectos más amplios y que se enuncian en las siguientes reivindicaciones.

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

Claims (10)

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

1. Composición de compuesto para juntas de tipo secado, caracterizada porque comprende: por lo menos un aglomerante, un rellenador y agua, en donde el agua tiene un porcentaje en peso en el intervalo de 12-18% del peso total de la composición.

2. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque una vez que la formulación es de aproximadamente 75-95% de una mezcla resultante, pasa a través de un tamiz #4.

3. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además incluye por lo menos un espesador.

. La composición de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque por lo menos un espesador es un espesador celulósico.

5. La composición de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque además incluye por lo menos un conservador y por lo menos un agente de suspensión.

6. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además incluye hidróxido de magnesio para mantener los niveles de pH a aproximadamente 9.

7. Composición de compuesto para juntas de tipo secado, caracterizada porque comprende: por lo menos un aglomerante, un rellenador y agua, aproximadamente 75-95% de la mezcla resultante pasa a través de un tamiz #4.

8. La composición de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el agua tiene un porcentaje en peso en el intervalo de 12-18% del peso total de la composición.

9. Método para elaborar un compuesto para juntas de tipo secado, caracterizado porque comprende: proporcionar y mezclar entre sí por lo menos un aglomerante, y por lo menos un rellenador; proporcionar agua que tiene un porcentaje en peso en el intervalo de 12-18% del peso total de la composición resultante; mezclar separadamente los ingredientes secos y húmedos,- combinar los ingredientes secos y húmedos para formar una mezcla y combinar la mezcla durante 90 segundos.

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque aproximadamente 75-95% de la mezcla pasa a través de un tamiz #4.