MXPA01005039A - Tablero de peso ligero, reforzado, y metodo y aparato para su fabricacion - Google Patents

Abstract

Se describe una composición novedosa de tablero que comprende una combinaciónúnica de aglutinantes sintéticos que se seleccionan por su capacidad para establecer una unión permanente reforzada en el estado seco final en combinación con un mineral expandido tal como perlita lo que reduce en gran medida la cantidad de yeso sobre las formulaciones actuales de tablero de yeso, por lo que se reduce el peso y se mantiene la resistencia de la estructura de tablero. En una modalidad preferida, el tablero reforzado de peso ligero de la presente invención también comprende una chapa de madera de cubierta que se aplica a la capa superior del papel frontal para proporcionar resistencia aumentada, resistencia a la humedad y pirorretardancia, y la capa superior de papel de soporte se trata para proporcionar una resistencia a la flexión aumentada. Adicionalmente, esta invención se relaciona con un procesoúnico de manufactura para producir la composición de tablero de la presente invención para crear un tablero de peso ligero, reforzado, resistente a la humedad y pirorretardante, utilizado para cubrir paredes y techos en aplicaciones de construcción. Además, esta invención se relaciona con el aparato para fabricar la composición de tablero de la presente invención, e incluye un método y aparato para convertir económicamente una instalación de fabricación estándar de tableros de yeso en una instalación de fabricación de tableros de la presente invención.

Description

TABLERO DE PESO LIGERO REFORZADO. Y MÉTODO Y APARATO PARA SU FABRICACIÓN CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona con composiciones nuevas de "muro de piedra en seco" y métodos para elaborar los mismos que son útiles en la fabricación de tableros para recubrir paredes y techos en aplicaciones de construcción. Más particularmente, esta invención se dirige a una composición novedosa de tablero que comprende una combinación única de aglutinantes sintéticos que se seleccionan por su capacidad para establecer una unión permanente reforzada en estado seco final, en combinación con un mineral expandido tal como perlita el cual reduce en gran medida la cantidad de yeso presente en el producto de tablero para el cual se ha requerido por formulaciones previas de tablero de yeso. Esta reducción en la cantidad de yeso presente en la formulación de tablero a su vez reduce el peso de la estructura de tablero mientras mantiene su resistencia. Además, los aglutinentes sintéticos se reticulan de manera única con el material expandido para formar una unión mucho más resistente entre los componentes constitutivos del material de núcleo de tablero en comparación con el que estaba disponible en productos de tablero utilizados previamente o conocidos. En una modalidad preferida, el tablero Ref: 129815 reforzado de peso ligero de la presente invención también comprende una chapa de madera de cubierta que se aplica a la capa superior del papel frontal para proporcionar resistencia aumentada, resistencia a la humedad y pirorretardancia, y la capa superior de papel de soporte se trata para proporcionar resistencia a la flexión aumentada. Adicionalmente, esta invención se relaciona con un proceso único de manufactura para producir la composición de tablero de la presente invención con el fin de crear un tablero de peso ligero, reforzado, resistente a la humedad y pirorretardante utilizando para cubrir paredes y techos en aplicaciones en construcción. Además, esta invención se relaciona con el aparato para fabricar la composición de tablero de la presente invención que incluye un método y aparato para convertir económicamente una instalación de manufactura de tablero de yeso estándar en una instalación para fabricar el tablero de la presente invención.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El muro de piedra en seco de yeso convencional se ha utilizado durante aproximadamente los últimos cincuenta años en la industria de la construcción con yeso constituyendo el ingrediente de núcleo principal . La fabricación de un muro de piedra en seco de yeso actualmente es costosa, compleja y difícil, y es un proceso de manufactura controlado estrechamente . El proceso de manufactura de proceso de yeso actualmente involucra varias etapas elaboradas con preocupaciones ambientales importantes, tanto internas como externas, al considerar el producto mismo y la manufactura del mismo. Actualmente permanece un suministro cada vez menor de roca de yeso nacional, lo que ha necesitado el desarrollo y uso de un yeso sintético como un sustituto. Sin embargo, la producción de yeso sintético requiere una instalación de producción de yeso sintético extremadamente compleja. Tales instalaciones incluyen plantas de yeso FGD (de sulfuración de gas de combustión) las cuales se requieren por naturaleza del proceso de manufactura se requiere que se encuentren cercanas a las instalaciones de la planta de energía. Estas plantas de energía utilizan un carbón alto en contenido de azufre, el cual predomina en la parte este de Estados Unidos, para generar energía. Los desperdicios producidos por estas plantas de energía se clasifican y desulfuran en yeso sintético. Este yeso sintético después se calcina y utiliza como un sustituto para el yeso natural, para el uso en el proceso de manufactura de tableros. Dado el riesgo importante de los efectos de salud a largo plazo dañinos de un lodo de desperdicio y el producto de carbón, el procesamiento y uso de tal yeso sintético también ha implicado preocupaciones ambientales, un objetivo de la presente invención es proporcionar una clase nueva y completamente diferente, ambientalmente inocua de un tablero para uso en la industria de construcción que utilice adhesivos sintéticos que no dañen al ambiente. El suministro que continuamente disminuye de yeso junto con la demanda cada vez mayor de productos de tableros ha provocado que el precio del yeso y los productos basados en yeso se incrementen sustancialmente en los años recientes. En el campo de la composición de tableros de yeso, los precios relativamente bajos de los materiales han mantenido al núcleo de tablero de yeso sin cambios durante una gran parte del siglo XX. Sin embargo, dada la expansión en la industria de la construcción y la demanda cada vez mayor por alojamiento, la demanda por productos de tablero ha excedido en mucho el suministro disponible por los fabricantes de tableros. Esta demanda cada vez mayor ha incrementado notablemente los costos de los productos de tableros. De igual manera, la necesidad de suplementar productos de tablero de yeso natural con los productos de yeso sintético más costosos también ha incrementado los costos de los productos de tableros. Estos factores de costos cada vez mayores han establecido la necesidad de un producto de tablero de peso ligero, reforzado y sometido a ingeniería nuevamente que minimiza la cantidad de yeso presente en la formulación del tablero. Se han realizado intentos en el pasado para reforzar y aligerar los productos de tablero tradicionales, pero tales esfuerzos han hecho evidente la adición de costos sustanciales en el producto terminado. Por ejemplo, en el pasado se han realizado intentos por utilizar un porcentaje muy bajo de aglutinante inorgánico o sintético en formulaciones de tablero, típicamente 1% a 2% en un esfuerzo por alterar ligeramente la resistencia del producto de tablero. Sin embargo, la cantidad de aglutinante necesario para incrementar sustancialmente la resistencia y permanecer competitivo en cuanto a costos no se ha podido llevar a cabo. Como se describe en la presente y como parte de la presente invención, se ha encontrado que al sustituir el equipo necesario para polimerizar los componentes de base del aglutinante sintético en el sitio en la instalación de fabricación de tableros, se pueden reducir en gran medida los costos de manufactura. Las instalaciones de manufactura de yeso modernas son muy costosas y por si mismas, comprenden muchas piezas de manufactura compleja y equipo de manejo de material. Tradicionalmente, la remoción de la roca de yeso de las minas de yeso o canteras es más difícil que la extracción o la minería superficial para la mena de perlita más suave de las montañas o cordilleras. Después del laboreo de minas, se trituran las rocas de yeso más duras y más grandes y se reducen a tamaños más pequeños y se transportan a donde estas rocas más pequeñas se trituran en partículas diminutas. Después, el yeso triturado se procesa a través de un sistema complejo de calcinación que involucra un molino de rodillos, una caldera de calcinación y un molino de ajuste o un volumen GC para reducir los finos de yeso a una suspensión acuosa de yeso similar a greda. Este sistema y proceso de calcinación es costoso e involucra secado instantáneo y calentamiento de la plasta de terreno de yeso o de la suspensión de yeso con el fin de remover mucha del agua del material . Después de este proceso de deshidratación, se almacena el estuco de yeso en cubas de retención y se alimenta a equipo tal como un mezclador de púas y un transportador de tipo de tornillo, nuevamente se agrega agua junto con otros ingredientes tal como espumas, almidones, materiales cementosos y otras sustancias químicas para formar la suspensión de yeso preparada final. La pasta de yeso después se difunde y se comprime entre el papel frontal y de soporte y se corta adicionalmente después en la línea. Posteriormente, un horno complejo de alta temperatura seca el tablero de yeso recién hecho durante aproximadamente una hora o más, lo cual comienza a temperaturas más bajas (aproximadamente 121°C (250°F) ) después a una temperatura mayor (aproximadamente 315°C (600°F) ) y desciende nuevamente a la salida del horno a temperaturas más bajas (de aproximadamente 93°C (200°F) ) lo que deja al tablero de yeso virtualmente libre de humedad. Este sistema de procesamiento y equipo de manejo de material, complejos, resultan muy claros de manera que el arranque de una instalación nueva de fabricación de un tipo nuevo de tablero en el pasado ha sido prohibitiva en cuanto a costos. Por lo tanto, sería ventajoso proporcionar un medio por el cual se pueda modificar una instalación de manufactura existente con poco gasto para producir un producto de tablero reforzado y de peso ligero. La perlita y otros minerales se han utilizado previamente en la construcción de tableros como un material de relleno, y de igual manera se han utilizado en otros diversos usos industriales que incluyen abrasivos, argamasa acústica y azulejo, una base de control térmico pasivo de carbón vegetal, una base purificadora, agregados de construcción de concreto, auxiliares de filtro, diluyente de fertilizante, cubierta de caso de colada y aditivo de arena, un portador inerte, material de relleno de tabla de aislamiento, aislamiento de relleno suelto, medio de relleno de moldeado, medio de empacado, texturizador de pintura, corte de preparación para plantas, productos refractarios, acondicionadores de suelo, agregado de mortero de azulejo y concreto aislante de peso ligero para placas para el techo. La perlita es una roca volcánica vitrea que tiene la característica poco habitual de expandirse aproximadamente 20 veces su volumen original cuando se calienta a una temperatura apropiada dentro de su intervalo de reblandecimiento. El producto expandido resultante encuentra diversas aplicaciones industriales y de construcción debido a la baja densidad del material con las propiedades concomitantes de una baja conductividad térmica y una elevada absorción de sonido. Petrográficamente, la perlita se puede describir como una roca reolítica, volcánica y vitrea que tiene un lustre similar a perla y que habitualmente muestra numerosas fracturas concéntricas que recuerdan a la apariencia de una cubierta de cebolla. Únicamente, la perlita cruda es esencialmente silicato de aluminio amorfo metastable. Un análisis químico promedio típico de la perlita mostraría un intervalo de Si02 de 71% a 75%, Al203 de 12.5% al 18%, C20 de 4 a 5 por ciento, óxidos de sodio y calcio de 1% a 4% y cantidades menores (trazas) de óxidos metálicos. La perlita es únicamente inerte y tiene un pH de aproximadamente 7. La gravedad específica de la perlita varía de 2.2 a 2.4 (139 a 150 libras por pie cúbico) y tiene una dureza entre 5.5 y 7 (escala de Mohs) . La perlita cruda puede variar de un gris claro transparente a un color negro vitreo. Sin embargo, el color de la perlita cuando se expande variará desde un blanco como la nieve hasta un blanco grisáceo. Comercialmente, el término "perlita" también incluye el producto expandido. Cuando se calientan partículas de perlita hasta una consistencia suave, el agua combinada presente (2% a 5%) en el vidrio vaporiza, formando un vapor que expande cada partícula en una masa de espuma de vidrio. El volumen original de la perlita cruda se puede expandir de 4 a 20 veces a una temperatura entre 648°C y 1092°C (1200-2000°F) .

La perlita expandida puede ser un material poroso altamente esponjoso o se puede componer de partículas vitreas nebulosas que tienen baja porosidad. Dependiendo de las propiedades físicas inherentes y las variables de procesamiento, el peso en volumen de la perlita expandida habitualmente varía de (2 a 20 libras por pie cúbico) . Las especificaciones se ha establecido por la American Society for Testing and Materials (ASTM) para el establecimiento del tamaño y la densidad aparente del agregado de perlita expandida utilizado para argamasa y concreto aislante. La perlita para usos de medio de filtro y de muchos otros usos habitualmente sigue especificaciones para un establecimiento adecuado de tamaño y otras propiedades recomendadas por los productores . La perlita (expandida) se puede clasificar por densidad en libras por pie cúbico, y se clasifica por número de producto o ..nombre comercial para el productor e identificación del usuario. El producto expandido puede pesar tan poco como dos libras por pie cúbico, pero el intervalo de grado de densidad aparente utilizado más ampliamente es de 7 a 15 libras por pie cúbico) . El intervalo de perlita expandida utilizado en el núcleo compuesto de tablero de la presente invención es de 4 a 10 libras por pie cúbico. Los grados típicos para este intervalo incluyen concreto, argamasa y material de relleno de cavidad o mampostería. El tamaño de partícula varía de 100 a 2000 micrómetros. El producto expandido se coloca en sacos para su envío y generalmente se encuentra en un volumen de 4 pies cúbicos por bolsa. El producto expandido generalmente se envía por camión o tren. Si es por tren, el producto expandido se puede enviar en vagones de transporte diseñados para la densidad seca a granel . La perlita expandida, en base en el proceso de expansión y el grado de perlita, puede alterar el peso expandido y se puede utilizar en la producción de muchos productos en donde el peso es un factor importante. En la industria de la construcción, la capacidad de carencia de combustión de la perlita y la baja absorción de agua lo vuelven un material aislante superior. Se utiliza un agregado de argamasa de perlita extensivamente para construcciones de acero estructural a prueba de incendios y para reducir el peso de paredes y techos interiores. Las placas para el techo de agregado de concreto con perlita también aislan y ahorran peso. La perlita expandida es un componente importante de los tableros de aislamiento de techo (yeso) , mamposteria (relleno de cavidades) y para pisos y azulejos de paredes. Algunas de las muchas aplicaciones importantes de perlita incluyen su uso como un aislante (en tecnología criogénica) para mantener gases solidificados tales como oxígeno líquido a temperaturas extremadamente bajas, para absorber salpicaduras de aceite sobre aguas y superficies húmedas, para eliminar efluentes superiores que contengan desperdicios oleosos y como un aditivo en las arenas de moldeo. En suma, aunque la perlita ha encontrado varios usos en la industria de la construcción, e incluso como un material de relleno en productos de tablero, hasta ahora no se ha utilizado efectivamente como un catalizador para reducir significativamente la cantidad de yeso necesaria en la formulación de tablero. Además, el papel frontal y de soporte de color verde o gris utilizado en el tablero de yeso estándar comúnmente es de bajo grado y reciclado, y funciona de manera pobre bajo condiciones lluviosas o de superficie húmeda durante el transporte, construcción y el proceso de instalación. Los factores de peso de el muro de piedra en seco/montón de hojas de yeso, como se le denomina comúnmente, ha sido una preocupación cada vez mayor durante el transporte e instalación, pues presenta problemas de seguridad general, particularmente en tableros de techo colgantes. La ruptura y pérdida de material es un factor adverso durante la instalación de tablero de yeso quebradizos. Por lo tanto, también sería ventajoso proporcionar un papel frontal y de soporte mejorado que carezca de los inconvenientes evidentes en la técnica anterior.

El uso del ingrediente principal, sulfato de calcio semihidratado CAS04.2H20 en la fabricación de un tablero de yeso y sus productos relacionados no ha cambiado de manera predominante o ha permanecido sin cambios en sus componentes de base durante más de medio siglo. Ha sido una práctica convencional terminar los interiores y exteriores de edificios con materiales de construcción de núcleo de yeso tales como tableros, tablas delgadas o revestimiento. En general, estas tablas comprenden esencialmente un núcleo de cristales de yeso entrelazados y endurecidos colocados entre fibras, especialmente láminas de revestimiento de papel. Después de que la suspensión de yeso ha endurecido (es decir, se ha retraído con el agua de la suspensión acuosa) y se ha secado, la lámina se corta en tamaños de tablero estándar. Los métodos para la producción de muro de piedra en seco de yeso se describen, por ejemplo, en la kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical technology, segunda edición, 1970, volumen 21, páginas 621-24, cuya descripción se incorpora en la presente como referencia. Se sabe incorporar ciertos agentes adicionales en el núcleo del tablero de yeso. Estos han incluido, por ejemplo, un agregado de espuma en donde la espuma se ha desmenuzado hasta una consistencia rugosa y después se ha incorporado en la suspensión de yeso antes de la formación y endurecido de la misma. Además, se han incorporado materiales de relleno minerales expandidos tales como perlita o verniculita dentro de la suspensión de yeso en cantidades pequeñas de 0.5 a 10 por ciento, además de los adhesivos orgánicos tales como almidón o dextrina, u otras fibras. También se han agregado otros agentes, que incluyen sustancias químicas sencillas las cuales reaccionan con la suspensión de yeso para formar gases. Por ejemplo, se han agregado carbonatos para proporcionar C02 dentro de la suspensión. De igual manera, se pueden utilizar otros agentes que arrastran aire tales como espumas de jabón, para permitir el enrollado de aire dentro de la suspensión de yeso durante el mezclado. Sin embargo, desafortunadamente la cantidad de aire o celdas de gas, o huecos los cuales se pueden incorporar es limitado, debido a que se reduce la resistencia del núcleo de tablero compuesto cuando se incrementa la densidad de celdas de aire sobrepasando cierto punto. De igual manera, la capacidad de una tabla para resistir el empuje de un clavo a través del tablero se afecta de manera adversa por un arrastre excesivo de aire. Adicionalmente, los minerales expandidos históricamente no se agregan en un tablero de yeso sobrepasando 2 a 3 por ciento debido a que se reducen significativamente las pruebas de resistencia, tanto en las pruebas de empuje de clavo como en la ruptura a la flexión, de acuerdo con ASTM C79 y ASTM C473. Aunque ha sido una intención de los inventores individuales y de los fabricantes principales producir un producto de tablero de peso ligero, reforzado y esencialmente mejorado con respecto a formulaciones actuales, no se ha realizado prácticamente un problema de un producto de tablero con resistencia mejorada mientras se reduce su peso en relación a un bajo costo, ya sea en el sometimiento nuevamente a ingeniería del tablero mismo o al proceso de manufactura para el mismo. Se han intentado y probado en el pasado muchas combinaciones y composiciones, pero muchas permanecen no utilizadas debido a que son aplicaciones poco prácticas o incrementan de manera significativa los costos de producción. Un peso reducido y tableros de densidad también pueden satisfacer o exceder los estándares de la industria y tienen resistencias iguales a o mayores que sus contrapartes más pesadas, de acuerdo con los estándares ASTM. Tales composiciones de tablero de peso ligero deben ser capaces de ser manufacturadas utilizando aparatos de manufactura de alta velocidad convencionales y no deben presentar deficiencias de otros efectos colaterales negativos de . un proceso de manufactura completamente diferente. Recientemente se ha intentado la adición de aglutinantes sintéticos, como se describe en la Patente de los Estados Unidos Número 5,879,825 para Burke et al.; sin embargo, la investigación química y de ingeniería en diversas combinaciones de formulaciones químicas completas y combinaciones de las mismas ha sido muy limitada. Adicionalmente, no se han tomado en cuenta ni se han considerado las preocupaciones ambientales de humos tóxicos bajo ingeniería de incendios con el estándar ASTM de la prueba E119, y las consideraciones de costo limitadas a la cantidad de polímero acrílico de 1 a 2 por ciento, de manera que resulta en un polímero que tiene un funcionamiento de reticulación mínimo. Además, aunque el uso de perlita es un antidesecante para evitar la deshidratación de los cristales de yeso formados durante la sedimentación de la composición del núcleo que es la que se describe, no se proporciona una consideración a la introducción de un mineral expandido, tal como perlita, como un sustituto para el yeso como uno de los fundamentos estructurales del núcleo de tablero y no la necesidad específica por una composición de aglutinante sintética para establecer una reticulación completa entre los elementos constitutivos del núcleo de tablero con el fin de crear una carga molecular dentro del agente de refuerzo, cambio molecular el cual a su vez_ requiere unir completamente una cantidad sustancialmente reducida de yeso con los demás componentes del núcleo de tablero. De igual manera, Burke et al., en el documento '825 describen el uso de su "agente mejorador de resistencia" únicamente en la cantidad de 0.25 por ciento a aproximadamente 2.5 por ciento de sólidos, por lo que se limita en gran medida el efecto de reticulación del agente y la capacidad para reducir significativamente el peso del producto de tablero terminado.

Se han realizado otros intentos en la técnica anterior para proporcionar composiciones adhesivas para uso en la unión de materiales celulósicos y otros materiales porosos. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos Número 3,720,633 para Nickerson describe una composición de adhesivo basado en alcohol polivinílico para uso en aplicaciones de conversión de papel. Sin embargo, una vez más, no hay mención o sugerencia respecto a la necesidad de una composición adhesiva sintética específica capaz de establecer una reticulación suficiente entre sus componentes para unir al yeso o un mineral expandido para crear un material de núcleo que tiene las características de resistencia necesarias para utilizar el material como una lámina de tablero, aunque tenga un peso reducido con respecto a las composiciones que se han conocido anteriormente. Además, la Patente de los Estados Unidos Número ,534,059 para Immordino, Jr. , describe una composición de argamasa maquinable que comprende un material basado en yeso, modificado con polímero, que incluye un aglutinante polimérico en polvo que se puede volver a dispersar en agua. Sin embargo, en este caso, el aglutinante polimérico se utiliza para producir una preforma de argamasa mucho más rígido como y por lo tanto maquinable fácilmente para uso junto con las máquinas de molido ayudadas por computadora en comparación con las composiciones previas, y una vez más no describen ni sugieren una combinación la cual se puede utilizar para producir un tablero reforzado aunque de peso ligero que tenga un aglutinante sintético el cual se retícula completamente con el fin de establecer una unión rígida con el yeso o los constituyentes de mineral expandido del núcleo de tablero. Por lo tanto, sería altamente ventajoso proporcionar un producto de tableros de alta resistencia y de peso ligero el cual reduzca la necesidad de yeso en la composición de tablero y el cual utilice una composición de aglutinante sintético que permita una reticulación completa de los elementos constitutivos del núcleo del tablero para formar una estructura rígida con la integridad estructural para resistir los requerimientos estructurales de los productos de tablero tradicionales. Tales productos de tablero deben satisfacer los requerimientos de la industria y de igual manera tener una resistencia por lo menos igual a la de productos de tablero conocidos previamente y al mismo tiempo deben reducir el peso de la lámina de tablero terminada. Tal tablero también debe tener la capacidad de fabricarse en las instalaciones de producción de tablero de yeso tradicionales sin que se requiera que tales instalaciones experimenten una renovación mayor para llevar a cabo la producción de la nueva composición.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Se ha descubierto que una composición que consiste esencialmente de una combinación única de aglutinantes sintéticos que se seleccionan por su capacidad para establecer una unión permanente en el estado seco, combinado con un mineral expandido (por ejemplo perlita y perlita triturada) , adhesivos de unión orgánicos, agentes de secado y endurecedores, todos contenidos dentro de una cubierta de material de papel tratado contra la humedad y resistente al calor, producen un producto de tablero reforzado de peso ligero, mejorado. La tecnología de la presente invención utiliza un mineral expandido el cual se vuelve parte físicamente de la matriz compuesta debido a la formulación compleja de los aglutinantes que alcanzan por si mismos al mineral, en vez de que el mineral solo actúe como un material de relleno. En comparación con el 1 a 10 por ciento de material de relleno de mineral utilizado previamente en tableros de yeso, el mineral expandido puede incorporarse en cualquier cantidad desde 13 hasta 60 por ciento del material compuesto del núcleo de la presente invención, lo que disminuye notablemente la cantidad de yeso que se necesita para constituir el núcleo. Se han vuelto disponibles muchas mejoras importantes mediante el tablero mejorado de la presente invención. En primer lugar, la composición de tablero de la presente invención permite una reducción importante en la cantidad de yeso calcinado necesario para producir el tablero. Esta reducción en la cantidad de estuco de yeso calcinado (mediante 5 el uso de perlita en la composición de tablero) en el método de la presente invención amplia las capacidades de producción de las plantas manufactureras de tableros actuales. Típicamente, las plantas de yeso se limitan en la producción de capacidad debido al triturado de la mena de hierro o en la calcinación del yeso sintético. Al disminuir la cantidad de yeso necesaria y al mismo tiempo reducir la energía y los costos totales necesarios se mejora en gran medida las capacidades de producción de manufactura de la instalación de manufactura de tableros modificados de la presente invención.

Más particularmente, el equipo de calcinado y el suministro de yeso históricamente han sido factores limitantes en la capacidad de producción en las instalaciones de manufactura de tableros debido a las limitaciones de triturado o limitaciones en la caldera de calcinado. Las capacidades de molido aumentadas se vuelven cada vez más caras conforme se agranda o se mejora el equipo de calcinado de yeso en una producción de planta de yeso más nueva. Típicamente, una instalación de manufactura de tableros estándar tiene una operación de calcinado que suministra cada línea de producción de yeso nacional actual excede por mucho el suministro presente; y por lo tanto la capacidad de difundir el suministro de la mena de yeso actual y disminuir la cantidad de yeso triturado necesario en la presente invención mejora la capacidad de producción de la planta manufacturera de tableros. Además, la presente invención permite que los fabricantes de tablero de yeso reduzcan la cantidad de yeso calcinado necesaria para hacer funcionar una línea de tablas única y utilizar su suministro de yeso de línea de tabla única actual para operar líneas de producción de tableros adicionales, por lo que se incrementa en gran medida la capacidad de producción de una instalación de tableros dada. Como resultado, se reducen los gastos de adquisición de equipo de molido calcinador costoso adicional para incrementar la capacidad de producción. Un segundo beneficio de la tecnología de peso ligero de la presente invención permite que una composición de tablero que es de peso significativamente más ligero (hasta 50 por ciento más ligero) en comparación con las formulaciones de tablero de yeso pesado tradicionales actuales. Este peso reducido también resulta en cargas de transporte más ligeras y a su vez en una reducción en los costos de transporte. Además, se reducen los costos de trabajo en el sitio de elaboración al permitir que los trabajadores manejen cargas aligeradas, de manera que el proceso de instalación se vuelve más fácil y menos costoso. De manera similar, se reduce el potencial de accidentes por daños relacionados con tableros pesados para los trabajadores que instalan los tableros. Otro beneficio del tablero reforzado de la presente invención es la reducción en la cantidad de ruptura de tablero y pérdidas debidas a transporte manual o por máquinas al sitio de instalación, debido al hecho de que la composición de la presente invención proporciona un tablero con mayor flexibilidad que la que se conocía en composiciones de tableros previas . Además, la composición de tablero de la presente invención muestra una resistencia igual o mayor que un tablero de yeso pesado actual, con mejoras en la resistencia a la humedad y pirorretardancia que exceden los estándares de la industria actuales. Este factor de peso ligero y resistencia se iguala con el soporte de carga de soporte estructural disminuido y disminuye la resistencia de soporte total necesaria en cualquier proyecto, lo que a su vez reduce adicionalmente los costos de construcción totales. Los constituyentes específicos del núcleo de tablero (como se establece con detalle en lo siguiente) se ha encontrado que mejoran ante la resistencia estructural total del tablero, aligerando su peso, disminuyendo la cantidad de particulados transportados por el aire durante la ruptura, disminuyendo su fragilidad y aumentando su flexibilidad. Además, la composición de tablero de alta calidad de la presente invención es completamente efectiva en cuanto a costos para manufactura utilizando equipos de manufactura de tableros existentes típicas y prácticas con modificaciones menores y equipo adicional limitados, como se describe adicionalmente aquí . La adición propuesta de aglutinantes sintéticos en el pasado a composiciones de tablero que tienen una capacidad reducida para cortar la lámina de tablero terminada durante la instalación con una cuchilla normal. Sin embargo, las composiciones de la presente invención se han desarrollado después de varios cientos de pruebas y análisis de numerosas combinaciones químicas, con una investigación técnica química extensa y diferentes pruebas para llevar a cabo un polímero complejo reticulante quebradizo que combine y que se fusione con el mineral y el mineral expandido, que se corte y coloque por presión fácilmente con una cuchilla común como se aplica en el uso de la industria de construcción estándar. Además, previamente no se dispone de un producto de tablero de peso ligero, reforzado, y sometido a ingeniería nuevamente el cual se formule con cambios menores en cuanto a bajo costo en el proceso de manufactura y que sea ambientalmente inocuo y efectivo en cuanto a costos para su elaboración. Opcionalmente, las fibras de refuerzo, pirorretardantes, repelentes del agua y otros materiales a prueba de agua pueden ser parte de la composición. Además, la tecnología de la presente invención permiten tiempos de fraguado disminuidos desde el mezclador de púas a la cuchilla en la prueba de laboratorio lo que a su vez incrementa las velocidades y límites de manufacturas muy por encima de las que actualmente se pueden llevar a cabo. Puesto que se incrementan las ganancias de manufactura, lo mismo sucede con la producción, lo que permite que se produzcan cantidades mayores de tableros para satisfacer la demanda actual. Esta formulación compleja de aglutinentes se puede ver que se utiliza en una amplia variedad de otros materiales de construcción. La cubierta de papel o chapa de madera del tablero de yeso tradicional consiste de constituyentes de desperdicio de papel que incluyen, pero que no se limitan a desperdicios de papel de periódico, papeles corrugados viejos, cortes de papel Craft y recortes de hojas sueltas. Como resultado, existen variantes amplias en la coloración de la cubierta de tableros las cuales incluyen café, canela, gris, verde rosaceo y colores blanco grisáceo. Adicionalmente, la resistencia de los tableros de yeso particulares depende en gran medida de la resistencia del papel de cubierta, como se vuelve evidente por la dependencia de los resultados de la resistencia a la ruptura por flexión y las pruebas de resistencia al empuje de un clavo (de acuerdo con ASTM (473) sobre la resistencia de fibra de papel. Opcionalmente, la presente invención proporciona una resistencia a la ruptura aumentada de las hojas de cubierta de papel al incrementar la longitud de la fibra o al alterar la capa superior al utilizar un laminado de papel la cual proporcione una coloración blancuzca consistente. El material de núcleo reforzado y mejorado de la presente invención también proporciona una compresión aumentada, corte, resultados de prueba de cargado de tensión en comparación con la pared seca de yeso no reforzada convencional. El ASTM estándar de prueba C79 de especificaciones de estándar para un tablero con revestimiento de yeso requiere que las muestras sobrepasen una absorción de agua superficial promedio no mayor de 1.6 g después de 2 horas de tiempo transcurrido (sección 5.1.7). Aunque se requiere que el tablero de yeso satisfaga los estándares ASTM anteriores, la resistencia a la humedad y las condiciones adversas ambientales han sido problemas de largo tiempo con los muros de piedra en seco de yeso. El tablero mejorado de la presente invención comprende una cubierta mejorada resistente a la humedad y un material de núcleo que sobrepasa en mucho la prueba ASTM C79-5.1.7. Por lo tanto, la presente invención mejora la resistencia estructural, la resistencia a la humedad y los factores de peso en el diseño de un tablero nuevo o un tablero para el techo que se va a utilizar como un material de construcción, por lo que el yeso no es el ingrediente principal del núcleo.

Una modalidad preferida de la invención se dirige adicionalmente a un método para producir tableros de perlita expandida de un espesor no menor de 6.4 mm (1/4 pulgadas) y no mayor de 25 mm (1 pulgada) que comprende las etapas de: agregar almidón, ácido bórico, espumante, yeso y una emulsión de látex y acetato de vinilo con agua a perlita expandida para formar una composición; la suspensión acuosa de perlita fraguable se envuelve entre dos láminas de cubierta de papel de alta calidad constituidas de pulpa virgen reciclada y conformadas en un tablero; Dirigir la tabla continua alejándose del aparato de conformación a una cuchilla cortante en donde se corta a la longitud deseada; y finalmente secar el tablero en un horno de temperatura, a temperaturas que varían de 75°C a 325°C. Opcionalmente, el proceso incluye además la etapa de impulsar aire calienta a una sección encapsulada de la línea de tabla, iniciar el proceso de curado antes de que la tabla alcance la cuchilla cortadora de tabla. Como se ha mencionado previamente, la fabricación de tabla de yeso es un proceso complejo para la recolección de la roca de yeso para la producción del tablero completado. Sin embargo, el producto de tablero mejorado de la presente invención, como se describe de manera más completa en los ejemplos que siguen, ofrece una capacidad mejorada de producción de tableros a partir de un suministro de yeso dado con respecto a los productos de tablero de yeso tradicionales y los métodos de manufactura. Opcionalmente, cuando no se utiliza el yeso en el núcleo de tablero, se elimina la totalidad del sistema calcinante del proceso de manufactura y se reducen sustancialmente las temperaturas de curado en la manufactura. Esto también reduce en gran medida los costos totales de producción del tablero mejorado de la presente invención. Otra mejora adicional del producto de tablero mejorado de la presente invención comprende las mejoras ambientales que resultan de una reducción de la vida media de la descomposición del material de núcleo de tablero. La perlita es un material más inerte que el yeso. Por lo tanto, es más seguro al ambiente debido a que no reacciona o no lixivia en el agua corriente. Además, los adhesivos utilizados en el producto de tablero de la presente invención se descomponen muy rápido y fácilmente. Por lo tanto, el tablero mejorado de la presente invención proporciona un tablero de perlita recubierto de un material blancuzco, de peso ligero, resistente y pirorretardante con mejoras ambientales que son competitivas en cuanto a peso respecto a los productos de tablero de yeso tradicionales .

DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS Otros objetivos, características y ventajas de la presente invención se volverán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de la modalidad preferida y ciertas modificaciones de la misma cuando se tomen junto con los dibujos anexos, en los que: La figura 1 es una vista esquemática de una distribución de procesamiento de perlita de la presente invención. La figura 2 es una vista esquemática de la instalación de producción de tablero de perlita de la presente invención.

MEJORES MODOS PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN El núcleo reforzado del tablero mejorado de la presente invención contiene perlita expandida en un intervalo de 5% a 60% en volumen, en peso. La perlita expandida varía en tamaños de 100 a 2000 micrómetros. Lo siguiente es un análisis típico de tamiz del grado preferido: 3-8% retenido en 30+; 30-45% retenido en 50+; 25-40% retenido en 100+; y 15-35% retenido en un tamiz 100- . La densidad suelta de grado preferido + 453 g (1 libra) es de 96 kg/m3 (6 libras por pie cúbico) y tiene una densidad compactada de 3.4 kg (7.5 libras). El aglutinante consiste de una mezcla compuesta principalmente de una o más de las siguientes sustancias químicas: polímero de acetato de vinilo, plásticos líquidos tales como uretanos y poliuretanos, polímero acrílico, polímeros alifáticos modificados basados en agua, soluciones de silicato de sodio solubles en agua, soluciones de cloruro de polivinilo basados en agua y alcoholes polivinílicos. También se utilizan agentes de secado tales como aluminosilicato de potasio y sodio, Purmol o sílice fina para eliminar rápidamente la humedad. También se utiliza alcohol isopropílico en lugar de agua como un agente de mezclado líquido. Mediante el uso de las sustancias químicas incluidas antes, el núcleo se endurece y se vuelve rígido, lo que permite que el tablero mejorado se corte de manera más fácil y limpia en comparación con lo que se encuentra típicamente con un muro de piedra en seco de yeso tradicional. La composición preferida del producto de tablero mejorado de la presente invención incluye un almidón, ácido bórico, acetato de vinilo y yeso. Se ha encontrado que esta combinación (en las proporciones que se indican después) proporcionan los mejores resultados en cuanto a peso, resistencia fraguado y unión de todos los ejemplos que se incluyen. Después de aplicar y analizar una amplia variedad de adhesivos por si mismos y en combinación entre si, se ha determinado que un aglutinante que tenga esta composición permitirá que el tablero funcione tan cercanamente a lo que actualmente se utiliza y al mismo tiempo agrega resistencia y peso reducido. Aunque el piso permanece como un elemento opcional del tablero mejorado de la presente invención, y por lo tanto no es esencial para la producción de un producto de tablero funcional, su uso en el núcleo compuesto del tablero de la presente invención proporciona varios beneficios no anticipados. Uno de tales beneficios no anticipados es la creación de un producto que se puede aplicar de la misma manera que en la práctica actual para la manufactura de un tablero de yeso tradicional, mediante la utilización de las mismas herramientas del negocio y las mismas técnicas por los trabajadores existentes. Además, el yeso mejora las características de corte o colocación por presión del tablero de la presente invención, y al mismo tiempo agrega flexibilidad a la tabla. Aunque el yeso no es crucial para la resistencia del tablero mejorado de la presente invención, agrega características de unión generales del aglutinante. La combinación de almidón, ácido bórico y acetato de vinilo en si mismo es suficiente para unir la perlita junta en la producción del núcleo compuesto de la presente invención. Sin embargo, la adición de yeso a la formulación del producto de tablero mejorado de la presente invención, en comparación con otros materiales cementosos, se vuelve preferida debido a la excelente compatibilidad de los cuatro componentes que se incluyen antes.

Otro beneficio adicional de incluir yeso en la composición de la presente invención involucra el fraguado del tablero entre el equipo de conformación y la cuchilla. El sistema de precalentamiento opcional (descrito con detalle en lo siguiente) inicia el curado de un "núcleo libre de yeso" para proporcionar un fraguado precortado o endurecimiento de la tabla continua antes de que la tabla se corte en la cuchilla. La utilización de yeso elimina la necesidad de precalentamiento del tablero para obtener un fraguado o endurecimiento suficiente para cortar el tablero sin el escape de suspensión de los extremos, y genera una tabla lo suficientemente dura para ser manejada por el equipo de inversión de la cuchilla posterior. Además, el yeso agrega capacidades pirorretardantes al núcleo de material compuesto, En suma, la inclusión de yeso como un constituyente de la composición del producto de tablero de la presente invención genera modificaciones inocuas para el yeso a las instalaciones de manufactura de tablero de yeso existentes, y al hacer esto genera un producto de tablero de peso ligero, reforzado y mejorado que puede ser una transición completa y fácil a instalaciones de manufactura de tableros de yeso. Opcionalmente, un material de cubierta de tablero mejorado consiste de una lámina de papel frontal resistente a la humedad de color manila en el intervalo de 18-23 kg (40- 50 libras) con una capa superior alterada. En las estructuras de tablero tradicionales que incorporan un material de cubierta constituido de pulpa de papel reciclado, la longitud de las fibras en el material de cubierta está entre 13 mm y 19 mm (1/2-3/4 pulgadas) . Sin embargo, la presente invención utiliza una lámina de placa superior constituida de fibras vírgenes de 25 mm (1 pulgada) o mayores. Aunque se han producido en el pasado papeles incorporan longitudes de fibra mayores de 25 mm (1 pulgada) hasta el mejor conocimiento de la invención, previamente no se ha aplicado tal pulpa virgen a la lámina de cubierta de capa superior de una lámina de tablero. Por lo tanto, la inclusión de tales fibras de longitud extendida en la lámina de cubierta de tablero de la presente invención proporciona un beneficio no anticipado y no obvio al proporcionar una resistencia a la ruptura mucho más fuerte en comparación con las estructuras de tableros conocidas previamente . La aplicación única de las láminas de cubierta de papel spec opcional del tablero de la presente invención se conforman completamente por cualquier proceso de conformación de papel bien conocido. Utilizando "pastas vírgenes" de 100 por ciento para la capa superior de la lámina de cubierta de papel frontal permite una fuerza de revestimiento predecible y también elimina algunas de las arcillas y materiales de relleno asociados con el papel de tablero reciclado completamente actuales . Al integrar una capa superior de pulpa virgen con capas de papel de tablero reciclado existentes, se obtiene una resistencia aumentada y características de manejo en húmedo. En primer lugar, se elabora una lámina de cubierta de papel que comprende generalmente una lámina de capas múltiples fabricada en una máquina de cilindro. Se agregan los compuestos de apresto convencionales a tinas, tales como colofonia y alúmina para realizar un apresto interno de algunas o de todas las capas. Las capas se remueven y laminan para formar un rollo esencialmente unitario de papel. Después de que se seca, el papel se recubre con una emulsión en agua del apresto sintético de la clase que consiste de ciertos anhídridos de ácido succínico sustituidos, ciertos anhídridos de ácido glutárico sustituidos y el producto de reacción de anhídrido de ácido maleico con una olefina interna. Este proceso permite una absorción efectiva en el revestimiento de unión del lado del núcleo del papel para proporcionar un enlace mecánico del papel con el núcleo de material compuesto. Si se utilizan materiales bituminosos o cerosos repelentes al agua, están constituidos desde aproximadamente 1.0 por ciento a aproximadamente 10 por ciento de el peso de perlita en volumen. Estos materiales se pueden aplicar a la perlita a partir de los estados fundidos o como emulsiones. Si se utilizan emulsiones de silicona, la silicona comprende desde aproximadamente 0.01 a aproximadamente 2 por ciento de la perlita en peso. Las emulsiones en silicona se pueden aplicar directamente a la perlita conforme salen del expansor (como se establece con mayor detalle posteriormente) por un medio bien conocido en la técnica. La adición de un compuesto basado en sulfato de calcio también puede actuar como un material de relleno. Muchas de las muestras preferidas no requieren una mezcla de sulfato de calcio, aunque algunas muestras tienen porcentajes pequeños que varían de 5% a 15%. Se puede utilizar un pirorretardante compatible, tal como ácido bórico, borato de zinc, sulfamatos, fosfato de diamonio, compuestos de nitrógeno, óxido de antimonio, sílice, óxido de titanio, zirconio y otros, y que comprenden desde aproximadamente 0.15 por ciento a aproximadamente 3 por ciento en peso de la tabla. Estos pirorretardantes se pueden agregar a la formulación por pulverización o solución durante el proceso de mezclado de la suspensión, y también por aspersión en el papel de recubrimiento con el propósito de volver pirorretardante al papel de cubierta laminado del tablero. Los ejemplos de pirorretardantes aplicados se incluyen como sigue: Ejemplo 1 (sistema pirorretardante y resistente a la humedad) : este sistema riega soluciones pirorretardantes directamente sobre la tabla conforma abandona las secciones de cascada y entra al área de extracción del equipo de manufactura. Esto se lleva a cabo mediante la utilización de cabezas de estación superiores junto con activadores de conmutador para iniciar la acción conforme la tabla pasa por el transportador. Los aditivos se suministran por tanques de almacenamiento y sistemas de descarga de tipo de presión. Los aditivos se rocían directamente sobre el papel frontal . Ejemplo 2 (pirorretardante) : otra manera de aplicar una calidad pirorretardante al papel es agregarlo en forma seca durante el proceso de Krafting de la manufactura de papel. Se agregan partículas pequeñas de distribución de pirorretardante a la suspensión de pulpa antes de su exclusión en el cartón. Esto permite que el pirorretardante se integre completamente en el papel. Este pirorretardante puede ser borato de zinc,, óxido de antimonio, compuestos de nitrógeno o sulfamatos (compuestos de azufre) . Todos estos son pirorretardantes comunes en papel. El elemento de resistencia a la humedad aún debe ser rociado utilizando la configuración descrita antes en el ejemplo 1. Además, el núcleo de material compuesto también puede ser tratado con pirorretardante durante el proceso de mezclado con la adición de pirorretardantes compatibles en la suspensión durante el proceso de mezclado. El aglutinante, el cual puede ser orgánico a inorgánico, se selecciona especialmente para la propiedad de adherencia permanente en estado seco. Preferiblemente, el polímero adherente de manera permanente autorreticulante, tal como polímero de vinilo es el que se utiliza. Los ejemplos de polímeros útiles como aglutinantes incluyen materiales orgánicos tales como almidón y silicatos, y materiales inorgánicos tales como acetato de polivinilo, acetato de vinilo, acetato de vinilo carboxilado-etileno, cloruro de vinilo, uretano y poliuretano, con solventes tales como dipropilenglicol monometiiéter, dietilenglicol monometiiéter, trietilamina, resinas acrílicas, sustancias alifáticas modificadas, materiales epóxicos, alcohol polivinílico y combinaciones de los mismos. Es importante hacer notar que la tecnología de adhesivo único que se describe a continuación es completamente nueva y no evidente para la manufactura de productos de tablero. Este proceso agrega una variante de síntesis en un a formulación de adhesivo natural bien usado de antemano de almidón y borato. El resultado total es un aglutinante el cual, durante el proceso de manufactura del tablero, experimenta un cambio químico que proporciona un reticulado completo entre el almidón, el borato y el adhesivo sintético para formar una red reforzada para sujetar a la perlita y formar un núcleo rígido. Actualmente, la perlita se utiliza como un material de relleno o adhesivo para captar espacio en composiciones tradicionales de tablero de yeso. Sin embargo, la presente invención utiliza perlita mineral expandida como parte del material compuesto, agregando resistencia al núcleo conforme el aglutinante se aferra a la perlita. El almidón y el borato con frecuencia se agregan a la composición de tablero tradicional con el fin de proteger los cristales de yeso delicados y asegurar un crecimiento adecuado del cristal del constituyente de yeso del núcleo de tablero conforme el tablero se trata por calor en un horno de secado a temperaturas extremas. Sin embargo, el almidón y el borato también se combinan para formar un adhesivo natural . Cuando el almidón se trata con borato, se forman enlaces de intercambio a través de la estructura de anión borato lo que resulta en modificaciones de las propiedades físicas del sistema de polímero. Las composiciones tradicionales de yeso no requieren un aglutinante adicional para proporcionar la resistencia de tablero, sino que más bien se basan en el crecimiento de cristal de yeso que se lleva aproximadamente por tratamiento por calor del tablero en su etapa de manufactura final. Por lo tanto, las composiciones del tablero de yeso tradicionales no se basan en la naturaleza adhesiva de la composición de almidón y borato. La composición de tablero de la presente invención, sin embargo, requiere un aglutinante adicional. Se ha encontrado que al agregar otro polímero, preferiblemente acetato de vinilo al polímero de almidón y ácido bórico permite que se produzca reticulación entre los tres constituyentes. Al reticular la cadena polimérica sintética con el almidón y la cadena de polímero de borato, se lleva a cabo cambios químicos más extensos. A escala molecular, la cadena polimérica se ramifica extendiéndose en todas direcciones y uniéndose a la perlita e incrementando la resistencia total de la tabla. Al introducir acetato de vinilo, copolímero de acetato de vinilo o copolímero de acetato de vinilo-etileno, la molécula compleja resultante es mucho más grande, extendiendo sus diversa ramas en todas direcciones. Este es un cambio deseable en la estructura polimérica de la molécula a un polímero con una cadena altamente ramificada adicionalmente y con un peso molecular mayor que produce un adhesivo con una viscosidad aumentada, una adherencia más rápida y mejores propiedades de fluido. Estas cualidades son fundamentales para la resistencia de la mayor parte de la modalidad preferida de la invención. A continuación se incluyen dos beneficios principales de este sistema de adhesivo polimérico. En primer lugar, se lleva a cabo un incremento en la resistencia de flexión y de compresión con respecto a los estándares ASTM de tablero de uso actual. En segundo lugar, la composición adhesiva de polímero única de la presente invención permite que la composición de tablero sea hasta un 50 por ciento más ligera en comparación con un tablero de yeso actual. Los polímeros de acetato de vinilo (VAP) por separado y en combinación con los otros adhesivos mencionados previamente también se encuentra que producen muestras de prueba y resultados de prueba muy favorables. Los VAP utilizados son un líquido blanco lechoso, con características típicas en el intervalo de punto de fusión de 0°C a 4°C (32-39°F) , una presión de vapor de 16 mmHg a 22 mmHg (20°C a 21°C (68-70°F) ) , gravedad específica de 1.0 a 2.0, densidad de vapor desde menos de 1 hasta 1, un punto de ebullición desde 100°C (212°F) a más de 100°C (212°F) , y los VAP son miscibles en agua. En general, los VAP son duros, quebradizos, aunque son resinas resistentes las cuales se encuentran completamente como favorables para el proceso de instalación de tablero el cual requiere que el tablero tenga la capacidad de ser cortado y colgado por presión de manera limpia con una cuchilla común después de que el tablero se ha ranurado. Adicionalmente, cada uno de los VAP suministrados por el vendedor que se han probado, cuando se combinan en los porcentajes únicos de las muestras de yeso y perlitas probadas, se encuentra que son ambientalmente inocuos y no tóxicos durante las pruebas por calor. Además, cada una de las formulaciones de los VAP disponibles muestra claramente la reticulación con el almidón y el boro (mediante el uso de ácido bórico) por lo que se produce una fusión entre los minerales y la composición adhesiva. Esto se considera firmemente que se produce una función química de los elementos orgánicos e inorgánicos en la composición de la presente invención, en vez de una simple adherencia por el aglutinante al mineral. Por lo tanto, se produce una fusión lo que resulta en una combinación de aglutinante cambiado clínicamente el cual, cuando se calienta a su vez se fusiona químicamente con la fusión de tablero. También se ha encontrado que es favorable incrementar la temperatura de transición vitrea (Tg) para mejores resultados de prueba contra el fuego de las muestras probadas. Una clasificación más alta contra el fuego utilizando los VAP ciertamente se preferirá en aplicaciones de construcción de tableros. El intervalo de Tg de 20°C a 39°C, prefiriéndose una Tg mayor, se examinan durante las pruebas de fuego y aún todas se encontraron aceptables. Se considera firmemente que se pueden obtener temperaturas de transición vitreas superiores con VAP modificados, lo que a su vez proporciona resultados mejorados en pruebas en fuego. Se ha encontrado que densidades más altas con concentraciones menores de emulsión de agua se pueden obtener, lo que es un factor importante para disminuir los costos de transporte de polímero y finalmente los costos del producto final_. Sin embargo, se considera firmemente que la formulación química de los VAP modificados en el sitio de fabricación del tablero es la opción preferida. Una serie de compuestos derivados de vidrios de silicato de sodio soluble se conocen como silicato de sodio. Los silicatos de sodio básicos se han utilizado como aglutinantes adhesivos de bajo costo sencillos en arena y estabilización de tierra y en estabilización de minerales que incluyen estructuras mejoradas basadas en arena por lo menos desde inicios de la edad media. Se utilizan silicatos de sodio como aglutinantes en la fabricación de cementos refractarios, morteros refractarios de fraguado al aire y en cementos plásticos. La cantidad de silicatos de sodio varían desde un máximo de 20% para mezclas refractarias hasta un mínimo de 5% en morteros que fraguan al aire. Las soluciones que tienen muchas aplicaciones industriales diversificadas resultan de la variación de la relación de Si02:Na20 y el contenido de sólidos. La relación de Si02:Na20 controla la fuerza de unión de esta sustancia química. Esto también cambia el peso molecular del silicato de sodio. El peso molecular del silicato de sodio normal es de 212.15 g. La adición de monóxido de sodio o sílice modifica el peso molecular. El silicato de sodio tiene un intervalo de pH de 11 a 13; 11 para líquidos más silicios y 13 para más alcalinos. Los silicatos de sodio con relaciones más alcalinas de 1.6 habitualmente son demasiado alcalinos y tienden a cristalizar. Los silicatos más alcalino tienen una mayor potencia de humedecimiento, mientras que los más silicios reducen la tendencia a absorber agua y permiten el secado a temperaturas atmosféricas normales. Al disolver briquetas de vidrio con agua caliente y vapor, se producen silicatos de sodio líquidos. Para ajustar la relación de Si02:Na20 se utiliza sosa cáustica. La aplicación de silicatos de sodio solos en densidades variables y soluciones como un material aglutinante con los tipos de perlita utilizados en las muestras proporciona una adhesión relativamente baja y resultados de prueba de laboratorio en comparación con los otros compuestos. Sin embargo, cuando se combina con los acetatos de vinilo y los plásticos líquidos, los silicatos de sodio agregan resistencia y disminuyen los costos totales de adhesivo. Los silicatos de sodio líquidos proporcionados por OxyChem, grados 40 a 42 Heavy, proporcionan los resultados de prueba de laboratorio más favorables. La adición de metasilicato de sodio anhidro OxyChem, grado S-25 proporciona mezclas de compuestos mejoradas en algunos casos y tiempos de secado acortados. Los polímeros alifáticos modificados cuando se utilizan con otros compuestos proporcionan un costo más bajo y adhesivos que se agarran relativamente rápido, que fraguan rápido y de alta resistencia que están listos para unirse y recubren lo suficiente las partículas de perlita trituradas o expandidas. Los polímeros alifáticos modificados (MAP) utilizados en los ejemplos que siguen son solubles en agua, de color blanco lechoso, casi incoloros y en el intervalo de 45% a 47% de sólidos. Sin embargo, cuando se utilizan solos (es decir, sin que se combinen con poliuretano) , el uso de los MAP proporciona resultados de prueba de laboratorio inferiores. Los plásticos líquidos tales como uretano y poliuretano, tratados químicamente con solventes, se utilizan como agentes de unión y materiales de relleno del núcleo de perlita. Los compuestos de uretano consisten de resinas de acrilamato (o acrileseroles como un ejemplo) que reaccionan con los grupos bifenilmetano-4 o 4-diisocianos . Los poliisocianatos constituyen las sustancias claves en la química del poliuretano. El grupo isocianato reacciona con el grupo hidroxilo y el enlace resultante entre los dos residuos es el grupo uretano desde el cual se deriva el nombre de la química completa de poliuretano. Los isocianatos aromáticos son más reactivos que los tipos alifáticos y son menos caros. El diisocianato de tolueno (TDI) es el producto más grande producido de todos los isocianatos. Habitualmente se proporciona como una mezcla de 80% de isómero 2, 4 y 20% de isómero 2, 6, y está disponible en otras relaciones de isómeros que incluyen un compuesto 2,4 puro. El difenil-metano-diisocianato (MDI) es el segundo en volumen de los diisocianatos producidos. El segundo componente de la reacción es el grupo hidroxilo o el lado denominado poliol (componente terminados en amino) . Se utilizan los polioles de peso molecular bajo como alargadores de cadena o reticulantes los cuales influyen en gran medida en las propiedades de alta temperatura de los poliuretanos resultantes (PUR) . Las partes flexibles de los PUR comerciales son pesos moleculares más altos en el intervalo de 500 a 8000. La clase principal de polioles son poliésteres (derivados de ácido adípico) y poliéteres (derivados de óxido de propileno) . La combinación de los dos componentes principales anteriores de PUR en relaciones diferentes, con o sin agua o agentes de soplado externos, lleva a una amplia gama de niveles de porosidad, densidad y módulos de elasticidad para materiales similares a caucho y a materiales termoplásticos sometidos a ingeniería más rígidos. En las muestras probadas, se aplican varios tipos diferentes de uretanos y poliuretanos comerciales. Sin embargo, en la medida en que debe utilizarse precaución para proporcionar la cantidad (porcentaje en peso) del uretano o poliuretano que se establece específicamente en los ejemplos que siguen, la selección de un uretano a, poliuretano o una combinación de los mismos particular está dentro de la capacidad de una persona con habilidad habitual en la técnica. De manera adicional, se pueden utilizar opcionalmente dos tipos de solventes para adelgazar las aplicaciones de poliuretano y uretano, y en la limpieza de la maquinaria en la fabricación del producto de tablero lo cual es como sigue. El dipropilenglicol monometiiéter es un solvente que es incoloro e inoloro, con una fórmula molecular de CH3CHOH CH2 OCH2CHOHCH3. Tiene un peso molecular de 134.18 g; un punto de ebullición de 230°C (450°F) y tiene una gravedad específica de 1.02. En los ejemplos que siguen, esta sustancia química es no mayor de 13% en peso. El dietilenglicol monobutiléter es un solvente que es incoloro, viscoso, móvil, un líquido hidroscópico con un olor ligero. Tiene una fórmula molecular de C5H18Q3. Tiene un punto de fusión de -68°C, un punto de ebullición de 231°C, una taja de evaporación (acetato de butilo=l) de 0.01, solubilidad en agua y etanol, y viscosidad de 5.17 CST @ 25°C. Esta sustancia química es estable e incompatible con agentes oxidantes fuertes y es menos de uno por ciento, en peso, de cualquiera de los ejemplos que se incluyen en lo siguiente. Aunque no se incluyen de manera separada, cada uno de estos solventes están presentes en cantidades en trazas en cualquiera de los ejemplos que utilizan poliuretano. Un rasgo importante de la presente invención es que la fabricación del aglutinante adhesivo sintético incorporado en los ejemplos que se proporcionan en lo siguiente se lleva a cabo en una instalación de producción de tableros, en oposición a una fabricación fuera del sitio y transportada posteriormente a una instalación de producción de tableros. De manera más particular, para aquellos ejemplos a continuación que utilizan acetato de vinilo, los componentes de base del aglutinante son ácido acético y etileno el cual constituye un homopolímero de acetato de vinilo, lo que a su vez es polimerizado con el monómero de acetato de vinilo. Por lo tanto, el proceso mediante el cual se produce esto y el equipo necesario para llevar a cabo la polimerización de los constituyentes incluidos antes se localizan en el sitio de la instalación de fabricación de tableros para reducir significativamente los costos. Se considera adicionalmente que la elaboración de poliuretanos, acrílicos, alcohol polivinílico, aluminosilicato de potasio y sodio, cloruro de polivinilo, silicatos de sodio u otros adhesivos sintéticos en el sitio reducen en gran medida el costo en el uso de adhesivos en la fabricación de tableros. En comparación con los altos costos asociados con la colocación de plantas de yeso sintético cerca de las plantas de energía, y dados los actuales gastos de trabajo de manufactura en una instalación de producción de yeso tradicional, la fabricación del aglutinante sintético final en el sitio de producción muestra una reducción importante en los costos de producción. Tradicionalmente, los costos de energía de tableros sintéticos se reducen significativamente en la práctica de la industria de contratación con plantas de energía para desechar algunos de los residuos producidos por la planta de energía mediante la utilización de los mismos como un constituyente de un tablero sintético, en intercambio para costos reducidos en el suministro de electricidad. Por lo tanto, los costos de energía asociados con la manufactura de los adhesivos en el sitio de la instalación de fabricación de tableros se reduce significativamente. Además, la presencia de trabajo de manufactura en la instalación de fabricación de tableros, trabajo al cual de igual manera puede elaborar los adhesivos, reduce el número total de empleados necesarios para elaborar los adhesivos, y una vez más reduce los costos totales de manufactura. El desarrollo adicional de polimerización y otros adhesivos fabricados en el sitio reduce adicionalmente los costos de producción. El trabajo y la energía necesaria para transportar la cantidad de material adhesivo necesario para fabricar cantidades en masa de tableros desde una posición diferente al sitio en el que se fabrica un tablero podría no ser factible logística o financieramente en instalaciones de producción grandes. Los aditivos pirorretardantes para los adhesivos, tal como la adición de ácido bórico, reducen el punto de inflamación total de estas sustancias químicas y por lo tanto incrementan la calificación contra el fuego del material compuesto de núcleo. Bajo las muestras de prueba de calificación contra el fuego, se reduce en gran medida los sumos nocivos incluso hasta el punto en el que virtualmente se eliminan conforme las muestras se alejan de los materiales epóxicos y de mezclas de adhesivos con solventes que no son agua. La combinación de acetatos de vinilo con materiales cementosos también proporciona una buena combinación pirorretardante sin la adición de ácido bórico. El aparato necesario para implementar el método descrito antes comprende varios elementos los cuales juntos requieren perlita expandida y la combinan con reactivos diversos, aplicación de la mezcla a un sustrato de papel para formar una lámina continua de tablero de perlita laminado, transportar el tablero de perlita húmedo a lo largo de un transportador mientas se somete a un tratamiento de calor inicial y el desplazamiento del tablero húmedo hacia una cuchilla cortadora giratoria, transferir el montaje laminado a un secador de tablero y finalmente procesar el tablero seco para su transporte . Como se muestra más particularmente en la distribución de procesamiento de perlita esquemática de la figura 1, se proporciona un sistema expansor de perlita de diseño convencional. El expansor de perlita preferido está disponible comercialmente de manera fácil de Silbrico Corporation como modelo número M-30, aunque cualquier expansor de perlite configurado de manera similar de igual manera será adecuado. El sistema expansor de perlita comprende un vagón 1 tolva cubierto con suministros de mena de perlitas que se ha triturado hasta un tamaño de tamiz enumerado antes a un transportador 2 que se coloca debajo del vagón 1 tolva. El transportador 2 suministra la mena de perlita a un elevador 3 el cual, a su vez, transfiere la perlita a un contenedor 4 de almacenamiento de mena. Cuando se va a procesar la perlita triturada a perlita expandida, se utiliza un transportador 5 de regeneración para suministrar la perlita triturada a la cuba 6 de descarga de mena de perlita la que a su vez dirige la mena de perlita triturada a un alimentador 7 de mena. El alimentador 7 de mena dirige la mena de perlita triturada por medio de un canal alargado orientado hacia abajo a un divisor 8 de mena de perlita de 4 vías. En el divisor 8 de mena, la mena de perlita se desplaza adicionalmente hacia abajo a través de 4 pasajes tubulares alargados y al interior de un horno vertical que expande el tubo del expansor 9 de perlita. Conforme se introduce la perlita triturada dentro del horno vertical expandiendo el tubo del expandor 9 de perlita, la perlita triturada se encuentra con aire comprimido el cual se calienta entre 925 y 1147°C (1700 y 2100°F) . Este proceso de calentamiento provoca que el material de perlita triturado se reblandezca mientras el agua unida a las partículas de perlita se evapora rápidamente, lo que a su vez expande la mena de perlita entre 12 y 20 veces su tamaño original en una partícula celular clara la cual comúnmente se denomina como "perlita expandida" . Una vez que se ha expandido la perlita, las partículas de perlita expandidas son lo suficientemente ligeras para desplazarse hacia arriba en la corriente de aire dentro del horno vertical en un tubo de expansión, a través de un ducto 10 en la porción superior del tubo de expansión y al interior de un recolector 11 de ciclón. Dentro del recolector 11 de ciclón, las partículas de perlita expandidas más grandes descienden y sedimentan en una tolva en el extremo inferior del recolector de ciclón, mientras que las partículas de perlita expandidas finas más pequeñas se desplazan hacia arriba desde el recolector de ciclón a través de un ducto y al interior de un recolector 12 de polvo en donde sedimentan. Dentro del recolector 12 de polvo, las partículas extremadamente finas (las cuales generalmente no son utilizables en procesos de producción de tableros) se recolectan por un medio de filtro de fibra dentro de un recolector 12 de polvo. Las partículas finas remanentes y las partículas de perlita expandidas más grandes desde la tolva del recolector 11 de ciclón se dirigen a un silo 200 de almacenamiento de perlita expandida, como se describe con mayor detalle en lo siguiente. En una modalidad preferida de la presente invención, se utilizan 2 sistemas de expansión de perlita independientes con el fin de proporcionar una cantidad de suministro apropiada de perlita expandida al aparato de producción de tableros. Como se muestra en el diagrama esquemático de la instalación de producción de tablero de perlita de la figura 2, localizado en el extremo de alimentación de cada sistema 100 de expansión de perlita está un sistema 400 de transporte neumático de fase densa el cual mueve la perlita expandida desde el sistema 100 de expansión de perlita a una pluralidad de silos 200 de almacenamiento. Un sistema de transporte neumático de fase densa adecuado está disponible fácilmente de manera comercial a partir de Nol-Tec Systems, Inc. de Lino Lakes, Minnesota como el modelo transportador número 201, aunque cualquier sistema de transporte neumático configurado de manera similar de igual modo puede ser suficiente. El sistema de transporte neumático se configura para transportar neumáticamente perlita expandida desde el sistema 100 de expansión de perlita al silo 200 de almacenamiento de perlita expandida, y a su vez desde los silos de almacenamiento a un tanque 300 de alimentación secundario que se localiza dentro de la instalación de fabricación de tableros. El sistema de transporte neumático de fase densa tiene la capacidad de fluidizar el material de perlita expandido seco utilizando presión de aire, lo que a su vez transporta el material a la posición deseada utilizando tubos presurizados y sellados. El sistema de transporte utiliza una presión relativamente alta (aproximadamente 103 kpa (15 psig) ) , el aire de volumen bajo como la fuerza para transferir sólidos a granel granulares a través de una tubería a baja velocidad, lo que crea paquetes densos o masas de perlita expandida la cual se desplaza a través del sistema transportador sin riesgo de que el material de perlita expandido abrasivo dañe el interior de la tubería transportadora . Debe hacerse notar que están disponibles medios alternativos para transportar la perlita expandida, por ejemplo como la utilización de un transportador de tipo tornillo o aparato transportador mecánico configurado de manera similar. Sin embargo, se ha encontrado que tal medio de transporte mecánico utilizado en el transporte de perlita expandida en el contexto de la fabricación de tableros presenta costos de equipo y de mantenimiento sustancialmente mayores. Por lo tanto, el uso de un sistema de transporte neumático de fase densa para el transporte de perlita expandida durante el proceso de manufactura de tableros proporciona una mejora sustancial con respecto a un medio de transporte de material a granel tradicional utilizado previamente en el proceso de manufactura de tableros . Como se ha mencionado antes, el sistema 400 de transporte neumático de fase densa se utiliza para transferir la perlita expandida desde el sistema 100 de expansión de perlita a una pluralidad de silos 200 de almacenamiento de diseño convencional para almacenar la perlita expandida hasta que se necesita para una nueva producción de tableros. Cada silo de almacenamiento está equipado con una lámina de aire de diseño convencional y conocida por las personas habitualmente expertas en la técnica del manejo de materiales a granel secos. La lámina de aire dirige la perlita expandida desde cada uno de los silos de almacenamiento a una tolva de transición que se coloca por encima de un segundo sistema de transporte neumático de fase densa. El segundo sistema de transporte neumático de fase densa se utiliza para transportar la perlita expandida desde los silos 200 de almacenamiento a un tanque 300 de alimentación secundario dentro de la instalación-de fabricación de tableros.

Este segundo sistema de transporte neumático de fase densa se configura casi idéntico al primer sistema de transporte neumático de fase densa, las únicas variaciones en el sistema se relaciona con la capacidad de transporte de los sistemas respectivos determinados por lo objetivos de producción de tableros de la instalación de fabricación particular. Debe ser evidente para aquellos habitualmente expertos en la técnica que se pueden realizar fácilmente modificaciones a la capacidad precisa de manejo de cada uno de los sistemas de transporte neumáticos con el fin de satisfacer los requerimientos de producción de la instalación particular, al modificar los diámetros de las tuberías en el sistema transportador o al modificar la presión dentro de la tubería para de esta manera cambiar la velocidad de los materiales que se transfieren dentro de la misma. Las instalaciones de producción de tablero tradicional están lavadas con el problema de un tiempo inútil de producción importante junto con el problema del procesamiento de material prima y tipo de almacenamiento localizado corriente arriba de un equipo de construcción de tableros actual. Tales problemas pueden incluir bolsas de aire o canales dentro de los silos de almacenamiento los cuales inhiben o evitan el flujo libre de material, líneas de procesamiento atoradas y otros problemas de manejo de material comunes. Con el fin de evitar las pérdidas costosas que podría generar tal tiempo inactivo, la presente invención utiliza un tanque 300 de alimentación de perlita expandida secundario que comprende un tanque de acero colocado dentro de la instalación de fabricación de tableros en proximidad general con el equipo de construcción de tableros. Es importante que las instalaciones de producción de tableros de yeso tradicionales han sido incapaces de suministrar yeso desde un solo contenedor alimentador, y en vez de esto se ha requerido el procesamiento directo del yeso calcinado para producir múltiples cubas de almacenamiento pequeñas de capacidad de suministro limitadas de manera que la totalidad del suministro en cada cuba se consume por el proceso de producción en un solo día. El motivo de la utilización de tal sistema de suministro costoso y poco conveniente que requiere reabastecimiento constante se basa en el hecho de que la argamasa de yeso calcinada no se puede almacenar en grandes cantidades pues presenta la tendencia a absorber humedad circundante lo que a su vez provoca endurecimiento prematuro. Por lo tanto, el presente proceso de construcción de tableros mejorado permite que se pueda utilizar un tanque de suministro de perlita expandida simplificado pues la perlita expandida carece de la sensibilidad a la humedad y la sensibilidad de almacenamiento a largo plazo del yeso calcinado. Conforme los expansores de perlita trabajan para llenar el silo de almacenamiento que está por lo menos lleno con perlita expandida, la perlita expandida de la mayor parte del silo de almacenamiento lleno es extraída y dirigida a un tanque 300 de alimentación secundaria, utilizando un controlador lógico programable como es bien conocido por aquellos habitualmente expertos en la técnica. Al mantener constantemente por lo menos un silo lleno y al mantener siempre el tanque de alimentación secundaria y lleno con la perlita expandida, por lo menos se reduce el riesgo de verse obligados a un paro de la línea de producción de tableros debido a problemas de equipo mencionados antes, en caso de que no elimine del todo. El mantenimiento de un tanque alimentador de perlita expandida secundario y secundario que se mantiene constantemente con un suministro visto de perlita expandida y que se coloca adyacente al equipo de producción de tablero permite que cualquier mal funcionamiento de tal equipo en el almacenamiento remanente y el equipo de procesamiento previo se resuelva antes de que el suministro de perlita expandida haya disminuido a un nivel tal que ya no pueda suministrarse perlita expandida al equipo de producción. De igual manera, en el caso en el que cada elemento falle en el equipo de almacenamiento de perlita expandida y preprocesada, el suministro dentro del tanque de alimentación secundario se puede utilizar para suministrar la perlita expandida al equipo de producción hasta que tal suministro se consume completamente o se resuelve la falla en el equipo de preprocesamiento y almacenamiento . El tanque alimentador de perlita expandida secundario suministra perlita expandida al equipo de fabricación de tableros utilizando alimentadores volumétricos para alimentar los ingredientes secos en un combinador 550 de tipo licoidal continuo. Un alimentador volumétrico adecuado está disponible comercialmente de Acrison como modelo BDF. Se debe hacer notar, sin embargo, que se pueden proporcionar igualmente medios alternativos para dirigir la perlita seca al equipo de fabricación de tableros, incluyendo el sistema de transporte neumático de fase densa disponible comercialmente que se ha descrito antes. Además, se encuentra disponible comercialmente con facilidad un combinador de tipo helicoidal adecuado de Acrison como modelo número 350, aunque igualmente será suficiente cualquier combinador configurado de manera similar. El combinador 550 a su vez transporta los componentes secos de la composición de tablero a un mezclador 600 de púas. Como se explica con mayor detalle en lo siguiente, los constituyentes líquidos 700 de los adhesivos se introducen dentro del mezclador 600 de púas junto con el agua y un agente de espumado para combinarse con los componentes secos del tablero de perlita. El mezclador 600 de púas continuo es de un diseño convencional, y un mezclador de púas continuo adecuado está disponible comercialmente de manera sencilla de Asa Brown Bovari ("ABB") Raymond Ehrsam Operations, aunque cualquier mezclador de púas configurado de manera similar será suficiente. El mezclador de púas continuo combina los componentes secos de la construcción de tablero de perlita con los adhesivos espumados, todos los cuales se dosifican en el mezclador 600 a una velocidad uniforme. La mezcla de flujo libre homogénea resultante después se descarga desde el mezclador de púas continuo sobre el lado de respaldo del papel frontal, el que a su vez se suministra a la línea de montaje de tableros desde el equipo 800 de manejo de papel colocado corriente arriba del mezclador de púas. De igual manera, el equipo 800 de manejo de papel es de diseño convencional y una distribución de equipo de manejo de papel adecuado está disponible comercialmente de manera fácil de ABB Raymond Ehrsam Operations, aunque cualquier sistema de equipo de manejo de papel configurado de manera similar será suficiente. La distribución del equipo de manejo de papel proporciona un respaldo y papel frontal para la línea de producción de tableros, y generalmente incluye anaqueles de rodillos de papel o estaciones no enrolladas giratorias que mantienen el papel, los rollos de jalado de papel que suministran el papel a una velocidad constante a los tensores de papel los que a su vez automáticamente se ajustan para aplicar tensión uniforme al papel, tablas de empalme de papel en donde el final de un papel de un rodillo nuevo se une al extremo de un rodillo gastado, guías de papel que se alinean automáticamente con dos corrientes de papel con la línea de tablero y aseguran un flujo uniforme de papel corriente abajo, calentadores de papel para remover cualquier humedad del papel, y ranuradores de papel para preparar el papel de manera que se doble con precisión adicionalmente corriente abajo. El aparato 810 de conformación de tableros comprende una represa de lodo diagonal canteadora ajustable y una placa formadora de tipo extrusor o rodillos conformadores todos de diseño convencional los cuales se localizan justo corriente abajo del mezclador de púas la represa de lodo/canteadora ajustable dobla el papel de cara ranurada de antemano para ser suministrado desde el equipo de manejo de papel a una posición para recibir el papel de respaldo adherido, mientras se establece la anchura de la tabla y la configuración del borde. La placa formadora de tipo extrusor o los rodillos determinan el espesor del tablero conforme entra a la línea transportadora, y colocan el papel de respaldo en contacto con la mezcla y la adhieren al papel del frontal doblado para crear una envoltura cerrada que mantiene a la mezcla que fluye libremente en forma de una tabla continua. Después de que se ha aplicado a la mezcla de flujo libre al papel, se forma una lámina de tablero húmeda continua la cual avanza a lo largo de un transportador de línea formadora de tabla de diseño convencional que comprende una sección de línea de formación de tabla recién hecha y una sección de rodillo vivo. La sección de línea de formación de tabla recién hecha (que se muestra generalmente con el número 900) comprende una superficie de banda plana con rodillos separados muy estrechamente para proporcionar un soporte de banda adecuada y mantener una estructura de tabla plana conforme la tabla húmeda se desplaza a lo largo de la línea de formación de tabla, y generalmente se extiende aproximadamente 2 tercios de la distancia entre la placa formadora de los rodillos y la cuchilla 910 de recorte. La sección de rodillo viva (que se muestra generalmente con el número 950) se extiende el tercio remanente de la distancia y sirve para suministrar una tabla parcialmente fraguada a la cuchilla de corte. La sección 950 de rodillo vivo comprende rodillos abiertos los que permiten la exposición de la cara de tabla al aire y mantiene el fraguado de la tabla recién hecha final antes del cortado. También se coloca un dispositivo de alineamiento de diseño convencional adelante de la cuchilla lo cual coloca a la tabla para asegurar un corte cuadrado. Es importante en el proceso de manufactura de tableros asegurar que la tabla recién hecha fragüe lo suficiente por el tiempo en que alcance la cuchilla cortadora de manera que la cuchilla sea capaz de realizar un corte limpio a través de el tablero sin captar material de sustrato húmedo excesivo de la tabla el cual a su vez puede adherirse a la superficie de la cuchilla. En los ejemplos que se establecen en lo siguiente en los cuales no se utiliza y eso como un agente de fraguado o endurecido en la composición, con el fin de asegurar que el tablero de perlita de la presente invención ha alcanzado un estado lo suficientemente seco para evitar que el sustrato se recolecte sobre la superficie de la cuchilla, la línea de formación de tablero de perlita preferiblemente se proporciona con un medio de tratamiento calorífico inicial opcional el cual dirige calor hacia el tablero húmedo conforme se desplaza desde la placa de conformación o los rodillos a la cuchilla de corte. Sin embargo, surge otro beneficio sustancial del tratamiento con calor de la tabla húmeda antes del corte, y es que se lleva a cabo una reducción significativa en costos por la reducción en los tiempos de procesamiento y temperaturas necesarias para fraguar completamente la tabla dentro del horno de secado, como se explica con mayor detalle en lo siguiente. En una primera modalidad del medio de tratamiento por calor, se proporciona un túnel 920 el cual encapsula a la línea de tablero entre la placa de formación de los rodillos y la cuchilla de corte. El túnel se proporciona con una serie de ductos 921 de aire interconectados a lo largo de su superficie interior superior, los ductos 921 de aire están configurados para dirigir aire caliente lentamente hacia abajo en el tablero húmedo conforme se desplaza a lo largo de la línea de tablero.

El calor se suministra al túnel utilizando cualquier sistema de ducto de aire convencional y disponible comercialmente de manera fácil, el cual dirige calor desde el sistema de reciclado de aire caliente del horno de secado 1200 (que se discute con mayor detalle en lo siguiente) al ducto de trabajo que se localiza en el techo del túnel de calentamiento. Se suspenden ventiladores desde el techo del túnel de calentamiento para dirigir el aire calentado desde los ductos de aire dirigidos hacia abajo a la línea de tabla. En una segunda modalidad del medio de tratamiento por calor, se colocan una serie de campanas de secado sobre la línea de tabla. Las campanas son de diseño convencional para una campana de ventilación estándar, y generalmente comprenden una abertura de ducto de aire de boca abierta amplia, el cual está orientado hacia la superficie que se va a calentar (es decir, la línea de tablas) , y una sección del ducto de trabajo la cual se extiende hacia arriba desde la abertura de ducto de aire de boca abierta y amplia y el cual se estrecha conforme asciende alejándose de la abertura de ducto de aire hasta que alcanza el diámetro del resto del ducto de trabajo. Se colocan ventiladores dentro del ducto de aire para dirigir el aire calentado a los ductos y fuera de las campanas hacia la línea de tabla. Al igual que en la primera modalidad, se suministra calor a las campanas de secado individuales utilizando cualquier sistema de ducto de aire convencional y disponible fácilmente de manera comercial el cual dirija calor desde el sistema de reciclado de aire caliente al horno de secado (discutido con mayor detalle en lo siguiente) a las campanas de secado. Después de que la tabla se ha desplazado a lo largo de la banda de conformación y las secciones de deshidratación de rodillo vivos, el tablero continuo se corta en láminas individuales utilizando una cuchilla 910 de recorte giratoria de diseño convencional. Una cuchilla de corte giratorio adecuada está disponible comercialmente de manera fácil de ABB Raymond Ehrsam Operations de Abilene, Kansas, aunque cualquier cuchilla de corte configurada de manera similar de igual manera será suficiente. El corte se realiza por dos hojas de cuchilla, cada una montada en un rotor, una por encima y otra por debajo del tablero. Cuando se realiza el corte, los rotores corren ligeramente más rápido que la velocidad de la línea de tablero para asegurar que las hojas de cuchilla realicen un corte recto. Después del corte del tablero por la cuchilla de corte giratoria, las hojas de tablero individuales se dirigen a lo largo de una sección de acelerador de tabla (que se muestra generalmente con el número 960) de diseño convencional. Una sección aceleradora de tabla adecuada está disponible fácilmente y comercialmente de ABB Raymond Ehrsam operations de Abilene, Kansas, aunque de igual manera será suficiente cualquier sección transportadora aceleradora configurada de manera similar. La sección aceleradora de tabla comprenden conjuntos de rodillos que giran a velocidades cada vez mayores para acelerar las tablas cortadas sobrepasando la cuchilla de corte con el fin de proporcionar separación adecuada entre las tablas para permitir tiempo para transferencia e inversión de las tablas a la sección de alimentación de secador de la línea de tablas. Al final de la sección de acelerador, las tablas se reciben por un montaje de transferencia de tablas/inversor 1000 de diseño convencional . Una transferencia de tablero adecuado/montaje de inversor está disponible comercialmente fácil de ABB Raymond Ehrsam operations de Abilene, Kansas, aunque, una vez más, será suficiente cualquier montaje de transferencia de panel/inversor configurado de manera similar. La transferencia/inversor mueve las tablas lateralmente a 90° respecto a la línea de tabla mientras hace girar las tablas con el lado de la cara hacia arriba y en alineación lado a lado antes de que se introduzcan a un horno de secado. Una vez que las tablas se han invertido y transferido a la sección de alimentación del secador de la línea de tablas, un montaje de alimentador de secador (que se muestra generalmente con el número 1100) que comprende un transportador dirige las tablas desde el montaje de transferencia/inversor de tabla a la sección de alimentación de plataforma múltiple de un horno de secado. Un montaje de alimentación de secador adecuado está disponible comercialmente de manera fácil de ABB Flákt Industri Ab de Váxjo, Suecia, aunque podrá ser suficiente cualquier sistema alimentador de tipo transportador configurado de manera similar. El horno 1200 de secado de la presente invención comprende una pluralidad de niveles, preferiblemente entre 12 y 15, de rodillos transportadores los cuales reciben el tablero en el extremo de entrada del horno, transportan el tablero a través de la sección de secado de la zona de calentamiento múltiple y descargan el tablero en el extremo de salida del horno., La configuración básica del horno de secado es de diseño convencional y es bien conocida por aquellos habitualmente expertos en la técnica y el horno secador de tablas adecuado está disponible comercialmente de manera fácil de ABB Flákt, Suecia. El horno de secado preferido de la presente invención comprende un horno de dos zonas de calentamiento de diseño convencional. Sin embargo, significatio que el uso de perlita como el constituyente primario del tablero de la presente invención y el proceso para proporcionar un tratamiento de calor inicial de la tabla húmeda antes del corte permite el que se lleve a cabo un proceso de secado a temperaturas de operación siginificativamente menores dentro del horno de secado. Esta temperatura de operaciones menores proporcionan ahorros importantes en costos tanto en la energía consumida como en el proceso de secado así como en el desgaste prematuro en los componentes del secador mismo provocados por la exposición a largo plazo de temperaturas de funcionamiento extremas . Como se ha mencionado antes, el calor suministrado al montaje de tratamiento de calor opcional sobre la línea de tabla húmeda se suministra al tapar el sistema de reciclado de aire caliente del horno de secado. Como se muestra en la figura 2, en una configuración de horno de secado de tablero convencional, los apilamientos 1210 los cuales comprenden un tubo de salida o de escape que se extiende hacia arriba del horno y a través del techo de la instalación de fabricación, se localizan en cada extremo de un horno de secado para permitir que la humedad arrastrada por el aire caliente escape del interior del horno. La liberación de esta humedad ayuda en el proceso de evaporación para eliminar el exceso de agua que está presente en el producto de tablero. Conforme el aire asciende en el apilamiento, una porción del aire es capturada a través de los ductos laterales que se localizan en las paredes laterales de los apilamientos. Los ductos laterales se proporcionan con ventiladores los cuales dirigen por lo menos una porción del aire ascendente a los ductos los cuales a su vez dirigen el aire capturado a un condensador. El condensador vuelve a capturar la humedad del aire y el aire ahora seco se regresa a la entrada 1220 de aire del horno de secado. Tal sistema de reciclado de aire caliente es bien conocido por aquellos habitualmente expertos en la técnica. La presente invención redirige el aire seco calentado que sale del condensador a través de un ducto de trabajo de diseño convencional a un aparato de tratamiento de calor opcional situado por encima de la línea de tablas, como se explica a profundidad antes. Después de la etapa de secado, el tablero de perlita completamente fraguado sale del horno de secado por medio de un sistema 1300 de salida de secador de diseño convencional. Un sistema de línea de salida de secador adecuado está disponible comercialmente de manera fácil de ABB Fláckt Industri AB de Váxjo, Suecia, aunque será suficiente cualquier sistema de salida de tipo de transportador configurado de manera similar. El sistema de salida de secador a su vez dirige el tablero de perlita a un aparato de manejo de tablero seco que incluye un registrador de transferencia 1400, un acumulador 1500 de tablas un apilador 1600 de tablas. Un registrador de transferencia adecuado 1400 de diseño convencional está disponible comercialmente de manera fácil de ABB Raymond Ehrsam Operations de Abilene, Kansas, y se utiliza para mover cada par de tablas fuera del extremo seco de la línea de tablas sobre una mesa receptora soportada por una pluralidad de rodillos, rodillos los cuales descienden alejándose para permitir que una serie de bandas hagan girar la tabla en 90°. Los brazos accionados hidráulicamente después elevan los extremos opuestos de cada par de tablas de manera que las tablas se colocan juntas cara a cara para proteger las superficies exteriores uniformes del tablero impidiendo el daño durante el manejo, almacenamiento y transporte. Las tablas "registradas" o variadas después se dirigen a un acumulador 1500 de tablas de diseño convencional el cual las cuadra y las alinea los pares de tablas, las recorta hasta la longitud terminada precisa y encinta los extremos. Un acumulador de tablas adecuado de diseño convencional está disponible comercialemente de manera fácil de ABB Raymond Ehrsam Operations de Abilene, Kansas. Finalmente, después de que los tableros se han acumulado, se transfieren por medio de un montaje apilador de tablas de diseño convencional a un mecanismo al cual alinea automáticamente los conjuntos y los coloca uno sobre otro de manera que los conjuntos se pueden elevar y transportar por un carro con horquillas a una posición de almacenamiento. Un montaje de apilamiento de tableros adecuado de diseño convencional está disponible comercialmente de manera fácil de ABB Raymond Ehrsam Operations de Abilene, Kansas. Es importante hacer notar que varios de los elementos identificados antes utilizados en el proceso de manufactura de tableros de perlita como se establecen en esta especificación de igual manera están en uso en equipo de líneas de tableado de yeso actuales. Por lo tanto, los presentes aparatos no solo proporcionan un sistema nuevo y único para la manufactura de tableros de perlita, sino que también proporcionan un medio mediante el cual una instalación de fabricación de tableros de yeso existentes se puede transformar fácil y rápidamente en una instalación de fabricación de tableros de perlita. Por lo tanto, al realizar modificaciones menores a una instalación de producción de tablero de yeso tradicional y al agregar el equipo adicional que se incluya antes (por ejemplo un tanque de alimentación de perlita expandido secundario, equipo de almacenamiento de adhesivos, equipo de mezclado y el túnel de tratamiento por calor inicial opcional y un ducto de trabajo que interconecta el túnel de tratamiento por calor a un sistema de reciclado de aire de horno estándar) a una línea de tablas de yeso existentes, se puede hacer una transición de una instalación de fabricación de tableros de yeso existentes de manera uniforme y económica a una instalación de manufactura para el tablero mejorado de la presente invención, sin que los costos de invención de construcción de una planta de producción completamente nueva.

EJEMPLOS Se preparan muestras de tablero para evaluar tanto la parte de sustitución del yeso utilizado actualmente en un proceso de formulación convencional así como la sustitución del yeso en su totalidad en la fabricación de tableros. Se sustituye el núcleo de base de yeso o bien se suplementa con minerales expandidos (por ejemplo perlita) , adhesivos, agentes de curado, retardantes y materiales de relleno. Las cantidades pequeñas de materiales cementosos en el intervalo de 5 a 20% agregan resistencia estructural. Además, cantidades de materiales cementosos superiores a 10% agregan peso apreciable al núcleo basado en perlita. Aproximadamente diez (10) por ciento del compuesto basado en carbonato de calcio o equivalente agregan densidad y continuidad al núcleo mientras incrementan moderadamente la resistencia estructural. Un material basado en sulfato de calcio de estuco de peso ligero proporciona resultados similares con una reducción en el peso total de las muestras probadas . Algunos adhesivos y materiales de relleno primero se mezclan juntos mientras que otros se mezclan directamente con otros ingredientes. Se probaron y se realizaron ensayos con cientos y cientos de combinaciones diferentes de cantidades reducidas de yeso y núcleos de perlita de densidades y tamaños diferentes junto con adhesivos y los otros aditivos mencionados previamente. Se aplicaron una vez materiales resistentes a la humedad y de cubierta pirorretardante diferentes una vez que se encontró un material compuesto de núcleo favorable. Los ejemplos resultantes que siguen demuestran la realización de resultados de prueba muy favorables.

EJEMPLO 1 En el primer ejemplo, se suministró perlita expandida de calidad de grado hortícola de Redco II en California. Se mezclaron juntos de 5% a 40% de polímero alifático modificado y de 1% a 40% del compuesto de poliuretano, y después de 5% a 15% de la mezcla basada en sulfato de calcio se agrega y se combina cuidadosamente. Una combinación 50-50 del polímero alifático con el compuesto de poliuretano en un intervalo de 30 a 45% demostró proporcionar los mejores resultados de prueba. Después se agregó de 5% a 50% de perlita expandida de tamaño de tamiz más pequeño a la mezcla para formar una suspensión espesa antes de combinarse con 5% a 35% de perlita expandida, y se mezcló a profundidad. Después se forma un núcleo de perlita reforzado, de peso ligero nuevo para el tablero.

Ingrediente Cantidad, % en peso Preferida, % en peso Polímero alifático modificado 5-40% 1 7.5% Pohuretano 1 -40% 23.5% Sulfato de calcio 5-1 5% 1 1 .5% Perlita expandida 5-50% 1 7.6% Perlita expandida de tamiz pequeño 5-35% 29.9% La mezcla después se forma y calienta a 170 °C durante un período de una hora para remover la humedad. El calentamiento en el horno de laboratorio se aplica a temperatura constante; sin embargo, el aire caliente impulsado proporciona un resultado incluso mejor sobre un período de tiempo más corto. La adición de 5% o menos de un agente de curado corta el tiempo de cerca de secado casi a la mitad. El material de cubierta de tablero de perlita consiste de un papel resistente a la humedad blancuzco en el intervalo de 9.1-10.9 kg (20-24 libras) con un núcleo de polímero plástico. El papel después se trata con una asperción pirorretardante similar a Zynolyte como asperción de alta temperatura a 648°C (1200°F) . Durante la prueba de laboratorio, las muestras de perlita se golpean con un martillo de marco y típicamente muestran daño únicamente en un lado de la muestra. Un tablero de yeso típico se hubiera fracturado en numerosas piezas mientras se permitía que el martillo aplicara la misma presión para penetrar ambas superficies. El núcleo de perlita expandida del tablero absorbe el impacto, acojina la descarga y centraliza el daño en el área alrededor de la cabeza de martillo. La descarga es acojinada adicionalmente al aplicar laminado de papel -plástico-papel en un intervalo de 5.0-10.9 kg (11-24 libras) para cubrir el núcleo basado en perlita.

EJEMPLO 2 Ingrediente Cantidad, % en peso Preferida, % en peso Acetato de vinil 1 -40% 20.0% Poliuretano 1 -40% 28.5% Aluminosilicato de potasio y sodio 5-1 5% 7.0% Perlita, expandida 5-50% 28.5 Perlita, finos 5-35% 16.0 En la segunda serie de muestras, se analiza la eliminación total de la mezcla basada en sulfato de calcio. Los adhesivos sintéticos adicionales combinados con acetato de vinilo forman compuestos nuevos que sustituyen a la mezcla basada en carbonato de calcio con resultados sorprendentes. Un ejemplo específico combina acetato de vinilo con una mezcla líquida de poliuretano y después agrega aluminosilicatos de potasio y sodio sintético como un agente de curado. En este ejemplo, los adhesivos líquidos (acetato de vinilo y poliuretano) primero se mezclan juntos. Los ingredientes secos, que incluyen los tipos de perlita y el agente de curado (aluminosilicato de potasio y sodio) se mezclan juntos en segundo lugar, y después los adhesivos líquidos se duplican en tercer lugar. Como se describe en el ejemplo 1, la perlita triturada y expandida se combina de las muestras suministradas por la Pennsylvania Perlite Corporation en Central Pennsylvania. Existen diferencias notables en los diversos tamaños de perlita recibidos, lo que resulta en una gran mejora en el peso, textura y resistencia de estas muestras. La adición de adhesivos plásticos mejora en gran medida la cantidad de particulados soportados por el aire en comparación con un tablero de yeso típico cuando se corta o raspa a través de la superficie de núcleo. Específicamente, una muestra de 30 cm por 7.6 cm por 13 mm (12" por 3" por 1/2") de prueba incluye 57 g (2 onzas) de perlita expandida a tamaño de lentil, 15 g (0.53 onzas) de perlita expandida 30Y, 15 g (0.52 onzas) de perlita expandida 24Y, 57 g (2 onzas) de mezcla de poliuretano, 42 g (1.5 onzas) de acetato de vinilo y 14 g (0.5 onzas) de aluminio silicato de potasio y sodio. Esta muestra se cura bien a 160°C durante un período de una hora, con una dureza de borde resultante de 9.5 kgf (20.9 lbf ) , que excede el estándar de ASTM C473 de 4.9 kgf (11 lbf). Al igual que en el ejemplo 1, un soplado de martillo penetra por un lado de la muestra, lo que limita el área de impacto de la cabeza de martillo a un área alrededor de la cabeza de martillo. Esta muestra también se cubre por un papel laminado, lo que ayuda a disminuir el impacto del soplado de martillo, por lo que limita la profundidad de impacto a únicamente un lado de la muestra. Sin embargo, la dureza del borde depende de la composición del núcleo, y no de la chapa de madera del papel de unión.

EJEMPLO 3 Ingrediente Cantidad, % en peso Preferida, % en peso Cemento Portland 5-1 5% 10% Acetato de vinilo 1 -40% 1 3.3% Poliuretano 5-40% 16.6% Perlita, expandida 5-50% 20.0% Perlita, finos 5-30% 13.3% agua 5-50% 26.8% En el tercer ejemplo, se agrega cemento Portland a los otros adhesivos para incrementar la resistencia a la compresión y con el propósito de limitar la flexibilidad del tablero. Se preparan una serie de muestras de 15 cm x 15 cm x 13 mm (6x6x1/2 pulgadas) con los compuestos adhesivos ligeros conocidos utilizados en ejemplos previos, específicamente acetato de vinilo y poliuretano. Aunque se incrementa el peso por la adición de cemento Portland, también se incrementa la resistencia total. Se lleva a cabo una prueba de resistencia de jalado de un clavo, de acuerdo con ASTM C473, y proporciona un resultado de 35 kgf (77 lbf) . También se observa un incremento notable en la dureza del borde y se prueba de acuerdo con ASTM C473, con una dureza de borde resultante de 15 kgf (34.0 lbf), que excede el estándar de ASTM C473 de 4.9 kgf (11 Ibf) para una muestra de 13 mm (1/2 pulgada) . La adición de los adhesivos con el cemento Portland disminuye en gran medida los particulados transportados por el aire en comparación con el encontrado típicamente en el tablero de yeso cortado y esmerilado. Un exceso mayor de 11% de cemento Portland en peso inhibe la capacidad de cortar el material de una manera consistente con un tablero de yeso típico cortante. Además, el cemento plástico sintético se prueba mostrando una resistencia de unión más sorprendente con los adhesivos, aunque la resistencia estructural total disminuye hasta en un 50% con el uso del cemento Portland. En todas estas muestras probadas, no se agrega material basado en yeso ni se necesita para pasar los requerimientos mínimos de ASTM para tableros de yeso. La flexibilidad versus dureza del material, incluyendo descargas de martillo al tablero, se analizan por comparación de inspección con un tablero de yeso típico. Nuevamente, las descargas de martillo de armazón manual similar se localizan alrededor de la cabeza de martillo en el tablero de perlita, y en donde en la mayor parte se restringen en cada caso para penetrar únicamente en un lado del material. Un tablero regular de yeso de 13 mm (1/2 pulgada) es quebradizo y al mismo tiempo la descarga del martillo penetra a través del tablero de yeso en muchos casos. La ausencia de un material cementoso Portland, o uno similar al mismo, permite más flexibilidad en el tablero, por lo que se mantiene impidiendo la ruptura adecuadamente cuando se raspa, aunque produce un promedio de 30% o más de resultados de resistencia flexural inferiores. Por lo tanto, en este ejemplo, las mejoras al incremento a la resistencia a la flexión de "corte y colocación a presión" y un promedio de 30% o mayor se presentan con la adición de aproximadamente un incremento de 10% en peso al agregar material cementoso Portland a las muestras de tablero de perlita utilizados.

EJEMPLO 4 Ingrediente Cantidad, % en peso Preferida, % en peso Perlitaa 5-50% 25 % Acetato de vinilo 1 -40% 30% Cemento Portland 5.1 5% 10% Agua 5-50 35% En este ejemplo, se utilizaron cantidades menores de perlita; aproximadamente 25%, y se utilizaron adhesivos aumentados y agua. Estos fueron un adhesivo basado en acetato de vinilo de aproximadamente 30% y cemento Portland de aproximadamente 10% con el resto constituido de agua de aproximadamente 35%. La mezcla es una suspensión muy húmeda y se vierte dentro de una forma y se calienta a 170 °C durante 1 una hora. El contenido de agua aumentado arrastra aire al interior de la suspensión, lo que resulta en una muestra mucho más ligera. Esta muestra carece completamente de yeso calcinado o de sulfato de calcio. La diferencia en peso resultante sobre las muestras previas es significativa, específicamente de aproximadamente 20%. La muestra califica con resultados de prueba favorables, pero no tan altos como las muestras previas con una mayor densidad y no tan resistente.

EJEMPLO 5 Ingrediente Cantidad, % en peso Preferida, % en peso Perlita, expandida 5-50% 1 7.5% Perlita, finos 5-50% 1 7.5 % Silicato de sodio 5-40% 30% Poliuretano 1 -40% 10% Agua 5-50% 25 % En este ejemplo, se utilizaron dos grados diferentes de perlita de Pennsylvania Perlite Co, una grado concreto y una grado Pff24. Se agregan silicato de sodio, aproximadamente 30%; poliuretano, aproximadamente 10% y el resto de agua, aproximadamente 25%, a aproximadamente 35% de perlita, constituyendo 100% de una suspensión. Esta mezcla en forma de placa se calienta a 170 °C durante 30 minutos para remover el exceso de humedad. Una vez fría, esta muestra (al igual que con las muestras previas) se recubre con un material laminado y se prepara para prueba. Estas pruebas ASTM están constituidas de pruebas a la flexión, compresión, resistencia a la tracción y dureza de los bordes para satisfacer o exceder los estándares actuales de los tableros basados en yeso. En todas las muestras anteriores, los resultados exceden por mucho a las calificaciones que se obtienen por tableros de yeso.

EJEMPLO 6 Ingrediente Cantidad, % en peso Preferida, % en peso Perlita, expandida 5-50% 30% Sulfato de calcio 5-40% 23% Cloruro de polivinilo 1 -15% 5% Agua 5.50% 42% En este ejemplo, la primera etapa es mezclar aproximadamente 30% de perlita comercial con aproximadamente 23% de sulfato de calcio y el resto como una solución 5% de emulsión de cloruro de polivinilo en aproximadamente 42% de agua constituyendo 100% de una suspensión. La mezcla después se vierte en una forma y se deja fraguar durante aproximadamente 10 minutos, lo que la vuelve muy dura, y después se calienta a 130 °C durante una hora. El intento fue formar una red de PVC plástica mediante la matriz compuesta durante el calentamiento después de que la argamasa a fraguado. Una vez fría, esta muestra es muy dura y densa pero es 40% más ligera que la muestra control (núcleo de yeso) . Los resultados de prueba muestran que el acetato de vinilo aún clasifica más alto en comparación con los aglutinantes menos preferidos tales como cloruro de polivinilo.

EJEMPLO 7 Ingrediente Cantidad, % en peso Preferida, % en peso Perlita 5-50% 25 % Almidón .001 -1 5% 8% Ácido bórico .001 -10% 2% Sulfato de calcio 5-40% 10% Acetato de vinilo 1 -40% 5% Agua 5-50% 50% Este ejemplo describe una composición que refleja la modalidad más preferida de la composición de tablero mejorada de la presente invención y continúa el estudio de la adición de porcentajes pequeños de sulfato de calcio al interior del núcleo de material compuesto. También es una prueba de una formulación de adhesivo que comprende una emulsión de polímero de acetato de vinilo, almidón modificado y ácido bórico. En esta prueba, la primera etapa es mezclar aproximadamente 25% de perlita del cual 50% o más de tal perlita está en un intervalo de tamaño de tamiz 10-50, y perlita de tamaño más pequeño la cual en casi 3% pasa a través de un tamiz de malla 100. La perlita (25% en peso) se combina con 8% de almidón modificado, 2.5% de ácido bórico y aproximadamente 10% de sulfato de calcio. Después se agregan aproximadamente 5% de emulsión de acetato de vinilo a aproximadamente 50% de agua. Los ingredientes húmedos y secos después se combinan y se mezclan durante aproximadamente 30 segundos. La suspensión después se vierte en una forma con una cubierta de papel insertada sobre la misma. Después de que la suspensión se ha nivelado, la parte superior de la envoltura de papel se coloca en la parte superior. La muestra se fragua y adquiere una dureza elevada en aproximadamente 3 minutos. Después se remueve la muestra de la conformación y se calienta a 160 °C durante aproximadamente 1 hora. Una vez fría, la muestra se pesa y se mide, y los resultados se catalogan. Varios días después esta muestra se acondiciona y después se prueba para determinar los estándares ASTM C473. Los resultados de la prueba conformar resultados casi al doble de los que se obtienen de una muestra control de núcleo de yeso en la resistencia a jalar un clavo, dureza de borde y con una resistencia a la flexión mejorada.

EJEMPLO 8 Ingrediente Cantidad, % en peso Preferida, % en peso Perlita 5-50% 35% Almidón .001 -15% 8% Ácido bórico .001 -10% 2% Acetato de vinilo 1 -40% 5% Agua 5-50% 50% En este ejemplo, se utiliza la misma formulación que en el ejemplo 7 menos el sulfato de calcio 10%. La diferencia en peso resultante está constituida de perlita. Se utiliza el mismo procedimiento excepto que la muestra no se remueve de la conformación. Esta prueba confirma la necesidad de precalentar la línea de tabla antes de la cuchilla con el fin de endurecer la tabla e iniciar el proceso de curado en una etapa anterior en formulaciones que carecen de sulfato de calcio, como se establece con mayor detalle en lo anterior.

EJEMPLO 9 Ingrediente Cantidad, % en peso Preferida, % en peso Sulfato de calcio 20-60% 47.18% Almidón .001 -15% 0.353% Acelerador de yeso crudo .001-5% 0.314% Sulfato de potasio .001 -5% 0.157% Ácido bórico .001 -10% 0.094% Acetato de vinilo 1 -40% 6.29% Hetoxisulfato .001 -3% 0.580% Agua 5-50% 45.032% Este ejemplo describe la adición de una formulación adhesiva única de la presente invención en un tablero de yeso tradicional sin que se le agregue mineral expandido. Se combinan en las cantidades anteriores sulfato de calcio, almidón, yeso crudo, sulfato de potasio y ácido bórico. Después se combinan hetoxisulfato, acetato de vinilo y agua, y se mezclan hasta una consistencia espumosa y se combinan con los ingredientes secos. La mezcla se combina a alta velocidad y después se vierte en una forma con una pieza de inserción de papel de tablero y se sella y forma en una lámina idéntica a un tablero de yeso tradicional. Después se retira la muestra de la forma y se toma el tiempo de fraguado. Después de determinar el tiempo de fraguado y permitir que se produzca un fraguado de hidratación completa, la muestra se calienta nuevamente en un horno a 82°C (180°F) para evaporar el exceso de agua. Una vez seco, estos tableros se dejan que curen durante 2 días y después se prueba. Estos experimentos se llevan a cabo para evaluar la resistencia aumentada en composiciones de tablero tradicionales con la adhisión del aglutinante sintético. El tiempo de fraguado para el corte con cuchilla disminuye en 25% en total, y la resistencia a jalar un clavo, la dureza del borde y la resistencia a la fricción se incrementan en 150% en todas las muestras que se elaboran y prueba. Esta disminución en el tiempo de fraguado e incremento en la resistencia del tablero puede permitir velocidades de operación aumentadas en las instalaciones de frabricación de tablero actuales. Al hacer variar las temperaturas de curado cuando se aplican en este ejemplo de 75 °C a 352 CC se obtienen resultados de prueba favorables. Sin embargo, las temperaturas de curado preferidas varían de 79 °C a 275°C.

EJEMPLO 10 Ingrediente Cantidad, % en peso Preferida, % en peso Perlita 1 1 -47.5% 1 3.429% Yeso calcinado 0-40% 29.082% Almidón 0.001 -1 5% 0.894% Acelerador de molino de bolas 0.001 -5% 0.357% Potasa 0.001 -5% 0.1 78% Ácido bórico - 0.001 -10% 0.1 34% Acetato de vinilo 1 -40% 9.080% Agua de jabón 1 -30% 1 5.527% Lignocita 0.001 -3% 0.026% Agua 5-50% 31 .293% En este ejemplo, primero los ingredientes secos se combinan juntos y se mezclan hasta que se obtiene una mezcla homogénea, estos ingredientes secos son perlita expandida grado argamasa con una densidad suelta de 96-128 kg/m3 (6 a 8 libras por pie cúbico) , estuco de yeso calcinado, almidón, molino de bolas y acelerador de argamasa de tierra, potasa y ácido bórico. En segundo lugar, se combina el dispersante de lignosita seca con el agua y se mezcla hasta que se combina. En tercer lugar, se combinan juntos el agua de jabón y el acetato de vinilo y se combinan con el mezclador eléctrico para generar espuma o burbujas. La mezcla de espuma de agua de jabón y acetato de vinilo se agrega a la lignosita y agua y después todos los ingredientes húmedos se combinan con los ingredientes combinados secos y se mezclan manualmente durante aproximadamente 15 segundos para obtener 100% de una suspensión. La temperatura ambiente es de 63°C (82°F) y la humedad circundante es de 29%. Esta suspensión después se vierte en una pieza de inserción de papel de tablero estándar o una envoltura para producir una muestra de tablero con un espesor de 13 mm (1/2 pulgadas) que mide 15 cm por 15 cm (6 pulgadas por 6 pulgadas) . La lámina de soporte de la pieza de inserción después se sella a los pliegues de la lámina frontal utilizando una pasta de borde de muro de piedra en seco basada en almidón, se conforma y después se retira de la forma, y el fraguado inicial o de apriete se mide en tiempo y se registra. en un proceso de manufactura típico de muro de piedra en seco existen dos conjuntos diferentes, el primero es el fraguado inicial o de apriete, mientras que el tablero continuo endurece o se vuelve rígido lo suficiente para ser cortado en las longitudes deseadas corriente abajo en una cuchilla giratoria. El fraguado secundario o de hidratación se relaciona con la hidratación completa de los cristales de yeso, lo que significa que la cantidad de tiempo suficiente para rehidratar el yeso calcinado como sustituyendo las dos moléculas de H20 removidas durante el proceso de calcinado o de argamasa de tierra. Este fraguado de hidratación secundaria puede ser tan bajo como 4.6 minutos o hasta 7 minutos, en base en el molido y la pureza de la argamasa de tierra que se utilice. Cuando se agregan cantidades más altas de aglutinante sintético, los tiempos de fraguado resultantes se reducen incluso hasta el punto de fraguado antes de que el mezclado se pueda verter en un sobre de pieza de inserción de papel, este último se registra a los 30 segundos. Esto es sustancialmente menos que los tiempos de fraguado por presión de muro de piedra en seco estándar actuales de 3.5 a 4.5 minutos a la cuchilla. A los 2.5 minutos, la muestra del ejemplo anterior se corta de manera limpia y se inspecciona. La inspección muestra que la suspensión se ha endurecido completamente y se considera que la reacción química del aglutinante sintético (acetato de vinilo) y el yeso calcinado permite que el cristal de yeso se rehidrate más rápidamente en comparación con el yeso calcinado rehidratado sin el aditivo sintético de la presente invención. El proceso anterior se ha duplicado repetidamente en el laboratorio con ligeras variaciones en la fórmula obteniendo los mismos resultados. Se prueba un intervalo de volúmenes de aglutinante sintético preferido (acetato de vinilo) y se reducen los tiempos de fraguado consistentemente con respecto a los de muestras de control de yeso sin aditivos sintéticos, y se obtienen muestras consistentemente más resistentes con respecto a las muestras control de yeso sin aditivos sintéticos. Todos los procedimientos que incluyen el secado de las muestras son consistentes con los procesos de manufactura típicos de muro de piedra en seco. El agua en exceso en las muestras se elimina al colocar las muestras en un horno de laboratorio con acceso a aire calentado y el movimiento a una temperatura entre 150 °C y 200 °C durante un período de 50 minutos a 1 hora. Evidentemente, se pueden realizar muchas modificaciones sin apartarse del espíritu de la presente invención. En consecuencia, se apreciará por aquellos expertos en la técnica que dentro del alcance de las reivindicaciones anexas, la invención se puede apreciar de otras maneras además de las descritas específicamente aquí.

APLICABILIDAD INDUSTRIAL Para la aplicación industrial de la fabricación de tableros, es deseable proporcionar una composición y un método y dispositivo para fabricar un producto de tablero que tenga una resistencia igual a o mayor que los productos de tablero tradicionales con un peso coincidentemente menor en comparación con los productos de tablero conocidos previamente, y que tenga una cantidad menor de yeso en comparación con la que se requería previamente en las composiciones de tablero. Se describe aquí una composición y un método y dispositivo para fabricar tal producto de tablero que comprende una combinación única de aglutinantes sintéticos que se seleccionan por su capacidad para establecer una unión permanente reforzada en un estado seco final, en combinación con un mineral expandido tal como perlita lo que reduce en gran medida la cantidad de yeso presente en el producto de tablero de la que se había requerido por formulaciones previas de tableros de yeso. Tal reducción en la cantidad de yeso presente en la formación de tablero a su vez reduce el peso de la estructura de tablero mientras mantiene su resistencia. Además, los aglutinantes sintéticos se reticulan de manera única con el mineral expandido para formar una unión mucho más fuerte entre los componentes constitutivos del material de núcleo de tablero en comparación con los que se encontraban disponibles en productos de tablero utilizados previamente o conocidos. 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 (34)

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

1. Una composición adecuada para uso en la fabricación de materiales de construcción, caracterizada porque comprende : un mineral expandido presente en aproximadamente 25% a aproximadamente 47.5% en peso; sulfato de calcio presente de 0% a aproximadamente 23% en peso; y por lo menos un polímero adherente autorreticulable presente en aproximadamente 1% a aproximadamente 40% en peso.

2. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el polímero adherente autorreticulante se selecciona del grupo que consiste esencialmente de polímero alifático modificado, poliuretano, acetato de vinilo, silicato de sodio y cloruro de polivinilo.

3. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque por lo menos uno de los polímeros adherentes autorreticulantes comprende poliuretano presente de aproximadamente 5% a aproximadamente 40% en peso.

4. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque por lo menos uno de los polímeros adherentes autorreticulantes comprende acetato de vinilo presente en aproximadamente 1% a aproximadamente 40% en peso .

5. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque por lo menos un polímero adherente autorreticulante comprende cloruro de polivinilo presente de aproximadamente 1% a aproximadamente 15% en peso.

6. Una composición adecuada para uso en la fabricación de un tablero adecuado para la construcción, caracterizado porque comprende: un sustrato de mineral pulverizado seco que se selecciona del grupo de minerales que comprenden sulfato de calcio, perlita y combinaciones de los mismos; y un aglutinante sintético, el aglutinante sintético comprende además un polímero adherente permanentemente y autorreticulante, almidón y borato.

7. La composición de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el polímero adherente de manera permanente autorreticulante comprende acetato de vinilo.

8. La composición de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el acetato de vinilo está presente de aproximadamente 1% a aproximadamente 40% en peso.

9. La composición de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el almidón está presente de aproximadamente 0.001% a aproximadamente 15%, y el borato está presente de aproximadamente 0.001% a aproximadamente 10%.

10. Una composición de tablero, caracterizada porque comprende : un mineral que se selecciona del grupo que consiste esencialmente de sulfato de calcio, perlita y combinaciones de los mismos; una formulación de aglutinante que comprende un polímero adherente permanentemente autorreticulado, la formulación de aglutinante se selecciona por su capacidad de reticular completamente con el mineral; y láminas cubiertas de papel interpuestas entre el mineral y la formulación de aglutinante entre las mismas, las láminas de cubierta de papel se forman a partir de una pulpa de papel virgen que comprende fibras que tienen una longitud de por lo menos 25 mm (1 pulgada) .

11. Una composición de tablero, caracterizada porque comprende : un mineral que se selecciona del grupo que consiste esencialmente de sulfato de calcio, perlita y combinaciones de los mismos; una formulación de aglutinante que comprende un polímero adherente permanentemente autorreticulable, la formulación de aglutinante se selecciona por su capacidad para reticulación completa con el mineral; y láminas cubiertas de papel interpuestas entre el mineral y la formulación de aglutinante entre las mismas, las láminas de cubierta de papel comprende además un agente pirorretardante .

12. La composición de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque el agente pirorretardante comprende un agente que se selecciona del grupo que consiste esencialmente de ácido bórico, borato de zinc, sulfamatos, fosfato de diamonio, compuestos de nitrógeno, óxido de antimonio, sílice, óxido de titaneo y zirconia.

13. La composición de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el agente pirorretardante está presente de aproximadamente 0.15% a aproximadamente 3% en peso del tablero terminado.

14. Un método para fabricar un producto de lámina de construcción, caracterizado porque comprende las etapas de: formar una mezcla al agregar un mineral que se selecciona del grupo que consiste esencialmente de sulfato de calcio, perlita y combinaciones de los mismos, a una formación de aglutinante que comprende por lo menos un polímero adherente permanentemente autorreticulable, la formulación de aglutinante se selecciona por su capacidad para reticular completamente con tal mineral; combinar la mezcla con una cantidad adecuada de agua; preparar gradualmente una suspensión al mezclar y agitar la mezcla y el agua para formar la suspensión; Envolver la suspensión entre dos láminas de cubierta de papel para formar una tabla húmeda; y secar la tabla húmeda a una temperatura en el intervalo de 75°C a 325°C.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el polímero adherente permanentemente autorreticulable se selecciona del grupo de polímeros que consisten esencialmente de polímero alifático modificado, poliuretano, acetato de vinilo y cloruro de polivinilo.

16. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque comprende además la etapa de: aplicar calor a la tabla húmeda durante su transferencia desde un aparato formador de tabla a un horno de secado.

17. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque comprende además la etapa de: agregar almidón y borato a la formulación de aglutinante antes de mezclar la formulación de aglutinante con el mineral.

18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque se utiliza acetato de vinilo como tal en por lo menos un polímero adherente permanentemente autorreticulable .

19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el almidón está presente en la cantidad desde aproximadamente 0.001% hasta aproximadamente 15% en peso.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el almidón está presente en una cantidad desde aproximadamente 0.353% hasta aproximadamente 8% en peso.

21. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el borato está presente en una cantidad desde aproximadamente 0.001% hasta aproximadamente 10% en peso.

22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el borato está presente en una cantidad de aproximadamente 0.094% a aproximadamente 2.5% en peso .

23. Un aparato para formar un tablero que comprende un mineral expandido y una formulación de aglutinante que tiene por lo menos un polímero adherente permanentemente autorreticulable, en una instalación de fabricación de tableros, el aparato está caracterizado porque comprende: un sistema expansor para expandir un mineral; una pluralidad de silos de almacenamiento de mineral expandido ; un primer medio de transporte para dirigir un mineral expandido desde el sistema expansor a una pluralidad de silos de almacenamiento; un tanque de alimentación de mineral expandido secundario; un segundo medio de transporte para dirigir el mineral expandido de los silos de almacenamiento al tanque de alimentación de mineral expandido secundario; un medio de combinación que recibe el mineral expandido desde el tanque de alimentación de mineral expandido y que combina el mineral expandido con los materiales secos remanentes en el tablero; un medio de mezclado para mezclar el mineral expandido, los materiales secos, los componentes líquidos del tablero, agua y agentes espumantes en una suspensión; un medio de conformación de tablero para interponer la suspensión entre una pluralidad de hojas de papel para formar una tabla húmeda; un medio transportador para transportar la tabla húmeda desde el medio de conformación de tablero a un medio cortante de tabla húmeda; un medio de secado para secar en la tabla húmeda; y un medio de transferencia para transferir la tabla húmeda desde el medio cortante al medio de secado.

24. El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque comprende una pluralidad de sistemas expansores.

25. El aparato de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque los sistemas expansores comprenden expansores de perlita.

26. El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque cada uno del primero y segundo medios de transporte comprenden sistemas de transporte neumáticos de fase densa.

27. El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque comprende además un medio de control programable, el medio de control mantiene constantemente por lo menos uno de los silos de almacenamiento en una condición llena, el medio de control identifica además un silo de almacenamiento que contiene en el mismo una cantidad máxima de mineral expandido en comparación con los demás de los silos de almacenamiento, el medio de control dirige adicionalmente el mineral expandido desde el silo de almacenamiento que contiene en el mismo la cantidad máxima de material expandido al tanque de alimentación mineral expandido secundario de manera que el tanque de alimentación se mantiene constantemente en una condición llenada.

28. El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el tanque de alimentación mineral expandido secundario se coloca dentro de la instalación de manufactura de tableros y adyacente al equipo de producción.

29. El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque comprende además un medio de tratamiento por calor que se coloca sobre el medio transportador para dirigir calor hacia la tabla húmeda.

30. El aparato de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el medio de tratamiento por calor comprende además : un túnel que encapsula por lo menos parcialmente al medio transportador; y una pluralidad de ductos de aire que se localizan en una superficie interior superior del túnel, los ductos de aire están configurados para dirigir aire caliente sobre la tabla húmeda .

31. El aparato de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque el medio de secado comprende un horno de secado que tiene un sistema de reciclado de aire caliente, y los ductos de aire están en comunicación fluida con el sistema de reciclado de aire caliente para dirigir el calor reciclado desde el horno de secado al medio de tratamiento por calor.

32. El aparato de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el medio de tratamiento por calor comprende además : una pluralidad de campanas de secado que se colocan en la parte superior del medio transportador; y una pluralidad de ductos de aire en comunicación fluida con las campanas de secado para dirigir aire caliente al interior de las campanas de secado y hacia la tabla húmeda.

33. El aparato de conformidad con la reivindicación 32, en donde el medio de secado está caracterizado porque comprende un horno de secado que tiene un sistema de reciclado de aire caliente, y los ductos de aire están en comunicación fluida con el sistema de reciclado de aire caliente para dirigir el calor reciclado desde el horno de secado al medio de tratamiento por calor.

34. El aparato de la reivindicación 23, caracterizado porque comprende además: un medio de polimerización para polimerizar homopolímero de acetato de vinilo con un monómero de acetato de vinilo para producir una emulsión de acetato de vinilo, el medio de polimerización se coloca dentro de la instalación de fabricación de tableros; y un tercer medio de transporte para transportar la emulsión de acetato de vinilo desde el medio de polimerización al medio combinador. RESUMEN DE A INVENCIÓN Se describe una composición novedosa de tablero que comprende una combinación única de aglutinantes sintéticos que se seleccionan por su capacidad para establecer una unión permanente reforzada en el estado seco final en combinación con un mineral expandido tal como perlita lo que reduce en gran medida la cantidad de yeso sobre las formulaciones actuales de tablero de yeso, por lo que se reduce el peso y se mantiene la resistencia de la estructura de tablero. En una modalidad preferida, el tablero reforzado de peso ligero de la presente invención también comprende una chapa de madera de cubierta que se aplica a la capa superior del papel frontal para proporcionar resistencia aumentada, resistencia a la humedad y pirorretardancia, y la capa superior de papel de soporte se trata para proporcionar una resistencia a la flexión aumentada. Adicionalmente, esta invención se relaciona con un proceso único de manufactura para producir la composición de tablero de la presente invención para crear un tablero de peso ligero, reforzado, resistente a la humedad y pirorretardante, utilizado para cubrir paredes y techos en aplicaciones de construcción. Además, esta invención se relaciona con el aparato para fabricar la composición de tablero de la presente invención, e incluye un método y aparato para convertir económicamente una instalación de fabricación estándar de tableros de yeso en una instalación de fabricación de tableros de la presente invención.