MXPA99008051A - Tablero de yeso/fibras, con resistencia a impactomejorada - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un tablero de yeso/fibras que tiene mejorada resistencia al impacto, se produce al mezclar cantidades predeterminadas de fibras, yeso calcinado y agua, para formar una mezcla de fibras sueltas, humectadas;colocar una malla de refuerzo sobre la superficie superior de una banda de formación;depositar la mezcla en la malla para formar una capa de la mezcla y comprimir la malla junto con la capa de la mezcla para incrustar la malla en la superficie inferior de la capa, para formar un tablero compuesto de fibras y yeso unidos con la malla incrustada en su superficie.

Description

TABLERO DE YESO/FIBRAS, CON RESISTENCIA A IMPACTO MEJORADA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a un tablero de yeso/fibras sin papel, con mejorada resistencia al impacto y a un proceso para producir dicho tablero de yeso/fibras. Más particularmente, la presente invención se refiere a un tablero de yeso/fibras de múltiples capas, que tiene una malla de fibras de vidrio incrustada en el lado posterior, para proporcionar resistencia al impacto mejorada. El panel o tablero de fibras prensadas con yeso convencional, se fabrica típicamente a partir de un fango de yeso en donde un fango húmedo de sulfato de calcio hemihidratado, generalmente referido como yeso calcinado, se coloca entre dos capas de papel y se deja que el fango fragüe. El yeso fraguado es un producto duro y rígido que se obtiene cuando el yeso calcinado reacciona con agua para formar sulfato de calcio dihidratado. El yeso calcinado ya es sulfato de calcio hemihidratado (CaS04-^ H20) o sulfato de calcio anhidrito (CaS04) . Cuando el sulfato de calcio dihidratado se calienta lo suficiente en un proceso denominado calcinado, el agua de hidratación es desplazada y puede formarse ya sea un sulfato de calcio hemihidratado o sulfato de calcio anhidrito, dependiendo de la temperatura y duración de exposición. Cuando se agrega agua al yeso calcinado para provocar que fragüe el yeso, en esencia el yeso calcinado reacciona con agua y el yeso calcinado se rehidrata. En tableros de fibras prensadas con yeso típicos, las dos capas de papel contienen al fango y proporcionan la resistencia requerida en instalación y uso. El tablero de fibras prensadas se corta en tramos discretos para aceptar manejo subsecuente y luego secado en secadores calentados hasta que el tablero se seca por completo. La resistencia al doblado del tablero de fibras prensadas depende substancialmente de la resistencia a la tracción del papel. El yeso fraguado sirve como el núcleo y es responsable por la resistencia al fuego y puede ser modificado para diversas aplicaciones. El papel determina la naturaleza de la aplicación para el tablero y el tratamiento superficial que puede emplearse en el tablero. Aunque el tablero de fibras prensadas cubierto con papel tiene muchos usos y ha sido un material de construcción popular por muchos años, la técnica previa ha reconocido que para ciertas aplicaciones sería ventajoso el proporcionar un panel de yeso que no se basa en hojas de superficie de papel para resistencia y otras propiedades. Varios paneles de yeso reforzados con fibras de la técnica previa son como siguen: La patente de los E.Ü.A. No. 5,320,677 otorgada a Baig, que aquí se incorpora por referencia completamente, describe un producto compuesto y un proceso para producir el producto en donde un fango diluido de partículas de yeso y fibras celulósicas se calientan bajo presión, para convertir el yeso en sulfato de calcio alfa hemihidratado. Las fibras celulósicas tienen poros o huecos en la superficie y los cristales alfa hemihidrato se forman en el interior, en o alrededor de los huecos y poros de las fibras celulósicas. El fango calentado luego se deshidrata para formar una estera, de preferencia utilizando equipo similar al equipo para producción de papel, y antes de que el fango se enfríe lo suficiente para rehidratar el hemihidrato en yeso, la estera se prensa en un tablero de la configuración deseada. El tablero prensado se enfría y el hemihidrato se rehidrata en yeso para formar un tablero de construcción dimensionalmente estable, fuerte y útil. El tablero posteriormente se recorta y seca. El proceso descrito en la patente de los E.U.A. No. 5,320,677, se distingue de los procesos previos en que la calcinación del yeso se lleva a cabo en la presencia de las fibras celulósicas, mientras que el yeso está en la forma de un fango diluido, de manera tal que el fango humecta las fibras celulósicas, transportando yeso disuelto a los huecos de las fibras, y el calcinado forma cristales de sulfato de calcio alfa hemihidratado aciculares in si tu en y alrededor de los huecos . La patente de 'los E.U.A. No. 5,135,805 otorgada a Sellers y colaboradores, describe un producto de yeso resistente o impermeable al agua que puede ser un producto "sin frente", es decir puede no incluir una hoja de papel para la cara del frente, estera de fibras de vidrio o material similar. Los productos de yeso descritos por la patente de los E.U.A. No. 5,135,805 típicamente contienen fibras de refuerzo, por ejemplo fibras celulósicas, tales como fibras de madera o papel, fibras de vidrio u otras fibras minerales y polipropileno u otras fibras resinosas sintéticas. Las fibras de refuerzo pueden ser de aproximadamente 10 a aproximadamente 20% en peso de la composición seca, de la cual el producto de yeso fraguado se elabora. La densidad de este producto típicamente está dentro del rango de aproximadamente 801 a 1,281.6 kg/m3 (aproximadamente 50 a aproximadamente 80 libras por pie cúbico) . La patente de los E.U.A. No. 5,342,566 otorgada a Schafer y colaboradores, que se incorpora por referencia aquí completamente, se refiere a un método para producir tablero de yeso-fibras que comprende las etapas de mezclar en una etapa de mezclado preliminar, cantidades predeterminadas de fibras y agua, respectivamente, para formar una mezcla de fibras sueltas, humectadas; mezclar en una etapa de mezclado las fibras humectadas con una cantidad predeterminada de yeso calcinado seco; premezclar un acelerador con uno de los componentes de yeso calcinado seco, fibras y agua; rápidamente colocar la composición mezclada en una estera; inmediatamente degasificar la estera en una primer etapa de compresión, agregar una cantidad predeterminada de agua sobre la estera resultante; e inmediatamente comprimir la estera para formar un tablero compuesto por fibras y yeso ligados. Este proceso puede emplearse para producir un tablero homogéneo que de preferencia es un tablero de yeso reforzado por fibras, tal como fibras de papel, en donde varias capas de los materiales que forman el tablero se colocan una sobre otra, antes de que el tablero se forme completamente, se prensan y secan y en donde cada una de las capas es idéntica en composición. Schafer y colaboradores específicamente describen la formación de un tablero de tres capas en donde la capa central, núcleo, tiene una composición que difiere de la composición de las capas exteriores. Carbo y colaboradores, en la Solicitud de Patente Provisional de los E.U.A. Número de Serie 60/073,503, describe un tablero de fibras/yeso sin papel, de múltiples capas, y un proceso para producir este tablero de fibras/yeso de tres capas en donde la capa central de núcleo tiene una composición que difiere de la composición de las capas exteriores, todo lo cual se incorpora aquí por referencia completamente. Los tableros de fibras/yeso de la técnica previa se han modificado al adherir una capa de malla a la parte posterior del tablero, a fin de proporcionar mejorada resistencia al impacto. Mientras que dichos tableros modificados tienen mejorada resistencia al impacto, las velocidades de producción de este tablero eran bajas, los costos de energía fueron superiores, los costos de materiales se incrementaron, el costo de mano de obra se incrementó, debido a la necesidad por laminar los tableros de yeso a la malla en procesos separados que tienen problemas de control con respecto al proceso de laminación y el problema de bloqueo entre los paneles. El proceso de laminación puede ser difícil con cualquier variación de espesor del panel que se cubre con una malla o refuerzo sólido. Con variación en espesor o perfil, el proceso de laminación es un problema con respecto a mantener presión constante a través del panel. El problema de bloquear paneles que se adhieren entre sí, es un problema significante cuando se laminan mallas en superficies ya que el adhesivo de hecho puede pegar los paneles apilados entre sí además de la malla a la superficie.

Es el objetivo de la presente invención proporcionar un tablero de yeso reforzado con fibras que tiene mejorada resistencia al impacto, que evita muchos de los problemas de los tableros de yeso/fibras de la técnica previa. Más particularmente, es el objetivo de la presente invención proporcionar un tablero de yeso/fibras de múltiples capas que tiene una malla de fibras de vidrio incrustada en el lado posterior para proporcionar mejorada resistencia al impacto como se determina por Resistencia al Impacto de Cuerpo Suave o Blando (Soft Body Impact Resistance) de acuerdo con ASTM E695 y por Resistencia al Impacto de Cuerpo Duro (Hard Body Impact Resistance) de acuerdo con el método USG, como se documenta en los reportes independientes HPWLl #7122 y HP Ll #7811-02. El incrustar una malla de refuerzo al tablero de fibras/yeso, de acuerdo con la presente invención, proporciona muchas ventajas inclyendo altas velocidades de producción; mejor estética de producto, consolidación integral de la malla de refuerzo en el tablero y reducidos costos de producción. El incrustar una malla de refuerzo también mejora las propiedades de manejo del tablero y reduce la tendencia del tablero par bloquear, (adherirse a tableros adyacentes cuando se apilan horizontalmente) . El producto de la presente invención puede incluir una malla a nivel que no marca la cara o el frente del panel en el que se apila y mejorada retención del refuerzo en los paneles ya que se protege contra desgaste y frotación en la superficie. Otro beneficio del producto es el tensionamiento de la malla en el producto para proporcionar rigidez mejorada al panel. En términos de proceso, la presente invención elimina la necesidad por transportar los paneles a operaciones secundarias, y permite que el panel reforzado sea producido en una línea de tablero de fibras de yeso standard. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La' presente invención se refiere en general a un tablero de fibras/yeso sin papel, con mejorada resistencia al impacto y a un proceso para producir este tablero de fibras/yeso. El término tablero de fibras/yeso "sin papel" como se emplea aquí, se pretende para distinguir los paneles de yeso reforzados con fibras a los cuales se refiere la presente invención respecto a paneles de yeso de la técnica previa convencionales que se refieren como "tablero de fibras prensadas" o "muro seco" que al menos tiene una superficie constituida por papel, incluyendo "tablero de fibras prensadas" o "muro seco" que tiene alguna forma de refuerzo de fibras en el núcleo. El tablero de fibras/yeso sin papel que tiene mejorada resistencia al impacto, se produce al incrustar una malla de refuerzo, de preferencia una malla de fibras de vidrio flexibles en el lado posterior de un tablero de fibras-yeso de múltiples capas. En el proceso, la malla se alimenta en el área de formación del panel, antes que el panel se prense previo a secado. Habrá de entenderse que la descripción general previa y la siguiente descripción detallada son ejemplares y explicativas solo y no son restrictivas de la invención, según se reivindica. Los dibujos acompañantes que se incorporan en y constituyen una parte de la especificación, ilustran varias modalidades de la invención y en conjunto con la descripción sirven para explicar la operación de la presente invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista de extremo seccional de un tablero de una capa homogénea de la presente invención; La Figura 2 es una vista de extremo seccional de un tablero de múltiples capas de la presente invención; La Figura 3 es una ilustración de una vista lateral de una estación de formado de una línea de producción de acuerdo con la presente invención; La Figura 3A es una ilustración de una vista lateral de una porción de una estación de formado modificada de una línea de producción, de acuerdo con la presente invención; La Figura 4 es una ilustración de una vista lateral de un área de prensado de una línea de producción de acuerdo con la presente invención; y La Figura 5 es una ilustración de una vista lateral de una porción de otra modalidad de la estación de formación de una línea de producción, de acuerdo con la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA PRESENTE INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a un tablero de fibras/yeso sin papel, con resistencia al impacto mejorada y a un procedimiento para producir este tablero de fibras/yeso. El tablero de fibras/yeso sin papel que tiene mejorada resistencia al impacto, se produce al incrustar una malla de refuerzo, de preferencia una malla de fibras de vidrio flexibles en el lado posterior de un tablero de fibras/yeso de múltiples capas. En el proceso, la malla se alimenta en el área de formación del panel antes que se prense el panel previo a secado. LA MALLA Resistencia al impacto mejorada del tablero de yeso/fibras, se proporciona al incrustar una malla de refuerzo en el lado posterior del tablero de fibras/yeso. La malla ya puede ser tejida o no tejida y puede elaborarse a partir de una variedad de materiales. De preferencia, la malla se elabora a partir de un filamento plano de un material inelástico tal como una malla de fibras de vidrio. Más preferiblemente, la malla es una malla de fibras de vidrio que tiene aberturas en la malla con tamaño suficiente para permitir que una cantidad de la mezcla de fibras/yeso seca, pase a través de la malla e incruste la malla en el yeso fraguado en el producto final. Una malla de fibras de vidrio tejidas útil está disponible de Bayex bajo el número 0040/286. Bayex 0040/286 es una malla tejida como gasa (Leño) que tiene una trama y una urdimbre de 6 por 2.54 cm (pulgada) (ASTM D-3775), un peso de 152.55 gramos por metro cuadrado (4.5 onzas por yarda cuadrada) (ASTM D-3776) , un espesor de .04 cm (0.016 pulgada) (ASTM D-1777) y una resistencia a la tracción mínima de 26.81 a 35.75 kg/cm (150 y 200 libras por pulgada) en la urdimbre y la trama, respectivamente (ASTM D-5035) . Es resistente a álcalis y proporciona una sensación firme a la mano. Otras mallas de fibras de vidrio que tienen aproximadamente las mismas dimensiones tienen abertura de tamaño suficiente para permitir que una porción de la mezcla de yeso/fibras pase a través de la malla durante formación del tablero y pueda ser utilizada. Otra malla de fibras de vidrio tejidas útil está disponible de Bayex bajo el número 0038/503. Bayex 0038/503 es una trama tejida tejida como gasa (Leño) que tiene una urdimbre de 6 por 2.54 cm (pulgada) y una trama de 5 por 2.54 cm (pulgada) (ASTM D-3775) , un peso de 142.38 gr/m2 (4.2 onzas por yarda cuadrada) (ASTM D-3776) , un espesor de .04 cm (0.016 pulgada) (ASTM D-1777) y una resistencia a la tracción mínima de 26.81 a 29.49 kg/cm (150 y 165 libras por pulgada) en la urdimbre y la trama, respectivamente (ASTM D-5035) . Es resistente a álcalis y proporciona una sensación firme a la mano. Aún otra malla de fibras de vidrio tejidas útil está disponible de Bayex bajo el número 0038/504. Bayex número 0038/504 es una malla tejida tejida como gasa que tiene una urdimbre de 6 por 2.54 cm (pulgada) y una trama de 5 por 2.54 cm (pulgada) (ASTM D-3775) , un peso de 142.38 gr/m2 (4.2 onzas por yarda cuadrada) (ASTM D-3776), un espesor de .04 cm (0.016 pulgada) (ASTM D-1777) y una resistencia a la tracción mínima de 26.81 a 29.49 kg/cm (150 y 165 libras por pulgada) en la urdimbre y la trama, respectivamente (ASTM D-5035) . Es resistente a álcalis y proporciona una sensación firme a la mano. Otras mallas de fibras de vidrio que tienen aproximadamente las mismas dimensiones, tienen una abertura de tamaño suficiente para permitir que una "porción de la mezcla de yeso/fibras pase a través de la malla durante formación del tablero y pueda ser utilizada. Aún otra malla de fibras de vidrio tejidas útil está disponible de Bayex bajo el número 4447/252. Bayex número 4447/252 es una malla tejida como gasa que tiene una urdimbre de 2.6 por 2.54 cm (pulgada) y una trama de 2.6 por 2.54 cm (pulgada) (ASTM D-3775) , un peso de 155.94 gr/m2 (4.6 onzas por yarda cuadrada) (ASTM D-3776) , un espesor de .07 cm (0.026 pulgada) (ASTM D-1777) y una resistencia a la tracción mínima de 26.81 a 31.10 kg/cm (150 y 174 libras por pulgada) en la urdimbre y la trama, respectivamente (ASTM D-5035) . Es resistente a álcalis y proporciona una sensación firme a la mano. Otras mallas de fibras de vidrio que tienen aproximadamente las mismas dimensiones, tienen abertura de tamaño suficiente para permitir que una porción de la mezcla de yeso/fibras pase a través de la malla durante formación del tablero y pueda ser utilizada. La malla de preferencia se incrusta en el lado posterior del tablero de tres capas con la urdimbre orientada en la dirección longitudinal del tablero. Debido a que el tablero de la presente invención se expande multidireccionalmente durante la etapa de prensado, el uso de una malla que es extensible proporciona mejor unión al tablero de yeso/fibras. Se prefiere tener la malla substancialmente incrustada en el tablero y cubierta por la mezcla de yeso/fibras, debido a que esto sujeta la malla al tablero. Adicionalmente, una incrustación completa de la malla en la mezcla de yeso/fibras proporciona la mejor resistencia al impacto al tablero. Una incrustación completa de la malla en la mezcla de yeso/fibras también hace el refuerzo menor perceptible al consumidor. ADHESIVOS En una modalidad, la malla se trata con un adhesivo a fin de mejorar la unión entre la malla y el tablero de yeso/fibras. Adhesivos convenientes incluyen polivinil acetatos, alcoholes polivinílicos y tipos de propiedad. De preferencia el adhesivo es activado por agua es decir se activa debido a humectación por agua del tablero durante la etapa de formación del proceso de producción de tablero. LA COMPOSICIÓN DE TABLERO DE FIBRAS/YESO Los materiales empleados para producir el table tro de fibras y yeso, son materiales convencionales. El término "yeso" , como aquí se emplea significa sulfato de calcio en el estado dihidratado estable, es decir CaS04.2H20, e incluye el mineral de origen natural, los equivalentes derivados sintéticamente tales como yeso FGD (un yeso sintético que es el subproducto de des-sulfurización de gas de combustión) y el material dihidratado que se forma por la hidratación de sulfato de calcio hemihidratado (estuco) o anhidrito. El término "material sulfato de calcio" como aquí se emplea, significa sulfato de calcio en cualquiera de sus formas, es decir sulfato de calcio anhidrito, sulfato de calcio hemihidratado, sulfato de calcio dihidratado y sus mezclas. Las fibras que sirven para reforzar el yeso son fibras orgánicas y de preferencia son fibras celulósicas que están fácilmente disponibles. Por ejemplo, la fibra celulósica puede comprender productos de desperdicio tales como papel de desecho, periódico de desperdicio, papel de desperdicio doméstico económico y fibras rechazadas de producción de pulpa. Se emplea perlita expandida en el núcleo del producto a fin de reducir la densidad de la capa núcleo. Puede emplearse perlita expandida convencional. De preferencia, la perlita se expande a un rango de densidad de aproximadamente 80.1 a 160.2 kg/m3 (5 a 10 libras por pie cúbico) . Componentes adicionales del tipo empleado convencionalmente en tablero de fibra de yeso, pueden utilizarse en el tablero de la presente invención. Estos componentes convencionales incluyen aceleradores, agentes humectantes, fungicidas y semejantes. TABLERO DE FIBRAS-YESO DE MÚLTIPLES CAPAS La presente invención contempla la formación de panel de yeso reforzado con fibras que tiene una estructura homogénea, como se ilustra por el tablero 102 en la Figura 1, así como tableros compuestos que tienen dos o más capas con diferentes composiciones 100 y 101 como se ilustra en la Figura 2. El tablero que tiene una estructura homogénea, la malla de refuerzo 120 se incrusta en la superficie posterior del tablero como se ilustra en la Figura 1. En el tablero que tiene una estructura de múltiples capas, la malla de refuerzo 120 puede colocarse entre las capas, por ejemplo entre las capas 100 y 101, pero de preferencia la malla 120 se incrusta en la superficie posterior de la capa exterior 100 del tablero como se ilustra en la Figura 2. La línea de producción para producir un tablero de múltiples capas, que tiene perlita y fibras y yeso para el núcleo medio, primero se describirá. El uso de los métodos y equipos para producir diferentes tableros de acuerdo con la presente invención, se describirá posteriormente. La formación del tablero puede describirse con referencia a la Figura 3, que muestra tres líneas de formación. Cada línea de formación tiene tres bandas de preformado 3126, 3166 y 3136, en donde se forman las fibras humectadas y el yeso calcinado seco con aditivos para las capas de sulfato y perlita humectada con o sin fibras y yeso calcinado seco para la capa núcleo. Con referencia a las capas superficiales, superior y de fondo, fibra húmeda de las laminadoras (no mostradas) se transporta desde un transportador neumático de bucle cerrado 2511, 2512 a la estación de formación, en donde las fibras se separan del aire por un ciclón. Las fibras separadas se depositan en transportadores lanzadera, en la parte superior de los formadores de fibras 3114, 3134. Los formadores de fibras dispersan, mediante los rodillos de descarga, una cantidad preseleccionada de fibras de acuerdo con la proporción en peso de una fórmula preferida sobre las bandas de preformado 3126, 3136 que forman una estera. Inmediatamente corriente abajo de los rodillos de descarga están rodillos despeluzadores 3117 y 3137, respectivamente, que desprenden la fibra en exceso y de esta manera compensan el espesor de la estera. Los rodillos despeluzadores pueden ajustarse en altura para asegurar que la estera depositada de fibras tenga un peso uniforme y se aplique un vacío en los rodillos para extraer neumáticamente el exceso de fibras. Fibras desprendidas por los rodillos despeluzadores se reciclan neumáticamente por los transportadores neumáticos 2513 y 2507 a los mismos transportadores lanzadera en la parte superior de los formadores de fibras 3114 y 3134. Las bandas de preformado operan a una velocidad constante . La mezcla de aditivo de yeso calcinado seco a partir de la tolva de distribución (no mostrada) se alimenta a las tolvas de formación de plaste 3124, 3164 y 3144. El plaste, como se explica a continuación es un yeso predominantemente calcinado aunque el plaste puede incluir otros aditivos convencionales, para controlar el proceso químico. El yeso se dosifica desde las tolvas de formación por medios convencionales tales como transportadores, canales o rodillos. Las tolvas tienen un transportador de banda inferior de velocidad variable, con una escala de estera integrada 3125, 3145 y 3165, para controlar la cantidad de plaste depositado en la banda de preformado dependiendo de la fórmula. La cantidad correcta de plaste se agrega como una capa superior sobre la estera de fibras. Una banda continua de malla 120, que puede devanarse en el rodillo de suministro 126, se alimenta sobre la banda de formación 4010 como se ilustra en la Figura 3. De preferencia, la urdimbre de la malla 120 se orienta paralela a la dirección del movimiento de la banda de formación 4010. En la sección de cabeza de las bandas de preformado, la capa de plaste de fibras se dirige hacia abajo sobre las cabezas de mezclado 3129 y 3148 y 3168. Las cabezas de mezclado comprenden conjuntos de rodillos con púas (no mostrados) que completamente mezclan las fibras y plaste en una composición homogénea y transportan la mezcla desde la cabeza de la banda de preformado (alimentación) a la salida de la cabeza de mezclado sobre la malla 120 colocada en la banda de formación 4010.

Dependiendo de la distancia desde la cabeza de la banda de preformado a la cabeza de mezclado, una serie de rodillos con púas controlan el movimiento descendente del material . Una porción de la mezcla de fibras/plaste cae a través de las aberturas de la malla de refuerzo 120, conforme la malla se mueve en la banda de formación 4010. Boquillas de rocío aplican agua adicional a la capa de fondo de la estera . La Figura 3A ilustra una modalidad alterna en la que la barra elevadora de malla 128 se coloca entre la malla 120 y la banda formadora 4010. De preferencia, la barra 128 se extiende a través del ancho de la banda formadora 4010. La barra 128 sirve para espaciar la malla 120 aproximadamente 2.54 cm (1 pulgada) sobre la banda formadora de superficie 4010, conforme la malla 120 pasa bajo la cabeza de mezclado 3129. El espaciamiento de la malla 120 sobre la banda de formación 4010 permite que una porción de la mezcla de fibras/yeso que cae desde la cabeza de mezclado 3129, pase a través de la malla para formar la banda 4010 e incruste la malla, al menos parcialmente en el tablero terminado. Si se desea, la barra 128 puede hacerse vibrar, para provocar que una mayor cantidad de la mezcla de yeso/fibras pase a través de la malla 120. La Figura 5 ilustra otra modalidad en la que la malla 120 pasa bajo el rodillo tensionador 136 y sobre el rodillo de colocación 138 antes de que se mueva hacia abajo hacia la banda de formación 4010. El rodillo de colocación 138 sirve para espaciar la malla 120 varios centímetros sobre la banda formadora de superficie 4010, conforme la malla 120 pasa bajo la cabeza de mezclado 3129. El espaciamiento de la malla 120 sobre la banda formadora 4010 permite que una porción de la mezcla de fibras/yeso que cae desde la cabeza de mezclado 3129 pase a través de la malla a la banda de formación 4010 e incruste la malla, al menos parcialmente en el tablero terminado. El espaciamiento óptimo de la malla 120 sobre la banda de formación 4010 depende del tamaño de las aberturas en la malla 120, el contenido de humedad de la mezcla de fibras/yeso, la velocidad de la banda de formación 4010 y otras condiciones de operación de proceso. En la modalidad mostrada en la Figura 5, un labio de dispersión 140, que se extiende a través del ancho de la banda de formación 4010 se conecta al lado de la salida de la cabeza de mezclado 3129. El labio de dispersión 140 sirve para dispersar la mezcla de las fibras humectadas y yeso a través del ancho de la malla de refuerzo, en un punto en donde la malla 120 se eleva sobre la banda de formación 4010. La modalidad mostrada en la Figura 5 permite que una cantidad incrementada de la mezcla de fibras/yeso pase a través de la malla para formar la banda 4010 y produzca un tablero en el que la malla se incruste más completamente . Para un tablero de múltiples capas, la capa núcleo se forma de manera semejante a aquélla de la capa superficial. En el ejemplo descrito, un menor porcentaje de fibras se incluye en la capa núcleo, debido a que se emplea un volumen de perlita expandida en la capa núcleo. Se incluye la perlita expandida en la capa núcleo para reducir el peso específico total del tablero. La perlita expandida en combinación con el yeso, proporciona un material núcleo no combustible, que permite al núcleo pasar el procedimiento de prueba ASTM E136. De preferencia, la mezcla de fibras con papel humectado y partículas de perlita es húmeda, de manera tal que transporten el agua necesaria para hidratar el plaste a resistencia óptima agregada para formar la capa núcleo. Como se explica a continuación, en la modalidad preferida, un adhesivo, de preferencia almidón líquido, primero se mezcla con agua para humectar la perlita y las fibras se mezclan por separado con agua. Las fibras humectadas y la perlita humectada luego se mezclan en conjunto para formar una composición uniforme. De nuevo con referencia a la Figura 3 , una mezcla humectada de perlita, almidón y fibras (del transportador no mostrado) se deposita en el formador de fibras 3154, que es idéntico en estructura y operación a los formadores 3114, 3134. La mezcla de perlita, almidón y fibras se deposita sobre la banda de preformado 3166 a través de los rodillos de descarga, en la misma forma que las capas de superficie de tablero. La banda de preformado 3166 forma en capas la mezcla de perlita, almidón y fibras desde el tablero formador de fibras 3154, con plaste de la tolva de formación 3164 y suministra los componentes a una cabeza de mezclado 3168. La tolva de formación 3164 incluye una escala de estera integrada 3165. La línea de formación de capa núcleo incluye un rodillo despeluzador 3157, escalas de estera 3156 y una cabeza de mezclado 3168 que opera en la misma forma que los elementos en la línea de formación de superficie. Siguiendo la formación de la estera respaldada con malla en la banda de formación 4010, la estera de tres capas se prensa por una línea de prensado, que se ilustra en la Figura 4. En una modalidad, la banda de formación 4010 también es parte de la línea de prensado y se extiende a través de las secciones de prensa y de calibración. En otra modalidad (no mostrada) hay un espacio abierto entre la estación de desgasificación y la estación de compresión. Tras el último rodillo de compresión de la estación de desgasificación, se instalan boquillas de rocío para agregar agua adicional para humectar la superficie superior de la estera. La línea de prensado incluye tres secciones principales, la estación de desgasificado 4012, la estación de compresión 4013, y la estación de calibración 4014. Estas estaciones pueden ajustarse para variar el espaciamiento entre las bandas transportadoras, así como la presión aplicada a la estera o al yeso, fibras aditivas, y otros materiales. El ajuste de la estación por lo tanto permite que el usuario varíe al espesor del tablero. Inicialmente, la estera se pre-comprime por la estación de desgasificación 4012 para retirar aire de la estera. Para un tablero standard, esta estación reduce la estera desde un espesor de varios centímetros cerca al espesor final que puede variar por ejemplo de .953 a 1.91 cm (3/8 a 3/4 pulgada) . Bandas de encintado se guían en esta prensa sobre los bordes externos y el centro de la estera. Las bandas de encintado imparten un encintado en el tablero prensado sobre los bordes de los paneles. Estos encintados son benéficos para el encintado y terminado de paneles antes de la decoración. A continuación, la estera desgasificada se prensa en la estación de compresión 4013 en donde la estera se somete a alta carga y prensa al espesor del tablero final. La estera luego pasa a través de la sección de la estación de calibración 4014 que mantienen el espesor del tablero para permitir que continúe el proceso de fraguado. Después de prensado y antes de secado, los tableros se cortan y preparan para entrar a los secadores . Los tableros, que se forman y prensan sin fin, son previamente ajustados y cortados, por ejemplo en trozos de 7.32 m (24 pies) de largo. Chorros de agua con alta presión pueden emplearse para cortar y ajustar el tablero. Por ejemplo, dos forros estacionarios pueden emplearse para recortar los lados, mientras que un chorro de agua en movimiento corta en forma transversal el tablero a lo largo. Mientras que en el área de corte inmediatamente antes de, el tablero se sostiene por una banda transportadora que proporciona movimiento de avance. Chorros de aire o medios similares alternantes (no mostrados) pueden proporcionar un cojín de aire como es bien conocido en la especialidad. Transportadores de banda (no mostrados en la Figura 4) aceleran el tablero a una alta velocidad de transporte. TABLERO NO COMBUSTIBLE En una modalidad preferida, un tablero reforzado con fibras de tres capas, se produce con un núcleo que tiene bajo contenido de materiales orgánicos que permiten que el núcleo pase el procedimiento de prueba ASTM E136. El tablero reforzado de fibras mejorado de la presente invención puede clasificarse como no combustible, debido a los diversos cuerpos de código, por ejemplo BOCA, permite la remoción de .318 cm (1/8 de pulgada) tanto de las capas superior como de fondo del tablero antes de la aplicación del procedimiento de prueba ASTM al núcleo del tablero. Con la remoción de las capas superficiales que contienen niveles relativamente altos de fibras de papel, la porción restante, es decir el núcleo se vuelve no combustible. Tableros de fibras de la técnica previa eran relativamente no combustibles debido a que empleaban fibras no combustibles tales como asbestos y minerales tales como trihidrato de aluminio, que reducen el desprendimiento de calor durante la prueba. El tablero de la presente invención pasa la prueba ASTM E136 debido a que la composición del núcleo contiene un total no mayor a 2% de material orgánico, incluyendo un 0.6% de almidón nominal rociado sobre la perlita, con un contenido de papel que no excede 1.4% incluyendo papel de recortes (fibras) y papel de materiales de panel reciclado. Sin embargo, el tablero de la presente invención tiene alta resistencia que se proporciona por el alto contenido de fibras de papel en las capas de superficie. En esta modalidad, la composición de las tres capas se ilustra a continuación en la Tabla 1, incluyendo la capa de superficie de fondo ("SLB" = Bottom Surface Layer), la capa de superficie superior ("SLT" = Top Surface Layer) y la capa de núcleo central ("CL" = Core Layer) . TABLA 1 PROCESO DE REFUERZO El proceso de refuerzo consiste de colocar una malla de fibras de vidrio sobre la banda de formación, dispersar la capa de superficie de fondo que consiste de fibras de papel mixtas y plaste sobre la malla de fibras de vidrio, seguido por la aplicación de agua adicional requerida para hidratación. Una vez que se ha establecido la configuración de malla de fibras de vidrio/capa superficial, las capas de núcleo y superior se mezclan, dispersan y depositan sobre la capa de superficie de fondo. En este punto, una estera de tres capas se forma y avanza al precompresor , en donde se retira el exceso de aire. Agua adicional requerida para hidratación se agrega a la capa superficial superior y la estera se avanza a través de la prensa. En la prensa, los materiales se comprimen y el plaste se fragua para ligar o aglutinar todos los materiales en conjunto en el tablero en crudo o sin tratar. Al mismo tiempo, la malla de fibras de vidrio se incrusta sólidamente en la superficie de fondo del tablero sin tratar. El tablero sin tratar continuo sale de la prensa, se corta el tamaño con un chorro de agua con alta presión y se transportan paneles individuales al secador. La humedad libre después de hidratación se retira, los paneles se transportan a la línea de revestimiento en donde se aplica un sellador a la superficie superior de los paneles. Los paneles luego se transportan a un secador secundario en donde se recibe el exceso de humedad de la superficie superior de los paneles. Los paneles se transportan a la línea de acabado, cortan al tamaño, gradúan y empacan para embarque . El siguiente ejemplo servirá para ilustrar la fabricación de un producto de tablero de fibras/yeso dentro de la presente invención, esto es un tablero de reforzado con fibras de tres capas, que se produce con un núcleo que tiene un contenido relativamente bajo de material orgánico a fin de clasificarse como un material de construcción no combustible como se especifica por diversos códigos de construcción (por ejemplo BOCA) y probado de acuerdo con ASTM E136. El tablero de la presente invención logra una calificación no combustible, debido a que la composición del núcleo contiene un total no mayor a aproximadamente 2% de materiales orgánicos, incluyendo un 0.6% de almidón nominal rociado sobre la perlita, y un contenido de papel que no excede 1.4% incluyendo papel de recortes (fibras) y papel de materiales de papel reciclado. Sin embargo, el tablero de la presente invención tiene alta resistencia que se proporciona por el contenido de fibras de papel en las capas superficiales. Sin embargo, habrá de comprenderse que este ejemplo se establece para propósitos ilustrativos y que muchos otros productos de fibras de yeso están dentro del alcance de la presente invención. EJEMPLO Paneles de yeso reforzados con fibras sin papel compuestos, se producen de la siguiente manera. Yeso calcinado (sulfato de calcio hemihidratado) se mezcla con fibras de papel recicladas, perlita expandida, almidón, agua y sulfato de potasio, para formar un tablero de tres capas. Tres formulaciones de fibras y yeso mostradas a continuación en la Tabla 2, se preparan para utilizar como la capa de superficie de fondo ("SLB") , como la capa de superficie superior ("SLT") y como la capa central ("CL"). Estas formulaciones se emplean para preparar un tablero de fibras/yeso de 3 capas con un espesor de 1.5875 cm (5/8 de pulgada) usando el proceso y aparato continuo descritos anteriormente bajo el encabezado "TABLERO DE FIBRAS/YESO DE MÚLTIPLES CAPAS" . TABLA 2 La fibra empleada es una fibra de papel de desperdicio de revistas, periódicos y materiales similares. El "plaste" es aproximadamente 97% de sulfato de calcio hemihidratado, el resto son impurezas inertes. El plaste requiere aproximadamente 18% en peso de agua para fo'rmar el hidrato completo. La malla de refuerzo fue la Bayex 0038/503, descrita anteriormente.

El tablero de tres capas resultante tiene un espesor de 1.5875 cm (5/8 de pulgada) y tiene una densidad de 881.1 kg/m3 (55 libras por pie cúbico) de lo cual la capa central es 44% y las capas superficiales son de 28% cada una. Debido al contenido de papel relativamente bajo de la capa central, el tablero resultante puede clasificarse como un material de construcción no combustible como se especifica por diversos códigos de construcción (por ejemplo BOCA) . El tablero reforzado con fibras mejorado de la presente invención logra una calificación no combustible debido a que los códigos de construcción (por ejemplo BOCA) permiten la remoción de .3175 cm (1/8 de pulgada) tanto de las capas de parte superior como de fondo del tablero antes de la prueba de combustión. Con la remoción de las capas superficiales que contienen niveles relativamente elevados de fibras de papel, la porción restante, el núcleo, no es combustible cuando se prueba de acuerdo con ASTM E136. Tableros de fibras de la técnica previa fueron relativamente no combustibles debido a que empleaban fibras no combustibles tales como asbestos y minerales, tales como trihidrato de aluminio que reducen el calor desprendido durante la prueba de combustión. El tablero de la presente invención logra una calificación no combustible debido a que la composición del núcleo contiene un total no mayor a aproximadamente 2% de materiales orgánicos, incluyendo 0.6% de almidón nominal rociado sobre la perlita, y un contenido de papel que no excede 1.4%, incluyendo papel de recortes (fibras) y papel de materiales de panel reciclado. Sin embargo, el tablero de la presente invención tiene alta resistencia que se proporciona por el contenido de fibras de papel en las capas de superficie. El tablero tiene superior resistencia al impacto como se ilustra por la Prueba ASTM E695, en comparación con tablero similar sin refuerzo de malla. El tablero producido en el ejemplo anterior se probó para resistencia al impacto de acuerdo con el método de prueba como se determina bajo ASTM E695. Varios tableros con espesor de 1.588 cm (5/8 de pulgada) también se probaron de acuerdo con ASTM E695. Los resultados de la prueba se ilustran a continuación en la Tabla 3. TABLA 3 Tablero de yeso tipo X es un tablero de fibras con yeso convencional. El FIBEROCK AR es un producto comercial designado como Resistente al Abuso que se produce sin malla de fibras de vidrio. La resistencia al impacto del TABLERO DE EJEMPLO excedió el límite máximo del aparato en el cual se probó. Las formas de la invención mostradas y descritas aquí, habrán de considerarse solo como ilustrativas. Será aparente para aquéllos con destreza en la especialidad que pueden realizarse numerosas modificaciones, sin apartarse del espíritu de la invención y alcance las reivindicaciones anexas .

Claims (23)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para producir un tablero de yeso/fibras que tiene resistencia al impacto mejorada, el método se caracteriza porque comprende las etapas de: mezclar cantidades predeterminadas de fibras, yeso calcinado y agua para formar una mezcla de fibras sueltas, humectadas; colocar una malla de refuerzo sobre la superficie superior de una banda de formación; depositar la mezcla sobre la malla para formar una capa de la mezcla, la capa de la mezcla tiene consistencia substancialmente uniforme; y comprimir la malla junto con la capa de la mezcla para incrustar la malla en la superficie inferior de la capa y formar un tablero compuesto de fibras y yeso unidos con la malla incrustada en su superficie; y secar el tablero para proporcionar un tablero terminado.
2. 2. Un método para producir un tablero de yeso/fibras que tienen mejorada resistencia al impacto, el método se caracteriza porque comprende las etapas de: mezclar cantidades predeterminadas de fibras y agua para formar una mezcla de fibras sueltas, humectadas; mezclar las fibras humectadas con una cantidad predeterminada de yeso calcinado seco, para formar una composición mixta; colocar una malla de refuerzo sobre la superficie superior de una banda de formación; depositar la composición mixta en la malla para formar una capa de la composición mixta, la capa de composición mixta tiene consistencia substancialmente uniforme; y comprimir la malla junto con la capa de composición mixta para incrustar la malla en la superficie inferior de la capa y formar un tablero compuesto de fibras unidas y yeso con la malla incrustada en su superficie; y secar el tablero para proporcionar un tablero terminado.
3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque incluye la etapa adicional de provocar que una porción de la composición mixta pase a través de las aberturas de la malla antes de la etapa de compresión.
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la malla está espaciada sobre la banda de formación en el punto en el que la composición mixta se deposita en la malla.
5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la malla se vibra en el punto en el que la composición mixta se deposite en la malla.
6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque incluye la etapa adicional de agregar agua a la capa depositada de la composición mixta.
7. 7. El producto de tablero de fibras/yeso del método de conformidad con la reivindicación 2.
8. 8. El producto de tablero de fibras/yeso del método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la malla está completamente incrustada en el tablero de yeso/fibras.
9. 9. El producto de tablero de fibras/yeso del • método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la malla es inelástica.
10. 10. El producto de tablero de fibras/yeso del método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la malla comprende fibras de vidrio.
11. 11. El producto de tablero de fibras/yeso del método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la malla es tejida.
12. 12. El producto de tablero de fibras/yeso del método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la malla tejida es un material tejido como gasa .
13. 13. Un método para producir un tablero de yeso/fibras que tiene mejorada resistencia al impacto, el método se caracteriza porque comprende las etapas de: mezclar cantidades predeterminadas de fibras y agua para formar una mezcla de fibras sueltas humectadas; mezclar las fibras humectadas con una cantidad predeterminada de yeso calcinado seco para formar una primer composición; colocar una malla de refuerzo sobre la superficie superior de una banda de formación; depositar la primer composición de la malla para formar una capa de la primer composición, la capa de la primer composición tiene una consistencia substancialmente uniforme; formar una mezcla de partículas porosas de baja densidad con agua para constituir un suministro de partículas de baja densidad humectadas; mezclar las partículas porosas de baja densidad humectadas con una cantidad predeterminada de yeso calcinado seco para formar una segunda composición; depositar la segunda composición sobre la primer capa, para formar una segunda capa que tiene una consistencia substancialmente uniforme; mezclar las fibras humectadas con una cantidad predeterminada de yeso calcinado seco para formar una tercer composición; depositar la tercer composición sobre la segunda capa para formar una tercer capa que tiene una consistencia substancialmente uniforme; y comprimir la malla junto con las tres capas para incrustar la malla en la superficie de la primer capa y formar un tablero compuesto de fibras unidas y yeso, con la malla incrustada en su superficie; y secar el tablero para proporcionar un tablero terminado.
14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque incluye la etapa adicional de provocar que una porción de la primer composición pase a través de las aberturas de la malla antes de la etapa de compresión.
15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la malla está espaciada sobre la banda de formación, en un punto en donde la primer composición se deposita en la malla.
16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la malla se vibra en el punto en el que la primer composición se deposita en la malla.
17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque incluye la etapa adicional de agregar agua a la capa depositada de la primer composición.
18. 18. El producto de tablero de yeso/fibras del método de conformidad con la reivindicación 13.
19. 19. El producto de tablero de yeso/fibras de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la malla está completamente incrustada en ' el tablero de yeso/fibras .
20. 20. El producto de tablero de yeso/fibras del método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la malla es inelástica.
21. 21. El producto de tablero de yeso/fibras del método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque la malla es de fibras de vidrio.
22. 22. El producto de tablero de yeso/fibras del método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la malla es tejida.
23. 23. El producto de tablero de yeso/fibras del método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque la malla tejida es un material tejido como gasa.