RO121110B1

RO121110B1 - Compoziţie umezită, pentru fabricarea plăciloracustice

Info

Publication number: RO121110B1
Application number: RO97-00253A
Authority: RO
Inventors: Mirza A. Baig
Original assignee: Usg Interiors, Inc.
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 2006-12-29
Also published as: GR950100304A; HU220366B; EG20967A; CA2139368A1; ATE452112T1; BR9508984A; CN1054590C; CN1158597A; NO970547D0; IL114864A; JPH0866985A; CA2139368C; KR100353745B1; JO1882B1; DE69536029D1; FI120536B; PE43796A1; CZ37797A3; ZA956644B; TR199500972A1

Abstract

Invenţia se referă la o compoziţie utilizată la fabricarea plăcilor şi panourilor acustice, printr-un procedeu de împâslire umedă, pentru tavane, şi la plăci acustice realizate din această compoziţie. Compoziţia conform invenţiei conţine particule de sulfat de calciu deshidratat, fibre celulozice, un material agregat uşor şi un liant, în care există, raportat la substanţa solidă, cel puţin 15% în greutate sulfat de calciu dihidratat şi cel puţin 13% în greutate fibră celulozică, în care liantul este amidon care este prezent, raportat la substanţa solidă uscată, într-o cantitate ce variază de la 3 la 15% în greutate, în care materialul agregat uşor esteperlita expandată care este prezentă, raportată la substanţa solidă uscată, într-o cantitatede cel puţin 25% în greutate, în care fibra celulozică este fibră de hârtie, care este prezentă, raportată la substanţa uscată, într-o cantitate ce variază între 13 şi 30% în greutate.

Description

Invenția se referă la o compoziție utilizată la fabricarea plăcilor și panourilor acustice pentru tavane și plăci acustice realizate din această compoziție.

Plăcile acustice pentru tavane se realizează prin împâslirea umedă a dispersiilor apoase diluate de lână minerală și agregat ușor. în acest procedeu, o dispersie de lână minerală, agregat ușor, liant și alte ingrediente, dorite sau necesare, este lăsată să curgă pe o sârmă suport cu canale mobilă, de tipul mașinii de obținere a straturilor Fourdrinier sau Oliver, pentru uscare. Dispersia se usucă inițial prin gravitație și apoi prin tragere la vid; stratul umed este uscat în cuptoare de uscare prin convecție și materialul uscat este tăiat la dimensiunile dorite și, eventual, acoperit pe partea superioară, de exemplu cu vopsea, pentru a obține plăci și panouri acustice pentru tavane.

Se cunosc plăci pentru tavane realizate prin turnarea sau formarea celulozei umede, în care o compoziție formată din fibre granulate de lână minerală, agenți de umplutură, coloranți și un liant, în special, gel de amidon, se prepară prin formare sau turnarea corpului plăcii. Acest amestec sau compoziție este plasată pe tăvi adecvate acoperite cu hârtie sau folie metalică și apoi compoziția este taluzată la grosimea dorită, cu o bară sau o rolă. Se poate realiza și o suprafață decorativă, de exemplu cu fisuri longitudinale, cu ajutorul unei bare sau a unei role de taluzare. Tăvile umplute cu pastă de lână minerală sau compoziție sunt plasate într-un cuptor pentru uscarea sau întărirea compoziției. Foile uscate se îndepărtează din tăvi și pot fi tratate pe una sau pe ambele fețe pentru a asigura suprafețe netede, pentru a obține grosimea dorită și pentru a preveni scorojirea. Foile sunt tăiate în plăci de mărime dorită (US 1769519).

Se mai cunoaște un material compozit și o metodă pentru obținerea acestuia, în care, gipsul mărunțit este calcinat sub presiune într-o pastă diluată, în prezența unei fibre celulozice (US 5320677). Gipsul necalcinat și fibra celulozică se amestecă cu suficientă apă pentru a forma o pastă diluată, care este apoi încălzită sub presiune, pentru a se calcina gipsul și a se transforma în alfa hemihidrat de sulfat de calciu. Materialul cocalcinat rezultat constă din fibră celulozică întrepătrunsă fizic cu cristalele de sulfat de calciu. Această întrepătrundere creează nu numai o legătură bună între sulfatul de calciu și fibra celulozică, dar previne și migrarea sulfatului de calciu din fibra celulozică atunci când alfa hemihidratul este ulterior rehidratat la dihidrat (gips).

Materialul cocalcinat gips/fibră celulozică poate fi uscat imediat înainte de răcirea lui pentru a forma un compozit alfa hemitiidratat rehidratabil și stabil, utilizat ulterior. O altă variantă este aceea în care materialul calcinat este transformat direct într-un produs utilizabil prin separarea excesului de apă care nu este necesar pentru rehidratare, formarea particulelor compozite în forma dorită și apoi rehidratarea particulelor la un material compozit gips/fibră celulozică stabilizat.

Plăcile acustice din lână minerală sunt foarte poroase, ceea ce este necesar pentru a asigura o bună absorpție a sunetului.

în stadiul cunoscut al tehnicii (US 3498404, US 15013405 și US 5047120) se prezintă că agenții de umplutură minerali, cum ar fi perlita expandată, pot fi încorporați în compoziție pentru a îmbunătăți proprietățile de absorbție ale sunetului și a asigura o greutate mică.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este realizarea unei compoziții îmbunătățite pentru plăci acustice, care să asigure proprietăți acustice comparabile cu plăcile din lână minerală, obținute prin procedeul de împâslire umedă.

Compoziția umezită pentru fabricarea plăcilor acustice, printr-un procedeu deîmpâslire umedă conform invenției, conține particule de sulfat de calciu deshidratat, fibre celulozice, un material agregat ușor și un liant, în care există raportat la substanță solidă, cel puțin 15 % în greutate sulfat de calciu dihidratat și cel puțin 13 % în greutate fibră celulozică, în

RO 121110 Β1 care liantul este amidon care este prezent, raportat la substanța solidă uscată, într-o 1 cantitate care variază de la 3 la 15 % în greutate, în care materialul agregat ușor este perlită expandată și este prezentă, raportată la substanță solidă uscată, într-o cantitate de cel puțin 3 25 % în greutate, în care fibra celulozică este fibră de hârtie și este prezentă, raportată la substanță solidă uscată, într-o cantitate ce variază între 13 și 30 % în greutate. Sulfatul de 5 calciu dihidratat este prezent în 15 la 45 % în greutate, perlita expandată în 25 la 60 % în greutate și fibra celulozică este fibră de hârtie, care variază de la 13 la 30 % în greutate, cel 7 puțin o porțiune din sulfatul de calciu dihidratat sub formă de particule și din fibra celulozică fiind sub formă de material compozit obținut prin calcinarea sub presiune a unei suspensii 9 diluate de sulfat de calciu dihidratat și fibră celulozică, în care particulele de calciu dihidratat din materialul compozit provin din sulfat de calciu alfa hemihidrat, produs prin cocalcinarea 11 sulfatului de calciu dihidratat cu fibrele celulozice, în care fibrele celulozică sunt fibre de hârtie, în care, raportat la substanțe solide uscate, există cel puțin 15 % în greutate sulfat de 13 calciu dihidratat și cel puțin 13 % în greutate fibră celulozică; o porțiune a fibrelor celulozice este adăugată la compoziție ca fibre necalcinate în plus față de materialul compozit sulfat 15 de calciu dihidratat/ fibră celulozică, în care sulfatul de calciu dihidratat variază de la 15 la % în greutate și fibra celulozică variază de la 13 la 30 % în greutate. 17

Compoziția umedă, conform invenției, conține în plus lână minerală, liantul este amidon și este prezent în cantitate care variază de la 3 la 15 % în greutate, materialul agregat 19 ușor este perlită expandată și este prezentă într-o cantitate de cel puțin 25 % în greutate, fibra celulozică este fibră de hârtie, care este prezentă într-o cantitate de cel puțin 13 la 30 % 21 în greutate, iar cantitatea de lână minerală variază de la 15 la 25 % în greutate; cel puțin o parte din sulfatul de calciu dihidratat sub formă de particule și fibrele celulozice sunt sub for- 23 mă de material compozit, obținut prin calcinarea sub presiune a unei suspensii diluate de sulfat de calciu dihidratat și fibră celulozică. 25

Placa acustică, conform invenției, este obținută din oricare din variantele compoziției de mai sus, în care liantul este amidon și este prezent în cantitate care variază de la 3 la 27 15 % în greutate, agregatul ușor conține perlită expandată într-o cantitate de cel puțin 25 % în greutate, fibra celulozică este fibră de hârtie care este prezentă într-o cantitate ce variază 29 de la 13 la 30 % în greutate, iar sulfatul de calciu dihidratat variază de la 25 la 50 % în greutate și fibra celulozică este fibră de hârtie care variază de la 13 la 30 % în greutate; conține 31 cel puțin 15 % în greutate gips și cel puțin 13 % în greutate fibră celulozică, fibra celulozică este fibră de hârtie, o parte a fibrelor de hârtie este adăugată la compoziția sub formă de fi- 33 bre necalcinate în plus față de materialul compozit calcinat sulfat de calciu dihidratat/ fibră de hârtie, sulfatul de calciu dihidratat variază de la 15 la 45 % în greutate și fibra celulozică 35 variază de la 13 la 30 % în greutate, liantul este amidon și este prezent într-o cantitate care variază de la 3 la 15 % în greutate, materialul agregat ușor este perlită expandată și este 37 prezent într-o cantitate de cel puțin 25 % în greutate, iar cantitatea de lână minerală variază de la 10 la 30 % în greutate, cel puțin o parte din sulfatul de calciu dihidratat și fibra celulo- 39 zică fiind sub formă de material compozit obținut prin calcinarea sub presiune a unei suspensii diluate de sulfat de calciu dihidratat și fibră celulozică. 41

Compozițiile pentru plăcile acustice conform invenției se bazează pe folosirea unei compoziții de gips/fibră celulozică, ca înlocuitor parțial sau total al lânei minerale, în fabrica- 43 rea plăcilor sau panourilor pentru tavane folosind procedeul împâslirii umede. Pe lângă gips și fibra celulozică, compoziția mai conține un material agregat ușor și un liant, și mai poate 45 conține și alți aditivi cum arfi argila, un floculantși un agent de suprafață, incluși în mod normal în formulele de plăci acustice pentru tavane. După cum s-a menționat anterior, compo- 47 ziția poate conține lână minerală (în cantitate redusă), deși s-a constatat că, compozițiile conform invenției pot fi folosite la obținerea plăcilor și panourilor acustice fără lână minerală. 49

RO 121110 Β1

Unul din ingredienții de bază în noua compoziție de plăci acustice conform prezentei invenții este gipsul (sulfatul de calciu dihidrat). Solubilitatea gipsului în pasta de prelucrare dă posibilitatea gipsului să funcționeze ca floculant în formulare. Funcția de floculare asigură distribuția uniformă a particulelor fine (argilă, gips, perlită și amidon) în stratul de material umed din timpul prelucrării. în absența acestei acțiuni de floculare, particulele fine și cu densitate înaltă tind să migreze spre fundul stratului în timpul prelucrării, ceea ce afectează negativ drenarea apei din stratul de material umed. Prezența gipsului în formulare asigură dezaglomerarea fibrei minerale (dacă este prezentă) și a pastei de fibră celulozică. Funcția de dezaglomerare sau de dispersare a gipsului dă posibilitatea prelucrării pastelor cu consistență ridicată (% solide), ceea ce reduce cantitatea de apă ce trebuie îndepărtată din stratul de material și crește productivitatea. Consistența mai înaltă a pastei dă posibilitatea antrenării unei cantități mai mari de aer în timpul formării stratului de material, și aceasta îmbunătățește proprietatea de absorpție a sunetului în produsul uscat.

Pe lângă avantajele de prelucrare conferite de gips, el îmbunătățește proprietățile plăcii acustice. Prezența gipsului,ca înlocuitor al fibrei de lână minerală (parțial sau total) în formulările realizate, asigură o îmbunătățire semnificativă a durității suprafeței panourilor. Duritatea îmbunătățită a suprafeței panourilor pentru tavane asigură, de asemenea, o texturare bună a suprafeței (ex. fisurare, perforare etc). Nivelul ridicat de fibră celulozică contribuie, de asemenea, la aceste îmbunătățiri. Netezimea suprafeței panourilor acustice poate fi îmbunătățită cu gips și se elimină sablarea suprafeței după uscare. Gipsul conferă panourilor și proprietăți îmbunătățite la foc.

S-a găsit că formulările gips/fibră celulozică nu se umflă după operațiile de presare umedă și uscare, comparativ cu formulările conținând fibră minerală. Această caracteristică a plăcii fără lână minerală arată că grosimea stratului uscat poate fi determinată precis sau controlată în timpul operației de presare umedă, ceea ce face să nu mai fie necesară aplicarea unei acoperiri cu umplutură sau să se sableze stratul umed pentru a controla grosimea panoului.

Sursa de gips poate fi sulfatul de calciu dihidrat, necalcinat sau calcinat la hemihidrat și apoi rehidratat. Sursa de gips poate fi sulfatul de calciu hemihidrat (cu sau fără cocalcinare) sau sulfatul de calciu anhidru. După cum se va discuta în continuare, gipsul poate fi cocalcinat cu un material de fibră celulozică pentru a forma un material compozit de fibre celulozice întrepătrunse cu cristalele de sulfat de calciu.

Un alt ingredient cheie în compozițiile noi de placă acustică, conform invenției, este fibra celulozică. în aceste compoziții s-au evaluat câteva tipuri de fibre celulozice. Este bine cunoscută utilizarea hârtiei de ziar în formulările de plăci acustice și s-a evaluat în aceste compoziții hârtia de ziar, atât cea tocată cât și pasta. Fibrele de hârtie rafinată și fibra de lemn pot fi folosite ca surse de fibră celulozică, totuși,s-a constatat că plăcile pentru tavane făcute cu fibră de lemn, fie din esență moale sau tare, sunt mai greu de tăiat cu cuțitul la locul de montare. Mai mult, fibrele de lemn reprezintă o sursa mai scumpă de fibră celulozică.

O sursă preferată de fibră celulozică este materialul compozit gips/fibră celulozică care s-a cocalcinat așa cum s-a prezentat în US 5320677. După cum s-a prezentat, gipsul calcinat și fibra de lemn sau fibrele de hârtie se amestecă cu apă suficientă pentru a forma o pastă diluată care, se încălzește apoi sub presiune pentru a se calcina gipsul, transformându-se în alfa hemihidratul de sulfat de calciu. Materialul compozit rezultat conține fibre celulozice întrepătrunse cu cristalele de sulfat de calciu. Materialul compozit poate fi uscat imediat după ce se răcește, pentru a obține un sulfat de calciu hemihidrat rehidratabil și stabil, sau pasta de material compozit poate fi folosită direct în obținerea plăcilor acustice. S-a constatat că folosirea materialului compozit gips/fibră de celuloză asigură obținerea unei

RO 121110 Β1 compoziții de plăci acustice cu o retenție a suporturilor solide mai mare și o mai bună rezis- 1 tență de suprapunere umedă, deși se drenează mai lent și este mai greu de tăiat cu cuțitul decât plăcile făcute din gips amestecat fizic cu fibra de hârtie (de ziar), în special când se 3 folosesc fibre de lemn mai lungi și mai tari.

O altă sursă atât de gips și de fibre celulozice o reprezintă deșeurile de gips ale pano- 5 urilor pentru pereți. S-a constatat că aceste deșeuri pot fi măcinate în particule de gips și fibre de hârtie care pot fi amestecate fizic cu alți ingredienți, într-o formulare acustică, cu for- 7 marea unei paste utile în procedeul deîmpâslire umedă, pentru obținerea plăcilor de tavane. Deșeul de panou pentru perete mărunțit poate fi folosit ca material de alimentare în proce- 9 deul de cocalcinare și materialul compozit cocalcinat gips/fibră de hârtie poate fi folosit în formate pentru obținerea plăcilor de tavan prin împâslire umedă. 11

Al treilea ingredient cheie în noile compoziții pentru plăci acustice conform invenției este un material agregat ușor. Se preferă perita expandată pentru costul ei redus și pentru 13 performanțe. Acesta nu este un ingredient nou, deoarece este cunoscută din stadiul tehnicii folosirea perlitei expandate în compozițiile de plăci acustice. 15

Perlita expandată asigură porozitate în compoziție ceea ce mărește proprietățile acustice. S-a constatat că o perlită expandată de grad mediu asigură o porozitate suficientă 17 și o textură acceptabilă. Un material de perlită expandată accesibil comercial de la Silbrico Corporation, sub denumirea de perlita 3-S, s-a constatat a fi acceptabil. Perlita expandată 19 de grad mediu conține particule de perlită, similare, ca mărime, lânii minerale granulate. Echivalenți ai perlitei expandate, cum ar fi vermiculitul, mărgelele de sticlă, diatomita sau 21 argilele exfoliate pot fi folosiți ca înlocuitori ai perlitei sau în combinație cu aceasta.

Al patrulea ingredient cheie, care nu este nou în compozițiile acustice, este un liant. 23 Este cunoscută folosirea amidonului ca liant în plăcile acustice pe bază de lână minerală. Se poate prepara un gel de amidon prin dispersarea particulelor de amidon în apă și încălzirea 25 pastei până se obține un gel vâscos. O parte a fibrelor celulozice poate fi încorporată în pasta de amidon înainte de încălzire. Temperatura de încălzire a pastei de amidon, trebuie 27 urmărită cu atenție pentru a asigura o gonflare completă a granulelor de amidon. O temperatură de încălzire reprezentativă pentru amidonul de porumb este de la aprox. 82°C (180°F) 29 la aprox. 90°C (195°F). Amidonul poate fi folosit ca liant și fără preîncălzirea amidonului, pentru a forma un gel. 31 în locul amidonului sau în combinație cu acesta, se poate folosi ca liant un latex. în

US 5250153 sunt prezentate mai multe latexuri folosite ca lianți în formulările pentru tavane 33 acustice. După cum s-a arătat, una din problemele pe care le ridică panourile acustice care folosesc ca liant amidonul este încovoierea excesivă, în special în condiții de umiditate ridi- 35 cată. Se cunoaște folosirea lianților termoplastici (latexuri) pentru plăcile acustice pe bază de lână minerală. Acești lianți pe bază de latexuri pot avea o temperatură de tranziție în stare 37 vitroasă de la aprox. 30°C la aprox. 110°C. Exemplele de lianți pe bază de latex cuprind polivinilacetatul, emulsia acetat de vinil/acril, clorură de viniliden, PVC, copolimer stiren/acril și 39 stiren/ butadienă carboxilat. Ca liant se poate folosi și un gel de hârtie tip sulfat format prin rafinarea fibrelor de hârtie. 41

Pe lângă cei patru ingredienți principali,compozițiile acustice conform invenției pot să conțină și agenți de umplutură anorganici cum ar fi argila, mica, wollastonitul, silice și alte 43 agregate ușoare, agenți de suprafață și agenți de floculare. Acești ingredienți sunt cunoscuți în compozițiile pentru plăci acustice. 45

Compozițiile pentru placi acustice conform invenției constau în principal din gips, fibră celulozică, material agregat ușor și un liant care poate fi prezent, de preferință în 47 următoarele cantități:

RO 121110 Β1

Ingredient	% în greutate
Gips	15-45%
Fibră celulozică	13-30 %
Agregat ușor	25-60 %
Liant	3-15%

în unele din exemplele care urmează, gipsul solubil se adaugă la apa pentru pastă înainte de încorporarea ingredientelor uscate în pastă. Motivul acestei adăugări anterioare a gipsului la apa pentru pastă este că gipsul se dizolvă în apă și adăugarea anterioară a lui în apa pentru pastă dă o mai bună retenție a gipsului uscat în produsul uscat. Astfel, ar fi necesară creșterea cantității de gips uscat în amestecul de ingrediente pentru a compensa gipsul trecut în soluție.

Exemplul 1. Plăcile pentru tavanele acustice s-au preparat pentru a evalua înlocuirea fibrei minerale într-o formulare și un procedeu de împâslire umedă convențională. Fibra minerală s-a înlocuit cu gips și fibră de lemn în proporții de 25,50,75 și 100 %. în unele plăci gipsul și fibra de lemn s-au cocalcinat înainte de încorporare în formularea acustică și s-au făcut alte plăci prin amestecarea fizică a gipsului și a fibrei de lemn cu alte ingrediente, fără cocalcinarea acestora. Raportul dintre gips și fibra de lemn a fost de 85:15 procente în greutate în toate formulările.

Fibra de lemn a fost de esență moale de la Internațional Paper Pilot Rock. Perlită expandată a fost de la Silbrice Corporation.de tip 3-S. Pe lângă fibra de lemn s-au folosit și fibre celulozice din hârtie de ziar mărunțită. La cantitatea necesară de hârtie de ziar s-au adăugat 1500 g apă și s-a amestecat la viteză înaltă într-un amestecător industrial. Ca liant s-a folosit amidonul de porumb. Floculantul a fost GEN DRIV 162 și s-au adăugat 4 g de floculant la 1000 ml apă deionizată și s-au amestecat cel puțin 2 h. Agentul de suprafață a fost NEODOL 25-3.

Gipsul și fibra de lemn s-au calcinat împreună într-un reactor până la un conținut în solide de 15%. Calcinarea s-a efectuat conform procedeului prezentat în US 5320677. După cocalcinare, apa în exces s-a îndepărtat din materialul compozit prin aplicare de vid, după care materialul compozit s-a lăsat să se hidrateze la sulfat de calciu dihidrat (gips) înainte de uscare la 120°F, peste noapte, până la greutate constantă. O altă șarjă de gips/fibră de lemn s-a cocalcinat în modul descris anterior, cu diferența că după îndepărtarea excesului de apă sub vid, materialul compozit s-a uscat imediat la 250’F timp de 30 min pentru a evita hidratarea, după care s-a uscat la 120°F, peste noapte, până la greutate constantă. în acest material compozit, sulfatul de calciu a fost în formă de hemihidrat. După uscare, compozitul gips/fibră de lemn, atât în forma de dihidrat, cât și în cea de hemihidrat, a fost mărunții întrun amestecător cu dublă manta înainte de încorporare într-o compoziție de placă acustică.

în procedeul de împâslire umedă folosit pentru obținerea plăcilor acustice, pasta alimentată la formarea stratului a fost menținută la un conținut de solide de 4 %. Acest conținut de solide de 4 % s-a folosit și la obținerea plăcilor de control care au fost constituite din 100 % fibră minerală și care nu conțin gips/fibră de lemn. S-au folosit următoarele procente în greutate pentru obținerea plăcilor:

RO 121110 Β1

Tabelul 1 1

Ingredienți	Control	Experimental
100% M-F 0% G/WF	75% M-F 25% G/WF	50% M-F 50% G/WF	25% M-F 75% G/WF	0% M-F 100% G/WF
Fibră minerală	37,58	28,18	18,79	9,39	0
Gips	0	7,98	15,97	23,9	31,94
Fibră de lemn	0	1,41	2,82	4,22	5,64
Perlită expandată	34,83	34,83	34,83	34,83	34,83
Hârtie de ziar	15,91	15,91	15,91	15,91	15,91
Fibră celulozică totală	15,91	17,32	18,73	20,13	21,55
Argilă CTS-1	3,54	3,54	3,54	3,54	3,54
Amidon	8,01	8,01	8,01	8,01	8,01
Floculant	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06
Agent de suprafață	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08

Procedurile de evaluare au inclus formarea panourilor și prelucrarea, timpul de dre- 17 naj, presarea, uscarea și efectul asupra proprietăților fizice ale plăcilor acustice. în general, nu au existat diferențe semnificative la formarea stratului de material. După amestecarea 19 tuturor ingredienților, la un conținut în solide de 4 %, pasta s-a turnat într-o cutie Tappi și s-a amestecat blând cu un plonjor perforat cu dimensiunile 12x12 inch, pentru a dispersa soli- 21 dele în mod uniform. După formarea stratului în cutie, s-a aplicat acestuia vacuum. A durat aprox. 30 sec pentru ca vidul să atingă valoarea de 12 inch mercur, după care s-a relaxat 23 vidul și s-au înregistrat doi timpi de drenare. Primul timp de drenare a fost acela când a dispărut total apa de la suprafața stratului și al doilea timp, cel la care indicatorul de vid a indicat 25 inch mercur. La această etapă, sistemul de vidare a fost închis și stratul umed s-a îndepărtat din cutia Tappi, și s-a cântărit înainte de presare. Panourile uscate la vid s-au presat la 27 o grosime de 5/8 inch și s-au uscat.

Straturile umede s-au uscat într-un cuptor la 600°F, timp de 30 min, după care tem- 29 peratura cuptorului s-a micșorat la 350°F și plăcile s-au uscat încă 90 min. înainte de uscare s-a efectuat un studiu pentru a determina dacă straturile de material umed pot fi uscate fără 31 calcinarea gipsului din ele. S-a determinat că straturile pot fi uscate într-un cuptor, ca mai sus, fără a se calcina gipsul la hemihidrat sau la anhidru. 33

După uscare, toate probele de testat s-au tăiat și s-au supus condițiilor de 75°F/50 % umiditate relativă, cel puțin 24 h înainte de testare. Probele s-au testat pentru următoarele 35 proprietăți:

- densitate, grosime și rezistență MOR;37

- proprietăți acustice (NRC);

- stabilitate dimensională (absorpție de apă).39

S-au obținut următoarele rezultate (rezultatele reprezintă media a 4 probe,atunci când nu se indică altceva):41

RO 121110 Β1

Tabelul 1D

Densitate, Grosime, Rezistență (MOR)

	Nr. probei	% MF/WF	Grosime, inch	Densitate (1b/ft³)	MOR (Psi)
Control (100 %MF)	29	100	0	0,627	10,05	53
Gips/lemn	10	75	25	0,600	9,86	55
(necocalcinat)	10	50	50	0,602	9,95	56
	10	25	75	0,591	10,05	63
	9	0	100	0,590	10,15	83
Compozit dihidrat	10	75	25	0,639	10,05	48
(cocalcinat)	10	50	50	0,593	9,99	57
	6	25	75	0,591	9,64	57
	10	0	100	0,559	10,22	63
Compozit	10	75	25	0,602	9,76	58
hemididratat	10	50	50	0,697	9,39	55
(cocalcinat)	10	25	75	0,571	9,46	57
	7	0	100	0,568	9,32	53

Tabelul 1E

Proprietățile acustice ale compozitului dihidrat

Frecvență
250 Hz	500 Hz	1000 Hz	2000 Hz	NRC (medie)
Control	Reducere Db	32	27	21,5	22
Absorbanță	0,266	0,392	0,546	0,532	0,434
75 % MF/25% GWF	Reducere Db	29,5	24	21	21
Absorbanță	0,326	0,476	0,562	0,560	0,481
50 % MF/50% GWF	Reducere Db	29	24,5	20	19,5
Absorbanță	0,332	0,469	0,599	0,606	0,501
25 % MF/75% GWF	Reducere Db	29,5	22,5	21,5	19,5
Absorbanță	0,332	0,518	0,546	0,613	0,502
100% GWF	Reducere Db	29	23	18,5	19
Absorbanță	0,339	0,503	0,636	0,621	0,525

RO 121110 Β1

Tabelul 1F 1

Stabilitatea dimensională. Compozit dihidrat (media a 6 probe)

	Absorbție de H₂O, % 1 oră	Absorbție de H₂O, % 4 ore	Creșterea grosimii, % 4 ore
Control	387,96	404,14	-0,540
75 % MF/25 % GWF	386,48	396,15	0,035
50 % MF/50 % GWF	390,23	399,90	-0,412
25 % MF/75 % GWF	388,10	400,66	-0,066
100 % GWF	388,61	400,50	-0,121

Timpul de drenaj nu a fost afectat când s-au înlocuit 25 % din fibra minerală cu gips și fibră de lemn; cu toate acestea, drenajul nu a fost afectat când nivelul de gips/fibră de 13 lemn a crescut, în special la compozitul hemihidrat 100 %. Grosimea stratului uscat a fost puțin micșorată când a crescut nivelul de gips/fibră de lemn. 15

Diferența în conținutul de umiditate, după eliminarea apei prin vid și presare a fost nesemnificativ. Grosimea tuturor straturilor umede s-a controlat la 0,55 inch în timpul presării. 17 Se pare că presarea umedă controlează numai grosimea stratului și nu elimină apa din strat.

Datele de uscare indică faptul că o parte din gips trece prin sită odată cu excesul de 19 apă din timpul formării stratului și îndepărtării apei prin vid. Pierderea medie în greutate a fost în straturile de control de aprox. 5,5 %, în timp ce pierderea în greutate în straturile conținând 21 gips/fibră de lemn a fost substanțial mai mare. Gipsul s-a depus la fundul stratului, în timpul formării stratului. Plăcile uscate conținând gips/fibră de lemn au fost ușor deformate și defor- 23 marea a fost severă atunci când umplutura minerală s-a înlocuit total cu gips necalcinat/fibră de lemn. Nu au existat deformări ale plăcilorfăcute prin înlocuirea fibrei minerale cu compozit 25 dihidrat sau hemihidrat cocalcinat.

Rezistența MOR a plăcilor conținând gips/fibră de lemn a fost comparabilă cu a pro- 27 belor de control, deși densitatea a fost puțin mai mică (probabil datorită pierderii de gips în timpul formării stratului). Grosimea plăcilor conținând gips/fibră de lemn a fost mai scăzută 29 datorită volumului specific scăzut al gipsului care nu s-au încovoiat în timpul uscării, cum este cazul plăcilor din fibra minerală 100 31

Probe duble de plăci de control și experimentale, în care fibra minerală s-a înlocuit cu compozit dihidrat (co-calcinat) gips/fibră de lemn s-au testat din punct de vedere al NRC 33 folosind metoda tubului Impedance. Probele nu au fost perforate, fisurate sau pictate. în general,valorile NRC pentru plăcile care conțin gips/fibră de lemn au fost mai bune decât 35 cele de control, în special în cazul plăcilor în care fibra minerală a fost înlocuită în totalitate.

în testul de stabilitate dimensională nu au existat diferențe semnificative în valorile 37 absorbției de apă la 1 și la 4 h. După cum s-a arătat anterior, foarte puțină apă, (aprox. 2%) s-a îndepărtat din plăci în timpul presării umede. Aproximativ 78 % din umiditate s-a evaporat 39 în timpul uscării, deși,aceasta a produs un exces de pori în plăci. Cu toate acestea, în timpul testului de stabilitate dimensională apa a penetrat în porii plăcilor, dând o absorbție de apă 41 mai mare.

Exemplul 2. S-au evaluat ca sursă de gips, deșeurile din panourile de gips și fibra 43 de hârtie (cocalcinate) pentru plăcile pentru tavane acustice. Deșeurile de panouri s-au mărunțit în particule mici. Deși au fost prezente bucăți mai mari de hârtie, acestea s-au mărunțit 45 în timpul calcinării și agitării necesare menținerii pastei în suspensie în timpul calcinării.

RO 121110 Β1

Pasta din deșeuri de gips din panouri s-a cocalcinat cu deșeuri de hârtie de ziar și a fost compusă din 15 % în greutate fibră de hârtie și 85 % în greutate gips. Acestea s-au cocalcinat până la un conținut în solide de 15 % și calcinarea s-a efectuat în modul prezentat în US 5320677.

După calcinare, materialul compozit gips/fibră de hârtie s-a descărcat din reactor, gipsul fiind în formă de hemihidrat. S-au făcut două plăci acustice de tavan, prin îndepărtarea apei (sub vid) din pastă, după amestecarea cu perlită și amidon de porumb, urmată de presarea stratului umed pentru îndepărtarea excesului de apă și pentru a controla grosimea plăcilor înainte de uscare. Plăcile s-au uscat la 600”F timp de 30 min, apoi 90 min la 650”F.

în următoarele tabele se prezintă formularea și rezistența MOR înregistrată.

Tabelul 2A

Ingredient	Placa 1	Placa 2
Greutate (g)	% de greutate	Greutate (9)	% de greutate
Gips (hemihidrat)	158,1	39,4	607,8	66,4
Deșeu de hârtie	85,9	21,4	167,0	18,3
Perlită expandată	137,0	34,2	120,0	13,1
Amidon de porumb	20,0	5,0	20,0	2,2
Conținut în solide (%)	4	6

Tabelul 2B

Proba	Grosime inch	Densitate lb/ft³	MOR psi
1a	0,632	7,5	68
1b	0,619	7,5	62
1c	0,623	7,4	67
1d	0,630	7,4	78
Media	0,626	7,45	69
2a	0,620	20,4	168
2b	0,645	12,1	179
2c	0,642	20,5	159
2d	0,643	20,2	154
Media	0,638	20,6	165
Control (placa tipică din fibră minerală)	0,62	11	65

RO 121110 Β1

Placa nr.1 care a avut o densitate adecvată utilizării ca placă pentru tavane acustice 1 a avut și un MOR comparabil cu proba de control.

Exemplul 3. S-au făcut două plăci de tavan din deșeu de panouri din gips. în panoul 3 mărunțit au existat bucăți mari de hârtie. Plăcile de tavan s-au obținut prin înlocuirea panoului de gips mărunțit și a fibrei de hârtie de ziar suplimentară într-o formă de panou de fibră mine- 5 rală. Plăcile s-au obținut prin amestecarea ingredienților timp de 3 min, obținându-se o pastă apoasă (solide 4 %). După amestecare, pasta s-a turnat într-un strat, s-a îndepărtat apa sub 7 vid, s-a presat la grosimea dorită și s-a îndepărtat excesul de apă înainte de uscare. Prelucrarea a fost aceeași ca în cazul formelor din fibră minerală cu diferența că timpul de drenaj 9 a fost puțin mai lung. După uscare, au existat încă bucăți mari de hârtie în plăci. Plăcile uscate s-au ținut în condiții de 75’0/50 % umiditate relativă timp de 24 h înainte de determi- 11 narea rezistenței MOR.

în tabelele care urmează se prezintă formularea și rezistența MOR înregistrată. 13

Tabelul 3A

Ingredienți	Greutate (grame)	% în greutate
Gips (deșeu de panouri)	167,696	41,924
Fibră de hârtie (deșeu de panouri)	10,704	2,676
Fibră de hârtie (suplimentară)	64,0	16,0
Total fibră hârtie	74,704	18,676
Perlită expandată	120	30
Argilă (CTS-1)	17,6	4,4
Amidon	20	5
Loculant (Gendriv)		0,06
Agent de suprafață (Neodol 25-3)		0,08

Tabelul 3B

Proba	Grosime inch	Densitate lb/ft³	MOR psi
1a	0,578	10,2	46
1b	0,570	10,4	55
1c	0,565	10,4	45
1d	0,572	10,1	43
1e	0,590	10,4	47
Media	0,575	10,3	47
2a	0,578	10,1	51
2b	0,599	10,2	60
2c	0,588	10,0	48
2d	0,579	10,0	44
2e	0,577	10,3	50
Media	0,584	10,1	51

RO 121110 Β1

Aceste date indică faptul că MOR pentru aceste plăci (ne cocalcinate) a fost mai mic la densități mai înalte comparativ cu același tip de plăci (vezi exemplul 2) obținute prin cocalcinarea aceluiași tip de deșeu de gips.

Exemplul 4. S-au efectuat teste pentru a evalua înlocuirea 100 % a lânii minerale în formulări pentru plăci de tavane cu material compozit gips/fibră celulozică (cocalcinat). Pentru a îmbunătăți capacitatea de tăiere a plăcilor de tavane, gipsul s-a cocalcinat cu hârtie de ziar de calitate (tip sulfat) în loc de fibră de lemn.

Gipsul și 20 % în greutate ștraifuri de hârtie de ziar s-au calcinat conform procedeului descris în US 5320677. Hârtia de ziar s-a menținut, peste noapte, în apă și apoi s-a adăugat gipsul și s-a amestecat cu pasta de hârtie cel puțin o oră înainte de calcinarea pastei. După calcinare, s-a îndepărtat excesul de apă (sub vid) și apoi compozitul gips/ fibră de hârtie s-a uscat la hemihidrat.

Tabelele următoare reprezintă formulările și valorile MOR înregistrate.

Tabelul 4A

Ingredienți	Formularea	Formularea	Formularea	Control
Greut. (g)	% în greut.	Greut. (g)	% în greut.	Greut. (g)	% în greut.	Greut. (g)	% în greut.
Gips (calcinat)	142,3	37,2	142,3	35,4	142,3	36,3	0
Fibră de hârtie (calcinat)	30	7,8	30	7,5	30	7,65	0
Hârtie de ziar	40	10,5	40	9,9	50	12,75		16,0
Perlită expandată	150	39,2	150	37,3	150	38,2		30,0
Amidon de porumb	20	5,2	40	9,9	20	5,1		5,0
Fibră minerală	0		0		0			44,6
Argilă	0		0		0			4
Conținut în solide		7,8		8,1		7,4

în toate formulările s-au folosit floculanți și agenți de suprafață standard. S-au adăugat 17 g de gips s-au adăugat la apa pentru pastă pentru a controla solubilitatea gipsului.

RO 121110 Β1

Tabelul 4B 1

Proba nr.	Grosime inch	Densitate lb/ft³	MOR psi	Sarcina de rupere (Ib)
Format	1a	0,637	9,5	30,2	4,08
1b	0,630	9,2	26,8	3,55
1c	0,636	9,2	23,5	3,17
1d	0,639	9,3	26,7	3,63
1e	0,682	9,7	30,4	4,71
Media	0,645	9,4	27,5	3,83
Format	2a	0,626	9,7	37,9	4,95
2b	0,630	9,8	35,4	4,68
2c	0,636	9,8	35,1	4,73
2d	0,652	10,1	43,5	6,16
Media	0,636	9,9	38,0	5,13
Format	3a	0,627	9,8	40,9	5,36
3b	0,621	9,6	31,1	4,00
3c	0,619	9,5	30,1	3,85
3d	0,625	9,6	31,9	4,16
3e	0,653	9,9	44,4	6,31
Media	0,629	9,7	35,7	4,74
Format	a	0,593	11,3	49,5	5,80
b	0,590	11,3	46,9	5,44
c	0,596	11,3	46,3	5,48
d	0,589	11,4	52,1	6,02
e	0,611	11,6	48,1	5,98
Media	0,596	11,4	48,6	5,74

După testarea probelor din punct de vedere al rezistenței MOR, ele au fost testate 29 și pentru determinarea capacității lor de a fi tăiate, cu un cuțit de panouri. Plăcile de control (16 % hârtie de ziar) s-au tăiat bine, dar plăcile din gips/fibră de hârtie (17,4 % hârtie de ziar) 31 au dat o tăietură cu asperități.

Exemplul 5. S-au efectuat în continuare teste pentru a determina efectul asupra 33 capacității de tăiere, prin reducerea conținutului de fibră de hârtie în formate și prin creșterea conținutului de amidon pentru a menține rezistența plăcilor uscate. S-a crezut că reducerea 35 conținutului de fibră de hârtie ar afecta negativ rezistența. Au fost făcute plăci experimentale pentru tavan folosind gips și fibră de hârtie (de ziar) cocalcinate. După calcinarea unei paste 37

RO 121110 Β1 cu un conținut de 80 % gips și 20 % hârtie de ziar (conținut în solide 15 %), pasta a fost supusă îndepărtării apei (sub vid) și s-a uscat, obținându-se un material compozit hemihidrat. Compozitul hemihidrat s-a evaluat ca înlocuitor 100 % al fibrei minerale. Hârtia de ziar mărunțită s-a lăsat în apă peste noapte și în ziua următoare s-a amestecat cu gips, pentru a forma o pastă cu un conținut de solide de 15 % care a fost supusă calcinării.

Tabelele următoare prezintă formulările și valorile rezistențelor obținute.

Tabelul 5A

Ingredienți	Formularea	Formularea	Formularea	Control
Greut. (9)	% în greut.	Greut. (g)	% în greut.	Greut. (g)	% în greut.	Greut. (g)	% în greut.
Fibră minerală	178,4	44,6	0		0		0
Perlită expandată	120	30	150	39,8	150	39,5	150	39,8
Gips (calcinat)	0		132,8	35,2	132,8	35,0	132,8	35,2
Fibră de hârtie (calcinat)	0		28	7,4	28	7,4	28	7,4
Hârtie de ziar	64	16	36	9,6	29	7,6	21,0	5,6
Amidon de porumb	20	5	20	5,3	35	9,2	40	10,6
Argilă	17,6	4,4	10	2,7	5	1,3	5	1,3
Conținut în solide		4,0		7,0		7,1		7,0

Pentru a controla solubilitatea gipsului s-au adăugat 17 g de gips la apa pentru pastă.

Tabelul 5B

Proba nr.	Grosime inch	Densitate lb/ft³	Sarcina de rupere (Ib)	MOR psi
Format	1a	0,601	11,39	4,17	46,2
1b	0,592	11,32	4,88	55,7
1c	0,586	11,25	4,27	49,7
1d	0,586	11,19	4,2	48,9
1e	0,577	11,25	4,5	54,1
Media	0,588	11,28	4,4	50,9
Format	2a	0,515	10,58	3,65	55,0
2b	0,521	10,55	3,27	48,2
2c	0,525	10,58	4,02	58,3
2d	0,541	11,02	3,65	49,9

RO 121110 Β1

Tabelul 5B (continuare)

Proba nr.	Grosime inch	Densitate lb/ft³	Sarcina de rupere (Ib)	MOR psi
Media	0,526	10,69	3,65	52,9
Format	3a	0,520	10,99	6,12	90,5
3b	0,519	10,68	4,87	72,3
3c	0,525	10,61	4,72	68,5
3d	0,536	10,88	4,68	65,2
3e	0,555	11,04	5,18	67,3
Media	0,531	10,84	5,11	72,8
Format	4a	0,538	10,98	5,53	76,4
4b	0,517	10,80	4,18	62,6
4c	0,519	10,67	4,25	63,1
4d	0,519	10,81	4,05	60,1
4e	0,547	11,01	4,73	63,2
Media	0,528	10,85	4,55	65,1

Plăcile pentru tavane s-au testat și din punct de vedere al rezistenței în stare umedă prin prelevare de probe înainte de uscare în cuptor. Plăcile experimentale cu un conținut de 17% și 15% fibră de hârtie s-au manipulat foarte bine, similar cu probele de control. Plăcile cu 13 % fibră de hârtie au fost ceva mai slabe.

S-a concluzionat că plăcile pentru tavane cu un conținut de 15 % până la 17 % fibră de hârtie, 40 % perlită expandată și 10 % liant amidon se prelucrează și au proprietăți fizice comparabile cu plăcile obținute din fibră minerală.

Exemplul 6. Următoarele formate s-au folosit pentru a compara gipsul/hârtie de ziar calcinate cu un amestec fizic de gips și hârtie de ziar, necalcinate.

Tabelul 6A

Ingredienți	Control (Fibră minerală) %	Compozit hemihidrat (calcinat), %	Gips + hârtie de ziar %
Lână minerală	44,6	0	0
Perlită expandată	30,0	40	40
Fibră de hârtie (ziar) total	16,0	16	20-22
Gips	0	34	32
Amidon de porumb	5,0	10	7-9
Argilă	4,4	0	0
Floculant	0,06	0,06	0
Agent de suprafață	0,08	0,08	0
Conținut în solide	4	7	7

RO 121110 Β1

La prepararea straturilor de material pentru plăci de tavane, agentul de suprafață (în cazul în care s-a folosit) s-a adăugat la cantitatea dorită de apă și s-a amestecat. Apoi, s-a adăugat hârtia de ziar (tip sulfat) și s-a amestecat din nou. Sub agitare s-au adăugat perlită expandată și lâna minerală (atunci când s-a folosit), iar în final s-a adăugat argila (dacă a fost cazul) și amidonul, și s-a continuat amestecarea timp de 3 min până la obținerea unei paste omogene, după care s-a adăugat floculantul (dacă a fost cazul) și s-a continuat amestecarea încă 15 s. La prepararea plăcilor de tavane fără lână minerală, argila și fibra minerală s-au înlocuit cu gips și hârtie de ziar.

Stratul de material s-a format prin turnarea pastei într-o cutie Tappi în care s-a amestecat blând, apoi s-a îndepărtat apă prin drenare gravitațională și prin vid. în continuare, stratul de material s-a presat la grosimea dorită (aprox. 5/8 inch) într-o presă statică, operație în care s-a îndepărtat și o parte din apa în exces. Stratul de material umed s-a testat pentru determinarea rezistenței de suprapunere umedă, înainte de uscare. Straturile de material s-au uscat cu abur la 600°F timp de 30 min, apoi la 350°F timp de 90 min.

S-a constatat că în formulările fără lână minerală, cantitatea de hârtie (de ziar) poate fi de cel puțin aprox. 20 % în greutate, pentru a obține un strat de material acceptabil din punct de vedere al formării lui. Formularea care conține material compozit cocalcinat a prezentat un timp de drenaj ceva mai mare, în special la conținuturi mai înalte de fibră de hârtie. Nu a existat un efect semnificativ asupra drenajului atunci când s-a folosit un amestec de gips și hârtie de ziar de până la 22 %.

Stratul de material obținut din material compozit hemihidrat s-a manipulat ușor în timpul prelucrării și a avut o rezistență de suprapunere umedă comparabilă cu a probei de control din fibră minerală, ambele formulări având un conținut de fibră de hârtie de 16 %. Materialul compozit a dat un strat de material care a prezentat o suprapunere umedă cu o bună deflecție în timpul testării. După testare, linia de rupere a suprapunerii umede a fost ușor presată cu mâna înainte de uscare, după care linia de suprapunere umedă a fost complet refăcută. Stratul de material obținut din amestec de gips și hârtie de ziar are în general o rezistență de suprapunere umedă mai slabă, deși, la un conținut de 20 % hârtie de ziar, are o rezistență de suprapunere umedă comparabilă cu a formatelor care conțin compozit hemihidrat cu un conținut de 16 % fibră de hârtie.

Păstrarea greutății plăcilor făcute din compozit hemihidrat a fost, în general, superioară celei a plăcilor făcute din amestec de gips și hârtie de ziar. Aceasta indică faptul că a existat o pierdere de gips, cât și o segregare a perlitei în timpul formării stratului de material din amestec. După cum s-a menționat anterior, ambele tipuri de plăci experimentale s-au tăiat mai greu decât plăcile din fibră minerală.

Densitățile ambelor tipuri de plăci experimentale au fost puțin mai mari decât a celor de control, datorită grosimii mai mici a stratului de material. Grosimea mai mică a fost rezultatul încovoierii după presare a stratului din fibră minerală, în timp ce stratul de material din gips/fibră de hârtie nu se încovoaie. Rezistența MOR a ambelor tipuri de plăci experimentale a fost acceptabilă sau mai bună decât a plăcilor de control din fibră minerală.

Exemplul 7. Următoarele formulări s-au folosit pentru evaluarea efectului capacității de tăiere a hârtiei de ziar tip sulfat și gips (necalcinat) și a aceluiași tip de hârtie cu gips (calcinat) ca înlocuitori ai fibrei minerale:

RO 121110 Β1

Tabelul 7A 1

Perlită	Amidon	Hârtie de ziar	Gips
Probă	Grame	% în greut.	Grame	% în greut.	Grame	%în greut.	Grame	% în greut.
1	165	44	22,5	6	67,5	18	120	32
2	135	36	52,5	14	67,5	18	120	32
3	165	44	37,5	10	52,5	14	120	32
4	135	36	37,5	10	82,5	22	120	32
5	150	40	52,5	14	52,5	14	120	32
6	150	40	22,5	6	82,5	22	120	32
7	157,5	42	33,8	9	63,8	17	120	32
8	142,5	38	41,3	11	71,3	19	120	32
9	153,8	41	30	8	71,3	19	120	32
10	146,3	39	45	12	63,8	17	120	32
11	153,8	41	41,3	11	60	16	120	32
12	146,3	39	33,8	9	75	20	120	32
13	150	40	37,5	10	67,5	18	120	32

Pentru a controla solubilitatea gipsului, la apa pentru pastă s-au adăugat 12 g de gips.

Toate aceste formulări s-au format în paste apoase cu un conținut în solide de 7 % în greutate. în cazul gips/hârtie de ziar cocalcinat, raportul dintre gips și hârtia de ziar a fost de 85:15 și s-a adăugat hârtie de ziar suplimentară, pentru a realiza cantitatea de hârtie de ziar menționată în formularea de mai sus.

La evaluarea a 13 plăci s-au obținut următoarele date:

Tabelul 7B

Forță de tăiere	Tipul tăieturii
Proba	Calcinat	Necalcinat	Calcinat	Necalcinat
1	23,8	19,8	foarte rugoasă	foarte rugoasă
2	20,9	12,7	rugoasă	netedă
3	22,7	16,0	foarte rugoasă	foarte rugoasă
4	21,6	21,1	rugoasă	foarte rugoasă
5	17,6	13,2	rugoasă	rugoasă
6	28,1	21,8	foarte rugoasă	foarte rugoasă
7	17,6	14,3	ușor rugoasă	ușor rugoasă

RO 121110 Β1

Tabelul 7B (continuare)

Forță de tăiere	Tipul tăieturii
8	17,4	20,0	ușor rugoasă	ușor rugoasă
9	21,4	18,7	netedă	ușor rugoasă
10	23,4	16,8	ușor rugoasă	netedă
11	23,4	16,7	ușor rugoasă	netedă
12	25,0	19,7	rugoasă	rugoasă
13	27,8	16,0	rugoasă	netedă

Capacitatea de tăiere este o măsură a doi factori: cât de dificil este de a tăia cu un cuțit de mână și aspectul tăieturii. S-a proiectat un dispozitiv format din două piese pentru a efectua testele de tăiere. într-o piesă s-a plasat o placă de tavan cu dimensiunea de 3/4 inch și în cealaltă piesă s-a fixat o lamă la un unghi de 30 față de piesă. Testele de tăiere s-au efectuat cu o mașină de testare universală Instron cu o unitate de operare de tip tensiune și la o viteză a capului transversal de 20 inch/min. Acest test aproximează acțiunea de tăiere a unei plăci cu un cuțit manual. Rezultatele sunt date sub forma forței necesare pentru tăierea plăcii cu un cuțit manual și a aspectului tăieturii.

Comparativ cu dificultatea tăierii formulărilor din gips/hârtie de ziar, toate plăcile din fibre minerale au prezentat o tăietură netedă și au necesitat o forță medie de aproximativ 11. Plăcile care conțin compozit cocalcinat gips/hârtie de ziar sau amestec fizic de gips și fibră de hârtie (necalcinat) prezintă dificultăți de tăiere în timp ce un format de placă conținând cel puțin aproximativ 10 % în greutate fibră minerală are proprietăți de tăiere mai bune decât plăcile fără lână minerală.

Exemplul 8. S-a făcut o experimentare industrială folosind următoarele formate gips și hârtie de ziar tip sulfat, amestecate fizic în formate fără cocalcinare.

Tabelul 8A

Ingredienți și alți factori	Formula A	Formula B
Perlită expandată	39%	41 %
Hârtie de ziar (tip sulfat)	22%	20%
Gips	32%	32%
Amidon	7%	7%
Conținut în solide	5,5 %	5,5 %
Viteză lineară (ft/min)	30	30-34

Viteza liniară inițială (formularea A) a fost de 30 ft/min și s-a mărit la 34 ft/min în timpul ultimei părți a celei de a 2-a experimentări (formularea B). Straturile de material umede s-au uscat la următoarele valori ale temperaturii în uscătoare:

RO 121110 Β1

Tabelul 8B 1

Uscătorul 1	Uscătorul 2	Uscătorul 3	Uscătorul 4
Formatul A	790 - 802°F	458 - 492°F	409-471’F	408-471 °F
Formatul B	788-821T	470 - 500°F	419 - 454Τ	419-450T

Straturile de material nu au prezentat deformări după uscare și toate panourile uscate 7 au trecut prin trimere. S-au obținut aprox. 65.000 ft² de panouri.

Consistența pastei în ambele experimente a fost de aprox. 5,5 % în greutate, ceea 9 ce a fost acceptabil. Nu s-a separat apă din pastă când aceasta a fost turnata pe o suprafață netedă (testul de alunecare). Viteza de alimentare a pastei a fost menținută la aprox.400 11 gallon/min în timpul ambelor experimente. Stratul umed s-a presat la o grosime de aprox.

0,610 inch înainte de uscare, când s-a îndepărtat și o parte din excesul de apă. Densitatea 13 finală a panourilor uscate a fost de aproximativ 13 pound/ft³.

Exemplul 9. S-a efectuat un alt experiment industrial, în care 33 % din fibra minerală 15 s-a înlocuit cu gips și hârtie de ziar suplimentară, și o a doua formulare, în care s-a înlocuit toată fibra minerală. S-au folosit următoarele formule: 17

Tabelul 9A 19

Ingredient	Formula A	Formula B
Perlită expandată	35%	39%
Hârtie de ziar (tip sulfat)	16%	22%
Gips	12%	32%
Amidon	10%	7%
Fibră minerală	27%	0%

în ambele experimente, viteza liniară inițială a fost de 30 ft/min deși, datorită folosirii apei de diluare suplimentare viteza liniară s-a redus la 28 ft/min (formularea A) și la 27 ft/min (formularea 8). S-au obținut următoarele rezultate:

Tabelul 9B

Proba nr.*	Numărul probelor	Grosime (inch)	Densitate (Ib/ft³)	MOR (psi)
1 și 2	6	0,622	11,00	126
3 și 4	6	0,626	14,0	223
5 și 6	6	0,639	12,0	167
7, 8 și 9	9	0,614	12,2	179
10	3	0,612	11,5	159

RO 121110 Β1

Tabelul 9B (continuare)

Proba nr.*	Numărul probelor	Grosime (inch)	Densitate (Ib/ft³)	MOR (psi)
24 și 25	6	0,607	13,7	198
11	3	0,623	14,8	259
12	3	0,636	14,3	247
13, 14 și 15	9	0,637	13,4	223
16,17 și 18	9	0,636	12,8	204
19 și 20	6	0,618	13,1	218
21 și 22	6	0,643	13,7	233

*în probele 1-10 fibra minerală a fost înlocuită 33 %, iar în probele 11-25 a fost înlocuită 100 %.

încovoierea în ambele experimente a fost minimă și toate panourile au trecut prin fante. A fost, de asemenea, și o calcinare minimă a gipsului în uscătoare.

în timpul prelucrării consistența inițială a pastei (cu înlocuire 33 %) a fost de 6,6 % în greutate solide. Datorită consistenței mari, curgerea pastei nu a fost uniformă și stratul de material umed s-a crăpat înainte de eliminarea apei sub vid. Diametrul turtei testului de alunecare a fost de numai 6,5 inch, ceea ce indică o curgere adecvată a pastei. Adăugarea apei de diluare a rezolvat problema curgerii pastei și a redus consistența la 4,9 % solide, fără efecte adverse asupra formării stratului de material.

în experimentul în care fibra minerală a fost înlocuită 100 %, consistența inițială a pastei a fost de 6,3 % solide. Aceasta a produs crăpare la formarea stratului de material, care s-a rezolvat prin adăugare de apă de diluare, ceea ce a redus consistența la 5,4 % solide și a dat un diametru al turtei testului de alunecare de 9,5 inch.

Exemplul 10. S-a făcut un experiment industrial folosind următoarea formulă.

Tabelul 10A

Ingredient	Cantitate (% în greutate)
Perlită expandată	43
Gips	32
Amidon	5
Fibra de hârtie (de ziar)	20

Consistența formatului a fost de aprox. 5,5 % solide;în pastă s-au amestecat fizic gips/fibră de hârtie (fără calcinare). Hârtia de ziar s-a adăugat sub forma unei paste cu un conținut de aprox. 3 % solide. Viteza liniară a fost de aprox. 30 ft/min și grosimea stratului de material umed s-a menținut cu atenție la aprox. 0,6 inch, folosind o combinare de vid și role de presare. S-au obținut următoarele rezultate:

RO 121110 Β1

Tabelul 10B

Proba nr.	Grosime (inch)	Densitate (lb/ft³)	MOR (psi)
1a	0,614	15,0	162
1b	0,617	14,9	160
1c	0,611	15,1	162
2a	0,614	13,1	127
2b	0,608	13,2	132
2c	0,607	13,2	141
3a	0,602	13,7	146
3b	0,602	13,6	145
3c	0,604	13,7	146
4a	0,607	12,9	135
4b	0,609	12,9	137
4c	0,610	12,9	137
5a	0,615	13,1	124
5b	0,605	13,2	121
5c	0,611	13,2	128
6a	0,623	12,4	142
6b	0,624	12,2	141
6c	0,624	12,3	142
7a	0,624	13,9	152
7b	0,621	13,9	159
7c	0,622	13,9	153
8a	0,626	13,9	161
8b	0,625	13,9	157
8c	0,623	14,0	162
9a	0,631	13,0	140
9b	0,624	13,2	150
9c	0,622	13,2	144
10a	0,616	13,0	146
10b	0,617	13,0	145
10c	0,622	13,1	144
11a	0,618	15,4	162
11b	0,612	15,6	171
11c	0,616	15,4	168

RO 121110 Β1

Plăcile obținute cu această formulă nu se încovoaie și trec ușor prin fante. Plăcile uscate au o duritate excelentă comparativ cu plăcile pe bază de fibră minerală.

Claims

1. Compoziție umezită pentru fabricarea plăcilor acustice, printr-un procedeu de împâslire umedă, conținând particule de sulfat de calciu dihidratat, fibre celulozice, un material agregat ușor și un liant, în care există, raportat la substanță solidă uscată, cel puțin 15 % în greutate sulfat de calciu dihidratat și cel puțin 13 % în greutate fibră celulozică.

2. Compoziție conform revendicării 1, în care liantul este amidon care este prezent, raportat la substanța solidă uscată, într-o cantitate care variază de la 3 la 15 % în greutate.

3. Compoziție conform revendicării 1, în care materialul agregat ușor este perlită expandată care este prezentă, raportată la substanță solidă uscată, într-o cantitate de cel puțin 25 % în greutate.

4. Compoziție conform revendicării 1 sau 3, în care fibra celulozică este fibră de hârtie care este prezentă, raportată la substanță solidă uscată, într-o cantitate ce variază între 13 și 30 % în greutate.

5. Compoziție conform oricăreia din revendicările precedente, în care sulfatul de calciu dihidratat este prezent de la 15 la 45 % în greutate, perlita expandată de la 25 la 60 % în greutate și fibra celulozică este fibră de hârtie, care variază de la 13 la 30 % în greutate.

6. Compoziție conform revendicării 1, în care cel puțin o porțiune din sulfatul de calciu dihidratat sub formă de particule și fibra celulozică sunt sub formă de material compozit obținut prin calcinarea sub presiune a unei suspensii diluate de sulfat de calciu dihidratat și fibră celulozică.

7. Compoziție conform revendicării 6, în care particulele de calciu dihidratat din materialul compozit provin din sulfat de calciu alfa hemihidrat, produs prin cocalcinarea sulfatului de calciu dihidratat cu fibrele celulozice.

8. Compoziție conform revendicării 6, în care fibrele celulozice sunt fibre de hârtie.

9. Compoziție conform revendicărilor 6 la 8, în care, raportat la substanțe solide uscate, există cel puțin 15 % în greutate sulfat de calciu dihidratat și cel puțin 13 % în greutate fibră celulozică.

10. Compoziție conform revendicării 9, în care o porțiune a fibrelor celulozice este adăugată la compoziție, ca fibre necalcinate în plus față de materialul compozit calcinat sulfat de calciu dihidratat/ fibră celulozică.

11. Compoziție conform revendicărilor 9 sau 10, în care sulfatul de calciu dihidratat variază de la 15 la 45 % în greutate și fibra celulozică variază de la 13 la 30 % în greutate.

12. Compoziție conform revendicării 12, în care fibra celulozică este hârtie și o parte a fibrelor de hârtie este adăugată la compoziție sub formă de fibre necalcinate în plus față de materialul compozit calcinat sulfat de calciu dihidratat/ fibră de hârtie.

13. Compoziție conform revendicării 13, în care există cel puțin 15 % în greutate sulfat de calciu dihidratat.

14. Compoziție umedă conform revendicării 1, care conține în plus lână minerală.

15. Compoziție conform revendicării 14, în care liantul este amidon care este prezent în cantitate care variază de la 3 la 15 % în greutate.

RO 121110 Β1

16. Compoziție conform revendicării 14, în care materialul agregat ușor este perlită 1 expandată, care este prezentă într-o cantitate de cel puțin 25 % în greutate.

17. Compoziție conform revendicării 14, în care fibra celulozică este fibră de hârtie, 3 care este prezentă într-o cantitate de la 13 la 30 % în greutate.

18. Compoziție conform revendicării 14, în care cantitatea de lână minerală variază 5 de la 15 la 25 % în greutate.

19. Compoziție conform revendicărilor 14 la 18, în care sulfatul de calciu dihidratat 7 variază de la 15 la 45 % în greutate, perlită expandată variază de la 25 la 40 % în greutate și fibra celulozică este fibră de hârtie care variază de la 13 la 30 % în greutate.9

20. Compoziție conform revendicării 15, în care cel puțin o parte din sulfatul de calciu dihidratat sub formă de particule și fibrele celulozice sunt sub formă de material compozit 11 obținut prin calcinarea sub presiune a unei suspensii diluate de sulfat de calciu dihidratat și fibră celulozică.13

21. Placă acustică uscată, obținută din compoziția conform oricăreia din revendicările precedente.15

22. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că liantul este amidon care este prezent în cantitate care variază de la 3 la 15 % în greutate.17

23. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că agregatul ușor conține perlită expandată într-o cantitate de cel puțin 25 % în greutate.19

24. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că fibra celulozică este fibră de hârtie care este prezentă într-o cantitate ce variază de la 13 la 30 % în21 greutate.

25. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că sulfatul de 23 calciu dihidratat variază de la 25 la 40 % în greutate, perlită expandată variază de la 25 la

50 % în greutate și fibra celulozică este fibră de hârtie care variază de la 13 la 30 % în25 greutate.

26. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că este alcătu- 27 ită din compoziția de la revendicarea 6.

27. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că, conține cel 29 puțin 15 % în greutate sulfat de calciu dihidratat și cel puțin 13 % în greutate fibră celulozică.

28. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că fibra celu- 31 lozică este fibră de hârtie.

29. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că o parte a 33 fibrelor de hârtie este adăugată la compoziție sub formă de fibre necalcinate în plus față de materialul compozit calcinat sulfat de calciu dihidratat/ fibră de hârtie. 35

30. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că sulfatul de calciu dihidratat variază de la 15 la 45 % în greutate și fibra celulozică variază de la 13 la 37 30 % în greutate.

31. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că liantul este 39 amidon și este prezent într-o cantitate care variază de la 3 la 15 % în greutate.

32. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că materialul 41 agregat ușor este perlită expandată care este prezent într-o cantitate de cel puțin 25 % în greutate. 43

33. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că fibra celulozică este fibră de hârtie și este prezentă într-o cantitate ce variază de la 13 la 30 % în 45 greutate.

RO 121110 Β1

1

34. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că, cantitatea de lână minerală variază de la 10 la 30 % în greutate.

3

35. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că sulfatul de calciu dihidratat variază de la 10 la 25 % în greutate, perlită expandată variază de la 25 la

5 40 % în greutate și fibra celulozică este fibră de hârtie și variază de la 13 la 30 % în greutate.

36. Placă acustică conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că cel puțin o

7 parte din sulfatul de calciu dihidratat și fibra celulozică sunt sub formă de material compozit, obținut prin calcinarea sub presiune a unei suspensii diluate de sulfat de calciu dihidratat și 9 fibră celulozică.