BRPI0714759A2

BRPI0714759A2 - painel acéstico com reduÇço de poeira

Info

Publication number: BRPI0714759A2
Application number: BRPI0714759-7A
Authority: BR
Inventors: Mark H Englert; Salvatore C Immordino Jr
Original assignee: Us Gypsoum Company
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2013-05-14
Also published as: WO2008030341A2; CA2662133A1; TW200829764A; IL196911A0; CN101506442A; MY167820A; ZA200900914B; MX2009001996A; US7503430B2; EP2064397A4; HRP20090129A2; KR20090050058A; WO2008030341A3; US20080060871A1; JP2010502866A; UA95301C2; AU2007293442A1; EP2064397A2; NO20091365L; AR062718A1

Abstract

PAINEL ACéSTICO COM REDUÇçO DE POEIRA. Constituído por um painel acústico que compreende uma camada acústica, uma matriz entrelaçada de sulfato de cálcio dihidratado, polietilenoglicol e pelo menos um dos materiais do grupo formado por fibras, um agregado leve e mesclas dos mesmos. A camada acústica possui vãos na matriz entrelaçada que são projetados para absorver o som. O polietilenoglicol é selecionado para agregar a poeira a temperaturas geradas por fricção quando o painel é cortado. Um método para a fabricação do painel acústico compreende o preparo de uma massa líquida contendo sulfato de cálcio semi-hidratado, polietilenoglicol, água e pelo menos um dos materiais do grupo formado por um agregado leve, fibras e mesclas dos mesmos. Adiciona-se espuma à massa, preferencialmente na descarga do misturador. Uma tira contínua de material para camada acústica é formada a partir da massa líquida. Os painéis acústicos são formados cortando-se a tira em painéis individuais. Finalmente, deixa-se que o sulfato de cálcio parcialmente hidratado endureça completamente.

Description

"PAINEL ACÚSTICO COM REDUÇÃO DE

POEIRA"

Campo Da Invenção

Esta invenção refere-se a um revestimento de forro que é fabricado em uma linha de placas de gesso e que reduz a geração de poeira ao ser cortado.

Estado Da Técnica

Os painéis acústicos, ou forros, são amplamente conhecidos por propiciar uma aparência de acabamento para as áreas de forros e também por proporcionar uma boa superfície de absorção de som quando necessário. Idealmente, os painéis combinam absorção acústica e durabilidade para uma vida longa. A lã mineral é geralmente utilizada porque este material oferece uma estrutura de fibra porosa para absorver o som. Outros materiais comumente utilizados na fabricação de painéis de forro abrangem a fibra de vidro, perlita expandida, cerâmica, gesso, estuque, carbonato de cálcio e fibra de papel.

Muitos painéis de forro são fabricados de maneira semelhante ao processo utilizado para fazer papel ou placa de fibra. Neste processo de feltragem com água, uma dispersão aquosa de fibras, agregados, Iigantes e outros aditivos é colocada em uma superfície porosa ou tela onde a massa é desidratada, tanto pela ação da gravidade quanto por sucção a vácuo. A massa úmida é seca em um forno de convecção e, em seguida, cortada no comprimento desejado. Caso se queira, a superfície é pintada para produzir um painel acabado. Um exemplo deste tipo de painel é o revestimento de forro AURATONE®, fabricado pela empresa USG Interiors (Chicago, IL).

Outro processo para a fabricação de painéis de forro é a moldagem, conforme descrição da Patente Norte- Americana No. 1.769.519. Coloca-se uma composição de fibras de lã mineral, enchimentos, corantes e um ligante, tal como amido cozido e água, em bandejas cobertas com papel ou papel laminado.

Em seguida a composição é nivelada com uma placa de moldagem até a espessura desejada. Uma superfície decorativa, tal como um padrão em alto relevo, é obtida aplicando-se um padrão à superfície do material moldado por meio de uma barra niveladora ou rolo padronizado. O revestimento de forro ACOUSTONE®, fabricado pela USG Interiors (Chicago, IL), é um exemplo deste tipo de painel moldado.

Ambos os métodos para a fabricação de painéis de forro são relativamente caros, porque utilizam grandes quantidades de água e de energia. Os Iigantes higroscópicos, tal como papel ou amido, resultam em painéis suscetíveis de perder a firmeza e afundar. O afundamento pode acentuar-se quando o painel suporta isolamento ou outras cargas, ou quando está sujeito a altos níveis de umidade e temperatura.

Os painéis de gesso são menos propensos a afundar e são fabricados de forma eficiente através de um processo de alta velocidade. No entanto, o gesso é pesado e lhe falta a capacidade de absorção acústica. Atualmente, pode ser adaptado para uso como painel acústico de forro pela inclusão de aberturas no painel e pela colocação de um reforço absorvente acústico na parte traseira do painel perfurado. Mesmo que as aberturas proporcionem alguma redução de peso e absorção sonora, elas não são aceitas pelos consumidores como sendo esteticamente agradáveis.

Outro painel de gesso contendo uma camada acústica encontra-se descrito na Patente Norte-Americana No. 2004/0231916. Uma configuração deste painel possui uma camada acústica de gesso espumado formado em uma placa de reforço para maior solidez. O painel é leve, resistente a afundamentos e esteticamente agradável.

Este painel de gesso em camadas possui uma desvantagem. Durante a instalação, os painéis são cortados a fim de se adaptarem à forma do forro e/ou das aberturas estruturais que os mantêm no local, tais como grades. O corte do compósito de gesso gera uma fina poeira aerotransportada que leva muito tempo para depositar-se devido ao pequeno tamanho das partículas de poeira. A fina densidade da poeira possibilita que ela percorra grandes distâncias antes de se assentar. O corte pode gerar uma poeira inoportuna capaz de reduzir a visibilidade, além de entrar nos olhos, nariz e orelhas. Após assentar-se, há um enorme problema de limpeza, já que a poeira fina pode atravessar portas e outras barreiras e pode depositar-se a alguma distância do local onde ocorreu o corte.

A redução da poeira produzida durante o lixamento, o corte e a raspagem se tornou uma característica importante para os produtos de gesso. A Patente Norte-Americana No. 6.863.723, da empresa 3M, sugere a redução da geração de poeira por meio da adição de um dos vários agentes redutores de poeira aos produtos que contenham gesso. A Patente Norte- Americana No. 6.673.144, da United States Gypsum Company, apresenta um composto de ligação contendo polietilenoglicol, substância que é sólida em temperatura ambiente. Na Patente Norte-Americana No. 6.355.099, uma argamassa pulverizável que utiliza polietilenoglicol como Iigante interno gera menos poeira fina quando produzida em máquina. Nenhuma destas referências divulga a adição de polietilenoglicol a um painel acústico.

Resumo Da Invenção

As necessidades do estado da técnica são abordadas pela presente invenção, o qual apresenta um painel acústico contendo uma camada acústica e um aditivo de agregação para reduzir a geração de poeira durante o corte.

Mais especificamente, a camada acústica possui uma matriz entrelaçada de sulfato de cálcio di-hidratado, agente de despoeiramento e pelo menos um dos materiais do grupo consistindo de fibras, um agregado leve e mesclas dos mesmos. A camada acústica possui vãos na matriz entrelaçada que são projetados para absorver o som. O polietilenoglicol é selecionado a fim de agregar as partículas de poeira a temperaturas geradas por fricção quando o painel é cortado.

Um método para a fabricação do painel acústico compreende o preparo de uma massa líquida contendo sulfato de cálcio semi-hidratado, polietilenoglicol, água e pelo menos um dos materiais do grupo formado por um agregado leve, fibras e mesclas dos mesmos. Adiciona-se espuma à massa, preferencialmente na descarga do misturador. Uma tira contínua de material para camada acústica é formada a partir da massa líquida. Os painéis acústicos são formados cortando-se a tira em painéis individuais. Finalmente, deixa-se que o sulfato de cálcio parcialmente hidratado endureça completamente.

Opcionalmente, o painel compreende ainda uma ou mais camadas de tecido, uma camada compactada e um material de reforço. Estas camadas opcionais propiciam proteção e suporte para a camada acústica. Os painéis acústicos leves podem ser rachados e quebrados facilmente. A inclusão da camada de tecido, da camada compactada e das camadas de reforço oferece sustentação, possibilitando que os painéis sejam cortados e pendurados com uma redução nas quebras. O uso de suportes também reduz a ocorrência de afundamentos quando os painéis são sustentados somente pelos cantos ou beiradas, como quando se utiliza uma grade em forros rebaixados.

A adição de polietilenoglicol também reduz a quantidade de poeira fina aerotransportada gerada quando o revestimento é cortado. A seleção do polietilenoglicol específico é essencial. O polietilenoglicol é selecionado para estar na forma sólida em temperatura ambiente. Sob a pressão e a fricção do corte, ele se converte em um líquido ou forma pegajosa que agrega a poeira. As partículas resultantes são grandes o bastante para caírem rapidamente no chão, serem varridas e facilmente descartadas. Esta composição reduz a propagação pelo ar das partículas de poeira, de forma a impedir que o pó de gesso se espalhe para uma área ampla.

Descrição Detalhada Da Invenção A presente invenção oferece um painel

acústico melhorado que é leve, reduz o som e diminui a geração de poeira ao ser cortado. Este painel compreende uma camada acústica contendo uma matriz entrelaçada de cristais de sulfato de cálcio di-hidratado e um aditivo de agregação adequado que age unindo as partículas de poeira durante o corte, tal como o polietilenoglicol. Preferivelmente, a densidade das camadas acústicas varia entre 10 Ib/ft3 [0,16 g/cm3] e cerca de 25 Ib/ft3 [0,4 g/cm3]. Em maior grau de preferência, a densidade varia entre cerca de 12 Ib/ft3 [0,19 g/cm3] e cerca de 20 Ib/ft3 [0,32 g/cm3], com uma densidade de aproximadamente 16-20 Ib/ft3 [0,25-0,32 g/cm3] sendo a preferida. Os painéis compreendem opcionalmente uma camada compactada, uma camada de tecido ou ambas.

O gesso calcinado é preferencialmente empregado para a fabricação da camada acústica. Qualquer gesso calcinado, inclusive sulfato de cálcio semi-hidratado e sulfato de cálcio anidro hidrossolúvel, é útil. O sulfato de cálcio semi-hidratado produz pelo menos duas formas de cristal, que são as formas alfa e beta. O sulfato de cálcio semi-hidratado beta é utilizado comumente em painéis de placas de gesso, mas há de se ponderar que as camadas feitas de sulfato de cálcio semi-hidratado alfa também são úteis nesta invenção. Cada uma ou ambas as formas são utilizadas para criar uma camada acústica preferida com pelo menos 50% de gesso, dependendo do peso de tal camada. Preferivelmente, a quantidade de gesso é de pelo menos 80%. Em algumas configurações, a camada de acústica contém pelo menos 98% de gesso por peso. Quando se utiliza a forma hidrossolúvel do sulfato de cálcio anidro, o gesso é utilizado preferivelmente em quantidades menores, inferiores a 20%. Um ou mais agentes de despoeiramento são

adicionados à presente camada acústica a fim de reduzir a geração de poeira fina durante o corte do painel. Os agentes de despoeiramento são um aditivo inerte, não-reativo e facilmente disperso que tende a adsorver na superfície das partículas de poeira fina, ao mesmo tempo em que possui uma afinidade com as mesmas. O agente de despoeiramento preferido é um que seja sólido em temperatura ambiente, derreta sob as condições de corte e retorne ao estado sólido para agregar e unir as partículas de poeira à medida que os resíduos caem do painel. Os agentes de despoeiramento abrangem polímeros lineares hidrossolúveis formados pela reação de adição de óxido de etileno e/ou óxido de etileno substituído por alcoxi em água. Polietilenoglicol ("PEG"), metoxipolietilenoglicol ("MPEG"), polioxietilenoglicol, polietilenoglicol trifuncional ("TPEG") ou combinações dos mesmos gozam do maior grau de preferência como agentes de controle de poeira. Dado que os revestimentos de forro são cortados com um estilete no local da aplicação, o PEG deveria derreter a uma temperatura particularmente baixa. Os sólidos com baixo ponto de fusão que revelaram funcionar bem compreendem o M750 da empresa Clariant (Clariant Corporation, Mount Holly, NC). Preferivelmente, agentes de despoeiramento com pontos de fusão superiores à temperatura ambiente (21-230C) são suficientemente duros para serem preferidos para uso com esta invenção.

Os polietilenoglicois com pontos de fusão ligeiramente superior à temperatura ambiente são empregados preferivelmente com esta invenção por uma série de motivos. Estes materiais possuem características de mudança de fase que estão diretamente relacionadas com seu peso molecular. Os polietilenoglicois de menor peso molecular existem em estado líquido em temperatura ambiente, ao passo que os de maior peso molecular existem em estado sólido. As formas sólidas os tornam adequados para uso na preparação de composições secas, e também de formas líquidas. As formas de menor peso molecular podem adsorver na superfície das partículas de poeira, mantendo- as unidas, enquanto as formas de maior peso molecular podem tanto adsorver na superfície quanto agregar mecanicamente as partículas de poeira através da mudança de fase de sólido para líquido. O peso molecular também interfere no grau de solubilidade. Os polietilenoglicois de maior peso molecular possuem solubilidade mais baixa do que os polietilenoglicois de menor peso molecular. A solubilidade mais baixa das formas sólidas faz com que elas sejam menos suscetíveis de deixar gradientes de concentração durante a secagem, como conseqüência do transporte por migração em água pela evaporação. São adequados os polietilenoglicois com pesos moleculares iguais ou superiores a 200 g/mol. Preferivelmente, o peso molecular do PEG varia entre cerca de 750 g/mol e cerca de 3.000 g/mol e, em maior grau de preferência, entre cerca de 750 g/mol e cerca de 1. 100 g/mol.

O agente de despoeiramento é adicionado em qualquer quantidade adequada. Preferivelmente, o mesmo está presente em uma concentração que varia entre cerca de 0,1% e 8% do peso seco do composto. Em outra faixa de variação preferida, este agente é adicionado em concentrações entre cerca de 0,5% e cerca de 8% e, em grau maior de preferência, entre cerca de 0,5% e cerca de 4,0%. Se estiver na forma de pó seco, o agente de despoeiramento é adicionado, na quantia mensurada, preferivelmente aos demais ingredientes secos.

Outros agentes de despoeiramento potencialmente adequados abrangem as ceras de parafina de baixa fusão, escolhidas para terem a mesma faixa de ponto de fusão registrada acima. Entre as ceras de parafina de baixa fusão que foram avaliadas estão a Waxrex 2401, da ExxonMobiI (Exxon Mobil, Fairfax, VA), bem como outras da empresa Borden and Henry.

Uma massa líquida para produzir a camada acústica é feita de água, sulfato de cálcio semi-hidratado e o agente de despoeiramento. A água está presente em qualquer quantidade útil para a produção das camadas. Adiciona-se água suficiente aos componentes secos para fazer uma massa líquida dispersível. Uma quantidade adequada de água excede 75% da quantidade necessária para hidratar todo o gesso calcinado para formar sulfato de cálcio di-hidratado. A quantidade exata de água é determinada, em parte, pela aplicação com a qual o produto será utilizado e pela quantidade e tipo dos aditivos empregados. O teor de água é determinado, em parte, pelo tipo de gesso calcinado empregado. O estuque calcinado alfa exige menos água para atingir a mesma dispersibilidade do estuque calcinado beta. A proporção de água para estuque é calculada com base no peso da água em relação ao peso do gesso calcinado seco. As proporções preferidas variam entre aproximadamente 0,5 para 1 e aproximadamente 1,5 para 1. PreferiveImente, o gesso calcinado é primariamente um semi- hidratado beta e, neste caso, a proporção de água para gesso calcinado varia preferivelmente entre cerca de 0,7 para 1 e cerca de 1,5 para 1 e, em grau maior de preferência, entre cerca de 0,7 para 1 e cerca de 1,4 para 1; em grau ainda maior de preferência, entre cerca de 0,75 para 1 e cerca de 1,2 para 1 e, no maior grau de preferência, entre cerca de 0,77 para 1 e cerca de 1,1 para 1.

A água utilizada para preparar a massa líquida deve ser a mais pura possível, para um melhor coritrole das propriedades tanto da massa quanto do gesso endurecido. Sais e compostos orgânicos são bastante conhecidos por modificarem o tempo de endurecimento da massa líquida, variando amplamente desde aceleradores até inibidores de endurecimento. Algumas impurezas acarretam irregularidades na estrutura durante a formação da matriz entrelaçada de cristais de di-hidratado, reduzindo a solidez do produto endurecido. A solidez e a consistência do produto são melhoradas, portanto, pelo uso de água livre de contaminadores, na medida do possível.

Em algumas configurações preferidas, adicionam-se opcionalmente fibras a fim de melhorar o acabamento do painel e aprimorar a resistência do painel úmido não curado. São preferidas as fibras celulósicas, tais como papel e jornal reciclado, que possuam fibras inferiores a cerca de 3 mm. As fibras preferidas possuem um diâmetro médio máximo de cerca de 2 mm ou menos. Acredita-se que as fibras celulósicas se unam à matriz de gesso endurecido, tornando-a menos frágil. Embora as fibras celulósicas sejam preferidas, o uso de outras fibras também é contemplado. As fibras estão presentes na camada acabada em quantidades de até cerca de 12% por peso. Algumas fibras de papel disponíveis no mercado, como a Kayocel 1650 (da empresa American Fillers and Abrasives) contêm até 50% do peso em carbonato de cálcio. A presença do carbonato de cálcio é aceitável e vantajosa, porque previne o adensamento da fibra de papel durante o processamento.

Outro componente opcional da camada acústica é um agregado leve. Os agregados leves preferivelmente possuem uma densidade inferior a cerca de 10 Ib/ft3 [0,16 g/cm3] e propiciam um espaço de enchimento para reduzir a densidade e o peso do painel acústico. Exemplos de agregados leves adequados abrangem, de forma não exaustiva, poliestireno expandido, vermiculita expandida, perlita expandida, microesferas de cerâmica, microesferas de resina e assemelhados, ou ainda combinações dos mesmos. O uso de agregados hidrofílicos é menos desejável, porque elevam a demanda de água da massa líquida e aumentam a quantidade de energia necessária para secar a camada acústica. Os materiais hidrofóbicos, tal como poliestireno expandido cortado, são os agregados leves preferidos.

O agregado leve é fornecido em qualquer quantia para produzir a quantidade desejada de espaço de enchimento, a redução da densidade global e/ou o peso do painel acabado. Por exemplo, o agregado leve está presente em uma quantidade que varia entre cerca de 0,2% e cerca de 35% do peso da camada acabada. Perlita expandida, vermiculita expandida e poliestireno expandido são exemplos de agregados leves preferidos. Em configurações preferidas, um poliestireno expandido cortado em pequenos pedaços possui uma densidade aparente que varia entre cerca de 0,2 Ib/ft3 [0,003 g/cm3] e cerca de 0,5 Ib/ft3 [0,008 g/cm3], o agregado leve é fornecido em uma quantidade que varia entre cerca 0,2% por peso e cerca de 3% por peso do teor de sólidos da camada. Preferivelmente, o poliestireno expandido possui um comprimento médio de 2 mm ou menos.

Um acelerador de endurecimento é também um componente opcional dessa invenção. O "CSA" é um acelerador de endurecimento de gesso contendo 95% de sulfato de cálcio di- hidratado triturado com 5% de açúcar e aquecido a 2500F (1210C) para caramelizar o açúcar. O CSA é disponibilizado pela United States Gypsum Company, Southard, fábrica de Oklahoma, e é feito de acordo com a Patente Norte-Americana n. 3.573.947, concedida em comum e incorporada a este documento por referência. O HRA é sulfato de cálcio di-hidratado recém-triturado com açúcar a uma proporção que varia entre cerca de 5 libras [2,25 kg] e 25 libras [11,3 kg] de açúcar para 100 libras [45,3 kg] de sulfato de cálcio di- hidratado. Encontra-se descrito em detalhes na Patente Norte- Americana n. 2.078.199, incorporada a este documento por referência. Ambos são aceleradores preferidos. O emprego de qualquer acelerador de gesso ou combinações dos mesmos, em quantidades apropriadas, é contemplado para utilização nesta invenção.

Os Iigantes também são adicionados opcionalmente à massa líquida de gesso calcinado a fim de melhorar a integridade da matriz de gesso endurecido e a união da camada acústica à placa de reforço opcional. Qualquer Iigante adequado ou combinação de Iigantes poderá ser empregada. O Iigante é preferivelmente incluído na massa líquida aquosa de gesso calcinado. Preferivelmente, o Iigante é um amido, tal como o amido de milho ou trigo, um látex, como acetato de polivinil, acrílico e estireno butadieno, ou combinações dos mesmos. Um Iigante preferido é um Iigante acrílico que forma uma emulsão acrílica auto- ligante, como o RHOPLEX HA-16, comercializado pela empresa Rohm and Haas (Filadélfia, PA). Os Iigantes acrílicos são preferivelmente utilizados em quantidades que variam entre cerca de 0,5% e cerca de 5% e, em grau maior de preferência, entre cerca de 0,8% e cerca de 1,5% por peso da camada acústica seca.

O Iigante de amido é incluído opcionalmente na camada acústica ou na camada compactada, ou em ambas. São úteis os amidos que tenham ou não propriedade de migração. Os amidos não-migrantes também são aplicáveis em solução, diretamente em uma camada de reforço de papel, a fim de melhorar a aderência com o gesso. O amido está presente preferivelmente em quantidades que variam entre cerca de 0,8% e cerca de 1,5% do peso da camada acústica seca. Exemplos de amidos pré- gelatinizados e não-migrantes úteis nesta camada acústica abrangem o amido GemGeI (Manildra Group USA, Shawnee Mission, KS) e o PCF1000 (Lauhoff Grain Co., St. Louis, MO). Exemplos de amidos não-pré-gelatinizados e não-migrantes abrangem o Minstar 2000 e o Clinton 106 Amido de Milho (ambos da empresa Archer Daniels Midland Co., Decatur, IL). Exemplos de amidos migrantes abrangem o amido Hi-Bond Starch e o LC-211 (ambos da Archer Daniels Midland Co., Decatur, IL).

Outro componente opcional da camada acústica é um agente redutor de água, que melhora a fluidez da massa líquida e a torna dispersível quando se adiciona menos água. Polissulfonas, compostos de melamina e policarboxilatos são agentes redutores de água preferidos, sendo adicionados à massa líquida em quantidades de até 1,5%, com base no peso seco dos ingredientes. Quando o agente redutor de água for utilizado em forma líquida, as quantidades devem ser calculadas com base no peso dos sólidos secos. Os agentes redutores de água preferidos são o DiIoFIo GW (GEO Specialty Chemical, Lafayette1 IN) e o EthaCryI 6-3070 (Lyondell Chemical Co., Houston, TX).

Um ou mais melhoradores são adicionados opcionalmente à massa líquida a fim de promover a solidez, a estabilidade dimensional ou ambas. Preferivelmente, o melhorador é um composto de trimetafosfato, um polifosfato de amônio contendo de 500 a 3.000 unidades repetitivas e um composto de tetrametafosfato, incluindo sais ou porções aniônicas de qualquer um destes compostos. Os compostos de hexametafosfato são eficazes para melhorar a capacidade de resistência a afundamento, mas menos desejáveis por agirem como retardadores de endurecimento e por reduzirem a solidez. Os melhoradores encontram-se descritos na Patente Norte-Americana n. 6.342.284, concedida em comum. Os compostos de trimetafosfato são especialmente preferidos. Os melhoradores são empregados em qualquer quantidade adequada, variando preferivelmente entre cerca de 0,004% e cerca de 2% por peso, dependendo do peso seco dos ingredientes.

Adiciona-se espuma à massa líquida na saída do misturador a fim de promover a formação de vãos na matriz de gesso endurecido, melhorando assim a absorção acústica e reduzindo o peso. Quaisquer agentes espumantes convencionais conhecidos por serem úteis em produtos de gesso são igualmente úteis nessa aplicação. Preferivelmente, o agente espumante é selecionado de modo a formar uma célula de espuma estável na camada acústica. Em grau maior de preferência, pelo menos alguns dos vãos se interconectam, de modo a formar uma estrutura celular aberta. O volume de espuma preferido varia entre cerca de 35% e cerca de 60%, preferivelmente entre cerca de 40% e cerca de 55% e, em grau ainda maior de preferência, entre cerca de 45% e cerca de 50% (OK). Os agentes espumantes adequados abrangem alquil éter sulfato e Iauril sulfato de sódio, como STEOL® CS-230 (Stepan Chemical, Northfield, IL). O agente espumante é adicionado em uma quantidade suficiente para se obter as características acústicas desejadas na camada acústica. Preferivelmente, o agente espumante está presente em quantidades de cerca de 0,003% e cerca de 0,4%, dependendo do peso dos ingredientes secos e, em grau maior de preferência, entre cerca de 0,005 % e cerca de 0,03%. Opcionalmente, adiciona-se uma quantidade adequada de estabilizador de espuma à massa líquida aquosa de gesso calcinado.

O gesso calcinado, o agente de despoeiramento e os componentes secos opcionais são combinados com água no misturador a fim de formar a massa líquida. Preferivelmente, todos os ingredientes secos, tal como gesso calcinado, agente de despoeiramento, agregado, acelerador de endurecimento, Iigante e fibras - são misturados em um misturador de pós antes da adição de água. Os ingredientes líquidos são adicionados diretamente à água antes, durante ou depois da adição dos componentes secos. Após incorporar para obter uma massa homogênea, a massa líquida sai do misturador, onde a espuma é adicionada.

Antes de ser adicionado à massa líquida, o agente espumante é mesclado com água para formar uma espuma, que é então adicionada à massa líquida na descarga no misturador. Assim que a espuma é incorporada à massa líquida, ela é descarregada em um transportador móvel, seja diretamente na superfície do transportador, seja na placa de reforço opcional. A placa de reforço sustenta a camada

acústica durante a produção, transferindo as tensões ao longo do comprimento do painel, sobretudo quando o mesmo está úmido. É semelhante ao material de cobertura utilizado na fabricação de paredes de gesso. Em configurações preferidas, a placa de reforço é papel, abrangendo papel manilha ou papel kraft, vidro não- trançado, folhas metálicas ou combinações dos mesmos. Quando for selecionado papel como placa de reforço, são úteis os papeis de múltiplas camadas, tal como o papel para paredes de gesso. O número de camadas varia opcionalmente entre 1 e 8 camadas, dependendo do papel escolhido.

Em algumas configurações, coloca-se opcionalmente uma camada compactada posicionada entre a placa de reforço e a camada acústica. Esta camada melhora a solidez do painel, tanto a úmido quanto a seco, tornando-o menos propenso a quebrar durante o processamento e o corte ou durante o desgaste normal. A camada compactada é relativamente fina, preferivelmente, em comparação com a camada acústica e sua espessura varia, por exemplo, entre cerca de 0,05 polegadas [0,01 cm] e cerca de 0,3 polegadas [0,76 cm] e, em grau maior de preferência, entre 0,125 polegadas [0,31 cm] e cerca de 0,25 polegadas [0,63 cm] e, em grau ainda maior de preferência, entre cerca de 0,175 polegadas [0,44 cm] e cerca de 0,225 polegadas [0,57 cm]. Esta camada preferivelmente tem uma densidade de pelo menos cerca de 30 Ibs/ft3 [0,48 g/cm3], em grau maior de preferência pelo menos 35 Ibs/ft3 [0,56 g/cm3] e, em grau de preferência ainda maior, entre cerca de 40 Ibs/ft3 [0,64 g/cm3] e cerca de 45 Ibs/ft3 [0,72 g/cm3],

A camada compactada contém pelo menos gesso, mas opcionalmente contém qualquer um ou todos os aditivos incorporados à camada acústica. Preferivelmente, a camada compactada é uma zona de vácuo da massa líquida feita na camada acústica, tornada mais densa pela destruição de toda ou parte da espuma. Um método para se obter uma camada compactada consiste em utilizar misturadores que batem o fluxo de fluido a fim de quebrar as bolhas da espuma. De modo alternativo, a camada compactada pode ser fabricada a partir de uma zona de vácuo da massa líquida retirada antes da adição da espuma; opcionalmente, a camada compactada é feita a partir de uma camada totalmente diferente.

A camada de tecido é outro componente opcional do painel acústico. É colocada em posição adjacente à camada acústica. Quando a camada compactada opcional for utilizada, posiciona-se a camada de tecido preferencialmente entre a camada acústica e a camada compactada. Se tanto a camada compactada quanto a camada de reforço forem utilizadas no painel acústico, o painel é montado preferencialmente tendo a camada acústica, a camada de tecido, a camada compactada e a placa de reforço, nesta ordem. Uma estrutura alternativa que também pode ser utilizada consiste em ter-se a camada de tecido como material de cobertura, seguida pela camada acústica, a camada compactada e a placa de reforço, montadas nesta ordem. A camada de tecido é selecionada para ter propriedades de expansão semelhantes às da placa de reforço, a fim de prevenir deformação sob condições variadas de umidade. A camada de tecido é preferivelmente porosa, a fim de facilitar a junção das camadas e a secagem da camada acústica. Se a camada de tecido for utilizada como material de cobertura, a mesma é escolhida para ser acusticamente transparente. Qualquer material que proporcione suporte para a camada acústica e que tenha propriedades de expansão compatíveis com a placa de reforço, se utilizada, é útil como material têxtil. Preferivelmente, são úteis como materiais têxteis o papel (como aquele utilizado como placa de reforço), os tecidos de fibra de vidro não-trançados, as telas de fibra de vidro trançadas, outras telas de fibras sintéticas como poliéster e combinações dos mesmos. O papel de cobertura IMPERIAL® utilizado com o gesso IMPERIAL® (ambos produzidos pela empresa USG Corporation, Chicago, IL) são os materiais têxteis preferidos. Preferivelmente, quando se utilizar papel como camada de tecido, as camadas externas são preferivelmente não tratadas com agentes impermeáveis.

Nas configurações do painel que compreendam a camada de tecido, outro componente opcional é uma cola de tecido, a fim de melhorar a adesão da camada de tecido à camada acústica ou à camada compactada. A cola de tecido é aplicada opcionalmente em uma ou ambas as faces do tecido, ou adicionada opcionalmente à massa líquida que forma a camada acústica. A aplicação da cola de tecido pode ser realizada por meio de espátula, rolo, pulverizador, ferramenta de nivelamento ou qualquer outro método conhecido por especialistas na técnica de aplicação destes tais materiais. A cola de tecido preferida é um amido pré-gelatinizado. Embora os painéis acústicos individuais

possam ser fabricados em lotes, conforme se conhece na técnica, é mais vantajoso produzi-los em processos contínuos, moldando-se um painel contínuo a ser cortado em painéis do comprimento desejado. O material de reforço moldado é obtido e posicionado para receber a massa líquida de gesso. Preferivelmente, o material de reforço, se estiver presente, é de uma largura que forme uma tira contínua de painel que exige somente dois cortes para se fazer um painel com as dimensões finais desejadas. Qualquer material de reforço conhecido é útil à fabricação de painéis para paredes de gesso, inclusive papel, telas de fibra de vidro e forros plásticos. Preferivelmente, a cobertura é um reforço de papel de múltiplas camadas. O material de reforço é alimentado continuamente na linha de produção das placas.

A massa líquida é preparada misturando-se os componentes secos e os componentes úmidos. Os componentes secos da massa, o gesso calcinado e quaisquer aditivos secos são pré-misturados antes de serem postos no misturador. A água é dosada diretamente no misturador. Os aditivos líquidos são adicionados á água e o misturador é acionado por um curto período de tempo, a fim de misturá-los. Se um ou mais modificadores forem empregados na formulação, o mesmo é adicionado preferivelmente no misturador junto com um dispersante, antes da adição do estuque. Os componentes secos são adicionados ao líquido no misturador, e incorporados até que os componentes secos estejam umedecidos.

À medida que diminui a proporção de água para estuque, deve-se prestar atenção à carga colocada no misturador. Reduzir a água da massa aumenta a viscosidade da composição durante a mistura. Mesmo quando se adiciona uma quantidade suficiente de dispersante para produzir uma mistura dispersível, a carga mais pesada ocorre durante a mistura inicial, antes que o dispersante possa dispersar as partículas de gesso. Tempos de mistura mais longos não acarretam efeitos deletérios ao produto final.

A massa é então misturada a fim de ganhar um aspecto homogêneo. Geralmente, uma espuma aquosa é adicionada à massa para controlar a densidade do material básico resultante. Tal espuma aquosa normalmente é produzida por agitação de alto cisalhamento de um agente espumante adequado, água e ar antes da incorporação da espuma resultante à massa. A espuma pode ser incorporada à massa no misturador ou, preferivelmente, à medida que a massa sai do misturador por um conduto de descarga. Vide, por exemplo, a Patente Norte- Americana n. 5.683.635, incorporada a este documento por referência. Em uma fábrica de placas de gesso, em geral os sólidos e os líquidos são adicionados continuamente no misturador enquanto a massa resultante é descarregada continuamente do mesmo, e nele permanecendo por um tempo médio inferior a 5 segundos.

A massa Iiquida e dispensada continuamente atraves de uma ou mais saidas do misturador, atraves de um conduto de descarga (como uma tira continua) e depositada em um transportador. O transportador carrega a tira para uma guilhotina, onde a mesma e cortada em paineis de dimensoes predeterminadas.

Preferivelmente, emprega-se um processo de secagem em duas eta pas. Primeiro, os paineis sao submetidos a um forno de aIta temperatura, para aquecer rapidamente a placa e comegar a extragao do excesso de agua. A temperatura do forno e ο tempo de permanencia da placa variam de acordo com a espessura do painel. A titulo de exemplo, uma placa de 1/2 polegadas (12,7 mm) e seca preferivelmente a temperaturas superiores a 3000F (149°C) por aproximadamente 20 a 50 minutos. A medida que a agua evapora da superficie, a mesma e drenada por agao capilar a partir do interior do painel para substituir a agua da superficie.

O movimento relativamente rapido da agua auxilia a migragao do amido e do sal de piritiona para ο papel. O forno da segunda etapa tern temperaturas inferiores a 3000F (149°C), a fim de Iimitar a calcinagao da placa.

Exemplo

Um material basico para placas foi produzido no Iaboratorio com e sem a adigao de um agente de despoeiramento. Metoxipolietilenoglicois de variados pesos moleculares medios foram preparados e avaliados quanto a propriedades fisicas, cortabilidade e geragao de poeira fina

aerotransportada. Os agentes de despoeiramento da Clariant Corporation receberam um "Μ", significando metoxipolietilenoglicol, seguido de um niimero representando ο peso molecular medio. Assim, "M500" e um metoxipolietilenoglicol com peso molecular medio de 500g/mol.

A composigao base incluia 1,2% de um poliestireno expandido cortado de grau medio, 0,5% de acelerador de endurecimento para gesso sulfoaluminato de calcio, 0,02% de surfactante, 2% de fibra de papel, dispersante e ο restante dos solidos era estuque para placas (suIfato de calcio semi-hidratado calcinado beta). O tipo e a quantidade de MPEG adicionado a cada amostra encontram-se na Tabela 1 ·

Os materials solidos foram pre-misturados em um misturador duplo cone e, em seguida, adicionados aos ingredientes Iiquidos em misturadores Hobart com um batedor. O modulo de ruptura ("MOR") foi testado usando um instrument。de teste Instron Model。1130.

Os modulos corrigidos de ruptura ("CMOR") ajustam ο MOR para diferen^as de densidade da amostra. A cortabilidade foi mensurada quantitativamente fixando uma guilhotina de massa em um suporte de teste para medir objetivamente a quantidade de forga necessaria para cortar atraves da amostra da placa.

A geragao de poeira foi determinada objetivamente pela observagao da quantidade poeira aerotransportada em comparagao com a poeira que caiu para ο substrato durante ο corte. Tanto a cortabilidade quanto a geragiao de poeira sao divulgadas em uma escala de 0-10, onde O e pior e

e melhor. TABELA 1

Placa Tipo PEG % PEG Espes- su ra Densi- dade MOR CMOR Cortabi- Iidade Poeira 1 Nenhum 0 0,557 17,27 41,1 33,5 4 3 2 M250 4.0 9,555 17,49 36,0 29,1 9 2 3 M250 4.0 0,534 19,21 44,6 29,5 NA NA 4 M500 4.0 0,562 17,05 39,3 33,5 NA NA M500 4.0 0,549 17,34 39,8 32,7 9 7 6 M750 4.0 0,535 19,67 57,9 36,8 NA NA 7 M750 4.0 0,528 16,23 38,8 36,1 9 7 8 M1100 4.0 0,557 17,84 54,5 42,7 9 9 9 M1100 4.0 0,519 18,24 55,4 41,2 NA NA Nenhum 0 0,562 15,86 30,3 29,0 NA NA

Houve uma clara diferenga quanto a

uniformidade do corte e ao grau de geragao de poeira entre as amostras que continham MPEG e as amostras de controle. Em termos qualitativos, as amostras produzidas com M750 e M1100 atingiram ο corte mais uniforme e a menor quantidade de poeira aerotransportada.

Ao passo que uma determinada configuragao do painel aciistico com baixa geragao de poeira foi apresentada e descrita, os especialistas na materia reconhecerao que poderao ser feitas mudangas e modifica^oes no mesmo sem que a invenqiao se afaste de seus aspectos mais amplos, conforme estabelecidos nas

reivindicagdes a seguir.

Claims

1. "UM PAINEL" aciistico compreendendo uma camada acustica que contem uma matriz entrelagada de suIfato de calcio di-hidratado, um agente de despoeiramento e pelo menos um dos itens do grupo formado por fibras, um agregado Ieve e mesclas destes, caracterizado pelo fato de os vaos da referida matriz entrelagada serem projetados para absorver ο som e caracterizado pelo fato de que ο referido agente de despoeiramento e selecionado para agregar a poeira a temperaturas geradas por fricgao quando ο referido painel e cortado.

2. Ό PAINEL", de acordo com a reivindicagao 1, caracterizado pelo fato de ο referido agente de despoeiramento possuir um ponto de fusao inferior a 55°C.

3. "O PAINEL", de acordo com a reivindicagao 1， caracterizado pelo fato de as referidas fibras abrangerem papel.

4. "O PAINEL", de acordo com a reivindicagao 1，caracterizado pelo fato de ο suIfato de calcio semi- hid ratado di-hidratado estar presente em concentra^oes de pelo menos 85% por peso.

5. mO PAINEL", de acordo com a reivindicagao 1， caracterizado pelo fato de as referidas fibras estarem presentes em concentragoes inferiores a 3% por peso do painel aciistico.

6. Ό PAINEL", de acordo com a reivindicagao 1, caracterizado pelo fato de ο referido agregado Ieve estar presente em concentragoes inferiores a 3 % por peso do painel aciistico.

7. Ό PAINEL", de acordo com a reivindicagao 1，caracterizado pelo fato de ο referido agregado Ieve ser, pelo menos, um do grupo form ad ο por vermiculita expandida, perlita expandida e poliestireno expandido cortado.

8. "O PAINEL", de acordo com a reivindicagao 1，caracterizado por compreender ainda pelo menos Lima placa de reforQO.

9. "O PAINEL", de acordo com a reivindica^ao 1，caracterizado pelo fato de a referida placa de reforgo abranger papel.

10. "O PAINEL", de acordo com a reivindicagao 1, caracterizado por compreender ainda uma camada compactada mais densa do que a referida camada acustica.

11. Ό PAINEL", de acordo com a reivindica?ao 10, caracterizado por compreender ainda uma placa de reforgo.

12. Ό PAINEL", de acordo com a reivindicagiao 11, caracterizado pelo fato de a referida camada compactada ser colocada entre a referida camada acustica e a referida placa de reforpo.

13. Ό PAINEL", de acordo com a reivindicagao 1, caracterizado por compreender ainda uma banda de tecido.

14. "O PAINEL", de acordo com a reivindicagao 13，caracterizado pelo fato de a referida banda de tecido compreender uma folha de papel de multiplas camadas.

15. "O PAINEL", de acordo com a reivindicagao 14, caracterizado pelo fato de ο referido painel compreender a referida camada acCistica, a referida camada de tecido, a referida camada compactada e a referida camada de reforgo, posicionadas nesta ordem.

16. "O PAINEL", de acordo com a reivindica^ao 14, caracterizado pelo fato de ο referido painel compreender a referida camada de tecido, a camada aciistica, a referida camada compactada e a referida camada de. reforgo, posicionadas nesta ordem.

17. Ό PAINEL", de acordo com a reivindica^ao 1, caracterizado por possuir um volume vazio de pelo menos 35% do volume do painel.

18. "O PAINEL", de acordo com a reivindicagao 17，caracterizado por possuir um volume vazio de pelo menos 45% do volume do painel.

19. "O PAINEL", de acordo com a reivindicagao 1, caracterizado por compreender ainda um material melhorado contendo pelo menos um dos itens do grupo formado por um poIifosfato de amonio, um composto de trimetafosfato, um composto de tetrametafosfato, um composto de hexametafosfato e combinagoes dos mesmos.

20. "O PAINEL", de acordo com a reivindicagao 1，caracterizado por compreender ainda pelo menos um dos itens do grupo formado por um acelerador de endurecimento, um agente redutor de agua e combinagoes dos mesmos.

21. "UMA MASSA LiQUIDA" para fabrica?ao de um painel acCistico，caracterizada por conter essencialmente suIfato de calcio semi-hidratado, fibras de reforgo, um agregado Ieve e polietilenoglicol.

22. "UM METODO" para a fabricagao de um painel acustico, caracterizado por compreender ο preparo de uma massa Iiquida contendo suIfato de calcio semi-hidratado, um agente de despoeiramento, agua e pelo menos um dos materials do grupo formado por um agregado Ieve1 fibras e combinagoes dos mesmos; a adigao de espuma a massa liquida; a formagao de uma tira continua de massa Iiquida do material para a camada acCistica; ο corte da tira para formar ο painel acCistico; e ο endurecimento do suIfato de calcio semi-hidratado.

23. "O METODO", de acordo com a reivindica^ao 22，caracterizado por compreender ainda a secagem do painel.

24. "O METODO", de acordo com a reivindicagao 22， compreendendo ainda a colocagao de uma camada de tecido para receber a massa liquida, caracterizado pelo fato de a tira continua da referida eta pa de formagao ser produzida distribuindo-se a massa liquida sobre a camada de tecido.

25. Ό METODO", de acordo com a reivindicagao 22, compreendendo ainda a divisao da massa liquida em um fluxo principal e uma zona de vacuo antes da eta pa de formagao; a confecgao de uma camada compactada a partir da zona de vacuo; e caracterizado pelo fato de a tira continua da referida eta pa de forma?ao ser produzida distribuindo-se a massa liquida sobre a camada compactada.