BR112018073551B1

BR112018073551B1 - Painel de construção e método para produzir um painel de construção resistente à flexão

Info

Publication number: BR112018073551B1
Application number: BR112018073551-5A
Authority: BR
Inventors: James D. Pape; Gourish Sirdeshpande; JoAnne LeFever; Kimberly Diffenbaugh; Jere Myers; John Felegi Jr.
Original assignee: Armstrong World Industries, Inc
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2017-05-18
Publication date: 2023-03-07
Also published as: US10639865B2; CA3021998A1; CN107923180A; BR112018073551A2; US20170334163A1; US11633935B2; US20200207056A1; US20230226799A1; MX2018014187A; WO2017201219A1

Abstract

É aqui descrito um painel de construção acústico resistente à manchas e flexão que compreende um corpo poroso formado de material de construção e aglutinante de látex, em que o material de construção pode incluir fibras e enchimento e um dos materiais de construção foi pré- tratado com um componente modificador de carga, aumentando assim a resistência a flexão do painel de construção.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório U.S. No. 62/338.093, depositado em 18 de maio de 2016, que é incorporado aqui por referência em sua totalidade.

FUNDAMENTOS

[002] Painéis de construção - especificamente painéis de teto acusticamente permeáveis - tendem a flexionar quando expostos a ambiente de alta umidade. Estes painéis de construção, que são formados a partir de uma combinação de amido e outros aglutinantes, fibra orgânica e inorgânica e enchimento opcional, são colocados sob tensão adicional em ambientes de alta umidade porque a quantidade de água absorvida pelo painel de construção aumenta e, assim como muitos aglutinantes poliméricos são hidrofílicos e perdem resistência quando expostos à umidade. Com exposição suficiente a alta umidade, a integridade estrutural resultante da ligação entre o aglutinante e a fibra e/ou carga é comprometida, fazendo com que o painel de construção flexione para baixo. Além disso, esses painéis de construção podem exibir manchas nas faces expostas após exposição prolongada à umidade.

[003] Tentativas anteriores de impedir essa flexão e incluir a adição de grandes quantidades de aglutinante polimérico ao painel de construção. Os aglutinantes hidrofóbicos com ligantes hidrofóbicos de alta resistência pode aumentar a resistência à flexão do painel sob condições úmidas, no entanto estes aglutinantes são muito mais caros do que os aglutinantes sensíveis à água existentes. Assim, existe a necessidade de um painel de construção com maior resistência à flexão e/ou mancha de face durante períodos prolongados de exposição à umidade.

BREVE SUMÁRIO

[004] A presente invenção é dirigida a um painel de construção compreendendo: um aglutinante de látex, um material fibroso que compreende uma fibra pré-tratada com um componente modificador de carga, em que o látex está presente em uma quantidade diferente de zero variando até cerca de 15% em peso com base no peso seco total do painel da construção.

[005] Em outras modalidades, a presente invenção é direcionada a um painel de construção compreendendo: um aglutinante de látex, uma primeira partícula modificada por carga e uma fibra; em que a primeira partícula modificada por carga compreende uma primeira partícula pré-tratada com um componente modificador de carga.

[006] Em outras modalidades, a presente invenção é direcionada a um método para a produção de um painel de construção resistente à flexão compreendendo: a) pré- tratamento de um material de construção com um componente modificador de carga para formar um material de construção pré-tratado; o material de construção pré-tratado com um aglutinante de látex para formar uma suspensão aquosa, e c) formar o painel de construção a partir da suspensão aquosa, em que o aglutinante de látex está presente em uma quantidade diferente de zero variando até cerca de 15% em peso com base no peso seco total do painel da construção.

[007] Outras modalidades da presente invenção incluem um método para produzir um painel de construção resistente à flexão compreendendo: a) formação de uma suspensão aquosa compreendendo um material de construção tendo uma primeira carga iônica e um componente modificador de carga tendo uma segunda carga iônica oposta para a primeira carga, a suspensão aquosa tendo um pH inferior a cerca de 7, b) adicionar um aglutinante de látex a uma suspensão aquosa; e c) formar o painel de construção a partir da suspensão aquosa.

[008] Outras modalidades da presente invenção incluem um painel de construção compreendendo: um aglutinante de látex, um material fibroso compreendendo uma lã mineral pré-tratada com um componente modificador de carga tendo uma carga catiônica, em que o látex está presente em uma quantidade diferente de zero que varia até cerca de 15% em peso com base no peso seco total do painel da construção.

[009] Em outras modalidades, a presente invenção inclui um método para produzir um painel de construção resistente à flexão compreendendo: a) formar uma suspensão aquosa compreendendo lã mineral e um componente modificador de carga tendo uma carga catiônica, a suspensão aquosa tendo um pH inferior a cerca de 7, b) adicionar um aglutinante de látex à suspensão aquosa, o aglutinante de látex tendo uma carga aniônica, e c) formar o painel de construção a partir da suspensão aquosa, em que o aglutinante de látex está presente em uma quantidade que varia de uma quantidade diferente de zero até cerca de 15% em peso com base no peso seco total do painel de construção.

[0010] Outras modalidades da presente invenção incluem um painel de teto acústico compreendendo um corpo poroso tendo uma superfície superior oposta a uma superfície inferior e pelo menos uma superfície lateral que se estende entre a superfície superior e a superfície inferior, o corpo poroso compreendendo um aglutinante de látex e um material fibroso; um tecido não tecido adjacente à superfície inferior do corpo poroso, o tecido não tecido; e um revestimento aplicado ao tecido não tecido, o revestimento compreendendo um primeiro componente hidrofóbico.

[0011] Outras áreas de aplicabilidade da presente invenção se tornarão evidentes a partir da descrição detalhada fornecida a seguir. Deve ser entendido que a descrição detalhada e os exemplos específicos, embora indicando a modalidade preferida da invenção, destinam-se apenas a fins ilustrativos e não pretendem limitar o âmbito da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0012] A presente invenção será mais plenamente compreendida a partir da descrição detalhada e os desenhos em anexo, em que: A Figura 1 é a vista em perspectiva superior de um painel de construção de acordo com a presente invenção; A Figura 2 é uma vista em corte transversal do painel de construção de acordo com a presente invenção, a vista em corte transversal sendo ao longo da linha II apresentada na Figura 1; A Figura 3 é um sistema de teto que compreende o painel de construção da presente invenção; A Figura 4 é um fluxograma que demonstra o método geral de produzir o painel de construção de acordo com a presente invenção; A Figura 5 é um fluxograma demonstrando um método de produção do painel de construção de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 6 é um fluxograma demonstrando um método de produção do painel de construção de acordo com outra modalidade da presente invenção; A Figura 7 é uma vista em perspectiva superior de um painel de construção de acordo com outra modalidade da presente invenção; e A Figura 8 é uma vista em corte transversal do painel de construção de acordo com a presente invenção, a vista em corte transversal sendo ao longo da linha X apresentada na Figura 8.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0013] A seguinte descrição da modalidade(s) preferida é meramente exemplar em natureza e não é de modo algum a intenção de limitar a invenção, sua aplicação, ou usos.

[0014] Como usado em toda parte, as faixas são usadas como abreviação para descrever cada e todo valor que está dentro da faixa. Qualquer valor dentro da faixa pode ser selecionado como o término da faixa. Além disso, todas as referências aqui citadas são aqui incorporadas por referência na sua totalidade. No caso de um conflito em uma definição na presente divulgação e aquela de uma referência citada, a presente divulgação controla.

[0015] Salvo indicação em contrário, todas as percentagens e quantidades aqui expressadas e em qualquer outra parte do relatório devem ser entendidas como se referem a percentagens em peso. Os valores fornecidos são baseados no peso ativo do material.

[0016] A descrição de modalidades ilustrativas de acordo com os princípios da presente invenção se destina a ser lida em conexão com os desenhos anexos, que devem ser considerados parte de toda a descrição escrita. Na descrição de modalidades da invenção divulgada aqui, qualquer referência à direção ou orientação é meramente destinada por conveniência de descrição e não se destina de qualquer maneira a limitar o escopo da presente invenção. Termos relativos como “inferior”, “superior”, “horizontal”, “vertical”, “acima”, “abaixo”, “em cima”, “embaixo”, “topo” e “fundo”, bem como seus derivados (por exemplo, “horizontalmente”, “para baixo”, “para cima”, etc.) devem ser interpretados por se referirem à orientação descrita ou como mostrado no desenho em discussão. Estes termos relativos destinam-se apenas à descrição por conveniência e não exigem que o aparelho seja construído ou operado em uma orientação particular, a menos que seja explicitamente indicado como tal.

[0017] Termos como “anexados”, “afixados”, “conectados”, “acoplados”, “interconectados” e similares referem-se a uma relação em que as estruturas são seguras ou presas umas às outras, direta ou indiretamente através de estruturas intermediárias, bem como anexos móveis ou rígidos ou relações, a menos que expressamente descrito de outra forma. Além disso, as características e benefícios da invenção são ilustrados por referência às modalidades exemplificadas. Consequentemente, a invenção expressamente não deve ser limitada a tais modalidades exemplares ilustrando alguma possível combinação não limitativa de características que podem existir sozinhas ou em outras combinações de características; o escopo da invenção sendo definido pelas reivindicações anexas.

[0018] Salvo indicação em contrário, todas as percentagens e quantidades aqui expressas e em qualquer outra parte do relatório devem ser entendidas como se referindo a percentagens em peso. Os valores fornecidos são baseados no peso ativo do material. De acordo com o presente pedido, o termo “cerca” significa +/- 5% do valor de referência. De acordo com o presente pedido, o termo “substancialmente livre” é inferior a cerca de 0,1% em peso com base no total do valor referenciado.

[0019] Com referência à Figura 1, o painel de construção 100 da presente invenção pode compreender uma primeira superfície principal 111 oposta a uma segunda superfície principal 112. O painel de teto 100 pode ainda compreender uma superfície lateral 113 que se estende entre a primeira superfície principal 111 e a segunda superfície principal 112, definindo assim um perímetro do painel de teto 100.

[0020] Com referência à Figura 3, a presente invenção pode ainda incluir um sistema de teto 1 compreendendo um ou mais dos painéis de construção 100 instalados em um espaço interior, pelo qual o espaço interior compreende um espaço vazio 3 e um ambiente de espaço ativo 2. O espaço vazio 3 oferece espaço para linhas mecânicas dentro da uma construção (por exemplo, HVAC, encanamento, etc.). O espaço ativo 2 proporciona espaço para os ocupantes do edifício durante o uso normal pretendido do edifício (por exemplo, num edifício de escritórios, o espaço ativo seria ocupado por escritórios contendo computadores, lâmpadas, etc.).

[0021] No estado instalado, os painéis de construção 100 podem ser suportados no espaço interior por um ou mais suportes de apoio 5 paralelos. Cada um dos suportes de apoio 5 pode compreender uma barra T invertida tendo um flange horizontal 31 e uma rede vertical 32. O sistema de teto 1 pode ainda compreender uma pluralidade de primeiros suportes que são substancialmente paralelos uns aos outros e uma pluralidade de segundos suportes que são substancialmente perpendiculares aos primeiros suportes (não ilustrados). Em algumas modalidades, a pluralidade de segundos suportes intersecta a pluralidade de primeiros suportes para criar uma grade de suporte de teto em interseção. O espaço 3 do plenário existe acima da grade de suporte do teto e o ambiente 2 do espaço ativo existe abaixo da grade de suporte do teto. No estado instalado, a primeira superfície principal 111 do painel de construção 100 fica voltada para o ambiente de espaço ativo 2 e a segunda superfície principal 112 do painel de construção 100 fica voltada para o espaço vazio 3.

[0022] Com referência agora às Figuras 1 e 2, o painel de construção 100 da presente invenção pode ter uma espessura de painel tP medida a partir da primeira superfície principal 111 para a segunda superfície principal 112. A espessura do painel tP pode variar de cerca de 4,0 mm para cerca de 25,0 mm - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. Em uma modalidade preferida, a espessura do painel tP pode variar de cerca de 4,0 mm a cerca de 12 mm - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. Em uma modalidade preferida, a espessura do painel tP pode variar de cerca de 5,0 mm a cerca de 6,0 mm - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles.

[0023] A superfície lateral 113 do painel de construção 100 pode compreender uma primeira superfície lateral 113a, uma segunda superfície lateral 113b, uma terceira superfície lateral 113c, e uma quarta superfície lateral 113d. A primeira superfície lateral 113a pode estar oposta à segunda superfície lateral 113b. A terceira superfície lateral 113c pode estar oposta à quarta superfície lateral 113d. As primeira e segunda superfícies laterais 113a, 113b podem estar substancialmente paralelas umas às outras. A terceira e quarta superfícies laterais 113c, 113d podem estar substancialmente paralelas umas às outras. As primeira e segunda superfícies laterais 113a, 113b podem cada uma delas intersectar a terceira e quarta superfícies laterais 113c, 113d para formar o perímetro do painel de teto 100.

[0024] O painel de construção 100 pode ter um comprimento de painel LP como medido entre as terceira e quarta superfícies laterais 113c, 113d (ao longo de pelo menos uma das primeira e segunda superfícies laterais 113a, 113b). O comprimento do painel LP pode variar de cerca de 25,0 cm a cerca de 300,0 cm - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. O painel de construção 100 pode ter uma largura de painel WP entre as primeira e segunda superfícies laterais 113a, 113b (e ao longo de pelo menos uma das terceira e quarta superfícies laterais 113c, 113d). A largura do painel WP pode variar de cerca de 25,0 cm a cerca de 125,0 cm - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. O comprimento do painel LP pode ser o mesmo ou diferente da largura do painel WP.

[0025] O painel de construção 100 pode compreender um corpo 120 tendo uma superfície superior 122 oposta a uma superfície inferior 121 e uma superfície lateral do corpo 123 que se estende entre a superfície superior 122 e a superfície inferior 121, definindo assim um perímetro do corpo 120. O corpo 120 pode ter uma espessura de corpo tB que se estende desde a superfície superior 122 até à superfície inferior 121. A espessura do corpo tB pode ser substancialmente igual à espessura do painel tP.

[0026] A primeira superfície principal 111 do painel de construção 100 pode compreender a superfície inferior 121 do corpo 120. A segunda superfície principal 112 do painel de construção 100 pode compreender a superfície superior 122 do corpo 120. Quando a primeira superfície principal 111 do painel de construção 100 compreende a superfície inferior 121 do corpo 120 e a segunda superfície principal 112 do painel de construção 100 compreende a superfície superior 122 do corpo 120, a espessura do painel tP é substancialmente igual à espessura do corpo tB.

[0027] A superfície lateral do corpo 123 pode compreender uma primeira superfície lateral do corpo 123a, uma segunda superfície lateral do corpo 123b, uma terceira superfície lateral do corpo 123c, e uma quarta superfície lateral do corpo 123d. A primeira superfície lateral do corpo 123a pode estar oposta à segunda superfície lateral do corpo 123b. A terceira superfície lateral do corpo 123c pode estar oposta à quarta superfície lateral do corpo 123d. A primeira superfície lateral 113a do painel de construo 100 pode compreender a primeira superfície do lado do corpo 123a do corpo 120. A segunda superfície lateral 113b do painel de construção 100 pode compreender a segunda superfície do lado do corpo 123b do corpo 120. A terceira superfície lateral 113c do painel de construção 100 pode compreender a terceira superfície lateral do corpo 123c do corpo 120. A quarta superfície lateral 113d do painel de construção 100 pode compreender a quarta superfície lateral do corpo 123d do corpo 120.

[0028] As primeira e segunda superfícies laterais do corpo 123a, 123b podem interseccionar as terceira e quarta superfícies laterais do corpo 123c, 123d para formar o perímetro do corpo 120. O corpo 120 pode ter uma largura que é substancialmente igual à largura do painel WP - como medido entre as primeira e segunda superfícies do lado do corpo 123a, 123b. O corpo 120 pode ter uma largura que é substancialmente igual ao comprimento do painel LP - como medido entre as terceira e quarta superfícies laterais do corpo 123c, 123d.

[0029] Um revestimento pode ser aplicado a qualquer uma da superfície superior 122, superfície inferior 121, primeira superfície lateral do corpo 123a, segunda superfície lateral do corpo 123b, terceira superfície lateral do corpo 123c, e/ou quarta superfície lateral do corpo 123d do corpo 120. O revestimento pode ser contínuo ou descontínuo. O revestimento pode compreender pigmento. Para o revestimento que pode ser aplicado à superfície inferior 121 do corpo 120, a primeira superfície principal 111 do painel de construção 100 compreenderá o revestimento. Para o revestimento que pode ser aplicado à superfície lateral 123 do corpo 120, a superfície lateral 113 compreenderá o revestimento.

[0030] O corpo 120 pode ser poroso, permitindo assim o fluxo de ar através do corpo 120 entre a superfície superior 122 e a superfície inferior 121 - como discutido mais adiante. O corpo 120 pode ser formado a partir de um material de construção e um aglutinante de látex. O corpo 120 pode ter uma densidade de pelo menos 75 kg/m3.

[0031] O aglutinante de látex pode estar presente em uma quantidade que varia de uma quantidade diferente de zero até cerca de 15% em peso com base no peso seco total do corpo 120 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. Em uma modalidade preferida, o aglutinante de látex pode estar presente em uma quantidade que varia desde cerca de 1% em peso até cerca de 15% em peso com base no peso seco total do corpo 120 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. Em uma modalidade preferida, o aglutinante de látex pode estar presente em uma quantidade que varia desde cerca de uma quantidade diferente de zero, de preferência pelo menos 1% em peso até cerca de 10% em peso com base no peso seco total do corpo 120 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. O aglutinante de látex pode estar presente em uma quantidade que varia de cerca de 5% em peso a cerca de 8% em peso com base no peso seco total do corpo 120 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles.

[0032] A frase “peso seco” refere-se ao peso de um componente referenciado sem o peso de qualquer veículo. Assim, ao calcular as porcentagens em peso dos componentes no estado seco, o cálculo deve ser baseado somente nos componentes sólidos (por exemplo, aglutinante, enchimento, componente hidrofóbico, fibras, etc.) e deve excluir qualquer quantidade de veículo residual (por exemplo, água, solvente VOC) que ainda pode estar presente a partir de um estado úmido, que será discutido mais adiante. De acordo com a presente invenção, a frase “estado seco” também pode ser usada para indicar um componente que é substancialmente livre de um veículo, em comparação com o termo “estado úmido”, que se refere àquele componente que ainda contém várias quantidades de veículo - como discutido aqui mais adiante.

[0033] O aglutinante de látex pode compreender um polímero com pelo menos um grupo funcional que tem uma carga iônica ou é capaz de criar uma carga iônica. A carga iônica pode ser aniônica ou catiônica. O polímero pode compreender grupos funcionais que são aniônicos e catiônicos, no entanto, esse polímero irá exibir uma quantidade maior de grupos aniônicos ou catiônicos resultando no polímero sendo ou catiônico ou aniônico no total.

[0034] O polímero usado no aglutinante de látex pode ser formado a partir do produto de polimerização de um ou mais monômeros insaturados. Exemplos não limitativos de monômeros insaturados incluem um monômero de ácido carboxílico etilenicamente insaturado, monômeros de vinila não iônicos, e compostos contendo amina etilenicamente insaturada, e combinações dos mesmos.

[0035] O monômero de ácido carboxílico insaturado pode incluir o monômero de ácido carboxílico C3-C8 α,β- etilenicamente insaturado com a fórmula geral:

onde R é H, -COOX ou . RCH=C—COOH R' é H, alquila C1-C4 ou -CH2-COOX; e X é H ou alquila C1-C4.

[0036] Exemplos não limitativos do monômero de ácido carboxílico insaturado podem incluir ácido acrílico; ácido metacrílico; uma mistura de ácido acrílico e ácido metacrílico; ácido itacônico; ácido fumárico; ácido crotônico; ácido aconítico, ácido maleico, vários ácidos acrílicos a-substituídos, tais como o ácido a-etacrílico, o ácido α-propil-acrilico e o ácido a-butil-acrílico, e meio ésteres destes ácidos policarboxílicos e misturas destes ácidos policarboxílicos.

[0037] O grupo ácido carboxílico presente no esqueleto do polímero do aglutinante de látex pode formar um íon carboxilato, COO-, que é capaz de formar um íon com uma carga negativa (isto é, carga aniônica). Assim, a quantidade de grupos de ácido carboxílico presentes no esqueleto do polímero terá impacto na carga iônica resultante do aglutinante de látex. Os polímeros formados a partir de maiores quantidades relativas do monômero de ácido carboxílico insaturado irão aumentar a natureza aniônica do aglutinante de látex resultante.

[0038] O monômero de vinila não iônico pode incluir um monômero de vinila C2-C12 α,β-etilenicamente insaturado. O monómero de vinila C2-C12 α,β-etilenicamente insaturado, com a fórmula geral: CH2=CYZ onde Y é H, CH3 ou Cl; Z é -COOX’, CH=CH2, -C6H4-R”, CN ou Cl; X' é alquila C1-C8 ou hidroxialquila C2-C8; R” é H, Cl, Br ou alquila C1-C4.

[0039] Os exemplos não limitativos do monômero de vinila não iônico incluem os ésteres alquila C1-C8 e hidroxialquílicos C2-C8 de ácido acrílico e metacrílico, tais como acrilato de etila, metacrilato de etila, metacrilato de metila, acrilato de 2-etil-hexila, acrilato de butila, metacrilato de butila, acrilato de 2-hidroxietila, metacrilato de 2-hidroxibutila; estireno, viniltolueno, t-butilestireno, isopropilestireno e p-cloroestireno; acetato de vinila, butirato de vinila, caprolato de vinila; acrilonitrila, metacrilonitrila, butadieno, isopreno, cloreto de vinila cloreto de vinilideno e semelhantes. Adicionalmente, um éster de monovinila tal como acrilato de etila ou uma mistura dos mesmos com estireno, acrilato de hidroxietila, acrilonitrila, cloreto de vinila ou acetato de vinila pode ser preferido. O monômero de vinila não iônico descrito acima pode ser uma mistura de comonômeros.

[0040] Os compostos contendo amina etilenicamente insaturada podem ser compostos tendo um ou dois grupos insaturados, bem como um grupo amina. Exemplos não limitativos do composto contendo amina etilenicamente insaturada incluem N- alilmetacrilamida.

[0041] O grupo amina presente no esqueleto polimérico do aglutinante de látex pode formar um íon carregado positivamente, N+, (isto é, carga catiônica). Assim, a quantidade de composto contendo amina etilenicamente insaturada presente no esqueleto do polímero terá impacto na carga iônica resultante do aglutinante de látex. Os polímeros formados a partir de maiores quantidades relativas do composto contendo amina etilenicamente insaturada aumentam a natureza catiônica do aglutinante de látex resultante.

[0042] O polímero que forma o aglutinante de látex pode ter uma temperatura de transição vítrea que varia de cerca de 50°C a cerca de 120°C - incluindo todas as temperaturas e subfaixas entre elas. Em uma modalidade preferida, o polímero que forma o aglutinante de látex pode ter uma temperatura de transição vítrea que varia entre cerca de 60°C e cerca de 110°C - incluindo todas as temperaturas e subfaixas entre elas.

[0043] Os materiais de construção da presente invenção podem incluir fibra, enchimento e combinações dos mesmos. O material de construção pode estar presente em uma quantidade que varia de cerca de 75% em peso a cerca de 99% em peso com base no peso total do corpo 120 - incluindo todos as quantidades e subfaixas entre eles.

[0044] As fibras podem ser fibras orgânicas, fibras inorgânicas ou uma mistura das mesmas. Exemplos não limitativos de lã mineral de fibras inorgânicas (também conhecida como lã de escória), lã de rocha, lã de pedra e fibras de vidro. Exemplos não limitativos de fibras orgânicas incluem fibra de vidro, fibras celulósicas (por exemplo, fibra de papel - tal como jornal, fibra de cânhamo, fibra de juta, fibra de linho, fibra de madeira ou outras fibras naturais), fibras de polímero (incluindo poliéster, polietileno, aramida - isto é, poliamida aromática e/ou polipropileno), fibras de proteína (por exemplo, lã de ovelha) e combinações das mesmas. As fibras podem estar presentes em uma quantidade que varia entre cerca de 5% em peso a cerca de 99% em peso com base no peso seco total do corpo 120 - incluindo todos os valores e subfaixas entre elas.

[0045] O material de enchimento pode ser material de enchimento orgânico, material de enchimento inorgânico ou uma mistura dos mesmos. Exemplos não limitativos de enchimento inorgânico podem incluir pós de carbonato de cálcio, incluindo calcário, dióxido de titânio, areia, sulfato de bário, argila, mica, dolomita, sílica, talco, perlita, gesso, volastonita, perlita expandida, calcita, trihidrato de alumínio, pigmentos, óxido de zinco ou sulfato de zinco. Exemplos não limitativos de enchimento orgânico podem incluir partículas de polímero orgânico.

[0046] O material de enchimento pode estar presente em uma quantidade que varia de cerca de 25% em peso a cerca de 99% em peso com base no peso seco total do corpo 120 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. O material de enchimento pode ter um tamanho de partícula que varia de cerca de 50 micra a cerca de 700 micra - incluindo todos os tamanhos e subfaixas entre eles. Em uma modalidade preferida, o material de enchimento pode ter um tamanho de partícula que varia de cerca de 2,0 micra a cerca de 1000,0 micra - incluindo todos os tamanhos e subfaixas entre eles.

[0047] O corpo 120 pode ainda compreender aditivos - tais como antiespumantes, agentes umectantes, biocidas, agentes dispersantes, retardadores de chama e semelhantes. O aditivo pode estar presente em uma quantidade que varia desde cerca de 0,01% em peso a cerca de 30% em peso com base no peso seco total do corpo 120 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles.

[0048] Durante a fabricação do painel de construção 100 da presente invenção, pelo menos um dos materiais de construção pode ser pré-tratado com um componente de modificação de carga antes de ser combinado com o aglutinante de látex.

[0049] O componente modificador de carga pode ser iônico - tendo uma carga catiônica ou aniônica. Exemplos não limitativos do componente modificador de carga catiônica incluem sulfato de alumínio, poli(cloreto de dialildimetilamônio) e combinações dos mesmos. O componente modificador de carga pode estar presente em uma quantidade variando de cerca de 0,1% em peso a cerca de 4,0% em peso com base no peso seco total do corpo 120 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles.

[0050] Com referência agora à Figura 4, a produção geral do painel de construção 100 inclui, mas não está limitado a, primeiro selecionar um material de construção que tenha uma primeira carga iônica. A primeira carga iônica do material de construção pode ser aniônica ou catiônica. Subsequentemente, um componente modificador de carga é adicionado ao material de construção, desse modo pré- tratando o material de construção com o componente modificador de carga para formar um material de construção modificado por carga. O componente modificador de carga compreende uma segunda carga iônica que pode ser aniônica ou catiônica. A segunda carga iônica do componente modificador de carga e a primeira carga iônica do material de construção têm cargas opostas.

[0051] Para os propósitos desta invenção, o termo “carga oposta” refere-se a íons positivamente carregados (isto é, cátion ou “carga catiônica”) e íons negativamente carregados (isto é, ânion ou “carga aniônica”). Os íons com cargas opostas podem variar na força. Por exemplo, a primeira carga iônica do material de construção pode ter uma carga aniônica fraca e a segunda carga iônica do componente modificador de carga pode ter uma carga catiônica forte. Embora a força possa diferir, a primeira e a segunda carga iônica ainda são opostas porque cada uma tem uma carga líquida total diferente de positiva versus negativa. O tipo e a força da carga iônica (isto é, catiônica ou aniônica) de um material podem ser medidos de acordo com a titulação do polieletrólito com um detector de corrente de transmissão, especificamente pelo analisador de carga de partículas Mutek PCD 02. A titulação é realizada com padrões catiônicos (DADMAC) ou aniônicos (PVSK) conhecidos.

[0052] O material de construção modificado por carga pode então ser combinado com um aglutinante de látex tendo uma terceira carga iônica que pode ser aniônica ou catiônica. A terceira carga iônica do aglutinante de látex e a primeira carga iônica do material de construção têm a mesma carga. O aglutinante de látex e o material de construção modificado por carga podem então ser misturados e processados adicionalmente no painel de construção 100 da presente invenção.

[0053] Para os propósitos desta invenção, o termo “mesma carga” refere-se a íons que são ambos carregados positivamente (cátion ou “carga catiônica”) ou ambos carregados negativamente (ânion ou “carga aniônica”). A primeira e a segunda cargas iônicas podem se fortalecer, desde que a carga líquida total seja tanto negativa quanto positiva. Por exemplo, a primeira carga iônica do material de construção pode ter uma carga aniônica fraca e a terceira carga iônica do aglutinante de látex pode ter uma carga aniônica forte. Embora a força possa diferir, a primeira e a terceira cargas iônicas ainda são a mesma carga, porque cada uma tem a mesma carga líquida total de positiva (ou negativa).

[0054] Como discutido, o componente de modificação de carga modifica a carga de pelo menos um dos materiais de construção de tal forma que o material de construção modificado por carga resultante tem maior compatibilidade com o aglutinante de látex. O resultado é uma melhor união entre o aglutinante de látex e o material de construção, proporcionando assim um painel de construção que melhorou a resistência mecânica e a resistência à flexão em ambientes de alta umidade em comparação com um painel de construção com a mesma quantidade relativa de aglutinante de látex e material de construção mas sem qualquer pré-tratamento dos materiais de construção com o componente de modificação de carga. De acordo com a presente invenção, o termo “alta umidade” refere-se a ambientes com umidade relativa (RH) de pelo menos 80%.

[0055] Além disso, o corpo 120 da presente invenção é uma estrutura porosa (também referida como “corpo poroso”). O corpo 120 pode ser poroso o suficiente para permitir um fluxo de ar suficiente através do corpo 120 (sob condições atmosféricas) para o painel de construção 100 funcionar como um painel de teto acústico, que requer propriedades relacionadas à redução de ruído e propriedades de atenuação do som - como discutido mais adiante.

[0056] O corpo 120 da presente invenção pode ter uma porosidade variando de cerca de 60% a cerca de 98% - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. Em uma modalidade preferida, o corpo 120 tem uma porosidade variando de cerca de 75% a 95% - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. De acordo com a presente invenção, a porosidade refere-se ao seguinte: % Porosidade = [VTotal - (VAglutinante + VFibra + VCMC + VEnchimento)] / VTotal Onde VTotal refere-se ao volume total do corpo 120 definido pela superfície superior 122, a superfície inferior 121, e as superfícies laterais do corpo 123. VAglutinante refere-se ao volume total ocupado pelo aglutinante de látex no corpo 120. VFibra refere-se ao volume total ocupado pelas fibras 130 no corpo 120. VEnchimento refere-se ao volume total ocupado pelo enchimento no corpo 120. VCMC refere-se ao volume total ocupado pelo componente modificador de carga no corpo 120. Assim, a % de porosidade representa a quantidade de volume livre dentro do corpo 120.

[0057] De acordo com a presente invenção, o pré-tratamento de pelo menos um dos materiais de construção com o componente modificador de carga fornece um painel de construção com menos aglutinante de látex que tenha a mesma resistência mecânica e resistência à flexão que um painel de construção sem pré-tratamento dos mesmos materiais de construção e mais aglutinante de látex. Com menos aglutinante de látex, menos volume no corpo 120 é ocupado pelo aglutinante (VAglutinante), aumentando assim a porosidade do corpo 120. O aumento da porosidade resulta no corpo 120 tendo um melhor fluxo de ar (isto é, menor resistência ao fluxo de ar), que se traduz em um painel de construção mais adequado para aplicações acústicas.

[0058] O corpo 120 pode ter uma resistência ao fluxo de ar que é medida através do corpo 120 entre as superfícies superior e inferior 121, 122. A resistência do fluxo de ar é medida pela seguinte fórmula: R = (PA - PATM) / V Onde R é a resistência do fluxo de ar (medida em ohms); PA é a pressão de ar aplicada; PATM é a pressão do ar atmosférico; e V é fluxo de ar volumétrico. A resistência do fluxo de ar do corpo 120 pode variar de cerca de 0,5 ohm a cerca de 50 ohms - incluindo todas as resistências e subfaixas entre elas. Em uma modalidade preferida, a resistência ao fluxo de ar do corpo 120 pode variar de cerca de 0,5 ohms a cerca de 35 ohms - incluindo todas as resistências e subfaixas entre elas.

[0059] O corpo 120 da presente invenção pode ser poroso o suficiente para exibir fluxo de ar suficiente para o painel de construção resultante 100 para ter a capacidade de reduzir a quantidade de som refletido em um espaço. A redução na quantidade de som refletido em um espaço é expressa por uma classificação do Coeficiente de Redução de Ruído (NRC), conforme descrito no método de teste C423 da Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM). Esta classificação é a média dos coeficientes de absorção sonora nas bandas de quatro 1/3 oitavas (250, 500, 1000 e 2000 Hz), onde, por exemplo, um sistema com NRC de 0,90 tem cerca de 90% da capacidade de absorção de um absorvedor ideal. Um valor mais alto de NRC indica que o material proporciona melhor absorção sonora e reflexão sonora reduzida.

[0060] O painel de construção 100 da presente invenção exibe um NRC de pelo menos cerca de 0,5. Em uma modalidade preferida, o painel de construção 100 da presente invenção pode ter um NRC variando entre cerca de 0,60 e cerca de 0,99 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles.

[0061] Além de reduzir a quantidade de som refletido em um ambiente de espaço único, o painel de construção 100 da presente invenção também deve ser capaz de exibir atenuação de som superior - que é uma medida da redução de som entre um ambiente de espaço ativo 2 e um espaço plenário 3. A ASTM desenvolveu o método de teste E1414 para padronizar a medição da atenuação sonora aérea entre ambientes de espaço 3 compartilhando um espaço plenário comum 3. A classificação derivada desse padrão de medição é conhecida como Classe de Atenuação de Teto (CAC). Materiais de teto e sistemas tendo valores de CAC mais altos têm uma maior capacidade de reduzir a transmissão de som através do espaço plenário 3 - ou seja, função de atenuação de som. Os painéis de construção 100 da presente invenção podem exibir um valor de CAC de 30 ou superior, de um modo preferido, 35 ou superior.

[0062] Com referência agora à Figura 5, a presente invenção fornece um painel de construção 100 formado a partir de aglutinante de látex e fibra, em que a fibra foi pré-tratada com o componente de modificação de carga.

[0063] De acordo com algumas modalidades, a fibra pode ser uma fibra inorgânica (tal como lã mineral, fibra de vidro, etc.), que tem uma primeira carga iônica que é aniônica. Para a lã mineral, a natureza aniônica da primeira carga pode derivar dos óxidos e metal inorgânicos presentes na lã mineral. Em seguida, um componente modificador de carga tendo uma segunda carga iônica que é catiônica é adicionado às fibras inorgânicas, pré-tratando assim as fibras inorgânicas para formar um material fibroso modificado por carga. A segunda carga iônica (catiônica) do componente modificador de carga é oposta à primeira carga iônica (aniônica) das fibras inorgânicas.

[0064] O pré-tratamento das fibras inorgânicas pode ser realizado adicionando as fibras inorgânicas e o componente modificador de carga juntos em um banho contendo água (também referido como uma suspensão aquosa). A temperatura da suspensão aquosa pode variar entre cerca de 4,0°C e cerca de 66,0°C - incluindo todas as temperaturas e subfaixas existentes entre elas. A suspensão aquosa tem um pH máximo de cerca de 7 - de preferência inferior a cerca de 7. As fibras inorgânicas e a suspensão aquosa podem ser agitadas durante um período desde cerca de 2,0 minutos a cerca de 60,0 minutos - incluindo todos os tempos e subfaixas entre elas.

[0065] Subsequentemente, o aglutinante de látex é adicionado à suspensão aquosa. O aglutinante de látex compreende polímero tendo uma terceira carga iônica que aniônica. A terceira carga iônica do aglutinante de látex é a mesma carga que a primeira carga iônica da fibra inorgânica. A terceira carga iônica do aglutinante de látex é a carga oposta como a segunda carga iônica do componente modificador de carga.

[0066] A mistura de aglutinante de látex e material fibroso modificado por carga pode ser agitada por um período de tempo que varia de cerca de 2,0 minutos a cerca de 60,0 minutos - incluindo todos os tempos e subfaixas entre eles - e a uma temperatura variando de cerca de 4,0°C a cerca de 66,0°C - incluindo todas as temperaturas e subfaixas entre elas.

[0067] A suspensão aquosa pode então ser processada adicionalmente no corpo 120 da presente invenção por meio de um processo padrão por via úmida. O corpo 120 no estado úmido pode ser aquecido a uma temperatura elevada que varia entre cerca de 60°C e cerca de 300°C - incluindo todos os valores e subfaixas entre elas - para secar o corpo 120 do estado úmido para o estado seco.

[0068] De acordo com esta modalidade, o componente modificador de carga pode estar presente em uma quantidade que varia desde cerca de 0,1% em peso a cerca de 2,5% em peso com base no peso seco total do corpo 120 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. O corpo resultante 120 pode ter uma densidade que varia entre cerca de 100 kg/m3 e cerca de 600 kg/m3. A quantidade total de aglutinante de látex pode estar presente em apenas 7% em peso com base no peso total do corpo 120 enquanto ainda exibe resistência mecânica suficiente para suportar a flexão em ambientes de elevada umidade.

[0069] De acordo com outras modalidades, o painel de construção 100 pode ser formado a partir de fibra orgânica (tal como fibra celulósica) com uma primeira carga iônica que é catiônica. De acordo com estas modalidades, o componente modificador de carga pode ter uma segunda carga iônica que é aniônica e é adicionado às fibras orgânicas, pré-tratando assim as fibras orgânicas para formar um material fibroso modificado por carga. A segunda carga iônica (aniônica) do componente modificador de carga é oposta à primeira carga iônica (catiônica) da fibra orgânica.

[0070] O pré-tratamento das fibras orgânicas pode ser realizado pela mesma metodologia estabelecida com relação ao pré-tratamento das fibras inorgânicas, exceto que o pH da suspensão aquosa pode ter um pH máximo de cerca de 8,0, mas preferencialmente menor que cerca de 7,0.

[0071] Em seguida, aglutinante de látex é adicionado à suspensão aquosa. O aglutinante de látex inclui um polímero com uma terceira carga iônica que é catiônica. A terceira carga iônica do aglutinante de látex é a mesma carga que a primeira carga iônica da fibra inorgânica. A mistura de aglutinante de látex e material fibroso modificado por carga pode ser processada adicionalmente no corpo 120 de acordo com os mesmos parâmetros de processo estabelecidos em relação à fibra inorgânica, como discutido anteriormente.

[0072] Com referência agora à Figura 6, a presente invenção fornece um painel de construção 100 que compreende um corpo 120 que é formado de aglutinante de látex, fibra e partículas, em que as partículas foram pré-tratadas com o componente modificador de carga. O painel de construção 100 destas modalidades pode ainda compreender um tecido não tecido acoplado à superfície inferior 111 do corpo 120 (não ilustrado).

[0073] De acordo com uma modalidade, as partículas podem ser uma primeira partícula inorgânica (tal como perlita) que tem uma primeira carga iônica que é aniônica. Em seguida, um componente modificador de carga tendo uma segunda carga iônica que é catiônica é adicionado às primeiras partículas inorgânicas, pré-tratando assim as primeiras partículas inorgânicas para formar uma partícula inorgânica modificada por carga. A segunda carga iônica (catiônica) do componente modificador de carga é oposta à primeira carga iônica (aniônica) das primeiras partículas inorgânicas.

[0074] O pré-tratamento das primeiras partículas inorgânicas pode ser realizado adicionando as primeiras partículas inorgânicas e o primeiro componente modificador de carga em conjunto em um banho contendo água (também referido como uma suspensão aquosa). A temperatura da suspensão aquosa pode variar entre cerca de 4,0°C e cerca de 66,0°C - incluindo todas as temperaturas e subfaixas existentes entre elas. A suspensão aquosa tem um pH máximo de cerca de 7 - de preferência inferior a cerca de 7. As primeiras partículas inorgânicas e o primeiro componente modificador de carga na suspensão aquosa podem ser agitados durante um período desde cerca de 2,0 minutos a cerca de 60,0 minutos - incluindo todos os tempos e subfaixas entre eles.

[0075] De acordo com algumas modalidades, uma segunda partícula inorgânica pode opcionalmente ser adicionada à suspensão aquosa e pré-tratada com um segundo componente modificador de carga. A segunda partícula inorgânica pode ser selecionada de argila, carbonato de cálcio ou combinações dos mesmos. A segunda partícula inorgânica pode ter uma carga iônica que é a mesma carga que a primeira partícula inorgânica - que, de acordo com esta modalidade, é aniônica. O segundo componente modificador de carga pode ser o mesmo que o primeiro componente modificador de carga - isto é, o segundo componente modificador de carga tendo uma carga iônica que é a mesma que a segunda carga iônica, que de acordo com esta modalidade é catiônica.

[0076] De acordo com algumas modalidades, o painel de construção pode compreender apenas a segunda partícula inorgânica modificada por carga e ser substancialmente livre da primeira partícula inorgânica modificada por carga. Dito de outra forma, em algumas modalidades, o painel de construção 100 pode compreender uma partícula modificada por carga de argila e/ou carbonato de cálcio sem quaisquer partículas modificadas por carga de perlita.

[0077] Em seguida, aglutinante de látex e fibra podem ser adicionados à suspensão aquosa. O aglutinante de látex e a fibra podem ser adicionados simultaneamente. A fibra pode ser adicionada antes que o aglutinante de látex seja adicionado (ou vice-versa). O aglutinante de látex compreende polímero tendo uma terceira carga iônica que aniônica. A terceira carga iônica do aglutinante de látex é a mesma que a primeira carga iônica das primeiras partículas inorgânicas. A fibra pode ser fibra inorgânica e ter uma quarta carga iônica que é aniônica. A quarta carga iônica da fibra inorgânica pode ser a mesma que a primeira carga iônica das primeiras partículas inorgânicas.

[0078] A mistura de aglutinante de látex, fibra inorgânica e material fibroso modificado por carga pode ser agitada por um período de tempo que varia de cerca de 2,0 minutos a cerca de 60,0 minutos - incluindo todos os tempos e subfaixas entre eles - e temperatura variando entre cerca de 4,0°C e cerca de 66,0°C - incluindo todas as temperaturas e subfaixas entre elas.

[0079] A suspensão aquosa pode então ser processada adicionalmente no corpo 120 da presente invenção por meio de um processo padrão por via úmida. O corpo 120 no estado úmido pode ser aquecido a uma temperatura elevada que varia entre cerca de 60°C e cerca de 300°C - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles - para secar o corpo 120 do estado úmido para o estado seco.

[0080] De acordo com esta modalidade, o componente modificador de carga pode estar presente em uma quantidade variando de cerca de 0,1% em peso a cerca de 4,0% em peso com base no peso seco total do corpo 120 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. A partícula inorgânica de carga modificada pode estar presente em uma quantidade que varia desde cerca de 5% em peso a cerca de 60% em peso com base no peso seco total do corpo 120. O corpo resultante 120 pode ter uma densidade variando de cerca de 100 kg/m3 a cerca de 400 kg/m3. A quantidade total de aglutinante de látex pode estar presente em apenas 5% em peso com base no peso total do corpo 120 enquanto ainda exibe resistência mecânica suficiente para suportar a flexão em ambientes de elevada umidade.

[0081] De acordo com outras modalidades, as partículas podem ser uma partícula orgânica que tem uma primeira carga iônica que é catiônica. Em seguida, um componente modificador de carga tendo uma segunda carga iônica que é aniônica é adicionado às partículas orgânicas, pré-tratando assim as partículas orgânicas para formar uma partícula orgânica modificada por carga. A segunda carga iônica (aniônica) do componente modificador de carga é oposta à primeira carga iônica (catiônica) das partículas orgânicas.

[0082] O pré-tratamento das partículas orgânicas pode ser realizado pela mesma metodologia estabelecida em relação ao pré-tratamento das fibras inorgânicas, exceto que o pH da suspensão aquosa pode ter um pH máximo de cerca de 8,0, mas preferivelmente menor que cerca de 7,0.

[0083] Em seguida, aglutinante de látex e fibra podem ser adicionados à suspensão aquosa. O aglutinante de látex e a fibra podem ser adicionados simultaneamente ou a fibra pode ser adicionada antes do aglutinante de látex ser adicionado (ou vice-versa). O aglutinante de látex compreende polímero tendo uma terceira carga iônica que é catiônica. A terceira carga iônica do aglutinante de látex é a mesma que a primeira carga iônica das partículas orgânicas. A fibra pode ser fibra orgânica e ter uma quarta carga iônica que é catiônica. A quarta carga iônica da fibra orgânica pode ser a mesma que a primeira carga iônica das partículas orgânicas.

[0084] A mistura de aglutinante de látex, fibras e partículas orgânicas modificadas por carga podem ser adicionalmente processadas no corpo 120 de acordo com os mesmos parâmetros de processo estabelecidos em relação às partículas inorgânicas, como discutido anteriormente.

[0085] Com referência agora às Figuras 7 e 8, um painel de construção 400 é ilustrado de acordo com outra modalidade da presente invenção. O painel de construção 400 é semelhante ao painel de construção 100, exceto conforme descrito abaixo. A descrição do painel de construção 100 acima geralmente se aplica ao painel de construção 400 descrito abaixo, exceto no que diz respeito às diferenças especificamente indicadas abaixo. Um esquema de numeração semelhante será usado para o painel de construção 400, tal como com o painel de construção 100, exceto que a série de números de 400 será usada.

[0086] O painel de construção 400 pode compreender uma primeira superfície principal 411 oposta a uma segunda superfície principal 412. O painel de construção 400 pode ainda compreender uma superfície lateral 413 que se estende entre a primeira superfície principal 411 e a segunda superfície principal 412, definindo assim um perímetro do painel de teto 400. O painel de construção 400 pode ter uma espessura de painel t0 que se estende desde a primeira superfície principal 411 até à segunda superfície principal 412. A espessura do painel t0 pode variar de cerca de 12 mm a cerca de 40 mm - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. O painel de construção 400 exibe uma resistência superior à formação de manchas, pelo menos, na primeira superfície principal 411.

[0087] O painel de construção 400 pode compreender um corpo 420 tendo uma superfície superior 422 oposta a uma superfície inferior 421 e uma superfície lateral do corpo 423 que se estende entre a superfície superior 422 e a superfície inferior 421, definindo assim um perímetro do corpo 420. O corpo 420 pode ter uma espessura do corpo t1 que se estende desde a superfície superior 422 à superfície inferior 221. A espessura do corpo t1 pode variar de cerca de 12 mm a cerca de 40 mm - incluindo todos os valores e subfaixas entre elas.

[0088] O corpo 420 é uma estrutura porosa, permitindo o fluxo de ar através do corpo 420 entre a superfície superior 422 e a superfície inferior 421 - como discutido aqui. O corpo 420 pode ser compreendido por aglutinante de látex e fibras 430 - como discutido anteriormente. Em algumas modalidades, o corpo 420 pode ainda compreender um enchimento e/ou aditivos.

[0089] O painel de construção 400 pode ainda compreender um tecido não tecido 440 tendo uma primeira superfície principal 441 oposta a uma segunda superfície principal 442. A segunda superfície principal 442 do tecido não tecido 440 pode ficar voltada para a superfície inferior 421 do corpo 420. Em algumas modalidades, a segunda superfície principal 442 do tecido não tecido 440 pode estar em contato direto com a superfície inferior 421 do corpo 420 - não havendo camadas intervenientes. Em algumas modalidades, o tecido não tecido 440 pode ser aderido ao corpo 420 por meio de um adesivo presente entre a segunda superfície principal 442 do tecido não tecido 440 e a superfície inferior 421 do corpo 420. A superfície superior 422 do corpo 420 pode permanecer exposta.

[0090] O tecido não tecido 440 da presente invenção pode ser formado a partir de fibra de vidro. O tecido não tecido pode ser hidrofóbico por natureza. O tecido não tecido pode ter uma espessura t2 que varia de cerca de 0,3 mm a cerca de 1,0 mm - incluindo todas as espessuras e subfaixas entre elas. O tecido não tecido pode ter uma primeira resistência ao fluxo de ar - como medida entre a primeira e segunda superfícies principais 441, 442 do tecido não tecido 440 - que varia de cerca de 40 MKS Rayls a cerca de 250 MKS Rayls - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. O tecido não tecido 440 pode ter uma densidade que varia de cerca de 50 g/m3 a cerca de 200 g/m3 - incluindo todas as densidades e subfaixas entre elas.

[0091] O painel de construção 400 pode compreender um revestimento de face 460 aplicado diretamente à primeira superfície principal 441 do tecido não tecido 440. A primeira superfície principal 411 do painel de construção 400 pode compreender o revestimento de face 460. O revestimento de face 460 pode, no estado seco, estar presente em uma quantidade que varia de cerca de 5 g/m2 a cerca de 40 g/m2 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. A segunda camada 260 pode ser descontínua.

[0092] O revestimento de face 460 pode compreender aglutinante. Exemplos não limitativos de aglutinante podem incluir um aglutinante de poliuretano, aglutinante de poliéster, aglutinante baseado em epóxi (isto é, resina epóxi curada), álcool polivinílico (PVOH), um látex e uma combinação de dois ou mais dos mesmos. O aglutinante pode estar presente no revestimento de face 460 em uma quantidade que varia desde cerca de 1% em peso a cerca de 25% em peso com base no peso total do revestimento de face 460 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles.

[0093] O revestimento de face 460 pode compreender material de enchimento. Exemplos não limitativos de enchimento podem incluir pós de carbonato de cálcio, incluindo calcário, dióxido de titânio, areia, sulfato de bário, argila, mica, dolomita, sílica, talco, perlita, polímeros, gesso, volastonita, perlita expandida, calcita, triidrato de alumínio, pigmentos, óxido de zinco ou sulfato de zinco. O enchimento pode estar presente em uma quantidade que varia de cerca de 25% em peso a cerca de 99% em peso com base no peso seco total do revestimento de face 460 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles.

[0094] O revestimento de face 460 pode compreender um componente hidrofóbico. Exemplos não limitativos do componente hidrofóbico incluem ceras, silicones, aditivos contendo flúor e combinações dos mesmos - como discutido adicionalmente aqui.

[0095] A cera pode ter um peso molecular numérico médio que varia de cerca de 100 a cerca de 10.000 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. A cera pode ter um ponto de fusão (Tm) variando de cerca de 0°C a cerca de 150°C - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. Em uma modalidade preferida, a cera pode ter um ponto de fusão variando entre cerca de 8°C e cerca de 137°C - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles. A cera pode apresentar menos de 20% em peso de perda de peso quando aquecida a uma temperatura de cerca de 260°C. Em uma modalidade preferida, a cera pode exibir menos de 12% em peso de perda de peso quando aquecida a uma temperatura de cerca de 260°C.

[0096] Exemplos não limitativos de cera incluem cera de parafina (isto é, cera derivada do petróleo), cera de poliolefina, bem como ceras que ocorrem naturalmente e misturas das mesmas. Exemplos não limitativos de cera de poliolefina incluem cera de polietileno de alta densidade (“HDPE”), cera de polipropileno, cera de polibuteno, cera de polimetilpenteno e combinações das mesmas. Ceras de ocorrência natural podem incluir ceras de plantas, ceras de animais e combinações das mesmas. Exemplos não limitativos de ceras animais incluem cera de abelha, cera de sebo, cera de lanolina, cera à base de gordura animal e combinações das mesmas. Exemplos não limitativos de ceras vegetais incluem cera à base de soja, cera de carnaúba, cera uricuri, cera de palma, cera de candelila e combinações das mesmas.

[0097] O componente hidrofóbico pode ser aplicado como uma emulsão à base de água. A emulsão pode ser aniônica ou não iônica. A emulsão pode ter um teor de sólidos (isto é, a quantidade de cera dentro do componente hidrofóbico) variando de cerca de 20% em peso a cerca de 60% em peso com base na emulsão - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles.

[0098] O silicone pode ser selecionado a partir de um silano, um siloxano e misturas dos mesmos. Exemplos não limitativos de siloxano incluem dimetilsiloxano, silsesquioxano, aminoetilaminopropilsilsesquioxano, octametilciclotetrassiloxano e combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, o siloxano pode ser terminado com hidroxila.

[0099] Exemplos não limitativos de silanos incluem compostos saturados tendo átomos de hidrogênio e silício e são ligados exclusivamente por ligações simples. Cada átomo de silício possui 4 ligações (ligações Si-R ou Si-Si), em que R pode ser hidrogênio (H) ou um grupo alquila C1-C10 - incluindo mas não limitado a metila, etila, propila, butila, etc. Cada grupo R é unido a um átomo de silício (ligações H-Si). Uma série de átomos de silício ligados é conhecida como esqueleto de silício ou espinha dorsal de silício. O número de átomos de silício é usado para definir o tamanho do silano (por exemplo, Si2-silano). Um grupo silila é um grupo funcional ou uma cadeia lateral que, como um silano, consiste unicamente de átomos de silício e hidrogênio de ligação simples, por exemplo, um grupo silila (-SiH3) ou disilanila. O silano mais simples possível (a molécula mãe) é o silano, SiH4.

[00100] Os silanos aqui utilizados podem ser silanos organofuncionais de fórmula:

onde Y é um grupo hidroxila ou um grupo amina primário ou secundário e R1 e R2 são iguais ou diferentes, grupos hidrocarboneto monovalentes, opcionalmente substituídos que compreendem entre 1 e 12 átomos de carbono e podem ser interrompidos com heteroátomos. Silanos eficazes aqui ilustrativamente incluem um silano aromático ou um alquil silano. O alquil silano pode compreender alquil silano linear tal como metil silano, alquil silano fluorado, dialquil silanos, alquil silanos ramificados e cíclicos, etc. Um exemplo não limitativo do silano é octiltrietoxisilano.

[00101] Exemplos não limitativos de um siloxano podem incluir óleo de silicone, tal como óleo de dimetil silicone acíclico e/ou cíclico - incluindo mas não limitado a dimetilsiloxano, hexametildisiloxano, octametiltrissiloxano, decametilciclopentassiloxano, octametilciclotetrassiloxano e combinações dos mesmos.

[00102] O silicone pode ser uma mistura de emulsão à base de água de silano e siloxano, tal como o comercialmente disponível IE-6682 da Dow Corning®, IE-6692 da Dow Corning® e IE-6694 da Dow Corning®.

[00103] Os aditivos que contêm flúor podem compreender poliacrilato modificado com fluorocarbono neutralizado com dimetil etanol amina (DMEA) ou um tensoativo fluorado. O tensoativo fluorado pode ser não iônico ou aniônico. A porção aniônica do agente tensoativo fluorado de acordo com a presente invenção é selecionada de uma porção de sulfato, sulfonato, fosfato ou carboxilato. De acordo com algumas modalidades, o agente tensoativo fluorado da presente invenção pode ter pelo menos uma das seguintes fórmulas: Fórmula I: (RfAO)S(O)2(O-M+) Fórmula II: (RfAO)P(O)(O-M+)2 Fórmula III: (RfAO)2P(O)(O-M+) Fórmula IV: (RfAO)C(O)(O-M+) em que Rf é uma perfluoroalquila linear ou ramificada C1 a C16, que pode ser opcionalmente interrompida por um, dois ou três átomos de oxigênio éter.

[00104] A é selecionado de: (CH2CF2)m(CH2)n; (CH2)oSO2N(CH3)(CH2)p; O(CF2)q(CH2)r; ou OCHFCF2OE; m é 0 a 4; n, o, p e r são cada um independentemente 2 a 20; q é 2; E é um grupo alquila linear ou ramificado C2 a C20 opcionalmente interrompido por átomos de oxigênio, enxofre ou nitrogênio; um grupo alquila cíclico, ou um grupo arila C6 a C10; M é um metal do Grupo I ou um cátion de amônio (NHx(R2)y)+, em que R2 é uma alquila C1 a C4; x é 1 a 4; y é 0 a 3; e x + y é 4.

[00105] O componente hidrofóbico pode estar presente em uma quantidade variando de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso com base no peso total em estado seco do revestimento de face 460 - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles.

[00106] De acordo com a presente invenção, o painel de construção 400 pode ter o revestimento de face 460 e o tecido não tecido 440 presentes no corpo 420 sem substancialmente degradar o desempenho do NRC desejado do painel de construção 400. Especificamente, o corpo 420 pode exibir um primeiro valor do NRC medido entre a superfície inferior 421 e a superfície superior 422. Além disso, quando o revestimento de face 460 e o tecido não tecido 440 são aplicados ao corpo 420, o painel de construção irá exibir um segundo desempenho do NRC que seja pelo menos 90% do primeiro valor do NRC, em que o valor do NRC é medido desde a superfície inferior 461 do revestimento de face 460 até à superfície superior 422 do corpo 420.

[00107] O tecido não tecido 440 tendo o revestimento de face 460 aplicado a ele pode ainda ter uma segunda resistência ao fluxo de ar medida da segunda superfície principal 442 do tecido não tecido 460 através do revestimento de face 460. A segunda resistência de fluxo de ar pode ser entre 5 vezes (5x) a 10 vezes (10x) a primeira resistência ao fluxo de ar apenas do tecido não tecido 440. Exemplos não limitativos da segunda resistência ao fluxo de ar podem variar de cerca de 100 MKS Rayls a cerca de 1.000 MKS Rayls - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles.

[00108] Depois de fabricar o corpo 200, 300 da presente invenção, a primeira camada 250, 350, segunda camada 260, 360, e opcionalmente camadas laterais 290 podem ser aplicadas ao corpo 200, 300. Especificamente, as várias camadas podem ser individualmente aplicadas, em estado úmido, por revestimento por pulverização, revestimento por rolo, revestimento por imersão e uma combinação dos mesmos - seguido por secagem a uma temperatura variando de cerca de 60°C a cerca de 300°C - incluindo todos os valores e subfaixas entre eles.

EXEMPLOS

[00109] A seguinte experiência demonstra a resistência à mancha conferida ao tecido hidrofóbico sendo usado em combinação com um revestimento de face hidrofóbico. Para este experimento, dois conjuntos de três painéis de construção foram preparados (seis, total). Os dois conjuntos foram então sujeitos a três comparações lado-a-lado diferentes em diferentes condições de teste de manchamento com água - como descrito adicionalmente aqui.

[00110] Um primeiro conjunto de painéis de construção (referido como Exemplo 1) foi preparado de tal modo que cada painel incluía um corpo, um tecido não tecido e um revestimento de face. O corpo é formado a partir de fibra mineral e um aglutinante de látex de estireno, e inclui uma primeira superfície principal oposta a uma segunda superfície principal. O corpo não compreendeu um agente hidrofóbico. O tecido não tecido é formado a partir de fibra de vidro e tem uma primeira superfície principal oposta a uma segunda superfície principal. O tecido não tecido exibe características hidrofóbicas. A segunda superfície principal do tecido não tecido é fixada à primeira superfície principal do corpo - não havendo camadas intermediárias - e a segunda superfície principal do corpo permanece exposta. O revestimento é aplicado à primeira superfície principal do tecido, em que o revestimento compreende material de enchimento inorgânico, um agente hidrofóbico e um copolímero de ácido acrílico e estireno.

[00111] Um segundo conjunto de painéis de construção (referido como Exemplo Comparativo 1) foi preparado de tal modo que cada painel era o mesmo que o primeiro conjunto de painéis de construção do Exemplo 6, exceto que nenhum agente hidrofóbico está presente no revestimento e o tecido não possui características hidrofóbicas.

[00112] Cada painel do primeiro e segundo conjuntos foram orientados de tal forma que a segunda superfície principal exposta do corpo voltada para cima e o tecido não tecido revestido voltado para baixo - assim, assemelhando-se ao painel de construção no estado instalado. Os painéis foram então submetidos aos seguintes testes de mancha de água.

[00113] O teste 1 incluiu o uso de um primeiro par de painéis - um painel de cada um dos primeiro e segundo conjuntos - em que a água foi aplicada à segunda superfície principal de cada corpo a uma taxa de 120 ml/hora durante um período total de 4 horas.

[00114] O teste 2 incluiu o uso de um segundo par de painéis - um painel de cada um dos primeiro e segundo conjuntos - em que a água foi aplicada à segunda superfície principal de cada corpo a uma taxa de 210 ml/hora durante um período total de 20 horas.

[00115] O teste 3 incluiu o uso de um terceiro par de painéis - um painel de cada um dos primeiro e segundo conjuntos - em que a água está em ciclos. Cada ciclo incluiu a aplicação de água na segunda superfície principal de cada corpo a uma taxa de 200 ml/hora durante um período total de 2 horas, seguido de nenhuma aplicação de água durante um período de 4 horas. Um total de três ciclos foi concluído para o Teste 3.

[00116] Após cada par de painéis foi submetido ao correspondente teste de mancha de água, a quantidade de manchas no painel foi observada medindo o valor de cor amarela (gravado como valor b* usando um LAV Xrite) no tecido revestido e comparando ao valor de cor amarela do tecido revestido registrado antes de ser submetido ao teste de mancha de água. A alteração resultante no valor de cor para cada painel de construção é apresentada abaixo na Tabela 6.

[00117] Como demonstrado pela Tabela 6, a adição do agente hidrofóbico ao revestimento demonstra claramente uma melhoria para a prevenção de manchas em painéis de construção tendo um tecido não tecido aplicado a um corpo fibroso - mesmo quando o próprio corpo fibroso não contém um agente hidrofóbico.

Claims

1. Painel de construção (100,400), caracterizado pelo fato de que compreende: um aglutinante de látex; um material fibroso compreendendo uma fibra pré- tratada com um componente modificador de carga; em que o látex está presente em uma quantidade diferente de zero que varia até cerca de 15% em peso com base no peso seco total do painel da construção (100,400); e em que o componente modificador de carga compreende pelo menos um de sulfato de alumínio, ou poli(cloreto de dialildimetilamônio).

2. Painel de construção (100,400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente modificador de carga está presente em uma quantidade que varia desde cerca de 0,1% em peso a cerca de 2,5% em peso com base no peso total do painel de construção (100,400).

3. Painel de construção (100,400), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a fibra (130) é uma fibra inorgânica selecionada do grupo que consiste de lã mineral, fibra de vidro e combinações dos mesmos.

4. Painel de construção (100,400), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um corpo (120) formado a partir do aglutinante de látex e do material fibroso.

5. Painel de construção (100,400), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o aglutinante de látex está presente em uma quantidade diferente de zero que varia até cerca de 10% em peso com base no peso seco total do corpo (120).

6. Painel de construção (100,400), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o aglutinante de látex tem uma temperatura de transição vítrea que varia de cerca de 60°C a cerca de 110°C.

7. Painel de construção (100,400), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o corpo (120) tem uma densidade que varia entre cerca de 100 kg/m3 e cerca de 600 kg/m3.

8. Método para produzir um painel de construção (100,400) resistente à flexão, caracterizado pelo fato de que compreende: a) pré-tratamento de um material de construção com um componente modificador de carga para formar um material de construção pré-tratado; b) misturar o material de construção pré-tratado com um aglutinante de látex para formar uma suspensão aquosa; e c) formar o painel de construção (100,400) a partir da suspensão aquosa; em que o aglutinante de látex está presente em uma quantidade diferente de zero variando até cerca de 15% em peso com base no peso seco total do painel da construção (100,400).

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o material de construção tem uma primeira carga iônica e o componente modificador de carga tem uma segunda carga iônica que é oposta à primeira carga de superfície iônica.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o aglutinante de látex da etapa b) possui uma terceira carga iônica que é a mesma que a primeira carga iônica.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a segunda carga iônica é catiônica.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o componente modificador de carga é selecionado do grupo que consiste de sulfato de alumínio, poli(cloreto de dialildimetilamônio) e combinações dos mesmos.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que o material de construção é selecionado do grupo que consiste de partículas de perlita, partículas de argila e combinações das mesmas.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que subsequente à etapa b) e antes da etapa c), fibras inorgânicas (130) são adicionadas à suspensão aquosa.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que o material de construção da etapa a) é fibra inorgânica (130).

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a fibra inorgânica (130) é selecionada do grupo que consiste de lã mineral, fibra de vidro e combinações das mesmas.