ES2240305T3 - Uso de una masa de colada para la fabricacion de piezas moldeadas sanitarias. - Google Patents
Uso de una masa de colada para la fabricacion de piezas moldeadas sanitarias.Info
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Abstract
Uso de una masa de colada endurecible para colar cuerpos moldeados sanitarios, comprendiendo la masa de colada un jarabe que comprende un monómero de acrilato y que eventualmente comprende una proporción de un prepolímero de acrilato, volastonita como aditivo en una proporción de 1 a 12 por ciento en peso, respecto a la masa de colada, y una carga inorgánica granular que es distinta de la volastonita, ascendiendo el contenido total de carga inorgánica granular y aditivo de volastonita a entre 50 y 85 por ciento en peso.
Description
Uso de una masa de colada para la fabricación de
piezas moldeadas sanitarias.
La invención se refiere al uso de una masa de
colada endurecible para colar piezas moldeadas sanitarias, así como
a piezas moldeadas sanitarias fabricadas a partir de ella.
Estas masas de colada incluyen generalmente un
jarabe con un monómero polimerizable y una carga inorgánica para
mejorar las propiedades de la superficie, así como también las
propiedades mecánicas de la pieza moldeada misma.
Las masas de colada de este tipo se conocen, por
ejemplo, por la patente alemana DE 24 49 696 o también por las
solicitudes de patente europeas EP-A 0 491 170,
EP-A 0218 866, EP-A 0 361 101 o
EP-A 0 321 193.
En el documento EP 0 345 581 A1 se describen
masas polimerizables con contenido en cargas, basadas en monómeros y
cargas inorgánicas fibrosas y no fibrosas. Estas masas
polimerizables comprenden a) 15 a 60% en peso de monómeros con
enlaces dobles polimerizables por radicales, b) 8 a 40% en peso de
cargas inorgánicas fibrosas con una longitud media de las fibras de
10 nm a 300 \mum y con una relación entre la longitud y el
diámetro de 2:1 a 300:1, c) 15 a 60% en peso de cargas inorgánicas
no fibrosas con un tamaño medio de partícula de 10 nm a 200 \mum y
d) 0 a 10% en peso de coadyuvantes, sumando los componentes
individuales a) a d) el 100% en peso.
Especialmente en el caso de las masas de colada
endurecibles en las que el jarabe está basado en monómeros de tipo
acrilato, se ha de tener en cuenta el problema de la contracción
durante el endurecimiento, y a este respecto se conocen en la
bibliografía numerosos planteamientos para solucionarlo.
Puesto que muchas de las piezas moldeadas que se
fabrican típicamente con las masas de colada de acuerdo con la
invención presentan una denominada cara vista y otra posterior en
las que en el estado instalado de la pieza moldeada sólo queda
visible la cara vista y la cara posterior está oculta y, por lo
tanto, puede ser de menor calidad que la cara vista, el proceso de
polimerización se iniciaba en la cara vista de manera que ésta se
obtuviera de forma lisa y ópticamente agradable y se pudiera
proporcionar posteriormente el volumen disminuido desde la cara
posterior. Esto implica que la masa de colada, que originalmente
rellenaba todo el molde de fundición, ya no está en contacto con
toda la cara posterior del molde en el estado final del paso de
polimerización, y la cara posterior presenta así irregularidades más
o menos grandes.
Asimismo hay que tener en cuenta que el proceso
de polimerización de monómeros de acrilato transcurre de forma
extremadamente exotérmica, de manera que es muy importante la
conducción de la temperatura o el control de la temperatura. Esto
finalmente sólo se puede efectuar mediante un templado de la
superficie del molde.
Sin embargo, en el momento en que desaparece el
contacto de la masa de colada con la superficie del molde de la cara
posterior del molde, no existe una suficiente disipación de calor,
de manera que se pueden producir allí al menos sobrecalentamientos
locales. Esto se manifiesta en una especie de formación de burbujas
(denominadas celdillas) en la cara posterior del molde, que para la
calidad del producto como tal a menudo puede ser insignificante,
pero es molesto en la zona del fondo de la pila, especialmente en la
zona del desagüe, puesto que las superficies irregulares en la cara
posterior en la zona del desagüe conducen a que esta zona de la cara
posterior tenga que ser tratada posteriormente para crear
superficies de contacto lisas para los elementos de obturación del
conjunto de desagüe.
El objetivo de la presente invención es proponer
el uso de una masa de colada para la fabricación de piezas moldeadas
sanitarias, con el que se pueda reducir, o incluso evitar, el
problema de las denominadas celdillas en la cara posterior de la
pieza moldeada.
Este objetivo se alcanza de acuerdo con la
invención mediante el uso de una masa de colada endurecible para
colar piezas moldeadas sanitarias, que comprende un jarabe que
comprende un monómero de acrilato y comprende eventualmente una
proporción de un prepolímero de acrilato, volastonita como aditivo
en una proporción de 1 a 12 por ciento en peso, respecto a la masa
de colada, y una carga inorgánica granular distinta de la
volastonita, ascendiendo el contenido total de la carga inorgánica
granular y el aditivo de volastonita a entre 50 y 85 por ciento en
peso.
El aditivo de volastonita es conocido en la
bibliografía como una de las muchas denominadas cargas para
plásticos, y es especialmente conocido porque produce un refuerzo de
los materiales plásticos, es decir, en particular una mejora de sus
propiedades mecánicas.
En este aspecto, la volastonita es comparable al
refuerzo con fibras de vidrio, porque la volastonita presenta por
naturaleza una especie de estructura de aguja.
Sorprendentemente, se pueden usar proporciones de
volastonita comprendidas en el intervalo de 1 a 12 por ciento en
peso para reducir considerablemente, o incluso evitar por completo,
las celdillas en la cara posterior de las piezas moldeadas.
El efecto de la reducción de las celdillas en la
cara posterior se hace patente a una proporción de un uno por ciento
en peso. Por encima de 12 por ciento en peso no se obtienen mejoras
adicionales a este respecto. En principio serían imaginables unas
proporciones mayores de volastonita en la masa de colada, pero como
tarde a partir de una proporción en peso del 15% comienza a aumentar
considerablemente el tiempo de llenado del molde debido a la fluidez
de la masa de colada reducida por la mayor proporción de
volastonita.
Al sobrepasar el límite antes mencionado del 12%,
se observa además sorprendentemente una peor resiliencia del
material, así como una peor calidad de la superficie en la cara
vista en forma de zonas de brillo, es decir, zonas que tienen un
aspecto brillante frente a otras zonas de la superficie que aparecen
más bien mates (normales), y tales piezas moldeadas son imposibles
de vender. Asimismo habría que considerar finalmente también el
precio de la volastonita, que es superior al de las cargas
inorgánicas habituales.
La carga inorgánica usada que es distinta de la
volastonita es una carga granular, especialmente una con una forma
de grano no quebrada. El uso de cargas granulares permite usar
mayores proporciones del aditivo de volastonita en la masa de colada
sin que se registren valores de viscosidad excesivamente elevados
para la masa de colada.
Las cargas inorgánicas granulares preferidas son
cristobalita, óxido de aluminio trihidrato (ATH), así como arena
cuarzosa. Las partículas de la carga inorgánica se pueden usar sin
revestir o también revestidas con pigmentos para lograr efectos de
color especiales.
Los mejores resultados con proporciones de
volastonita en cuanto a evitar las celdillas, por una parte, y
mejorar las propiedades mecánicas o el aspecto de la superficie se
logran en el intervalo de 3 a 10 por ciento en peso.
El material aditivo de volastonita mismo se
compondrá preferentemente de al menos 50 por ciento en peso de un
material de volastonita en forma de aguja cuya relación de
longitud/diámetro se encuentra en el intervalo de 5:1 a 35:1.
La invención se refiere finalmente a cuerpos
moldeados que se han fabricado usando la masa de colada endurecible
de acuerdo con la invención como se describió anteriormente.
Cabe destacar que mediante el uso de la masa de
colada de acuerdo con la invención se pueden fabricar cuerpos
moldeados que presentan un grosor menor que los cuerpos moldeados
correspondientes al estado de la técnica y presenten aún así las
mismas propiedades mecánicas. Además, con la masa de colada
endurecible de acuerdo con la invención se puede asegurar, mediante
una conducción correspondiente del proceso de polimerización, que se
mantiene un contenido residual de monómeros inferior a 0,5, en
especial también inferior a 0,3%.
Estas y otras ventajas adicionales de la
invención se explican a continuación con más detalle mediante
ejemplos.
Aunque para la presente invención el jarabe puede
variar en varios aspectos y no es necesario en ningún caso recurrir
a un jarabe en el que la proporción de monómeros está presente en
solución con una proporción de prepolímeros, en lo sucesivo se
recurrirá, para simplificar, de forma convencional a un jarabe de
este tipo. El efecto de acuerdo con la invención se observa también
en los casos en los que se usan jarabes exentos de PMMA y se usan,
por ejemplo, plásticos orgánicos en forma granular para influir en
la viscosidad, que son capaces de absorber el monómero bajo
hinchamiento y, por lo tanto, pueden servir para ajustar la
viscosidad de la masa de colada.
También en el caso de las cargas inorgánicas se
pueden usar numerosos materiales sin que disminuya el efecto de
acuerdo con la invención de la reducción de las celdillas. Para
mayor claridad, en los ejemplos se recurre siempre al mismo tipo de
carga.
Se disuelven 22 kg de PMMA (tipo MH 254 de la
empresa Ineus, Gran Bretaña) en 78 kg de metacrilato de metilo
(MMA). Después se añaden 0,1 kg de ácido esteárico (empresa Merck,
Alemania) y 2,0 kg de trimetacrilato de trimetilolpropano (empresa
Röhm, Darmstadt, Alemania). El jarabe así obtenido se ajusta con MMA
adicional a una viscosidad de 230 mPa\cdots. Después se añaden 150
g de Perkadox 16 (empresa Akzo), 1,2 kg de Laurox (empresa Akzo,
Alemania) y 500 g de perbenzoato de terc.-butilo (empresa
Peroxid-Chemie, Alemania).
El jarabe se usa del mismo modo en todos los
ejemplos y ejemplos comparativos siguientes.
A 27 kg de la mezcla de jarabe se añaden en un
recipiente a presión 32 kg de carga del tipo Granucol 20/9
(silanizado, tamaño medio de grano aproximadamente 0,4 mm, empresa
Dorfner, Alemania) y 35 kg del tipo Granucol 20/8 (silanizado,
tamaño medio de grano aproximadamente 0,6 mm, empresa Dorfner,
Alemania).
Después se añaden 6 kg de volastonita del tipo VP
939 MSST de la empresa Quarzwerke Frechen (Alemania). La masa de
colada así obtenida se desgasifica y después la masa de colada se
vierte en una cavidad de molde y se polimeriza a una temperatura de
100ºC para dar una pila de cocina. El fondo de la pila presentaba un
grosor de 8 mm. Los resultados del análisis son los siguientes:
- Ensayo de caída de bola:
- no hay rotura a una altura de caída de 80 cm,
- \quad
- no hay rotura a una altura de caída de 120 cm
- Contenido residual de monómeros:
- 0,210 por ciento en peso
- Evaluación de la cara posterior
- no hay celdillas
Esta evaluación de la cara posterior significa
que el conjunto de desagüe para el desagüe de la pila se puede
montar sin tener que realizar un tratamiento de la cara posterior de
la pila en la zona del desagüe.
A 27 kg de la mezcla de jarabe se añaden en un
recipiente a presión 30 kg de carga del tipo Granucol 20/9
(silanizado, tamaño medio de grano aproximadamente 0,3 mm, empresa
Dorfner, Alemania) y 33 kg de carga del tipo Granucol 20/8
(silanizado, tamaño medio de grano aproximadamente 0,6 mm, empresa
Dorfner, Alemania). Después se añaden 10 kg de volastonita del tipo
VP 939 MSST. La masa de colada así obtenida se desgasifica y después
la masa de colada se vierte en una cavidad de molde, polimerizándose
a una temperatura de 100ºC para dar una pila de cocina. El fondo de
la pila presentaba un grosor de 8 mm. Los resultados del análisis
son los siguientes:
- Ensayo de caída de bola:
- no hay rotura a una altura de caída de 80 cm,
- \quad
- no hay rotura a una altura de caída de 120 cm
- Contenido residual de monómeros:
- 0,240 por ciento en peso
- Evaluación de la cara posterior
- no hay celdillas
A 27 kg de la mezcla de jarabe se añaden en un
recipiente a presión 33,5 kg de carga del tipo Granucol 20/9
(silanizado, tamaño medio de grano aproximadamente 0,3 mm, empresa
Dorfner, Alemania) y 36,5 kg de carga del tipo Granucol 20/8
(silanizado, tamaño medio de grano aproximadamente 0,6 mm, empresa
Dorfner, Alemania). Después se añaden 3 kg de volastonita del tipo
VP 939 MSST. Esta masa de colada obtenida se desgasifica, después la
masa de colada se vierte en una cavidad de molde y se polimeriza a
una temperatura de 100ºC para dar una pila de cocina. El fondo de la
pila presentaba un grosor de 8 mm.
Los resultados del análisis son los
siguientes:
- Ensayo de caída de bola:
- no hay rotura a una altura de caída de 80 cm,
- \quad
- no hay rotura a una altura de caída de 120 cm
- Contenido residual de monómeros:
- 0,250 por ciento en peso
- Evaluación de la cara posterior
- no hay celdillas
A 27 kg de la mezcla de jarabe se añaden en un
recipiente a presión 32 kg de carga del tipo Granucol 20/9 y 35 kg
de carga del tipo Granucol 20/8. Después se añaden 6 kg de
volastonita del tipo VP 939 MSST. La masa de colada así obtenida se
desgasifica, después la masa de colada se vierte en una cavidad de
molde y se polimeriza a una temperatura de 100ºC para dar una pila
de cocina. El fondo de la pila presentaba un grosor de 11 mm. Los
resultados del análisis son los siguientes:
- Ensayo de caída de bola:
- no hay rotura a una altura de caída de 80 cm,
- \quad
- no hay rotura a una altura de caída de 120 cm
- Contenido residual de monómeros:
- 0,240 por ciento en peso
- Evaluación de la cara posterior
- no hay celdillas
Ejemplo comparativo
1
A 27 kg de la mezcla de jarabe se añaden en un
recipiente a presión 35 kg de carga del tipo Granucol 20/9 y 38 kg
de carga del tipo Granucol 20/8. La masa de colada así obtenida se
desgasifica, después la masa de colada se vierte en una cavidad de
molde y se polimeriza a una temperatura de 100ºC para dar una pila
de cocina. El fondo de la pila presentaba un grosor de 11 mm.
Los resultados del análisis son los
siguientes:
- Ensayo de caída de bola:
- no hay rotura a una altura de caída de 80 cm,
- \quad
- rotura a una altura de caída de 120 cm
- Contenido residual de monómeros:
- 0,490 por ciento en peso
- Evaluación de la cara posterior
- grandes celdillas presentes con la consecuencia de que el desagüe no es estanco puesto que no existe una superficie de contacto lisa para el conjunto de desagüe; este problema sólo se puede solucionar con un tratamiento posterior
Ejemplo comparativo
2
A 27 kg de la mezcla de jarabe se añaden en un
recipiente a presión 35 kg de carga del tipo Granucol 20/9 y 38 kg
de carga del tipo Granucol 20/8. La masa de colada así obtenida se
desgasifica, después la masa de colada se vierte en una cavidad de
molde y se polimeriza a una temperatura de 100ºC para dar una pila
de cocina. El fondo de la pila presentaba un grosor de 8 mm.
Los resultados del análisis son los
siguientes:
- Ensayo de caída de bola:
- una altura de caída de 80 cm produce rotura
- Contenido residual de monómeros:
- 0,40 por ciento en peso
- Evaluación de la cara posterior
- grandes celdillas presentes
Ejemplo comparativo
3
A 27 kg de la mezcla de jarabe se añaden en un
recipiente a presión 34,75 kg de carga del tipo Granucol 20/9 y
37,75 kg de carga del tipo Granucol 20/8. Adicionalmente se
introducen en la masa de colada 500 g de un tipo de fibras de vidrio
silanizadas (Famix 1.100 de la empresa
Osthoff-Petrasch, Alemania). La masa de colada así
obtenida se desgasifica, después la masa de colada se vierte en una
cavidad de molde y se polimeriza a una temperatura de 100ºC para dar
una pila de cocina. El fondo de la pila presentaba un grosor de 8
mm.
Los resultados del análisis son los
siguientes:
- Ensayo de caída de bola:
- no hay rotura a una altura de caída de 80 cm,
- \quad
- no hay rotura a una altura de caída de 120 cm
- Contenido residual de monómeros:
- 0,210 por ciento en peso
- Evaluación de la cara posterior
- no hay celdillas
- Evaluación de la cara vista
- zonas de fuerte brillo; la pieza moldeada se ha de valorar como desecho
Ejemplo comparativo
4
A 27 kg de la mezcla de jarabe se añaden en un
recipiente a presión 34,5 kg de carga del tipo Granucol 20/9 y 37 kg
de carga del tipo Granucol 20/8. Adicionalmente se introducen en la
masa de colada 1.000 g de un tipo de fibras de vidrio silanizadas
(Famix 1.100 de la empresa Osthoff-Petrasch,
Alemania). Sin embargo, la masa de colada obtenida es tan viscosa
que ya no es posible rellenar la cavidad de molde.
Los resultados antes descritos respecto al ensayo
de caída de bola se obtuvieron según DIN EN 1220.
Un tubo de plástico con un diámetro de 38,5 mm se
provee de un taladro transversal centrado a una distancia de 80 y
120 cm del borde inferior del tubo. A través de estos taladros se
introduce, según la altura de caída, una espiga metálica como apoyo
para una bola. Después se introduce en el tubo una bola de acero con
un peso de 200 \pm 5 g. Tras colocar el tubo sobre el fondo de la
pila se retira la espiga metálica de manera que la bola cae a través
del tubo al fondo de la pila e impacta en él. Después se evalúa la
cara vista y la cara posterior de la pila. También se considera que
hay una rotura cuando en la cara posterior se ha producido un daño
visible.
Una muestra del fondo de la pila de
aproximadamente 10 g se rompe con un martillo comercial en
fragmentos de un tamaño de fragmento de aproximadamente 3 a 6 mm. Se
transfiere un gramo de estos fragmentos a un matraz aforado de 50
ml. Después se llena con 25 ml de cloruro de metileno y se agita
durante 24 horas sobre un agitador de laboratorio. La solución
sobrenadante se analiza respecto al contenido en MMA de manera
habitual con la ayuda de un cromatógrafo en fase gaseosa. Se
determina el contenido residual de monómeros y se expresa en
porcentaje en peso respecto a la pesada de un gramo de los
fragmentos.
Los ejemplos y ejemplos comparativos muestran el
efecto alcanzado de acuerdo con la invención sobre la conformación
de la cara posterior de las piezas moldeadas cuando de acuerdo con
la invención se usa volastonita como aditivo en la masa de
colada.
Los ejemplos comparativos 3 y 4 muestran que el
aditivo de volastonita no se puede sustituir por otros aditivos que
actúan igualmente como refuerzo. Si bien en el ejemplo comparativo 3
las fibras de vidrio demuestran que también en ese caso se puede
reducir el problema de las celdillas, se obtienen en la cara vista
zonas de brillo no deseadas que imposibilitan la venta de la pieza
moldeada. Además, en las piezas moldeadas fabricadas a partir de una
masa de colada de acuerdo con la invención se encuentra
inesperadamente un contenido residual de monómeros claramente
reducido, lo que disminuye considerablemente el desagradable olor a
nuevo de las piezas moldeadas.
Claims (6)
1. Uso de una masa de colada endurecible para
colar cuerpos moldeados sanitarios, comprendiendo la masa de
colada:
un jarabe que comprende un monómero de acrilato y
que eventualmente comprende una proporción de un prepolímero de
acrilato,
volastonita como aditivo en una proporción de 1 a
12 por ciento en peso, respecto a la masa de colada,
y una carga inorgánica granular que es distinta
de la volastonita, ascendiendo el contenido total de carga
inorgánica granular y aditivo de volastonita a entre 50 y 85 por
ciento en peso.
2. Uso según la reivindicación 1,
caracterizado porque la carga inorgánica granular se
selecciona entre cristobalita, óxido de aluminio trihidrato y arena
cuarzosa.
3. Uso según una de las reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque el aditivo de volastonita representa una
proporción de 3 a 10 por ciento en peso de la masa de colada.
4. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque el aditivo de volastonita consta, en una
proporción de al menos 50 por ciento en peso, de un material de
volastonita en forma de aguja con una relación de longitud/diámetro
comprendida en el intervalo de 5:1 a 35:1.
5. Cuerpo moldeado sanitario fabricado usando una
masa de colada endurecible según las reivindicaciones 1 a 4.
6. Cuerpo moldeado según la reivindicación 5,
caracterizado porque el cuerpo moldeado presenta un contenido
residual de monómeros inferior a 0,5 por ciento en peso.
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