ES2253830T3 - Manta compuesta. - Google Patents

Abstract

Manta compuesta que comprende una capa de fibras inorgánicas y un ligante que sirve para unir las fibras, y una lámina flexible, adhiriéndose la lámina flexible a por lo menos un lado de la capa de fibra orgánica, y seleccionándose de forma que las fibras se unan y no se separen para liberar fibras perdidas al doblar la manta, presentando la lámina flexible un coeficiente de fricción estática y cinética, medido entre la superficie de la manta y la superficie de la carcasa en la que se va a montar la manta, que es inferior a 0, 5 y 0, 4 respectivamente, y comprendiendo la lámina flexible papel tisú que presenta un peso/área de 5 g/m2 a 50 g/m2 y que es capaz de ser estirado al menos un 10% de su longitud original.

Description

Manta compuesta.

La presente invención se refiere a una manta compuesta que comprende una capa de fibras inorgánicas que están unidas con un ligante. Más particularmente, la presente invención se refiere a una manta compuesta laminada que se puede utilizar para el montaje elástico de los monolitos de cerámica frágil o de metal que se encuentran en los convertidores catalíticos, silenciadores y en los filtros en partículas para diesel, en sus carcasas de metal. La invención se refiere asimismo a un procedimiento para preparar una manta compuesta laminada.

Los convertidores catalíticos y los filtros en partículas para diesel se instalan de forma rutinaria en los automóviles y en otros vehículos rodantes para purificar los gases de escape que se generan por el motor. Estos dispositivos comprenden generalmente un monolito en forma de panal de abeja cerámico que se aloja en una carcasa de metal y proporciona un soporte para el catalizador. El monolito de cerámica comprende una pluralidad de canales de flujo minúsculos y es una estructura frágil que es susceptible de dañarse cuando se somete a la clase de fuerzas vibracionales que prevalecen cuando se utiliza cualquier vehículo rodado. Además, el monolito y la carcasa de metal de alrededor se someten a temperaturas extremadamente elevadas durante su utilización, lo que causa que se expandan, pero no en la misma medida. En consecuencia, el sistema de montaje que se utiliza para montar el monolito de cerámica en su carcasa de metal debe aislar el monolito de las fuerzas vibracionales intrínsecas y compensar cualquier diferencia entre la expansión del monolito y la carcasa. De esta manera, se pueden reducir a un nivel aceptable las fuerzas a las que se somete el monolito durante su utilización como resultado de la expansión diferencial o de las fuerzas
vibracionales.

Es conocida la utilización de una manta de fibra compuesta para montar el monolito de cerámica frágil en la carcasa de metal que lo rodea; véase por ejemplo los documentos US nº 4.011.651 y WO 94/24425. La manta de fibra se dispone en el espacio anular entre el monolito y la carcasa de metal de alrededor, y se mantiene bajo compresión en el espacio anular para ejercer una presión radial sobre el monolito y la carcasa que retiene al monolito en el lugar.

Como se describe en las referencias mencionadas anteriormente, la manta de fibra compuesta puede consistir en fibras inorgánicas y en un ligante inorgánico que se pirolizará/quemará por las temperaturas elevadas a las que se someterá la manta durante la utilización. Tal manta compuesta se denominará en lo sucesivo como una manta de ligante orgánico (OBM).

Un ensayo para determinar la idoneidad de una manta compuesta para montarla en convertidores catalíticos es que debe ser capaz de ser envuelta alrededor de una barra de pequeño diámetro sin desgarrarse sobre la superficie exterior y en una dirección paralela al eje de la barra. Tal desgarramiento puede dar como resultado la perdida de fibras que se separan de la manta.

Un objeto de esta invención es proporcionar un manta compuesta capaz de pasar este ensayo.

Según un aspecto de esta invención, se proporciona una manta compuesta que comprende una capa de fibras inorgánicas y un ligante que sirve para unir las fibras, y una lámina flexible, adhiriéndose la lámina flexible a al menos un lado de la capa de fibra orgánica y seleccionándose de forma que las fibras se unan y no se separen para liberar fibras perdidas al doblar la manta, teniendo la lámina un coeficiente de fricción estática y cinética, medido entre la superficie de la manta y la superficie de la carcasa en la que se va a montar la manta, que es menor que 0,5 y 0,4 respectivamente, y comprendiendo papel tisú que tiene un peso/área de 5 g/m^{2} a 50 g/m^{2} y que es capaz de ser estirado al menos un 10% de su longitud original.

La lámina flexible debe ser tan delgada como posible, es decir menor que 0,5 mm y preferentemente de 0,1 mm.

El papel tisú es particularmente adecuado ya que es poroso para el ligante, y es capaz de formar una parte integrante de la manta.

Es particularmente adecuada una única lámina de papel tisú.

Es ventajoso si la lámina flexible tiene un grado de rizo.

De este modo, es particularmente adecuado un papel tisú capaz de ser estirado al menos 10% y preferiblemente 22% o más de su longitud original.

Un revestimiento apropiado se puede formar a partir de cualquier material polimérico formador de película que dé como resultado una piel flexible que incorpore a las fibras más superiores. Por ejemplo, es adecuado un caucho de látex que tiene una temperatura de transición vítrea (T_{g}) mayor que el material del ligante. El látex puede contener un agente espesante para ayudar a confinar el látex en la superficie de la capa de fibras.

La carcasa de metal en la que se monta el monolito del convertido catalítico puede ser del tipo valva de almeja que consiste en dos mitades que se sueldan juntas después de que se instalan el monolito y la manta. El desgarramiento de la manta es particularmente importante en este tipo de carcasa, ya que cualquier pérdida de fibras en el área de soldadura puede conducir a soldaduras porosas debido a la presencia de la propia fibra o a los productos vaporosos del ligante desprendidos por el calor de la soldadura.

Como alternativa, la carcasa puede tener una construcción tubular o unitaria, en cuyo caso la manta se envuelve alrededor del monolito que entonces se desliza en la carcasa. En ambos casos, las características de fricción de la superficie de la manta que entra en contacto con la carcasa son importantes, pero particularmente en este último caso.

Por tanto, también es un objeto de la invención proporcionar la superficie de la manta compuesta con coeficientes de fricción estática y cinética tan bajos como sea posible.

Según una característica adicional preferida de la invención, la lámina flexible se proporciona con un material reductor de la fricción.

El material reductor de la fricción puede ser un lubricante sólido, tal como uno que tenga una estructura en capas, y que se añada como un sólido suelto o en forma de una lámina compuesta.

Por ejemplo, materiales adecuados son minerales tales como talco o vermiculita, o grafito, o molibdenita.

El material se puede aplicar en una cantidad de 0,1 g/m^{2} hasta 1 g/m^{2}.

Son posibles otros medios para lograr las características deseadas de fricción, tales como el revestimiento por pulverización de la superficie de las capas de fibras o de la lámina flexible con PTFE, lubricantes líquidos o ceras, o la aplicación de una cinta de PTFE.

Las fibras inorgánicas contenidas en la manta compuesta de la invención pueden ser cualquiera de las fibras inorgánicas conocidas en la técnica. Sin embargo, cuando la manta compuesta se va a utilizar en los convertidores catalíticos y en los filtros de partículas para diesel, para el montaje elástico de los monolitos de cerámica o metal que contienen, las fibras necesitarán ser térmicamente estables (es decir, no se degradarán) a las condiciones de temperatura elevadas que prevalecen en tales dispositivos. Típicamente, las fibras contenidas en las mantas compuestas que se van a utilizar en tales aplicaciones de montaje serán térmicamente estables a temperaturas superiores a 700ºC, preferentemente superiores a 800ºC y más preferentemente superiores a 900ºC.

Las fibras inorgánicas térmicamente estables preferidas incluyen fibras de cerámica tales como fibras de alúmina, de mullita, de aluminosilicatos, de aluminoborosilicatos, de zirconia, de titania y de sílice. De éstas, se prefieren particularmente las fibras de alúmina, por medio de cuyo término se pretende incluir asimismo las fibras de alúmina que comprenden un pequeño % en peso de sílice añadida como estabilizador de fase. Las fibras son preferentemente fibras cortadas cortas que presentan una longitud en el intervalo de 1 a 10 cm, y un diámetro medio en el intervalo de 1 a 10 micrómetros. Fibras de alúmina especialmente preferidas son las que se venden en forma de manta de baja densidad, débilmente unida, por Imperial Chemical Industries PLC con la denominación comercial de Saffil, que son térmicamente estables a temperaturas superiores a 1000ºC.

La capa puede comprender dos o más tipos diferentes de fibra inorgánica, que se pueden mezclar íntimamente o, si no, segregar y disponer en estructuras definidas, p. ej., en capas discretas. Una de las capas puede comprender un material compuesto que incorpora placas de vermiculita o de otros minerales similares, que imparten propiedades intumescentes.

Cuando una manta compuesta de la invención va a ser utilizada para montar un monolito de cerámica o de metal en un convertidor catalítico o en un filtro de partículas para diesel, el ligante contenido en la segunda capa es preferentemente un ligante orgánico que será sustancialmente pirolizado/quemado por las elevadas temperaturas a las que se someterá la manta en su utilización. Además, el ligante orgánico es preferentemente el que no conducirá a la genera-
ción de emisiones tóxicas cuando se pirolice/queme, y por esta razón está preferentemente libre de cloro y nitrógeno.

La carga del ligante en la capa estará típicamente comprendida en el intervalo de 10 a 2 a 15% en peso, y preferentemente en el intervalo de 5 a 15% en peso.

Cuando una manta compuesta de la invención va a ser utilizada para montar un monolito de cerámica o de metal, las fibras inorgánicas se mantendrán en general en un estado comprimido por el ligante, de forma que puedan ejercer una presión que actúe entre el monolito y la carcasa de alrededor una vez que se elimina el ligante. Típicamente, la segunda capa tendrá una densidad comprendida en el intervalo de 30 a 700 kg/m^{3}, preferentemente en el intervalo de 100 a 500 kg/m^{3}, y más preferentemente en el intervalo de 100 a 350 kg/m^{3}.

El ligante de la capa compuesta de la presente invención está distribuido de forma sustancialmente uniforme en toda la capa. Preferentemente, la distribución del ligante en la capa, basado en el peso total de la capa en esa región, está dentro del 40%, más preferentemente dentro del 30% y particularmente de forma preferente dentro del 20% del porcentaje total en peso del ligante en la capa, basado en el peso total de la capa. En una forma de realización especialmente preferida, la distribución del ligante en la segunda capa es tal que el porcentaje en peso del ligante en cada región de 1 mm^{3} de la capa, basado en el peso total de la capa en esa región, está dentro del 10% del porcentaje total en peso del ligante en la capa, basado en el peso total de la capa.

En la manta compuesta de la presente invención, la capa presenta una resistencia a la cizalladura laminar, mediante lo cual se quiere determinar la fuerza que se debe de aplicar para provocar la deslaminación de la capa, de por lo menos 0,1 MPa, preferentemente de por lo menos 0,2 MPa, y más preferentemente de por lo menos 0,3 MPa. La resistencia a la cizalladura laminar se puede medir convenientemente con un Instron o máquina similar utilizando una prueba de flexión de tres puntos. Preferentemente, la capa es asimismo capaz de ejercer una presión de por lo menos 1,0 kgf/cm^{2}, más preferentemente en el intervalo de 1,5 a 4,0 kgf/cm^{2} cuando una muestra de la capa, que presenta un grosor en el intervalo de 5 a 10 mm, se comprime hasta un grosor de 3 mm entre dos placas y se elimina el ligante.

La capa se forma convenientemente impregnando una masa de fibras, que comprende las fibras inorgánicas, con un sistema ligante líquido, que comprende el ligante o un precursor del mismo y un líquido portador. Después de que la masa de fibras se haya impregnado con el sistema ligante líquido, y generalmente tras la eliminación de cualquier exceso de líquido portador, la masa de fibras impregnada se somete a una etapa de secado. La masa de fibras impregnada se mantiene preferentemente bajo compresión durante por lo menos una parte de la etapa de secado, hasta un tiempo tal que el ligante sea capaz de mantener juntas a las fibras y limite significativamente la expansión de la capa fibrosa una vez se liberen las fuerzas compresivas. En general, el conjunto de la etapa de secado se realizará mientras la masa de fibras impregnada se mantenga bajo compresión, pero es posible asimismo realizar sólo las etapas finales de la etapa de secado de esta manera y todavía obtener resultados satisfactorios. Durante la etapa de secado, se eliminará sustancialmente todo y preferentemente todo líquido portador residual. La eliminación del líquido portador en exceso antes del secado se puede conseguir prensando entre rodillos o placas la masa de fibras impregnada, colocándola a vacío, o por centrifugación.

La presión que se aplica generalmente durante la etapa de secado para comprimir la masa de fibras impregnada estará generalmente comprendida en el intervalo de 5 a 500 KPa, preferentemente en el intervalo de 5 a 200 KPa. En general, la presión aplicada es tal como para producir una capa fibrosa unida, que presenta una densidad comprendida en el intervalo de 30 a 700 kg/m^{3}, preferentemente en el intervalo de 100 a 500 kg/m^{3}, más preferentemente en el intervalo de 100 a 350 kg/m^{3}. Cuando la masa de fibras que se impregna es un producto de múltiples fibras, que presenta un grosor comprendido en el intervalo de 10 a 60 mm, p. ej., en el intervalo de 30 a 50 mm, y una densidad de área en el intervalo de 0,2 a 2,0 kg/m^{2}, p. ej., en el intervalo de 1,0 a 2,0 kg/m^{2}, la masa de fibras impregnada que resulta se comprimirá generalmente hasta un grosor en el intervalo de 2 a 5 mm durante la etapa de secado. Esta presión se aplica convenientemente en un procedimiento discontinuo intercalando entre placas la masa de fibras impregnada o a un laminado de la masa de fibras impregnada y una lámina intumescente formada previamente, y a continuación apretando las placas, p. ej., por medio de mordazas, grapas accionadas por resorte o prensas hidráulicas. Alternativamente, en un procedimiento continuo, puede ser conveniente generar las fuerzas compresivas necesarias sobre la masa de fibras impregnada, utilizando una disposición de rodillos o cintas.

La masa de fibras que se impregna puede comprender una pluralidad de fibras discretas, o puede tomar la forma de un producto de múltiples fibras, en el que las fibras individuales se reúnan en una manta de baja densidad que se mantiene junta de forma suelta entretejiendo las fibras, o quizás se consolidan más robustamente por alguno de otros medios tales como cosido, tricotado, hilvanado, troquelado con aguja o envasado a vacío. Preferentemente, la masa de fibras que se impregna es un producto de múltiples fibras, particularmente el que presenta un grosor comprendido en el intervalo de 10 a 60 mm, más particularmente en el intervalo de 30 a 50 mm, y una densidad de área en el intervalo de 0,2 a 2,0 kg/m^{2}, más particularmente en el intervalo de 1,0 a 2,0 kg/m^{2}.

El sistema ligante líquido puede comprender un material ligante inorgánico, pero preferentemente comprende un ligante orgánico, o un precursor del mismo, y un líquido portador acuoso u orgánico que es capaz de disolver o dispersar el ligante orgánico o precursor. Los sistemas de ligantes adecuados se describen en los documentos US-4.011.651 y WO-94124425, e incluyen dispersiones o disoluciones de polímeros o de polímeros precursores curables (prepolímeros) que se pueden curar in situ sobre la masa de fibras impregnada, como parte de la etapa de secado o en una etapa de procesamiento posterior. El ligante orgánico o su precursor puede ser un material reciclable que permite la recuperación de fibras a partir de producto de desecho generado en la fabricación de la manta compuesta laminada de la invención. Un sistema de ligante particularmente adecuado es el que comprende una dispersión, preferentemente una dispersión acuosa, de una composición de polímero curable, algunas veces denominada una resina o látex. Ejemplos adecuados de composiciones de polímero curables son los que comprenden una combinación de un polímero acrílico y un agente de reticulación, en particular un agente de reticulación que contiene un grupo epoxi, tal como una resina epoxi.

Las composiciones de polímero curable de este tipo comprenderán típicamente de 90,0 a 99,0% en peso, preferentemente de 95,0 a 99,0% en peso del polímero acrílico, y de 1,0 a 10,0% en peso, preferentemente de 1,0 a 5,0% en peso del agente de reticulación. El polímero acrílico es adecuadamente un homopolímero o copolímero que comprende unidades monómeras derivadas de por lo menos un monómero acrílico seleccionado de acrilatos de alquilo C_{1-8} (de alquilo C_{1-4}), y en una forma de realización preferida es un homopolímero o copolímero que comprende unidades monómeras derivadas de por lo menos un monómero acrílico seleccionado de (met)acrilatos de alquilo C_{1-4}, por ejemplo metacrilato de metilo, acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de propilo y acrilato de butilo. Un sistema de ligante preferido es el que comprende una dispersión acuosa de un copolímero curable basado en acrilato de n-butilo y ácido metacrílico.

Cuando el sistema ligante líquido es el que comprende una composición de polímero curable, puede comprender asimismo un catalizador para acelerar el proceso de curado.

A partir de lo expuesto anteriormente, se apreciará que mediante la expresión "sistema ligante líquido" se pretende asimismo incluir los sistemas de ligantes que comprenden dispersiones o suspensiones de sólidos finamente divididos, en vehículos líquidos.

El sistema ligante líquido comprenderá típicamente de 0,5 a 50,0% en peso del ligante o precursor, y de 50,0 a 99,5% en peso del líquido portador. Preferentemente, el sistema ligante líquido comprenderá de 0,5 a 10,0% en peso, más preferentemente de 1,0 a 5,0% en peso del ligante o precursor, y de 90,0 a 99,5% en peso, más preferentemente de 95,0 a 99,0% en peso del líquido portador.

La etapa de secado normalmente implica la aplicación de calor. Se puede emplear un horno convencional para proporcionar calor, pero el calentamiento dieléctrico, tal como el calentamiento por microondas o por radiofrecuencia, preferentemente en combinación con un medio de calentamiento convencional tal como un flujo de aire caliente, puede dar como resultado una distribución apreciablemente más uniforme del ligante en la segunda capa fibrosa. Típicamente, la etapa de secado implicará calentar la masa de fibras impregnada hasta una temperatura en el intervalo de 80 a 200ºC, preferentemente en el intervalo de 100 a 170ºC. Se prefieren especialmente las temperaturas en el intervalo de 140 a 160ºC.

Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para la producción de una manta compuesta que comprende una capa de fibras inorgánicas y un ligante que sirve para unir las fibras inorgánicas, y para unir la capa a una lámina flexible que comprende papel tisú que tiene un peso/área de 5 g/m^{2} a 50 g/m^{2} y que es capaz de ser estirado al menos un 10% de su longitud original, comprendiendo el método impregnar una masa de fibras, que comprende las fibras inorgánicas, con un sistema ligante líquido que comprende el ligante, o un precursor del mismo, y un líquido portador, y someter a la masa de fibras impregnada que se obtiene a una etapa de secado mientras está en contacto con dicha lámina flexible, para por lo menos eliminar sustancialmente el líquido portador, siendo la manta así formada montable en una carcasa, teniendo la lámina un coeficiente de fricción estática y cinética que es menor que 0,5 y 0,4, respectivamente.

En el método de este cuarto aspecto, la etapa de secado implica la aplicación de calor. Se puede emplear un horno convencional para proporcionar el calor, pero en una forma de realización preferida se utiliza el calentamiento dieléctrico, tal como el calentamiento por microondas o radiofrecuencias, preferentemente en combinación con un medio de calentamiento convencional tal como un flujo de aire caliente. Las temperaturas típicas y preferidas utilizadas en la etapa de secado son como se han descrito anteriormente.

En el método de este segundo aspecto, se puede depositar una capa de fibras inorgánicas sobre la lámina flexible, y a continuación se puede impregnar con el sistema de ligante líquido mientras está sobre esa lámina. La eliminación del líquido portador de la capa de fibras impregnada, y el curado del ligante precursor cuando se utiliza tal material, producirá una manta compuesta laminada de la invención en la que la capa de fibras inorgánicas se unen y se unen asimismo a la lámina flexible por la acción del ligante que se deja atrás. Alternativamente, la masa de fibras se puede impregnar primero con el sistema ligante líquido, y a continuación se puede depositar sobre un lado de la lámina flexible, para formar una capa. Como antes, la eliminación del líquido portador a partir de la masa de fibras impregnada, y el curado del ligante precursor cuando se utiliza, producirá una manta compuesta laminada de la invención, pero con esta última técnica se puede eliminar, de la masa de fibras impregnada, una proporción del líquido portador, antes de que aquella se deposite sobre la lámina flexible.

Puede resultar ventajoso recubrir la lámina flexible con el sistema ligante líquido antes de depositar sobre ella la masa de fibras o la masa de fibras impregnada, p. ej., mediante pulverización de la lámina con el sistema ligante líquido, o mediante inmersión de la lámina en un baño del sistema ligante líquido.

En este segundo aspecto de la presente invención, cualquier eliminación del líquido portador en exceso antes del secado se puede conseguir o antes o cuando la masa de fibras impregnada esté colocada sobre la lámina flexible. Puede resultar asimismo deseable someter la masa de fibras impregnada a una etapa de secado previo, en la que se elimina una proporción sustancial del líquido portador mediante la aplicación de calor, antes de que se coloque en posición sobre la lámina flexible. La etapa de secado en sí misma se lleva a cabo mientras la masa de fibras impregnada está en posición sobre la lámina flexible.

Se pueden utilizar diversas técnicas para impregnar la masa de fibras inorgánicas. Por ejemplo, las fibras individuales se pueden dispersar completamente en el sistema ligante líquido, y la dispersión resultante se puede moldear en una capa, p. ej., utilizando un procedimiento de fabricación de papel que puede implicar el uso de un agente floculante para el ligante. Alternativamente, la dispersión se puede moldear como una capa sobre una lámina flexibile, o las fibras individuales se pueden depositar como una capa, p. ej., sobre una lámina flexible, y la capa de fibras que resulta se puede impregnar con el sistema ligante líquido.

Cuando la masa de fibras inorgánicas toma la forma de un producto de múltiples fibras en el que las fibras individuales se reúnen en una manta de baja densidad, la manta se puede simplemente sumergir o empapar en el sistema ligante líquido. Alternativamente, la manta de fibras de baja densidad se puede pulverizar con el sistema ligante líquido. En el método del segundo aspecto de la presente invención, el tratamiento de la manta con el sistema ligante líquido se puede llevar a cabo antes o después de que la manta se coloque en posición sobre la lámina flexible.

Cuando el sistema ligante líquido comprende una dispersión de un polímero precursor curable, según se prefiere, la etapa de secado puede estar seguida por una etapa de procesamiento adicional en la que se cura el polímero precursor. Este procedimiento de curado implica preferentemente que el polímero precursor experimente alguna forma de reacción de reticulación. Sin embargo, las temperaturas que se emplean en la etapa de secado son habitualmente suficientes tanto para secar la masa de fibras impregnada como para curar el polímero precursor, de forma que generalmente es innecesaria una etapa de curado separada. Cuando se utiliza una etapa de curado separada, sin embargo, es deseable mantener la masa de fibras impregnada bajo compresión, para la duración de la etapa de solidificación.

En un procedimiento alternativo, la lámina flexible o el revestimiento se puede aplicar y adherir después de que la capa de fibras se haya comprimido y secado.

El grosor de la manta compuesta de la invención dependerá de la utilización final pretendida para la manta. Sin embargo, cuando la manta compuesta se va a utilizar para montar un monolito de cerámica o de metal en un convertidor catalítico o en un filtro de partículas para diesel, típicamente tendrá un grosor en el intervalo de 3 a 15 mm, preferentemente en el intervalo de 5 a 12 mm y más preferentemente en el intervalo de 5 a 9 mm.

La manta compuesta laminada de la invención se puede utilizar asimismo para dar soporte a los monolitos de cerámica encontrados en las unidades de filtración de gas caliente y en las plantas de gasificación de carbón. La manta compuesta laminada de la invención se puede asimismo utilizar de manera provechosa en aplicaciones de
juntas.

La presente invención se ilustrará a continuación con referencia a los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1

Se sumergieron en un látex (Neocryll (TM) A2022, una dispersión acuosa al 60% de un copolímero curable a base de acrilato de n-butilo y ácido metacrílico, disponible de Zeneca Plc), que se había diluido hasta un contenido de sólidos de aproximadamente 5% peso/peso, muestras de manta de fibras de alúmina de baja densidad Saffil (TM), que presenta un área de aproximadamente 520 mm por 210 mm, y un grosor de 25 a 55 mm. La manta Saffil impregnada pesó aproximadamente 131,0 g y tuvo un peso específico por área de superficie de aproximadamente
1,2 kg/m^{2}.

Las mantas Saffil impregnadas se colocaron a continuación sobre la parte superior de 10 trozos, de tamaño similar, de diversas láminas flexibles. El laminado que resultó se intercaló entre dos láminas de malla de fibra de vidrio recubierta con PTFE, lo que proporcionó una superficie liberadora, y este sándwich se colocó entonces entre dos láminas de tablero de resina de silicona rellena de fibra de vidrio. El conjunto entero se prensó a continuación utilizando abrazaderas de topo, hasta que la capa impregnada se redujo hasta un grosor de aproximadamente 5 mm (igual a una presión aplicada de aproximadamente 0,5 bar (50 kPa)), y se mantuvo en esta posición con mordazas. Durante este montaje, se drenó el exceso de látex de las muestras.

El montaje de molde completo se colocó a continuación sobre la cinta de un horno asistido por aire/radiofrecuencia (RF), y la velocidad de la cinta se ajustó para dar un tiempo de permanencia de aproximadamente 20 minutos. La potencia de RF del horno se estableció a aproximadamente 5,5 KW, y la temperatura del aire en el horno se ajustó a aproximadamente 155ºC. La muestra se retiró del horno cuando el látex se había secado y curado (entrecruzado) completamente. A continuación, las mordazas y los tableros se retiraron cuidadosamente de las muestras, y la malla de PTFE se despegó para revelar la manta compuesta final que tenía un grosor de aproximadamente 8 a
9 mm.

Cada muestra se envolvió entonces alrededor de una barra de 20 mm de diámetro, y se comprobó para determinar la deslaminación y el desgarramiento.

Los resultados se muestran en la Tabla 1.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 1

Muestra	Lámina flexible	Deslaminación	Desgarramiento
1	Capa individual Kimwipe	Ninguna	Ninguno
2	Papel de filtro Whatman nº 1	Ninguna	Ninguno
3	Papel Kraft	Ninguna	Ninguno
4	Papel tisú	Ninguna	Ninguno

TABLA 1 (continuación)

Muestra	Lámina flexible	Deslaminación	Desgarramiento
5	Papel kraft más papel tisú	Ninguna	Ninguno
6	Película de PET	Ninguna	Ninguno
7	Papel tisú sobre ambos lados	Ninguna	Ninguno
El papel tisú tuvo un peso/área de 22 g/m^{2}.
Las muestras 1 a 3 y 6 son ejemplos comparativos.

Ejemplo 2

Se prepararon más muestras como en el Ejemplo 1. Además, se prepararon otras 5 muestras en las que se perforaron las planchas de presión. Se preparó un ejemplo comparativo adicional en el que se omitió la lámina flexible con fines comparativos.

El coeficiente de fricción estática y cinética se midió de la siguiente manera.

Se cortó un trozo de 40 cm^{2} de una muestra, y se colocó sobre una superficie que tiene características de fricción equivalentes a la superficie de la carcasa. Se colocó sobre la muestra un trineo de fricción con un peso de 200 g unido a una célula de carga vía una polea. Se tiró de la muestra a lo largo de la superficie de fricción, y se midió la fuerza requerida para comenzar el movimiento, y la fuerza requerida para mantener el movimiento. El coeficiente de fricción estática y cinética se calculó según lo siguiente.

Fricción \ estática = \frac{\text{Fuerza inicial para iniciar el movimiento}}{\text{Fuerza para evitar el movimiento}}

\vskip1.000000\baselineskip

Fuerza \ cinética = \frac{\text{Fuerza para mantener el movimiento}}{\text{Fuerza para evitar el movimiento}}

\vskip1.000000\baselineskip

Fuerza para evitar el movimiento = peso del trineo.

Los resultados se muestran en la Tabla 2.

TABLA 2

Las muestras 1 a 5 son ejemplos comparativos.
Muestra	Lámina flexible	Fricción estática	Fricción dinámica
1	OBM (ninguna)	0,73	0,44
2	OBM más talco	0,17	0,17
3	Papel de silicona	0,18	0,18
4	Papel de grasa	0,2	0,2
5	Película de PET	0,21	0,21
6	Papel tisú	0,25	0,24
7	Papel tisú más talco	0,16	0,14
8	Papel tisú más PTFE	0,18	0,18

\newpage

Ejemplo 3

Se preparó una muestra como en el Ejemplo 1, usando papel tisú que tiene un gramaje de 22 g/m^{2} y un factor de rizado de 22%. Después de secar, se aplicó un polvo de talco de 0,2 g/m^{2}, como material reductor de la fricción. La manta compuesta tuvo un grosor de 8 mm, y, cuando se envolvió alrededor de un monolito, produjo un paquete que tenía un diámetro externo de 146 mm. El paquete de monolito/manta se insertó fácilmente en una carcasa unitaria que tiene un diámetro interno de 138 mm, sin arrugar o rasgar la manta, y ejerció una presión de 2,0 kgf/cm^{2} sobre la carcasa después del calentamiento para eliminar el ligante. Por el contrario, una muestra que no incluye el polvo de talco no se pudo insertar, salvo que el diámetro interno de la carcasa se incrementara hasta 143 mm, lo que sólo proporcionó una presión de 0,3 kgf/cm^{2}, lo que es insuficiente para el soporte a largo plazo del monolito.

Ejemplo 4

Se repitió el Ejemplo 3, excepto que el papel tisú no estaba presente. Se observaron 5 resultados similares, y además hubo cierto desgarro de las mantas cuando se envolvieron alrededor del monolito.

Claims (3)

1. Manta compuesta que comprende una capa de fibras inorgánicas y un ligante que sirve para unir las fibras, y una lámina flexible, adhiriéndose la lámina flexible a por lo menos un lado de la capa de fibra orgánica, y seleccionándose de forma que las fibras se unan y no se separen para liberar fibras perdidas al doblar la manta, presentando la lámina flexible un coeficiente de fricción estática y cinética, medido entre la superficie de la manta y la superficie de la carcasa en la que se va a montar la manta, que es inferior a 0,5 y 0,4 respectivamente, y comprendiendo la lámina flexible papel tisú que presenta un peso/área de 5 g/m^{2} a 50 g/m^{2} y que es capaz de ser estirado al menos un 10% de su longitud original.

2. Manta según la reivindicación 1, en la que las fibras inorgánicas son fibras de alúmina que tiene una longitud comprendida en el intervalo de 1 a 10 cm, y un diámetro medio de 1 a 10 \mum.

3. Procedimiento para la producción de una manta compuesta que comprende una capa de fibras inorgánicas y un ligante que sirve para unir las fibras inorgánicas, y para unir la capa a una lámina flexible que comprende papel tisú que tiene un peso/área de 5 g/m^{2} a 50 g/m^{2} y que es capaz de ser estirado al menos un 10% de su longitud original, comprendiendo método: impregnar una masa de fibras, que comprende las fibras inorgánicas, con un sistema ligante líquido que comprende el ligante, o un precursor del mismo, y un líquido portador, y someter a la masa de fibras impregnada que se obtiene a una etapa de secado mientras está en contacto con dicha lámina flexible, para eliminar sustancialmente el líquido portador, estando la manta así formada montada en una carcasa, teniendo la lámina flexible un coeficiente de fricción estática y cinética que es inferior a 0,5 y 0,4, respectivamente.