ES2260149T3

ES2260149T3 - Pieza moldeada, su procedimiento de fabricacion y su aplicacion.

Info

Publication number: ES2260149T3
Application number: ES01129256T
Authority: ES
Inventors: Geer Schuren; Robert Huusken
Original assignee: Trespa International BV
Current assignee: Trespa International BV
Priority date: 2000-12-23
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2021-12-12
Also published as: EP1216820A1; US6833174B2; DE50109368D1; JP2002254572A; EP1216820B1; DE10064890A1; ATE321656T1; PT1216820E; US20020150749A1

Abstract

Pieza moldeada en forma de plancha con un núcleo a base de una serie de capas del núcleo, capas de sustrato, de decoración y transparentes situadas en una o ambas caras del núcleo, habiéndose añadido a la pieza moldeada un producto de protección contra las llamas, caracterizada porque la distribución de producto de protección contra las llamas no es homogénea a lo largo del espesor de la pieza moldeada, y porque las capas del núcleo (51, 52, 53 ...) contienen producto de protección contra las llamas, teniendo las capas (3, 3) próximas a las superficies de la pieza moldeada (1), cantidades mayores de producto de protección contra las llamas que las capas del núcleo (5).

Description

Pieza moldeada, su procedimiento de fabricación y su aplicación.

La invención se refiere a una pieza moldeada en forma de plancha, con un núcleo a base de una serie de capas de núcleo, unas capas de sustrato, de decoración y transparentes situadas en una o ambas caras del núcleo, habiéndose añadido a la pieza moldeada productos de protección contra las llamas, así como un procedimiento para su fabricación y su utilización.

Debe entenderse por "pieza moldeada en forma de plancha" no sólo planchas planas sino también piezas moldeadas que no sean planas, fabricadas en un molde, que presentan por ejemplo bordes extremos regruesados o a lo largo del formato un perfil con diferentes espesores.

Esta clase de placas están compuestas por lo general de una serie de capas de soporte impregnadas con aglutinantes duroplásticos, que se moldean para formar una plancha o una pieza moldeada en una prensa a alta presión y temperatura, por endurecimiento del aglutinante. Estas planchas y/o piezas moldeadas se emplean tanto en el acabado de interiores como también para aplicaciones exteriores, y han de cumplir determinadas normas contra incendios. Para el acabado interior, las piezas moldeadas se utilizan en la oficina, la cocina, el baño, instalaciones de laboratorio, muebles, etc. y para aplicaciones exteriores, como por ejemplo como revestimientos de fachadas. Para satisfacer las normas contra incendios es usual, en el estado de la técnica, añadirle a las piezas moldeadas unos aditivos retardantes a la llama, los llamados productos de protección contra las llamas.

Las piezas moldeadas en forma de plancha tienen normalmente una estructura de capas, y se componen de un núcleo que actúa de sustrato, que presenta varias capas, y que por una o ambas caras va laminado con sendas capas de sustrato, una capa decorativa y una capa transparente. Las capas de decoración o acabado son generalmente papeles teñidos, pigmentados, estampados o dotados de una decoración, que contengan \alpha-celulosa, y que mediante embebido y secado con una resina melamina de bajo peso molecular se conforman para obtener una pieza premoldeada decorativa. La capa decorativa única puede contener una segunda capa, aplicada por la cara exterior de la capa decorativa y consistente en un papel que contenga \alpha-celulosa, que esté impregnada con una resina melamina de bajo peso molecular, pero que no vaya estampada ni contenga ninguna decoración. Se trata en este caso de lo que se llama una capa transparente, realizada como pieza premoldeada. Las capas decorativas y transparentes no contienen por lo general productos de protección contra las llamas. El núcleo se compone de una serie de capas, que en general son de un papel que contenga \alpha-celulosa (papel Kraft) a la sosa), que se comprimen entre sí para formar el núcleo mediante embebido con una resina fenólica de bajo peso molecular y secado subsiguiente. Esta capa lleva por lo general un producto de protección contra las llamas.

En la patente EP-B 0 081 147 se describe una placa de construcción decorativa, adecuada para aplicaciones exteriores, que consta de un núcleo prensado de fibras, rodeadas de resina fenol-formaldehídica secada al calor, y que lleva una capa decorativa en una o ambas superficies del núcleo. El núcleo es de fibras de madera y/o fibras de celulosa que van recubiertas con una resina fenol-formaldehídica endurecible al calor, en solución acuosa o dispersión. Una forma de realización de esta placa de construcción se fabrica de manera que una o varias capas precompactadas mecánicamente, dispuestas una sobre la otra, a base de partículas de madera que están impregnadas con la resina fenol-formaldehídica endurecible al calor, se prensan en calor formando el núcleo de la placa de construcción, con lo cual se endurece la resina sintética.

En esta clase de placas prensadas estratificadas bajo alta presión (HPL), decorativas conformadas en caliente, se trata de lo que se llama piezas moldeadas compactas, cuya estructura se corresponde o bien con la de las placas compactas según Normas EN 438-1 ó ISO 4586 ó DIN 16926, o que tengan una estructura semejante a éstas.

En la patente W099/45061 se describen materiales compuestos consistentes en un material de fibras y/o tejido, embebido con una matriz de resina y endurecido. La matriz de resina a base de una resina de reacción epoxídica/anhídrida está equipada ignífuga con compuestos de fósforo incorporados de forma reactiva, a base de derivados de ácido. El material compuesto ignífugo comprende además materiales de carga, desespumantes, medios auxiliares de nivelación, agentes adherentes y los aceleradores de reacción usuales en la química de las resinas epoxídicas, como por ejemplo amina terciaria y/o imidazol y complejos organometálicos. El contenido de fósforo referido a la matriz de resina es de 0,5 a 5% en peso. Esta clase de materiales compuestos se emplean como materiales ligeros en la construcción de vehículos, para vehículos sobre carril, superestructuras de automóviles y componentes de barcos y aviones.

También se conoce el hecho de emplear aditivos ignífugos en plásticos. Así por ejemplo se describe en la WO 96/09344 una masa de resina poliamídica reforzada con fibra de vidrio, resistente a la llama, que contiene de 10 a 40% en peso de fosfato de melamina, pirofosfato de melamina, en particular pirofosfato de dimelamina o polifosfato de melamina, así como mezclas de éstos. Otros retardantes de la llama preferidos, exentos de halógenos, que pueden estar contenidos en la masa de resina poliamídica, son el borato de zinc, fosfato de zinc, sulfato de melamina o polifosfato amónico. Además se pueden añadir los aditivos usuales tales como fluidificantes, dispersantes y agentes adherentes, tal como por ejemplo estearatos, fosfonatos, amidas de ácido graso o aerosoles. Esta clase de masas de resina poliamídica reforzada con fibra de vidrio son especialmente adecuadas para la fabricación de cuerpos moldeados que se emplean en la industria eléctrica o electrónica.

Los núcleos de las planchas conocidas contienen resinas del grupo de los aminoplastos, epoxidoplastos, uretanoplastos, duroplastos o mezclas de éstos. A estas resinas se les añade en general productos de protección contra las llamas. Como productos de protección contra las llamas se utilizan aditivos que contengan fósforo o aditivos con fósforo-nitrógeno. Otros productos de protección contra la llama conocidos son boratos o hidróxidos de aluminio, zinc, magnesio así como compuestos orgánicos halogenados. Si el núcleo está compuesto de una pieza preprensada prefabricada de fibras de madera y/o celulosa, entonces el producto de protección contra las llamas se puede añadir al aglutinante para las fibras de madera o celulosa. Además de esto existe también la posibilidad de añadir el producto de protección contra la llama directamente a las fibras de madera o a la harina de madera, de la que se moldean las piezas premoldeadas. En las planchas conocidas que contienen un producto de protección contra las llamas hay siempre una distribución homogénea del producto de protección contra las llamas, tanto en la capa de núcleo como en las capas decorativas, si es que éstas están también equipadas con un producto de protección contra las llamas. Estas capas decorativas consisten por ejemplo en una resina acrílica, diuretano, epoxídica o melamina reticulada, modificada con resina acrílica y que contiene materiales de carga y/o colorantes. A estas resinas se les añade entonces respectivamente un producto de protección contra las llamas.

En el caso de que una pieza moldeada se caliente hasta la temperatura de inflamación, comienza a arder primero la capa decorativa, y después las capas del núcleo situadas debajo, hasta que la pieza moldeada se quema de lado a lado. Para evitar los incendios es importante que en un caso de incendio las piezas moldeadas no se inflamen, ya que a causa de la inflamación de las piezas moldeadas se acelera el calentamiento, por lo tanto se desprende más calor, con lo cual se vuelve a acelerar otra vez más el calentamiento. Esta espiral de efecto ascendente influye en alto grado el comportamiento frente a los incendios y la normalización de las piezas moldeadas.

El objetivo de la invención es el de mejorar la resistencia a las llamas de las piezas moldeadas de la clase descrita inicialmente, de tal manera que se incremente la eficacia de los productos de protección contra las llamas contenidos en las piezas moldeadas. Este objetivo se resuelve de manera que la distribución de los productos de protección contra las llamas no es homogénea en todo el espesor de la pieza moldeada, y porque las capas del núcleo contienen productos de protección contra las llamas, donde las capas próximas a la superficie de la pieza moldeada contienen cantidades mayores de producto de protección contra las llamas que las capas del núcleo.

Para ello las distintas capas de la pieza moldeada contienen cantidades diferentes de producto de protección contra las llamas. En la realización de la invención, las capas situadas en las superficies de la pieza moldeada contienen cantidades mayores de producto de protección contra las llamas que las capas de núcleo. Es conveniente que la distribución del producto de protección contra las llamas sea simétrico a lo largo del espesor de la pieza moldeada, siendo el contenido del producto de protección contra las llamas en las capas de núcleo más bajo que en las capas de sustrato y de decoración.

En un perfeccionamiento de la invención, se añade el mismo producto de protección contra las llamas a las capas de la pieza moldeada equipadas de forma ignífuga.

En otra forma de realización de la invención, la distribución del producto de protección contra las llamas es asimétrico a lo largo del espesor de la pieza moldeada, conteniendo la capa de decoración frontal una cantidad mayor de producto de protección contra las llamas que la capa de decoración de la cara posterior, y las capas del núcleo una cantidad menor de producto de protección contra las llamas que cada una de las dos capas de decoración. También es posible que las diferentes capas de la pieza moldeada contengan distintos productos de protección contra las
llamas.

La restante realización de la invención se deduce de las características de las reivindicaciones 8 a 12.

En la invención se logra la ventaja de que con cantidades menores de producto de protección contra las llamas, en comparación con una distribución homogénea de los productos de protección contra las llamas en las piezas moldeadas conocidas, se logra una protección contra las llamas de igual magnitud, o que con igual cantidad de producto de protección contra las llamas como en una distribución homogénea, se incrementa la protección contra las llamas.

Dentro del marco de la invención se trata de crear también un procedimiento para la fabricación de una pieza moldeada en forma de plancha, que permita la distribución no-homogénea de los productos de protección contra las llamas en las distintas capas de lo largo del espesor de la pieza moldeada. Esto se consigue mediante la colocación de una capa de separación, una capa transparente, una capa de decoración y/o una capa de sustrato, modificándose la capa de decoración con una cantidad m_{1} de un producto de protección contra las llamas, y la capa de sustrato con una cantidad m_{2} \leq m_{1} de un producto de protección contra las llamas, y de un núcleo prefabricado compuesto por una serie de capas del núcleo, donde cada capa del núcleo está modificada con una cantidad igual m_{3} \leq m_{2} de un producto de protección contra las llamas, y donde mediante la colocación de otra capa de decoración y/o de una capa de sustrato, equipada respectivamente con un producto de protección contra las llamas, una capa transparente y una capa de separación, colocados en una prensa abierta y mediante prensado en caliente bajo presión de todas las capas que se encuentran dentro de la prensa endureciéndose las capas prefabricadas, fluyendo la resina de las capas y moldeándose las capas para obtener una pieza moldeada homogénea maciza.

En la realización del procedimiento se equipan la otra capa de decoración y/o la capa de sustrato respectivamente con una cantidad m_{1} ó m_{2} del producto de protección contra las llamas, siendo m_{3} \leq m_{2} \leq m_{1}. En otra realización del procedimiento, se modifican la otra capa de decoración y/o la capa de sustrato respectivamente con una cantidad m_{4} ó m_{5} de producto de protección contra las llamas, siendo m_{3} \leq m_{5} \leq m_{4} y m_{5} \leq m_{2} y m_{4} \leq m_{1}.

De acuerdo con el procedimiento, se modifican las capas de decoración, de sustrato y del núcleo respectivamente con el mismo producto de protección contra las llamas. También es posible que las capas de decoración, de sustrato y del núcleo se equipen respectivamente con un producto de protección contra las llamas diferente.

Con la pieza moldeada en forma de plancha se obtienen las ventajas de que con una distribución de cantidad de producto de protección contra las llamas a lo largo del espesor de la placa se logra un ahorro del 10 al 25% en peso de producto de protección contra las llamas, sin que empeore el comportamiento frente a un incendio, o que a igual cantidad de producto de protección contra las llamas, como en una distribución homogénea, se logre un comportamiento mejorado frente a un incendio. También es ventajoso que con la misma cantidad de producto de protección contra las llamas se pueden obtener muchos perfiles diferentes de protección contra las llamas a lo largo del espesor de la pieza moldeada, ya que las distintas capas de la pieza moldeada se pueden equipar de forma variable con diferentes cantidades de producto de protección contra las llamas.

La invención se describe a continuación con mayor detalle sirviéndose de los dibujos y de los ejemplos de realización. Las Figuras muestran:

Figura 1 esquemáticamente, la estructura de una pieza moldeada a base de distintas capas que van colocadas superpuestas en una prensa,

Figura 2 diferentes distribuciones simétricas de productos de protección contra las llamas a lo largo del espesor de piezas moldeadas, cuyos núcleos presentan respectivamente un número diferente de capas del núcleo,

Figura 3 diferentes distribuciones simétricas de productos de protección contra las llamas, semejantes a las de las Figura 2, donde la distribución próxima a las superficies de las piezas moldeadas resulta más plana que en la Figura 2, y

Figura 4 diferentes distribuciones asimétricas de productos de protección contra las llamas a lo largo del espesor de las piezas moldeadas, cuyos núcleos presentan respectivamente un número distinto de capas del núcleo.

En la Figura 1 se representa esquemáticamente la estructura de una pieza moldeada 1, que se compone de un núcleo 5, que por cada cara va encerrado respectivamente por una capa de sustrato 4, una capa de decoración 3 y una capa transparente 2. El núcleo está compuesto de lo que se llama una pieza premoldeada, es decir de un paquete prensado a base de distintas capas del núcleo 51, 52, 53 ... La cifra posterior de los números de referencia que designan a las capas del núcleo corresponden a la numeración consecutiva de estas capas del núcleo. Las capas de sustrato 4,4 sirven como capas de barrera del núcleo, y en determinados ejemplos de realización también se pueden omitir. Las capas de decoración 3,3 están compuestas preferentemente de una capa de esmalte y tienen un peso por unidad de superficie de 10 a 400 g/m^{2}, en particular de 50 a 250 g/m^{2}. Están compuestos de una resina acrílica, de uretano, epoxídica o melamina reticulada, donde la resina acrílica puede estar pigmentada y contener materiales de carga y/o colorantes. Las capas transparentes 2,2 sirven ante todo como capas de protección contra daños de la superficie de la pieza moldeada. Las capas de decoración o decorativas 3,3 pueden consistir en papeles decorativos, tratados con resina melamina. A las capas de decoración 3,3, las capas de sustrato 4,4 y las capas del núcleo 51, 52, 53 ... se les añade conforme a la invención respectivamente unos aditivos ignífugos, los llamados productos de protección contra las llamas. Cuando las capas de decoración 3,3 son papeles decorativos impregnados de resina melamina, entonces éstos por lo general no contienen producto de protección contra las llamas.

En la Figura 1 está representado esquemáticamente el orden de colocación de las distintas capas dentro de una prensa abierta, entre cuyas matrices inferior y superior 7,7 se colocan las distintas capas. Las capas de separación 6,6 sirven principalmente para impedir que la pieza moldeada 1 se pegue a las matrices 7,7 una vez terminado el proceso de prensado. Las distintas capas se colocan en la prensa abierta en el orden siguiente: sobre la matriz inferior 7 se van colocando sucesivamente la capa de separación 6, la capa transparente de la cara posterior 2, la capa decorativa de la cara posterior 3, la capa de sustrato 4, el núcleo 5, otra capa de sustrato 4, una capa de decoración frontal 3, una capa transparente frontal 2 así como una capa de separación 6. A continuación se cierra la prensa, y con calor y presión se efectúa el prensado en caliente de las capas para obtener la pieza moldeada 1. La temperatura para esto es de 120 a 180ºC, y la presión de 60 a 110 bar.

El núcleo 5 está formado como pieza premoldeada (prepeg) a base de las capas de núcleo 51, 52, 53 ..., y se prepara por ejemplo a base de capas de partículas de madera y/o celulosa, de acuerdo con el procedimiento descrito en la EP-B 0 081 147. Esto se hace de tal manera, que varias capas precompactadas mecánicamente y dispuestas una sobre la otra, a base de partículas de madera y/o celulosa, que están impregnadas con una resina sintética termoendurecible del grupo de los aminoplásticos, epóxidos, uretano, duroplásticos o mezclas de éstos, se comprimen con aplicación de calor, con lo cual se endurece la resina sintética. A estas resinas se les añade en general los productos de protección contra las llamas que se eligen del grupo de los aditivos que contengan fósforo o fósforo-nitrógeno, compuestos orgánicos halogenados y compuestos que contengan nitrógeno, boratos o hidróxidos. En el caso de los boratos e hidróxidos se trata de los del aluminio, zinc, magnesio. Los productos de protección contra las llamas se eligen principalmente del grupo de los melaminopolifosfatos, melaminopirofosfatos, polifosfatos de amonio, (piro)fosfatos de amonio, (piro)fosfatos de amina. Entre los productos orgánicos de protección contra las llamas se cuenta también el antimonóxido. La mayor eficacia la tienen los productos de protección contra las llamas que contienen fósforo, y que por este motivo son también los que se emplean con preferencia.

En las Figuras 2 a 4 se indican sobre el eje X unos números de posición consecutivos del 11 al 35, que corresponden a las distintas capas de la pieza moldeada. Los números de posición 11 al 16 comprenden por ejemplo la capa de decoración frontal, donde el número de posición 16 marca el límite con el núcleo 5, al cual le están asignados por ejemplo los números de posición del 17 al 29. Los números de posición del 30 al 35 se refieren a la capa de decoración de la cara posterior 3 de la pieza moldeada 1. Dado que el núcleo 5 por lo general está rodeado además de una capa de sustrato frontal y una posterior 4,4, los números de posición 17, 18 y 19 ó 27, 28 y 29 respectivamente, pueden estar asignados a tales capas de sustrato.

Sobre el eje Y está representado el contenido activo de productos de protección contra las llamas, expresado en tanto por ciento en peso, y referido respectivamente al peso de la capa respectiva. En lugar del contenido activo del producto de protección contra las llamas puede estar representado en el eje Y también el contenido activo de fósforo o de un halógeno del producto de protección contra las llamas. El centro del espesor de la pieza moldeada 1 viene dado por el número de posición 23. Los perfiles o la distribución del producto de protección contra las llamas están realizados simétricos o asimétricos con respecto a una línea imaginaria trazada a través del número de posición 23. En las Figuras 2 a 4, la recta m indica respectivamente el estado de la técnica, de acuerdo con el cual la distribución del producto de protección contra las llamas es homogéneo, es decir que todas las capas modificadas con el producto de protección contra las llamas contienen cantidad igual de producto de protección contra las llamas. Se puede tratar respectivamente del mismo producto de protección contra las llamas, pero también de diferentes productos de protección contra las llamas en las distintas capas, si está asegurado que la proporción de fósforo que participa activamente en la protección contra incendios, es igual en todas las capas.

La Figura muestra tres perfiles simétricos a, b, c para la distribución del producto de protección contra las llamas, que tienen diferentes pendientes de los flancos. Los perfiles a y b tienen los flancos de mayor pendiente, siendo la cantidad de producto de protección contra las llamas del 16% en peso en las dos posiciones exteriores 11 y 35, y del 4% en peso en las posiciones 14 a 32. El perfil b tiene flancos de pendiente semejante al perfil a, siendo la cantidad de producto de protección contra las llamas del 8% en peso en las posiciones 14 y 32, y del 3% en peso en las posiciones 15 a 31. El perfil c tiene flancos más tendidos que los perfiles a y b, siendo la cantidad de producto de protección contra las llamas del 10% en peso en las posiciones exteriores 11 y 35, y del 2% en peso en las posiciones
19 a 27.

Por la Figura 2 se ve claramente que en los perfiles a, b y c la cantidad total de producto de protección contra las llamas es inferior a la distribución homogénea de producto de protección contra las llamas conocida por el estado de la técnica, y que en la Figura 2 está representado por la recta m. Se ha visto que con una distribución de la cantidad de producto de protección contra las llamas a lo largo del espesor de la pieza moldeada 1 se puede conseguir un ahorro del 10 al 25% en peso de producto de protección contra las llamas, en comparación con la distribución homogénea conocida de producto de protección contra las llamas. A pesar del empleo de menor cantidad de producto de protección contra las llamas, el comportamiento frente a los incendios de una pieza moldeada a una preparada de esta manera es igual de bueno que el comportamiento frente a los incendios de la correspondiente pieza moldeada con distribución homogénea del producto de protección contra las llamas. En función del comportamiento deseado frente a un incendio se elige la proporción de la cantidad de producto de protección contra las llamas en el centro del núcleo 5 con relación a la capa de decoración y/o a la capa de sustrato, del 1:1,5 a 6, en particular 1:2,0 a 3,5. Si se emplean cantidades iguales de productos de protección contra las llamas en una pieza moldeada con distribución homogénea del producto de protección contra las llamas, y una pieza moldeada 1 conforme a la invención, con distribución simétrica o asimétrica del producto de protección contra las llamas, entonces la pieza moldeada 1 conforme a la invención muestra un mejor comportamiento frente a un incendio con respecto a la pieza moldeada con distribución homogénea del producto de protección contra las llamas.

En la Figura 3 están representados los perfiles d, e, f, que reproducen una distribución simétrica del producto de protección contra las llamas, y que en comparación con las muestras de la Figura 2, tienen menor pendiente. Los perfiles d y e muestran una pendiente de flancos semejante, y sus flancos tienen más pendiente que los flancos del perfil f. La cantidad de un producto de protección contra las llamas en las posiciones 11 y 12 del perfil d es de un 10% en peso, y en la zona desde la posición 12 hasta la 34 desciende hasta un valor poco por debajo del 6% en peso. El perfil e tiene en las posiciones 13 y 33 una cantidad de 10% en peso de producto de protección contra las llamas, y en las posiciones 12 a 14 una cantidad del 5% en peso de producto de protección contra las llamas.

La cantidad de producto de protección contra las llamas en las posiciones 11 y 35 del perfil f es de un 10% en peso, y del 4% en peso en la zona de las posiciones 17 a 29.

La Figura 4 muestra esquemáticamente tres perfiles g, h, e, con distribución asimétrica del producto de protección contra las llamas, con relación a una línea imaginaria que pasa por la posición 23. En las posiciones 11 ó 35 del perfil g, la cantidad de producto de protección contra las llamas es del 16% en peso o del 8% en peso respectivamente. En la zona desde la posición 17 a la 33, la proporción de producto de protección contra las llamas está en un 4% en peso. El perfil h muestra en la posición 11 una cantidad de 12% en peso de producto de protección contra las llamas, y en la zona de la posición 15 a 35, una proporción del 5% en peso de producto de protección contra las llamas. En el perfil i, la cantidad de producto de protección contra las llamas es del 10% en peso en la posición 11, y del 3% en peso en la zona de las posiciones 25 a 35.

??? de la protección contra las llamas para la pieza moldeada 1 depende no sólo de la cantidad empleada de producto de protección contra las llamas para modificar las diferentes capas de la pieza moldeada 1, sino también de la clase de producto de protección contra las llamas. Dado que las piezas moldeadas tienen diferentes campos de aplicación, han de satisfacer diferentes requisitos relativos a su comportamiento en caso de incendios, sus propiedades físicas y mecánicas. El comportamiento frente a incendios se vive según Norma ISO 5660 (Cone Calorimeter), se ensaya la resistencia a la intemperie mediante el ensayo de Xenon 1200, la absorción de agua ya el esponjamiento en agua hirviendo según la Norma EN 438-2, y en el agua a una temperatura de 23C, según la Norma DIN 53495, Procedimiento 3L, y el módulo E según Norma DIN 53457 y la resistencia a la flexión según
ISO 178.

Los productos de protección contra las llamas se eligen por ejemplo del grupo de los melaminpolifosfatos, melaminpirofosfatos, polifosfatos de amonio, (piro)fosfatos de amonio, (piro)aminfosfatos, compuestos orgánicos halogenados, boratos e hidróxidos de aluminio, zinc, magnesio y óxido de antimonio. Son especialmente adecuados los productos de protección contra las llamas que contengan fósforo y fósforo-nitrógeno, para aquellas piezas moldeadas cuyo núcleo contenga celulosa. Los productos de protección contra las llamas a base de compuestos orgánicos halogenados solamente tienen una resistencia limitada a la intemperie, y por lo tanto solamente son adecuados para aplicaciones interiores y para la modificación del núcleo de la pieza moldeada. Dado que en caso de incendio liberan halógenos, no resultan plenamente compatibles con el medio ambiente. En el caso de que se empleen productos de protección contra las llamas inorgánicos, tales como boratos e hidróxidos a base de aluminio y magnesio, se necesitan unas concentraciones relativamente altas para ser eficazmente ignífugos, por cuyo motivo quedan perjudicadas las propiedades mecánicas y la absorción de agua de la pieza moldeada. Los productos de protección contra las llamas preferidos son por lo general los productos de protección contra las llamas que contengan fósforo y fósforo-nitrógeno. Al determinar las concentraciones o cantidades de producto de protección contra las llamas en las capas del núcleo así como en las capas de sustrato unidas a éstas, que están previstas como capas de barrera contra el fuego, y en las capas de decoración se procede de manera que se utilicen para las capas de decoración unos productos de protección contra las llamas de gran eficacia tales como melaminpolifosfato o melaminpirofosfato o polifosfatos de amonio, que a temperaturas relativamente bajas ya son fuertemente ignífugos. En el núcleo se pueden emplear entonces productos de protección contra las llamas de menor eficacia, como por ejemplo el (piro)fosfato de amonio, (piro)fosfato de amina, donde el amoníaco o la amina pueden estar ligados tanto de forma ionógena como covalente. Como ya se ha mencionado, en el núcleo se pueden integrar capas de sustrato que sean capas de barrera, en cuyo caso estas capas de sustrato laminan convenientemente el núcleo por ambas
caras.

Ensayo de resistencia a la llama (Cone Calorimeter Test)

El ensayo se realiza de acuerdo con la Norma ISO 5660, con una potencia de 50 kW y una duración de 720 s. Los criterios importantes para la investigación son la liberación total de calor (THR = Thermal Release) después de diferentes tiempos de ensayo, la liberación total de calor calculada a partir de la pérdida de peso y los tiempos de inflamación para la tapa decorativa y la capa del núcleo. Para ello, las cantidades de calor liberadas se representan en función del tiempo de radiación, y a partir de estas curvas se puede reconocer al cabo de cuánto tiempo está por ejemplo quemada la tapa de decoración, y en qué magnitud ha contribuido durante este período de tiempo la tapa de decoración a la liberación de calor.

Ensayo Xenon 1200

Este ensayo tiene lugar con ajustes conforme a la Norma TNO 158/89, de la Solicitante. En este ensayo interno se irradia con lámparas de xenon a lo largo de 3000 horas una muestra equipada con producto de protección contra las llamas. Esto equivale a una utilización de unos 10 años bajo la radiación natural del sol, en zonas climáticas de Europa Occidental. Las fuentes de luz son tres lámparas de xenon, cada una con una potencia de 4500 W. La intensidad luminosa es de 90 \pm 5 W/m^{2} dentro de la gama de longitud de onda de 300 a 400 nm. La temperatura ambiente es de 30ºC, la temperatura de panel negro de 45ºC \pm 3ºC, la humedad relativa del aire del 65 \pm 5%. La muestra se va rociando cíclicamente con agua durante 3 minutos, durando cada uno de los ciclos 20 minutos, es decir que a los 17 minutos después de iniciarse el ciclo comienza la fase de rociado de 3 minutos de duración. El agua es agua destilada. La muestra recorre una pista circular, a lo largo de cuyo perímetro están posicionadas las lámparas de xenon, respectivamente a una separación de 120º entre sí. Después de una vuelta de la muestra se realiza cada vez un giro de 180º, de manera que las dos caras queden irradiadas en la proporción 50/50.

Las condiciones que han de cumplir las placas modificadas con protección contra las llamas se describen detalladamente entre otras en la EP-A 1 167 463. Es esencial que por la modificación de la protección contra las llamas no se empeoren las características superficiales.

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Absorción de agua y esponjamiento

Se aplican los dos métodos siguientes:

1.: Cinco muestras de 50 x 50 mm se almacenan durante 2 horas en agua hirviendo. Antes y después del almacenamiento se miden el peso y el espesor de los bordes (con 4 dígitos). A partir de estos datos se calcu-lan la absorción del agua y el esponjamiento. Este ensayo se realiza de acuerdo con la Norma EN 438-2.

2.: Cinco muestras de 50 x 50 mm se almacenan durante 500 horas en agua a 23ºC. El cálculo de la absorción del agua y del esponjamiento es el mismo que en el método 1. Este ensayo se realiza de acuerdo con la Norma DIN 53495, Procedimiento 3L.

Ensayos de resistencia mecánica

Sobre un banco de curvado se determinan los siguientes datos de cinco muestras en dirección longitudinal:

1.: la flecha en relación a la fuerza ejercida

2.: la fuerza ejercida al producirse la rotura de la muestra.

A partir del aumento de un tramo lineal en la relación entre la flecha y la fuerza ejercida, se calcula el módulo E. A partir de la fuerza ejercida al producirse la rotura de la muestra se puede determinar la resistencia a la flexión.

Los ejemplos siguientes muestran distribuciones simétricas y asimétricas de los productos de protección contra las llamas, mientras que los ejemplos comparativos presentan una distribución homogénea de los productos de protección contra las llamas.

Ejemplo 1

El grueso de la pieza moldeada es de 8 mm, el núcleo está compuesto de capas de papeles Kraft impregnadas de resina fenólica, mientras que las capas de decoración están formadas por un esmalte endurecible mediante rayos electrónicos. El núcleo queda además encerrado en unas capas de sustrato que sirven de barreras de protección contra las llamas. Las diferentes capas están modificadas con distintas cantidades de productos de protección contra las llamas, y además de esto se diferencian también los tipos de productos de protección contra las llamas que se emplean en las distintas capas. Hay una distribución simétrica de los productos de protección contra las llamas en todo el grueso de la pieza moldeada:

Capa	Producto de protección contra	Contenido activo de
	las llamas	fósforo
Capa de decoración, frontal	Polifosfato de amonio	3%
Capa de sustrato, frontal	Pirofosfato de amonio	2,5%
Capa superior del núcleo	Fosfato de amonio	2%
Capas intermedias del núcleo	Fosfato de amonio	1,2%
Capa inferior del núcleo	Fosfato de amonio	2%
Capa de sustrato, cara posterior	Pirofosfato de amonio	2,5%
Capa de decoración, cara posterior	Polifosfato de amonio	3%

El contenido activo de fósforo en las distintas capas es simétrico con respecto a las capas intermedias del núcleo que forman el centro del espesor de la pieza moldeada, y la distribución del fósforo corresponde a un contenido medio de fósforo de un 1,4% en peso de fósforo.

Ejemplo 2

La pieza moldeada 1 tiene un espesor de 8 mm, y el núcleo está compuesto de fibras de madera recubiertas de resina fenólica, mientras que para las capas de decoración se utiliza un esmalte endurecible mediante radiación de electrones. Las distintas capas están modificadas con diferentes cantidades de producto de protección contra las llamas, y contienen además distintos tipos de productos de protección contra las llamas. La distribución de los productos de protección contra las llamas es asimétrica con relación a las capas intermedias del núcleo.

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Capa	Producto de protección contra	Contenido activo de
	las llamas	fósforo
Capa de decoración, frontal	Polifosfato de melamina	4%
Capa de sustrato, frontal	Pirofosfato de melamina	3%
Capa superior del núcleo	Polifosfato de amonio	1,6%
Capas intermedias del núcleo	Fosfato de amonio	1%
Capa inferior del núcleo	Polifosfato de amonio	1%
Capa de sustrato, cara posterior	Pirofosfato de melamina	1%
Capa de decoración, cara posterior	Polifosfato de melamina	2%

La distribución de fósforo de los productos de protección contra las llamas corresponde a un contenido medio de fósforo de un 1,2% % en peso de fósforo.

Ejemplo 3

La pieza moldeada 1 tiene un espesor de 8 mm, y su núcleo está compuesto de capas de fibras de madera impregnadas con resina fenólica, mientras que las capas de decoración están formadas por un esmalte endurecible mediante radiación de electrones. Las capas están modificadas con diferentes cantidades de producto de protección contra las llamas y distintos tipos de productos de protección contra las llamas. Las capas de decoración frontal y posterior no contienen en este ejemplo ningún producto de protección contra las llamas, mientras que la capa de sustrato frontal y la posterior están equipadas con una proporción relativamente alta de productos de protección contra las llamas, actuando como capas de barrera. La distribución de los productos de protección contra las llamas es simétrica con respecto a las capas centrales del núcleo.

Capa	Producto de protección contra	Contenido activo de
	las llamas	fósforo
Capa de decoración, frontal	sin producto de protección	6%
	contra las llamas
Capa de sustrato (barrera)	Pirofosfato de melamina	2,5%
Capa superior del núcleo	Pirofosfato de amonio	1%
Capas intermedias del núcleo	Fosfato de amonio	1,2%
Capa inferior del núcleo	Pirofosfato de amonio	2,5%
Capa de sustrato (barrera)	Pirofosfato de melamina	6%
Capa de decoración, cara posterior	sin producto de protección	-
	contra las llamas

La distribución del fósforo activo corresponde a un contenido medio de fósforo del 1,5% en peso de fósforo, referido al peso total de la pieza moldeada 1.

Ejemplo 4

La pieza moldeada 1 tiene un espesor de 8 mm, y el núcleo está compuesto de capas de papeles Kraft impregnadas de resina fenólica. Las capas de decoración son papeles decorativos, impregnados de resina melamina. Las capas del núcleo están encerradas por capas de barrera. Las capas de barrera y las capas del núcleo están modificadas con diferentes cantidades de producto de protección contra las llamas. Para ambas clases de capas se emplea el mismo producto de protección contra las llamas. La distribución del producto de protección contra las llamas es simétrica, correspondiendo la distribución de fósforo activo a un contenido medio de fósforo de un 1,6% en peso.

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Capa	Producto de protección contra	Contenido activo de
	las llamas	fósforo
Capa de decoración, frontal	Resina melamina	-
Capa de barrera	Fosfato de etandiamonio	2,5%
Capas del núcleo	Fosfato de etandiamonio	1,5%
Capa de barrera	Fosfato de etandiamonio	2,5%
Capa de decoración, cara posterior	Resina melamina	-

Ejemplos comparativos 1 a 3

La pieza moldeada tiene respectivamente 8 mm de espesor, y el núcleo está compuesto de papeles Kraft impregnados de resina fenólica, mientras que para las capas de decoración se emplea esmalte endurecible por radiación de electrones. El núcleo está encerrado por capas de sustrato, y la distribución de los productos de protección contra las llamas es homogénea. Las capas de decoración frontal y posterior no están equipadas con un producto de protección contra las llamas. Los ejemplos comparativos 1 a 3 tienen un contenido medio de fósforo respectivo del 1,2, 1,8 y 2,4% en peso.

Capa	Producto de protección	Contenido activo de fósforo
	contra las llamas
		A	B	C
Capa decoración frontal	-	-	-	-
Capa de sustrato	Pirofosfato de amonio	1,2%	1,8%	2,4%
Capas superiores del núcleo	Pirofosfato de amonio	1,2%	1,8%	2,4%
Capas intermedias del núcleo	Pirofosfato de amonio	1,2%	1,8%	2,4%
Capas inferiores del núcleo	Pirofosfato de amonio	1,2%	1,8%	2,4%
Capa de sustrato	Pirofosfato de amonio	1,2%	1,8%	2,4%
Capa de decoración, cara posterior	-	-	-	-

Ejemplos comparativos 4 a 6

La pieza moldeada tiene un espesor de 8 mm, y consta en el núcleo de capas que son fibras de madera recubiertas de resina fenólica. Parar las capas de decoración se utiliza un esmalte endurecible mediante radiación de electrones. Las capas de decoración no están modificadas con un producto de protección contra las llamas. El contenido activo de fósforo equivale a un contenido medio de fósforo de los ejemplos comparativos 4 a 6, de respectivamente 1,2, 1,8 y 2,4% en peso de fósforo.

Capa	Producto de protección	Contenido activo de fósforo
	contra las llamas
		A	B	C
Capa decoración frontal	-	-	-	-
Capa de sustrato	Fosfato de amonio	1,2%	1,8%	2,4%
Capas del núcleo	Fosfato de amonio	1,2%	1,8%	2,4%
Capa de sustrato	Fosfato de amonio	1,2%	1,8%	2,4%
Capa de decoración, cara posterior	-	-	-	-

1

2

De la Tabla 1 se deduce que el ejemplo 2, que tiene el mismo contenido medio de fósforo del 1,2% en peso como los ejemplos comparativos 1 y 4, suministra una liberación total de calor considerablemente menor que los ejemplos comparativos, y que la inflamación, tanto de la capa decorativa como también del núcleo, tiene lugar en el ejemplo 1, considerablemente más tarde que en los ejemplos comparativos 1 y 4. Comparando los ejemplos 1, 3 y 4, que tienen un contenido medio de fósforo respectivo del 1,4, 1,5 y 1,6% en peso, con los ejemplos comparativos 3 y 6 que tienen respectivamente un contenido medio homogéneo de fósforo del 2,4% en peso, muestra que en estos ejemplos tiene lugar una liberación total de calor menor, y una inflamación más tardía del núcleo, que en los ejemplos comparativos. Por lo tanto se consigue mediante la invención la ventaja de que la distribución no homogénea del producto de protección contra las llamas en las piezas moldeadas, con una proporción de peso inferior del producto de protección contra las llamas, ofrece el mismo retardo a las llamas que una distribución homogénea del producto de protección contra las llamas con una proporción en peso superior del producto de protección contra las llamas.

Claims

1. Pieza moldeada en forma de plancha con un núcleo a base de una serie de capas del núcleo, capas de sustrato, de decoración y transparentes situadas en una o ambas caras del núcleo, habiéndose añadido a la pieza moldeada un producto de protección contra las llamas, caracterizada porque la distribución de producto de protección contra las llamas no es homogénea a lo largo del espesor de la pieza moldeada, y porque las capas del núcleo (51, 52, 53 ...) contienen producto de protección contra las llamas, teniendo las capas (3, 3) próximas a las superficies de la pieza moldeada (1), cantidades mayores de producto de protección contra las llamas que las capas del núcleo
(5).

2. Pieza moldeada en forma de plancha, caracterizada porque las distintas capas (3, 4, 5, 4, 3) de la pieza moldeada (1) contienen cantidades diferentes de producto de protección contra las llamas.

3. Pieza moldeada en forma de plancha según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la distribución de los productos de protección contra las llamas es simétrica a lo largo del espesor de la pieza moldeada (1), siendo el contenido de producto de protección contra las llamas en las capas del núcleo (51, 52, 53 ...) menor que en las capas de decoración y de sustrato (3, 4, 4, 3).

4. Pieza moldeada en forma de plancha según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque a las capas de la pieza moldeada (1) equipadas con retardante a las llamas, se les ha añadido el mismo producto de protección contra las llamas.

5. Pieza moldeada en forma de plancha según las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque la distribución de los productos de protección contra las llamas a lo largo del espesor de la pieza moldeada (1) es asimétrica, conteniendo la capa de decoración frontal (3) una cantidad mayor de producto de protección contra las llamas que la capa de decoración (3) de la cara posterior, y las capas del núcleo (51, 52, 53) presentan una cantidad inferior de producto de protección contra las llamas que cada una de las dos capas de decoración (3, 3).

6. Pieza moldeada en forma de plancha según la producto reivindicación 1, caracterizada porque las distintas capas (3, 4, 5, 4, 3) de la pieza moldeada (1) contienen distintos productos de protección contra las llamas.

7. Pieza moldeada en forma de plancha según la reivindicación 1, caracterizada porque los productos de protección contra las llamas se eligen del grupo de los melaminopolifosfatos, melaminopirofosfatos, polifosfatos de amonio, (piro)fosfatos de amonio, (piro)aminofosfatos, compuestos orgánicos halogenados, boratos e hidróxidos del Al, Zn, Mg, óxido de antimonio.

8. Pieza moldeada en forma de plancha según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la proporción de la cantidad de producto de protección contra las llamas entre el núcleo: y la capa de decoración y/o la capa de sustrato es = 1:1,2 a 6, en particular 1:1,5 a 3,5.

9. Pieza moldeada en forma de plancha según una de las reivindicaciones 3 y 5, caracterizada porque el espesor de la pieza moldeada (1) alcanza hasta 35 mm, en particular de 6 a 12 mm.

10. Pieza moldeada en forma de plancha según la reivindicación 1, caracterizada porque la distribución del fósforo contenido en los productos de protección contra las llamas corresponde a lo largo del espesor de la pieza moldeada a un contenido medio de fósforo del 0,5 al 2,5% en peso de fósforo en la pieza moldeada.

11. Pieza moldeada en forma de plancha según la reivindicación 10, caracterizada porque el contenido medio de fósforo en la pieza moldeada es de 1,2 a 1,6% en peso.

12. Procedimiento para la fabricación de una pieza moldeada en forma de plancha, según una o varias de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada por colocarse una capa de separación (6), una capa transparente (2), una capa de decoración (3) y/o una capa de sustrato, estando modificada la capa de decoración (3) con una cantidad m_{1} con un producto de protección contra las llamas, y la capa de sustrato (4) con una cantidad m_{2} \leq m_{1} de un producto de protección contra las llamas, y un núcleo prefabricado (5), compuesto por una serie de capas del núcleo (51, 52, 53 ...), estando modificada cada capa del núcleo con una cantidad igual m_{3} de un producto de protección contra las llamas, siendo m_{3} \leq m_{2} \leq m_{1}, y por la colocación de otra capa de sustrato (4) y/o una capa de decoración (3), que están equipadas respectivamente con un producto de protección contra las llamas, una capa transparente (2) y una capa de separación (6), colocados en una prensa abierta, y prensado en caliente bajo presión de todas las capas situadas en la prensa, con lo cual se endurecen las capas prefabricada, se funden las resinas de las capas y se moldean las capas para formar una pieza moldeada homogénea maciza.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque la otra capa de decoración (3) y/o capa de sustrato (4) se equipan respectivamente con una cantidad m_{1} ó m_{2} respectivamente del producto de protección contra las llamas, siendo m_{3} \leq m_{2} \leq m_{1}.

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14. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque la otra capa de decoración (3) y/o capa de sustrato (4) se modifican respectivamente con una cantidad m_{4} ó m_{5} de reivindicación de protección contra las llamas, siendo m_{3} \leq m_{5} \leq m_{4} y m_{5} \leq m_{2}, y m_{4} \leq m_{1}.

15. Procedimiento según las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque las capas de decoración, del sustrato y del núcleo se modifican respectivamente con el mismo producto de protección contra las llamas.

16. Procedimiento según las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque las capas de decoración, del sustrato y del núcleo se equipan respectivamente con un producto de protección contra las llamas diferente.

17. Utilización de las piezas moldeadas en forma de plancha para el acabado interior en oficinas, en la cocina y el baño, para muebles, instalaciones de laboratorio, el revestimiento total o parcial de fachadas de edificios y de locales con superior riesgo de incendios.