ES2301907T3 - Hoja ignifuga. - Google Patents

Abstract

Uso de una hoja como hoja ignífuga con una hoja soporte que presenta al menos un revestimiento ignífugo, caracterizada porque el revestimiento contiene partículas de escala nanométrica o nanocápsulas a base de materiales cerámicos y/o materiales de tipo vítreo, y/o a base de materiales de óxidos metálicos, y porque la hoja soporte en la cara opuesta al revestimiento comprende un pegamento (5).

Description

Hoja ignífuga.

La presente invención concierne a una hoja adecuada especialmente para retardar las llamas, a un procedimiento para la preparación de las hojas así como al uso de la hoja.

Los incendios, en especial en discotecas, teatros, restaurantes y otros locales, en especial con decoraciones temporales, frecuentemente tienen un desarrollo dramático y conducen a numerosos casos de personas muertas y/o heridas con quemaduras en parte agravantes. A menudo, tales incendios se desencadenan por un manejo descuidado de encendedores, artículos de fumador o por instalaciones eléctricas hechas por no profesionales con el peligro de chispas, de forma que, a causa de un equipamiento malo o defectuoso que frene las llamas, el incendio se puede propagar rápidamente. Ciertamente, hoy en día se concede a la protección contra incendios una importancia mayor y se puede contrarrestar la rápida propagación de un incendio mediante la dotación de medios ignífugos al mobiliario y los dispositivos, así como por la aplicación de pinturas protectoras frente a las llamas, o tapicería y papeles ignífugos respectivamente. Sin embargo, hoy en día, normalmente, los aditivos empleados se preparan a base de octabromodifenil éter o de fósforo, materiales que por razones toxicológicas y/o ambientales no son inofensivos.

En la patente U.S. nº. 6.614.070 se propone una formulación de nanocápsulas constituida por un polímero poliolefínico que adicionalmente contiene arcilla modificada orgánicamente y sustancias inorgánicas ignífugas. Como material ignífugo se pueden usar hojas y láminas del material nanocompuesto.

Además, el documento WO 03/027017 describe composiciones de arcilla modificada y barro arcilloso adecuadas para empleo como revestimientos, por ejemplo, las que tienen una alta resistencia a las llamas. Las composiciones de revestimiento contienen dispersiones acuosas de arcilla-material nanocompuesto o polímeras de barro arcilloso.

Finalmente, en la patente DE-100 22 037 se describe una composición absorbente de la luz infrarroja que contiene polímeros termoplásticos transparentes así como partículas de óxido modificadoras de la superficie con un tamaño de partícula < 200 nm y un absorbente orgánico de NIR.

La tarea de la presente invención consiste en proponer medios de protección frente a las llamas o dispositivos ignífugos que no sean tóxicos para el hombre, los animales y las plantas y que no liberen en incendios gases de combustión adicionales tóxicos o corrosivos, que tengan buenas propiedades de reciclado y sean ambientalmente neutros.

La tarea asignada se cumplimenta conforme a la invención mediante el uso de una hoja a tenor de la reivindicación 1.

Se propone un uso de la hoja para retardar las llamas, respecto a lo cual la hoja se caracteriza por una hoja soporte que al menos en una cara tiene un revestimiento que contiene al menos partículas de escala nanométrica a base de materiales de tipo vítreo y/o de óxidos metálicos.

Estas partículas de escala nanométrica, también denominadas nanocápsulas o nanopartículas, de base cerámica, vítrea o de óxidos metálicos son fijadas sobre la hoja soporte por un aglutinante inorgánico especialmente adecuado para materiales inorgánicos como vidrio, cerámica, o fibras de aramida. En el caso de aglutinantes inorgánicos se puede tratar, por ejemplo, de un aglutinante de base silicato sódico. También son adecuados silanos o siloxanos que, al aglutinar las nanopartículas espuman, ocasionalmente por la acción del calor. La hoja soporte está constituida preferiblemente por un polímero que tiene una resistencia alta a la temperatura. En principio poliolefinas habitualmente usadas tales como, por ejemplo, polietileno o polipropileno, no son adecuadas, mientras que, por ejemplo, hojas de poliéster, como por ejemplo hojas de PET se pueden usar sin reserva La hojas de polímero pueden reforzarse adicionalmente con vidrio o fibras minerales, lo que aumenta la resistencia a la temperatura. Obviamente, sería ventajoso emplear materiales resistentes a alta temperatura como, por ejemplo, PTFE (politetrafluoroetileno) o teflón, aunque, más bien, estos materiales no son adecuados por razones económicas. Pero también se pueden usar sin duda otros materiales resistentes a temperatura elevada como, por ejemplo, poli(óxido de fenilo) (noryl) o una red de papel duro, como también redes de vidrio duro, etc. La lista de materiales utilizables para las hojas soporte no está cerrada en ningún caso y se puede ampliar con otros materiales adecuados; en este contexto son de mencionar también, por ejemplo, hojas de poliimida que, sin embargo, también por razones económicas, apenas pueden tenerse en cuenta.

La gran ventaja del uso de las mencionadas nanocápsulas para el revestimiento de la hoja soporte es que aquellas tienen una superficie muy grande y esas cápsulas, por la acción del calor, se dilatan y con ello consumen, o anulan, una energía considerable. Mediante la dilatación de las cápsulas se puede producir un retardo importante de las llamas o, por la anulación de calor, se puede impedir una rápida propagación de un incendio. Como se ha mencionado antes, son adecuadas las nanocápsulas propuestas de acuerdo con la invención de base cerámica, pudiendo emplearse para la preparación de las mencionadas nanocápsulas ampliamente todos los materiales cerámicos conocidos como, en especial, materiales cerámicos basados en óxido de aluminio, óxido de silicio, etc. Las nanocápsulas de base cerámica son conocidas y se pueden adquirir en el comercio, por ejemplo como los denominados sistemas sol-gel-aglutinante, por ejemplo del Institut Für Neue Materialien gem. GmbH, en D-66123, Saarbrücken.

Como partículas ignífugas deben considerarse también, después de las partículas cerámicas descritas, partículas que se preparan mediante los procedimientos denominados de proyección a la llama, en especial partículas basadas en óxidos metálicos como, por ejemplo, oxinitruro de aluminio, o igualmente, basadas en cerámica o vidrio.

En cuanto a las nanocápsulas, también son conocidas las que están rellenas con, por ejemplo, agua, lo que aumenta adicionalmente el efecto retardador de las llamas.

Con el fin de que la hoja propuesta de acuerdo con la invención pueda emplearse en forma de tapicería o revestimiento, la cara trasera de la hoja soporte está provista de un material adhesivo o un pegamento que, de nuevo, preferiblemente es de un material estable frente a la temperatura, difícilmente combustible. Al contrario que el aglutinante para la fijación de las nanocápsulas, el pegamento puede ser también un aglutinante orgánico tal como, por ejemplo, un pegamento a base de una resina de melamina, etc. Para proteger el pegamento antes de su aplicación a la hoja, preferiblemente, está cubierto con una hoja de cobertura como, por ejemplo, una hoja de cobertura preferiblemente siliconizada. La base de esta hoja de cobertura siliconizada puede ser algún polímero adecuado como, por ejemplo, de base polietileno. Esto se debe principalmente a que la resistencia a la temperatura y la combustibilidad no son problema porque al aplicar el pegamento a la hoja soporte se quita la hoja de cobertura.

Para la preparación de la hoja propuesta de acuerdo con la invención se emplea un gel en el que se embuten las mencionada nanocápsulas de base cerámica. La preparación del gel se realiza por el procedimiento denominado sol-gel, en el que las partículas de escala nanométrica o nanocápsulas se ponen en suspensión, añadiendo aditivos adecuados, hasta que se forma el gel mencionado. La preparación de este gel no es objeto de la presente invención y los geles de esta clase, que contienen nanocápsulas basadas en cerámicas, son adquiribles en el comercio. Sea citado nuevamente el Institut Für Neue Materialen gem. GmbH en D-66123 Saarbrücken, que ofrece geles de esta clase con nanocápsulas sobre base cerámica. La preparación de la disposición laminar se realiza preferiblemente en una instalación de revestimiento de varias cabeceras con la posibilidad de lograr un reparto muy fino y uniforme del gel en el que están embutidas las cápsulas sobre la hoja soporte. Esto se consigue, sobre todo, mediante una hábil combinación de los rodillos de reparto.

De modo y manera análogas se aplica el pegamento sobre la cara trasera de la hoja soporte, que, como se ha mencionado antes, preferiblemente se trata de un pegamento resistente a la temperatura, difícilmente combustible. Finalmente, la aplicación como lámina de la hoja siliconizada se realiza igualmente en una instalación provista de rodillos de compresión y un sistema secador.

En la Figura anexa se representa en corte transversal un ejemplo de hoja de acuerdo con la invención.

Sobre una hoja soporte 3 que, por ejemplo, está constituida por un poliéster tal como PET, que puede tener un espesor de por ejemplo entre 20 y 30 \mum, está aplicada una capa 1 retardadora de la llama y amortiguadora del calor que contiene nanocápsulas de base cerámica que están embebidas en un aglutinante o pegamento inorgánico, preferiblemente transparente. Como se ha mencionado antes, el aglutinante puede ser uno basado en silicato sódico. Las nanaocápsulas están basadas en cualquier material cerámico adecuado como, por ejemplo, a base de óxido de aluminio, óxido de silicio, cualesquier carburos metálicos, óxidos, etc., pudiendo tener ocasionalmente las nanocápsulas cierta humedad, o estar constituidas por las denominadas rellenas con agua. Puesto que el revestimiento relleno de nonocápsulas debe tener una resistencia frente al calor tan alta como sea posible, en especial al desarrollar el retardo de la llama o amortiguamiento térmico que se producen por la dilatación de las cápsulas por efecto del calor, es esencial que el aglutinante empleado para embutir las nanocápsulas tenga igualmente una alta estabilidad frente al calor. Por esta razón se prefiere la utilización de un aglutinante basado en silicato sódico o ácido silícico.

Las nanocápsulas usadas tienen un tamaño de, por ejemplo, 5 a 20 nm, y su contenido en el revestimiento puede variar dependiendo del grado de protección frente a la combustión que deba alcanzarse. Un valor típico es de, por ejemplo, 5 g/m^{2}, pudiendo seleccionarse, obviamente, dosificaciones más altas.

En el revés de la hoja soporte 3 se ha aplicado un pegamento que debe ser resistente a temperaturas altas y difícilmente combustible. Son adecuados, por ejemplo, junto a pegamentos inorgánicos, pegamentos a base de resinas de melamina. Obviamente, también pueden usarse otros pegamentos que tengan las propiedades mencionadas. Son adecuados, por ejemplo, pegamentos basados en silicato sódico y silicona.

Finalmente, como protección de la capa de pegamento 5 hay una hoja de cobertura 7 que puede ser, por ejemplo, una hoja de polietileno. El espesor de esta hoja de cobertura puede variar, siendo un valor típico, por ejemplo de
40 \mum.

De acuerdo con otra variante de realización, es posible, a la vez que se reviste la hoja con las nanocápsulas, incorporar un sistema de alarma que, por ejemplo, se basa en un hilo fino, conductor, incluido en forma de meandro, que se interrumpirá por una extremada dilatación de las partículas por efecto del calor. La interrupción de un circuito de corriente como consecuencia del desperfecto del hilo fino puede disparar una alarma, por ejemplo, que indica que hay un efecto extraordinario del calor. Así se puede en este caso, por ejemplo, mediante un dispositivo electrónico de alarma, avisar que hay un estadio prematuro de incendio y se pueden introducir o facilitar masivamente, en un momento adecuado, medidas de salvamento. Los hilos conductores pueden ser, por ejemplo, de hilos metálicos pero también de un material diferente adecuado, por ejemplo, basado en fibras de carbono conductoras, etc. Es esencial que el material, bajo la acción del calor o por la extremada dilatación de las partículas, se deteriore y, por otra parte, que tenga una buena conductividad eléctrica.

La hoja ignífuga propuesta de acuerdo con la invención puede emplearse, por ejemplo, como una tapicería para proteger las paredes de una sala contra la propagación de un incendio. Obviamente, también se pueden proteger con la hoja ignífuga sólo paredes individuales especiales a asegurar o puntos especialmente expuestos a riesgos, o cualesquier objetos que se han de proteger al menos demorando la propagación de un fuego. Es esencial que antes de aplicar la hoja ignífuga, el soporte sobre el que se aplica esté limpio, por lo que se debe eliminar la hoja de cobertura siliconizada y aportar luego la hoja ignífuga sobre el soporte. Como se ha mencionado antes, se pueden aplicar, según sean las exigencias, diferentes hojas ignífugas, con dosificaciones diferentes de nanocápsulas. En caso necesario se pueden aplicar también, mutuamente superpuestas, dos hojas que contienen las nanocápsulas. Con ello, el intervalo de protección no se duplica, pero se aumenta sustancialmente.

Como es obvio, la presente invención no se limita en ningún caso al Ejemplo descrito relacionado con la Figura, sino que la hoja se puede modificar básicamente según sean las exigencias o ampliarla con más capas. Es esencial que el revestimiento que se dispone sobre una hoja soporte contenga nanocápsulas de base cerámica o de óxidos metálicos. que, por la acción del calor, se dilatan y absorben así energía y producen una contención de las llamas o un retardo del desarrollo de calor.

Claims (13)

1. Uso de una hoja como hoja ignífuga con una hoja soporte que presenta al menos un revestimiento ignífugo, caracterizada porque el revestimiento contiene partículas de escala nanométrica o nanocápsulas a base de materiales cerámicos y/o materiales de tipo vítreo, y/o a base de materiales de óxidos metálicos, y porque la hoja soporte en la cara opuesta al revestimiento comprende un pegamento (5).

2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de escala nanométrica o nanocápsulas a base de cerámicas, vidrio u óxidos metálicos son retenidas sobre la hoja soporte por medio de un aglutinante inorgánico especialmente adecuado para materiales minerales.

3. Uso según la reivindicación 2, caracterizado porque el aglutinante se prepara a base de silicato sódico.

4. Uso según la reivindicación 2, caracterizado porque como aglutinantes se emplean silanos o siloxanos.

5. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la hoja soporte es una hoja de un polímero a base de, por ejemplo, un poliéster como PET.

6. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las partículas de escala nanométricas o nanocápsulas presentan una pequeña humedad o están rellenas de agua respectivamente.

7. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la hoja soporte presenta en la cara opuesta al revestimiento un pegamento (5) que tiene una alta resistencia a la temperatura y que es difícilmente combustible.

8. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el pegamento esta cubierto por una hoja de polímero (7) siliconizada.

9. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se dispone de al menos un revestimiento, revestimiento que preferiblemente contiene partículas de escala nanométrica o nanocápsulas y que comprende medios que forman un circuito eléctrico cerrado, medios que por la acción del calor o la dilatación de las nanopartículas se deterioran de tal manera que se interrumpe el circuito eléctrico, y que además se dispone de una alarma que se dispara al interrumpirse el circuito.

10. Uso según la reivindicación 9, caracterizado porque en la al menos capa de revestimiento mencionada hay un hilo fino conductor de la electricidad preferiblemente dispuesto en forma de meandro que por la acción del calor o la dilatación de las nanopartículas se deteriora de tal manera que se interrumpe el circuito eléctrico.

11. Procedimiento para la fabricación de una hoja de acuerdo con el uso según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque mediante una instalación de revestimiento de cabezas múltiples se aplica a la hoja soporte un gel que contiene las nanocápsulas, y que mediante al menos un rodillo de reparto se reparte además uniformemente.

12. Hoja definida según una de las reivindicaciones 1 a 10 como revestimiento de paredes, tapicería, para revestimiento de techos, etc. para equipamiento ignífugo o protección retardadora de incendios en salas o habitaciones.

13. Hoja según una de las reivindicaciones 1 a 10, para el equipamiento ignífugo de discotecas, teatros, restaurantes y otros locales públicos.