ES2313932T3 - Nucleos para puertas contra incendios y metodos para su fabricacion. - Google Patents

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Abstract

Núcleo para puerta contra incendios, que comprende esencialmente: (a) perlita expandida, (b) un aglomerante ignífugo, (c) arcilla refractaria o vermiculita y una cantidad inferior al 8 por ciento en peso de yeso, en base al peso del núcleo para puerta contra incendios, de modo que el yeso no es un componente estructural principal de dicho núcleo para puerta contra incendios.

Description

Núcleos para puertas contra incendios y métodos para su fabricación.
La presente invención se refiere al sector de los materiales de construcción, especialmente materiales de construcción resistentes al fuego. Específicamente, la presente invención describe un material de construcción que es útil para la construcción de núcleos mejorados para puertas contra incendios y a métodos de fabricación de núcleos mejorados para puertas contra incendios.
Las puertas contra incendios se hacen, generalmente, con el objetivo de detener o retrasar la trasferencia de energía térmica (es decir, calor) desde un lado de la puerta hasta el otro lado. Las puertas resistentes al fuego actuales contienen, generalmente, un núcleo resistente al fuego, revestido habitualmente de una carcasa en forma de puerta, en las que la carcasa está hecha de diversos materiales, conocidos generalmente por los especialistas en la técnica. Por regla general, el núcleo se une o pega a las dos superficies interiores de la carcasa.
Las puertas contra incendios, tal como se utilizan en aplicaciones de viviendas, comerciales e industriales, se utilizan típicamente junto con paredes contra incendio para aportar protección contra incendio entre diferentes zonas de una estructura, y particularmente, para aislar zonas con un alto riesgo de incendio de un edificio respecto del resto de la estructura, tal como el garaje de una vivienda particular respecto al resto de las dependencias de la casa. Las puertas contra incendios habitualmente no son capaces de soportar indefinidamente las condiciones de elevada temperatura de un incendio, sino que más bien están diseñadas para mantener la integridad de la pared contra incendio durante un tiempo limitado, para permitir que los ocupantes de un edificio escapen y para retrasar la propagación del fuego hasta que pueda acudir al lugar el equipo de control de incendios.
Se han diseñado diversos ensayos para puertas contra incendios y se basan en factores, tales como el tiempo que una puerta determinada resistiría una temperatura determinada mientras mantiene su integridad, y ensayos de chorro de manguera que implican la capacidad de la puerta de resistir las fuerzas de un chorro de agua a presión elevada. La Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales (ASTM) ha elaborado ensayos para establecer normas para puertas contra incendios y estas normas se incorporan en los códigos de la construcción y en las especificaciones arquitectónicas. Una de dichas normas, el Método ASTM E 152, exige que una puerta mantenga su integridad durante un periodo que se extienda hasta las 1,5 horas mientras resiste temperaturas progresivamente más altas y los efectos erosivos de una manguera de incendio a presión elevada en el momento en que se acaba la exposición al fuego.
Entre las consideraciones en el diseño de puertas contra incendios, además del retardo del avance del fuego, se incluyen el coste de las materias primas y el coste de la fabricación. Además, el peso de la puerta es importante, tanto desde el punto de vista de la facilidad de manipulación como del coste del transporte. La resistencia de la puerta también es un factor significativo, dado que las puertas contra incendios deben superar los ensayos de chorro de agua descritos anteriormente, así como también deben tener la resistencia exigida para resistir la utilización normal y los abusos.
Se han hecho puertas resistentes al fuego en diversas construcciones, utilizando varios materiales diferentes, entre los que se incluyen madera, metales y materiales minerales. Los primeros tipos de puertas contra incendios comprendían simplemente núcleos de madera revestidos de chapas metálicas. Aunque una madera con un gran espesor es un eficaz retardante del fuego y del calor, las puertas con dicha construcción tienden a ser pesadas y son caras de fabricación y transporte.
En la fabricación de puertas contra incendios también se han utilizado fibras minerales. El núcleo de una puerta contra incendios metálica comercial comprende, principalmente, una composición que incluye fibras minerales y un aglomerante. Sin embargo, dichas puertas carecen de resistencia y la manipulación de los núcleos desmenuzables da como resultado la producción de partículas de polvo irritantes durante el proceso de fabricación.
La patente U.S.A. 3015626 da a conocer una composición de puerta contra incendios que comprende perlita expandida, vermiculita y fibras.
Los núcleos resistentes al fuego actuales se construyen, generalmente, utilizando materiales, tales como perlita (que funciona como carga inorgánica), yeso (que funciona como material resistente al fuego), cemento (que funciona como material resistente al fuego adicional y contrarresta la retracción del núcleo), una solución de alcohol polivinílico y agua (que también actúa como aglomerante y aumenta la viscosidad de la mezcla de ingredientes mientras que también hidrata el yeso) y fibra de vidrio (que funciona como material de refuerzo).
También se ha propuesto hacer puertas contra incendios en las que el núcleo comprende partículas de perlita expandida, las cuales se han unido entre sí mediante la utilización de diversos aglomerantes hidráulicos, entre los que se incluyen yeso, cemento y material adhesivo inorgánico. A efectos de aportar suficiente resistencia, particularmente para resistir la manipulación del núcleo durante la fabricación, típicamente el núcleo se comprime para compactar la mezcla hasta una densidad relativamente alta, dando como resultado una puerta pesada.
Otras puertas contra incendios han incluido paneles de cartón-yeso convencionales como material del núcleo. Sin embargo, a efectos de producir suficiente resistencia al fuego, el espesor requerido del cartón-yeso es tal, que da como resultado una puerta excesivamente pesada. Además, se ha encontrado que son necesarios miembros estructurales internos, tales como varillas o parteluces, para soportar y hacer más resistentes los paneles cartón-yeso. La necesidad de dichos elementos de refuerzo aumenta el coste de los materiales y de montaje de dichas puertas. Además de las consideraciones mencionadas anteriormente, las puertas contra incendios deben tener también, a efectos de ser aceptables comercialmente, otras propiedades relacionadas con la fabricación, instalación y servicio de las mismas.
Los núcleos para puerta contra incendios que contienen una proporción significativa de yeso pueden perder sus capacidades de resistencia al fuego en el transcurso de un incendio. Tal como se conoce bien, el yeso se calcina cuando entra en contacto con calor continuo. Durante un incendio, la calcinación del yeso en un núcleo para puerta puede provocar que el núcleo pierda resistencia e integridad, especialmente cuando se expone al agua, tal como al chorro de agua de una manguera. De este modo, la resistencia al fuego y la integridad estructural de un núcleo para puerta de este tipo se degrada. Además, los núcleos para puertas resistentes al fuego actuales que contienen yeso muestran unos porcentajes de absorción de agua elevados, aumentando, de este modo, tanto su tamaño como su densidad. Adicionalmente, los núcleos para puertas resistentes al fuego actuales tienen una densidad significativamente superior a la densidad del núcleo de la puerta de la presente invención, aumentando de este modo el coste de fabricación y de transporte. Adicionalmente, los núcleos para puertas resistentes al fuego actuales presentan dificultades en la fabricación, tal como malas características para el corte e incapacidad de ser lijados tras el secado hasta conseguir diversos espesores. Los núcleos para puerta de la presente invención son capaces de evitar dichos inconvenientes.
Por lo tanto, existe una necesidad comercial de materiales de construcción adecuados para la utilización como núcleo para puerta, que no sólo sean resistentes al fuego, sino que también sean casi ignífugos. A efectos de satisfacer esta necesidad comercial, el núcleo para puerta debe mantener su resistencia e integridad tras ser expuesto al calor. Además, a efectos de satisfacer los requisitos comerciales para puertas contra incendios, un núcleo para puerta debe ser más ligero que los núcleos para puerta contra incendios actuales. Adicionalmente, a efectos de ser viable comercialmente, el nuevo núcleo para puerta debe fabricarse fácilmente utilizando técnicas bien conocidas en la materia, y tener una resistencia mejorada al chorro de manguera. La presente invención satisface preferentemente todas estas necesidades comerciales eliminando el yeso como componente estructural principal y utilizando un silicato de metal alcalino como aglomerante ignífugo para un núcleo para puerta que tiene perlita expandida como componente estructural principal.
La presente invención está dirigida a un núcleo para puerta contra incendios que no sólo es resistente al fuego, sino que también es casi ignífugo. Los núcleos para puerta contra incendios de realizaciones de la presente invención cumplen o superan las capacidades de resistencia al fuego de los núcleos para puerta contra incendios actuales. El núcleo para puerta contra incendios de la presente invención no contiene yeso en una proporción suficiente para degradar el comportamiento del núcleo para puerta contra incendios, cuando éste se expone al calor durante un periodo prolongado, tal como en un incendio. De hecho, el núcleo para puerta contra incendios de la presente invención, preferentemente, está exento totalmente de yeso. Sin yeso, el núcleo para puerta contra incendios de la presente invención no se calcina, perdiendo, de este modo, la resistencia e integridad, cuando se somete a periodos prolongados de calor, tales como los provocados por un incendio. El núcleo para puerta contra incendios de la presente invención también utiliza un aglomerante ignífugo que elimina sustancialmente la retracción del núcleo para puerta cuando el núcleo para puerta se somete al calor. El núcleo para puerta contra incendios de la presente invención también contiene arcilla (preferentemente arcilla refractaria), o vermiculita para reducir la retracción del núcleo para puerta, cuando se expone a periodos prolongados de calor intenso. El núcleo para puerta contra incendios de la presente invención puede contener componentes adicionales que aumentan la viscosidad de la composición, o que plastifican la formulación en etapas de producción anteriores al secado. Adicionalmente, el núcleo para puerta contra incendios de la presente invención puede contener otros aditivos, tales como tierra de diatomeas, para mejorar su propiedad de resistencia al fuego, o fibras, tales como fibras de poliolefina, o fibras de vidrio, para aportar refuerzo y resistencia adicionales.
El núcleo para puerta contra incendios de la presente invención se define mediante las reivindicaciones adjuntas.
El núcleo para puerta contra incendios de la presente invención comprende esencialmente una mezcla de (1) perlita expandida, (2) un aglomerante ignífugo, (3) arcilla, particularmente una arcilla refractaria, o vermiculita y, opcionalmente (4) tierra de diatomeas. El núcleo para puerta contra incendios de la presente invención también puede contener, opcionalmente, otros componentes adicionales, tales como un plastificante para ayudar a la formación de la composición a partir de una mezcla acuosa de los ingredientes, o un refuerzo de material fibroso, tal como fibras de poliolefina o fibras de vidrio para la resistencia añadida. Estos ingredientes adicionales opcionales no evitan que la composición satisfaga su utilización en aplicaciones resistentes al fuego. El núcleo para puerta contra incendios según realizaciones de la presente invención aporta diversas ventajas respecto a núcleos para puertas resistentes al fuego actuales, entre las que se incluyen, aunque no existe limitación a las mismas, unas capacidades de producción aumentadas utilizando métodos conocidos por los especialistas en la técnica, un consumo reducido de materias primas, una adherencia más fuerte a las carcasas de las puertas, una resistencia a tracción y a flexión aumentadas, una resistencia superior al chorro de manguera, un peso reducido, y mejores características de conformado y de manipulación.
El núcleo para puerta contra incendios de la presente invención no necesita el yeso como componente estructural principal y evita, por lo tanto, los problemas asociados a las composiciones actuales utilizadas como núcleos para puerta que dependen del yeso. De hecho, el núcleo para puerta contra incendios de la presente invención, preferentemente, está totalmente exento de yeso. Los núcleos para puerta actuales que contienen yeso no se pueden considerar ignífugos; como máximo, se pueden considerar solamente resistentes al fuego. Los núcleos para puerta de incendio que contienen yeso como componente estructural, presentan el problema de que cuando se someten a un calentamiento prolongado, el yeso se calcina y el núcleo para puerta pierde su resistencia e integridad. De este modo, cuando el núcleo para puerta se pone, a continuación, en contacto con agua, típicamente en forma de un chorro de agua a presión elevada desde una manguera, se compromete la integridad de la puerta porque se arrastra el yeso calcinado. Un núcleo preferente de la presente invención satisface o supera las capacidades de los núcleos resistentes al fuego actuales hechos con yeso preparado en ensayos de fuego para la utilización residencial y no residencial. Preferentemente, el núcleo también supera las capacidades de los núcleos para puertas resistentes al fuego que contienen yeso preparado en el mantenimiento de la resistencia e integridad después de un calentamiento prolongado, incluso cuando se exponen al agua.
El núcleo para puerta contra incendios de la presente invención está hecho, preferentemente, de (1) perlita expandida, (2) arcilla, especialmente una arcilla refractaria, o vermiculita, (3) un aglomerante ignífugo, (4) tierra de diatomeas, (5) opcionalmente, un material fibroso y (6) uno o más componentes adicionales opcionales para facilitar el procesamiento. El núcleo para puerta contra incendios de la presente invención se fabrica, preferentemente, combinando componentes húmedos y secos, para formar una mezcla húmeda de núcleo para puerta. A continuación, la mezcla húmeda de núcleo para puerta se moldea y prensa para formar un núcleo para puerta húmedo. A continuación, el núcleo para puerta húmedo se seca para formar el núcleo para puerta contra incendios de la presente invención.
El núcleo para puerta contra incendios no tiene una cantidad significativa de yeso y, preferentemente, no tiene absolutamente nada de yeso. Típicamente, la proporción de yeso en un núcleo para puerta húmedo en la presente invención es inferior al 10% aproximadamente del peso del núcleo para puerta húmedo, es decir, después de que el núcleo para puerta contra incendios se prense pero antes de que se seque. De este modo, la proporción de yeso en un núcleo para puerta contra incendios, es inferior al 8% en peso, aproximadamente, en base al peso del núcleo para puerta contra incendios. A este nivel de utilización, el yeso sirve, principalmente, como material de relleno. Preferentemente, la cantidad de yeso en el núcleo para puerta húmedo es inferior al 3%, aproximadamente, del peso del núcleo para puerta húmedo (el 2% del núcleo para puerta contra incendios); más preferentemente, la cantidad de yeso es inferior al 1%, aproximadamente, del peso del núcleo para puerta húmedo (el 0,8% del núcleo para puerta contra incendios); incluso más preferentemente, la cantidad de yeso es inferior al 0,1%, aproximadamente, del peso del núcleo para puerta húmedo (el 0,08% del núcleo para puerta contra incendios); y como opción más preferente, el núcleo para puerta húmedo y el núcleo para puerta están exentos de yeso. La frase "comprende esencialmente", cuando se utiliza en relación con la presente invención y en las reivindicaciones se pretende que excluya la utilización de ingredientes que destruirían la propiedad de resistencia al fuego de la composición.
El aglomerante ignífugo utilizado en el núcleo para puerta contra incendios sirve para aglomerar todos los otros componentes del núcleo para puerta. El aglomerante ignífugo es, por ejemplo, un silicato de metal alcalino. Preferentemente, el silicato de metal alcalino es silicato de sodio o silicato de potasio, más preferentemente, es silicato de sodio. El silicato de sodio utilizado en el núcleo para puerta contra incendios, típicamente tiene una proporción molar de sílice respecto a óxido de sodio de aproximadamente 2,5:1 hasta aproximadamente 4:1. Preferentemente, la proporción de sílice con respecto a óxido de sodio es aproximadamente 3,22:1.
Para que sirva como aglomerante ignífugo para la perlita expandida y la arcilla, especialmente para la arcilla refractaria, o para la perlita expandida y la vermiculita, y la tierra de diatomeas opcional, el silicato de sodio se añade a la mezcla, generalmente, como solución acuosa. La concentración de sólidos en esta solución acuosa de silicato (junto con cualquier cantidad de agua adicional utilizada para hacer la mezcla húmeda de ingredientes para la formación de la composición) debe dar como resultado un núcleo para puerta húmedo, que es fácil de manipular, tanto durante las operaciones de moldeo como después de separar el núcleo para puerta húmedo del molde y de secarlo de forma económica. Se pueden utilizar las soluciones de silicato que tienen concentraciones de sólidos inferiores o superiores. Sin embargo, concentraciones de sólidos demasiado bajas pueden dar como resultado una mezcla húmeda de núcleo para puerta que es difícil de manipular debido a que está relativamente diluida. Además, una concentración de sólidos demasiado baja puede dar como resultado una mezcla húmeda de núcleo para puerta que carece de estabilidad dimensional (es decir, no mantiene su forma tras el moldeo) y requiere una entrada de calor adicional durante las operaciones de secado. Por otra parte, una concentración de sólidos demasiado alta hace más difícil conseguir una mezcla completa de los componentes en la mezcla húmeda de núcleo para puerta, y puede dar como resultado un núcleo para puerta húmedo que es difícil de manipular porque tienen un contenido en sólidos elevado. Típicamente, el contenido de sólidos de la solución de silicato de sodio utilizada en la presente invención se encuentra entre aproximadamente el 30 y aproximadamente el 50 por ciento en peso, preferentemente, entre aproximadamente el 34 y el 44 por ciento en peso, más preferentemente, aproximadamente el 37 por ciento en sólidos. Un ejemplo comercial del tipo más preferente de la solución de silicato de sodio y agua es una solución de silicato de sodio de grado "N" comercializada por PQ Corporation de Valley Forge, PA. Esta solución tiene una proporción molar de sílice respecto a óxido de sodio de 3,22:1 y una concentración de sólidos del 37 por ciento en peso.
El núcleo para puerta contra incendios contiene, preferentemente, suficiente silicato de metal alcalino para desarrollar la función de aglomerar los componentes del núcleo para puerta contra incendios. Típicamente, la cantidad de silicato de sodio utilizada (en base a sólidos, tal como de una solución con una concentración del 37 por ciento en sólidos) es aproximadamente del 4 hasta aproximadamente el 19 por ciento del peso del núcleo para puerta contra incendios. En general, se necesita una proporción mayor de silicato de sodio a medida que la densidad de la perlita aumenta. Preferentemente, la cantidad de silicato de sodio (sólidos) es aproximadamente del 5 hasta aproximadamente el 15 por ciento, más preferentemente, aproximadamente del 6 hasta aproximadamente el 12 por ciento, y más preferentemente, aproximadamente del 7 hasta aproximadamente el 11 por ciento del peso del núcleo para puerta contra incendios, especialmente cuando se utiliza el material de perlita preferente (tal como se describe a continuación).
El componente de perlita expandida funciona, preferentemente, como un relleno de áridos de peso ligero para el núcleo para puerta contra incendios. La perlita expandida está disponible en varios tipos, tal como conocen bien los especialistas en la técnica. La perlita expandida adecuada para la utilización en la presente invención tiene una densidad de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 11 lbs por pie cúbico (de aproximadamente 80 hasta aproximadamente 180 kg/m^{3}). Preferentemente, se utiliza perlita expandida hasta una densidad de aproximadamente 6 hasta aproximadamente 10 lbs por pie cúbico (de aproximadamente 95 hasta aproximadamente 160 kg/m^{3}). Como opción mas preferente, se utiliza perlita expandida hasta una densidad de aproximadamente 7 hasta aproximadamente 8 lbs por pie cúbico (de aproximadamente 110 hasta aproximadamente 130 kg/m^{3}).
Generalmente, la perlita expandida será un componente estructural principal del núcleo para puerta contra incendios. La cantidad de perlita expandida, preferentemente, perlita que tiene una densidad entre aproximadamente 7 y aproximadamente 8 libras por pie cúbico (de aproximadamente 110 hasta aproximadamente 130 kg/m^{3}), típicamente es aproximadamente del 50 hasta aproximadamente el 80 por ciento, preferentemente, aproximadamente del 55 hasta aproximadamente el 75 por ciento, y más preferentemente, aproximadamente del 60 hasta aproximadamente el 73 por ciento del peso del núcleo para puerta contra incendios. Aunque se puede utilizar una combinación de densidad de perlita y cantidad de perlita expandida diferente a la de los intervalos descritos en la presente invención, los especialistas reconocen que dicha combinación presenta problemas inherentes. Si se utiliza una perlita más densa, aumentan los problemas relacionados con la fabricación, tales como un tiempo y coste de producción aumentados, debido una mayor utilización de agua (cuanto más densa es la perlita, más silicato de sodio se necesita). La utilización de perlita menos densa también aumenta los problemas relacionados con la fabricación, tales como el aplastamiento no deseado de la perlita expandida y asuntos económicos, tales como el aumento por unidad del coste de fabricación.
Los especialistas en la técnica también conocen bien el componente de arcilla refractaria, o de vermiculita utilizado. La cantidad de arcilla refractaria, o de vermiculita utilizada en la construcción del núcleo para puerta es, preferentemente, la cantidad suficiente para evitar la retracción del núcleo para puerta ignífugo, cuando se expone a un calor intenso. Los especialistas en la técnica reconocen que la perlita expandida se retrae, de hecho, casi funde, cuando se expone a un calor intenso (es decir, el calor del contacto prolongado con fuego), y que el grado inicial de expansión de la perlita tiende a aumentar la magnitud de dicha retracción. Por lo tanto, la proporción de arcilla refractaria, o de vermiculita utilizada variará dependiendo tanto de la cantidad como de la densidad de la perlita utilizada en el núcleo para puerta contra incendios. Típicamente, la cantidad de arcilla refractaria, o la cantidad de vermiculita utilizada es aproximadamente del 2 hasta aproximadamente el 18 por ciento, a menudo, aproximadamente del 2 hasta aproximadamente el 11 por ciento, preferentemente, aproximadamente del 3 hasta aproximadamente el 16 por ciento, tal como aproximadamente del 3 hasta aproximadamente el 8 por ciento, y en muchos casos, aproximadamente del 5 hasta aproximadamente el 14 por ciento, tal como aproximadamente del 5 hasta aproximadamente el 7 por ciento, del peso del núcleo para puerta contra incendios, especialmente cuando se utiliza el tipo más preferente de perlita expandida.
Se puede utilizar cualquier combinación de arcilla refractaria y vermiculita como agente anti-retracción. Preferentemente, para un núcleo para puerta contra incendios, el agente anti-retracción es una arcilla refractaria. La arcilla es un silicato de aluminio hidratado, que contiene a menudo otras impurezas de óxidos metálicos. La arcilla refractaria es un material refractario y se puede obtener a partir de diferentes fuentes, tal como de North American Refractories Co., bajo el nombre comercial de Greenstripe clay^{TM}. Aunque los especialistas en la técnica reconocerán que se pueden utilizar cantidades superiores o inferiores de arcilla refractaria, o cantidades superiores o inferiores de vermiculita, también se darán cuenta de que la utilización de una cantidad demasiado elevada de arcilla refractaria y/o una cantidad demasiado elevada de vermiculita aumenta los costes de fabricación y las densidades de los núcleos para puerta, y que la utilización de una cantidad demasiado baja de arcilla refractaria y/o una cantidad demasiado baja de vermiculita reduce la resistencia e integridad del núcleo para puerta contra incendios.
Opcionalmente, en la producción del núcleo para puerta contra incendios se pueden utilizar uno o más componentes adicionales para el aumento de la viscosidad, o plastificantes. La utilización de componentes adicionales para el aumento de la viscosidad puede aumentar la viscosidad tanto de la mezcla húmeda del núcleo para puerta, como del núcleo para puerta húmedo. Típicamente, la mezcla húmeda del núcleo para puerta más viscosa, o el núcleo para puerta más viscoso, que se consiguen con estos componentes para el aumento de la viscosidad adicionales eliminan sustancialmente los problemas de manipulación y de transporte que pueden surgir en las mezclas húmedas de núcleo para puerta, y en los núcleos para puerta húmedos, cuando no se utilizan estos componentes para el aumento de la viscosidad adicionales. Entre los ejemplos de algunos de estos componentes para el aumento de la viscosidad adicionales se encuentran: ácido acético, alcohol polivinílico, ácido cítrico, poliglicol, propilen glicol, etilen glicol, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, sulfato de aluminio, sulfato de potasio, cloruro de calcio, cloruro de potasio, cal, sulfato de magnesio, citrato de sodio, gas dióxido de carbono, sulfato de amonio y mezclas de los mismos. Los componentes para el aumento de la viscosidad preferentes son el ácido acético y el alcohol polivinílico.
Generalmente, la cantidad utilizada de componentes adicionales para el aumento de la viscosidad es suficiente para aumentar la viscosidad de la mezcla húmeda del núcleo para puerta, y del núcleo para puerta húmedo. Los especialistas en la técnica reconocen que muchos de los componentes típicos del núcleo para puerta contra incendios, tal como el silicato de metal alcalino y muchos de los componentes para el aumento de la viscosidad adicionales, están disponibles como sólidos, y también como soluciones acuosas de diferentes concentraciones. Tal como se ha descrito en la presente invención, la mezcla húmeda del núcleo para puerta y el núcleo para puerta húmedo, preferentemente, tienen una concentración de sólidos y una viscosidad resultante que aportan facilidad de manipulación, es decir, la concentración de sólidos no es tan alta como para que sea difícil la mezcla o la transferencia desde una mezcladora hasta un molde, y no es tan baja como para dar como resultado un núcleo para puerta húmedo, que carece de estabilidad dimensional. Por lo tanto, la forma, es decir, un sólido o una solución acuosa de un componente individual, se selecciona típicamente de tal modo que la concentración de sólidos de la mezcla húmeda de núcleo para puerta y del núcleo para puerta húmedo no necesite ajustarse. Sin embargo, si es necesario, se puede añadir una cantidad adicional de agua para obtener una mezcla húmeda de núcleo para puerta y, a continuación, un núcleo para puerta húmedo que tenga la viscosidad
deseada.
La cantidad de sólidos de ácido acético utilizada en la presente realización es, generalmente, aproximadamente del 0,01 hasta aproximadamente el 2 por ciento, preferentemente, aproximadamente del 0,1 hasta aproximadamente el 1,8 por ciento, aún más preferentemente, aproximadamente del 0,3 hasta aproximadamente el 1,5 por ciento, y más preferentemente, aproximadamente del 0,5 hasta aproximadamente el 1,3 por ciento del peso del núcleo para puerta contra incendios. Los especialistas en la técnica saben que el ácido acético a menudo está disponible en soluciones acuosas que tienen una concentración de ácido acético aproximadamente del 1 hasta el 99 por ciento en volumen de la solución. De forma adecuada, se utiliza cualquier concentración de ácido acético inferior, aproximadamente, al 10% en volumen siempre que la viscosidad de la mezcla húmeda de núcleo para puerta y del núcleo para puerta húmedo no queden afectados de forma negativa. Preferentemente, la concentración de ácido acético es inferior, aproximadamente, al 5% en volumen.
En otra realización de la presente invención, la cantidad de sólidos de alcohol polivinílico utilizada es, generalmente, aproximadamente del 0,01 hasta aproximadamente el 2 por ciento en peso, preferentemente, aproximadamente del 0,1 hasta aproximadamente el 1,8 por ciento en peso, y aún más preferentemente, aproximadamente del 0,6 hasta aproximadamente el 1,3 por ciento en peso del peso del núcleo para puerta contra incendios. Los especialistas en la técnica conocen que el alcohol polivinílico a menudo está disponible en soluciones acuosas que tienen una concentración de alcohol polivinílico aproximadamente entre el 6 y el 12 por ciento en volumen de la solución. Se utiliza de forma adecuada cualquier concentración de alcohol polivinílico, siempre que la viscosidad de la mezcla húmeda de núcleo para puerta y el núcleo para puerta húmedo no queden afectados de forma negativa. Preferentemente, la concentración de la solución de alcohol polivinílico es inferior al 6 por ciento en volumen, aproximadamente.
Aunque para describir diferentes realizaciones de la presente invención se han utilizado concentraciones, cantidades e identidades específicas de los componentes para el aumento de la viscosidad adicionales, queda claro para los especialistas en la técnica que estos parámetros variarán dependiendo de preferencias externas, tales como precio y disponibilidad de los componentes adicionales y que las realizaciones descritas no limitan el alcance de la invención reivindicada.
También se pueden utilizar plastificantes para facilitar el procesamiento de la mezcla húmeda, particularmente formulaciones que contienen tierra de diatomeas. También se espera que la utilización de un plastificante aumente algunas propiedades físicas del núcleo para puerta contra incendios, tal como la flexibilidad y la dureza. Es preferente la utilización de plastificantes baratos, tales como azúcar y sorbitol, aunque también se pueden utilizar, de forma alternativa, materiales orgánicos sintéticos convencionales, y generalmente más caros, conocidos por su efecto plastificante. Otros materiales de este tipo serán conocidos fácilmente por los especialistas en la técnica y están disponibles comercialmente de un gran número de proveedores.
Un plastificante, cuando se utiliza, se añadiría a la formulación, generalmente, en una cantidad aproximadamente del 0,1 hasta el 4 por ciento en peso, más habitualmente, aproximadamente del 1 hasta el 3 por ciento en peso, (se trata de porcentaje en peso de los sólidos utilizados en la formación de la composición). El azúcar (sacarosa) es un plastificante preferente, debido a su eficacia con un bajo coste.
El núcleo para puerta contra incendios también puede contener, adicionalmente, un refuerzo de fibra. Preferentemente, este refuerzo de fibra son fibras de vidrio, o bien fibras de poliolefina, tales como fibras de polietileno y fibras de polipropileno. El refuerzo de fibra funciona como un refuerzo para la mezcla de perlita expandida, aglomerante ignífugo y arcilla, especialmente una arcilla refractaria, o vermiculita y la tierra de diatomeas opcional. El refuerzo de fibra aumenta las propiedades de manipulación del material de la mezcla húmeda del núcleo para puerta y, especialmente, del núcleo para puerta húmedo. La cantidad de refuerzo de fibra que se puede utilizar para mejorar las propiedades de manipulación del material de la mezcla húmeda del núcleo para puerta y, especialmente, del núcleo para puerta húmedo dependerá, entre otros factores, de la cantidad y densidad de la perlita expandida utilizada para hacer la composición. La cantidad de refuerzo de fibra utilizada en las mezclas húmedas de núcleo para puerta y en los núcleos para puerta húmedos de la presente invención aumenta, generalmente, a medida que aumenta la cantidad de perlita expandida. Típicamente, la cantidad de refuerzo de fibra utilizada es inferior aproximadamente al 2 por ciento, tal como del 0,1 hasta el 2 por ciento, habitualmente, inferior aproximadamente al 1 por ciento, tal como del 0,1 hasta el 1 por ciento, preferentemente, aproximadamente del 0,5 hasta aproximadamente el 0,7 por ciento, basados cada uno de estos porcentajes en el peso del núcleo para puerta contra incendios.
El núcleo para puerta contra incendios puede contener otros componentes opcionales, siempre que estos componentes no afecten de forma negativa a las propiedades ventajosas, especialmente la propiedad de resistencia al fuego del núcleo para puerta contra incendios. Un ingrediente opcional particularmente preferente es la tierra de diatomeas. La tierra de diatomeas es, predominantemente, sílice y comprende el esqueleto que ha quedado de plantas acuáticas prehistóricas relacionadas con algas (diatomeas). Las partículas de la tierra de diatomeas tienen, típicamente, formas geométricas complejas. Las formas de partícula irregulares se cree que mejoran el aglomerado total de la composición y la resistencia resultante de la composición. Generalmente, la cantidad de dichos componentes adicionales, tal como la tierra de diatomeas, es inferior aproximadamente al 30 por ciento en peso del núcleo para puerta contra incendios. En el caso de la tierra de diatomeas en particular, cuando se utiliza tierra de diatomeas se utilizará, generalmente, en una cantidad aproximadamente del 1 hasta el 10 por ciento en peso, más habitualmente, aproximadamente del 2 hasta aproximadamente el 8 por ciento en peso y la más frecuente, aproximadamente del 3 hasta aproximadamente el 6 por ciento en peso del núcleo para puerta contra incendios. La cantidad de estos componentes opcionales es, preferentemente, inferior aproximadamente al 20 por ciento en peso, aún más preferentemente, la cantidad es inferior aproximadamente al 10 por ciento en peso.
Los núcleos para puerta contra incendios preferentes presentan ventajas en la fabricación comparados con los métodos actuales de fabricación de núcleos para puertas. Estas composiciones preferentes permiten que la fabricación del núcleo para puertas tenga lugar mediante un proceso semicontinuo de moldeo por prensado en lotes. Muchos núcleos para puerta conocidos se fabrican, generalmente, utilizando un método continuo de prensado con
rodillos.
El método continuo de prensado con rodillos es un proceso conocido para fabricar núcleos para puerta contra incendios. El método descrito en la patente U.S.A. No. 5.256.222 es ilustrativo del método con rodillos conocido. Una mezcla no sólida de los componentes del núcleo para puerta contra incendios se deposita en un elemento laminar móvil sometido a tracción por un rodillo de suministro mediante rodillos de arrastre. A continuación, otro elemento laminar móvil sometido a tracción por su propio rodillo de suministro mediante rodillos de arrastre se dirige mediante un rodillo de guía y de prensado hacia la parte superior de la mezcla. A continuación, el espesor del sándwich de la mezcla del núcleo para puerta contra incendios y el elemento laminar se reduce hasta un valor deseado. A continuación, el núcleo para puerta contra incendios moldeado con rodillos se transporta mediante métodos industriales conocidos hasta una zona de secado. El secado del núcleo para puerta contra incendios moldeado con rodillos se puede conseguir a temperatura ambiente o mediante la utilización de equipo de secado que funciona a una temperatura superior a la temperatura ambiente.
Según el método semicontinuo de moldeo por prensado en lotes de la presente invención, los ingredientes del núcleo para puerta contra incendios se mezclan en un dispositivo de mezclado para producir la mezcla húmeda de núcleo para puerta. Los especialistas en la técnica conocen bien los dispositivos de mezclado utilizados de forma adecuada en esta etapa del proceso. Es preferente que los ingredientes del núcleo para puerta contra incendios se mezclen de forma tal que la perlita expandida no se rompa sustancialmente. A efectos de eliminar sustancialmente la rotura de la perlita expandida durante el mezclado, preferentemente, en primer lugar, se mezclan juntos los otros componentes del núcleo para puerta contra incendios. Esto permite que la perlita expandida se mezcle totalmente con los otros ingredientes con un mezclado mínimo. La cantidad de perlita expandida rota durante el proceso de mezclado se puede determinar comparando el volumen de la mezcla húmeda del núcleo para puerta antes y después del mezclado.
A continuación, la mezcla húmeda de núcleo para puerta se transfiere a un molde que tiene la forma correspondiente a las dimensiones deseadas del material compuesto. La etapa de transferencia se puede conseguir utilizando cualquiera de las técnicas que los especialistas en la materia conocen bien. A continuación, la mezcla húmeda de núcleo para puerta se moldea a compresión para compactar la mezcla hasta la densidad y espesor deseados para producir un núcleo para puerta húmedo.
El moldeo por prensado de la presente invención puede utilizar cualquier medio de presión bien conocido por los especialistas en la técnica y los trabajadores especializados conocen bien el equipo adecuado. Típicamente, la cantidad y duración de la presión aplicada son suficientes para aglomerar los ingredientes en un núcleo para puerta, que tiene una densidad de aproximadamente 24 hasta aproximadamente 35 libras por pie cúbico, (de aproximadamente 380 hasta aproximadamente 560 kg/m^{3}), más habitualmente, de aproximadamente 24 hasta aproximadamente 31 libras por pie cúbico, (de aproximadamente 380 hasta aproximadamente 500 kg/m^{3}), tras el secado, mientras que al mismo tiempo son insuficientes para romper un número significativo de las partículas de perlita expandida. Generalmente, la presión es de aproximadamente 200 hasta aproximadamente 350 libras por pulgada cuadrada (psi) (aproximadamente de 1,4 MPa hasta aproximadamente 2,4 MPa) durante un tiempo de aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 2 minutos, preferentemente, la presión es de aproximadamente 225 hasta aproximadamente 325 psi (de aproximadamente 1,5 MPa hasta aproximadamente 2,2 MPa) durante un tiempo de aproximadamente 0,2 hasta aproximadamente 1 minuto, más preferentemente, la presión es de aproximadamente 250 hasta aproximadamente 300 psi (aproximadamente desde 1,7 MPa hasta aproximadamente 2,0 MPa) durante aproximadamente 0,4 hasta aproximadamente 0,7 minutos. Tal como reconocerán los expertos en la técnica, la presión y tiempo exactos necesarios variarán en las diferentes realizaciones de la presente invención y los programas de presión y tiempo adecuados se pueden determinar utilizando ensayos de rutina. A continuación, el material compuesto, por ejemplo, el núcleo para puerta húmedo, se transfiere a una zona de secado.
A continuación, el núcleo para puerta húmedo se seca para producir el núcleo para puerta contra incendios de la presente invención. El núcleo para puerta húmedo se seca a una temperatura y durante un tiempo suficientes para eliminar sustancialmente el agua del núcleo para puerta húmedo. Aunque el secado se puede conseguir a temperatura ambiente, es preferente el secado a temperaturas elevadas. Más preferentemente, el secado del núcleo para puerta húmedo se lleva a cabo a una temperatura de aproximadamente 400 hasta aproximadamente 700 grados Fahrenheit (de aproximadamente 200 hasta aproximadamente 370ºC) durante un tiempo de aproximadamente una hora hasta aproximadamente tres horas y media, habitualmente, de aproximadamente una hora hasta aproximadamente tres horas. Aún más preferentemente, el secado se lleva a cabo a una temperatura de aproximadamente 400 hasta aproximadamente 600 grados Fahrenheit (de aproximadamente 200 hasta aproximadamente 320ºC) durante un tiempo de aproximadamente una hora y media hasta aproximadamente dos horas. Más preferentemente, el secado se lleva a cabo a una temperatura de aproximadamente 400 hasta aproximadamente 500 grados Fahrenheit (de aproximadamente 200 hasta aproximadamente 260ºC) durante un tiempo de aproximadamente dos horas. Los especialistas en la técnica reconocen que los tiempos de secado y las temperaturas específicos dependerán de la composición exacta del núcleo para puerta húmedo y se puede determinar la temperatura y los programas de tiempo adecuados utilizando ensayos de
rutina.
La fabricación de los núcleos para puerta contra incendios de las realizaciones de la presente invención tiene diversas ventajas con respecto a la fabricación de los núcleos para puerta contra incendios actuales que utilizan técnicas continuas de prensado con rodillos. El proceso de moldeo por prensado controla la distorsión de núcleo para puerta y permite un mejor control del espesor que los procesos de moldeo con rodillos. Además, no existe la necesidad de elementos laminares en la superficie superior e inferior del núcleo para puerta durante la fabricación, tal como se requieren durante las operaciones continuas de prensado con rodillos. La eliminación de los elementos laminares necesarios en las operaciones de prensado con rodillos permite que el núcleo para puerta de la presente invención se lije hasta cualquier espesor deseado. Los núcleos para puerta producidos utilizando métodos continuos de prensado con rodillos y que, por lo tanto, tienen fajas, no se pueden lijar, y el espesor del núcleo para puerta que sale del último rodillo es, esencialmente, el espesor final del núcleo para puerta. Adicionalmente, el método de moldeo por prensado también elimina la necesidad de controlar estrictamente las cantidades de agua y de aglomerante utilizadas en la fabricación de los núcleos para puerta contra incendios. En las operaciones continuas de prensado con rodillos, el núcleo no se moldeará correctamente si la viscosidad es demasiado baja. En una operación de moldeo que se lleva a cabo en un contenedor de dimensiones fijas, se pueden adaptar variaciones más grandes del contenido en agua, utilizando diversos tipos de equipos. Además, los métodos de moldeo por prensado para la fabricación de núcleos para puerta contra incendios en la presente invención requieren, típicamente, menos secado, y por lo tanto, son más eficaces energéticamente.
El núcleo para puerta contra incendios puede tener otras características deseables. Estas características deseables diferencian el núcleo para puerta contra incendios de las realizaciones de la presente invención respecto a los núcleos para puerta contra incendios actuales. El núcleo para puerta contra incendios de la presente invención puede ser más fácil de manipular que los núcleos para puerta contra incendios actuales, y se puede fabricar con un espesor más parecido al deseado, por prensado, que los núcleos para puerta contra incendios actuales, reduciendo, de este modo, los ajustes de tamaño poco económicos. El aglomerante ignífugo utilizado en los núcleos para puerta contra incendios, preferentemente, no se deteriora durante el proceso de secado ni durante un incendio. Por lo tanto, el núcleo para puerta contra incendios se puede secar a temperaturas superiores aumentando, de este modo, la producción, comparado con los núcleos para puerta contra incendios actuales. El núcleo para puerta contra incendios no contiene sustancialmente yeso, eliminando de este modo el aumento dimensional del yeso cuando se expone al agua, la calcinación en el proceso de secado, el tiempo de hidratación necesario antes del secado y el aumento de la resistencia a flexión, resistencia a textura, dureza y resistencia al chorro de manguera, comparado con los núcleos para puerta contra incendios actuales. El núcleo para puerta contra incendios se produce, preferentemente, más fácilmente y requiere menos materias primas que los núcleos para puerta contra incendios actuales, mientras que tiene una densidad más baja (permitiendo, de este modo, que se carguen más núcleos para puerta contra incendios por camión), una cantidad inferior de polvo superficial después del lijado, mejores bordes cuando se sierra hasta el tamaño deseado, y una adherencia más fuerte a los revestimientos de las puertas. Además, se pueden construir núcleos para puerta contra incendios futuros a partir de cantidades sustanciales de polvo y de material sobrante de núcleos para puerta contra incendios fabricados anteriormente, mientras que los núcleos para puerta contra incendios actuales sólo pueden utilizar el polvo y el material sobrante de otros núcleos para puerta contra incendios en cantidades mucho menos importantes.
En este sentido, se ha demostrado que el polvo recogido a partir del aserrado y lijado de los núcleos para puerta contra incendios en la presente invención se puede incorporar a niveles de hasta aproximadamente el 35 por ciento en peso (en base de sólidos) al producir un nuevo núcleo para puerta. Se espera que probablemente se puedan utilizar cantidades de recirculación incluso mayores. Sin embargo, podría no ser necesario utilizar cantidades mayores, dado que un nivel de utilización del 35 por ciento en peso debería aportar al fabricante suficiente flexibilidad para reciclar todo el material sobrante generado en un proceso de fabricación típico de núcleo para puerta en nuevos núcleos. Cuando se utiliza dicho polvo, se utiliza para sustituir, en una base de prorrateo, los ingredientes de relleno de una formulación de mezcla húmeda, tal como la perlita, la arcilla y/o la vermiculita y la tierra de diatomeas opcional. Todos los otros componentes del núcleo, especialmente el aglomerante ignífugo, tal como un silicato de metal alcalino, y cualquier refuerzo de fibra, y los ayudantes de procesado, tales como agua, agentes para el aumento de la viscosidad y plastificantes, deberían utilizarse en sus cantidades normales, no reducidas por la cantidad de polvo sobrante
reciclado.
Los siguientes ejemplos no limitativos ilustran con más profundidad la presente invención.
Ejemplo 1
Se fabricó un núcleo para puerta según una realización de la presente invención de la siguiente composición y se descubrió que tenía propiedades superiores cuando se comparaba con núcleos para puerta contra incendios conocidos. El núcleo para puerta contra incendios tenía la siguiente composición, en base al peso del núcleo para puerta húmedo (es decir, el peso del núcleo para puerta antes del secado) y en base al peso del núcleo para puerta contra incendios. Se utilizó una solución de ácido acético al 5% en volumen.
1
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En el presente ejemplo, el núcleo para puerta contra incendios se fabricó de la siguiente manera:
(1) Se mezclaron en seco la perlita, arcilla refractaria y fibras de vidrio durante aproximadamente 1 minuto, a las que se añadieron el silicato de sodio N y la solución acuosa de ácido acético y los componentes se mezclaron durante aproximadamente un minuto formando, de este modo, la mezcla húmeda de núcleo para puerta.
(2) La mezcla húmeda de núcleo para puerta se transfirió a un molde dimensional fijo.
(3) La mezcla húmeda de núcleo para puerta en el molde dimensional fijo se comprimió a una presión de aproximadamente 250-300 psi (aproximadamente 1,7-2,1 MPa) durante un tiempo de aproximadamente 0,5 minutos para formar el núcleo para puerta húmedo.
(4) El núcleo para puerta húmedo se transfirió a una zona de secado y se secó a una temperatura de aproximadamente 500-600 grados Fahrenheit (aproximadamente 260-320ºC) durante un tiempo de aproximadamente 2 horas, para producir una realización del núcleo para puerta contra incendios de la presente invención.
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Un núcleo para puerta contra incendios conocido tenía la siguiente composición en base al peso del núcleo para puerta húmedo (es decir, el peso del núcleo para puerta antes del secado) y en base al peso del núcleo para puerta contra incendios.
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Las propiedades del núcleo para puerta contra incendios de la presente invención y del núcleo para puerta resistente al fuego conocido se comparan a continuación.
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La medición de la densidad en la comparación anterior se encuentra en un intervalo de aproximadamente 15 núcleos para puerta de tamaño completo (1,5'' x 36'' x 84'') (aproximadamente 4 x 90 x 210 cm). El ensayo de llama en la comparación anterior es la temperatura a la que se somete el núcleo para puerta por un lado para determinar las capacidades de resistencia al calor del núcleo para puerta. La temperatura inexpuesta es la temperatura del lado no expuesto del núcleo para puerta contra incendios después de llevar a cabo el ensayo de llama.
En el ensayo de erosión de llama, se colocó una llama de propano a una distancia de aproximadamente cuatro (4) pulgadas (aproximadamente 10 cm) desde la superficie del núcleo para puerta contra incendios y se ajustó para producir una temperatura de aproximadamente 1700º Fahrenheit (aproximadamente 930ºC). Se midió la extensión de cualquier degradación en la profundidad del núcleo para puerta contra incendios, en el punto del contacto de la llama, después de aproximadamente noventa (90) minutos de exposición a esta temperatura.
En el ensayo de chorro de manguera, un núcleo para puerta contra incendios del ensayo de erosión de llama descrito anteriormente se colocó bajo un chorro de agua que fluye de una manguera a una presión aproximadamente igual a la presión a la cual funcionan las mangueras de incendio durante aproximadamente dos (2) minutos. A continuación, se midió la erosión de la profundidad del núcleo para puerta contra incendios provocada por el chorro de agua.
El ensayo de resistencia a flexión midió una muestra del núcleo para puerta contra incendios que tiene un espesor de 1,5 pulgadas, una anchura de 6 pulgadas y una longitud de 16 pulgadas (aproximadamente 4 x 15 x 40 cm) y se colocó sobre apoyos con una distancia entre centros de 14 pulgadas (aproximadamente 36 cm). A continuación, se registró la fuerza necesaria para romper la muestra.
Las capacidades de sujeción de tornillos de los núcleos para puerta contra incendios se determinaron de la siguiente manera: se perforó un agujero guía de 5/32 pulgadas (aproximadamente 4 mm) a una anchura media de una muestra de núcleo para puerta con un espesor de 1 \pm 1/32 pulgadas (aproximadamente 25 \pm 0,8 mm), una longitud, como mínimo, de 9 pulgadas (23 cm) y una anchura de 1 9/16 pulgadas (aproximadamente 40 mm) que se había secado previamente hasta un peso constante. Con la muestra sujeta a un bloque de madera o una placa de acero y el agujero guía centrado por encima de un agujero de 5/8 pulgadas (aproximadamente 16 mm) en el soporte, se insertó un tornillo para lámina metálica del No. 12 hasta que todo el espesor de la espiga del tornillo penetró en la muestra. A continuación, se aplicó fuerza verticalmente en el centro del tornillo, forzando el tornillo a través de la muestra, y se registró la fuerza.
La resistencia a tracción se midió adhiriendo bloques de madera de 2,25 pulgadas cuadradas (aproximadamente 57 mm cuadrados) a los dos lados de una pieza cuadrada del núcleo para puerta contra incendios de una profundidad normal que tenía tanto una longitud como una anchura de aproximadamente 2,5 pulgadas (aproximadamente 6 cm). A continuación, se insertaron tornillos con cabeza de gancho ("hook eye screws") normales en los bloques de madera hasta una profundidad tal que los tornillos con cabeza de gancho normales no penetraron la muestra de núcleo para puerta contra incendios cuadrada, pero tenían una capacidad de sujeción suficiente para la realización del ensayo de resistencia a tracción. A continuación, los tornillos con cabeza de gancho normales se acoplaron a un cilindro hidráulico mediante cualquier método conocido. A continuación, el cilindro hidráulico utilizó suficiente fuerza para estirar los bloques de madera cuadrados de la muestra del núcleo para puerta contra incendios. A continuación, se registró la fuerza de tracción de los bloques de madera cuadrados en el punto en el cual se rompió la muestra del núcleo para puerta contra incendios.
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Ejemplo 2
Se fabricó un núcleo para puerta según otra realización de la presente invención con la siguiente composición y se descubrió que tenía unas propiedades deseables superiores o iguales cuando se comparaba con los núcleos para puerta contra incendios conocidos. El núcleo para puerta contra incendios de la presente realización y el núcleo para puerta conocido tenían las siguientes composiciones, en base al peso de cada núcleo para puerta contra incendios respectivo. Se utilizó una solución de alcohol polivinílico al 6 por ciento en peso para aportar los sólidos de alcohol polivinílico.
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El núcleo para puerta contra incendios de esta segunda realización se construyó de la manera descrita en el Ejemplo 1. Con los precios comerciales típicos de los diferentes componentes, el coste de producción del núcleo para puerta contra incendios de la presente invención fue inferior que el del núcleo para puerta contra incendios conocido.
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Ejemplo 3
Este ejemplo presenta una formulación que utiliza tierra de diatomeas, adecuada para hacer una composición que tiene una densidad de aproximadamente 32 pcf (libras por pie cúbico) (aproximadamente 500 kg/m^{3}), que utiliza aproximadamente el 32,5% de polvo de núcleo reciclado. El polvo de núcleo reciclado simplemente es el polvo que se genera y recoge del aserrado, recorte y manipulación de núcleos fabricados anteriormente. En la formulación, las 30 unidades de masa de polvo de núcleo sustituyen, en una base de prorrateo, a 30 unidades de masa de la perlita, arcilla y tierra de diatomeas de una formulación correspondiente hecha sin dicho polvo. La composición se puede fabricar mediante (1) mezclado en seco del polvo reciclado, perlita, arcilla refractaria, tierra de diatomeas y fibras de vidrio en una composición bien mezclada, en cuyo punto, se pueden añadir el silicato de sodio N, el plastificante de azúcar y el agua extra y los componentes mezclados uniformemente, formando, de este modo, una mezcla húmeda; (2) la transferencia de la mezcla húmeda a un molde dimensional fijo; (3) la compresión de la mezcla húmeda en el molde dimensional fijo a una presión de aproximadamente 250-300 psi (aproximadamente 1,7-2,1 MPa) durante un tiempo de aproximadamente 0,5 minutos para formar un material compuesto húmedo y (4) el secado del material compuesto húmedo a una temperatura de aproximadamente 500-600 grados Fahrenheit (aproximadamente 260-320ºC) durante un tiempo de aproximadamente 2 horas.
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Ejemplo 4
Este ejemplo presenta una formulación que utiliza tierra de diatomeas, adecuada para fabricar una composición que tiene una densidad de aproximadamente 28 pcf (aproximadamente 450 kg/m^{3}). La composición se puede fabricar mediante (1) mezclado en seco de la perlita, arcilla refractaria, tierra de diatomeas y fibras de vidrio en una composición bien mezclada, en cuyo punto, se pueden añadir el silicato de sodio N, el plastificante de azúcar y el agua extra y los componentes mezclados uniformemente, formando, de este modo, la mezcla húmeda; (2) la transferencia de la mezcla húmeda a un molde dimensional fijo; (3) la compresión de la mezcla húmeda en el molde dimensional fijo a una presión de aproximadamente 250-300 psi (aproximadamente 1,7-2,1 MPa) durante un tiempo de aproximadamente 0,5 minutos para formar un material compuesto húmedo y (4) el secado del material compuesto húmedo a una temperatura de aproximadamente 500-600 grados Fahrenheit (aproximadamente 260-320ºC) durante un tiempo de aproximadamente 2 horas.
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Claims (12)

1. Núcleo para puerta contra incendios, que comprende esencialmente:
(a) perlita expandida,
(b) un aglomerante ignífugo,
(c) arcilla refractaria o vermiculita
y una cantidad inferior al 8 por ciento en peso de yeso, en base al peso del núcleo para puerta contra incendios, de modo que el yeso no es un componente estructural principal de dicho núcleo para puerta contra incendios.
2. Núcleo para puerta contra incendios, según la reivindicación 1, en el que la perlita expandida tiene una densidad de 95 a 160 kg/m^{3} (de 6 a 10 libras por pie cúbico).
3. Núcleo para puerta contra incendios, según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicho núcleo para puerta contra incendios tiene una densidad de 380 a 560 kg/m^{3} (de 24 a 35 libras por pie cúbico).
4. Núcleo para puerta contra incendios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha perlita expandida supone del 50 al 80 por ciento en peso del núcleo para puerta contra incendios.
5. Núcleo para puerta contra incendios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho aglomerante ignífugo se selecciona del grupo que comprende silicato de potasio, silicato de sodio y combinaciones de los mismos.
6. Núcleo para puerta contra incendios, según la reivindicación 5, en el que dicho aglomerante ignífugo supone del 4 al 19 por ciento en peso del núcleo para puerta contra incendios.
7. Núcleo para puerta contra incendios, según la reivindicación 6, en el que dicho aglomerante ignífugo supone aproximadamente del 5 hasta aproximadamente el 15 por ciento en peso del núcleo para puerta contra incendios.
8. Núcleo para puerta contra incendios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha arcilla refractaria o vermiculita supone del 2 al 18 por ciento en peso del núcleo para puerta contra incendios.
9. Núcleo para puerta contra incendios, según la reivindicación 8, en el que dicha arcilla refractaria o vermiculita supone del 3 al 8 por ciento en peso del núcleo para puerta contra incendios.
10. Núcleo para puerta contra incendios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente fibras de refuerzo presentes en una cantidad entre el 0,1 y el 2,0 por ciento en peso del núcleo para puerta contra incendios.
11. Núcleo para puerta contra incendios, según la reivindicación 10, en el que las fibras de refuerzo son fibras de vidrio presentes en una cantidad entre el 0,5 y el 1,0 por ciento en peso del núcleo para puerta contra incendios.
12. Núcleo para puerta contra incendios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente tierra de diatomeas.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2368364B (en) * 2000-10-12 2004-06-02 Mdf Inc Fire door and method of assembly
KR20030025361A (ko) * 2001-09-20 2003-03-29 삼손퍼라이트 주식회사 표면개질 팽창펄라이트 및 그 용도
US6846358B2 (en) * 2003-04-25 2005-01-25 Georgia-Pacific Gypsum, Inc. Fire door core
WO2005014502A1 (en) * 2003-08-07 2005-02-17 Chong-Do Kim Pearlite insulator and method for making thereof
KR100641811B1 (ko) * 2004-12-17 2006-11-02 신현창 고강도 발포 세라믹 성형체 및 그 제조방법
CN100361931C (zh) * 2005-11-03 2008-01-16 上海师范大学 一种轻质生物膜陶瓷载体的制备方法
US7927420B2 (en) * 2007-12-13 2011-04-19 Georgia-Pacific Gypsum Llc Light weight metal fire door core
US8221542B2 (en) * 2007-12-13 2012-07-17 Georgia-Pacific Gypsum Llc Non-cement fire door core
US8088217B2 (en) * 2007-12-13 2012-01-03 Georgia-Pacific Gypsum Llc Cement-based fire door core
EP2343471A1 (de) * 2010-01-07 2011-07-13 Josef Entfellner Feuerwiderstehende Wandung sowie Verfahren zu deren Herstellung
DE102010009146B4 (de) * 2010-02-24 2012-12-27 TDH - GmbH Technischer Dämmstoffhandel Plastische feuerfeste Masse und feuerfester Mörtel und deren Verwendung
DE102010009145A1 (de) * 2010-02-24 2011-08-25 Vatramaxx GmbH, 47623 Leichte pastöse feuerfeste Kleber und ihre Verwendung
RU2481299C1 (ru) * 2012-02-09 2013-05-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного слоя
TWI553210B (zh) * 2015-11-18 2016-10-11 Metal fireproof door manufacturing method
CN106064930B (zh) * 2016-06-01 2018-02-13 陶伟珍 一种生态环保调孔的硅藻泥壁材及其制备方法
US10246934B2 (en) * 2016-12-23 2019-04-02 Plastpro 2000, Inc. Door comprising vermiculite-containing core, and method of making the same
CN113773003B (zh) * 2021-08-31 2023-09-08 星牌优时吉建筑材料有限公司 一种门内衬材料及其制备方法
TWI806572B (zh) * 2022-04-25 2023-06-21 朝陽科技大學 利用廢棄防火門製成的多功能材料

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3015626A (en) 1959-09-29 1962-01-02 John C Kingsbury Insulating composition
US3203813A (en) 1962-06-18 1965-08-31 United Clay Mines Corp Thermal insulating material, composition and process for making the same
GB1185141A (en) 1965-11-01 1970-03-18 Nesshurst Ltd Improvements in or relating to Structural Materials
US3793042A (en) * 1970-12-24 1974-02-19 Combustion Eng Insulating monolithic refractory
GB1393899A (en) 1971-08-17 1975-05-14 Dexion Comino Int Ltd Heat-resisting thermal insulating materials
US4015386A (en) 1975-02-07 1977-04-05 Clark Door Company, Inc. Fire-retardant low temperature insulating building panel
US3994110A (en) 1975-04-10 1976-11-30 Champion International Corporation Three hour fire resistant door, panel or building element, and method of manufacturing the same
US4000241A (en) 1975-06-13 1976-12-28 Dunn Daniel K Insulation method and materials
US4159302A (en) 1975-10-14 1979-06-26 Georgia-Pacific Corporation Fire door core
US4118325A (en) 1976-12-27 1978-10-03 Continental Oil Company Fireproofing composition
US4336068A (en) 1978-07-03 1982-06-22 Lebanon Steel Foundry High strength insulation materials
US4297311A (en) 1978-12-07 1981-10-27 Conwed Corporation Method of manufacturing improved mineral board
US4343127A (en) 1979-02-07 1982-08-10 Georgia-Pacific Corporation Fire door
DE3070889D1 (en) * 1979-12-21 1985-08-22 Hewhand Ltd Dry mix for forming insulating compositions and thermally insulated containers made from said compositions, sprayable insulating compositions preparable from said dry mix, and a method of applying insulating material using said sprayable compositions
CA1174903A (en) 1981-05-14 1984-09-25 Walter A. Goodwin Fire door construction
US4446040A (en) 1982-10-01 1984-05-01 General Refractories Company Strong, heat stable, water repellent, expanded perlite/alkali metal silicate insulation material
CA1217680A (en) 1983-01-13 1987-02-10 John S. Luckanuck Fire-resistant sandwich core assembly
AU591637B2 (en) * 1984-09-06 1989-12-14 Fire Research Pty. Limited Improved fire resisting door panel assembly
US4748771A (en) 1985-07-30 1988-06-07 Georgia-Pacific Corporation Fire door
CA1258328A (en) 1986-04-04 1989-08-08 John S. Luckanuck Fire retardant composition
WO1991003438A1 (en) * 1989-09-05 1991-03-21 Dennis Jon Hacker Material and method to manufacture light weight roof tiles
JPH03122068A (ja) * 1989-10-05 1991-05-24 Cti Japan:Kk 不燃性、耐水性、吸音性に優れた断熱材およびその製造方法
US5155959A (en) 1989-10-12 1992-10-20 Georgia-Pacific Corporation Firedoor constructions including gypsum building product
US5256222A (en) 1990-09-10 1993-10-26 Manville Corporation Lightweight building material board
US5522195A (en) 1993-11-15 1996-06-04 Bargen; Theodore J. Energy-efficient fire door
US5558707A (en) 1994-05-23 1996-09-24 J.O. Bernt & Associates Limited Fire door core
US5723226A (en) * 1995-06-07 1998-03-03 G-P Gypsum Corporation Gypsum-containing compositions and fire-resistant articles
US6290769B1 (en) * 1999-06-22 2001-09-18 Siplast, Inc. Lightweight insulating concrete and method for using same
FR2803591A1 (fr) 2000-01-07 2001-07-13 Jacques Chollet Composition ininflammable permettant de realiser des produits finis protecteurs incendie
US6340389B1 (en) * 2000-12-18 2002-01-22 G-P Gypsum Corporation Fire door core

Also Published As

Publication number Publication date
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