ES2327933T3 - Cuerpo compuesto ceramico para el revestimiento. - Google Patents
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Abstract
Cuerpo compuesto para el revestimiento de paredes, que tiene un material de soporte (1) y por lo menos un revestimiento cerámico (2), que contiene unas partículas cerámicas, seleccionadas entre los óxidos, nitruros, boruros o carburos de los metales o semimetales, empotradas en una matriz, que se compone de una red que contiene silicio, la cual está unida mediante puentes de Si-O-Si, y estando presentes una o varias capas intermedias (3) entre el material de soporte (1) y la capa cerámica (2), la capa intermedia cerámica (3) contiene unas partículas de un componente inorgánico, unidas entre sí mediante por lo menos un pegamento inorgánico y con la capa presente por debajo de la capa intermedia cerámica (3), que contiene en lo esencial por lo menos un compuesto a base de por lo menos un metal, por lo menos un semimetal o por lo menos un metal mixto con por lo menos un elemento de los grupos principales 3º a 7º de la tabla periódica.
Description
Cuerpo compuesto cerámico para el revestimiento
de paredes.
Es objeto del presente invento un cuerpo
compuesto para el revestimiento de paredes, que se compone de un
material de soporte y de por lo menos una capa de selladura (capa de
cubrimiento), pudiendo estar presente opcionalmente una capa
intermedia cerámica, así como un procedimiento para su
producción.
Los cuerpos compuestos para el revestimiento de
paredes (papeles pintados o tapices) son obtenibles comercialmente
en un gran número de diferentes variaciones. Ellos se diferencian
por su estructura, por los materiales a partir de los cuales se
producen y por sus propiedades.
Los cuerpos compuestos para el revestimiento de
paredes (papeles pintados o tapices) se componen generalmente de un
papel o un material sintético y están impresos en colores,
parcialmente con dibujos y modelos, y están provistos parcialmente
de estructuras. Una subdivisión de los diferentes papeles pintados o
tapices en p.ej. papeles pintados o tapices impresos con encolado,
de terciopelo, de fibras ásperas, gofrados o estructurados, está
establecida por los materiales utilizados y las condiciones de
producción.
A partir del estado de la técnica se conocen
además papeles pintados o tapices con propiedades especiales. Así,
p.ej. en el documento de patente alemana DE 198 05 672 se divulgan
unos cuerpos compuestos para el revestimiento de paredes totalmente
convertibles en abonos compuestos. Ciertos tapices con una capa de
material sintético junto a la superficie, que de esta manera son
lavables y más fáciles de limpiar, se conocen, entre otros
documentos, a partir del DE 195 30 508. La estabilidad de tales
tapices es con frecuencia muy pequeña, por lo cual ellos pueden ser
en particular fácilmente desgarrados por rascadura por las garras de
animales domésticos o por las uñas y los juguetes de los niños.
Una variante de los cuerpos compuestos de los
revestimientos de paredes, que se ha presentado de manera
acrecentada en los últimos 10 años, es la de los que tienen un
efecto aniquilador de microorganismos y gérmenes (germicida). Tales
cuerpos compuestos para el revestimiento de paredes, se divulgan,
entre otros, en los documentos DE 101 35 667 y DE 101 36 456. Los
papeles pintados desinfectantes, que se divulgan en el documento DE
41 34 540, contienen unas composiciones biocerámicas especiales,
las cuales están dopadas con metales especiales tomados del
conjunto que se compone de plata, cobre y zinc.
El sector de empleo de los modernos cuerpos
compuestos para el revestimiento de paredes está aumentando
constantemente. Además, mediante la creciente automatización y el
empleo de máquinas al realizar la elaboración de los cuerpos
compuestos para el revestimiento de paredes se plantean unas
exigencias cada vez más especiales para los cuerpos compuestos. Al
mismo tiempo los cuerpos compuestos para el revestimiento de paredes
deben ser conformables y estructurables de manera múltiple y
variada y ser baratos. Existe por consiguiente una constante
necesidad de nuevos cuerpos compuestos para el revestimiento de
paredes. Los nuevos cuerpos compuestos para el revestimiento de
paredes deben de ser, en lo posible, fáciles de manipular, y a pesar
de todo deben de presentar una buena estabilidad. Con excepción de
los papeles pintados y tapices a base de fibras de vidrio, todos los
cuerpos compuestos flexibles para el revestimiento de paredes
presentan unas malas clasificaciones en el caso de
inflamaciones.
Es misión de la presente solicitud de patente,
por lo tanto, poner a disposición unos cuerpos compuestos para el
revestimiento de paredes que presenten una buena resistencia a los
arañazos, una buena aptitud para ser lavados y/o un mejorado
comportamiento en incendios. Además, se debe de poner a disposición
un procedimiento para la producción de los cuerpos compuestos para
el revestimiento de paredes.
Sorprendentemente, se encontró que unos cuerpos
compuestos para el revestimiento de paredes, tal como se definen en
las reivindicaciones, así como los producidos de acuerdo con un
procedimiento como se define en las reivindicaciones, resuelven de
manera sobresaliente el problema establecido.
Son objeto del presente invento, por lo tanto,
unos cuerpos compuestos para el revestimiento de paredes, que
tienen un material de soporte (1), por lo menos un revestimiento
cerámico (2), que contiene partículas cerámicas, seleccionadas
entre los óxidos, nitruros, boruros o carburos de los metales o
semimetales (metaloides), empotrado dentro de una matriz, que
consiste en una red que contiene silicio, la cual está unida
mediante puentes de Si-O-Si, y una
o varias capas intermedias cerámicas (3), de un modo correspondiente
a las reivindicaciones.
Es asimismo objeto del presente invento un
procedimiento para la producción de materiales compuestos para el
revestimiento de paredes, conformes al invento, como se definen en
las reivindicaciones, que entre otras cosas está caracterizado
porque sobre un material de soporte, directamente o después de haber
aplicado una o varias capas intermedias, se aplica una suspensión,
que contiene partículas cerámicas, suspendidas en un sol
polimérico, producido por mezcladura de por lo menos un silano con
un alcohol y con un ácido, y a continuación se consolida.
La ventaja de los cuerpos compuestos para el
revestimiento de paredes conformes al invento se encuentra situada,
entre otras cosas, en el hecho de que ellos presentan un
comportamiento mejorado en incendios, es decir, que ellos alcanzan
de acuerdo con la norma DIN 53 483, parte 3, las clases de
protección contra incendios F1.
Una ventaja adicional del presente invento
consiste en que mediante la utilización de anatasa en el
revestimiento cerámico, los papeles pintados y tapices conformes al
invento pueden tener acciones germicidas mediante unos efectos
fotocatalíticos. Para ello no se necesita ningún ion metálico
libre.
Asimismo es ventajosa en los cuerpos compuestos
para el revestimiento de paredes conformes al invento su más alta
capacidad de aguante mecánico. Así, los cuerpos compuestos conformes
al invento muestran una resistencia especialmente buena a los
arañazos. Los cuerpos compuestos conformes al invento pueden por lo
tanto ser utilizados en particular para el revestimiento de paredes
en edificios públicos, pero también para el revestimiento de las
paredes de objetos, tales como p.ej. partes traseras o respaldos de
asientos en medios de transporte públicos o paredes interiores de
los medios de transporte.
Una ventaja adicional de los cuerpos compuestos
para el revestimiento de paredes conformes al invento consiste en
que ellos pueden ser ejecutados amplísimamente resistentes contra
los agentes químicos, repelentes del agua y lavables.
Las propiedades para elaboración de los cuerpos
compuestos para el revestimiento de paredes conformes al invento
son mejores en comparación con los habituales tapices de papel,
puesto que ellos tienen una menor tendencia a romperse y
desgarrarse.
Según sea el tipo de la capa de cubrimiento, los
revestimientos de paredes cerámicos conformes al invento pueden
estar provistos de muy diferentes propiedades superficiales, de
manera que estos revestimientos de paredes pueden tener diferentes
capas de cubrimiento para las diversas finalidades de
utilización.
Si las capas de cubrimiento son transparentes,
entonces con ellas se pueden proteger unas capas decorativas, que
habían sido aplicadas sobre la capa cerámica (2), contra el daño, el
deterioro u otras influencias externas. En particular en el caso de
la utilización de revestimientos cerámicos transparentes, las
superficies de tales revestimientos de paredes son resistentes a
los arañazos, al refregado y a la abrasión. El revestimiento
cerámico aporta consigo además otras ventajas. En particular, el
comportamiento en incendios de las estructuras laminares planas
provistas de revestimientos cerámicos se mejora manifiestamente en
comparación con el producto no revestido con un material cerámico.
Así, un tapiz de papel natural revestido conforme al invento se
extingue por sí sólo. Esto corresponde a la clase de incendios UL
F1.
Los cuerpos compuestos para el revestimiento de
paredes conformes al invento se describen a continuación, sin que
el invento tenga que estar limitado a estos modos de realización.
Dentro del marco del presente invento, los conceptos de "cuerpo
compuesto para el revestimiento de paredes" y de "tapiz" o
"papel pintado" deben de ser equivalentes y ambos se utilizan
como denominación para el objeto conforme al invento.
Los cuerpos compuestos para el revestimiento de
paredes conformes al invento se distinguen por el hecho de que
ellos tienen un material de soporte (1) y por lo menos un
revestimiento cerámico (2), que contiene partículas cerámicas,
seleccionadas entre los óxidos, nitruros, boruros o carburos de los
metales o semimetales, empotrado en una matriz, que se compone de
una red que contiene silicio, la cual está unida mediante puentes de
Si-O-Si. Las partículas empotradas
son en este caso totalmente envueltas por la matriz.
El material de soporte (1) puede ser por lo
menos un velo, un tejido de telar, un tejido tricotado, un fieltro
o una lámina, o un cuerpo compuesto que contiene un velo, un tejido
de telar, un tejido tricotado, un fieltro o una lámina. De manera
preferida, el material de soporte tiene por lo menos una estructura
laminar plana que contiene predominantemente fibras de celulosa,
polímeros, vidrio, metales o materiales cerámicos, o una lámina
polimérica. Las apropiadas estructuras laminares planas pueden ser
p.ej. tejidos metálicos, tales como p.ej. tejidos de acero o cobre,
velos o tejidos de telar poliméricos o materiales de papel de una o
múltiples capas. El papel, en este caso, puede tanto contener
madera como también estar exento de madera. Asimismo el soporte
puede ser un revestimiento de pared usual en el comercio tal como
p.ej. un tapiz de fibras ásperas, un tapiz vinílico o un fototapiz
(tapiz fotográfico). También los carteles (en inglés poster) o
carteles de publicidad son apropiados como materiales de soporte.
El espesor del material de soporte no es crítico, siendo escogido
el espesor de manera preferida de tal modo que el material de
soporte tenga una flexibilidad/plegabilidad suficientemente alta,
para que el revestimiento de pared conforme al invento sea asimismo
flexible o respectivamente plegable.
Para el caso de que el material de soporte se
componga de un papel de múltiples capas, las capas de papel
individuales pueden haber sido unidas unas con otras con todos los
métodos conocidos. Así, las capas pueden p.ej. haber sido sometidas
a un forrado en seco o en húmedo, o pueden haber sido prensadas unas
con otras con o sin utilización de un pegamento. Las capas de papel
pueden haber sido unidas unas con otras tanto en húmedo como
también en seco. Entre las capas de papel individuales pueden estar
presentes unas capas intermedias que contienen agentes mediadores
de adhesión o pegamentos o otros agentes aglutinantes.
La red que contiene silicio del revestimiento
cerámico (2), que forma la matriz, puede ser una red puramente
inorgánica, que se forma a través de los puentes de oxígeno, o sino
una red inorgánica-orgánica. En el caso de una tal
red inorgánica-orgánica que contiene silicio, ésta
tiene radicales orgánicos, que están unidos al silicio. Según sea
el tipo de los radicales, éstos a su vez pueden estar unidos unos
con otros o respectivamente un radical orgánico está unido a dos o
más átomos de silicio. De manera preferida, en cada caso por lo
menos dos radicales orgánicos están unidos a través de enlaces
covalentes. Según sean los compuestos químicos empleados en el caso
de la producción de la capa, en particular los silanos empleados,
los tales pueden tener dos radicales orgánicos unidos a través de
un enlace covalente, p.ej. una unidad estructural de acuerdo con la
fórmula I.
I-C_{3}H_{6}-O-CH_{2}-CH(OH)-CH_{2}-NH-C_{3}H_{6}
Una tal unidad estructural se obtiene p.ej. en
el caso de la conversión química de los silanos AMEO
(3-amino-propil-trietoxi-silano)
y GLYEO
(3-glicidiloxi-propil-trietoxi-silano).
Otras unidades estructurales presentes de manera preferente, son
las que se obtienen mediante una reacción del silano, que se
reticula por rayos UV (ultravioletas), MEMO
(3-metacriloxi-propil-trimetoxi-silano),
consigo mismo o por reacción de GLYMO
(3-glicidiloxi-propil-trimetoxi-silano)
y AMEO.
En una forma de realización especialmente
preferida del cuerpo compuesto conforme al invento, los átomos de
silicio están unidos por lo menos parcialmente a través de un
radical orgánico, que tiene una unidad estructural de acuerdo con
la fórmula II
con R^{10} igual a un
radical orgánico, en particular un radical alquilo, arilo, acilo o
alquilarilo sustituido o sin sustituir. De manera especialmente
preferida, el radical R^{10} es un radical
dimetil-metileno. Una tal unidad estructural se
puede obtener p.ej. cuando se hace reaccionar bisfenol A con los
silanos
(etoxi-silanos).
Las partículas empotradas en la matriz del
revestimiento cerámico (2) tienen preferiblemente un tamaño medio
de partículas de los corpúsculos elementales de 1 nm a 1 \mum. Las
partículas pueden ser partículas pirógenas o cristalinas. Si unas
partículas pirógenas, tales como p.ej. de ácidos silícicos
pirógenos, están empotradas en la matriz, entonces éstas tienen de
manera preferida un tamaño medio de partículas de las partículas
primarias de 1 a 50 nm, de manera preferida de 5 a 25 nm. Si están
presentes unas partículas cristalinas, tales como p.ej. de un óxido
de aluminio de la entidad Martinswerke, entonces éstas tienen de
manera preferida un tamaño medio de partículas de 50 nm a 1 \mum,
de manera preferida de 100 a 500 nm. Como partículas pirógenas se
entienden unas partículas, que se obtienen mediante una pirólisis a
la llama (ígnea). Como partículas cristalinas se entienden unas
partículas que se obtienen mediante cristalización a partir de
soluciones, masas fundidas o de una fase de vapor, o sino mediante
procesos de molienda de materiales minerales.
Unas partículas especialmente preferidas, que
están empotradas en la matriz, son unas partículas de óxidos de los
elementos Al, Zr, Si, Ti, Ce o Fe. Unas partículas muy especialmente
preferidas son racimos (en inglés cluster) de POSS o ácidos
silícicos hidrofugados, tal como se ofrecen p.ej. por la entidad
Degussa bajo la denominación Aerosil, Aeróxidos, óxido de aluminio
o dióxido de titanio P25. Por racimos de POSS se entienden unos
racimos con silicio y oxígeno, oligoméricos poliédricos, de acuerdo
con la fórmula III:
III[(R_{a}X_{b}SiO_{1 , 5})_{m} \
(R_{c}X_{d}SiO)_{n} \ (R_{c}X_{f}Si_{2}O_{2 , 5})_{o} \
(R_{g}X_{h}SiO_{2})_{p}]
con:
a, b, c = 0-1; d =
1-2; e, g, f = 0-3; h
=1-4;
m+n+o+p \geq 4; a+b =1; c+d = 2; e+f = 3 y g+h
= 4;
R = un átomo de hidrógeno, un grupo
alquilo, cicloalquilo, alquenilo, cicloalquenilo, alquinilo,
cicloalquinilo, arilo, heteroarilo o una unidad polimérica, que en
cada caso pueden estar sustituidos/as o sin sustituir, u otras
unidades de racimos con silicio y oxígeno oligoméricas poliédricas
funcionalizadas, que pueden estar unidas a través de una unidad
polimérica o una unidad de puente,
X = un grupo oxi, hidroxi, alcoxi,
carboxi, sililo, alquil-sililo,
alcoxi-sililo, siloxi,
alquil-siloxi, alcoxi-siloxi,
silil-alquilo,
alcoxi-silil-alquilo,
alquil-silil-alquilo, halógeno,
epoxi, éster, fluoro-alquilo, isocianato,
isocianato bloqueado, acrilato, metacrilato, nitrilo, amino o
fosfino, o sustituyentes del tipo R que tienen por lo menos
uno de tales grupos del tipo X, pudiendo los sustituyentes
tanto del tipo R como también del tipo X ser iguales
o diferentes.
\vskip1.000000\baselineskip
Los silasesquioxanos son unas sustancias
oligoméricas o poliméricas, cuyo representantes completamente
condensados poseen la fórmula general (SiO_{3/2}R)_{n},
pudiendo ser n \geq 4 y el radical R un átomo de
hidrógeno, pero representando en la mayor parte de los casos un
radical orgánico, y constituyen un caso especial de los racimos de
POSS. La estructura más pequeña de un silasesquioxano es la del
tetraedro. Voronkov y Lavrent'yev (Top. Curr. Chem. 102
(1982), 199-236) describen la síntesis de
silasesquioxanos oligoméricos completamente condensados e
incompletamente condensados mediante una condensación hidrolítica de
compuestos precursores RSiY_{3} trifuncionales, representando
R un radical hidrocarbilo y representando Y un grupo
hidrolizable, tal como p.ej. un cloruro, alcóxido o silóxido.
Lichtenhan y colaboradores describen la preparación catalizada por
una base de silasesquioxanos oligoméricos (documento de solicitud de
patente internacional WO 01/10871). Los silasesquioxanos de la
fórmula R_{8}Si_{8}O_{12} (con radicales hidrocarbilo R
iguales o diferentes) se pueden hacer reaccionar de un modo
catalizado por una base para dar silasesquioxanos incompletamente
condensados y funcionalizados, tales como p.ej.
R_{7}Si_{7}O_{9}(OH)_{3}
o R_{8}Si_{8}O_{11}(OH)_{2} y R_{8}Si_{8}O_{10}(OH)_{4} (Chem. Commun. (1999), 2309-10; Polym. Mater. Sci. Eng. 82 (2000), 301-2; documento WO 01/10871) y por consiguiente pueden servir como compuesto original de base para un gran número de diferentes silasesquioxanos incompletamente condensados y funcionalizados. En particular los silasesquioxanos (trisilanoles) de la fórmula R_{7}Si_{7}O_{9}(OH)_{3} se pueden transformar, mediante una conversión química con silanos monoméricos funcionalizados (en inglés corner capping = rematados en las esquinas), en silasesquioxanos oligoméricos correspondientemente modificados.
o R_{8}Si_{8}O_{11}(OH)_{2} y R_{8}Si_{8}O_{10}(OH)_{4} (Chem. Commun. (1999), 2309-10; Polym. Mater. Sci. Eng. 82 (2000), 301-2; documento WO 01/10871) y por consiguiente pueden servir como compuesto original de base para un gran número de diferentes silasesquioxanos incompletamente condensados y funcionalizados. En particular los silasesquioxanos (trisilanoles) de la fórmula R_{7}Si_{7}O_{9}(OH)_{3} se pueden transformar, mediante una conversión química con silanos monoméricos funcionalizados (en inglés corner capping = rematados en las esquinas), en silasesquioxanos oligoméricos correspondientemente modificados.
Los esferosilicatos oligoméricos están
constituidos de una manera similar a la de los silasesquioxanos
oligoméricos. También ellos poseen una estructura "a modo de
jaula". A diferencia de los silasesquioxanos, condicionado por
su método de preparación, los átomos de silicio en las esquinas de
un esferosilicato están unidos con un átomo de oxígeno adicional,
que a su vez está sustituido adicionalmente. Los esferosilicatos
oligoméricos se pueden preparar mediante una sililación de
apropiados compuestos precursores silicatos (D. Hoebbel, W. Wieker,
Z. Anorg. Allg. Chem. 384 (1971), 43-52; P.
A. Agaskar, Colloids Surf. 63 (1992), 131-8;
P. G. Harrison, R Kannengiesser, C. J. Hall, J. Main Group Met
Chem. 20 (1997), 137-141; R Weidner, Zeller,
B. Deubzer, V. Frey, Ger. Offen. (1990), documento
DE 38 37 397).
DE 38 37 397).
Se entiende por si solo que el revestimiento
cerámico puede contener todos los tipos antes mencionados de
partículas a solas o como una mezcla de las diferentes
partículas.
Apropiados silasesquioxanos poliédricos pueden
ser adquiridos por ejemplo de la entidad Hybrid Plastics, Fountain
Valley, EE.UU. Procedimientos para la preparación de racimos de POSS
se pueden tomar p.ej. de los documentos
DE 100 60 776, DE 101 56 622, DE 101 56 619 o DE 103 01 754.
DE 100 60 776, DE 101 56 622, DE 101 56 619 o DE 103 01 754.
El revestimiento cerámico (2), que por lo menos
por una cara del cuerpo compuesto conforme al invento forma la capa
más superior del cuerpo compuesto (capa de cubrimiento), tiene
preferiblemente un espesor de menos que 100 \mum, de manera
preferida de 50 nm a 100 \mum, de manera especialmente preferida
de 100 nm a 20 \mum y de manera muy especialmente preferida de 1
a 10 \mum. El espesor de la capa es dependiente en este caso por
naturaleza del tamaño medio de partículas de las partículas
empleadas y por lo tanto debe de ser siempre mayor que el tamaño
medio de partículas de las partículas empleadas.
Puede ser ventajoso que el revestimiento
cerámico (2) sea permeable para una radiación electromagnética con
una longitud de onda situada en la región de la luz visible. De este
modo es posible que también a través del revestimiento cerámico
permanezcan visibles unas informaciones que están presentes en unas
capas situadas debajo de él, tal como p.ej. modelos, fotografías,
dibujos o un texto. Para que se pueda conseguir una tal
transparencia, es necesario que las partículas presentes en la
matriz tengan un tamaño, que sea menor que la longitud de onda de
la luz visible.
El revestimiento cerámico (2) presente como capa
de cubrimiento en el cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes conforme al invento, puede tener diferentes propiedades,
según sean las deseadas propiedades de la superficie del cuerpo
compuesto conforme al invento, y para esta finalidad puede contener
materiales adicionales o determinados. Si el revestimiento cerámico
debe de presentarse p.ej. en una forma opaca o en una determinada
coloración, entonces el revestimiento cerámico puede tener
adicionalmente p.ej. pigmentos o colorantes. Si el revestimiento
cerámico debe de ser activo fotocatalíticamente, entonces éste tiene
de manera preferida unas partículas de anatasa junto a la
superficie. Cuando el revestimiento cerámico debe de ser permeable
para sustancias gaseosas, entonces él no tiene preferiblemente
ningún radical orgánico. También son posibles ciertas combinaciones
de estas propiedades, teniendo el revestimiento cerámico entonces
una combinación de las diferentes sustancias.
El revestimiento cerámico y por consiguiente el
cuerpo compuesto conforme al invento es impermeable para el agua.
Realizándose en lo que se entiende como impermeable para el agua,
que el agua a una presión de 1 m de columna de agua en condiciones
normales no penetra a través de la capa cerámica. Una alta
estanqueidad frente al agua se consigue cuando las partículas
empleadas tienen un tamaño de partículas lo más pequeño que es
posible y preferiblemente presentan propiedades hidrófobas. Los
cuerpos compuestos conformes al invento provistos de esta manera,
pueden ser estancos frente al agua hasta una presión de 2 m, de
manera preferida incluso de 5 m de columna de agua.
La superficie del cuerpo compuesto, que es
realizada mediante el revestimiento cerámico, puede estar ejecutada
de un modo liso o áspero. La aspereza puede ser formada en tal caso
por unos resaltos que son provocados por las partículas en la
matriz, o sino resultan de unos resaltos, que están presentes en el
material de soporte o respectivamente en la capa, que se encuentra
debajo del revestimiento cerámico.
Como ya se ha señalado, en el cuerpo compuesto
para el revestimiento de paredes conforme al invento pueden estar
presentes una o varias capas intermedias entre el material de
soporte (1) y la capa cerámica (2). Tales capas intermedias pueden
contener p.ej. uno o varios componentes, seleccionados entre
pegamentos, agentes mediadores de adhesión, agentes aglutinantes,
colorantes y pigmentos. En particular con tintas de impresión se
pueden imprimir por ejemplo decoraciones directamente sobre el
material de soporte o sobre una capa presente por debajo del
revestimiento cerámico. Las capas intermedias pueden contener en
particular pegamentos, agentes mediadores de adhesión o agentes
aglutinantes, cuando ellas están previstas para la mejor unión de
las capas que las rodean. Puede ser ventajoso, pero no constituye
ninguna premisa imperativa, que el revestimiento cerámico (2)
presente como capa de cubrimiento, esté unido con la capa cerámica
(2) mediante unas capas intermedias que contengan agentes
mediadores de adhesión o un pegamento o similares. Las capas
intermedias pueden contener en particular tintas de impresión y
pigmentos, cuando estas capas se utilizan para la reproducción de
modelos, dibujos, letras o imágenes.
Los cuerpos compuestos para el revestimiento de
paredes conformes al invento pueden estar impresos o teñidos en su
masa, siendo preferida una impresión sobre el material de soporte o
sobre la capa presente por debajo de la capa de cubrimiento, ya que
de esta manera se consigue una protección de la decoración.
Puede ser especialmente ventajoso que en el
cuerpo compuesto para el revestimiento de paredes conforme al
invento, entre el material de soporte (1) y el revestimiento
cerámico (2) esté presente una capa intermedia cerámica (3), que
contenga unas partículas de un componente inorgánico, unidas entre
sí mediante por lo menos un pegamento inorgánico y con la capa
presente por debajo de la capa cerámica (3), que en lo esencial
contienen por lo menos un compuesto química a base de por lo menos
un metal, de por lo menos un semimetal o de por lo menos un metal
mixto con por lo menos uno de los elementos de los grupos
principales 3º a 7º del sistema periódico.
El material cerámico de la capa intermedia (3)
tiene de manera preferida por lo menos un óxido de los metales Al,
Zr, Si, Sn, Ti y/o Y, de manera especialmente preferida un óxido de
los metales Al, Zr, Ti y/o Si, como componente inorgánico. Estos
óxidos pueden ser tanto el material, a base del que se componen las
partículas del componente inorgánico, como también el material del
pegamento inorgánico. Los óxidos para las partículas y los
pegamentos inorgánicos pueden ser iguales o diferentes. De manera
preferida, las partículas y el pegamento inorgánico se componen de
óxidos diferentes.
Puede ser ventajoso que la capa intermedia o
respectivamente los componentes inorgánicos, que constituyen esta
capa intermedia, estén unidos a través de agentes mediadores de
adhesión a una capa situada debajo de ella o al material de soporte
(1). Típicos agentes mediadores de adhesión son silanos con
funciones orgánicas, tales como los que se ofrecen por ejemplo por
la entidad Degussa bajo el nombre comercial "Dynasilan".
Preferiblemente, en la capa intermedia (3) por
lo menos un componente inorgánico se presenta en una fracción de
tamaños de granos con un tamaño medio de partículas de 1 a 249 nm o
con un tamaño medio de partículas de 250 a 10.000 nm, de manera
especialmente preferida de 250 a 1.750 nm. Puede ser ventajoso que
un cuerpo compuesto para el revestimiento de paredes conforme al
invento tenga una capa intermedia (3), que contenga por lo menos
dos fracciones de tamaños de partículas de por lo menos un
componente inorgánico. Asimismo puede ser ventajoso que la capa
intermedia (3) tenga por lo menos dos fracciones de tamaños de
partículas de por lo menos dos componentes inorgánicos. La relación
de los tamaños de partículas puede ser de 1:1 a 1:10.000, de manera
preferida de 1:1 a 1:100. La relación cuantitativa de las fracciones
de tamaños de partículas en el cuerpo compuesto puede ser de manera
preferida de 0,01:1 a 1:0,01.
En otra forma preferida de realización, la capa
intermedia cerámica (3) tiene preferiblemente unas partículas de
óxidos seleccionados entre Al_{2}O_{3}, ZrO_{2},
Y_{2}O_{3}, TiO_{2} y/o SiO_{2} con un tamaño medio de
partículas de 200 nm a 5 \mum, de manera preferida de 0,5 a 2
\mum, y una red que contiene silicio, estando unido el silicio de
la red a través de átomos de oxígeno a los óxidos del revestimiento
cerámico, a través de radicales orgánicos a la capa situada por
debajo de la capa de cubrimiento y a través de una cadena que tiene
átomos de carbono a un silicio adicional.
En una forma de realización especialmente
preferida, la capa intermedia cerámica (3) del cuerpo compuesto
para el revestimiento de paredes conforme al invento, tiene dos
fracciones de óxidos, seleccionados entre Al_{2}O_{3},
ZrO_{2} TiO_{2,} Y_{2}O_{3} y/o SiO_{2}, habiéndose
obtenido la primera fracción a partir de un sol y teniendo la
segunda fracción unas partículas con un tamaño medio de partículas
de 200 nm a 5 \mum, de manera preferida de 0,5 a 2 \mum, y la
primera fracción está presente como una capa sobre las partículas
de la segunda fracción y la primera fracción está presente con una
proporción en el revestimiento de 1 a 30 partes en masa, la segunda
fracción está presente con una proporción en el revestimiento de 5 a
94 partes en masa en el revestimiento cerámico, y además está
presente una red que contiene silicio, estando unido el silicio de
la red a través de átomos de oxígeno a los óxidos o a un silicio
adicional y a través de radicales orgánicos (cadena que contiene
átomos de carbono) asimismo a un silicio adicional, al material de
una capa situada de bajo o al material de soporte. La cadena que
contiene átomos de carbono tiene preferiblemente además de ello por
lo menos un átomo de nitrógeno. De manera preferida, la capa
intermedia cerámica (3) conforme al invento tiene una red que
contiene silicio, en la cual las cadenas, con las cuales los átomos
de silicio son unidos unos con otros a través de átomos de carbono,
átomos de silicio unidos por medio de cadenas que contienen
nitrógeno, se habían obtenido mediante una reacción por adición de
un grupo amino con un grupo glicidilo. Mediante estas cadenas entre
los átomos de silicio, junto a una red inorgánica, que resulta a
través de puentes de Si o respectivamente de un metal y oxígeno, se
presenta una segunda red orgánica reticulada con ésta, mediante la
cual se refuerza la estabilidad de la capa intermedia cerámica, en
particular también frente al agua.
De acuerdo con el modo de ejecución de la capa
intermedia cerámica (3), ésta puede contener como primera fracción
cerámica unas partículas, en particular unas partículas que tienen
un tamaño medio de partículas de menos que 20 nm. Una tal fracción
cerámica puede haber sido producida p.ej. a través de un sol en
forma de partículas. En otra forma de realización preferida de la
membrana conforme al invento, la fracción cerámica contiene unas
partículas o una red inorgánica a modo de un polímero, que se habían
producido a través de un sol polimérico. La fracción cerámica tiene
preferiblemente un espesor de capa menor que 100 nm, de manera
preferida menor que 50 nm, sobre la superficie de las partículas de
la segunda fracción. La segunda fracción de partículas tiene de
manera preferida una superficie según BET de menos que 5
m^{2}/g.
Los cuerpos compuestos para el revestimiento de
paredes conformes al invento son preferiblemente flexibles y se
pueden flexionar y doblar preferiblemente sin ningún daño hasta
cualquier radio hasta por debajo de 20 cm, de manera preferida
hasta por debajo de 5 cm y de manera muy especialmente preferida
hasta por debajo de 10 mm. La buena flexibilidad de los cuerpos
compuestos de revestimientos de paredes conformes al invento tiene
la ventaja de que los cuerpos compuestos cerámicos para el
revestimiento de paredes son capaces de resistir contra cargas
mecánicas tales como p.ej. de desgarramiento o rotura, sin tener que
aceptar ninguna pérdida de flexibilidad. Así, los cuerpos
compuestos para el revestimiento de paredes conformes al invento, de
un modo análogo a los cuerpos compuestos para el revestimiento de
paredes habituales, se pueden enrollar, almacenar, suministrar y
elaborar en forma de rollos.
Los cuerpos compuestos para el revestimiento de
paredes conformes al invento se pueden producir mediante el
procedimiento conforme al invento, el cual está caracterizado porque
para la producción de un revestimiento cerámico (2) final, sobre un
material de soporte, directamente o después de la aplicación de una
o varias capas intermedias, se aplica una suspensión, que contiene
partículas cerámicas, suspendidas en un sol polimérico, producido
por mezcladura de por lo menos un silano con un alcohol y un ácido,
y a continuación se consolida. La suspensión se puede aportar en el
procedimiento conforme al invento p.ej. mediante aplicación por
compresión o impresión, aplicación por prensado, introducción por
prensado, enrollamiento, aplicación con rasqueta, aplicación por
extensión (con brocha), inmersión, proyección, atomización o
aplicación por colada y se pueden introducir eventualmente en el
material de soporte o en una capa intermedia eventualmente
presente.
El espesor del material de soporte empleado se
ha de escoger de una manera arbitraria, teniendo el material de
soporte de manera preferida una flexibilidad o plegabilidad, que
corresponde a la flexibilidad/plegabilidad del cuerpo compuesto que
se ha de producir, o respectivamente supera a ésta. De manera
especialmente preferida se emplean los materiales de soporte que se
describieron al realizar la descripción del cuerpo compuesto para
el revestimiento de paredes conforme al invento.
Como partículas cerámicas se pueden emplear
todas las partículas que sean apropiadas. De manera especialmente
preferida, como partículas cerámicas se emplean óxidos, carburos,
nitruros o boruros de metales o semimetales. Otras partículas
empleadas de una manera especialmente preferida, tales como p.ej.
partículas de POSS, así como unos tamaños preferidos de partículas,
se pueden tomar de la descripción que antecede del cuerpo compuesto
propiamente dicho, a la que se remite aquí expresamente. De nuevo,
se pueden emplear también mezclas de las diferentes partículas.
Los soles poliméricos utilizados para la
preparación de la suspensión se pueden producir por hidrólisis de
un silano. Los soles poliméricos se distinguen por el hecho de que
los compuestos químicos resultantes en el sol por hidrólisis, se
presentan en una forma polimérica (es decir reticulada en forma de
cadena a lo largo de un mayor espacio). Los soles poliméricos
tienen usualmente menos que 50% en peso, de manera preferida
muchísimo menos que 20% en peso de agua y/o de un ácido acuoso. Con
el fin de poder llegar a la proporción preferida de agua y/o de un
ácido acuoso, la hidrólisis se lleva a cabo preferiblemente de tal
manera que el silano que se ha de hidrolizar se hidroliza con el
múltiplo de 0,5 a 10 veces de la relación molar y de manera
preferida con la mitad de la relación molar de agua en forma de un
ácido acuoso, de manera preferida de un ácido inorgánico acuoso o
de un ácido orgánico acuoso, referido a los grupos hidrolizables,
del compuesto hidrolizable. El ácido acuoso empleado está
concentrado preferiblemente al 0,1 hasta 5% en peso, de manera
especialmente preferida al 0,5 hasta 2% en peso. Una cantidad
múltiplo hasta de 10 veces de agua se puede emplear en el caso de
compuestos que se hidrolizan muy lentamente, tal como p.ej. ocurre
en el caso del tetraetoxi-silano. Una hidrólisis
con menos que la cantidad preferida de agua conduce asimismo a
buenos resultados. Realizándose que el hecho de presentarse en más
de un 50% por debajo de la cantidad preferida de una mitad de la
relación molar es posible pero no conveniente, puesto que al
presentarse por debajo de este valor la hidrólisis ya no es
completa y los revestimientos sobre la base de tales soles no son
muy estables.
Para la producción de estos soles poliméricos,
los silanos que se han de hidrolizar se disuelven primeramente en
un alcohol, en particular etanol, isopropanol, butanol o alcohol
amílico, antes de que se lleve a cabo la hidrólisis propiamente
dicha. La cantidad del alcohol empleado se escoge de tal manera que
la suspensión obtenida o respectivamente el sol obtenido tenga una
viscosidad suficientemente alta. Dependiendo de los requisitos
planteados a la viscosidad de la suspensión, que dependen del
substrato, sobre el que ella tiene que ser aplicada, y/o de las
condiciones de elaboración, se puede hacer variar la cantidad de
alcohol que se añade. Mediante una adición de mayores cantidades de
alcoholes (monoalcoholes) se puede disminuir la viscosidad. Mediante
una separación por destilación del alcohol, utilizado como
disolvente, en vacío a la temperatura ambiente, se puede aumentar
la viscosidad de la suspensión. Además ,es posible un ajuste de la
viscosidad a través de la cantidad añadida de ácidos silícicos
pirógenos, los denominados Aerosiles.
\newpage
Con el fin de llegar después de la consolidación
a un revestimiento cerámico lo más estable que sea posible, se ha
manifestado como ventajoso que la relación ponderal de los silanos a
las partículas empleadas sea de 1 por 1.000 a 1 por 2, de manera
preferida de 1 por 100 a 1 por 10.
En una forma de realización especial del
procedimiento conforme al invento la suspensión, cuando el sol está
basado en tetraetoxi-silano (TEOS),
3-glicidiloxi-trimetoxi-silano
(GLYMO) y/o
3-glicidiloxi-trietoxi-silano
(GLYEO), se puede consolidar por calentamiento. En el caso de esta
forma de realización del procedimiento conforme al invento puede
ser ventajoso que se emplee una suspensión, a la que se habían
añadido di- o polioles, en particular di- o polioles que tienen
grupos aromáticos, tales como p.ej. bisfenoles, en particular
bisfenol A. Mediante la adición de estos di- o polioles se consigue
que, después de la consolidación de la suspensión, la superficie
formada por la matriz tenga una estanqueidad para el agua
especialmente grande. De manera preferida una suspensión conforme
al invento tiene de 5 a 50% en peso, de manera especialmente
preferida de 10 a 40% en peso, de di- y/o polioles.
En una variante de esta forma de realización la
suspensión que se ha de emplear se produce en dos etapas,
produciéndose en la primera etapa primeramente una mezcla de un
silano, un alcohol y un ácido, en la que se introducen con
agitación las partículas, y en una segunda etapa a este primer
componente se le añaden como segundo componente un silano adicional
y/o un diol o poliol, antes de que la suspensión sea calentada. Esto
tiene la ventaja de que el sol obtenido en la primera etapa está
activado previamente, pero tiene una estabilidad en almacenamiento
de preferiblemente por lo menos 30 días, de manera preferida hasta
de 30 días. Si se añade el segundo componente (componente para
endurecimiento), entonces el período de tiempo de vida útil es de
manera preferida por lo menos de 4 días. Si los dos silanos
obtenidos, al contrario que en la variante preferida, sin embargo,
se mezclan primeramente y luego se acidifican, entonces el período
de tiempo de vida útil está situado por debajo de 4 días, por regla
general por debajo de 2 días. De manera especialmente preferida, la
suspensión que se ha de emplear, es producida en dos etapas,
realizándose que en la primera etapa se produce primeramente una
mezcla de GLYEO, un alcohol y un ácido, en la que las partículas se
introducen con agitación, y que en una segunda etapa a este primer
componente se le añaden como segundo componente AMEO y/o un diol o
poliol, antes de que la suspensión sea calentada. Mediante este
sistema de dos componentes es posible poner a disposición unas
mezclas terminadas de los componentes 1 y 2, que tienen una cierta
estabilidad en almacenamiento. Por una sencilla mezcladura de ambos
componentes en el sitio de empleo se obtiene de una manera sencilla
una mezcla presta para el uso destinada a la producción de la capa
de cubrimiento conforme al invento.
El calentamiento de la suspensión se puede
efectuar p.ej. durante 1 segundo hasta 2 horas, de manera preferida
durante 10 segundos hasta 60 minutos y de manera muy especialmente
preferida durante 20 segundos hasta 30 minutos, a unas temperaturas
de 50 a 650ºC, de manera preferida de 80 a 250ºC y de manera muy
especialmente preferida de 120 a 180ºC. La temperatura se puede
escoger libremente dentro del intervalo indicado, debiéndose de
escoger la temperatura de tal manera que ella esté situada por lo
menos en 5ºC por debajo de la temperatura de fusión, de
descomposición o de reblandecimiento de los materiales utilizados
como material de soporte o de los materiales presentes en capas
intermedias eventualmente presentes. El calentamiento del cuerpo
compuesto puede efectuarse mediante aire templado, aire caliente,
radiación de infrarrojos o mediante otros métodos de calentamiento
según el estado de la técnica.
En otra forma de realización especial adicional
del procedimiento conforme al invento, la suspensión, cuando el sol
está basado en
metacriloíloxi-propil-tri-metoxi-silano
(MEMO), puede ser consolidada por tratamiento con rayos
ultravioletas (UV). El tratamiento con una radiación de UV puede
consistir p.ej. en que el material, sobre el cual se había aplicado
la suspensión, es sometido a la luz solar o a la luz de lámparas de
UV especiales. El tratamiento con una radiación de UV puede
efectuarse p.ej. mediante una lámpara de UV, debiéndose de escoger
la cantidad de energía irradiada tan grande, que tenga lugar una
reticulación del agente mediador de adhesión. Un correspondiente
tratamiento puede efectuarse p.ej. por medio de una irradiación con
una lámpara de vapor de mercurio que tiene una longitud de onda de
254 nm durante 0,1 hasta 24 segundos, de manera preferida durante 1
hasta 4 segundos. Después o antes del tratamiento con UV, de manera
preferida antes del tratamiento con UV, puede ser ventajoso que se
efectúe un ca-
lentamiento tal como arriba se ha descrito, con el fin de conseguir una resistencia mecánica final suficientemente alta.
lentamiento tal como arriba se ha descrito, con el fin de conseguir una resistencia mecánica final suficientemente alta.
Con el fin de obtener una red suficientemente
estable, la suspensión empleada para la producción de la capa de
cubrimiento (2) tiene de manera preferida una proporción de 0,1 a
20% en masa, de manera más preferida de 2 a 10% en masa, de agentes
mediadores de adhesión. Junto a los mencionados agentes mediadores
de adhesión "reactivos", la suspensión puede contener todavía
otros agentes mediadores de adhesión adicionales, seleccionados
entre los silanos con funciones orgánicas. Estos agentes mediadores
de adhesión pueden presentarse en la suspensión asimismo con una
proporción de 0,1 a 20% en masa, de manera preferida de 2 a 10% en
masa. Junto a los agentes mediadores de adhesión, pueden estar
presentes en la suspensión todavía otros aditivos adicionales, tales
como p.ej. el 1-metil-imidazol, que
se puede emplear como agente activador en el caso de la utilización
de bisfenol A.
En el procedimiento conforme al invento se
pueden aplicar sobre el material de soporte, antes de la aplicación
de la capa cerámica (2) como capa de cubrimiento, una o varias capas
intermedias. Tales capas intermedias pueden contener p.ej. un
pegamento, un agente mediador de adhesión o un agente aglutinante.
Asimismo, tales capas intermedias pueden contener p.ej. agentes
conferidores de estructura, tales como p.ej. un PVC espumado o
virutas de aserrín, tal como en el caso del tapiz de fibras ásperas.
También la aplicación de modelos, fotografías, textos o dibujos
mediante aplicación por impresión de tintas, puede constituir una
aplicación de capas intermedias, por lo cual las capas intermedias
pueden tener también tintas de impresión.
En una forma de realización especialmente
preferida del procedimiento conforme al invento, sobre el material
de soporte, antes de la aplicación del revestimiento cerámico (2),
se aplica una capa intermedia cerámica. Ésta se puede producir y
aplicar de la misma manera que el revestimiento cerámico. Con esta
finalidad, el material de soporte, una vez que ha sido tratado
conforme al invento, sobre el cual se había aplicado un
revestimiento cerámico, eventualmente después de la aplicación de
otras capas intermedias adicionales, es provisto de nuevo de un
revestimiento cerámico de acuerdo con el procedimiento conforme al
invento.
En una variante de este modo de realización del
procedimiento conforme al invento, la capa intermedia es aplicada
por medio de una aplicación y una consolidación de una suspensión,
que tiene partículas de un componente inorgánicos suspendidas en un
sol, sobre el material de soporte o las otras capas intermedias
adicionales eventualmente presentes, y por medio de una
subsiguiente consolidación de la suspensión sobre y eventualmente en
el material de soporte o eventualmente la otra capa intermedia
adicional eventualmente presente.
La suspensión para la producción de la capa
intermedia cerámica puede ser llevada en el procedimiento conforme
al invento mediante aplicación por compresión o impresión,
aplicación por prensado, incorporación por prensado y
enrollamiento, aplicación con rasqueta, aplicación por extensión
(con brocha), inmersión, proyección, atomización o aplicación por
colada sobre y eventualmente en la capa de soporte o una capa
intermedia eventualmente presente.
La suspensión utilizada para la producción de la
capa intermedia, tiene de manera preferida por lo menos un sol, que
actúa como un pegamento inorgánico, y contiene por lo menos
partículas de un componente inorgánico, que en lo esencial contiene
por lo menos un compuesto a base de por lo menos un metal, por lo
menos un semimetal o por lo menos un metal mixto con por lo menos
un elemento de los grupos principales 3º a 7º. De manera preferida,
la suspensión contiene unas partículas de por lo menos un óxido de
aluminio, silicio, titanio, itrio y/o zirconio, y por lo menos un
sol de los elementos Al, Zr, Ti, Y y/o Si, y se produce por
suspensión de las partículas en por lo menos uno de estos soles. La
suspensión puede tener soles en forma de partículas o poliméricos.
De manera preferida la suspensión tiene un sol polimérico, en
particular un sol polimérico de un compuesto de silicio.
Los soles se pueden obtener por hidrólisis de
por lo menos un compuesto precursor de los elementos Zr, Al, Ti, Y
y/o Si, con agua o con un ácido o con una combinación de estos
compuestos. Asimismo puede ser ventajoso añadir el compuesto que se
ha de hidrolizar, antes de la hidrólisis en un alcohol o en un ácido
o en una combinación de estos líquidos. De manera preferida, los
compuestos que se han de hidrolizar se presentan en un estado
disuelto en un disolvente anhidro, preferiblemente un alcohol, y se
hidrolizan con una relación molar múltiplo de 0,1 a 100 veces,
preferiblemente de 1 a 5 veces, de agua.
Como compuesto que se ha de hidrolizar se
hidroliza preferiblemente por lo menos un nitrato, un halogenuro
(cloruro), un carbonato o un compuesto alcoholato de los elementos
Zr, Al, Ti, Y y/o Si, de manera preferida Si. Son especialmente
preferidos como compuestos que se han de hidrolizar unos
alcoxi-silanos, en particular el
tetraetoxi-silano (TEOS). La hidrólisis se efectúa
de manera preferida en presencia de agua, de vapor de agua, de
hielo o de un ácido o de una combinación de estos compuestos.
En una variante de realización para la
producción de la capa intermedia (3) del procedimiento conforme al
invento, se producen soles en forma de partículas por medio de una
hidrólisis de los compuestos que se han de hidrolizar. Estos soles
en forma de partículas se distinguen por el hecho de que los
compuestos, resultantes en el sol por hidrólisis, se presentan en
forma de partículas. Los soles en forma de partículas se pueden
producir tal como se ha descrito más arriba o como se ha descrito en
el documento WO 99/15262. Estos soles tienen usualmente un
contenido muy alto de agua, que de manera preferida es mayor que 50%
en peso. Puede ser ventajoso añadir el compuesto que se ha de
hidrolizar, antes de la hidrólisis en un alcohol o en un ácido o en
una combinación de estos líquidos. El compuesto hidrolizado puede
ser tratado, para la peptización, con por lo menos un ácido
orgánico o inorgánico, de manera preferida con un ácido orgánico o
inorgánico al 10 hasta 60%, de manera especialmente preferida con
un ácido inorgánico, seleccionado entre ácido sulfúrico, ácido
clorhídrico, ácido perclórico, ácido fosfórico y ácido nítrico o una
mezcla de estos ácidos.
En otra variante de realización para la
producción de la capa intermedia (3) del procedimiento conforme al
invento, se producen unos soles poliméricos por hidrólisis de los
compuestos que se han de hidrolizar. Estos soles poliméricos se
distinguen por el hecho de que los compuestos que han resultado en
el sol por hidrólisis se presentan en forma polimérica (por lo
tanto reticulada en forma de cadena a la largo de un espacio
grande). Los soles poliméricos tienen usualmente menos que 50% en
peso, de manera preferida muchísimo menos que 20% en peso, de agua
y/o de un ácido acuoso. Con el fin de llegar a la proporción
preferida de agua y/o del ácido acuoso, la hidrólisis se lleva a
cabo preferiblemente de tal manera que el compuesto que se ha de
hidrolizar se hidroliza con la relación molar múltiplo de 0,5 a 10
veces y preferiblemente con la mitad de la relación molar de agua,
vapor de agua o hielo, referido al grupo hidrolizable, del compuesto
hidrolizable. Una cantidad múltiplo hasta 10 veces de agua se puede
emplear en el caso de compuestos que se hidrolizan muy lentamente,
tal como p.ej. en el caso del tetraetoxi-silano. Una
hidrólisis con menos que la cantidad preferida de agua, vapor de
agua o hielo conduce asimismo a buenos resultados. Realizándose que
el hecho de quedar en más de un 50% por debajo de la cantidad
preferida de la mitad de la relación molar es posible, pero no muy
conveniente, puesto que al quedar por debajo de este valor la
hidrólisis ya no es completa y los revestimientos sobre la base de
tales soles no son muy estables.
Para la producción de estos soles con la
deseadamuy pequeña proporción de agua y/o de un ácido en el sol es
ventajoso que el compuesto que se ha de hidrolizar sea disuelto en
un disolvente orgánico, en particular etanol, isopropanol, butanol,
alcohol amílico, hexano, ciclohexano, acetato de etilo y/o mezclas
de estos compuestos, antes de que se lleve a cabo la hidrólisis
propiamente dicha. Un sol producido de esta manera se puede emplear
para la producción de la suspensión conforme al invento o también
como agente mediador de adhesión en una etapa de tratamiento
previo.
previo.
Tanto los soles en forma de partículas como
también los soles poliméricos se pueden emplear como un sol en el
procedimiento para la producción de la suspensión. Junto a los
soles, que son obtenibles tal como precisamente se acaba de
describir, se pueden emplear en principio también unos soles usuales
en el comercio, tales como p.ej. unos soles de sílice (tales como
por ejemplo Levasil, de Bayer AG). El procedimiento para la
producción de la capa intermedia cerámica se apoya en los
procedimientos para la producción de membranas cerámicas, que se
describen en el documento DE 101 42 622 y en una forma similar en el
documento WO 99/15262.
Se encontró que un sistema de sol o
respectivamente una suspensión, que en el comportamiento de mojadura
se había adaptado al material de soporte o respectivamente al
material de una capa intermedia eventualmente presente, impregna
completamente a fondo a los materiales de soporte, y por
consiguiente se pueden obtener unos revestimientos exentos de
defectos. De manera preferida, en el caso del procedimiento se
efectúa por lo tanto una adaptación del comportamiento de mojadura
del sol o respectivamente de la suspensión. Esta adaptación se
efectúa de manera preferida mediante la producción de soles
poliméricos o respectivamente de suspensiones a base de soles
poliméricos, comprendiendo estos soles uno o varios alcoholes,
tales como p.ej. metanol, etanol o propanol, o mezclas que
contienen uno o varios alcoholes, así como, de manera preferida,
hidrocarburos alifáticos. Se pueden concebir, sin embargo, también
otras mezclas de disolventes, que se pueden añadir al sol o
respectivamente a la suspensión, con el fin de adaptar éste o a
ésta en el comportamiento de mojadura al material de soporte
utilizado.
Se comprobó que la modificación fundamental del
sistema de sol y de la suspensión resultante a partir de éste,
conduce a una manifiesta mejoría de las propiedades de adhesión de
los componentes cerámicos sobre y eventualmente en la capa de
soporte. Tales buenas resistencias mecánicas de adhesión no son
obtenibles normalmente con sistemas de soles en forma de
partículas. De manera preferida, por lo tanto, los materiales de
soporte empleados conforme al invento se revisten mediante unas
suspensiones, que se basan en soles poliméricos.
De manera especialmente preferida, para la
producción de la capa intermedia cerámica (3) en el procedimiento
conforme al invento se emplean unas suspensiones, en las cuales la
proporción en masa de los componentes suspendidos asciende a un
múltiplo de 1,5 a 150 veces, de manera especialmente a un múltiplo
de 5 a 20 veces de la del componente de material sólido presente en
el sol. Como componentes que se han de suspender se pueden emplear
uno o varios de los tipos de partículas que se han mencionado en el
caso de la descripción de la capa intermedia. Como componentes que
se han de suspender se pueden emplear en particular unas partículas
de óxido de aluminio, que se ofrecen por ejemplo por la entidad
Martinswerke bajo las denominaciones MZS 3 y MZS1 y por la
entidad AlCoA bajo las denominaciones CT3000 SG, CL3000 SG, CT1200
SG, CT800SG y HVA SG.
Se ha comprobado que el empleo de partículas de
óxidos usuales en el comercio conduce en ciertas circunstancias a
unos resultados insatisfactorios, puesto que frecuentemente se
presenta una distribución muy amplia de tamaño de granos. Por lo
tanto se emplean preferiblemente unas partículas de óxidos metálicos
que habían sido clasificadas mediante un procedimiento habitual,
tal como p.ej. una clasificación neumática y una clasificación
hidráulica.
Para el mejoramiento de la adhesión de los
componentes inorgánicos al material de soporte, pero también para
el mejoramiento de la adhesión del revestimiento cerámico (2), o de
otras capas intermedias adicionales, que posteriormente se hayan de
aplicar, puede ser ventajoso añadir a las suspensiones empleadas
otros agentes mediadores de adhesión adicionales, tales como p.ej.
silanos con funciones orgánicas, tales como p.ej. los silanos de
Degussa AMEO
(3-amino-propil-trietoxi-silano),
GLYMO
(3-glicidiloxi-trimetoxi-silano),
MEMO
(3-metacriloxi-propil-trimetoxi-silano),
Silfin (un vinil-silano + un agente iniciador + un
catalizador), VTEO
(vinil-trietoxi-silano). La adición
de agentes mediadores de adhesión es preferida en este caso con
suspensiones sobre la base de soles poliméricos. Como agentes
mediadores de adhesión se pueden emplear hablando en términos
generales, en particular unos compuestos, seleccionados entre los
octil-silanos, los vinil-silanos,
los silanos con funciones amino y/o los silanos con funciones
glicidilo.
Agentes mediadores de adhesión especialmente
preferidos son para poliamidas unos silanos con funciones amino y
para poliésteres unos silanos con funciones glicidilo. También se
pueden emplear otros agentes medidores de adhesión, los cuales sin
embargo tienen que estar adaptados a los respectivos materiales de
soporte. Los agentes mediadores de adhesión se deben de escoger en
este caso de tal manera que la temperatura de consolidación esté
situada por debajo del punto de fusión o reblandecimiento del
material empleado como capa de soporte y por debajo de la
temperatura de descomposición de materiales de capas intermedias
eventualmente presentes. De manera preferida, las suspensiones
conformes al invento tienen muchísimo menos que 25% en peso, de
manera preferida menos que 10% en peso, de unos compuestos, que
pueden actuar como agentes mediadores de adhesión. Una proporción
óptima de agentes mediadores de adhesión se establece a partir del
revestimiento de la capa de soporte y/o de las partículas con una
capa monomolecular del agente mediador de adhesión. La cantidad en
gramos del agente mediador de adhesión, que es necesaria para esto,
se puede obtener por multiplicación de la cantidad de los óxidos
empleados, o respectivamente de las fibras, (en g), por la
superficie específica de los materiales (en m^{2}g^{-1}) y por
subsiguiente división por el consumo específico de sitio de los
agentes mediadores de adhesión (en m^{2}g^{-1}), estando situado
el consumo específico de sitio frecuentemente en el orden de
magnitud de 300 a 400 m^{2} g^{-1}.
La suspensión presente mediante la aplicación
sobre y/o en el material de soporte o respectivamente la capa
intermedia, se puede consolidar p.ej. por calentamiento a 50 hasta
650ºC, de manera preferida a 50 hasta 350ºC. La temperatura máxima
admisible es determinada en este contexto por los materiales
presentes en la capa de soporte o respectivamente en las capas
intermedias. Así, según sea la variante de realización de
procedimiento, la suspensión presente sobre o en el material de
soporte es consolidada por calentamiento a 80 hasta 250ºC y de
manera muy especialmente preferida por calentamiento a 120 hasta
180ºC. Puede ser ventajoso que el calentamiento se efectúe durante
1 segundo hasta 120 minutos a una temperatura de 50 a 350ºC. De
manera especialmente preferida, el calentamiento de la suspensión
para realizar la consolidación se efectúa a una temperatura de 80 a
250ºC, de manera muy especialmente preferida a una temperatura de
120 a 180ºC, y de manera también preferida durante 10 segundos
hasta 60 min. La consolidación por calentamiento de la suspensión
sobre un papel con fibras a base de celulosa, se efectúa de manera
preferida durante 0,1 a 10 minutos a una temperatura de 120 a 180ºC,
sobre un velo de fibras de vidrio con fibras a base de un
E-vidrio o un S-vidrio se efectúa
durante 0,5 a 10 minutos a una temperatura de 500 a 550ºC, y sobre
un velo con fibras a base de un material cerámico se efectúa
durante 0,5 a 10 minutos a una temperatura de 600 a 650ºC. El
calentamiento del cuerpo compuesto se puede efectuar mediante aire
templado, aire caliente, radiación de infrarrojos o por otros
métodos de calentamiento de acuerdo con el estado de la
técnica.
En una forma de realización preferida del
procedimiento para la producción de la capa intermedia, con el fin
de formar la capa intermedia cerámica (3), se aplica por lo menos
una mezcla de una o varías partículas de óxidos y de uno o varios
silanos, y a continuación se consolida por calentamiento en por lo
menos una vez. En el caso de esta forma de realización se emplea
como mezcla una suspensión a base de un sol y que tiene por lo
menos una fracción de partículas de óxidos, seleccionados de manera
preferida entre los óxidos de los elementos Al, Zr, Ti, Y y/o Si, a
la que antes de la aplicación se le añade una mezcla a base de por
lo menos dos diferentes agentes mediadores de adhesión, que se
basan en cada caso en un
alquil-alcoxi-silano de la fórmula
general IV
(IV)R_{x}-Si(OR)_{4-x}
con x = 1 o 2 y R =
un radical orgánico, pudiendo los radicales R ser iguales o
diferentes,
escogiéndose los agentes mediadores de adhesión
de tal manera que ambos agentes mediadores de adhesión tengan
radicales alquilo, los cuales tengan por lo menos en cada caso un
grupo reactivo como sustituyentes, realizándose que el grupo
reactivo situado junto al radical alquilo de uno de los agentes
mediadores de adhesión reacciona con el grupo reactivo del otro
agente mediador de adhesión durante el calentamiento realizado por
lo menos una vez mediando formación de un enlace covalente, o se
añaden uno o varios agentes mediadores de adhesión de acuerdo con
la fórmula IV, los cuales tienen unos grupos reactivos que
reaccionan bajo la acción de una radiación de UV con formación de
un enlace covalente, realizándose, en el caso de la adición de un
agente mediador de adhesión que reacciona bajo la acción de una
radiación de UV, que después de la aplicación de la suspensión
sobre el velo polimérico se efectúa por lo menos un tratamiento con
una radiación de UV. El tratamiento con una radiación de UV puede
efectuarse p.ej. mediante una lámpara de UV, teniendo que escogerse
la cantidad irradiada de energía tan grande, que tenga lugar una
reticulación del agente mediador de adhesión. Un correspondiente
tratamiento puede efectuarse p.ej. por irradiación con una lámpara
de vapor de mercurio que tiene una longitud de onda de 254 nm
durante 0,1 a 24 horas, de manera preferida durante 0,1 a 4 horas.
El tratamiento con una radiación de UV puede efectuarse antes o
después del calentamiento efectuado por lo menos una vez. De manera
preferida, el tratamiento con UV se efectúa después de la aplicación
de la suspensión sobre la capa de soporte (1) o respectivamente las
capas intermedias eventualmente presentes, y antes de realizar el
calentamiento en una vez de la suspensión para la consolidación de
la misma. De manera especialmente preferida, el tratamiento con una
radiación de UV se efectúa después de un primer calentamiento de la
suspensión aplicada sobre la capa de soporte/capa intermedia, que
sirve para la desecación incipiente/desecación previa de la
suspensión, y antes de un segundo calentamiento, con el cual se
consolida la suspensión. La desecación previa puede efectuarse
p.ej. a una temperatura de 50 a 90ºC, de manera preferida de 60 a
85ºC, de manera preferida por una duración de 0,1 a 3 horas, de
manera todavía más preferida por una duración de 0,5 a 1,5 horas. El
calentamiento para la consolidación de la suspensión puede ser
llevado en el intervalo de temperaturas que arriba se ha
mencionado.
\vskip1.000000\baselineskip
Como agentes mediadores de adhesión se pueden
emplear en principio todos los agentes mediadores de adhesión que
cumplan con la fórmula general IV arriba mencionada, y en el caso de
los cuales por lo menos dos agentes mediadores de adhesión tengan
en cada caso un radical alquilo, que esté en situación de constituir
un enlace covalente en una reacción química con el radical alquilo
del otro agente mediador de adhesión. Fundamentalmente entran en
cuestión todas las reacciones químicas, sin embargo, preferiblemente
la reacción química es una reacción de adición o de condensación.
Los agentes mediadores de adhesión pueden tener en tal caso cada vez
dos o un radical alquilo (x en la fórmula IV es igual a 1 ó
2). De manera preferida los agentes mediadores de adhesión
empleados en el procedimiento conforme al invento con un grupo
reactivo junto al radical alquilo,tienen solamente un radical
alquilo (x = 1). En el procedimiento conforme al invento,
como por lo menos dos agentes mediadores de adhesión se pueden
emplear p.ej. un agente mediador de adhesión que tiene un grupo
amino junto al radical alquilo y un agente mediador de adhesión que
tiene un grupo glicidilo junto al radical alquilo. De manera
especialmente preferida, en el procedimiento conforme al invento se
emplean como agentes mediadores de adhesión
3-amino-propil-trietoxi-silano
(AMEO) y
3-glicidiloxi-trimetoxi-silano
(GLYMO). De manera preferida la relación molar de ambos agentes
mediadores de adhesión entre sí es de 100 por 1 a 1 por 100, de
manera preferida de 2 por 1 a 1 por 2, y de manera muy
especialmente preferida de aproximadamente 1 por 1. Como agente
mediador de adhesión activo con UV, que bajo la acción de una
radiación de UV forma un enlace covalente entre las moléculas del
agente mediador de adhesión, se emplea preferiblemente el
metacriloxi-propil-trimetoxi-silano
(MEMO). Los agentes mediadores de adhesión se pueden adquirir p.ej.
de la empresa Degussa AG.
Con el fin de obtener una red suficientemente
estable, la suspensión empleada para la producción de la capa
intermedia cerámica (3) tiene de manera preferida una proporción de
0,1 a 20% en masa, de manera preferida de 2 a 10% en masa, de
agentes mediadores de adhesión. Junto a los agentes mediadores de
adhesión "reactivos" empleados, la suspensión puede contener
todavía otros agentes mediadores de adhesión adicionales,
seleccionados entre los silanos con funciones orgánicas. Estos
agentes mediadores de adhesión pueden presentarse en la suspensión
asimismo con una proporción de 0,1 a 20% en masa, de manera
preferida de 2 a 10% en masa.
El procedimiento para la producción de este
primer cuerpo compuesto a base de un material de soporte y una capa
intermedia se puede llevar a cabo p.ej. de tal manera que el
material, que forma el material de soporte y que eventualmente ya
tiene otras capas intermedias adicionales, es desenrollado desde un
rollo, se mueve con una velocidad de 1 m/h a 2 m/s, de manera
preferida con una velocidad de 0,5 m/min a 20 m/min, y de manera
muy especialmente preferida con una velocidad de 1 m/min a 5 m/min,
a través de por lo menos un equipo, que lleva a la suspensión sobre
y/o en la capa de soporte, tal como p.ej. un cilindro, una jeringa o
una rasqueta, y de por lo menos otro equipo, que hace posible la
consolidación de la suspensión sobre y/o en la capa de soporte por
calentamiento, tal como p.ej. un horno calentado eléctricamente, y
el cuerpo compuesto así producido es enrollado sobre un segundo
rollo. De esta amanera es posible producir este cuerpo compuesto en
el procedimiento de paso continuo.
En diferentes lugares del procedimiento conforme
al invento se pueden llevar a cabo unas etapas de formación de
colores y etapas de adorno. Así, es posible teñir en su masa a la
capa de soporte y/o las capas intermedias. Para esto se pueden
utilizar todos los colores o tintas, y todos los procedimientos
corrientes, usuales en el comercio, p.ej. impresión por serigrafía,
impresión por chorros de tinta o impresión por huecograbado. Es
posible también estructurar a los cuerpos compuestos para el
revestimiento de paredes conformes al invento, es decir conferirles
una superficie tridimensional. Así, p.ej. como capa intermedia
pueden estar previstas unas capas de aserrín o de materiales
similares conferidores de estructura y por consiguiente se pueden
aplicar. Estas capas intermedias tienen los usuales
pegamentos/materiales aglutinantes, con los que las partículas se
pueden unir al material situado debajo. También unas capas, que se
pueden obtener por espumación, tales como p.ej. capas de espumas
vinílicas, se pueden aplicar como capas intermedias de acuerdo con
el estado de la técnica. Las capas espumadas se pueden obtener
p.ej. mediante la adición de un compuesto que desprende un gas,
tales como p.ej. carbonatos, hidrógeno-carbonatos o
compuestos azoicos, o sino mediante la insuflación de gases.
Tal como ya se ha señalado, puede ser ventajoso
que entre las capas (1) y (2) y/o (2) y (3) o dentro del material
de soporte (1) se apliquen otras capas intermedias. Las capas
intermedias pueden contener p.ej. un pegamento o un agente mediador
de adhesión o un agente aglutinante. Asimismo las capas intermedias
pueden contener pigmentos, colorantes o materiales similares, que
sean apropiados para la tinción en la masa o para la reproducción de
modelos, letras y gráficos o fotografías. Las capas intermedias
pueden ser continuas o estar presentes exclusivamente en los sitios
de la capa situada debajo, en los cuales se debe de reproducir un
modelo, una imagen o un signo, o debe de estar presente una
estructura.
En el caso más sencillo las capas intermedias
descriptivas representativas pueden ser aplicadas mediante
impresoras usuales en el comercio. Así, la aplicación puede
efectuarse con una impresora de chorros de tinta o con una
impresora, que trabaja según el procedimiento de transferencia
térmica. Con tales impresoras se pueden aplicar no solamente tintas
o pigmentos sino también agentes aglutinantes, pegamentos o agentes
mediadores de adhesión.
Las capas individuales de los cuerpos compuestos
para el revestimiento de paredes conformes al invento pueden ser
aplicados en un procedimiento de rollo a rollo. Como un
procedimiento de rollo a rollo se entiende dentro del marco del
presente invento un procedimiento, en el cual un material de soporte
es desenrollado desde un rollo, en un procedimiento de paso
continuo se aplican una o varias capas, y el producto terminado, o
también ciertos productos intermedios, se puede(n) enrollar
sobre un segundo rollo. La producción de los tapices conformes al
invento mediante un procedimiento de rollo a rollo tiene la ventaja
de que el producto terminado ya se presenta en una forma de rollo,
tal como usualmente es elaborada.
El procedimiento para la producción del cuerpo
compuesto para el revestimiento de paredes conforme al invento se
puede llevar a cabo p.ej. de tal manera que el material de soporte
(1) es desenrollado desde un rollo, se mueve con una velocidad de 1
m/h a 2 m/s, de manera preferida con una velocidad de 0,5 m/min a 20
m/min y de manera muy especialmente preferida con una velocidad de
1 m/min a 5 m/min a través de por lo menos un equipo, que lleva a
la suspensión destinada a la producción del revestimiento cerámico
(2) sobre y eventualmente en el material de soporte, tal como p.ej.
un cilindro, una jeringa o una rasqueta, y de por lo menos otro
equipo, que hace posible la consolidación de la suspensión sobre y
en el material de soporte por calentamiento, tal como p.ej. un
horno calentado eléctricamente, y el cuerpo compuesto así producido
es enrollado sobre un segundo rollo. En una forma de realización
especialmente preferida están presentes otros equipos para la
aplicación, la distribución y el calentamiento o para el
calentamiento y la distribución así como para el enfriamiento, de
manera tal que en una única etapa se aplican por lo menos la capa
intermedia cerámica, o eventualmente antes o después, otras capas
intermedias adicionales, y a continuación se aplica el
revestimiento/la capa de cubrimiento cerámico/a (2), antes de que
el cuerpo compuesto sea enrollado sobre el segundo rollo. De esta
manera es posible producir el tapiz de manera sencilla en el
procedimiento de paso continuo.
El procedimiento conforme al invento se puede
llevar a acabo también por separado en el tiempo y en el espacio.
Así, es posible producir primeramente la capa de soporte (1) con la
capa intermedia cerámica (3) y eventualmente con una o varias capas
intermedias entre la capa (1) y la capa intermedia (3) y
eventualmente también sobre la capa intermedia cerámica (3). Este
producto intermedio puede ser provisto luego en una instalación de
impresión con (una) o varias capa(s) intermedia(s)
adicional(s), la capa impresa, o en el caso de una impresión
en colores múltiples, las capas impresas. La impresión puede
efectuarse en tal contexto en las máquinas conocidas para la
producción de tapices y papeles pintados y de acuerdo con los
procedimientos allí conocidos. A continuación de esta etapa del
procedimiento, el revestimiento/la capa de cubrimiento cerámico/a
(2) conforme al invento se aplica sobre el cuerpo compuesto
impreso, con el fin de llegar al cuerpo compuesto para el
revestimiento de paredes conforme al invento.
Los cuerpos compuestos para el revestimiento de
paredes conformes al invento se pueden aplicar sobre todos los
substratos y se pueden emplear en todos los sectores de la industria
de la construcción, en particular en el sector de la construcción y
formación de espacios interiores. Por causa de la buena estabilidad
frente a las temperaturas y a los agentes químicos también es
posible un empleo en sectores con elevados requisitos de seguridad,
tales como p.ej. laboratorios. Son bien apropiados los cuerpos
compuestos para el revestimiento de paredes conformes al invento
también en los casos, en los que se desee un determinado
comportamiento en incendios o comportamiento de limpieza, tal como
p.ej. en medios de transporte públicos.
En la Fig. 1 se representa a modo de ejemplo la
estructura de un cuerpo compuesto para el revestimiento de paredes
conforme al invento. Sobre un material de soporte (1) está presente
como capa de cubrimiento un revestimiento cerámico (2).
En la Fig. 2 se representa a modo de ejemplo la
estructura de un cuerpo compuesto para el revestimiento de paredes
conforme al invento. Sobre un material de soporte (1) está presente
una capa intermedia cerámica (3). Sobre ésta está presente una
tercera capa, la capa de cubrimiento o respectivamente el
revestimiento cerámico (2), que en el caso normal forma la capa más
superior del cuerpo compuesto.
En la Fig. 3 se representa esquemáticamente una
sección a través de la superficie de un cuerpo compuesto para el
revestimiento de paredes conforme al invento, en cuyo caso la
estructura superficial es formada por la estructura del material de
soporte y no por las partículas (P) en la matriz (M) de la capa de
cubrimiento (2).
En la Fig. 4 se representa esquemáticamente una
sección a través de la superficie de un cuerpo compuesto para el
revestimiento de paredes conforme al invento, en cuyo caso la
estructura superficial es formada no por la estructura del material
de soporte sino por las partículas (P) en la matriz (M) de la capa
de cubrimiento (2).
El presente invento es explicado con mayor
detalle mediante los siguientes Ejemplos, sin que por estos Ejemplos
tenga que ser restringido el alcance de la protección, que se
establece a partir de las reivindicaciones y de la memoria
descriptiva.
Componente 1:
224 g de Dynasylan GLYEO, de Degussa AG, se
dispusieron previamente en un vaso de precipitados con una capacidad
de 1.000 ml. Con agitación a la temperatura ambiente sobre una
placa de agitación magnética por medio de una varilla de agitación
magnética, se añadieron 20 g de una solución de ácido clorhídrico al
1% en peso, y se agitó durante tanto tiempo hasta que la solución
se volvió transparente. Mediante agitación adicional a 400 rpm se
añadieron 325,6 g de una dispersión al 15% en peso de Aerosil R812S
(de Degussa AG) en etanol. El primer componente estaba por
consiguiente presto para el uso.
Componente 2:
190 g de Dynasylan AMEO (de Degussa AG).
Al componente 2 se le añadió gota a gota con
lentitud el componente 1 mediante un embudo de goteo durante un
período de tiempo de 20 min mediando agitación constante. La
suspensión está ahora presta para la elaboración. El período de
tiempo de vida útil fue de 9 días a la temperatura ambiente.
La suspensión presta para el uso se aplicó con
rasqueta mediante un bastidor extendedor manual (de Mathis) en cada
caso en hasta 25 \mum sobre un substrato para tapiz (un velo de
papel con una proporción de 10% en peso de PET) o un velo de PET de
la entidad Freudenberg con un espesor de 220 \mum y un peso por
unidad de superficie de 50 g/m^{2} (PET FFKH 7210), y a
continuación se calentó durante 30 minutos a 120ºC (el substrato
para tapiz) y respectivamente a 140ºC (el velo de PET). Con el
cuerpo compuesto para el revestimiento de paredes, obtenido de esta
manera, se han llevado a cabo entonces investigaciones acerca de los
materiales.
\vskip1.000000\baselineskip
Componente 1:
226,09 g de Dynasylan GLYMO, de Degussa AG, se
dispusieron previamente en un vaso de precipitados con una
capacidad de 500 ml. Mediando agitación con una placa de agitación
magnética y de varillas de agitación magnética se añadieron 11,46 g
de unasolución de ácido clorhídrico al 1% en peso.
Componente 2:
Se dispusieron previamente 87 g de bisfenol A.
Con agitación adicional a 400 rpm se añadieron 9,65 g de Aerosil
R812S (un ácido silícico de Degussa AG). Esta tanda se cubrió y se
agitó durante 20 horas. Mediando agitación se añadieron lentamente
7,63 g de 1-metil-imidazol como
agente activador.
Al componente 2 se le añadió con lentitud el
componente 1 durante un período de tiempo de 20 min mediando
agitación constante. La suspensión está ahora presta para la
elaboración. El período de tiempo de vida útil fue de 4 días a
+4ºC.
La elaboración se efectuó como en el Ejemplo
1.
\vskip1.000000\baselineskip
67,5 g del óxido de aluminio CT 3000 SG (AlCoA),
7,5 g de etanol, 15 g de ácido nítrico al 5% en peso, 0,05 g de
ácido
2-(2-(2-metoxietoxi)etoxi)acético
(TODS), 1,25 g de tetraetoxi-silano (TEOS), 2,5 g de
GLYMO y 1,25 g de
metil-trietoxi-silano (MTES) se
mezclan durante 24 horas sobre una placa de agitación magnética a
la temperatura ambiente y a 400 revoluciones por minuto (rpm). La
suspensión así obtenida se aplicó con rasqueta en un espesor de 50
\mum sobre el velo de PET de acuerdo con el Ejemplo 1 y el cuerpo
compuesto así obtenido se calentó durante 30 minutos a 130ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
El cuerpo compuesto obtenido según el Ejemplo 3
a base de un material de soporte (1) y una capa cerámica (3) se
utilizó como material de soporte en un procedimiento de acuerdo con
el Ejemplo 1 y de esta manera fue provisto de una capa de
cubrimiento (2).
\vskip1.000000\baselineskip
El cuerpo compuesto obtenido según el Ejemplo 3
a base de un material de soporte (1) y una capa cerámica (3) se
utilizó como material de soporte en un procedimiento de acuerdo con
el Ejemplo 2 y de esta manera fue provisto de una capa de
cubrimiento (2).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
comparativo
226,09 g de GLYMO, 87 g de bisfenol A, 11,46 g
de ácido clorhídrico al 1%, 9,56 g de Aerosil R972, 7,63 g de
1-metil-imidazol y 7,63 g de MEMO se
mezclan íntimamente. El período de tiempo de vida útil fue a la
temperatura ambiente de menos que 1 día.
Con algunos de los cuerpos compuestos para el
revestimiento de paredes, obtenidos en los Ejemplos 1 a 4, se
llevaron a cabo diversos ensayos.
Se llevó a cabo un ensayo de dureza de lápiz de
acuerdo con la norma EN 13523-4. A través de la
dureza de los lápices utilizados se determinó cual es la carga de
fricción mecánica que soportan los cuerpos compuestos. Los grados
de dureza indicados en la siguiente Tabla 1 corresponden a las
durezas de lápiz, con las cuales no se observaba ningún arañazo de
la superficie, ni tampoco una destrucción del material de soporte.
Los lápices con distintas durezas que se utilizan, se designan,
clasificados desde blando a duro, con 8B, 7B, 6B, 5B, 4B, 3B, 2B,
B, HB, F, H, 2H, 3H, 5H, 6H, 7H, 8H y 9H
En el caso del ensayo de dureza de lápiz de
acuerdo con la norma EN 13523-4 se ha mostrado que
un revestimiento de cubrimiento con el sistema de 2 componentes, de
acuerdo con Ejemplo 2, mejora manifiestamente la estabilidad
superficial frente a cargas por arañazos de acuerdo con el ensayo de
dureza de lápiz.
F1: La marca superior de medición no es
alcanzada por la punta de la llama del cuerpo de muestra que se
quema (el cuerpo de muestra se extingue antes).
F2: La punta de la llama del cuerpo de muestra
que se quema alcanza la marca superior de medición en 20 segundos o
más tarde.
F3: La punta de la llama del cuerpo de muestra
que se quema alcanza la marca superior de medición en menos de 20
segundos.
Un velo de PET no revestido, con un espesor de
220 \mu, de 50 g/m^{2} de Freudenberg (PET FFKH 7210) se funde
durante la inflamación y por consiguiente ha de valorarse con
F3.
Un velo de PET con una capa cerámica (3) de
acuerdo con el Ejemplo 3 muestra una formación de agujeros en la
zona de inflamación pero no ninguna combustión posterior y por
consiguiente ha de valorarse con F1.
Un velo de PET con una capa cerámica (3) y una
capa de cubrimiento (2) de acuerdo con el Ejemplo 4 muestra una
formación de agujeros en la zona de inflamación pero tampoco muestra
ninguna combustión posterior y por consiguiente ha de valorarse con
F1: F1 (formación de agujeros en la zona de inflamación pero ninguna
combustión posterior.
A partir de los ensayos antes mencionados se
puede sacar la conclusión de que los cuerpos compuestos para el
revestimiento de paredes, que tienen un revestimiento cerámico como
capa de cubrimiento, presentan una superficie que se distingue por
una buena resistencia a los arañazos y por un buen comportamiento en
incendios (mala inflamabilidad).
Claims (23)
1. Cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes, que tiene
un material de soporte (1) y por lo menos un
revestimiento cerámico (2), que contiene unas partículas cerámicas,
seleccionadas entre los óxidos, nitruros, boruros o carburos de los
metales o semimetales, empotradas en una matriz, que se compone de
una red que contiene silicio, la cual está unida mediante puentes de
Si-O-Si,
estando presentes una o varias capas intermedias
(3) entre el material de soporte (1) y la capa cerámica (2),
y
y
la capa intermedia cerámica (3) contiene unas
partículas de un componente inorgánico, unidas entre sí mediante
por lo menos un pegamento inorgánico y con la capa presente por
debajo de la capa intermedia cerámica (3), que contiene en lo
esencial por lo menos un compuesto a base de por lo menos un metal,
por lo menos un semimetal o por lo menos un metal mixto con por lo
menos un elemento de los grupos principales 3º a 7º de la tabla
periódica.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque
el material de soporte puede ser un velo, un
tejido de telar, un tejido tricotado, un fieltro o una lámina, un
papel, pudiendo el papel ser un papel de una sola capa o de
múltiples capas, o un tapiz.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque
el material de soporte es una estructura laminar
plana que contiene predominantemente fibras de celulosa,
poliméricas, de vidrio, metálicas o cerámicas o es una lámina
polimérica.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a
3,
caracterizado porque
la red que contiene el silicio tiene unos
radicales orgánicos, que están unidos al silicio.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizado porque
en cada caso dos radicales orgánicos están
unidos a través de enlaces covalentes.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a
5,
caracterizado porque
el revestimiento cerámico (2) contiene unas
partículas con un tamaño medio de partículas de los corpúsculos
elementales de 1 nm a 1 \mum.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a
6,
caracterizado porque
el revestimiento cerámico (2) contiene
partículas de óxidos de los elementos Al, Zr, Si, Ti, Ce o Fe.
\newpage
8. Cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a
7,
caracterizado porque
el revestimiento cerámico (2) contiene como
partículas unos racimos de POSS o ácidos silícicos hidrofugados.
\vskip1.000000\baselineskip
9. Cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a
8,
caracterizado porque
el revestimiento cerámico (2) tiene un espesor
de menos que 100 \mum.
\vskip1.000000\baselineskip
10. Cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizado porque
el revestimiento cerámico (2) es permeable para
la radiación electromagnética con una longitud de onda situada en
la región de la luz visible.
\vskip1.000000\baselineskip
11. Cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10,
caracterizado porque
la capa intermedia cerámica (3) contiene
partículas de óxidos seleccionados entre Al_{2}O_{3}, ZrO_{2},
TiO_{2} y/o SiO_{2} con un tamaño medio de partículas de 200 nm
a 5 \mum y una red que contiene silicio, estando unido el silicio
de la red a través de átomos de oxígeno con los óxidos del
revestimiento cerámico, a través de radicales orgánicos con la capa
situada por debajo de la capa de cubrimiento, y a través de por lo
menos una cadena que contiene átomos de carbono con otro
silicio.
\vskip1.000000\baselineskip
12. Cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11,
caracterizado porque
está presente una capa intermedia, que contiene
uno o varios componentes, seleccionados entre pegamentos, agentes
mediadores de adhesión, agentes aglutinantes, colorantes y
pigmentos.
\vskip1.000000\baselineskip
13. Cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a
12,
caracterizado porque
el cuerpo compuesto para el revestimiento de
paredes es flexible y se puede enrollar para formar un rollo.
\vskip1.000000\baselineskip
14. Procedimiento para la producción de un
cuerpo compuesto para el revestimiento de paredes de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 13,
caracterizado porque
para la producción de un revestimiento cerámico
(2) final sobre un material de soporte (1), después de la
aplicación de una o varias capas intermedias (3), se aplica una
suspensión, que contiene partículas cerámicas, suspendidas en un
sol polimérico, producido por mezcladura de por lo menos un silano
con un alcohol y con un ácido, y a continuación se consolida,
realizándose que
la capa intermedia (3) se aplica por aplicación
y consolidación de una suspensión, que contiene partículas de un
componente inorgánico suspendidas en un sol, sobre el material de
soporte (1) o eventualmente sobre otras capas intermedias (3)
adicionalmente presentes y por subsiguiente consolidación de la
suspensión sobre y/o eventualmente en el material de soporte (1) o
respectivamente la otra capa intermedia (3) adicional eventualmente
presente,
y
y
la suspensión utilizada para la producción de la
capa intermedia (3) contiene por lo menos un sol, que actúa como un
pegamento inorgánico y que contiene por lo menos partículas de un
componente inorgánico, que en lo esencial contiene por lo menos un
compuesto a base de por lo menos un metal, por lo menos un semimetal
o por lo menos un metal mixto con por lo menos un elemento de los
grupos principales 3º a 7º de la tabla periódica.
\vskip1.000000\baselineskip
15. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 14,
caracterizado porque
como partículas cerámicas se emplean óxidos,
carburos, nitruros o boruros de metales o semimetales.
\vskip1.000000\baselineskip
16. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 14 ó 15,
caracterizado porque
la suspensión, cuando el sol está basado en
tetraetoxi-silano (TEOS),
3-glicidiloxi-trimetoxi-silano
(GLYMO) y/o
3-glicidiloxi-trietoxi-silano
(GLYEO) y/o
3-metacriloxi-propil-trimetoxi-silano
(MEMO), es consolidada por calentamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
17. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16,
caracterizado porque
se emplea una suspensión que contiene di- o
polioles.
\vskip1.000000\baselineskip
18. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16 o 17,
caracterizado porque
la suspensión se produce en dos etapas,
produciéndose en la primera etapa primeramente una mezcla de un
primer silano, un alcohol y un ácido, en la que se incorporan con
agitación las partículas, y en una segunda etapa a este primer
componente se le añaden como segundo componente un silano adicional
y/o un diol o poliol, antes de que la suspensión sea calentada.
\vskip1.000000\baselineskip
19. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 18,
caracterizado porque
la suspensión se produce dos etapas,
produciéndose en la primera etapa en primer lugar una mezcla de
GLYEO, un alcohol y un ácido, en la que se incorporan con agitación
las partículas, y en una segunda etapa a este primer componente se
le añade como segundo componente
3-amino-propil-trietoxi-silano
(AMEO) y/o bisfenol A, antes de que la suspensión sea
calentada.
\vskip1.000000\baselineskip
20. Procedimiento de acuerdo con por lo menos
una de las reivindicaciones 16 a 19,
caracterizado porque
el calentamiento se efectúa durante 1 segundo
hasta 2 horas a unas temperaturas de 50 a 650ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
21. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 14 o 15,
caracterizado porque
la suspensión, cuando el sol está basado en
metacriloíl-oxi-propil-tri-metoxi-silano
(MEMO), es consolidada por tratamiento con rayos UV.
\vskip1.000000\baselineskip
22. Procedimiento de acuerdo con por lo menos
una de las reivindicaciones 14 a 21,
caracterizado porque
se aplica una capa intermedia, que contiene un
pegamento, un agente mediador de adhesión, un colorante, tintas de
impresión o un agente aglutinante.
\vskip1.000000\baselineskip
23. Procedimiento de acuerdo con por lo menos
una de las reivindicaciones 14 a 22,
caracterizado porque las capas
individuales se aplican sobre el material de soporte en un
procedimiento de rollo a rollo.
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