ES2329129T3 - Procedimiento para la fabricacion de productos a partir de lana mineral, especialmente productos de una o varias capas. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de productos a partir de lana mineral, en el que en primer lugar se genera un material no tejido primario con una estructura de fibras preferiblemente laminar porque se rocían fibras con un aglutinante en su trayecto a través de un pozo de caída, perfeccionándose entonces el material no tejido primario para formar un material no tejido final, triturándose de manera mecánica el material de lana mineral del material (2, 2'') no tejido primario a partir de su estructura compuesta para formar flocas (9) de lana de mineral y depositándose a continuación de nuevo las flocas (9) de lana mineral para formar el material (4) no tejido final de tal manera que el material de lana mineral se encuentra tras su nueva deposición en el material (4) no tejido final de forma isótropa, caracterizado porque en la trituración del material de lana mineral del material no tejido primario el aglutinante se encuentra aún de forma no endurecida.

Description

Procedimiento para la fabricación de productos a partir de lana mineral, especialmente productos de una o varias capas.

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de productos a partir de lana mineral según el preámbulo de la reivindicación 1.

Para la fabricación de fibras minerales se conocen y usan diferentes procedimientos, por ejemplo el desfibrado con centrifugación interna (el denominado procedimiento TEL), procedimientos con centrifugación externa como procedimientos de centrifugación en cascada (el denominado procedimiento REX), procedimientos de soplado con toberas y otros. En todos estos procedimientos conocidos las fibras que van a generarse se introducen mediante grandes caudales de una mezcla de aire y gases de combustión, que se necesitan para el estiramiento de las fibras, en una cámara colectora, denominada en muchos casos pozo de caída. Para la generación de productos de lana mineral unidos, las fibras se dotan de aglutinantes en su trayecto a través del pozo de caída. Además pueden añadirse en el pozo de caída también otras sustancias relevantes para el procedimiento, tales como por ejemplo aglutinantes de polvo, agentes de hidrofugación y similares.

Las fibras así obtenidas se depositan en un elemento perforado movido, que representa una de las delimitaciones del pozo de caída, y se separan del flujo de aire y gas acompañante. Al depositarse las fibras sobre el elemento perforado se producen materiales no tejidos sin fin, en los que están preestablecidas las propiedades correspondientes del siguiente producto con respecto al peso por unidad de superficie, anchura, orientación de las fibras y homogeneidad. Estas propiedades ya no pueden cambiarse posteriormente de forma esencial, de modo que están preestablecidas las orientaciones de las fibras generadas con la deposición desde el pozo de caída en el material no tejido o las faltas de homogeneidad en el producto posterior, cuando el material no tejido no se divide o refuerza posteriormente, o se separa para formar bandas situadas unas al lado de otras.

El peso por unidad de superficie se ve influido en caso de una introducción de fibras constante mediante la variación de la velocidad del elemento de deposición perforado, discurriendo la orientación de fibras por regla general esencialmente de manera laminar. Por "laminar" debe entenderse en este caso que las fibras están orientadas esencialmente de manera paralela a una superficie, habitualmente su superficie de apoyo. En la fabricación del material no tejido debe pasar toda la cantidad de aire/gas por el material no tejido que está formándose. A este respecto se necesitan diferentes subpresiones en la evacuación según el peso por unidad de superficie y la superficie de evacuación disponible.

La invención parte de esta generación conocida de materiales no tejidos primarios a partir de lana mineral. Se ha observado que, a este respecto, denominadas heterogeneidades en la formación de material no tejido en cada uno de los procedimientos de desfibrado conocidos son prácticamente inevitables. A este respecto puede tratarse de heterogeneidades en la distribución de la lana, situándose en puntos individuales una cantidad de lana mineral disminuida y en otros una cantidad de lana mineral aumentada. Además, puntos defectuosos tales como grumos de aglutinante o partes de cristal desfibrados incorrectamente llevan a mermas de calidad.

También pueden aparecer heterogeneidades de la distribución del aglutinante, tales como acumulaciones de lana humedecidas múltiples veces, que mediante reflujos habían llegado múltiples veces a la zona de rociado de aglutinante, o haces de fibras, que han pasado demasiado rápido por la zona de rociado. Los puntos defectuosos o concentraciones de aglutinante de este tipo pueden reconocerse en el producto final por ejemplo debido a diferencias de color. Para conseguir la plena funcionalidad de la unión debe añadirse una mayor cantidad de aglutinante del teóricamente necesario debido a la distribución heterogénea del aglutinante.

La distribución heterogénea de la lana puede repercutir además en pesos por unidad de superficie localmente diferentes del material no tejido, que son el resultado de puntos con diferente densidad aparente. Tales oscilaciones en la distribución de lana influyen de manera negativa en las características de calidad, tales como por ejemplo especialmente la resistencia térmica, aunque también la resistencia mecánica. Especialmente en caso de bajas densidades aparentes, con las que pueden reconocerse las zonas con una densidad aparente adicionalmente disminuida, se aumenta la densidad aparente mínima que puede conseguirse mediante heterogeneidades de este tipo, para evitar puntos defectuosos visibles tales como "agujeros". Como resultado debe aplicarse de este modo una mayor densidad por término medio de lo que es realmente necesario para tener en cuenta estas heterogeneidades de la distribución de lana. Esto lleva a mayores costes de producción y de este modo a mayores costes de producto así como a la disminución de la resistencia térmica debido a la mayor densidad aparente. La consecuencia es, en conjunto, un producto que presenta una calidad que se desvía de la calidad teóricamente posible.

Por los documentos EP 1 111 113 A2, EP 0 434 536 A1 y US 4.632.685 se han dado a conocer materiales no tejidos de lana mineral recalcados.

Además el documento FR 2 682 403 describe un procedimiento para la trituración mecánica de un material no tejido primario para obtener flocas de lana mineral.

Del documento US 2.589.008 se deriva un procedimiento para la fabricación de productos a partir de lana mineral, en el que un material no tejido primario de lana suelta sin aglutinante o lana de este tipo mezclada con polvo aglutinante se somete a una acción mecánica para la reorientación de las fibras individuales en varias etapas para fabricar a partir de ello un material no tejido final con propiedades más homogéneas. Sobre este material no tejido final puede rociarse entonces adicionalmente aglutinante. En una etapa de endurecimiento final se endurece el aglutinante presente en el material no tejido final.

La presente invención parte de la enseñanza del documento FR 2 591 621 A1, a partir del cual se conoce un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1. Sin embargo, en este modo de proceder conocido un material no tejido primario con aglutinante endurecido se somete a una trituración mecánica.

En cambio, la invención se basa en el objetivo de crear un procedimiento para la fabricación de productos a partir de lana mineral, en el que los efectos de las heterogeneidades inevitables en la producción en los diferentes procedimientos de fabricación están tan minimizados en el producto final que pueden conseguirse propiedades óptimas específicas del producto gastando la menor cantidad de lana mineral posible, debiendo poder fabricarse de este modo especialmente también productos de varias capas con diferentes propiedades de las capas individuales y productos de una capa de alta calidad.

Este objetivo se soluciona mediante un procedimiento según la reivindicación 1.

Según una forma de realización de la invención, el material de lana mineral del material no tejido primario se tritura de manera mecánica a partir de su estructura compuesta para obtener flocas de lana mineral individuales. Éstas se depositan a continuación de nuevo para la formación del material no tejido final de modo que el material de lana mineral está presente de manera isótropa en el material no tejido final. Por de manera isótropa debe entenderse a este respecto que elementos individuales teóricamente separados, por ejemplo en forma de dado, del material no tejido final presentan en todas las direcciones en el espacio propiedades idénticas tales como capacidad de carga, etc. En la determinación de propiedades "idénticas" en todas las direcciones debe tenerse en cuenta evidentemente que la lana mineral está constituida por fibras individuales dispuestas y orientadas de manera aleatoria y por tanto aparecen oscilaciones estadísticamente inevitables.

La fabricación de un producto de este tipo se consigue de manera ventajosa porque la trituración del material de lana mineral del material no tejido primario se realiza mediante una operación combinada de golpeo y corte.

Por el documento US 3.050.427 se conoce un procedimiento para la fabricación de un producto compuesto a partir de material espumado y fibras minerales, en el que un material no tejido primario a partir de fibras de vidrio se desintegra de manera mecánica y a continuación se combina junto con el material de espumado formando un producto final en forma de placa. Con la enseñanza de este documento debe solucionarse el objetivo de reforzar productos espumados mediante el mayor número posible de fibras de refuerzo en forma de lana de vidrio, para lo que se tritura un material no tejido primario a partir de lana de vidrio mediante rodillos de cardadura y en esta operación añade simultáneamente a la mezcla el material espumable.

La presente invención adopta un camino completamente diferente frente a este estado de la técnica: se parte de un material no tejido primario preferiblemente laminar a partir de lana mineral, que se tritura de manera controlada para obtener flocas de lana mineral individuales, para a continuación obtener un producto mejorado que en su estructura está compuesto de nuevo exclusivamente de lana mineral. A este respecto se ha observado sorprendentemente que mediante una trituración determinada del material no tejido primario, preferiblemente mediante una operación combinada de golpeo y corte, se obtienen flocas de lana mineral individuales que, en caso de una nueva deposición para formar un material no tejido final, proporcionan un producto que presenta una menor densidad aparente frente al material no tejido primario, pero que aún así tiene al menos los otros valores de aislamiento y resistencia del material no tejido primario. Esto significa un ahorro en densidad aparente sin pérdida de calidad.

A este respecto, en la generación del material no tejido primario se añade aglutinante a las fibras de lana mineral. De este modo se aplican igualmente las ventajas del procedimiento según la invención, ya que de este modo también se homogeniza la distribución del aglutinante, que tiene un efecto ventajoso especialmente con respecto a la resistencia del producto.

La trituración controlada del material no tejido primario para obtener determinadas flocas de lana mineral puede conseguirse en una forma de realización de la invención si en la operación de golpeo y corte se utilizan dientes configurados de manera diferente en su forma, que forman parte de listones dispuestos en un rodillo con ejes paralelos en el lado circunferencial y que en la operación de trituración se engranan con un juego con salientes correspondientes de un pisador para el material no tejido primario. A este respecto es conveniente si el material no tejido primario se suministra a través de un dispositivo de transporte, especialmente una cinta transportadora, a la operación de golpeo y corte de modo que se guía de manera forzada entre la cinta transportadora y el pisador, discurriendo para ello de manera conveniente la cinta transportadora y el pisador de manera cónica entre sí.

Los dientes de los listones previstos en el rodillo pueden estar configurados a este respecto de manera alternante como dedos de golpeo y como cuchillas de corte, debiendo estar equipados los dedos de golpeo y las cuchillas de corte en sus superficies de golpeo o bordes de corte con un revestimiento altamente resistente al desgaste, ya que de este modo puede minimizarse el desgaste que pueden provocar fibras de lana mineral vítreas. En cambio, los dientes configurados como cuchillas de corte pueden estar configurados de manera alternante con diferente tamaño y estar orientados con sus puntas cónicas en la dirección del radio del rodillo para de este modo crear huecos de diferente tamaño para la parte complementaria en forma de dedos de deslizamiento alternantes y elementos de transporte en forma de barra. A este respecto los dedos de deslizamiento deberían estar previstos de manera rígida en el pisador y llegar en cada caso hasta la proximidad de las cuchillas de corte más pequeñas, mientras que las unidades de transporte en forma de barra, por ejemplo configuradas como cadenas circulantes sin fin, deberían extenderse hasta la proximidad de las cuchillas de corte más grandes.

Mediante el uso de los dedos de golpeo, de manera ventajosa se comprimen previamente en cierta medida las flocas de lana mineral que se producen en la trituración, pudiendo ascender esta compresión previa a más del 50% con respecto a la densidad del material no tejido primario, por ejemplo un aumento de densidad aparente de originalmente desde 30 kg/m^{3} hasta 50 kg/m^{3}. Además se ha observado que el tamaño de las flocas de lana mineral generadas es importante para conservar en el material no tejido final una estructura isótropa, y concretamente se ha determinado a partir de muchos ensayos que las flocas de lana mineral deberían presentar una extensión radial media de 10 a 30 mm, especialmente de 15 +/- 5 mm.

En la determinación del tamaño de las flocas de lana mineral generadas se ha mostrado que en caso de usar flocas de lana mineral demasiado grandes se ve afectada la resistencia del material no tejido final porque las flocas individuales pueden tener zonas parciales con una estructura de fibras laminar procedente del material no tejido primario, que no presentan el carácter isótropo pretendido, es decir, estas flocas de lana mineral no se comportan de manera idéntica con, por ejemplo, cargas idénticas desde diferentes direcciones. Por otro lado aumenta la densidad aparente del material no tejido final, cuando las flocas de lana mineral generadas se seleccionan demasiado pequeñas en su extensión radial media.

Además, en la recombinación del material de lana mineral para la formación del material no tejido final, las flocas de lana mineral ventajosamente influenciadas por la compresión previa se depositan aleatoriamente, de modo que esta distribución aleatoria o caótica contrarresta una nueva formación de heterogeneidades. Por tanto se produce en el material no tejido final una deposición que evita las heterogeneidades inevitables en la producción en el pozo de caída y así lleva a un producto considerablemente más homogéneo. Además se obtiene un material no tejido final que, a pesar de la compresión previa de las flocas de lana mineral individuales, en interacción con una deposición caótica, un tamaño adecuado de flocas y precisamente la compresión previa, tiene una menor densidad aparente con aproximadamente la misma resistencia a la presión y aproximadamente la misma capacidad de aislamiento térmico que tenía el material no tejido primario, lo que es una ventaja económica considerable.

En procedimientos convencionales para la fabricación de productos de lana mineral se pretende con frecuencia sustituir la orientación de fibras laminar por otra orientación de fibras, que lleve a mejores propiedades de producto especialmente con respecto a la resistencia. Así, placas de fibras minerales con orientación de fibras laminar tienen precisamente como consecuencia de esta orientación de fibras resistencias reducidas frente a fuerzas de tracción y presión en las superficies grandes, que intentan comprimir o agrietar la placa. Por tanto se mejoran propiedades mecánicas tales como resistencia a la presión y resistencia a la rotura, o en este sentido se alcanzan valores exigidos ya con una densidad aparente reducida, cuando una parte considerable de las fibras discurre de manera perpendicular al plano de fabricación. En gran medida se aplica para ello un recalcado de las fibras en una instalación de recalcado o de encrespado. En esta etapa de procedimiento, antes del endurecimiento del aglutinante, las fibras orientadas mayoritariamente de manera horizontal en el plano de fabricación se orientan parcialmente en la dirección de la perpendicular. De este modo se obtiene en la dirección longitudinal así como, sobre todo, en la dirección del grosor del producto una ondulación aleatoria no controlada de las fibras y así su cambio de orientación, mientras que en la dirección de la anchura sólo se produce un "estiramiento" mínimo de las mechas de fibra o "cadenas", y las fibras permanecen esencialmente en su posición mutua laminar. El cambio de orientación de las fibras con el recalcado se realiza de este modo sólo en dos dimensiones, de manera similar a ondas superficiales paralelas sobre un líquido, en las que la superficie del líquido anteriormente lisa sólo se abomba, pero las partículas que se encuentran sobre la misma por lo demás permanecen en la misma posición relativa en la dirección longitudinal de las
ondas.

Un efecto de este tipo puede conseguirse igualmente en el procedimiento según la invención. Debido a que las flocas de lana mineral se depositan con una orientación de fibras esencialmente caótica en el material no tejido final, existen partes de fibras aproximadamente idénticas en todas las direcciones principales del producto. De este modo se evita, al contrario que con una desintegración muy fina hasta en fibras individuales, que las fibras en la deposición para formar el material no tejido final adopten de nuevo una orientación de fibras preferida. De este modo puede generarse por tanto como consecuencia de la deposición caótica por primera vez un producto recalcado en cierto modo de manera tridimensional con una orientación de partes de fibras aproximadamente idénticas en las tres direcciones principales, evitándose sin embargo la desventaja inevitable con los procedimientos conocidos de una compactación o aumento de la densidad aparente simultáneamente asociado.

Se conoce además y es deseable para muchos productos de lana mineral que en el producto se generen zonas de diferente densidad aparente, por ejemplo para poder cargar con más intensidad la superficie del producto. A este respecto o bien se desprende una parte del material no tejido primario y se somete a un procedimiento de compactación, recalcado u otro refuerzo así como a continuación vuelve a juntarse con el material no tejido básico, o bien un material no tejido generado en un pozo de caída separado se junta, tras un procesamiento correspondiente, con un material no tejido básico. En éste último caso, el material no tejido generado en el pozo de caída separado puede presentar diferentes propiedades, tal como por ejemplo un mayor contenido de aglutinante.

En este sentido está previsto también según la invención que el material no tejido final con su estructura isótropa se combine con al menos un material de lana mineral adicional, por ejemplo en forma de un material no tejido, para la formación de un producto compuesto. A este respecto, en el caso más sencillo las flocas de lana mineral generadas del material no tejido primario pueden depositarse simplemente sobre el material de lana mineral adicional, dado el caso de otro tipo, y someterse junto con el mismo a otras etapas de procesamiento tales como una compresión y/o una operación de recalcado y/o una operación de endurecimiento.

A este respecto hay una pluralidad de posibilidades de una combinación con capas de lana mineral adicionales así como el tratamiento de las capas individuales, y concretamente de manera individual y/o en combinación. De este modo pueden generarse productos compuestos con propiedades muy diferentes de las capas, así por ejemplo un producto compuesto con un cuerpo de lana mineral interior y al menos una capa protectora exterior estable, no difiriendo esta última esencialmente con respecto a su densidad aparente con respecto a la del cuerpo base.

Así es posible por ejemplo generar el material no tejido primario en un pozo de caída separado con un mayor contenido en aglutinante y/u otras sustancias de refuerzo en comparación con el material de lana mineral adicional y entonces combinarlo con este último. De este modo puede aumentarse adicionalmente la resistencia de la capa superficial así obtenida también en caso de una densidad aparente casi idéntica.

Tal como se indicó, el procedimiento según la invención ofrece sobre todo de manera sencilla la posibilidad de fabricar productos de varias capas, que se conocen bajo el término placas de bidensidad, que especialmente se emplean en azoteas y fachadas. A este respecto, el producto según la invención se caracteriza por una capa con estructura de fibras isótropa y una capa con estructura de fibras laminar, presentando la capa con la estructura isótropa una mayor resistencia a la presión que la otra capa.

Además son posibles también productos que están configurados en forma de placa y sólo están compuestos por una capa que tiene una estructura de fibras isótropa, que por ejemplo pueden utilizarse como denominadas placas de aislamiento acústico al ruido de pasos en la zona de solado.

Detalles, características y ventajas adicionales de la invención se obtienen a partir de la siguiente descripción de ejemplos de realización mediante el dibujo.

Muestra:

la figura 1, en una vista lateral una representación básica del procedimiento según la invención en una estación de trituración para ello;

la figura 2, en una vista lateral un detalle de la operación de golpeo y corte de una instalación de trituración preferida con un detalle "Z",

la figura 2a, una vista desde arriba de la estación de trituración según la figura 2,

la figura 3, una representación en diagrama de un producto recalcado según el estado de la técnica bajo carga por tracción y presión,

la figura 4, una representación correspondiente a la figura 3 de un producto fabricado según la invención,

la figura 5, una representación gráfica de la conductividad térmica por la densidad aparente, y

la figura 6, en una representación correspondiente a las figuras 3 y 4 un producto fabricado según la invención con capa superficial reforzada.

En la figura 1 se ilustra una estación designada en total con 1 para triturar material de lana mineral de un material 2 no tejido primario. La estación 1 de trituración está dispuesta entre una estación de desfibrado situada aguas arriba según la dirección de transporte, flecha 3, y un horno de endurecimiento situado aguas abajo. La estación de desfibrado y el horno de endurecimiento pueden tener cualquier modo de construcción conocido y por tanto no están representados con más detalle.

El material 2 no tejido primario se fabrica en la estación de desfibrado porque se depositan fibras minerales generadas a partir de una masa fundida mediante un flujo de aire y gas de transporte de gran volumen en un elemento perforado aspirado, por ejemplo una malla, que se mueve progresivamente en la dirección de producción. De este modo se obtiene una deposición de fibras en el material 2 no tejido primario de modo que las fibras minerales están dispuestas mayoritariamente de manera paralela a la superficie de apoyo o a las superficies grandes del material 2 no tejido primario, esto es, en cierto modo "están tumbadas". Una deposición de fibras de este tipo se denomina "laminar".

En el caso ejemplar, para la fabricación de un producto de lana mineral unido puede haberse añadido al flujo de fibras antes de la deposición sobre el elemento perforado un aglutinante que se endurece en un horno de endurecimiento habitual situado aguas abajo para así conferir al producto de lana mineral su forma definitiva estable. Entre la estación de desfibrado y el horno de endurecimiento el aglutinante se encuentra aún no endurecido, y las fibras aún pueden moverse unas respecto a otras, y puede influirse en las mismas en el sentido de un cambio de orientación. Para ello se conoce "recalcar" el material de lana mineral frenando el material 2 no tejido primario progresivamente en el lado superficial en una estación de recalcado, de modo que las fibras empiezan a erguirse bajo esta presión de recalcado y obtienen en gran número una dirección principal perpendicular a las superficies grandes del producto. De este modo se aumenta considerablemente la resistencia del producto con un aumento de densidad aparente asociado frente a la presión superficial y la tracción superficial, sin embargo a la inversa disminuye la resistencia a la flexión.

Se conoce además colocar antes de la entrada en el horno de endurecimiento varios materiales no tejidos primarios unos sobre otros o depositar secciones del mismo material no tejido primario de manera oscilante unas sobre otras. De este modo puede fabricarse cada material no tejido primario con sólo un grosor reducido bajo condiciones optimizadas respecto a la producción y a continuación combinarse para obtener un producto más complejo, más grueso. También puede influirse de este modo de manera controlada en las propiedades de capas o estratos de productos compuestos. Por ello no cambia la deposición de fibras básicamente laminar. En caso necesario puede aplicarse un recalcado (Crepage, crespado).

Ahora según la invención entre la estación de desfibrado y el horno de endurecimiento está dispuesta la estación 1 de trituración. En ésta se tritura de manera mecánica el material de lana mineral del material 2 no tejido primario, esto es, se separa a partir de su estructura compuesta para obtener flocas de lana mineral, y entonces éstas se depositan de nuevo para la formación de un material 4 no tejido final.

Para ello el material 2 no tejido primario pasa en la entrada en la estación 1 de trituración por una unidad 5 de prensado circulante de manera comprimida con respecto a su grosor, y se mantiene mediante un pisador 6 en el estado comprimido. En esta posición se realiza una separación del material de lana mineral a partir de la estructura compuesta del material 2 no tejido primario mediante dientes 7 de un rodillo 8 de flocado que atraviesan el pisador 6, que solicitan el material 2 no tejido primario desde abajo y se separan entre huecos del pisador 6 formando flocas 9 de lana mineral.

El flujo de fibras que contiene flocas 9 de lana mineral individuales, designado con 10, se suministra en el caso ejemplar a una cinta 11 transportadora perforada en la base y se deposita en la misma. En el espacio 12 por debajo de la cinta 11 transportadora se produce una evacuación de aire, de modo que la deposición de fibras en la cinta 11 transportadora se asiste mediante una corriente de aire de gran volumen. En este sentido la deposición de fibras en la cinta 11 transportadora es similar a la del elemento perforado en la estación de desfibrado.

Según la invención se generan en la estación 1 de trituración flocas relativamente compactas, que mediante la acción de los dientes 7 que se engranan con el pisador 6 ya experimentan una cierta compresión previa con respecto a la densidad aparente en el material 2 no tejido primario, realizándose la deposición de las flocas en una orientación aleatoria. Por tanto la orientación de las fibras en el material 4 no tejido final es caótica, es decir, isótropa. En el caso ejemplar tras una compresión previa adicional correspondiente no representada con más detalle el material llega con esta orientación isótropa al interior del horno de endurecimiento, en el que se endurece el aglutinante. Según la necesidad antes del horno de endurecimiento puede influirse aún adicionalmente sobre las fibras por ejemplo mediante un recalcado.

En el lado inferior del flujo 10 de fibras puede disponerse un elemento 13 de guiado, que en su zona situada aguas abajo guía el flujo 10 de fibras en la dirección hacia su punto de deposición sobre la cinta 11 transportadora, y está apoyado con su extremo en el lado aguas arriba de una manera no representada con más detalle y se engrana entre los dientes 7 del rodillo 8 de flocado para evitar una formación de acumulaciones de fibras en los mismos.

Además en el flujo 10 de fibras poco compacto pueden introducirse aditivos como por ejemplo hidróxidos o fibras extrañas para generar o soportar propiedades deseadas.

Igual que en la formación de material no tejido en la estación de desfibrado el formador de material no tejido que comprende la cinta 11 transportadora puede dotarse de una manera no representada con más detalle de paredes laterales en sí conocidas, que pueden ajustarse con separación entre sí, para guiar y delimitar lateralmente el material 4 no tejido final. Al formador de material no tejido puede asociarse o aguas abajo del mismo puede disponerse además un dispositivo para influir en la distribución de lana. Especialmente en el caso de pesos por unidad de superficie reducidos del material 4 no tejido final la lana puede homogeneizarse de este modo adicionalmente para homogeneizar adicionalmente en la deposición a partir del flujo 10 de fibras posibles faltas de homogeneidad que se produzcan de la distribución de lana o bien provocar una distribución de lana deseada. Para ello puede influirse en la distribución de lana mediante potencias de evacuación de eficacia localmente diferente o también mediante lanzas de aire o acción mecánica según la necesidad.

Tal como puede observarse sin más, las estaciones 1 de trituración de este tipo pueden aplicarse de múltiples maneras en la zona entre la estación de desfibrado y el horno de endurecimiento. Una estación 1 de trituración puede aplicarse en primer lugar en cualquier lugar donde hasta ahora estaba prevista una estación de recalcado. También puede homogeneizar cada material no tejido primario individual en sí mismo y a este respecto conformarlo de manera isótropa, tras lo cual en lugar de materiales 2 no tejidos primarios los materiales 4 no tejidos finales así formados pueden colocarse o depositarse unos sobre otros. Sin embargo, también es posible transportar material de lana mineral adicional en forma de un material 2 no tejido primario adicional o material 4 no tejido final sobre la cinta 11 transportadora, y formar en su lado superior el material 4 no tejido final como estrato adicional.

El procedimiento según la invención no restringe por tanto la aplicabilidad de modos de proceder conocidos en ningún lugar, sino que los amplía por la posibilidad de suministrar cualquier material no tejido, esté o no previamente tratado según la invención o de otro modo, como material 2 no tejido primario a una estación 1 de trituración y así homogeneizarlo en cualquier caso, y conformarlo a este respecto para obtener una orientación de fibras isótropa.

El fragmento representado en cada caso en las figuras 2 y 2a de una estación 1' de trituración preferida muestra en la vista lateral un rodillo 8' de flocado, que en el lado circunferencial presenta una pluralidad de listones 14 dispuestos con la misma separación entre sí y que discurren con ejes paralelos, que en sus extremos libres están dotados de dientes 7'. Los dientes 7' se engranan con un pisador 6' y concretamente con un juego 15 para posibilitar la formación de las flocas 9 de lana mineral (no mostrado). El juego 15 puede observarse claramente en la figura 2a y puede ajustarse con respecto a su tamaño.

El material no tejido primario designado con 2' se suministra a la operación de golpeo y corte mediante una cinta 12' transportadora y un pisador 6', discurriendo la cinta 12' transportadora y el pisador 6' de manera cónica entre sí en la dirección de transporte, de modo que el material 2' no tejido primario se guía de manera forzada.

Los dientes 7' de los listones 14 están configurados de manera alternante como dedos 16 de golpeo y como un tipo de cuchillas 17 de corte, que en sus superficies de golpeo y de corte están equipadas con un revestimiento altamente resistente al desgaste. Las cuchillas 17 de corte están configuradas a su vez con un tamaño diferente de manera alternante, 17a; 17b, y están orientadas con sus puntas cónicas radialmente con respecto al rodillo 8' de flocado.

El pisador 6' tiene a su vez dedos 18 de deslizamiento rígidos dispuestos de manera alternante, que en cada caso llegan hasta la proximidad de las cuchillas 17a de corte más pequeñas que sobresalen relativamente de manera radial, y unidades 19 de transporte en forma de barra en forma de cadenas de circulación sin fin, que llegan hasta la proximidad de las cuchillas 17b de corte más grandes relativamente interiores de manera radial.

En la verdadera operación de golpeo y corte para la generación de las flocas 9 de lana mineral se guía de manera forzada el material 2' no tejido primario a través de la cinta 12' transportadora y el pisador 6' del rodillo 8' de flocado según las flechas indicadas en la figura 2 en la dirección de transporte, mientras que el rodillo 8' de flocado se acciona en sentido contrario a las agujas del reloj según la representación en la figura 2 con aproximadamente 1000 revoluciones por minuto, lo que en caso de un diámetro de rodillo medio de 800 mm significa una velocidad circunferencial de 32 metros por minuto. A este respecto se produce en la trituración del material de lana mineral del material 2' no tejido primario en flocas 9 de lana mineral especialmente mediante los dedos 16 de golpeo una cierta compresión previa de las flocas 9 de lana mineral. Esta compresión previa puede ascender a más del 50% con respecto a la densidad del material 2' no tejido primario, esto es, provocar por ejemplo un aumento de la densidad aparente en el material 2' no tejido primario de 25 kg/m^{3} a 50 kg/m^{3} en las flocas 9 de lana mineral. A este respecto se consigue una extensión media preferida de las flocas 9 de lana mineral de 15 +/- 5 mm, de modo que el material 4 no tejido final (no mostrado) obtiene una estructura de fibras isótropa. Mediante la deposición en primer lugar suelta de las flocas 9 de fibra mineral previamente compactadas sobre la cinta 11 transportadora se provoca de manera ventajosa que el material 4 no tejido final presente una menor densidad aparente que el material 2' no tejido primario, aunque con parámetros por lo demás aproximadamente idénticos (conductividad térmica, resistencia mecánica).

En la figura 3 se representa a modo de diagrama una placa recalcada de manera convencional cuando se somete a una tracción superficial o presión superficial. Tal como se indica en el dibujo, el recalcado (crespado) lleva, según el tipo del dispositivo utilizado para el recalcado, a una configuración diferente en la superficie lateral del producto 20 designada con 21, que se produjo en una dirección de producción según la flecha 3. La configuración de la superficie 21 lateral va según el dispositivo utilizado desde una forma ondulada marcada hasta una orientación aleatoria en gran parte irregular, tal como se ilustra en la figura 3. Una orientación aleatoria en gran parte irregular de este tipo en la superficie 21 lateral puede conseguirse por ejemplo con una instalación de recalcado de alto rendimiento según el documento EP 1 144 742 B1, al que se hace referencia en este sentido completamente por detalles adicionales.

En cambio, en las superficies 22 grandes sólo puede observarse una ondulación más o menos marcada que procede de los rodillos de recalcado o cintas de recalcado, que a través de estas superficies han introducido las fuerzas de recalcado.

En cambio, en las superficies frontales del producto 20 designadas con 23, que se producen cortando a medida placas a partir de la banda de lana mineral endurecida, puede observarse aún una deposición laminar de las fibras. Las fuerzas que aparecen en el recalcado sólo han actuado de manera perpendicular a esta superficie 23 frontal, de modo que posiblemente las mechas de fibras o "cadenas" situadas de manera transversal a la dirección de producción según la flecha 3 se han girado o inclinado, de modo que las fibras situadas en la dirección de producción según la flecha 3 se han orientado en dirección de la perpendicular. Sin embargo, no se ha influido en la orientación de las fibras del producto laminar situadas de manera transversal a la dirección de producción según la flecha 3. En este sentido el producto 20, visto por su anchura en el lado frontal en la superficie 23 frontal, es aún laminar incluso tras el recalcado.

El producto 20 debe diseñarse para determinadas cargas por tracción superficial o presión superficial, a las que se ve expuesta durante su uso. Para conseguir estas resistencias, debe mantenerse una determinada densidad aparente, ya que el producto se vuelve más compacto con una mayor densidad aparente. Para por ejemplo obtener una resistencia a la tracción superficial de 30 kN/m^{2}, puede ser necesaria en el producto 20 una densidad aparente de 130 kg/m^{3}. Para conseguir una resistencia a la presión superficial de 60 kN/m^{2}, puede ser necesaria una densidad aparente de 160 kg/m^{3}. Una densidad aparente aumentada lleva a un uso aumentado de material y de este modo a costes elevados así como por encima de una densidad aparente de aproximadamente 50 a 70 kg/m^{3} a una disminución de la resistencia térmica mediante el aumento de los puentes térmicos en las fibras, esto es, a una disminución de la calidad.

En la figura 4 se representa un producto 30 ejemplar obtenido según la invención en una representación según la figura 3. El producto 30 se ha obtenido mediante la trituración mecánica de un material no tejido primario para la formación de flocas así como la recombinación de las flocas para obtener un material 4 no tejido final, que se ha comprimido previamente de manera deseada y entonces endurecido en el horno de endurecimiento comprimiéndose para obtener su grosor final.

En las flocas 9 de lana mineral individuales las fibras se sitúan en una disposición mayoritariamente no paralela, sino tal como las configuró la acción conjunta de los dientes 7' con el pisador 6'. En el flujo 10 de fibras las flocas se mueven unas con respecto a otras y finalmente se depositan de manera irregular sobre la cinta 11 transportadora para la formación del material 4 no tejido final. De este modo la deposición de fibras anteriormente laminar del material 2 de tejido primario ha cambiado su orientación para obtener una deposición de fibras isótropa completamente irregular en el material 4 no tejido final. Tras la compresión del material 4 no tejido final ya no pueden reconocerse las flocas 9 de lana mineral individuales en el material 4 no tejido final, sino que la masa de flocas depositada se ha convertido en una estructura nueva homogénea e integral.

De manera óptica esto se muestra porque las fibras están dispuestas de manera completamente irregular en la superficie 31 lateral, la superficie 32 grande y la superficie 33 frontal. Mientras que en el caso de un recalcado según la figura 3 se realiza un cambio de orientación únicamente bidimensional de las fibras, que esencialmente no influye en la dirección de anchura, en la invención según la figura 4 se produce de este modo un cambio de orientación completamente tridimensional, que abarca completamente las tres direcciones principales.

Mediante esta orientación isótropa de las fibras y su ausencia de faltas de homogeneidad se obtiene con el mismo contenido en aglutinante que en el caso de una placa recalcada según la figura 3 una resistencia a la tracción superficial de 30 kN/m^{2} ya con una densidad aparente de aproximadamente 95 kg/m^{3}, y una resistencia a la presión superficial superior a 60 kN/m^{2} ya con una densidad aparente de aproximadamente 105 kg/m^{3}. Esto da de este modo una disminución de la densidad aparente superior al 25%, y como consecuencia de un uso disminuido de material una disminución correspondiente de los costes de producto.

Por otro lado se obtiene una calidad mejorada como consecuencia de la resistencia térmica mejorada: con las mismas dimensiones y otros parámetros de los productos según la figura 3 y la figura 4 se obtuvo con el producto fabricado según la invención según la figura 4 una conductividad térmica reducida en de 4 a 5 mW/(m K). Además de la consistencia homogénea del producto fabricado según la invención según la figura 4 se obtiene la mejora de la conductividad térmica también porque la disminución de la densidad aparente por encima del valor óptimo de aproximadamente 50 a 70 kg/m^{3} lleva regularmente a una disminución de la conducción del material de calor a través de las fibras y así a un aumento de la resistencia térmica.

En caso de densidades aparentes reducidas por debajo de aproximadamente 50 kg/m^{3} vuelve a aumentar obligatoriamente la conductividad térmica, ya que con una menor densidad aparente el encerrar aire en reposo se vuelve obligatoriamente cada vez más difícil. Como se conoce, los productos no aíslan mediante el propio material aislante, sino mediante el aire en reposo encerrado por el material aislante. Mientras que con densidades aparentes elevadas la conducción a través del propio material aislante se hace cada vez más importante y aumenta la conductividad térmica, esto ya no desempeña un papel esencial en el caso de densidades aparentes reducidas, sin embargo, por el contrario, el encerrar una bolsa de aire en reposo se vuelve obligatoriamente cada vez más difícil.

Esto se ilustra con más detalle en la representación gráfica según la figura 5. La curva 40 ilustrada en la misma de rayas y puntos muestra un desarrollo típico de la conductividad térmica por la densidad aparente en el caso de material de lana mineral laminar, fabricado con centrifugación interna. Por el contrario, la curva 41 mostrada con una línea continua ilustra el desarrollo correspondiente en el caso de un material fabricado según la invención, homogeneizado mediante trituración controlada con estructura de fibras isótropa y por lo demás los mismos parámetros que el material de lana de la curva 40. Tal como puede observarse a partir de la misma, un punto A con la misma conductividad térmica en el caso de material fabricado según la invención se desplaza una cantidad a en la dirección hacia la densidad aparente reducida. Esto significa que los productos, que hasta ahora no podían quedar por debajo de una determinada densidad aparente para conseguir un valor de conductividad térmica deseado, según la invención pueden fabricarse con una densidad aparente reducida al respecto, lo que produce ahorros correspondientes. Precisamente con los materiales con densidad aparente elevada, tal como se utilizan por ejemplo en el caso del aislamiento de una azotea, cualquier disminución permitida de la densidad aparente produce como consecuencia de las elevadas cantidades de producción una ventaja económica considerable.

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La disminución permitida de la densidad aparente en el caso de materiales ligeros se obtiene esencialmente mediante la homogeneización conseguida según la invención de la distribución de lana y aglutinante en el producto. De este modo el producto se aproxima cada vez más a su estado ideal teórico y no es necesario usar excesos de material, sólo para que también exista en zonas de escasez aún material suficiente.

Sin embargo, al revés, según la figura 5 puede trabajarse también en un punto B con la misma densidad aparente. Entonces se obtiene una mejora b del valor de conductividad térmica, esto es, usando el mismo material se obtiene una mejora considerable de las propiedades de aislamiento térmico y dado el caso, un mejor grupo de conductividad térmica.

Finalmente puede tanto reducirse la densidad aparente en un valor a_{1} menor con respecto al valor a como mejorarse la conductividad térmica en un valor b_{1} disminuido con respecto al valor b, tal como se ilustra en la figura 5 mediante la flecha c. Esto se recomienda por ejemplo cuando la mejora de la conductividad térmica en el valor b_{1} ya es suficiente para conseguir un mejor grupo de conductividad térmica pretendido, de modo que ya no se requiere una disminución adicional de la conductividad térmica y en su lugar puede ahorrarse el valor a_{1} aún disponible de densidad aparente.

Un campo de aplicación considerablemente más amplio de la presente invención se encuentra en productos compuestos, pudiendo realizarse el uso de la invención al menos siempre donde se haya trabajado con operaciones de recalcado (crespado).

Un producto compuesto de este tipo está representado en la figura 6 como producto 50. Un producto de este tipo, por ejemplo una placa de aislamiento de fachada, presenta una capa 51 de aislamiento laminar así como una capa 52 superficial firme. La capa 52 superficial firme, habitualmente una placa de recalcado de una densidad aparente relativamente elevada, sirve para proteger la capa 51 de aislamiento frente a fuerzas aplicadas de forma casi puntual. En caso de una placa de aislamiento de fachada estas fuerzas se aplican por espigas de sujeción que fijan la placa de aislamiento de fachada con la capa superficial firme hacia fuera contra la pared del edificio y la sujetan frente a la fuerza de la gravedad y las fuerzas del viento. Por motivos del esfuerzo de montaje debe intentarse a este respecto utilizar la menor cantidad de espigas posible.

En un caso de este tipo se producen en la capa superficial firme en la zona de los bordes de la placa de espiga, que se indica en 53, fuerzas de cizallamiento considerables. La resistencia de paso de la espiga de la placa de aislamiento de fachada se obtiene a partir de la capacidad de absorción de la capa 52 superficial firme frente a estas fuerzas de cizallamiento en los bordes de la espiga.

En caso de que la capa 52 superficial firme se fabrique convencionalmente a partir de una placa recalcada, entonces si bien ésta contiene una pluralidad de fibras situadas en la dirección del grosor, que evitan una concavidad de la capa superficial firme en la zona de la placa 53 de espiga (efecto de colchón), sin embargo contra las fuerzas de cizallamiento en los bordes de espiga sólo presentan una resistencia muy limitada, ya que por fuerzas que también actúan en la dirección del grosor pueden desplazarse fácilmente unas respecto a otras. Por ello son necesarias densidades aparentes muy elevadas y de manera comparativa grosores elevados de las capas 52 superficiales firmes, lo que como consecuencia de la resistencia térmica muy reducida de la capa superficial firme lleva a un grosor necesario aumentado de toda la placa de aislamiento de fachada.

En caso de que la capa 52 superficial firme, tal como se ilustra en la figura 6 en forma de diagrama, se fabrique según la invención triturando un material 2 no tejido primario de manera controlada para la formación de flocas 9 de lana mineral y recombinándolo entonces para obtener un material 4 no tejido final, entonces la disposición de fibras tridimensional, isótropa da lugar a una orientación de las fibras en todas las direcciones. De este modo existen por un lado suficientes fibras que impiden una concavidad (efecto de colchón), aunque también suficientes fibras que en la zona de los bordes de espiga discurren de manera transversal a las fuerzas de cizallamiento introducidas en la misma y de este modo las absorben correctamente. Así en un producto correspondiente al producto 50 se midió una vez con capa superficial firme recalcada y una vez con capa 52 superficial firme flocada según la invención con los mismos contenidos en aglutinante y las mismas densidades aparentes la resistencia de paso de la espiga, esto es, la fuerza de la espiga a la que se desplaza o se tira de la capa 52 superficial firme sobre la placa 53 de espiga. Este experimento comparativo dio lugar en el caso de la capa superficial firme recalcada una resistencia de paso de la espiga de por lo menos 500 N, en el caso de la capa 52 superficial firme fabricada según la invención por el contrario una resistencia de paso de la espiga de casi 1000 N.

De este modo se consigue la resistencia de paso de la espiga necesaria en el caso de una capa 52 superficial firme fabricada según la invención ya con una densidad aparente y/o grosor considerablemente reducido, lo que de manera correspondiente lleva a una disminución del uso de material con una mejora simultánea del efecto aislante.

Además se añade que en el caso de una capa superficial firme a partir de material recalcado existen faltas de homogeneidad. Éstas existen por ejemplo en zonas con un contenido en aglutinante mayor y menor, es decir en puntos más duros y más blandos. La densidad aparente también puede variar además considerablemente de manera local. Las faltas de homogeneidad de este tipo llevan a que la capacidad de absorción local de fuerzas de cizallamiento disminuya drásticamente. Por tanto, cuando se produzca una fluctuación de densidad de este tipo en la zona de un borde de espiga, entonces puede extraerse bruscamente la espiga, aunque sea suficiente la resistencia de paso de la espiga de toda la placa, medida en muchos otros puntos. Por este motivo en cierto modo debe "estar disponible" resistencia de paso de la espiga en la placa recalcada, para también en caso de que la espiga se asiente en un punto débil, tener una resistencia de paso de la espiga suficiente. Esto lleva a su vez a mayores densidades aparentes o grosores necesarios de la capa superficial firme.

Los revestimientos duros fabricados según la invención, debido a la desintegración y la consiguiente eliminación de faltas de homogeneidad en el material 2 no tejido primario, son considerablemente más homogéneos y no presentan prácticamente puntos defectuosos. Tanto la distribución de aglutinante como la distribución de lana son considerablemente más uniformes. De este modo las resistencias de paso de la espiga también fluctúan en diferentes puntos de una placa de aislamiento de fachada sólo de manera insignificante de modo que no tiene que "estar disponible" resistencia de paso de la espiga, para compensar puntos débiles. Este es un motivo adicional de por qué para las capas 52 superficiales firmes fabricadas según la invención pueden ser suficientes grosores y/o densidades aparentes aún más reducidos respecto a la explicación anterior.

Además de un producto compuesto pueden fabricarse según el procedimiento según la invención también productos a partir de lana mineral, especialmente lana de roca, que exclusivamente presentan una estructura de fibra isótropa. Un caso de aplicación típico serían las denominadas placas de aislamiento acústico al ruido de pasos o placas de aislamientos de azoteas, pudiendo recalcarse estas últimas para un aumento adicional de su resistencia a la presión de manera bi o tridimensional.

Claims (18)

1. Procedimiento para la fabricación de productos a partir de lana mineral, en el que en primer lugar se genera un material no tejido primario con una estructura de fibras preferiblemente laminar porque se rocían fibras con un aglutinante en su trayecto a través de un pozo de caída, perfeccionándose entonces el material no tejido primario para formar un material no tejido final, triturándose de manera mecánica el material de lana mineral del material (2, 2') no tejido primario a partir de su estructura compuesta para formar flocas (9) de lana de mineral y depositándose a continuación de nuevo las flocas (9) de lana mineral para formar el material (4) no tejido final de tal manera que el material de lana mineral se encuentra tras su nueva deposición en el material (4) no tejido final de forma isótropa, caracterizado porque en la trituración del material de lana mineral del material no tejido primario el aglutinante se encuentra aún de forma no endurecida.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la trituración del material de lana mineral del material (2, 2') no tejido primario se realiza mediante una operación combinada de golpeo y corte.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque en la operación de golpeo y corte dientes (7, 7') configurados de manera diferente con respecto a su forma, que forman parte de listones (14) dispuestos con ejes paralelos en el lado circunferencial en un rodillo (8, 8') de flocado, se engranan con un juego (15) con salientes correspondientes de un pisador (6, 6') para el material (2, 2') no tejido primario.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material (2, 2') no tejido primario se suministra a través de un dispositivo transportador, especialmente una cinta (12') transportadora, a la operación de golpeo y corte de modo que se guía de manera forzada entre la cinta (12') transportadora y el pisador (6, 6').

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la cinta (12') transportadora y el pisador (6') discurren de manera cónica entre sí en la dirección de transporte.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los dientes (7, 7') están configurados de manera alternante como dedos (16) de golpeo y como cuchillas (17) de corte.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque los dedos (16) de golpeo y las cuchillas (17) de corte están dotados en sus superficies de golpeo o de corte de un revestimiento de alta resistencia al desgaste.

8. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque las cuchillas (17) de corte están configuradas de manera alternante con un tamaño diferente (17a, 17b) y están orientadas con sus puntas cónicas en cada caso radialmente con respecto al rodillo (8, 8') de flocado.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los pisadores (6, 6') están formados de manera alternante por dedos (18) de deslizamiento rígidos, que en cada caso llegan hasta la proximidad de las cuchillas (17a) de corte más pequeñas y por unidades (19) de transporte en forma de barra, que llegan hasta la proximidad de las cuchillas (17b) de corte más grandes.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque como unidades (19) de transporte en forma de barra sirven cadenas de circulación sin fin.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la trituración del material de lana mineral del material (2, 2') no tejido primario para obtener flocas (9) de lana mineral se realiza especialmente mediante los dedos (16) de golpeo una compresión previa de las flocas (9) de lana mineral.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la compresión previa de las flocas (9) de lana mineral asciende a más del 50% con respecto a la densidad del material (2, 2') no tejido primario.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las flocas (9) de lana mineral presentan una extensión media de 10 a 30 mm.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque las flocas (9) de lana mineral presentan una extensión media de 10 a 20 mm.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material (4) no tejido final presenta una densidad aparente menor que el material (2, 2') no tejido primario.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material (4) no tejido final con su estructura isótropa se combina con al menos un material (51) no tejido de lana mineral adicional.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado porque la combinación del material (4) no tejido final y el material (51) no tejido de lana mineral adicional se someten juntos a una operación de recalcado.

18. Procedimiento según las reivindicaciones 16 ó 17, caracterizado porque el material (51) no tejido de lana mineral adicional presenta una estructura de fibras laminar.