ES2347149T3 - Dispositivo y procedimiento de obtencion de un producto a base de fibras minerales. - Google Patents

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ES2347149T3 ES04742668T ES04742668T ES2347149T3 ES 2347149 T3 ES2347149 T3 ES 2347149T3 ES 04742668 T ES04742668 T ES 04742668T ES 04742668 T ES04742668 T ES 04742668T ES 2347149 T3 ES2347149 T3 ES 2347149T3
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Abstract

Dispositivo de formación de fibras minerales por centrifugación interna que contiene: - una centrifugadora (1) apta para girar alrededor de un eje X, principalmente vertical y cuya banda periférica (11) está perforada con muchos orificios (12), - una cestilla (2) en el fondo (20) y en una pared (21) asociada al interior de la centrifugadora (1), estando la pared perforada con orificios (22), - un medio de estirado gaseoso a alta temperatura en forma de quemador anular (3), - un medio neumático para canalizar/ajustar las dimensiones de las fibras en forma de una corona de soplado (4), - un medio mecánico (6) que comprende una pared (60) dispuesta alrededor de la centrifugadora (1) enfrente de su banda periférica (11) al menos, caracterizado porque la altura de la pared (21) es inferior a la altura de la banda periférica (11) de la centrifugadora y el fondo (20) de la cestilla (2) está sensiblemente a la altura de la parte (14) más baja de la banda periférica (11) de la centrifugadora con ayuda de medios de bajada o de separación (23) de la cestilla con relación a la parte superior (16) de la centrifugadora.

Description

Dispositivo y procedimiento de obtención de un producto a base de fibras minerales.
La invención se refiere a productos a base de fibras minerales, tales como la lana de vidrio, destinadas a entrar, por ejemplo, en la composición de productos de aislamiento térmico y/o acústico.
Estos productos se obtienen por un procedimiento de centrifugación interna asociada a un estirado por una corriente gaseosa a alta temperatura.
De manera conocida, este procedimiento de formación de fibras consiste en introducir un hilillo de vidrio fundido en una centrifugadora, aún denominada plato de fibrado, girando a gran velocidad y perforado en su periferia por un número muy grande de orificios por los que el vidrio es proyectado en forma de filamentos bajo el efecto de la fuerza centrífuga. Estos filamentos se someten entonces a la acción de una corriente anular de estirado a temperatura y velocidad elevadas a lo largo de la pared de la centrifugadora, corriente que les adelgaza y les transforma en fibras. Las fibras formadas son arrastradas por esta corriente gaseosa de estirado hacia un dispositivo de recepción generalmente constituido por una banda permeable a los gases.
La invención se interesa más específicamente sin carácter limitativo sin embargo, a los productos de aislamiento térmico y/o acústico que presentan propiedades mecánicas particularmente elevadas, para aplicaciones específicas que necesitan tales propiedades. Se trata principalmente de productos de aislamiento que se presentan en forma de fieltros que están adaptados a soportar elementos de albañilería y que deben por consiguiente resistir fuertes compresiones tales como los elementos que sirven para el aislamiento de techumbres de terrazas accesibles a la circulación. Este es también el caso de los productos utilizados en el aislamiento para el exterior y que deben poder, principalmente, resistir a esfuerzos de desgarro.
Para conseguir estas prestaciones, este tipo de producto de aislamiento es generalmente de fuerte densidad, por ejemplo de al menos 40 kg/m^{3}, y ha sufrido, después de la operación de fibrado propiamente dicha, una operación encaminada a que las fibras en el interior del fieltro tomen direcciones tan variadas como sea posible sin modificar demasiado de manera sensible la orientación general de la capa de fibras resultante de la centrifugación. Esta operación consiste principalmente en un "rizado" de las fibras, obtenido mediante el paso de la capa de fibras entre dos series de cintas transportadoras que delimitan sus caras inferior y superior, dando como resultado una compresión longitudinal del paso de un par de cintas transportadoras animadas por una determinada velocidad a un par de cintas transportadoras de velocidad inferior a la anterior. Este tipo de operación está descrito por ejemplo en la patente EP-0 133 083, o incluso en el documento EP-B1-0889981.
Sin embargo, se ha constatado que esta operación de rizado no permitía siempre obtener la mejora en las propiedades mecánicas esperada.
El documento de la solicitud de patente publicada WO 01/38245 tiene precisamente por objetivo mejorar las propiedades mecánicas de los productos de aislamiento térmico y/o acústico (o al menos de asegurar una mejor constancia de estas propiedades de un producto al otro), sin degradar por ello las propiedades de aislamiento, concentrándose más específicamente en los productos de aislamiento de alta densidad que han sufrido un rizado.
En lugar de tratar de modificar los parámetros del procedimiento de rizado habitual, este documento ha estudiado las razones por las cuales este rizado no era siempre satisfactorio. Se ha llegado a la conclusión de que después del rizado, sucedía que las fibras no presentaban suficientemente la orientación isótropa que se esperaba, y que ésta era debida al hecho, principalmente, de que sus dimensiones no eran forzosamente las más adaptadas: las fibras, demasiado largas, eran difíciles por simple rizado de reorientar tan aleatoriamente como era necesario para asegurar la mejor resistencia al desgarro y a la compresión.
El objeto de este documento ha consistido entonces en modificar las condiciones de fibrado para ajustar las dimensiones de las fibras a fin de que se presten mejor al rizado, principalmente haciéndolas más cortas.
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De manera clásica, un dispositivo de la técnica anterior de formación de fibras minerales por centrifugación interna conlleva:
- una centrifugadora apta para girar alrededor de un eje, principalmente vertical, y cuya banda periférica está perforada por muchos orificios,
- un medio de estirado gaseoso a alta temperatura en forma de quemador anular,
- un medio neumático para canalizar/ajustar las dimensiones de las fibras en forma de una corona de soplado.
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De hecho, esquemáticamente, la capa de gas producida por el medio neumático que es la corona de soplado no constituye una barrera neumática "estanca", en el sentido que todas o parte de las fibras están animadas por una fuerza centrífuga suficiente para atraverserla. En cambio, esta barrera neumática las frena, cambiando opcionalmente la dirección de su movimiento; pero también a actuar sobre sus dimensiones: cuando las fibras chocan con la capa de gas frío, el choque que se produce es suficientemente fuerte para que las fibras puedan opcionalmente romperse.
Este es por consiguiente un medio conocido para controlar la longitud de las fibras. Sin embargo, es insuficiente para obtener verdaderamente una longitud de fibras suficientemente corta para autorizar un rizado en las mejores condiciones sin comprometer por tanto sus capacidades de aislamiento.
Además, el documento citado WO 01/38245 ha modificado la manera con la que se canalizan las fibras que han experimentado el estirado gaseoso en caliente a partir de un dispositivo habitual de la técnica anterior.
Así, está previsto según este documento además de dicho medio neumático, otro medio consistente en un medio mecánico que comprende una pared refrigerada dispuesta alrededor de la centrifugadora enfrente de su banda periférica al menos.
El medio mecánico adicional recomendado por este documento ha demostrado ser muy eficaz para completar la acción de la corona de soplado y ofrecer más posibilidades para controlar la dimensión de las fibras. Se trata aquí por consiguiente de añadir a la barrera neumática de la corona de soplado otra barrera, esta vez mecánica, dispuesta alrededor de la centrifugadora más allá de la barrera neumática, que va también a cumplir dos funciones: en primer lugar, va a canalizar todas las fibras, todas las que habiendo ya podido atravesar la primera barrera neumática, bajo el órgano receptor de las fibras, a continuación, va a permitir ajustar más finamente la longitud de las fibras recogidas: los choques de las fibras contra la pared física permiten acortarlas de manera muy eficaz para obtener un rizado óptimo. Además, esta pared está refrigerada, de manera que las fibras que entran en contacto con ella, que están todavía relativamente calientes, no corren peligro de pegarse a ella.
Sin embargo, la adición de este medio mecánico constituido por la pared anular dispuesta cerca y en el eje de la centrifugadora impide la colocación alrededor de esta última de un inductor anular recorrido por una corriente eléctrica, muy conocido en la técnica existente, que permite cuando está presente, calentar por inducción el interior de la banda de la pared periférica de la centrifugadora que tiene tendencia a enfriarse. Este enfriamiento está además acentuado por la adición de la pared refrigerada.
De hecho, el dispositivo del documento citado que no posee inductor anular y que utiliza una pared anular refrigerada tiene como inconveniente el presentar un interior de la banda que se refrigera, la cual tiene tendencia a llevar consigo a lo largo del tiempo una dificultad del paso de los filamentos a través de los orificios inferiores de la centrifugadora, llegando a no producir más filamentos sino partículas desfibradas y/o desvitrificadas, y llegando incluso a taponar los orificios. Los ensayos han demostrado que este fenómeno es marginal cuando se piensa producir fibras de "diámetro grueso", particularmente del orden de 10 \mum de diámetro como en el documento citado, pero se acentúa de manera muy significativa cuando se trata de obtener fibras más finas, principalmente del orden de menos de 6 \mum de diámetro.
Además, el producto final de este documento citado, comercializado en particular por la sociedad SAINT-GOBAIN ISOVER bajo la denominación LITOBAC, presenta, determinadas fibras más cortas que las obtenidas habitualmente, pero con la presencia posible de granos o partículas desvitrificadas, lo que puede afectar a sus cualidades mecánicas (resistencia a la compresión y al desgarro) y térmicas.
Además, este producto con fibras más cortas presenta fibras relativamente gruesas, del orden de 10 \mum de diámetro, y más exactamente con un micronaire de 6,8 de 5 gramos. Según esto este grosor de fibras produce un producto áspero al tacto lo que hace que su manipulación sea más bien incomoda. Se recuerda que la finura de las fibras viene determinada por el valor de su micronaire (F) de 5 g. La medida del micronaire denominada también "índice de finura" da cuenta de la superficie específica gracias a la medida de la pérdida de carga aerodinámica cuando una cantidad dada de fibras extraídas de un colchón no ensimado se somete a una presión dada de un gas, en general aire o nitrógeno. Esta medida es habitual en las unidades de producción de fibras minerales, está normalizada (DIN 53941 o ASTM D 1448) y utiliza un aparato denominado "aparato micronaire".
Además, se conoce por el documento US-A-3560179 un dispositivo de fibrado que posee las características del preámbulo de la reivindicación 1. Sin embargo la cestilla está mucho más alta en las centrifugadoras con la configuración actual que son de mayor diámetro y de forma más recogida.
La invención tiene por consiguiente por objeto proporcionar un dispositivo de formación de fibras minerales por centrifugación interna que adaptado a las centrifugadoras actuales permite obtener un producto de aislamiento térmico y/o acústico, que sin presentar los inconvenientes de la técnica anterior mejora sus cualidades de resistencia al desgarro y a la compresión.
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Según la invención, el dispositivo de formación de fibras minerales por centrifugación interna comporta:
- una centrifugadora apta para girar alrededor de un eje X, principalmente vertical, y cuya banda periférica está perforada por muchos orificios,
\sqbullet una cestilla en el fondo y en una pared asociada al interior de la centrifugadora, estando la pared perforada por orificios,
\sqbullet un medio de estirado gaseoso a alta temperatura en forma de quemador anular,
\sqbullet un medio neumático para canalizar/ajustar las dimensiones de las fibras en forma de una corona de soplado,
\sqbullet un medio mecánico que comprende una pared dispuesta alrededor de la centrifugadora enfrente de su banda periférica al menos,
se caracteriza porque la altura de la pared de la cestilla es inferior a la altura de la banda periférica de la centrifugadora y el fondo de la cestilla está sensiblemente a la altura de la parte más baja de la banda periférica de la centrifugadora con ayuda de medios de bajada o de separación de la cestilla con relación a la parte superior de la centrifugadora.
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Estos medios de bajada o de separación consisten principalmente en una cuña asociada por una parte a la cestilla y por otra parte a la parte superior de la centrifugadora.
Según otra característica, la pared está refrigerada y es al menos parcialmente cilíndrica o en forma de un tronco de cono ensanchado con preferencia en la parte superior.
Preferentemente en este dispositivo, la temperatura del quemador está destinada a ser al menos igual a 1500ºC, con preferencia al menos igual a 1600ºC, y la presión del quemador está destinada a ser al menos igual a 5886 Pa (600 mm c.a.), con preferencia alrededor de 6377 Pa (650 mm c.a.).
Según la invención, el producto obtenido por el dispositivo descrito anteriormente se caracteriza porque no contiene partículas desvitrificadas y/o desfibradas, la longitud de las fibras es como máximo igual a 2 cm, con preferencia inferior a 1,5 cm, y las fibras presentan un micronaire inferior o igual a 4 para 5 gramos, principalmente comprendido entre 2,5 y 4 para 5 gramos, o un micronaire inferior o igual a 18 l/min, principalmente comprendido entre 11 y 15 l/min, en particular del orden de 12 a 13 l/min.
En el marco de la invención, la longitud de las fibras se define por la medida de la longitud de un mechón de fibras, tomado principalmente con una pinza y que pesa entre 0,5 y 1 gramo, en una muestra de producto desprovisto de aglomerante, es decir bien un producto tomado directamente en la centrifugadora o bien un producto desensimado.
En el marco de la invención un producto "que no contiene partículas desvitrificadas y/o desfibradas" se define como un producto que presenta menos del 1% de partículas en peso y cuyo diámetro aparente de la partícula es superior a 40 \mum (por ejemplo partículas en forma de gotitas).
Así, el producto obtenido con el dispositivo o por el procedimiento de la invención tiene la ventaja de dar lugar, por sus fibras más cortas, a buenas propiedades de resistencia al desgarro y a la compresión, por un débil micronaire de las fibras, a una conductividad térmica más interesante (más débil) que la del producto de tipo LITOBAC y a un tacto del producto mucho más agradable, más suave que el del producto de tipo LITOBAC.
A título indicativo, se puede observar una relación de correspondencia entre los valores micronaire así obtenidos en el marco de la invención y el valor del diámetro medio de la muestra de fibras. Globalmente, un valor micronaire de alrededor de 12 l/min corresponde a un diámetro medio de 2,5 a 3 \mum, un valor de 13,5 l/min corresponde sensiblemente a un diámetro medio de 3 a 3,5 \mum, y por último 18 l/min a alrededor de 4 a 5 \mum.
Según una característica, el producto presenta una densidad al menos igual a 40 kg/m^{3}, particularmente comprendida entre 60 y 200 kg/m^{3}, es decir igual o superior a 80 kg/m^{3}, en particular inferior a 120 kg/m^{3}.
Según otra característica, se obtiene a partir de una centrifugación interna por vertido de vidrio fundido en una cestilla provista de orificios desde los cuales se expulsan filamentos primarios hacia la banda periférica de una centrifugadora que lleva asimismo orificios de donde se expulsan los filamentos, estando el fondo de la cestilla sensiblemente a la altura de la parte más baja de la centrifugadora.
Los filamentos expulsados de la centrifugadora son estirados por gas a alta temperatura emitido desde la salida de un quemador a una temperatura de al menos 1500ºC, con preferencia de al menos 1600ºC, particularmente comprendida entre 1500 y 1650ºC.
Ventajosamente, el producto se obtiene a partir de un estirado de filamentos, expulsados desde una centrifugadora, bajo una corriente gaseosa a alta temperatura que se emite desde la salida de un quemador cuya presión es más bien al menos igual a 5886 (600 mm c.a.), con preferencia alrededor de 6377 Pa (650 mm c.a.).
El producto obtenido mediante esta forma de realización anteriormente es el resultado según otra característica de los filamentos expulsados desde la centrifugadora que se canalizan con la ayuda de un medio neumático, del tipo chorros de gas, de manera que se producen fibras que a su vez son de nuevo canalizadas y ajustadas en longitud con ayuda de un medio mecánico, de tipo pared, contra el que chocan las fibras.
Según otra característica, el producto se obtiene a partir de las composiciones de vidrio descritas en las solicitudes de patente EP 0 399 320 y EP 0 412 878, o incluso en la solicitud de patente WO 00/17117.
Así, se puede citar las composiciones de vidrio siguientes.
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En proporciones en peso:
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1 
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y contienen más del 0,1% en peso de pentóxido de fósforo cuando el porcentaje en peso de alúmina es igual o superior al 1%.
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O como otra composición, en mol%:
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2 
\newpage
O de nuevo, la composición de vidrio siguiente en proporciones en peso, siendo el contenido en alúmina con preferencia superior o igual al 16% en peso,
4
Ventajosamente, se utiliza para fabricar paneles para techo de densidad comprendida entre 80 y 150 kg/m^{3}, de índice de elasticidad del orden de 10%, que presentan una resistencia al desgarro tras el envejecimiento de al menos 20 kPa y una resistencia a la compresión de alrededor de 70 kPa para un espesor de alrededor de 50 mm o de al menos 55 kPa para un espesor de alrededor de 80 mm, así como una conductividad térmica de como máximo 35 mW/m.K.
La invención se refiere asimismo a un procedimiento de formación de fibras minerales para obtener un producto de aislamiento térmico y/o acústico. Este procedimiento que comprende un dispositivo de formación de fibras tal como el descrito anteriormente, y un rizado, se caracteriza porque los filamentos expulsados desde la centrifugadora se obtienen a partir de una centrifugadora cuyo fondo de la cestilla se ha bajado de manera que está sensiblemente a la altura de la parte más baja de la centrifugadora.
Ventajosamente, se puede asimismo prever el aumentar el número de orificios de la centrifugadora por unidad de superficie con respecto al número de orificios de las centrifugadoras existentes.
Otras ventajas y características de la invención se describirán ahora con más detalle a la vista de los dibujos adjuntos, en los cuales:
Las figuras 1 y 3 son fotografías de vistas parciales de un producto obtenido con el dispositivo o por el procedimiento de la invención;
las figuras 2 y 4 son fotografías de vistas parciales de un producto de la técnica anterior;
la figura 5 es una fotografía de un producto obtenido con el dispositivo o por el procedimiento de la invención y de un producto de la técnica anterior desgarrados en una misma dirección;
la figura 6 es una vista esquemática en corte vertical del dispositivo de fibrado según la invención;
la figura 7 es una vista ampliada y parcial de la figura 6.
Se trata por las fotografías 1 y 2 de mostrar la diferencia de longitud de las fibras entre el producto obtenido con el dispositivo o por el procedimiento de la invención y el habitual de la técnica anterior.
Las fibras se han extraído de productos en lana mineral, aquí en lana de vidrio, las cuales se obtienen por centrifugación interna y estirado por una corriente gaseosa a alta temperatura, y por rizado a partir de instalaciones de fibrado y de rizado que describiremos más adelante.
Los productos probados son muestras de 20 cm por 20 cm y de 50 mm de espesor recortados a partir de fieltros de dimensiones más grandes. Las dimensiones de las muestras se proporcionan a título de ejemplo para las presentes pruebas, pero naturalmente pueden ser diferentes sin que la etapa de desensimado que describimos a continuación y que precede a la toma de muestras de las fibras haya cambiado.
Estos productos presentan una densidad al menos igual a 40 kg/m^{3}, aquí de 100 kg/m^{3} y un micronaire de 3,5 para 5 gramos.
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La etapa de desensimado que precede a la toma de muestras de las fibras a partir de las muestras de productos fabricados de la técnica anterior y de la invención consiste en ponerlas en un horno durante tres horas según varios ciclos de calentamiento que son los siguientes:
\sqbullet
hornada de las muestras a una temperatura de 250ºC,
\sqbullet
primer ciclo de calentamiento a 250ºC durante una hora
\sqbullet
segundo ciclo de calentamiento durante una hora aumentando la temperatura de 250ºC a 350ºC,
\sqbullet
tercer ciclo de calentamiento durante una hora aumentando la temperatura de 350ºC a 450ºC,
\sqbullet
enfriamiento al aire ambiente durante media hora.
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La toma de muestras se hace a continuación con ayuda de una pinza de tipo para depilar arrancando un mechón de fibras. Después, el mechón de fibras se coloca frente a una regla o una cinta métrica para medirlo.
Se nota así, tal como se ve en las fotografías, que la longitud de las fibras de la invención es corta, como máximo igual a 2 cm, y de 1,5 cm para la fibra presentada aquí, mientras que la longitud de las fibras de la técnica anterior es de 3 a 4 cm es decir incluso de cerca de 10 cm, o sea sensiblemente el doble de longitud.
Además la diferencia de longitud de las fibras, se constata en el producto obtenido con el dispositivo o por el procedimiento de la invención ilustrado en la figura 3 (fotografía correspondiente a 5 cm de la muestra) un reparto multidireccional de las fibras muy homogéneo y sin "agujero", contrariamente al producto de la técnica anterior ilustrado en la figura 4 (fotografía correspondiente a 5 cm x 5 cm de la muestra) para el que tienen tendencia a formarse aglomerados de fibras pegadas entre ellas lo que genera orificios marcados par la referencia T en la figura.
Se pone así a prueba para el producto obtenido con el dispositivo o por el procedimiento de la invención, una estructura más compacta, que da lugar a un producto isótropo, lo que le asegura por consiguiente una liberación de las fibras en la prueba del desgarro mucho menos marcada que para un producto de la técnica anterior (figura 5). Se ve en efecto en la figura 5 que cuando las muestras se desgarran siguiendo el sentido de las flechas, el producto de la técnica anterior (muestra 1) presenta fibras que no están "soldadas", unidas entre ellas, contrariamente a la muestra de la invención (muestra 2).
Es sorprendente observar que el producto obtenido con el dispositivo o por el procedimiento de la invención presenta mejores propiedades mecánicas que la muestra según la técnica anterior. En efecto se podría pensar a primera vista que una muestra en la que las fibras son largas y están enredadas resiste más un esfuerzo mecánico que una muestra de fibras cortas. De hecho, las cifras de resistencia al desgarro y a la compresión son mejores para el producto obtenido con el dispositivo o por el procedimiento de la invención como veremos posteriormente en un cuadro recapitulativo. Se puede atribuir este efecto a una estructura más compacta que permiten las fibras más cortas.
Los ensayos siguientes han sido efectuados en muestras según la invención y según la técnica anterior:
La prueba de desgarro es según la norma EN 1607. Se toma una muestra de forma anular en sandwich entre dos cilindros uno de los cuales está fijo y el otro se desplaza en traslación siguiendo una velocidad del orden de 300 mm/min a fin de girar contra la muestra. Un detector de fuerza mide la fuerza con la que tiene lugar la ruptura de la muestra. Se realizan generalmente dos pruebas de desgarro, una primera en el producto obtenido a la salida de la fabricación, y una segunda en un producto envejecido que se obtiene a partir de un producto pasado en autoclave a una temperatura de 107ºC durante 45 minutes con un índice de humedad de 100% (resistencia después del autoclave).
La prueba de compresión es conforme a la norma EN 826. Consiste en aplicar una fuerza de compresión en las caras de una muestra cuadrada. Un detector de fuerza mide la fuerza para la que la compresión de la muestra corresponde a una deformación de 10% de su espesor inicial.
El producto se obtiene a partir de un procedimiento principal y de un dispositivo de fibrado parecidos a los de la técnica anterior, a los que se han añadido modificaciones. Estas modificaciones se muestran importantes para obtener productos de buena calidad.
De la misma manera que en la técnica anterior, el dispositivo de fibrado lleva una centrifugadora de tipo sin fondo 1, una cestilla en el fondo llena 2 dispuesta en el interior de la centrifugadora, un quemador anular 3 y una corona de soplado 4 que rodea la centrifugadora.
La centrifugadora sin fondo 1 está fijada a un medio cogida en un eje hueco 10 de rotación según un eje X montado vertical, siendo accionado el eje por un motor no representado.
La centrifugadora 1 lleva una banda periférica 11 que está atravesada por un gran número de orificios 12. Los orificios, de diámetro comprendido entre 9/10 y 6/10 mm, están formados por hileras que están repartidas en tres grupos de arriba a abajo: las hileras intermedias tiene un diámetro de orificio inferior a las hileras superior e inferior de al menos 0,1 o 0,2 mm.
La cestilla 2 en el fondo llena 20 está asociada a la centrifugadora estando dispuesta en el interior de la centrifugadora de manera que su abertura esté situada enfrente del extremo libre del eje hueco 10 y que su pared 21 esté sensiblemente alejada de la banda periférica 11.
La pared cilíndrica 21 de la cestilla está atravesada por un pequeño número de orificios 22 relativamente gruesos, por ejemplo de un diámetro del orden de 3 mm.
Un hilillo de vidrio fundido alimenta la centrifugadora pasando por el eje hueco 10 y se evacua en la cestilla 2. El vidrio fundido, por el paso a través de los orificios 22 de la cestilla, se distribuye luego en forma de hilillos primarios 5 y se dirige hacia el interior de la banda periférica 11 de la que son expulsados a través de los orificios 12 bajo el efecto de la fuerza centrífuga en forma de filamentos 50.
Las composiciones de vidrio utilizadas para los productos obtenidos con el dispositivo o por el procedimiento de la invención pueden ser diversos. En las solicitudes de patente EP 0 399 320 y EP 0 412 878 se describen ejemplos de composiciones.
A título de ejemplo, una composición es la siguiente para la que los elementos se expresan en porcentaje másico.
5
Se puede citar asimismo otro ejemplo de composición de vidrio extraído de la solicitud de patente WO 00/17117 que presenta la ventaja de una resistencia mejorada a la temperatura. Los elementos se expresan en porcentaje másico.
6
El quemador anular 3 es conforme a lo dado a conocer en la patente EP 0 189 354. Genera un chorro gaseoso cuya temperatura en los bordes del quemador está comprendida entre 1500 y 1650ºC, preferentemente igual a 1550ºC.
La corona de soplado 4 que constituye el medio neumático conocido por participar en la canalización de las fibras lleva elementos generadores de chorros de gas, preferentemente independientes y divergentes que se reúnen por debajo de la hilera de orificios más baja de la banda periférica 11. Se prefieren dos formas de realización: un anillo tubular perforado con orificios sobre los que están fijados tetones o una serie de boquillas.
Esta barrera neumática así formada frena las fibras, cambiando opcionalmente la dirección de su movimiento. Además, al chocar con la capa de gas frío, las fibras se rompen por el choque suficientemente fuerte generado.
Contrariamente a la técnica anterior, el dispositivo de la invención ne lleva inductor anular para el calentamiento de la banda periférica 11.
Según la invención, el dispositivo lleva un medio mecánico que sirve para romper las fibras que se presenta en forma de un dispositivo anular 6 provisto de una pared exterior 60 en acero inoxidable, girado hacia la centrifugadora 1 y en forma de un tronco de cono ensanchado hacia arriba. Este dispositivo 6 es conforme a las enseñanzas del documento WO 01/38245. Ventajosamente, comprende una cavidad interna 61 que constituye un sistema de enfriamiento por circulación de agua para garantizar que la pared 60 con la que las fibras van a entrar en contacto queda a una temperatura suficientemente pequeña para que no queden pegadas a ella, sino que "reboten" y se rompan opcionalmente bajo el impacto.
Según la invención, otra modificación frente a la técnica anterior consiste en bajar el fondo 20 de la cestilla 2 con relación al extremo libre del eje hueco 10 de manera que el fondo 20 esté sensiblemente a la altura de la parte 14 más baja de la banda periférica 11 de la centrifugadora, denominada todavía bajo de banda (figura 7).
Esta bajada o separación complementaria con relación a la parte superior 16 de la centrifugadora se realiza por ejemplo mediante una cuña 23 fijada mecánicamente, con tornillos por ejemplo, de una parte a la cestilla 2 y de otra parte a la pieza de suspensión habitual 15 solidaria de la centrifugadora 1. La cuña asegura una separación complementaria con el extremo libre del eje y por consiguiente con la parte superior 16 de la centrifugadora.
Esta configuración permite al vidrio fundido que sale de los orificios 22 de la cestilla dispersarse en la parte baja de la banda 14 de la centrifugadora, ahora así esta parte tiene una temperatura suficiente para no obstruir los orificios inferiores 12, alcanzando el vidrio incluso los orificios superiores por la fuerza centrífuga. Así las fibras proyectadas al exterior de la centrifugadora están esencialmente desprovistas de granos, o partículas desvitrificadas.
Por último, a la salida del dispositivo de la invención, después de haber chocado con la pared 60, las fibras, de manera convencional se depositan en capas sobre un tapiz después de la pulverización de aglomerante bajo la centrifugadora (no ilustrado). No están representados tampoco, ya que son habituales en la técnica anterior, el tratamiento térmico para reticular el aglomerante principalmente, y el rizado de la capa según lo dado a conocer en la patente EP- 133 083.
El producto resultante del estirado según el dispositivo de la invención y del rizado permite obtener una finura de fibras correspondiente a un micronaire inferior o igual a 4 para 5 gramos, particularmente comprendido entre 2,5 y 4 para 5 gramos; en particular, un micronaire de 3/5 g corresponde a un diámetro medio comprendido entre 4 y 6 \mum. El producto obtenido con el dispositivo o por el procedimiento de la invención presenta así la ventaja de llevar fibras finas, como puede existir en el producto convencional de la técnica anterior tal como la muestra 1, pero queda mejor en finura que el producto conforme al de la solicitud WO 01/38245 para el que el micronaire alcanza 6,8 para 5 gramos. Esta finura asegura un tacto mucho más suave y una ganancia en la conductividad térmica de 0,5 a
1 mW/m.K.
La tabla I a continuación resume y permite una comparación de las características de un producto convencional según la técnica anterior, de un producto conforme a la solicitud WO 01/38245 denominado LITOBAC, y de un producto obtenido con el dispositivo o por el procedimiento de la invención, estos tres productos presentan una densidad de 100 kg/m^{3} y un índice de aglomerante másico con relación a la lana de vidrio de alrededor del 10%. Se trata en particular de paneles de aislamiento para terrazas con techumbres accesibles a la circulación de un espesor de
50 mm.
TABLA I
7
El producto obtenido con el dispositivo o por el procedimiento de la invención citado a título de ejemplo en la tabla I anteriormente es por consiguiente resultado de un dispositivo que presenta como particularidades con relación a la técnica anterior, el tener una pared refrigerada contra la que rebotan las fibras y se rompen, así como un descenso del fondo de la cestilla a una altura sensiblemente equivalente la de la parte más baja de la banda periférica de la centrifugadora.

Claims (13)

1. Dispositivo de formación de fibras minerales por centrifugación interna que contiene:
\sqbullet una centrifugadora (1) apta para girar alrededor de un eje X, principalmente vertical y cuya banda periférica (11) está perforada con muchos orificios (12),
\sqbullet una cestilla (2) en el fondo (20) y en una pared (21) asociada al interior de la centrifugadora (1), estando la pared perforada con orificios (22),
\sqbullet un medio de estirado gaseoso a alta temperatura en forma de quemador anular (3),
\sqbullet un medio neumático para canalizar/ajustar las dimensiones de las fibras en forma de una corona de soplado (4),
\sqbullet un medio mecánico (6) que comprende una pared (60) dispuesta alrededor de la centrifugadora (1) enfrente de su banda periférica (11) al menos,
caracterizado porque la altura de la pared (21) es inferior a la altura de la banda periférica (11) de la centrifugadora y el fondo (20) de la cestilla (2) está sensiblemente a la altura de la parte (14) más baja de la banda periférica (11) de la centrifugadora con ayuda de medios de bajada o de separación (23) de la cestilla con relación a la parte superior (16) de la centrifugadora.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de descenso o de separación (23) consisten en una cuña asociada a una parte en la cestilla (2) y por otra parte a la parte superior (16) de la centrifugadora.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2 caracterizado porque la pared (60) está destinada a ser enfriada y al menos parcialmente cilíndrica o en forma de un tronco de cono ensanchado preferentemente en la parte superior.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la temperatura del quemador (3) está destinada a ser de al menos 1500ºC, preferentemente de al menos 1600ºC.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la presión del quemador (3) es al menos igual a 5886 Pa (600 mm c.a.), preferentemente alrededor de 6377 Pa (650 mm c.a.).
6. Procedimiento de formación de un producto a base de fibras minerales, por centrifugación interna por medio de una centrifugadora (1) en la que fluye vidrio fundido y desde la cual se expulsan filamentos (50), por estirado gaseoso a alta temperatura mediante una corriente gaseosa de estirado emitido por un quemador (3) y a través del que los filamentos se transforman en fibras, y por rizado, caracterizado porque el dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque se regula la temperatura del quemador y/o su presión en función de la temperatura del vidrio fundido.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la temperatura del quemador es de al menos 1500ºC, preferentemente de al menos 1600ºC.
9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque la presión del quemador es de al menos 5886 Pa (600 mm c.a.), preferentemente alrededor de 6377 Pa (650 mm c.a.).
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque las fibras se canalizan con ayuda de un medio neumático (4), de tipo chorros de gas, y ajustados en longitud con ayuda de un medio mecánico (6), del tipo pared, contra el que chocan las fibras.
11. Utilización del dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5 en combinación con el procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 10 para formar un producto de aislamiento térmico y/o acústico a base de fibras minerales, no conteniendo el producto partículas desvitrificadas y/o desfibradas, siendo la longitud de las fibras como máximo igual a 2 cm, preferentemente inferior a 1,5 cm, y presentando las fibras un micronaire inferior o igual a 4 en 5 gramos, particularmente comprendido entre 2,5 y 4 en 5 gramos, o un micronaire inferior o igual a 18 l/min, particularmente comprendido entre 11 y 15 l/min, en particular del orden de 12 a 13 l/min.
12. Utilización según la reivindicación 11, caracterizada porque presenta una densidad al menos igual a 40 kg/m^{3}, particularmente comprendida entre 60 y 200 kg/m^{3}, o igual o superior a 80 kg/m^{3}, en particular inferior a 120
kg/m^{3}.
13. Utilización según la reivindicación 11 o 12, caracterizada porque se utiliza para fabricar paneles de techo de densidad comprendida entre 80 y 150 kg/m^{3}, de índice aglomerante del oren de 10%, que presentan una resistencia al desgarro después de envejecimiento de al menos 20 kPa y una resistencia a la compresión de alrededor de 70 kPa para un espesor de alrededor de 50 mm o de al menos 55 kPa para un espesor de alrededor de 80 mm, así como una conductividad térmica de como máximo 35 mW/m.K.
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