ES2535505T3

ES2535505T3 - Panel de material compuesto no combustible y procedimiento de fabricación

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Publication number: ES2535505T3
Application number: ES11745805.9T
Authority: ES
Inventors: Eberhard Correa; Bertrand Koenig
Original assignee: Alcoa Architectural Products SAS
Current assignee: Alcoa Architectural Products SAS
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2015-05-12
Anticipated expiration: 2031-08-19
Also published as: US20130216796A1; RU2581406C2; RS54099B1; EP2605905B1; EP2420380A1; US9346243B2; RU2013111999A; WO2012022808A1; EP2605905A1

Abstract

Un panel de material compuesto, que comprende dos capas externas y un núcleo, consistiendo el núcleo en una mezcla de materiales individuales que incluye: - de 50 a 65 % en peso de un primer tipo de hidróxido de magnesio, siendo el primer tipo de hidróxido de magnesio un hidróxido de magnesio con un tamaño de partícula promedio de 0,3 a 1,0 mm; - de 15 a 25 % en peso de cargas ligeras; - de 10 a 20 % en peso de un segundo tipo de hidróxido de magnesio, siendo el segundo tipo de hidróxido de magnesio un hidróxido de magnesio con un tamaño de partícula promedio de 10 a 100 μm; - de 5 a 10 % en peso de aglutinantes; - de 0 a 2 % en peso de un tercer tipo de hidróxido de magnesio, siendo el tercer tipo de hidróxido de magnesio un hidróxido de magnesio con un tamaño de partícula promedio de 1 a 10 μm; - de 0 a 2 % en peso de adherentes; - hasta un 3 % en peso de aglutinantes inorgánicos; y - hasta un 1 % en peso de estabilizantes, en el que la mezcla del núcleo incluye espuma de vidrio como carga ligera, y en el que el segundo tipo de hidróxido de magnesio y el tercer tipo de hidróxido de magnesio tienen tamaños de partícula diferentes que no solapan entre sí.

Description

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DESCRIPCIÓN

Panel de material compuesto no combustible y procedimiento de fabricación

La presente invención se refiere a un panel de material compuesto de acuerdo con la materia sujeto de la reivindicación independiente 1. En particular, la presente divulgación se refiere a un panel de material compuesto no combustible, que comprende dos capas externas y un núcleo. Además, se describe un procedimiento para fabricar dichos paneles de material compuesto representados.

El documento EP 0 616 985 A2 se refiere a paneles de materiales compuestos que tienen dos capas externas y un núcleo, presentando dicho núcleo una mezcla que contiene un material de carga y un agente aglutinante, y se refiere también al uso de dichos paneles de materiales compuestos.

El documento US 5 507 894 A se refiere a paneles de materiales compuestos con una elevada capacidad contra la propagación de incendios, teniendo dichos paneles de materiales compuestos dos capas externas y un núcleo que presenta una mezcla del núcleo que contiene hidróxido de aluminio en forma compactada, cargas ligeras, en algunos casos, hidróxido de aluminio de grano fino o astilloso, hidróxido de magnesio a voluntad y agentes aglutinantes basados en polímeros. Los paneles de materiales compuestos son adecuados, por ejemplo, como paneles de fachadas para las construcciones de edificios.

Debido a sus propiedades mecánicas excepcionales, los paneles de materiales compuestos tienen una amplia variedad de aplicaciones tales como la construcción de aeronaves o la arquitectura. En arquitectura, por ejemplo, los paneles de materiales compuestos se usan en paredes externas, toldos para comercios, señalización y techos. Dependiendo de su composición, los paneles de materiales compuestos pueden presentar muchas características ventajosas tales como las de ser resistentes a las inclemencias del tiempo, absorbentes del ruido, contra la propagación de incendios, ligeros y fáciles de cortar, resistentes al impacto y fáciles de mantener. Los paneles de materiales compuestos son conocidos también como elementos de tipo sándwich, ya que consisten habitualmente en una pluralidad de diferentes capas dispuestas sobre la parte superior de la anterior. En muchos casos, los paneles de materiales compuestos presentan al menos tres capas, en particular, una capa de núcleo así como dos capas externas unidas a ambos lados del núcleo.

Ante todo, los paneles de materiales compuestos de aluminio se utilizan en aplicaciones de arquitectura, tales como el revestimiento de edificios modernos. Aunque los paneles de materiales compuestos de aluminio son de peso excesivamente ligero, presentan una elevada durabilidad y son fáciles de procesar. Como consecuencia de su aplicación en hospitales, túneles y estadios, sin embargo, existe una necesidad de paneles de materiales compuestos que sean incombustibles. Este requisito se especifica en la Norma Europea EN 13501-1. Dependiendo de propiedades tales como su tipo comportamiento frente al fuego, generación de humos, gotículas ardientes, etc, los materiales se clasifican en diferentes categorías. Una vista general de las diferentes clases especificadas por la Norma Europea, en comparación con las normas nacionales de Alemania y Francia, se representa en la tabla 1 (en vigor en julio de 2010).

Tabla 1: panorama general de la clasificación de inflamabilidad europea, alemana y francesa

Inflamabilidad: Europa (EN-13501) Alemania (DIN 4102) Francia (NF-P92501)

No inflamable: A1, A2-s1 d0 A1, A2 M0

Inflamabilidad baja: A2-s2 d0, B, C B1 M1, M2

Inflamabilidad moderada: D, E B2 M3

Inflamabilidad alta: F B3 M4

Para proporcionar un material que cumpla los criterios de ser no combustible, debe clasificarse como A1 o A2 –s1 d0

(s: generación de humos, d: = gotículas ardientes), de acuerdo con la Norma Europea EN-13501. A este respecto, el material del núcleo se somete a diversos ensayos, tales como la medida de su valor calorífico, definido por la Norma ISO 1716. Así, los requisitos para una clasificación de no inflamabilidad, de acuerdo con la Norma Europea, es un calor de combustión que no exceda de 3,0 MJ/kg. Por el contrario, la norma francesa estipula un calor de combustión no mayor de 2,5 MJ/kg para obtener una clasificación “M0” para el producto ensayado.

Los paneles de materiales compuestos conocidos del estado de la técnica comprenden tiras metálicas o no metálicas unidas a ambos lados de la capa del núcleo, usualmente por medio de un adhesivo. Con respecto al comportamiento frente al fuego anteriormente mencionado, estos paneles de materiales compuestos conocidos usan con frecuencia materiales inorgánicos y no inflamables para construir la capa del núcleo. Sin embargo, las capas del núcleo de naturaleza inorgánica son comparativamente pesadas y carecen de flexibilidad, de esta manera, no pueden absorber las deformaciones resultantes de las tensiones mecánicas debidas a expansiones térmicas de las capas de la cubierta. Además, a menudo estos paneles no se pueden procesar tan fácilmente como los paneles de materiales compuestos que presentan una capa orgánica.

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Además de dichos paneles de materiales compuestos inorgánicos, existen construcciones conocidas del estado de la técnica que tienen una capa de núcleo que consiste en ingredientes tanto puramente orgánicos como predominantemente orgánicos. Un problema con estos materiales del núcleo es que pueden no cumplirse los requisitos anteriormente mencionados de resistencia a la llama para que se puedan clasificar como no combustibles.

Sobre la base de los problemas reseñados anteriormente, es un objeto de la presente invención proporcionar un panel de material compuesto no combustible con dos capas externas y un núcleo, que cumpla las normas europea y francesa. Además, es un objetivo proporcionar un material del núcleo que se pueda producir con un elevado rendimiento y un índice de precio barato, presentando una excelente flexibilidad así como un fácil procesamiento.

Con este fin, la invención se refiere a un panel de material compuesto, que comprende dos capas externas y un núcleo. El núcleo consiste en una mezcla de materiales individuales que incluye:

-de 50 a 65 % en peso de hidróxido de magnesio con un tamaño de partícula promedio de 0,3 a 1,0 mm;

-de 15 a 25 % en peso de cargas ligeras;

-de 10 a 20 % en peso de hidróxido de magnesio con un tamaño de partícula promedio de 10 a 100 µm;

-de 5 a 10 % en peso de aglutinantes;

-de 0 a 2 % en peso de hidróxido de magnesio con tamaño de partícula promedio de 1 a 10 µm;

-de 0 a 2 % en peso de adherentes;

-hasta un 3 % en peso de aglutinantes inorgánicos; y

-hasta un 1 % en peso de estabilizantes.

El material del núcleo representado, de acuerdo con la presente invención, presenta diversas ventajas en comparación con las mezclas conocidas por el estado de la técnica. En particular, la cantidad de ingredientes orgánicos, tales como los agentes de unión, se reduce lo necesario para permitir un calor de combustión adecuado para alcanzar la no inflamabilidad, proporcionando a la vez suficiente flexibilidad al panel de material compuesto.

Además, la inclusión de hidróxido de magnesio como retardante de la llama en la mezcla del núcleo proporciona una amplia gama de ventajas. Fundamentalmente, el hidróxido de magnesio presenta un efecto endotérmico considerablemente elevado, en comparación con los productos análogos. También, el hidróxido de magnesio, que es un producto natural, es considerablemente más barato que otros retardantes de la llama producidos sintéticamente, lo que abarata y posibilita una producción respetuosa con el medio ambiente de la mezcla. Además, cuando se calienta, el hidróxido de magnesio forma vapor de agua, enfriando la mezcla y extinguiendo un incendio potencial en el panel del material compuesto. En comparación con otros retardantes de la llama, sin embargo, el hidróxido de magnesio comienza a formar vapor de agua a temperaturas considerablemente mayores. Por este motivo, el material del núcleo de acuerdo con la presente invención retiene su capacidad para formar humedad, dando como resultado propiedades endotérmicas mayores del material del núcleo, incluso aunque que la producción del núcleo implique etapas procedimentales a temperaturas elevadas. Por tanto, la adición de hidróxido de magnesio permite la aplicación de temperaturas superiores durante la fabricación, dando como resultado un rendimiento más elevado de los paneles de materiales compuestos.

Más aún, el núcleo presenta una determinada distribución de hidróxido de magnesio de diferentes tamaños de partícula de tal manera que se evitan cavidades en la capa del núcleo. A este respecto, la mezcla de acuerdo con la presente invención presenta un empaquetamiento excesivamente denso de los ingredientes del núcleo, permitiendo paneles de materiales compuestos delgados y flexibles. Se prefiere particularmente el uso de hidróxido de magnesio de tres tamaños de partícula diferentes, que varían ampliamente en un factor de diez en su tamaño de partícula promedio. Además, el tamaño de partícula del hidróxido de magnesio está directamente relacionado con el tiempo necesario para extinguir un fuego, de tal manera que tamaños de partícula más pequeños implican una formación más rápida de vapor de agua. Por este motivo, es ventajoso añadir hidróxido de magnesio de diferentes tamaños de partícula, para obtener una supresión rápida y consistente de los fuegos en el núcleo.

Con respecto a las capas externas del panel del material compuesto de acuerdo con la presente invención, las capas externas pueden ser cualquier material con forma de hoja, película, tira o placa. Los materiales concebibles pueden ser cualquier material plástico o metálico. Son preferidos los materiales metálicos tales como el hierro, acero, cinc, estaño, hierro revestido de cinc, cobre, bronce, aluminio y aleaciones de aluminio. De forma más preferente, ambas capas externas se preparan de aleaciones de aluminio, aunque es concebible usar dos materiales diferentes. Además, las dos capas externas pueden unirse al núcleo por medio de un adhesivo o de agentes de promoción de la unión.

Como otro ingrediente del núcleo, se aplican agentes de unión, representando 5 a 10 % en peso del núcleo. Los agentes de unión se aplican para mantener los ingredientes inorgánicos, tales como las partículas de hidróxido de magnesio juntas. Además, se aplican para establecer una conexión entre el material del núcleo y las dos capas

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externas. Preferiblemente, los agentes de unión son agentes termoplásticos sobre una base de poliolefina, tal como polietileno de baja, media y alta densidad, polipropileno, polipropileno atáctico, isotáctico, amorfo y cristalino y cualquiera de sus mezclas deseadas.

Además, el material del núcleo puede incluir hasta un 2 % en peso de adherentes. Se trata de compuestos químicos utilizados para aumentar la adherencia de la superficie de los aglutinantes para obtener una mejor unión entre las diferentes materias primas. A modo de ejemplo, los adherentes implementados incluirían terpenos fenólicos, rosina, resinas fenólicas, polibuteno, y resinas de hidrocarburos.

Adicionalmente, la mezcla del núcleo puede incluir hasta un 3 % de aglutinantes inorgánicos, para obtener una buena homogeneidad de la mezcla proporcionada antes de la fabricación de los paneles de materiales compuestos actuales. También es beneficioso emplear estabilizantes, que representan de 0 a 1 % en peso de la mezcla del núcleo. En particular, estos estabilizantes serían antioxidantes, tales como parafenilendiaminas o alquil fenoles, que evitan la oxidación del aglutinante y evitan la destrucción de la unión entre los ingredientes de la mezcla.

Una realización especialmente preferida de la presente invención incluye un núcleo que comprende:

-de 55 a 60 % en peso de hidróxido de magnesio con un tamaño de partículas promedio de 0,3 a 1,0 mm;

-de 18 a 22 % en peso de cargas ligeras;

-de 13 a 18 % en peso de hidróxido de magnesio con un tamaño de partículas promedio de 10 a 100 µm;

-de 6 a 8 % en peso de aglutinantes;

-de 0 a 2 % en peso de hidróxido de magnesio con un tamaño de partículas promedio de 1 a 10 µm;

-de 0 a 2 % en peso de adherentes;

-hasta 3 % en peso de aglutinantes inorgánicos; y

-hasta 1 % en peso de estabilizantes.

Junto con la reducción de ingredientes orgánicos, sin embargo, se debe producir un cambio en el procedimiento de fabricación de los paneles de materiales compuestos, de acuerdo con la presente invención. Los procedimientos de fabricación conocidos a partir del estado de la técnica consisten en una extrusora, que extruye el material del núcleo. Este procedimiento de extrusión puede realizarse con calentamiento del núcleo de materia prima. Posteriormente, el panel del núcleo extrudido se transfiere a una pareja de rodillos de laminación por medio de una cinta transportadora. Presionando el panel del núcleo extrudido con los rodillos de laminación, el material del núcleo se calienta, de tal manera que se funden los agentes de unión con el material del núcleo. A continuación se introduce el panel del núcleo en el hueco entre la pareja de rodillos de laminación, uniendo el panel del núcleo con las dos capas externas.

El problema de los procedimientos de fabricación conocidos es la cantidad relativamente baja de ingredientes orgánicos que hay en el interior del material del núcleo inventivo. De acuerdo con esto, no es posible extrudir el núcleo de materia prima con una extrusora, ya que la mayoría de los ingredientes son partículas inorgánicas rígidas, en vez de partículas termoplásticas viscosas.

Por tanto, es otro objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento de fabricación de paneles de materiales compuestos. Además, es otro objeto representar un procedimiento de fabricación más rápido, que se pueda implementar de una manera económica.

Para este fin, la divulgación se refiere adicionalmente a un procedimiento de fabricación correspondiente.

En particular, el procedimiento para fabricar un panel de material compuesto, que comprende dos capas externas y un núcleo, incluye una primera etapa, en la que la mezcla del núcleo se distribuye sobre una cinta transportadora, por medio de una unidad de dispersión. Posteriormente, en otra etapa, la mezcla del núcleo distribuida se comprime para formar un panel del núcleo de un espesor predeterminado por medio de un prensado continuo, en el que la mezcla del núcleo se expone a un procesado térmico durante la compresión. En una última etapa, el panel del núcleo se une con dos capas externas por medio de una prensa que tiene una pareja de rodillos de laminación. Los rodillos de laminación pueden ser esencialmente los mismos que los utilizados en el estado de la técnica.

El procedimiento inventivo anteriormente mencionado muestra algunas cualidades beneficiosas. Por un lado, el procedimiento puede implementarse aprovechando una maquinaria antigua, conocida en el estado de la técnica. En otras palabras, los dispositivos de fabricación utilizados en el procedimiento inventivo pueden actualizarse a configuraciones existentes, economizando costes de instalación de la maquinaria. Además, el procedimiento permite elevar el rendimiento aplicando un procedimiento térmico a la mezcla del núcleo durante su compresión para formar un panel del núcleo. Por tanto, los paneles de materiales compuestos, similares a uno de acuerdo con la reivindicación independiente 1, pueden producirse a una velocidad mucho mayor, aumentando considerablemente la

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eficacia del procedimiento de fabricación inventivo.

Además, el procedimiento no está restringido a la producción de paneles de materiales compuestos no combustibles. Más bien, es también posible formar paneles de materiales compuestos, conocidos por el estado de la técnica, incluyendo cantidades considerablemente mayores de ingredientes orgánicos, tales como polietileno. En comparación con los procedimientos para fabricar paneles de materiales compuestos conocidos, ya no existe necesidad en la presente invención de aplicar dispositivos similares a una prensa de extrusión o un horno para el precalentamiento del núcleo, realizando el calentamiento y la compresión a la vez.

Se describen realizaciones adicionales de acuerdo con la presente invención en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con una realización adicional del panel de material compuesto inventivo, la mezcla del núcleo incluye polietileno como agente de unión. Se prepara el polietileno mediante copolimerización del etileno con olefinas de cadena más larga, tales como buteno, hexeno u octeno. Las resinas de polietileno pueden ser gránulos o aglomerados. Son muy flexibles y se alargan bajo tensión. Además, esto proporciona una excelente resistencia al estrés ambiental así como una buena resistencia a agentes químicos y a la radiación ultravioleta. Alternativamente, es factible aplicar polietileno con aditivos del tipo del anhídrido maleico, ácido etilen acrílico, silano o copolímero de etileno, dando como resultado una unión mejorada entre los ingredientes inorgánicos y orgánicos de la mezcla del núcleo.

Con respecto a otra implementación de la presente invención, la mezcla del núcleo del panel de material compuesto incluye silicato de sodio como aglutinante inorgánico. El silicato de sodio, comúnmente conocido como “vidrio soluble” es un compuesto químico inorgánico versátil que se prepara combinando arena y ceniza de sosa en relaciones diversas. Adicionalmente, es un aglutinante fácil de usar, ya que no requiere un horno de secado. Las soluciones acuosas de silicato de sodio presentan excelentes propiedades de unión a sólidos, permitiendo la formación de paneles de materiales compuestos de alto aislamiento que toleran elevadas temperaturas. También, el silicato de sodio pertenece a un grupo de materiales intumescentes, que se hinchan como resultado de la exposición al calor, dando como resultado un efecto endotérmico. Por tanto, el vidrio soluble no solo proporciona una conexión excelente entre los materiales del núcleo, aumenta también el retardo al fuego de la mezcla del núcleo.

En otra realización del panel de material compuesto, de acuerdo con la presente invención, la mezcla del núcleo incluye además hasta un 15 % en peso de hidróxido de aluminio. Como retardante de la llama alternativo, es factible añadir hidróxido de aluminio a la mezcla del núcleo, que tiene una temperatura de activación considerablemente inferior que la del hidróxido de magnesio. Es decir, el hidróxido de aluminio comienza el fraguado del vapor de agua libre significativamente más pronto que el hidróxido de magnesio. En particular, la temperatura de activación del hidróxido de aluminio es aproximadamente de 180 ºC, mientras que el hidróxido de magnesio sigue siendo estable hasta que se alcanza una temperatura de aproximadamente 300 ºC. De esta manera, combinando el hidróxido de magnesio y el hidróxido de aluminio en la mezcla del núcleo, es posible crear un núcleo que tiene una distribución de la temperatura de activación óptimamente diseñada.

De acuerdo con otra implementación de la presente invención, la mezcla del núcleo del panel del material compuesto incluye además hasta un 1,5 % en peso de reductores de humos. Los reductores de humos se usan para unirse al hollín, reduciendo de esta manera la cantidad de partículas de humo tóxicas en el caso de inflamarse un panel de material compuesto. A modo de ejemplo, se pueden preparar reductores de humos de borato de cinc, clorato de cinc o ferrocenos, de forma más preferente en la forma de un polvo. En particular, es preferible usar borato de cinc como un reductor. Por ejemplo, dichos boratos de cinc pueden incluir 2ZNO•(B2O3)3•(H2O)3,5, 2ZNO•(B2O3)3 o 4ZNO•B2O3•H2O.

En otra realización del panel de material compuesto inventivo, las dos capas externas comprenden una película de un agente de unión sobre su superficie interna, que está conectado al material del núcleo. La película del agente de unión en la superficie interna de las capas externas es una posibilidad barata y fiable de conectar las capas externas con el material del núcleo. La película del agente de unión se calienta hasta una temperatura de aproximadamente 180 ºC, antes de ponerla en contacto con el material del núcleo, que tiene una temperatura de 100 ºC. De forma ventajosa, el agente de unión en la superficie interna de las capas externas es el mismo que el agente de unión en el material del núcleo. De esta manera, cuando se presionan las capas entre sí, los agentes de unión calientes y viscosos que se aplican en las capas externas o en el interior del material del núcleo respectivamente, se acoplan y proporcionan la conexión de las dos capas externas al material del núcleo.

Con respecto a una realización adicional, el panel del material compuesto de acuerdo con la presente invención tiene un espesor total entre 2 mm y 8 mm, en particular de 3 mm a 6 mm. Debido a su delgada estructura, el panel de material compuesto presenta elevada flexibilidad, permitiéndole soportar las influencias ambientales tales como el viento y los cambios de temperaturas. Además, los paneles de materiales compuestos comparativamente delgados son ligeros y por tanto, fáciles de manipular. Esto es ventajoso a la vista del procedimiento de ensamblaje en los sitios de construcción, especialmente en el caso de una aplicación como los paneles de fachadas.

De acuerdo con otra implementación, el panel de materiales compuestos inventivos comprende un revestimiento laminar impreso sobre una superficie externa de al menos una de las dos capas externas. Un revestimiento laminar

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impreso ofrece una amplia gama de aplicaciones para el panel de material compuesto, ya que cada usuario es libre de escoger su diseño de panel individual. Como ejemplo, los paneles de materiales compuestos con una capa impresa en la superficie externa podrían utilizarse como señales en una gasolinera, en la que es esencial aplicar materiales no combustibles. Por supuesto, sería posible también utilizar pintura mediante pulverización o láminas adhesivas para revestir la superficie externa de las capas externas.

Con referencia a una realización adicional ventajosa, el panel del material compuesto comprende además una capa protectora aplicada sobre la superficie de al menos una de las dos capas externas. Esta capa protege el panel de material compuesto de la influencia ambiental, tal como la radiación ultravioleta o el granizo. Además, puede servir como protección durante el ensamblaje de paneles de materiales compuestos. En particular, la capa protectora puede fijarse permanentemente al panel de material compuesto o, de forma más preferente, puede unirse para proporcionar protección mientras el panel no está montado.

En otra realización del panel de material compuesto inventivo, la mezcla del núcleo incluye espuma de vidrio como carga ligera. La espuma de vidrio es un material ligero fabricado a partir de vidrio reciclado, que es vidrio expandido con un poro extremadamente fino con millones de poros sellados herméticamente. Debido a que no es posible la difusión, el material es estanco y consigue una barrera eficaz frente a la convección. A pesar de las propiedades mecánicas y térmicas excepcionales del producto, la fabricación de vidrio espumado es un procedimiento ilustrativo del reciclado de residuos de forma industrial. La espuma de vidrio puede fabricarse completamente a partir de vidrio residual, solo con un mínimo de aditivos. De esta manera, la espuma de vidrio es un aditivo barato y respetuoso con el medio ambiente que es especialmente adecuado para aumentar el aislamiento térmico del panel del material compuesto. De acuerdo con esto, los paneles de materiales compuestos con espuma de vidrio como carga ligera son particularmente útiles para aplicaciones de fachadas.

Con respecto a una realización ventajosa del procedimiento inventivo, la mezcla del núcleo se calienta, durante el procedimiento térmico, a una temperatura superior a 200 ºC. Cuando se aumenta la temperatura, el tiempo necesario para fundir los aglutinantes con la mezcla del núcleo disminuye. Por tanto, se necesita menos tiempo para comprimir la mezcla del núcleo a un núcleo del panel, permitiendo un movimiento más rápido de la cinta transportadora, dando como resultado un rendimiento más elevado de la fabricación. Es importante señalar, sin embargo, que la compresión a temperaturas superiores a 200 ºC se basa en la aplicación exclusiva de hidróxido de magnesio como retardante de la llama dentro del material del núcleo. A dichas temperaturas elevadas, otros retardantes de la llama podrían perder su capacidad de absorber el calor o extinguir fuegos respectivamente.

En otra implementación, el procedimiento incluye que el panel del núcleo salga de la prensa continua con una temperatura de aproximadamente 100 ºC. Tras salir de la prensa continua, el panel del núcleo se inserta en el hueco entre la pareja de los rodillos de laminación, donde se conecta a las dos capas externas. Para obtener la conexión entre las capas externas y el panel del núcleo, es necesario que se fundan los agentes de unión. De esta manera, los agentes de unión se conectan a la superficie interna de las capas externas, uniéndose al panel del núcleo permanentemente.

De acuerdo con otra etapa del procedimiento para fabricar los paneles de materiales compuestos, de acuerdo con la presente invención, el panel de material compuesto se corta en piezas de una longitud arbitraria, tras dejar la prensa que tiene la pareja de rodillos de laminación salga. Debido a esto, se puede ajustar la longitud de los paneles de materiales compuestos fabricados a las necesidades de los usuarios sin dar lugar a la producción de excesivo material residual. Así, menos desperdicio de materiales y energía dan como resultado una mayor eficacia económica.

En una realización adicional del procedimiento inventivo, la mezcla del núcleo se comprime mediante un procedimiento isócoro en la primera prensa continua. Los paneles de materiales compuestos de acuerdo con la presente invención se producen con tolerancias muy bajas. En particular, la provisión de tolerancias de +/-0,1 mm de espesor es generalmente necesaria. En este contexto, un procedimiento isócoro sirve para una reproducibilidad y fiabilidad excepcionales. Además, las prensas continuas isócoras son considerablemente más baratas que su equivalente isobárico. Por lo tanto, este procedimiento permite una producción precisa del panel de material compuesto, aplicando a la vez dispositivos de bajo coste.

Con respecto a una variación adicional del procedimiento para fabricar paneles de materiales compuestos, la cantidad de la mezcla del núcleo que entra en la prensa continua se define transportando la mezcla del núcleo a través de un rodillo de alimentación. En muchos casos, después que se disemina la mezcla del núcleo sobre la cinta transportadora por la unidad de dispersión, ha de distribuirse adicionalmente para obtener una superficie homogénea antes de entrar en la primera prensa continua. También, transportando la mezcla del núcleo a través de un rodillo de precompresión, se obtiene una mezcla homogénea espesa de mezcla del núcleo sobre la cinta transportadora. En particular, esta capa puede tener un espesor de aproximadamente 6 mm, que se comprime posteriormente hasta un espesor de 3 mm con la prensa continua. Preferiblemente, el rodillo de precompresión que se ha prefijado anteriormente a la cinta transportadora puede ajustar su posición vertical por medio de un dispositivo de control, para poder obtener diversos espesores de la capa de la mezcla del núcleo.

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A continuación, el procedimiento inventivo para fabricar paneles de materiales compuestos se explica con más detalle, con referencia a la realización ilustrativa que se muestra.

Las Figuras muestran:

Fig. 1 una vista esquemática de un equipo para fabricar paneles de materiales compuestos de acuerdo con un procedimiento conocido por el estado de la técnica; y

Fig. 2 una vista esquemática de un equipo para fabricar paneles de materiales compuestos de acuerdo con el procedimiento inventivo.

La Fig. 1 muestra una vista esquemática de un equipo para fabricar paneles de materiales compuestos de acuerdo con un procedimiento conocido en el estado de la técnica. En una primera etapa, la mezcla del núcleo 10, insertada en una tolva 12, se extruye para formar un panel del núcleo 16 por medio de una extrusora 14. Posteriormente a la extrusión de la mezcla del núcleo 10 en la extrusora 14, el panel del núcleo 16 formado de esta manera se transporta a una prensa 26 con la ayuda de cintas transportadoras 18. La prensa 26 está constituida por una pareja de rodillos de laminación.

Durante el transporte del panel del núcleo 16 a lo largo de las cintas transportadoras, el panel del núcleo 16 se caliente en un horno 20 de precalentamiento del núcleo. En la siguiente etapa, el panel del núcleo calentado 16 se inserta entre la pareja de rodillos de laminación de la prensa 26, uniendo el panel del núcleo 16 con las dos capas externas 24. Como se muestra en la Fig. 1, la prensa 26 consiste en rodillos de laminación, que transportan las dos capas externas 24 para la unión del panel del núcleo 16. Cada una de las dos capas externas 24 comprende una película 22 del agente de unión en su superficie interna. La superficie interna de las capas externas 24 se pone a continuación en contacto con el panel del núcleo calentado 16, aplicando presión a la parte superior y a la parte inferior del panel del núcleo 16. Como consecuencia, los agentes de unión calientes y fundidos del panel del núcleo 16 y de la superficie interna de las dos capas externas 24 se combinan y se establece una conexión fuerte una vez enfriado el panel del material compuesto.

El problema con los procedimientos de fabricación descritos con referencia a la Fig. 1 es la relativamente baja cantidad de ingredientes orgánicos en la mezcla del núcleo inventiva. De acuerdo con esto, no es posible extrudir el núcleo de materia prima con una extrusora, ya que la mayoría de los ingredientes son partículas inorgánicas rígidas, en vez de partículas termoplásticas viscosas.

Debido a esto, el procedimiento inventivo que se muestra esquemáticamente en la Fig. 2 no incluye una extrusora

14. En su lugar, el núcleo de la mezcla bruta 10 se alimenta a una unidad de dispersión 32. En una primera etapa, la unidad de dispersión distribuye una mezcla del núcleo 10 sobre una cinta transportadora 38. La mezcla del núcleo distribuida 10 se transporta a continuación hasta una prensa continua 34, diseñada para comprimir la mezcla del núcleo de tal manera que forme un panel del núcleo 16’ continuo de un espesor predeterminado. La prensa continua 34 se diseña como una prensa de doble cinta. Junto con la compresión, la mezcla del núcleo 10 se expone a un procedimiento térmico.

El panel del núcleo continuo 16’ formado de esta manera se une a continuación a las dos capas externas por medio de una segunda prensa 40, que comprende una pareja de rodillos de laminación que pueden ser del mismo tipo que los rodillos de laminación utilizados de acuerdo con el procedimiento conocido por el estado de la técnica.

El procedimiento térmico anteriormente mencionado en la prensa continua 34 se realizó mediante un ensamblaje calentador 30. Para aumentar el rendimiento del procedimiento de fabricación, la mezcla del núcleo 10 se calentó a una temperatura superior a 200 ºC, en la primera etapa. Con el aumento de temperatura disminuye el tiempo necesario para fundir el aglutinante en la mezcla del núcleo. Por tanto, se necesita menos tiempo para comprimir la mezcla del núcleo 10 a un panel de núcleo 16’ continuo, permitiendo un movimiento más rápido de la cinta transportadora 38, dando como resultado un rendimiento de producción superior.

Ventajosamente, la prensa continua 34 puede ser una prensa isócora. Una prensa isócora funciona con una reproducibilidad y precisión excelentes, posibilitando la producción de tolerancias bajas para el espesor del panel del núcleo continuo 16’.

Tras la compresión a elevadas temperaturas, el panel del núcleo continuo 16’ se puede enfriar mediante el ensamblaje del calentador 30, siempre que salga de la prensa continua 34 con una temperatura de aproximadamente 100 ºC. Esto es debido a que, tras salir de la prensa continua 34, el panel del núcleo continuo 16’ se inserta en la pareja de rodillos de laminación. Tal como se ha mencionado anteriormente para obtener la conexión entre las capas externas 24 y el panel del núcleo 16, es necesario que el aglutinante del núcleo se funda. Con posterioridad a la segunda prensa 40, el panel del núcleo continuo 16’ se corta en piezas de una longitud arbitraria.

Además, para obtener una capa de espesor homogéneo de la mezcla del núcleo 10, se puede definir la cantidad de la mezcla del núcleo 10 que entra en la prensa continua 34 transportando la mezcla del núcleo 10 a través de un cilindro de precompresión 36. En muchos casos, una vez se ha pulverizado la mezcla del núcleo sobre la cinta

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transportadora con la unidad de dispersión, se ha de distribuir adicionalmente para obtener una superficie homogénea antes de entrar en la prensa continua 34. En particular, esta capa puede tener un espesor de aproximadamente 6 mm, que se comprime posteriormente a un espesor de 3 mm con la prensa continua 34. Preferiblemente, el cilindro de precompresión 36 fijado por encima de la cinta transportadora 38, puede ajustar su

5 posición vertical por medio de un dispositivo de control para poder obtener diversos espesores de la capa de la mezcla del núcleo 10.

Ha de señalarse que el procedimiento de acuerdo con la presente invención no está limitado a la producción de paneles de materiales compuestos no combustibles como se representa en las reivindicaciones 1 a 10. Más bien, el procedimiento representado es también aplicable a la fabricación de un panel de material compuesto conocido por el

10 estado de la técnica. En este caso, no es necesaria una extrusora 14, haciendo posible producir diferentes paneles de materiales compuestos con una configuración.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

REIVINDICACIONES

1.

Un panel de material compuesto, que comprende dos capas externas y un núcleo, consistiendo el núcleo en una mezcla de materiales individuales que incluye:

-de 50 a 65 % en peso de un primer tipo de hidróxido de magnesio, siendo el primer tipo de hidróxido de magnesio un hidróxido de magnesio con un tamaño de partícula promedio de 0,3 a 1,0 mm; -de 15 a 25 % en peso de cargas ligeras; -de 10 a 20 % en peso de un segundo tipo de hidróxido de magnesio, siendo el segundo tipo de hidróxido de magnesio un hidróxido de magnesio con un tamaño de partícula promedio de 10 a 100 µm; -de 5 a 10 % en peso de aglutinantes; -de 0 a 2 % en peso de un tercer tipo de hidróxido de magnesio, siendo el tercer tipo de hidróxido de magnesio un hidróxido de magnesio con un tamaño de partícula promedio de 1 a 10 µm; -de 0 a 2 % en peso de adherentes; -hasta un 3 % en peso de aglutinantes inorgánicos; y -hasta un 1 % en peso de estabilizantes, en el que la mezcla del núcleo incluye espuma de vidrio como carga ligera, y en el que el segundo tipo de hidróxido de magnesio y el tercer tipo de hidróxido de magnesio tienen tamaños de partícula diferentes que no solapan entre sí.
2.

El panel de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el núcleo que consiste en una mezcla de materiales individuales incluye:

-de 55 a 60 % en peso del primer tipo de hidróxido de magnesio; -de 18 a 22 % en peso de cargas ligeras; -de 13 a 18 % en peso del segundo tipo de hidróxido de magnesio; -de 6 a 8 % en peso de aglutinantes; -de 0 a 2 % en peso del tercer tipo de hidróxido de magnesio; -de 0 a 2 % en peso de adherentes; -hasta un 3 % en peso de aglutinantes inorgánicos; y -hasta un 1 % en peso de estabilizantes.
3.

El panel de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la mezcla del núcleo incluye polietileno como aglutinante; y/o en el que la mezcla del núcleo incluye silicato de sodio como aglutinante inorgánico.
4.

El panel de material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la mezcla del núcleo incluye además hasta un 15 % en peso de hidróxido de aluminio.
5.

El panel de material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores en el que la mezcla del núcleo incluye además hasta un 1,5 % en peso de reductores de humos.
6.

El panel de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el panel de material compuesto incluye borato de cinc como reductor de humos.
7.

El panel de material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que las dos capas externas comprenden una película de un agente de unión sobre su superficie interna, que están conectadas al material del núcleo.
8.

El panel de material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el panel de material compuesto tiene un espesor total entre 2 mm y 8 mm, en particular de 3 mm a 6 mm.
9.

El panel de material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el panel de material compuesto comprende además un revestimiento laminar impreso sobre una superficie externa de al menos una de dos capas externas.
10.

El panel de material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el panel de material compuesto comprende además una capa protectora aplicada sobre la superficie externa de al menos una de las dos capas externas.

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