ES2539877B2

ES2539877B2 - Chapa aislante

Info

Publication number: ES2539877B2
Application number: ES201301143A
Authority: ES
Inventors: Tobías Santiago GONZÁLEZ ROMERO
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2015-11-27
Anticipated expiration: 2033-12-04
Also published as: ES2539877A1; WO2015082734A1

Abstract

Chapa aislante obtenida en una línea de pintado de bobinas de chapa, mediante la adición a la capa final de pintura, de microesferas de cerámica o de borosilicato de sodio huecas o no, de espesor variable. La invención se encuadra, en el sector del aislamiento térmico de la chapa de bobina de acero, cobre, zinc, aluminio, composites de cartón/aluminio etc.. otorgándole cualidades aislantes, para su posterior preconformado, obteniendo chapa lisa para distintos usos o perfiles aislantes, para cubiertas y cerramientos.

Description

CHAPA AISLANTE

Sector de la Técnica:

La invención se encuadra, en el sector del aislamiento térmico de la chapa de bobina de acero, cobre, zinc, aluminio, composites de cartón! aJuminio etc .. otorgándole cualidades aislantes, para su posterior preconformado, obteniendo chapa lisa para distintos usos 6 perfiles aislantes, para cubiertas y cerramientos.

Estado de la Técnica:

Actualmente existen pinturas de aislamiento reflexivo, comprenden elastómeros acrílicos en dispersión acuosa, que contienen como base de aislamiento, microesferas de cerámica huecas, ó microesferas huecas de borosilicato de sodio, con un espesor determinado entre 20 y 40 micras, entre otros componentes como pigmentos reflexivos y aditivos, este tipo de pinturas se utilizan para el aislamiento por reflexión térmica e incluso tienen un cierto valor como aislamientos de masa convencionales, en cubiertas, paramentos, depósitos tuberías etc.~ su forma de aplicación es, en una ó varias capas, mediante rodillo ó pistola del tipo, sin aire (airless), el espesor de la microesfera de 20 a 40 micras permite su paso por la boquilla de la pistola y su resistencia a la compresión (rotura) esta adecuado a la presión de este tipo de máquina, su rango de espesor una vez aplicada es de 400· 1.500 micras (0,4-1,5 rnm.,ó más). Con un tiempo de secado y curado de unas 12 horas, es importante que en el momento de su aplicación no se rompa la microesfera Tiene un cierto valor como aislamiento reflexivo y también actúan como los aislamientos de masa convencionaJes y todos sus componentes por separado están en el mercado. Se recoge parte de la petición de patente del mismo peticionario de fecha 28 de Noviembre de 2011 nO ES 201101286 desestimada en su momento por el solicitante. Los perfiles existentes, y los paneles sándwich, con aislamiento de masa incorporado, están suficientemente documentados, en cualquier consulta de los catálogos comerciales de los fabricantes existentes (Arcelor, Hiansa, Gonvarri, Alfonso Gallardo etc ... ).

Problema técnico:

Los perfiles existentes de diversos tipos de chapa simple con distintas morfologías y acabados tienen aJtísimos valores de transmisión térmica, y una gran capacidad de acumulación, cuando el calor incide sobre estos perfiles aumentan su temperatura por encima de la temperatura incidente, disipando el calor por convección por ambas caras del perfil, cuando la temperatura exterior disminuye, se alcanza de forma casi inmediata el punto de equilibrio, con los valores de la zona más fria.

Los paneles aislantes también de distintas tipologías de chapa y distintos materiales y espesores de aislamiento, plantean problemas de complej ¡dad de fabricación, (En una línea de panel, de desenrollan dos bobinas simultáneamente colándose entre ambas espuma rígida de poliuretano de distintas tipologias y densidades) también pueden tener alma aislante de espumas rígidas de poliestireno expandido ó de lana de roca, cuando se requieren paneles ignífugos; como llevan incorporados aislantes de masa donde se requieren distintos espesores, supone costes importantes en la logística de distribución del mismo, por su volumema. La composición típica de un panel aislante con dos chapas de acero conteniendo un núcleo aislante, generalmente derivado del petróleo supone que sea un producto intrinsecamente caro, con un precio de coste de materiales tendente al alza.

El perfil de chapa exterior del panel sándwich ó panel aislante, como explicamos anterionnente para el perfil ó chapa simple, cuando recibe calor solar, tiende a aumentar su temperatura superficial, por encima de la temperatura exterior incidente, aumentando el valor del salto ténnico, obligando a recalcular al alza los espesores teóricos necesarios del aislamiento del panel. La chapa obtenida en el mismo proceso fabril y preparada en bobinas ó chapa lisa, se utiliza también en la manufactura de tubos, siendo el aislamiento posterior de los mismos muy complejo.

Descripción detallada de la invención:

En una línea de pintado de bobinas de chapa metálica u otros materiales composites de cartón/aluminio etc.. , se pueden realizar distintos acabados, con distinta composición, poliesteres, poliuretanos y otros, sean en polvo ó licuados, en base disolvente ó base agua., dependiendo de las necesidades del cliente. En esta fase del proceso productivo, es cuando se ag;rega a . la máquina de pintado final, unas nuevas emulsiones de acabado para esta chapa., pueden ser a base de resinas acrilicas de base agua, que comprenden, pigmentos (Agentes antifJjación, agentes antipiél, antiespumantes"dispersantes estabilizadores de luz, absorbentes de UV, Tl02,colorantes etc ..), codisolventes (Estireno acrílico, amoniaco, butildiglicol etc..) y una determinada proporción por unidad de volumen de carga de microesferas de cerámica buecas ó no y microesferas de vidrio buecas o no monocomponentes , compuestas a base de borosilicato de sodio y cal, con aire inmóvil ó gas inerte en su interior, no poroso, insoluble en agua y químicamente estable , con dens:idad media de 0,37 g/ce, con un espesor determinado Ide 0,5 a 2 mm. +/-, temperatura de fusión 6000C +/-Y con una resistencia a la compresión, menor para cbapa lisa., pero en un rango de 3.000 psi (21Mpa)+/-, superior a la presión de los rodillos de las máquinas de perfilado (10-12 MPa) se puede disminuir el espesor del soporte, para disminuir la presión de las máquinas y evitar así la rotura de las microesferas, dlando un espesor unifonne a las capas de acabado de 50 a 1.500 micras ó más, teniendo la capacidad de ser reflexivas a la radiación procedente del espectro ,infrarrojo. La composición exacta está detenninada por el tipo de ligante., el substrato, el método de aplicación, el ambiente y la función, se contempla también la adición de estas microesferas a las resinas de poliéster, poliéster-silicona, poliuretanos 6 resinas epoxidicas, adaptando su viscosidad, con sus propios codisolventes, pigmentos y catalizadores a las cargas añadidas.

El secarlo ó polimerizado según el tipo de emulsión a emplear y el curado se efectúa en el horno de iecado final, de la línea continua de pintado de la planta industrial puede manufacturarse como chapas lisas aislantes para distintos usos incluso tubos 6 pe~rfilarseJconformarse en una línea de perfilado, dando lugar a una chapa perfilada aislapte, por reflexiÓn al espectro de infrarrojos de onda corta y alta frecuencia(lu:L visible) y onda larga de baja frecuenc,ia, además de aportar unos valores de aislamiento de masa teóricos en estado de equilibrio, para las demás fuentes de transmisión del calor (convección, oonducción, acumulación), con una excelente resistencia ante el fuego, para su utilización en cubiertas, paramentos, chapas etc .. en cualquier espesor perfilable de la chapa de la bobina metálica y un espesor de recubrimiento homogéneo. En la línea de pintado las microesferas también pueden agregarse, mediante "espolvoreado" sobre la capa fmal de pintura de acabado antes del secado de la misma, adheriendose las microesferas al soporte por capilaridad ..

Descripción del Proceso Industrial

l.-Un proceso de pintado de una bobina de chapa metálica, de espesor variable, consiste en recubrir los distintos materiales con una o más capas de tratamientos, por una o ambas caras en una línea de pintura, que consta de tres, procesos principales, limpieza, tratamiento químico y pintado, además de otros auxiliares. -Recepción y almacenaje de bobinas, desde la zona de almacenaje el material se va distribuyendo a la

cabecera de la linea de pintado mediante puentes grua. -Desenrollado. Las bobinas se ajustan para desenrollarse en la cabecera de la linea. -Limpieza. Se llevan a cabo tres etapas de desengrase con un lavado después de cada una de ellas. -Tratamiento químico. Que consiste en el pasivado básico y pasivado crómico ácido,

con lavados intennedios.

_Pasivado alcalino. Se realiza una deposición de óxidos de cobalto sobre la banda, con el fm de proporcionar a las bobinas una buena resistencia a la corrosión, así como para fonnar una película que pennita un buen anclaje de la pintura.

-Lavados. -Pasivado crómico ácido. La banda se sumerge en un bafio con la solución caliente de pasivado cromico. -Secado.

-Pintura: El proceso general es el mismo paro los tn$ recubrimientos. -Imprimación. Mediante pintadora similar a la de aplicación de la pintura de acabado

-Secado de la Imprimación. En un horno de secado, hay una postincineración para los volátiles -Enfriamiento con aire y con agua. -Este proceso puede ser variable según la demanda del cliente, en este momento la bobina esta

preparada, para continuar en la línea de pintado ó para ser suministrada pre-tratada , para su pintado fmal por un tercero.

2.° Piotado de acabado Ay B. En esta pintadora (Fiígura n01), se aplica una pintura de protección de la banda, por una o dos caras .. El rodillo recoge la pintura de la bandeja, entrando en contacto con un segundo rodillo que a su vez alirmmta al rodillo aplicador. Se trata de dos pintadoras, la primera sólo para la cara superior que puede disponer de tres rodillos y la segunda con dos rodillos, para aplicar otra capa a la cara superior más expu~:sta y donde se alcanza un mayor espesor de capa y una sola capa para la cara inferior de un micraje mas reducido, la adición de las microesferas puede ser como componente de la pintura, o por "espolvoreado" sobre la misma hasta saturarla,

-Secado en el horno de acabado. -Bobinado. Las bobinas se vuelven a fonnar en una bobinadora. -Chapa lisa. -Tubos.

o

Embalado, etiquetado, transporte y entrega, puede perfilarse en una linea de perfilado en las mismas Instalaciones fabriles ó en una planta independiente.

3.-Línea de Perfilado

-: Recepción y almacenaje de las bobinas de chapa prepintadas. Desde el punto de almacenaje el material se va distribuyendo a la cabecera de la línea de perfilado mediante puentes grUa. -Desenrollado. Las bobinas se colocan para su desenrollado en la cabecera de la línea de perfilado, si son chapas se agregan a la cabecera de perfilado.

-: El proceso de perfilado, pennite obtener en continuo y en frío, con una presión de maquina de lOa 12 MPa (MegapascaJes) una chapa preconfonnada d(~ morfología y sección constante, pudiendo llevar ondas de distintas geometrías, trapezoidal ,sinusoidal, engafrada, autoportantes etc.. que se denominan perfiles, los que comprenden un ancho de entre 600 y 1.500 mm. de largo variable, limitado por el transporte ó las necesidades de Proyecto ,son los que se utilizan en cubiertas y revestimientos de fachadas.(Figura 0°2)

Descripción del comportamieoto teórico del aislallDieoto termico

La transmisión ténnica es unidireccional, va de la parte más caliente a la más fría, hasta alcanzar una temperatura de equilibrio. Los procesos de transmisión del calor por medio del contacto directo de las moléculas del material, son la conducción y la acumulación. Para el calculo teórico del flujo unidireccional en estos procesos, se aplica la Ley de Fourier. Cuando el flujo de un ambiente se pone en contacto con una superficie de temperatura distinta, el proceso de transmisión de calor se denomina convección y obedece a la Ley de Newton sobre el enfriamiento. estas fonnas de transmisión del calor, se producen de forma simultánea y concurrente, de manera que en situaciones reales, e incluso en condiciones de laboratorio, es dificil discernir con exactitud la contribución de cada mecanismo en la transmisión de calor entre distintos gradientes de temperatura a través de un paramento.

Claims

Reivindicaciones

1.-Chapa aislante mediante incorporación del aislamiento ténnico, en fonna de una cantidad detenninada ,de microesferas de cerámica huecas o no ó microesferas de borosilicato de sodio huecas o no, que pueden ser de distinta composición, por unidad de volumen y espesor variable a los procesos de una línea de pintado de chapa metálica u otros soportes composites. para su bobinado posterior y para su empleo posterior en chapas lisas o perfiladas.
12.-La utilización de distintas emulsiones como resinas de base agua, lacados, resinas de poliéster,

poliuretanos ó resinas epoxidicas, como medio vehi(;ular de las microesferas de cerámica ó microesferas

de borosilicato de sodio huecas o no, para su aplicación sobre chapa metálica o soporte composite.
3.-La incorporación de este tipo de aislamiento de i::erámica Ó microesferas de vidrio huecas o no, a un ;soporte metálico o soporte composite, fonnando un material aislante independiente.
4.-La incorporación de estos tratamientos a procesos industriales existentes para la estandarización de espesores y obtener valores unifonnes de aislamiento.
15.-La obtención de chapas o soportes composites. lisos aislantes en bobinas, para dj!;tinto!; USO!;, manufacturas y perfilados, incluso tubos aislantes.
6.-El transfonnado de la chapa o soporte composite de la bobina una vez tratada, para su utilización fmal en cubiertas y cerramientos, obteniéndose !;U fonna definitiva como chapa o soporte composite lisos ;para distintos usos o perfilada aislante, para cubie:rtas y cerramientos.
7.-La utilización de este tipo de chapa, en la fabricadón de una ó ambas caras de los paneles aislantes, de distinta topología, para cubiertas, cerramientos, cámaras frigorificas, etc..
8.-El embalaje del material, que puede suministrarse en bobina lisa o ya perfilado ó en chapa lisa para distintos usos, supone una reducción drástica del volumen del material para su emba1aje, reduciendo los costes de transporte ó flete, no estando limitado este, por el volumen sino por la longitud de la chapa y por el peso total de la misma.