ES2563633T5 - Producto basado en fibras minerales y procedimiento para obtener el mismo - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Producto basado en fibras minerales y procedimiento para obtener el mismo

La invención se refiere a productos basados en lana mineral, tales como lana de vidrio, provistos especialmente para fabricar productos de aislamiento térmico y posiblemente acústico, más particularmente para el revestimiento de paredes y/o techos.

En el mercado de los aislantes, los proveedores siempre desean proporcionar productos de mayor rendimiento en términos de aislamiento térmico. El rendimiento térmico de un producto se obtiene generalmente conociendo la conductividad térmica A. Se recuerda que la conductividad térmica A de un producto es la capacidad del producto para dejar pasar a su través un flujo de calor; se expresa en W/m.K. Cuanto menor es la conductividad, más aislante es el producto y, por lo tanto, mejor es el aislamiento térmico.

Los productos comercialmente disponibles basados en fibras minerales, que se elaboran de lana de roca o lana de vidrio, tienen una conductividad térmica de entre 0,040 y 0,035 W/m.K, o a lo sumo de 0,032 W/m.K. Salvo que se indique lo contrario, la conductividad térmica es la que se mide convencionalmente a 10 0C según la norma ISO 8301.

Otros enfoques permiten obtener una conductividad térmica de 0,032 W/m.K, o incluso de 0,031 W/m.K, pero estos implican productos completamente diferentes, tales como los basados en poliestirenos expandidos especiales. Sin embargo, la invención se incluye exclusivamente en el campo de los productos basados en fibras minerales.

Diversos productos basados en fibras se describen en particular en los documentos US 2006/0078720, US 4759974, GB 1107877, US 2003/0040239 y US 4889546.

Los productos basados en lana mineral, particularmente lana de vidrio, se obtienen mediante un proceso de centrifugación interna conocido combinado con atenuación mediante una corriente de gas a alta temperatura.

Este proceso de formación de fibras consiste en introducir una corriente de vidrio fundido en un hilador, también denominado disco de fiberización, que gira a alta velocidad y está perforado en su periferia por una gran cantidad de orificios a través de los cuales el vidrio se expulsa en forma de filamentos bajo el efecto de la fuerza centrífuga. Estos filamentos se someten a continuación a la acción de una corriente anular de gas de atenuación a alta velocidad y alta temperatura, que es producida por un quemador que abraza la pared del hilador, corriente de gas que atenúa dichos filamentos y los convierte en fibras. Las fibras formadas son arrastradas por esta corriente de gas de atenuación hasta un dispositivo receptor, que generalmente consiste en una cinta permeable a gases que se combina con medios de succión. Se pulveriza sobre las fibras un aglutinante necesario para unir las fibras en un producto de lana mientras se extraen al dispositivo receptor. La acumulación de fibras en el dispositivo receptor bajo el efecto de succión proporciona una placa de fibra, cuyo espesor puede variar dependiendo del producto final que se va a obtener.

Este proceso para convertir vidrio en fibras es extremadamente complejo y requiere un gran número de parámetros variables que deben mantener un equilibrio. En particular, la presión del quemador y la velocidad del gas de atenuación desempeñan un papel importante en la optimización del refino de fibras. El diseño del disco de fiberización es también un factor importante.

En general, las fibras obtenidas por centrifugación interna tienen un diámetro promedio de 3 pm, que corresponde a un micronaire de 3 por debajo de 5 gramos, o un diámetro promedio de 2 pm, (un micronaire de 2,8 por debajo de 5 gramos).

Se recordará que la finura de las fibras se determina por el valor de su micronaire (F) por debajo de 5 g. La medición del micronaire, también denominada medición del “ índice de finura” , tiene en cuenta el área de superficie específica midiendo la caída de la presión aerodinámica cuando una cantidad dada de fibras extraídas de una manta sin dimensionar se somete a una presión dada de un gas, en general, aire o nitrógeno. Esta medición es una práctica convencional en unidades de producción de fibra mineral, se lleva a cabo según la norma DIN 53941 o ASTM D 1448 y utiliza lo que se denomina un “aparato de micronaire” .

Sin embargo, dicho aparato tiene un límite de medición con respecto a una determinada finura de fibra. Para fibras muy finas, la finura (micronaire) puede medirse en l/min usando una técnica conocida descrita en la solicitud de patente WO 2003/098209. Esta solicitud de patente se refiere específicamente a un dispositivo para determinar el índice de finura de las fibras y comprende un dispositivo para medir el índice de finura, estando provisto dicho dispositivo de medición del índice de finura, por una parte, de al menos un primer orificio conectado a una celda de medición diseñada para recibir una muestra que consiste en una pluralidad de fibras y, por otra parte, de un segundo orificio conectado a un dispositivo para medir la presión diferencial a ambos lados de dicha muestra, estando provisto dicho dispositivo de medición de presión diferencial para conectarse a un dispositivo de producción de flujo de fluido, caracterizado porque el dispositivo de medición del índice de finura incluye al menos un caudalímetro para medir el volumen de fluido que pasa a través de dicha celda. Este dispositivo proporciona correspondencias entre valores de micronaire y litros por minuto (l/min).

Como indicación, se puede observar una relación de correspondencia entre el valor de micronaire y el diámetro promedio de la muestra de fibra. En general, un valor de micronaire de aproximadamente 12 l/min corresponde a un diámetro promedio de 2,5 a 3 pm, un valor de 13,5 l/min corresponde aproximadamente a un diámetro promedio de 3 a 3,5 pm y, finalmente un valor de 18 l/min corresponde a un diámetro promedio de aproximadamente 4 a 5 pm. Se han producido fibras finas con un diámetro promedio de aproximadamente 3 pm para determinadas aplicaciones. En particular, para obtener tejidos de vidrio de unos pocos milímetros de espesor con el fin de producir filtros de aerosol o separadores de baterías, el documento WO 99/65835 proporciona un dispositivo de centrifugación interno que permite obtener, por tanto, fibras con un diámetro de aproximadamente 3 pm. El dispositivo del documento anterior comprende un disco de centrifugación provisto de orificios dispuestos en filas, teniendo al menos dos filas adyacentes orificios de diferentes diámetros y la altura sobre la que se forman las fibras mediante el disco de centrifugación es igual o menor de 35 mm. Sin embargo, este tipo de aplicación para filtros, que también usa productos muy finos, está muy lejos de la aplicación a productos térmicamente aislantes y de ninguna manera hace referencia al concepto de conductividad térmica.

Para otra aplicación, con el fin de producir productos de aislamiento, el documento EP 1 370 496 describe un dispositivo de centrifugación interno que suministra fibras finas cuyo diámetro promedio no es superior a 3,5 micrómetros, siendo 2,1 pm el diámetro más pequeño obtenido. Para este fin, el quemador del dispositivo anterior tiene determinadas características específicas junto con una configuración particular del disco de centrifugación. Por lo tanto, el disco comprende al menos dos zonas anulares, cuyo número de orificios por unidad de área difiere en una cantidad del 5 % o más, siendo la distancia entre los centros de los orificios vecinos más cercanos de una zona anular dada aproximadamente constante para la totalidad de la zona anular dada, y variando esta distancia de una zona a otra en al menos el 3 %, disminuyendo en la posición de centrifugación del disco desde la parte superior hacia abajo.

Dicho dispositivo, que genera fibras más finas, mejora la conductividad térmica de los productos obtenidos para una densidad equivalente a la de los productos habituales. El ejemplo dado en el documento anterior es un producto con un espesor de 80 mm que proporciona, a baja densidad (9 kg/m3), bastante buena conductividad (41,2 W/m.K).

Sin embargo, siempre es deseable mejorar la conductividad térmica de un producto para lograr un rendimiento de aislamiento satisfactorio sin usar correspondientemente un espesor excesivamente alto. Esto se debe a que, dependiendo de la conductividad térmica del material que constituye el producto, el espesor del producto debe adaptarse para proporcionar el rendimiento más alto posible, expresado por una resistencia térmica (denotada por R).

Es evidente que, con el producto descrito en el documento EP 1 370 496 anterior, el deseo de aumentar la resistencia térmica obliga a aumentar significativamente el espesor del producto, algo que ya no sería compatible con determinadas aplicaciones de aislamiento de edificios.

Por tanto, el objetivo de la invención es proporcionar un producto de aislamiento térmico basado en fibras minerales que tenga propiedades de aislamiento térmico mejoradas, de modo que pueda usarse en espesores razonables para la aplicación de edificios a la que está previsto este producto, teniendo este producto las propiedades de ser altamente compresibles, siendo capaces de recuperar su espesor nominal y, preferiblemente, pudiendo estar en forma de rollo.

Según la invención, el producto de aislamiento térmico basado en lana mineral se caracteriza porque las fibras tienen un micronaire de menos de 10 l/min, especialmente como máximo 9 l/min, preferiblemente menos de 7 l/min, especialmente entre 3 y 6 l/min, incluyendo el producto absorbente de infrarrojos y/o componentes reflectantes, y en que el producto tiene una conductividad térmica inferior a 30 mW/m.K y en que las fibras están en más o menos 30° paralelas a las extensiones largas del producto, especialmente en una proporción de al menos el 75 %.

Por lo tanto, el producto se caracteriza por un diámetro de fibra promedio inferior a 2 pm o incluso inferior a 1 pm.

Según la invención resulta que, para una aplicación de aislamiento térmico específica, un producto que contiene fibras incluso más finas que en la técnica anterior puede fabricarse con éxito con una estructura tal que el producto se caracterice por una conductividad térmica aún mejor que en la técnica anterior. Los elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes no están destinados a transmitir el calor que llega al producto, de manera que se reduzca de esta manera el flujo de calor que pasa a través del producto, reduciendo por tanto la conductividad térmica del producto.

El producto de la invención permite indiscutiblemente que se logre un mejor rendimiento de aislamiento térmico y, debido a la finura de sus fibras, es también un producto más suave que es agradable de manejar.

Según una característica, la densidad del producto es como máximo de 35 kg/m3, preferiblemente de entre 20 y 30 kg/m3. Ventajosamente, las fibras están esencialmente, especialmente en una proporción de al menos el 75 %, sustancialmente paralelas a las dimensiones largas del producto, que tiene sustancialmente forma paralelepípeda rectangular. Se entiende que el término “aproximadamente paralelo” significa una disposición que es paralela a dentro de más o menos 30°. Esta disposición paralela de las fibras resiste así la transmisión de calor a través del espesor del producto (perpendicular a dichos planos). Se minimiza la proporción de fibras orientadas a lo largo del espesor del producto, con el resultado de que se evita la transmisión de calor a través de los conductos de aire en forma de chimeneas de fibras que se encuentran entre estas fibras.

La estructura es una basada en lana mineral compuesta por fibras, especialmente fibras de vidrio, unidas entre sí por un aglutinante, e incluye elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes en una proporción de al menos el 0,5 %, especialmente de entre el 1 y el 10 % y, en particular, de entre el 1 y el 6 %, preferiblemente de entre el 2 y el 6 %, en peso del producto.

Es deseable, en vista de la aplicación del producto, añadir aditivos convencionales de tipo oleoso para recoger polvo, del tipo antiestático o del tipo repelente de agua, tal como silicona.

Los elementos absorbentes y/o reflectantes son, por ejemplo, partículas metálicas, tales como partículas de aluminio, y posiblemente partículas de otro metal, tales como plata, cobre, oro o una aleación metálica, tales como acero. Estas partículas pueden elegirse de pigmentos metálicos dispersables en agua disponibles comercialmente. El tamaño de los elementos absorbentes y/o reflectantes está entre 5 y 25 pm.

Según otra característica, el espesor del producto es de al menos 30 mm, especialmente de 40 a 150 mm, dependiendo de la aplicación prevista y de la resistencia térmica deseada.

El producto, que tiene una densidad que no supera los 35 kg/m 3, está ventajosamente en forma de rollo.

Debido a su baja densidad y al dar un espesor adecuado, el producto es capaz de ser altamente comprimido, en particular para facilitar el transporte, y es capaz de recuperar su espesor nominal cuando está listo para usarse en su destino final.

El producto se usa más particularmente para el revestimiento de paredes y/o techos en la industria de construcción.

Este producto térmicamente aislante también puede integrarse en un sistema de aislamiento acústico.

Preferentemente, el producto se basa en fibras de vidrio, no superando la proporción de material no fiberizado el 1 % para limitar aún mejor la transferencia de calor.

El vidrio es preferiblemente vidrio de borosilicato de cal, con un contenido de boro inferior al 10 %, y preferiblemente de entre el 4 y el 7 %, en peso de la composición de vidrio.

El producto de la invención se obtiene además mediante un procedimiento de fiberización por centrifugación interna, usando una instalación de fiberización que tiene parámetros de fiberización adaptados para proporcionar fibras con el índice de finura deseado, y mediante la pulverización de una disolución que incluye los elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes sobre las fibras.

Según la invención, el método de fabricación de lana mineral se define en la reivindicación 13.

Según una característica, la instalación comprende un anillo provisto de una pluralidad de orificios a través de los cuales se pulveriza una disolución que comprende los elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes.

Los elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes son, por ejemplo, partículas metálicas del tipo de aluminio.

Estos elementos pueden o no suministrarse por separado del aglutinante generalmente pulverizados sobre las fibras.

Según otra característica, el procedimiento consiste en controlar una combinación de parámetros, siendo estos, al menos, la presión del quemador entre 450 y 750 mmWC, la rotación del hilador a una velocidad superior a 2000 revoluciones/minuto y la salida de fibra diaria por orificio del hilador, que es como máximo de 0,5 kg y preferiblemente como máximo de 0,4 kg.

Para una configuración de hilador dada según la invención, la presión del quemador es, por tanto, de 500 mmWC (columna de agua) y como máximo de 750 mmWC, por ejemplo, para generar fibras con un micronaire de 5,5 l/min y 3,4 l/min respectivamente. Estos valores de presión no provocan una turbulencia excesiva, permiten que las capas de fibra se apilen uniformemente sobre la cinta receptora y suministran fibra que sea muy de forma ventajosa ligeramente más larga.

Según una característica, el método de la invención es tal que la productividad del material fundido que entra en el hilador es de menos de 18 toneladas/día para un hilador que tiene al menos 32.000 orificios, y preferentemente en una combinación de productividad de como máximo 14 toneladas/día y de un hilador con al menos 36.000 orificios. El diámetro del hilador está entre 200 y 800 mm y preferiblemente igual a 600 mm.

Los discos con un diámetro de 600 mm generalmente no tienen más de 32.000 orificios. Por el contrario, la invención proporciona un disco que tiene sustancialmente más orificios que en la técnica anterior, aumentando el número de orificios por unidad de área. La altura de la banda de perforación del disco preferentemente no supera los 35 mm.

El hilador contiene dos o más zonas anulares superpuestas una encima de la otra, teniendo los orificios del hilador, de una zona a la otra, filas de orificios de diferente diámetro, y disminuyendo el diámetro por fila anular, en la posición de centrifugación, desde la parte superior de la banda periférica del disco hacia la parte inferior. El diámetro de los orificios está entre 0,5 y 1,1 mm.

Según otra característica más, la distancia entre los centros de orificios vecinos en la misma zona anular puede ser o no constante a lo largo de la zona anular, y esta distancia varía de una zona a otra en al menos el 3 % o incluso en al menos el 10 %, y, en la posición de centrifugación, disminuye desde la parte superior de la banda periférica del disco hacia la parte inferior, con, en concreto, una distancia entre 0,8 mm y 2 mm.

El procedimiento de la invención proporciona, por tanto, mediante la introducción de elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes esencialmente en la presión del quemador, en la velocidad de rotación del hilador e, inesperadamente, en la salida diaria del material fundido por orificio del hilador, un producto compuesto por fibras que son particularmente finas, con un micronaire de menos de 10 l/min, y, para más del 65 % de las fibras, con un diámetro promedio de menos de 1 pm, acompañado por una conductividad térmica de menos de 31 mW/m.K, incluso de menos de 30 mW/m.K, algo no ofrecido por la técnica anterior.

Además, para contribuir a la consiguiente disminución de la conductividad térmica, el método de la invención proporciona la disposición de fibras más plana posible, es decir, en una disposición de fibras paralela a las dimensiones largas del producto.

Esta disposición se obtiene en particular por características relacionadas con la recepción de las fibras y a su retirada por la cinta transportadora mecánica que extiende la cinta receptora. Para este fin, el procedimiento de la invención consiste en regular la velocidad de funcionamiento de una cinta transportadora que se pliega sobre la cinta receptora que es mayor que la velocidad de funcionamiento de dicha cinta receptora, en particular en más del 10 % y preferentemente en al menos el 15 %.

A continuación se describirán otras ventajas y características de la invención con mayor detalle con respecto a los dibujos adjuntos, en los que:

• La Figura 1 ilustra una vista esquemática en sección transversal vertical de una instalación de fiberización usada en el método según la invención; y

• la Figura 2 ilustra una vista esquemática en sección transversal vertical del dispositivo fiberizador de la instalación.

La Figura 1 muestra, de forma esquemática, una vista en sección transversal en un plano vertical de una instalación 1 para formar una manta de lana mineral.

La instalación 1 comprende, de manera conocida desde aguas arriba a aguas abajo, o de arriba hacia abajo, a lo largo de la dirección de flujo del material atenuado en estado fundido, un dispositivo 10 de centrifugación interno que suministra filamentos de un material atenuable, un dispositivo 20 de atenuación que suministra una corriente de gas que convierte los filamentos en fibras, que caen en forma de una banda 2, un inductor anular 30 colocado debajo del dispositivo 10 de centrifugación, un dispositivo 40 de suministro de aglutinante y una cinta 50 para recibir las fibras, sobre la que se acumulan las fibras para formar la manta. La manta se transporta a continuación hasta un horno para curar las fibras y el aglutinante por medio de una cinta transportadora 60 que extiende la cinta receptora 50 en el mismo plano.

Según la invención, la instalación incluye un dispositivo 70 para pulverizar elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes, que adopta la forma de un anillo provisto de orificios de pulverización y colocado debajo del dispositivo 10 de centrifugación y el inductor 30, pero aguas arriba del dispositivo 40 de suministro de aglutinante.

Como variante, el dispositivo de pulverización podría ser el dispositivo de suministro de aglutinante, incluyendo entonces el aglutinante los elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes.

Los elementos absorbentes y reflectantes están en forma de partículas metálicas, del tipo de aluminio. Las partículas tienen, por ejemplo, un tamaño promedio de 10 a 18 pm. Tienen dimensiones superiores a 2 pm, típicamente entre 5 y 25 pm.

La Figura 2 ilustra los dispositivos 10, 20 y 30 de la instalación de fiberización con mayor detalle.

El dispositivo 10 de centrifugación comprende un hilador 11, también llamado disco de fiberización, que gira a alta velocidad, que no tiene fondo en su parte inferior, y está perforado alrededor de su pared 12 periférica por un número muy grande de orificios a través de los cuales se expulsa el material fundido en forma de filamentos debido a la fuerza centrífuga.

El hilador 11 sin fondo está sujeto a un cubo sostenido en un eje 13 hueco montado verticalmente que gira alrededor de un eje X, estando el eje impulsado por un motor (no se muestra).

Una cesta 14 con una parte inferior sólida está conectada al hilador, estando colocada dentro del hilador, de modo que su abertura está orientada hacia el extremo libre del eje 13 hueco y su pared 15 está sustancialmente alejada de la pared o banda 12 periférica.

La pared 15 cilindrica de la cesta está perforada por un pequeño número de orificios 16 relativamente grandes, por ejemplo, con un diámetro de alrededor de 3 mm.

Una corriente de vidrio fundido alimenta el hilador, pasando a través del eje 13 hueco y fluyendo hacia el interior de la cesta 14. El vidrio fundido, pasando a través de los orificios 16 de la cesta, se suministra a continuación en forma de corrientes 16a principales dirigidas hacia el interior de la banda 12 periférica, de donde son expulsadas en forma de filamentos 17a a través de los orificios 17 de la placa debido a la fuerza centrífuga.

El dispositivo 20 de atenuación consiste en un quemador anular que suministra una corriente de gas a alta temperatura y alta velocidad, conteniendo dicha corriente la pared 12 del hilador. Este quemador sirve para mantener la alta temperatura de la pared del hilador y contribuye a la atenuación de los filamentos para convertirlos en fibras.

La corriente de gas de atenuación generalmente se canaliza por medio de una envoltura de gas frío circundante. Esta envoltura de gas se produce mediante un anillo 21 de soplado que rodea el quemador anular. Dicha envoltura de gas frío ayuda también a enfriar las fibras, cuya resistencia se mejora por lo tanto mediante un efecto de enfriamiento térmico.

El inductor 30 anular calienta el lado inferior del dispositivo de centrifugación para ayudar a mantener el equilibrio térmico del disco 11.

El dispositivo 40 de suministro de aglutinante consiste en un anillo a través del cual fluye la banda 2 de fibras. El anillo incluye una multiplicidad de boquillas que pulverizan la banda de fibras con aglutinante. Normalmente, el aglutinante que ayuda a proporcionar cohesión mutua de las fibras incluye agentes antipolvo, del tipo oleoso, y agentes antiestáticos. El material mineral que se convierte en fibra es generalmente vidrio.

Puede ser adecuado cualquier tipo de vidrio convertible mediante el proceso de centrifugación interna. Sin embargo, según la invención, se prefiere un vidrio de borosilicato de cal, en el que el contenido de boro es de menos del 10 %, especialmente entre el 2 y el 9 % y preferiblemente entre el 4 y el 7 %.

Según la invención, las fibras finas se obtienen regulando diversos parámetros, en particular:

- la presión del quemador 20;

- la velocidad de rotación del hilador 11;

- la salida diaria de fibras suministrada por cada orificio 17 del hilador.

El quemador 20 anular tiene un diseño estandarizado. La temperatura del chorro de gas en su salida está entre 1350 y 1500 0C, preferentemente alrededor de 1400 0C.

Según la invención, la presión del quemador se ajusta entre 450 y 750 mmWC (se recuerda que 1 mmWC = 9,81 Pa) para generar un chorro de gas de atenuación más adecuado para la finura de fibra deseada, junto con el resto de parámetros mencionados anteriormente. Aunque habitualmente la presión de un quemador es de 500 mmWC, es posible según la invención elegir aumentar la presión para elaborar fibras más delgadas. Sin embargo, esto requiere más energía. Tiene que haber un compromiso entre los diversos parámetros mencionados anteriormente para obtener el producto deseado dependiendo de los factores económicos y de energía que deben tenerse en cuenta.

Según la invención, la velocidad de rotación del disco es más rápida que las habituales 1900 revoluciones por minuto (rpm). El disco de la invención gira a una velocidad superior a 2000 rpm, por ejemplo 2200 rpm.

Según la invención, la salida de fibra por orificio de disco es como máximo de 0,5 kg/día y preferentemente no supera los 0,4 kg/día. La salida de fibra diaria por orificio corresponde a la productividad del material fundido que pasa a través de cada orificio por día.

Esta salida depende, por supuesto, de la productividad del material fundido suministrado aguas arriba del hilador y del número de orificios perforados en el hilador. Según la invención, la productividad del material fundido no supera 19 toneladas por día (t/día) y preferentemente no supera las 14 t/día. En comparación, la salida habitual de un horno que suministra vidrio fundido es generalmente de aproximadamente 23 a 25 toneladas por día. El disco en sí tiene al menos 32.000 orificios, preferentemente al menos 36.000 orificios y, por lo tanto, un número mayor que un disco estándar, que tiene generalmente 31.846.

El hilador tiene un diámetro de 600 nm, pero podría ser de 400 mm u 800 mm, adaptándose por consiguiente el número de orificios y la salida del material fundido suministrado. El disco contiene dos o más zonas anulares superpuestas entre sí, estando cada zona provista de una o más filas anulares de orificios. Determinadas características concretas relacionadas con el disco también pueden ayudar a obtener fibras finas.

La altura de la banda perforada del disco, la altura sobre la cual se extienden los orificios, no supera los 35 mm. Los orificios del disco tienen, de una zona a otra, filas de orificios con diferentes diámetros, y disminuyendo el diámetro por fila anular, en la posición de centrifugación, desde la parte superior de la banda periférica del disco hacia abajo. El diámetro de los orificios está entre 0,5 y 1,1 mm.

La distancia entre los centros de orificios vecinos en la misma zona anular puede o no ser constante es esencialmente constante por toda una zona anular, variando esta distancia de una zona a otra en al menos el 3 %, o incluso al menos el 10 %, y disminuyendo, en la posición de centrifugación, desde la parte superior de la banda periférica del hilador hacia abajo, en particular, con una distancia de entre 0,8 mm y 2 mm.

Según la invención, la cantidad medida de aglutinante suministrada por el anillo 40 es ventajosamente inferior al 8 %, y preferiblemente no superior al 5 %, para producir un producto que puede enrollarse.

Se suministra con el aglutinante un aditivo reflectante de infrarrojos, en forma de partículas metálicas tales como partículas de aluminio. Las partículas pueden incorporarse en el aglutinante o suministrarse en una fase acuosa separada pulverizada sobre las fibras cercanas al aglutinante. El contenido de partículas es de desde el 0,5 hasta el 2 % en peso con respecto al peso de las fibras. Tales partículas se combinan lo más particularmente con las fibras obtenidas anteriormente para reducir la conductividad térmica dentro de los intervalos de densidad del producto más bajos, típicamente 30 kg/m3 o menos.

Finalmente, la disminución de la conductividad térmica también puede ser dependiente de la disposición de las fibras en la manta. Más del 75 %, o incluso más del 85 %, de las fibras están dispuestas de manera que sean aproximadamente paralelas a las dimensiones largas del producto. Para este fin, la velocidad de funcionamiento de la cinta transportadora 60 es, según la invención, más rápida que la velocidad de la cinta receptora 50 en más del 10 % y preferentemente en al menos el 15 %.

Este cambio de velocidad con la aceleración hace que las fibras descansen lo más planas posible en el plano de funcionamiento de las cintas, estando por tanto orientadas paralelas a las dimensiones más largas de la manta de fibra obtenida.

A continuación se presenta un producto según la invención obtenido según el método de la invención. La instalación comprende un disco de fiberización de 600 mm de diámetro con 36 000 orificios, teniendo una disposición de orificios y un diámetro de los orificios como se ha descrito anteriormente. La salida diaria por orificio era de 0,4 kg. La velocidad de rotación del disco era de 2200 rpm. La presión del quemador era de 500 mm WC. La velocidad de la cinta transportadora 60 era un 15 % más alta que la de la cinta receptora. Se aplicaron partículas de aluminio con un diámetro medio de 12 pm a las fibras mediante una dispersión acuosa, con un contenido del 2 % de aluminio en peso con respecto a las fibras. El producto obtenido tuvo las siguientes características:

- un índice de finura de fibra de 5,5 l/min;

- una conductividad térmica de 29,6 mW/m.K, medida a 10 0C según la norma ISO 8301;

- una densidad de 30 kg/m3;

- un contenido de aglutinante del 5 % en peso del producto;

- un espesor de 45 mm; y

- las fibras son más del 80 % aproximadamente paralelas a las dimensiones grandes.

La orientación de las fibras se determinó de la siguiente manera: se retiraron de dicho producto varias (especialmente al menos seis) probetas paralelipípedas, del mismo tamaño y con el mismo espesor que el producto. Se cortaron por medio de un instrumento de corte, tal como una cuchilla que produce un corte afilado sin arrastrar fibras en la dirección de corte, por lo que no altera la disposición de las fibras que conforman el producto antes del corte. En cada probeta se observó el borde, la superficie observada se dividió en pequeñas áreas unitarias, detectándose visualmente las fibras en cada área unitaria, se registró el ángulo formado entre la dirección de la fibra y una dirección horizontal paralela a una dimensión larga del producto y se calculó el ángulo promedio en cada una de las áreas. Para este fin se utilizó una herramienta de adquisición de imágenes acoplada al software de procesamiento de imágenes. Para cada muestra, se determinó por lo tanto la fracción de fibras que tenían un ángulo de orientación comprendido dentro de un sector angular dado. El promedio de los datos de cada probeta se promedió a continuación para expresar la orientación de las fibras en el producto. En este ejemplo, se descubrió que el 80 % de los ángulos registrados se disponen dentro de los sectores 0°-30° y 150°-180° (fibras horizontales), mientras que el 15 % de los ángulos registrados se disponen dentro de los sectores 30°-60° y 120°-150° (fibras oblicuas) y el 5 % de los ángulos registrados se disponen dentro de los sectores 60°-90° y 90°-120° (fibras verticales).

En ausencia de partículas de aluminio, la conductividad térmica del producto era de 30,2 mW/m.K. Por tanto, la invención permite que esto disminuya en más de 0,5 mW/m.K.

La conductividad puede reducirse adicionalmente ajustando la composición del vidrio, en particular usando un vidrio rico en boro. El producto obtenido en las mismas condiciones con el 2 % de aluminio en peso tenía una conductividad térmica de 29,4 mW/m.K.

Por consiguiente, la integración de elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes en las fibras producidas y la configuración de la instalación de fiberización según varias características específicas, dependiendo lo más particularmente de la rotación del hilador de fiberización, del quemador y de la salida de fibra, y adicionalmente dependiendo de la cinta receptora y de la cinta transportadora que la sigue, han hecho posible, de manera no evidente, obtener el producto de aislamiento térmico de la invención, que hasta ahora no existía.

El producto de la invención, debido a sus fibras muy finas, ofrece la ventaja de un tacto más suave, haciéndolo mucho menos desagradable de manipular.

El producto, mediante su conductividad térmica considerablemente reducida, proporciona un aislamiento térmico aún mejor y logra una resistencia térmica óptima para espesores razonables.

Finalmente, el producto de la invención, a través de su densidad de como máximo 30 kg/m3, puede adoptar la forma de un rollo y/o puede comprimirse, y por tanto puede transportarse y manipularse fácilmente, para cortarse y colocarse fácilmente, según se requiere, contra las paredes que van a aislarse.

Claims (18)

1. REIVINDICACIONES

   i. Un producto de aislamiento térmico basado en lana mineral, caracterizado por que las fibras tienen un micronaire de menos de 10 l/min, especialmente de como máximo 9 l/min, preferiblemente menos de 7 l/min, especialmente entre 3 y 6 l/min, por que dicho producto incluye elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes, por que dicho producto tiene una conductividad térmica de menos de 30 mW/m.K y por que las fibras son, dentro de más o menos 30°, paralelas a la extensión larga de dicho producto, en una proporción de al menos el 75 %.
2. 2. El producto de aislamiento térmico según la reivindicación 1, caracterizado por que tiene una densidad de como máximo 35 kg/m3, preferiblemente entre 20 y 30 kg/m3.
3. 3. El producto de aislamiento térmico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes son partículas metálicas del tipo de aluminio.
4. 4. El producto de aislamiento térmico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes están en una proporción de entre el 1 y el 10 %, preferiblemente entre el 2 y el 6 %, en peso del producto.
5. 5. El producto de aislamiento térmico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes tienen un tamaño de entre 5 y 25 pm.
6. 6. El producto de aislamiento térmico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que tiene un espesor igual a o mayor de 30 mm, especialmente de 40 a 150 mm.
7. 7. El producto de aislamiento térmico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que adopta la forma de un rollo.
8. 8. El producto de aislamiento térmico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se integra en un sistema de aislamiento acústico.
9. 9. El producto de aislamiento térmico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se basa en fibras de vidrio con una proporción de material no fiberizado de menos del 1 %.
10. 10. El producto de aislamiento térmico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se basa en vidrio de borosilicato de cal, con un contenido de boro de menos del 10 %, y preferiblemente entre el 4 y el 7 %, en peso de la composición de vidrio.
11. 11. El producto de aislamiento térmico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se obtiene a partir de un proceso de fiberización de centrifugación interna y mediante deposición de elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes en las fibras.
12. 12. El producto según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se usa en el revestimiento de paredes y/o techos en la industria de la construcción.
13. 13. Un procedimiento de fabricación de lana mineral que usa una instalación que comprende un dispositivo de centrifugación interno que comprende un hilador (11) capaz de rotar alrededor de un eje X, especialmente un eje vertical, y cuya banda (12) periférica está perforada con una pluralidad de orificios (17) para suministrar filamentos de un material fundido, un medio de atenuación de gas a alta temperatura en forma de un quemador (20) anular, que atenúa los filamentos formando fibras, y una cinta (50) receptora asociada con medios de succión para recibir las fibras, caracterizado por que dicho procedimiento consiste en controlar una combinación de parámetros, siendo estos, al menos, la presión del quemador entre 450 y 750 mm WC, la rotación del hilador a una velocidad superior a 2000 revoluciones/minuto y la salida diaria de fibra por orificio del hilador, que es como máximo 0,5 kg y preferentemente como máximo 0,4 kg, en depositar elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes sobre las fibras, y en regular la velocidad de funcionamiento de una cinta transportadora que se pliega sobre la cinta receptora, que es superior a la velocidad de funcionamiento de la cinta receptora.
14. 14. El procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado por que la instalación comprende un anillo (70) provisto de una pluralidad de orificios a través de los cuales se pulverizan una disolución que comprende los elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes, tales como partículas metálicas del tipo de aluminio.
15. 15. El procedimiento según la reivindicación 13 o 14, caracterizado por que los elementos absorbentes de infrarrojos y/o reflectantes se depositan pulverizando un aglutinante sobre las fibras.
16. 16. El procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado por que la productividad del material fundido que entra en el hilador es de menos de 18 toneladas/día para un hilador que tiene al menos 32.000 orificios, y preferiblemente en una combinación de productividad de como máximo 14 toneladas/día y de un hilador con al menos 36.000 orificios.
17. 17. El procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizado por que el hilador tiene un diámetro de entre 200 y 800 mm.
18. 18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 17, en el que la velocidad de funcionamiento de la cinta transportadora que se pliega sobre la cinta receptora tiene una velocidad que es mayor que la velocidad de funcionamiento de dicha cinta receptora en más del 10 % y preferiblemente en al menos el 15 %.