ES2939173T3 - Un producto aislante de protección contra incendios y uso de tal producto - Google Patents

Un producto aislante de protección contra incendios y uso de tal producto Download PDF

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    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4209—Inorganic fibres
    • D04H1/4218—Glass fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4266—Natural fibres not provided for in group D04H1/425
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    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/587—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives characterised by the bonding agents used
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    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/593—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives to layered webs
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
    • D04H1/645—Impregnation followed by a solidification process
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/724—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged forming webs during fibre formation, e.g. flash-spinning
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/74—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being orientated, e.g. in parallel (anisotropic fleeces)
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/002—Inorganic yarns or filaments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/002—Inorganic yarns or filaments
    • D04H3/004—Glass yarns or filaments
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/78—Heat insulating elements
    • E04B1/80—Heat insulating elements slab-shaped
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/82—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to sound only
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/88—Insulating elements for both heat and sound
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire
    • E04B1/941—Building elements specially adapted therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/26—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups
    • E04C2/284—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D3/00—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets
    • E04D3/35—Roofing slabs or stiff sheets comprising two or more layers, e.g. for insulation
    • E04D3/351—Roofing slabs or stiff sheets comprising two or more layers, e.g. for insulation at least one of the layers being composed of insulating material, e.g. fibre or foam material
    • E04D3/352—Roofing slabs or stiff sheets comprising two or more layers, e.g. for insulation at least one of the layers being composed of insulating material, e.g. fibre or foam material at least one insulating layer being located between non-insulating layers, e.g. double skin slabs or sheets
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
    • E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
    • E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
    • E04F13/0866—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements composed of several layers, e.g. sandwich panels or layered panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • B32B37/1207—Heat-activated adhesive
    • B32B2037/1215—Hot-melt adhesive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • B32B2037/1253—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives curable adhesive
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    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • B32B2037/1269—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives multi-component adhesive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B2250/20—All layers being fibrous or filamentary
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    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
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    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/72—Cured, e.g. vulcanised, cross-linked
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    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/304—Insulating
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    • B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
    • B32B2309/02—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B2315/00—Other materials containing non-metallic inorganic compounds not provided for in groups B32B2311/00 - B32B2313/04
    • B32B2315/14—Mineral wool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B2419/00—Buildings or parts thereof
    • B32B2419/06—Roofs, roof membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2607/00—Walls, panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/16—Drying; Softening; Cleaning
    • B32B38/164—Drying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2213/00—Glass fibres or filaments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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Abstract

La presente invención se refiere a un producto aislante de protección contra incendios que comprende fibras de lana mineral depositadas por aire y un aglutinante que es el resultado del curado de una composición aglutinante que comprende al menos un hidrocoloide, y dicho producto comprende además un material endotérmico particulado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un producto aislante de protección contra incendios y uso de tal producto
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un producto aislante de protección contra incendios que comprende fibras de lana mineral.
Antecedentes de la invención
Se sabe que los productos fibrosos de lana mineral tienen propiedades de protección contra incendios. Se conocen ejemplos de los documentos EP 1086055, EP 1928796, Wo 97/20780 o Ep 3187474 A1.
De manera convencional, las resinas de fenol-formaldehído que pueden producirse económicamente se han usado como composiciones de aglutinante para unir juntas fibras de lana mineral.
Sin embargo, estos aglutinantes tienen la desventaja de que contienen formaldehído y, por tanto, son potencialmente perjudiciales y existe el deseo de reemplazar estos aglutinantes convencionales con aglutinantes libres de formaldehído.
Los aglutinantes distintos de fenol-formaldehído son a menudo aglutinantes a base de azúcar, tales como, por ejemplo, las composiciones descritas en los documentos EP-2990494A1, PCT/EP-2015/080758, WO2007/014236, WO2011/138458 y WO2009/080938.
Sin embargo, todos estos aglutinantes tienen la desventaja de que requieren altas temperaturas para el curado, lo que hace necesario aplicar calor durante un tiempo prolongado para curar el aglutinante y unir las fibras minerales entre sí. Por consiguiente, en la producción, el aglutinante debe curarse después de que se haya formado el producto. Este curado se logra calentando el producto en un horno, normalmente hasta una temperatura de 200-250 °C durante un determinado periodo de tiempo. Este calentamiento aumenta el tiempo de producción y los costes de producción justo como establece algunas limitaciones en las que pueden añadirse materiales al producto ya que los materiales deben ser capaces de soportar este calentamiento elevado. Además, el curado a alta temperatura de estos aglutinantes conocidos provoca emisiones de sustancias nocivas o irritantes que deben manipularse.
Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar un producto aislante de protección contra incendios que reduzca o elimine los inconvenientes mencionados anteriormente.
El documento US 4 613 627 A se refiere a un producto de aislamiento que comprende fibras de wollastonita y un aglutinante que comprende almidón y yeso y arcilla.
El documento WO 00/17121 A1 describe un producto de aislamiento que comprende fibras de lana colocadas al aire, un aglutinante que comprende una dispersión acuosa de materiales fenólicos y un material particulado.
El documento WO 97/20780 A1 se refiere a un producto de aislamiento que comprende fibras, a un aglutinante y a materiales particulados.
El documento WO 2012/166414 A1 describe un sistema de aglutinante que consiste en maltodextrina, ésteres de ácidos grasos de glicerol y ácido cítrico para unir fibras de lana mineral.
El documento WO 2009/080696 A2 describe el uso de celulosa, guar, xantano, alginatos, gelano y almidón como aglutinante para lana mineral.
El documento US 3411972 A describe el uso de gelatina para unir fibras minerales.
El documento WO 99/51536 A1 se refiere a un tubo de fibra vítrea síntetico integral que tiene una primera sección de cara que se extiende hacia dentro desde una cara, una segunda sección de cara que se extiende hacia dentro desde la cara opuesta y una sección de núcleo entre las secciones de cara primera y segunda.
Sumario de la invención
Estos objetos se consiguen un producto aislante de protección contra incendios que comprende fibras de lana mineral colocadas al aire y un aglutinante, siendo dicho aglutinante el resultado de curar una composición de aglutinante que comprende
al menos un hidrocoloide siendo proteínas de fuentes animales, que incluyen colágeno, gelatina y gelatina hidrolizada, y la composición de aglutinante comprende además al menos un compuesto que contiene fenol, tal como tanino seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en ácido tánico, taninos condensados (proantocianidinas), taninos hidrolizables, galotaninos, elagitaninos, taninos complejos y/o tanino procedente de uno o más de roble, castaño, zumaque de Virginia y tellima de flor grande,
o
siendo al menos un hidrocoloide proteínas de fuentes animales, que incluyen colágeno, gelatina y gelatina hidrolizada, y en donde la composición de aglutinante comprende además al menos una enzima seleccionada del grupo que consiste en transglutaminasa (EC 2.3.2.13), proteína disulfuro isomerasa (EC 5.3.4.1), tiol oxidasa (EC 1.8.3.2), polifenol oxidasa (EC 1.14.18.1), en particular, catecol oxidasa, tirosina oxidasa y fenoloxidasa, lisil oxidasa (EC 1.4.3.13) y peroxidasa (EC 1.11.1.7),
y comprendiendo dicho producto además un material endotérmico en particulado seleccionado del grupo que consiste en yeso, hidróxido de magnesio, hidromagnesita, hidróxido de aluminio y trihidróxido de aluminio.
Se ha descubierto sorprendentemente que es posible usar un aglutinante que pueda curarse a temperaturas relativamente bajas que permitan añadir sustancias adicionales al producto de protección contra incendios de lana mineral para mejorar adicionalmente las propiedades de protección contra incendios del producto. Además, dado que el aglutinante usado en el producto en algunas realizaciones generalmente no contiene ninguna sustancia dañina y normalmente no se establece libre de sustancias nocivas durante el curado, puede lograrse una producción más respetuosa con el medio ambiente.
Preferiblemente, el aglutinante comprende además al menos un éster de ácido graso de glicerol.
En una realización, el material endotérmico particulado se distribuye uniformemente dentro del producto aislante de protección contra incendios.
Sin embargo, en una realización preferida, el producto tiene una primera y una segunda sección de cara con una sección central entre las mismas y el material endotérmico particulado se distribuye de tal manera que hay una concentración más alta de material endotérmico en la sección central del producto de lana de fibra mineral que en las secciones de cara. Esto es ventajoso ya que el material endotérmico absorbe energía y, por tanto, retrasa el calor de un incendio en dispersión desde un lado hasta el otro en un producto de lana mineral según la invención. Al tener el material particulado principalmente en la sección central, se minimiza el riesgo de que se caiga del producto durante el manejo. Además, es ventajoso, dado que tal producto proporciona una buena protección contra incendios de cualquier lado de la misma. Según la invención, el material endotérmico se selecciona del grupo que consiste en yeso, hidróxido de magnesio, hidromagnesita, hidróxido de aluminio y trihidróxido de aluminio.
En un segundo aspecto de la invención se proporciona un uso de un producto aislante de protección contra incendios tal como se define en la reivindicación 1.
Por consiguiente, el producto según la invención puede usarse para protección contra incendios de una estructura, tal como una estructura de construcción, como un inserto para una puerta de incendios o para protección contra incendios de un conducto de ventilación.
Descripción de las realizaciones preferidas
El elemento de lana mineral
Los elementos de lana mineral comprenden generalmente fibras vítreas sintéticas (MMVF) tales como, por ejemplo, fibras de vidrio, fibras cerámicas, fibras de basalto, lana de escoria, lana mineral y lana de piedra, que se unen entre sí mediante un aglutinante de lana mineral curada que convencionalmente es un material aglutinante polimérico termoendurecible. Para su uso como productos de aislamiento térmico o acústico, se producen generalmente esteras de fibras minerales unidas convirtiendo una masa fundida compuesta por materias primas adecuadas en fibras de manera convencional, por ejemplo, mediante proceso con copa de hilatura o mediante proceso con rotor en cascada. Las fibras se insuflan al interior de una cámara de conformación y, mientras se transportan por el aire y mientras están calientes, se pulverizan con una disolución de aglutinante y se depositan al azar como una estera o una banda sobre un transportador en desplazamiento. La red de fibra se transfiere entonces a un horno de curado donde se insufla aire calentado a través de la red para curar el aglutinante y unir de manera rígida las fibras minerales entre sí.
Si se desea, la banda se puede someter a un proceso de conformación antes del curado. El elemento de fibra mineral unida se puede cortar al formato deseado, p. ej. en forma de una guata. Así, los elementos de lana mineral tienen, por ejemplo, la forma de telas tejidas y no tejidas, esteras, guatas, lanas, láminas, placas, tiras, rodillos, granulados y otros artículos conformados que son de utilidad, por ejemplo, como materiales de aislamiento térmico o acústico, amortiguación de vibraciones, materiales de construcción, aislamiento de fachadas, materiales de refuerzo en aplicaciones para techos o suelos, como material filtrante, como medio de cultivo hortícola y en otras aplicaciones. También se sabe que los elementos de lana mineral tienen excelentes propiedades de resistencia al fuego y, por tanto, a menudo se usan para proteger contra el fuego de estructuras, tales como estructuras de edificios, instalaciones técnicas o como insertos en puertas de incendios.
El aglutinante de lana mineral
El aglutinante en la presente invención resulta del curado de una composición de aglutinante que comprende
al menos un hidrocoloide siendo proteínas de fuentes animales, que incluyen colágeno, gelatina y gelatina hidrolizada, y la composición de aglutinante comprende además al menos un compuesto que contiene fenol, tal como tanino seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en ácido tánico, taninos condensados (proantocianidinas), taninos hidrolizables, galotaninos, elagitaninos, taninos complejos y/o tanino procedente de uno o más de roble, castaño, zumaque de Virginia y tellima de flor grande,
o
siendo al menos un hidrocoloide proteínas de fuentes animales, que incluyen colágeno, gelatina y gelatina hidrolizada, y en donde la composición de aglutinante comprende además al menos una enzima seleccionada del grupo que consiste en transglutaminasa (EC 2.3.2.13), proteína disulfuro isomerasa (EC 5.3.4.1), tiol oxidasa (EC 1.8.3.2), polifenol oxidasa (EC 1.14.18.1), en particular, catecol oxidasa, tirosina oxidasa y fenoloxidasa, lisil oxidasa (EC 1.4.3.13) y peroxidasa (EC 1.11.1.7).
En una realización preferida, la composición de aglutinante también comprende al menos un éster de ácido graso de glicerol.
En una realización preferida, los aglutinantes usados en la presente invención están libres de formaldehído.
Para la finalidad de la presente solicitud, la expresión “ libre de formaldehído” se define para caracterizar un producto de lana mineral donde la emisión está por debajo de 5 pg/m2/h de formaldehído procedente del producto de lana mineral, preferiblemente por debajo de 3 pg/m2/h. Preferiblemente, el ensayo se lleva a cabo según la norma ISO 16000 para someter a ensayo las emisiones de aldehído.
Una ventaja sorprendente de las realizaciones de productos de lana mineral según la presente invención es que muestran propiedades de autocurado. Después de exponerse a condiciones muy rigurosas donde los productos de lana mineral pierden parte de su resistencia, los productos de lana mineral según la presente invención pueden recuperar una parte, la totalidad, o incluso superar la resistencia original. En una realización, la resistencia de (producto) envejecido es al menos el 80 %, tal como al menos el 90 %, tal como al menos el 100 %, tal como al menos el 130 %, tal como al menos el 150 % de la resistencia de (producto) no envejecido. Esto contrasta con los productos de lana mineral convencionales para los que la pérdida de resistencia mecánica después de exponerse a condiciones ambientales rigurosas es irreversible. Sin pretender imponer ninguna teoría particular, los presentes inventores creen que esta propiedad sorprendente en los productos de lana mineral según la presente invención se debe a la naturaleza compleja de las uniones formadas en la red de la composición aglutinante curada, tal como la proteína reticulada por el compuesto que contiene fenol y/o quinona o reticulada por una enzima, que también incluye estructuras cuaternarias y enlaces de hidrógeno y permite establecer uniones en la red después de volver a las condiciones ambientales normales. Para un producto de aislamiento, que cuando se usa, por ejemplo, como aislamiento térmico y protección contra incendios de instalaciones técnicas que ocasionalmente pueden funcionar a altas temperaturas, esto es una ventaja importante para la estabilidad a largo plazo del producto.
Hidrocoloide
Los hidrocoloides son polímeros hidrófilos, de origen vegetal, animal, microbiano o sintético, que contienen, generalmente, muchos grupos hidroxilo y pueden ser polielectrolitos. Se usan ampliamente para controlar las propiedades funcionales de los productos alimenticios acuosos.
Los hidrocoloides pueden ser proteínas o polisacáridos y son total o parcialmente solubles en agua y se usan, principalmente, para aumentar la viscosidad de la fase continua (fase acuosa) es decir, como agente gelificante o espesante. También pueden utilizarse como emulsionantes, ya que su efecto estabilizante en las emulsiones se deriva de un aumento en la viscosidad de la fase acuosa.
Un hidrocoloide consiste, generalmente, en mezclas de moléculas similares, pero no idénticas y que surgen de fuentes y métodos de preparación diferentes. El procesamiento térmico y, por ejemplo, el contenido de sal, el pH y la temperatura afectan las propiedades físicas que presentan. Las descripciones de hidrocoloides presentan, frecuentemente, estructuras idealizadas, pero dado que son productos naturales (o derivados) con estructuras determinadas, por ejemplo, por acción enzimática estocástica, no establecida exactamente por el código genético, la estructura puede variar de la estructura idealizada.
Muchos hidrocoloides son polielectrolitos (por ejemplo, alginato, gelatina, carboximetilcelulosa y goma xantano).
Los polielectrolitos son polímeros donde una cantidad significativa de unidades repetitivas portan un grupo electrolito. Los policationes y polianiones son polielectrolitos. Estos grupos se disocian en soluciones acuosas (agua), lo que hace que los polímeros se carguen. Por lo tanto, las propiedades de los polielectrolitos son similares tanto a los electrolitos (sales) como a los polímeros (compuestos de elevado peso molecular) y a veces se denominan polisales.
Los grupos cargados aseguran una hidratación fuerte, particularmente en una base por molécula. La presencia de contraiones y coiones (iones con la misma carga que el polielectrolito) introducen un comportamiento complejo específico del ión.
Una proporción de los contraiones permanece estrechamente asociada con el polielectrolito, atrapado en su campo electrostático y, por lo tanto, reduce su actividad y movilidad.
En una realización, la composición aglutinante comprenden uno o más contraiones seleccionados del grupo de Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+.
Otra propiedad de un polielectrolito es la densidad de carga lineal alta (número de grupos cargados por unidad de longitud).
Generalmente, los hidrocoloides neutros son menos solubles, mientras que los polielectrolitos son más solubles. Muchos hidrocoloides también gelifican. Los geles son redes que contienen agua líquida que muestran un comportamiento similar al sólido con resistencia característica, dependiendo de su concentración, y dureza y fragilidad que dependen de la estructura del (de los) hidrocoloide(s) presente(s). Los hidrogeles son polímeros reticulados hidrófilos que son capaces de hincharse para absorber y retener grandes cantidades de agua. Se conocen, particularmente, por su uso en productos sanitarios. Los materiales usados comúnmente utilizan poliacrilatos, pero los hidrogeles pueden elaborarse mediante la reticulación de hidrocoloides solubles para elaborar un polímero insoluble pero elástico e hidrófilo.
Los ejemplos de hidrocoloides comprenden: Agar agar, alginato, arabinoxilano, carragenina, carboximetilcelulosa, celulosa, curdlano, gelatina, gelana, p-glucano, goma guar, goma arábiga, goma de algarrobo, pectina, almidón, goma xantano. En una realización, el al menos un hidrocoloide es gelatina.
Los ejemplos de hidrocoloides polielectrolíticos comprenden: gelatina, pectina, alginato, carragenina, goma arábiga, goma xantano, derivados de celulosa, tales como carboximetilcelulosa.
En una realización, el al menos un hidrocoloide es un hidrocoloide polielectrolítico.
En una realización, el al menos un hidrocoloide es gelatina.
En una realización, el al menos un hidrocoloide es un formador de gel.
En una realización, el al menos un hidrocoloide se usa en forma de una sal, tal como una sal de Na+, K+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+.
Gelatina
La gelatina se deriva de la degradación química del colágeno. La gelatina también se puede producir mediante técnicas recombinantes. La gelatina es soluble en agua y tiene un peso molecular de 10.000 a 500.000 g/mol, tal como de 30.000 a 300.000 g/mol dependiendo del grado de hidrólisis. La gelatina es un producto alimenticio ampliamente usado y, por tanto, se acepta generalmente que este compuesto es totalmente no tóxico y, por tanto, no deben tomarse precauciones al manipular la gelatina.
La gelatina es una mezcla heterogénea de polipéptidos monocatenarios o de múltiples capas que, típicamente, muestran estructuras de hélice. Específicamente, la hélice triple del colágeno tipo I extraído de la piel y los huesos, como una fuente de gelatina, está compuesta de dos cadenas a1 (I) y una a2 (I).
Las soluciones de gelatina pueden experimentar transiciones de hélice en espiral.
Se producen gelatinas de tipo A por tratamiento acídico. Las gelatinas de tipo B se producen por tratamiento básico. Las reticulaciones químicas pueden introducirse en la gelatina. En una realización, la transglutaminasa se usa para unir lisina a residuos de glutamina; en una realización, el glutaraldehído se usa para unir lisina a lisina, en una realización, los taninos se usan para unir residuos de lisina.
La gelatina también puede hidrolizarse adicionalmente para dar fragmentos más pequeños de hasta 3000 g/mol.
Al enfriarse una solución de gelatina, se pueden formar hélices en forma de colágeno.
Otros hidrocoloides pueden comprender, además, estructuras helicoidales tales como hélices similares al colágeno. La gelatina puede formar estructuras helicoidales.
En una realización, el aglutinante curado que comprende hidrocoloide comprende estructuras helicoidales.
En una realización, el al menos un hidrocoloide es una gelatina de baja resistencia, tal como una gelatina que tiene una resistencia de gel de 30 a 125 Bloom.
En una realización, el al menos un hidrocoloide es una gelatina de resistencia media, tal como una gelatina que tiene una resistencia de gel de 125 a 180 Bloom.
En una realización, el al menos un hidrocoloide es una gelatina de alta resistencia, tal como una gelatina que tiene una resistencia de gel de 180 a 300 Bloom.
En una realización preferida, la gelatina se origina, preferiblemente, de una o más fuentes del grupo que consiste en mamíferos, especies de aves, tales como vaca, cerdo, caballo, ave de corral, y/o de escamas, piel de pescado. En una realización, puede añadirse urea a las composiciones de aglutinantes usadas en la presente invención. Los inventores han descubierto que la adición de incluso pequeñas cantidades de urea provoca la desnaturalización de la gelatina, lo que puede ralentizar la gelificación, lo que podría ser deseable en algunas realizaciones. La adición de urea podría conducir también a un suavizado del producto.
Los inventores han descubierto que los grupos de ácido carboxílico en gelatinas interactúan fuertemente con iones trivalentes y tetravalentes, por ejemplo, sales de aluminio. Esto es especialmente cierto para las gelatinas de tipo B que contienen más grupos de ácido carboxílico que las gelatinas de tipo A.
Los presentes inventores han descubierto que, en algunas realizaciones, el curado/secado de las composiciones de aglutinante usadas en la presente invención, que incluyen gelatina, no debe iniciarse a temperaturas muy altas. Los inventores han descubierto que comenzar el curado a temperaturas bajas puede producir productos más fuertes. Sin pretender imponer ninguna teoría particular, los inventores asumen que el curado inicial a temperaturas elevadas puede llevar a una envoltura exterior impenetrable de la composición aglutinante que dificulta que el agua salga por debajo.
Sorprendentemente, los aglutinantes usados en la presente invención que incluyen gelatinas son muy resistentes al calor. Los presentes inventores han descubierto que, en algunas realizaciones, los aglutinantes curados pueden soportar temperaturas de hasta 300 0C sin degradación.
Pectina
La pectina es un grupo heterogéneo de polisacáridos estructurales acídicos que se encuentran en frutas y vegetales que forman geles estables en medio ácido.
Generalmente, las pectinas no poseen estructuras exactas, sino que pueden contener hasta 17 monosacáridos diferentes y más de 20 tipos de enlaces diferentes.
Los residuos de ácido D-galacturónico forman la mayoría de las moléculas.
La resistencia del gel aumenta al aumentar la concentración de Ca2+ pero se reduce al aumentar la temperatura y la acidez (pH < 3).
La pectina puede formar estructuras helicoidales.
La capacidad gelificante de los dicationes es similar a la encontrada con alginatos (Mg2+ es mucho menor que para Ca2+, siendo Sr2+ menor que para Ba2+).
Alginato
Los alginatos son polisacáridos de andamiaje producidos por algas marinas pardas.
Los alginatos son polímeros lineales no ramificados que contienen residuos de ácido D-manurónico(M) unido en p-(1,4) y ácido L-gulurónico (G) unido en a-(1,4). El alginato puede ser, además, un alginato bacteriano, tal como los que adicionalmente se O-acetilan. Los alginatos no son copolímeros aleatorios, pero, según la fuente de algas, consisten en bloques de residuos similares y estrictamente alternados (es decir, MMMMMM, GGGGGG y GMGMGMGM), cada uno de los cuales tienen preferencias y comportamiento conformacionales diferentes. Los alginatos pueden prepararse con una amplia variedad de pesos moleculares promedios (50 - 100000 residuos). Los ácidos carboxílicos libres tienen una molécula de agua H3O+ firmemente unida por hidrógeno al carboxilato. Los iones Ca2+ pueden reemplazar este enlace de hidrógeno, comprimiendo las cadenas del guluronato, pero no del manuronato, entre sí estequiométricamente en una denominada conformación tipo cartón de huevos. Las epimerasas recombinantes con especificidades diferentes pueden usarse para producir alginatos de diseño.
El alginato puede formar estructuras helicoidales.
Carragenina
Carragenina es un término colectivo para los polisacáridos de andamiaje preparados mediante extracción alcalina (y modificación) de algas rojas.
Las carrageninas son polímeros lineales de aproximadamente 25.000 derivados de galactosa con estructuras regulares pero imprecisas, que dependen de la fuente y las condiciones de extracción.
La K-carragenina (kappa-carragenina) se produce por eliminación alcalina de p-carragenina aislada principalmente del alga tropical Kappaphycus alvarezii (también conocida como Eucheuma cottonii).
La i-carragenina (iota-carragenina) se produce por eliminación alcalina de v-carragenina aislada principalmente del alga Philippines Eucheuma denticulatum (también llamada Spinosum).
La A-carragenina (lambda-carragenina) (aislada principalmente de Gigartina pistillata o Chondrus crispus) se convierte en 0-carragenina (theta-carragenina) por eliminación alcalina, pero a una velocidad mucho más lenta que ocasiona la producción de i-carragenina y K-carragenina.
Los geles más fuertes de K-carragenina se forman con K+ en lugar de Li+, Na+, Mg2+, Ca2+ o Sr2+.
Todas las carrageninas pueden formar estructuras helicoidales.
Goma arábiga
La goma arábiga es una mezcla compleja y variable de oligosacáridos, polisacáridos y glicoproteínas de arabinogalactano. La goma arábiga consiste en una mezcla de polisacárido de masa molecular relativa más baja y glicoproteína rica en hidroxiprolina de peso molecular más alto con una variabilidad amplia.
La goma arábiga tiene una presencia simultánea de carbohidrato hidrófilo y proteína hidrófoba.
Goma xantano
La goma xantano es un polímero resistente a la desecación microbiana preparado, p. ej., mediante fermentación sumergida aeróbica de Xanthomonas campestris.
La goma xantano es un polielectrolito aniónico con una cadena principal de p-(1,4)-D-glucopiranosa glucano (como celulosa) con cadenas laterales de D-manopiranosa unida en (3,1)-a
-ácido (2,1)-p-D-glucurónico-(4,1)p-D-manopiranosa en residuos alternos.
Se ha propuesto que el estado natural de las gomas xantano sean hélices dobles antiparalelas bimoleculares. Una conversión entre la conformación helicoidal doble ordenada y la cadena extendida única más flexible puede realizarse a entre 40 0C - 80 0C. Las gomas xantano pueden formar estructuras helicoidales.
Las gomas xantano pueden contener celulosa.
Derivados de celulosa
Un ejemplo de un derivado de celulosa es carboximetilcelulosa.
La carboximetilcelulosa (CMC) es un derivado químicamente modificado de celulosa formado por su reacción con álcali y ácido cloroacético.
La estructura CMC se basa en el polímero p-(1,4)-D-glucopiranosa de celulosa. Diferentes preparaciones pueden tener diferentes grados de sustitución, pero generalmente se encuentra en el intervalo de 0,6 - 0,95 derivados por unidad monomérica.
Agar agar
El agar agar es un polisacárido de andamiaje preparado a partir de la misma familia de algas rojas (Rhodophycae) que las carrageninas. Se obtiene en el mercado de especies de Gelidium y Gracilariae.
El agar agar consiste en una mezcla de agarosa y agaropectina. La agarosa es un polímero lineal de masa molecular relativa (peso molecular) de aproximadamente 120.000, basado en la unidad -(1,3)-p-D-galactopiranosa-(1,4)-3,6-anhidro-a-L-galactopiranosa.
La agaropectina es una mezcla heterogénea de moléculas más pequeñas que se presentan en menores cantidades. El agar agar puede formar estructuras helicoidales.
Arabinoxilano
Los arabinoxilanos se encuentran naturalmente en el salvado de las gramíneas (Graminiae).
Los arabinoxilanos consisten en residuos de a-L-arabinofuranosa unidos como puntos de ramificación a cadenas principales poliméricas de D-xilopiranosa unidas en p-(1,4).
El arabinoxilano puede formar estructuras helicoidales.
Celulosa
La celulosa es un polisacárido de andamiaje que se encuentra en las plantas como microfibrillas (2-20 nm de diámetro y 100 - 40000 nm de longitud). La celulosa se prepara principalmente a partir de pasta de madera. La celulosa también se produce en una forma altamente hidratada por algunas bacterias (por ejemplo, Acetobacter xylinum).
La celulosa es un polímero lineal de unidades de p-(1,4)-D-glucopiranosa en la conformación 4C1. Existen cuatro formas cristalinas, Ia, Ip, II y III.
Los derivados de celulosa pueden ser metilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, hidroxietilmetilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa.
Curdlano
El curdlano es un polímero preparado en el mercado a partir de una cepa mutante de Alcaligenes faecalis var. myxogenes. El curdlano (goma curdlano) es un 1,3 p-D glucano lineal no ramificado, de masa molecular relativa moderada sin cadenas laterales.
El curdlano puede formar estructuras helicoidales.
La goma curdlano es insoluble en agua fría, pero las suspensiones acuosas se plastifican y disuelven en poco tiempo antes de producir geles reversibles al calentarse alrededor de 55 °C. El calentamiento a temperaturas más altas produce geles irreversibles más resilientes que, a continuación, permanecen al enfriarse. El escleroglucano es, además, un 1,3 p-D glucano, pero tiene enlaces 1,6 p adicionales que confieren solubilidad en condiciones ambiente. Gelana
La goma gelana es un tetrasacárido lineal 4)-L-ramnopiranosil-(a-1,3)-D-glucopiranosil-(p-1,4)-D-glucuronopiranosil-(p-1,4)-D-glucopiranosil-(p-1, con sustituyentes O(2) L-glicerilo y O(6)acetilo en la glucosa unida en 3.
La gelana puede formar estructuras helicoidales.
p-glucano
Los p-glucanos se producen en el salvado de las gramíneas (Gramineae).
Los p-glucanos consisten en polisacáridos lineales no ramificados de unidades p-(1,3)- y p-(1,4)-D-glucopiranosa unidas en un orden no repetitivo pero no aleatorio.
Goma guar
La goma guar (también llamada guarano) es un polisacárido de reserva (harina de semilla) extraído de la semilla del arbusto leguminoso Cyamopsis tetragonoloba.
La goma guar es una galactomanana similar a la goma de algarrobo que consiste en una cadena principal de p-D-manopiranosa unida en (1,4) con puntos de ramificación en sus posiciones 6 unidas a a-D-galactosa (es decir, a-D-galactopiranosa unida en 1,6).
La goma guar está compuesta de polímero polidisperso no iónico en forma de varilla.
A diferencia de la goma de algarrobo, no forma geles.
Goma de algarrobo
La goma de algarrobo (también llamada goma de algarrobo y carubina) es un polisacárido de reserva (harina de semilla) extraído de la semilla (granos) del árbol de algarrobo (Ceratonia siliqua).
La goma de algarrobo es una galactomanana similar a la goma guar que consiste en una cadena principal de p-D-manopiranosa unida en (1,4) con puntos de ramificación en sus posiciones 6 unidas a a-D-galactosa (es decir, a-D-galactopiranosa unida en 1,6).
La goma de algarrobo es polidispersa que consiste en moléculas no iónicas.
Almidón
El almidón consiste en dos tipos de moléculas, amilosa (normalmente el 20-30 %) y amilopectina (normalmente el 70­ 80 %). Ambos consisten en polímeros de unidades de a-D-glucosa en la conformación 4C1. En la amilosa, estos están unidos en -(1,4)-, con todos los átomos de oxígeno del anillo en el mismo lado, mientras que en la amilopectina aproximadamente un residuo de cada veinte más o menos está unido en -(1,6)- formando puntos de ramificación. Las proporciones relativas de amilosa a amilopectina y los puntos de ramificación -(1,6)- dependen de la fuente del almidón. El almidón puede derivarse de la fuente de maíz (maíz), trigo, patata, tapioca y arroz. La amilopectina (sin amilosa) puede aislarse de almidón de maíz 'ceroso' mientras que la amilosa (sin amilopectina) se aísla mejor después de hidrolizar específicamente la amilopectina con pululanasa.
La amilosa puede formar estructuras helicoidales.
En una realización preferida, la composición de aglutinante comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y el al menos otro hidrocoloide se selecciona del grupo que consiste en pectina, almidón, alginato, agar agar, carragenina, goma gelana, goma guar, goma arábiga, goma de algarrobo, goma xantano, derivados de celulosa tales como carboximetilcelulosa, arabinoxilano, celulosa, curdlano, p-glucano.
En una realización, la composición aglutinante comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y el al menos otro hidrocoloide es pectina.
En una realización, la composición aglutinante comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y el al menos otro hidrocoloide es alginato.
En una realización, la composición aglutinante comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y el al menos otro hidrocoloide es carboximetilcelulosa.
En una realización preferida, la composición de aglutinante usada en la presente invención comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y en donde la gelatina está presente en la composición de aglutinante acuosa en una cantidad del 10 al 95 % en peso, tal como del 20 al 80 % en peso, tal como del 30 al 70 % en peso, tal como del 40 al 60 % en peso, basado en el peso de los hidrocoloides.
En una realización, la composición aglutinante comprende al menos dos hidrocoloides, en donde el un hidrocoloide y el al menos otro hidrocoloide tienen cargas complementarias.
En una realización, el un hidrocoloide es gelatina que tiene cargas complementarias de uno o más hidrocoloides seleccionado(s) del grupo de pectina, alginato, carragenina, goma xantano o carboximetilcelulosa.
En una realización, la composición aglutinante tiene la capacidad de curado a una temperatura no mayor que 95 0C, tal como de 5-95 °C, tal como de 10-80 0C, tal como de 20-60 0C, tal como de 40-50 0C.
En una realización, la composición de aglutinante acuosa usada en la presente invención no es un aglutinante termoestable.
Una composición termoendurecible está en un estado sólido blando o líquido viscoso, que comprende, preferiblemente, un prepolímero, que comprende, preferiblemente, una resina, que cambia irreversiblemente a una red polimérica insoluble infundible mediante curado. El curado se induce, típicamente, por la acción de calor, por lo cual se necesitan, típicamente, temperaturas mayores que 95 0C.
Una resina termoendurecible curada se denomina polímero/plástico termoestable o termoendurecible; cuando se usa como material a granel en un compuesto polimérico, se denominan matriz polimérica termoestable. En una realización, la composición de aglutinante acuosa usada en la presente invención no contiene un ácido poli(met)acrílico, una sal de un ácido poli(met)acrílico o un éster de un ácido poli(met)acrílico.
En una realización, la composición de aglutinante comprende proteínas de fuentes animales, que incluyen colágeno, gelatina y gelatina hidrolizada, y la composición de aglutinante comprende además al menos un compuesto que contiene fenol, tal como tanino seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en ácido tánico, taninos condensados (proantocianidinas), taninos hidrolizables, galotaninos, elagitaninos, taninos complejos y/o tanino procedente de uno o más de roble, castaño, zumaque cuerno de ciervo y tellima de flor grande y taza franja.
En una realización, la composición aglutinante comprende proteínas de fuentes animales, que incluyen colágeno, gelatina y gelatina hidrolizada, y en donde la composición aglutinante comprende además al menos una enzima seleccionada del grupo que consiste en transglutaminasa (EC 2.3.2.13), proteína disulfuro isomerasa (EC 5.3.4.1), tiol oxidasa (EC 1.8.3.2), polifenol oxidasa (EC 1.14.18.1), en particular, catecol oxidasa, tirosina oxidasa y fenoloxidasa, lisil oxidasa (EC 1.4.3.13) y peroxidasa (EC 1.11.1.7).
Éster de ácido graso de glicerol
En una realización preferida, la composición de aglutinante también comprende un componente en forma de al menos un éster de ácido graso de glicerol.
Un ácido graso es un ácido carboxílico con una cadena alifática, saturada o insaturada.
El glicerol es un compuesto de poliol que tiene el nombre IUPAC propano-1,2,3-triol.
Las grasas y aceites naturales son ésteres de glicerol con ácidos grasos (también denominados triglicéridos).
Para los fines de la presente invención, el término éster de ácido graso de glicerol se refiere a mono, di y triésteres de glicerol con ácidos grasos.
Si bien el término ácido graso puede ser en el contexto de la presente invención cualquier ácido carboxílico con una cadena alifática, se prefiere que sea ácido carboxílico con una cadena alifática que tiene de 4 a 28 átomos de carbono, preferiblemente de un número par de átomos de carbono. Preferiblemente, la cadena alifática del ácido graso no está ramificada.
En una realización preferida, el al menos un éster de ácido graso de glicerol está en forma de un aceite vegetal y/o aceite animal. En el contexto de la presente invención, el término “aceite” comprende al menos un éster de ácido graso de glicerol en forma de aceites o grasas.
En una realización preferida, el al menos un éster de ácido graso de glicerol es un aceite de origen vegetal.
En una realización preferida, el al menos un éster de ácido graso de glicerol está en forma de grasas de pulpa de fruta tales como aceite de palma, aceite de oliva, aceite de palta; grasas de semilla tales como aceites de ácido láurico, tales como aceite de coco, aceite de almendra de palma, aceite de babasú y otros aceites de semilla de palma, otras fuentes de aceites de ácido láurico; aceites de ácido palmítico-esteárico tales como manteca de cacao, manteca de karité, sebo de borneo y grasas relacionadas (mantequillas vegetales); aceites de ácido palmítico tales como aceite de semilla de algodón, capoc y aceites relacionados, aceite de semilla de calabaza, aceite de maíz (maíz), aceites de cereales; aceites de ácido oleico-linoleico tales como aceite de girasol, aceite de sésamo, aceite de linaza, aceite de perilla, aceite de semilla de cáñamo, aceite de semillas de planta de té, aceites de semilla de cártamo y níger, aceite de semilla de uva, aceite de semilla de amapola, aceite de leguminosas tal como aceite de soja, aceite de cacahuete, aceite de altramuz; aceites de crucíferas tales como aceite de semilla de colza, aceite de semilla de mostaza; aceites de ácidos conjugados, tales como aceite de tung y aceites relacionados, aceite de oiticica y aceites relacionados; aceites de ácidos grasos sustituidos, tales como aceite de ricino, aceite de chaulmugra, aceites de hidnocarpo y gorli, aceite de vernonia; grasas animales tales como grasas de animales terrestres tales como manteca de cerdo, sebo de ternera, sebo de cordero, grasa de caballo, grasa de ganso, grasa de pollo; aceites marinos como aceite de ballena y aceite de pescado.
En una realización preferida, el al menos un éster de ácido graso de glicerol está en forma de un aceite vegetal, en particular seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en aceite de linaza, aceite de oliva, aceite de tung, aceite de coco, aceite de cáñamo, aceite de semilla de colza y aceite de girasol.
En una realización preferida, el al menos un éster de ácido graso de glicerol se selecciona de uno o más componentes del grupo que consiste en un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 136 a
178, tal como un aceite de linaza que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 136 a 178, un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 80 a 88, tal como un aceite de oliva que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 80 a 88, un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 163 a 173, tal como aceite de tung que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 163 a 173, un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 7 a 10, tal como aceite de coco que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente
7 a 10, un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 140 a 170, tal como aceite de cáñamo que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 140 a 170, un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 94 a 120, tal como un aceite de semilla de colza que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 94 a 120, un aceite vegetal que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 118 a 144, tal como un aceite de girasol que tiene un número de yodo en el intervalo de aproximadamente 118 a 144.
En una realización,
Figure imgf000011_0001
menos un éster de ácido graso de glicerol no es natural.
En una realización,
Figure imgf000011_0002
menos un éster de ácido graso de glicerol es un aceite vegetal o
En una realización,
Figure imgf000011_0003
menos un éster de ácido graso de glicerol comprende al menos
En una realización preferida alternativa, el al menos un éster de ácido graso de glicerol está en forma de un aceite animal, tal como un aceite de pescado.
Los presentes inventores han descubierto que un parámetro importante para el éster de ácido graso de glicerol usado en los aglutinantes en la presente invención es la cantidad de insaturación en el ácido graso. La cantidad de insaturación en los ácidos grasos generalmente se mide por el número de yodo (también llamado valor de yodo o valor de absorción de yodo o índice de yodo). Cuanto mayor sea el número de yodo, más enlaces C=C están presentes en el ácido graso. Para determinar el número de yodo como una medida de la insaturación de los ácidos grasos, se hace referencia a Thomas, Alfred (2002) “ Fats and fatty oils” (“Grasas y aceites grasos” ) en Ullmann’s Encyclopedia of industrial chemistry, Weinheim, Wiley-VCH.
En una realización preferida, el al menos un éster de ácido graso de glicerol comprende un aceite vegetal y/o aceite animal que tiene un número de yodo de > 75, tal como de 75 a 180, tal como > 130, tal como de 130 a 180.
En una realización preferida alternativa, el al menos un éster de ácido graso de glicerol comprende un aceite vegetal y/o aceite animal que tiene un número de yodo de < 100, tal como < 25.
En una realización el al menos un éster de ácido graso de glicerol es un aceite secante. Para una definición de un aceite secante, véase Poth, Ulrich (2012) “ Drying oils and related products” (“Aceites secantes y productos relacionados” ) en Ullmann’s Encyclopedia of industrial chemistry, Weinheim, Wiley-VCH.
En consecuencia, los presentes inventores han descubierto que se consiguen resultados especialmente buenos cuando el número de yodo está en un intervalo bastante alto o, de forma alternativa, en un intervalo bastante bajo. Sin pretender imponer ninguna teoría particular, los presentes inventores asumen que las propiedades ventajosas infligidas por los ésteres de ácido graso de elevado número de yodo por un lado y bajo número de yodo por otro se basan en diferentes mecanismos. Los presentes inventores asumen que las propiedades ventajosas de los ésteres de glicerol de ácidos grasos que tienen un número de yodo elevado pueden deberse a la participación de los dobles enlaces C=C que se encuentran en grandes cantidades en estos ácidos grasos en una reacción de reticulación, mientras que los ésteres de glicerol de ácidos grasos que tienen un número de yodo bajo y que carecen de cantidades elevadas de dobles enlaces C=C pueden permitir la estabilización del aglutinante curado mediante interacciones de van der Waals.
En una realización preferida, el contenido del éster de ácido graso de glicerol es del 0,5 al 40, tal como del 1 al 30, tal como del 1,5 al 20, tal como del 3 al 10, tal como del 4 al 7,5 % en peso, sobre la base seca de hidrocoloide.
En una realización, la composición aglutinante comprende gelatina, y la composición aglutinante comprende además un tanino seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en ácido tánico, taninos condensados (proantocianidinas), taninos hidrolizables, galotaninos, elagitaninos, taninos complejos y/o tanino procedente de uno o más de roble, castaño, zumaque cuerno de ciervo y tellima de flor grande y taza franja, preferiblemente ácido tánico, y la composición aglutinante comprende además al menos un éster de ácido graso de glicerol, tal como al menos un éster de ácido graso de glicerol seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en aceite de linaza, aceite de oliva, aceite de tung, aceite de coco, aceite de cáñamo, aceite de semilla de colza y aceite de girasol.
En una realización, la composición aglutinante comprende gelatina, y la composición aglutinante comprende además, al menos una enzima que es una transglutaminasa (EC 2.3.2.13), y la composición aglutinante comprende además al menos un éster de ácido graso de glicerol, tal como al menos un éster de ácido graso de glicerol seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en aceite de linaza, aceite de oliva, aceite de tung, aceite de coco, aceite de cáñamo, aceite de semilla de colza y aceite de girasol.
En una realización, la composición aglutinante acuosa está exenta de formaldehído.
En una realización, puede añadirse un aceite a la composición aglutinante.
En una realización, el al menos un aceite es un aceite de hidrocarbonado no emulsionado.
En una realización, el al menos un aceite es un aceite hidrocarbonado emulsionado.
En una realización, el al menos un aceite es un aceite de origen vegetal.
En una realización, el al menos un reticulante es tanino seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en ácido tánico, taninos condensados (proantocianidinas), taninos hidrolizables, galotaninos, elagitaninos, taninos complejos y/o tanino procedente de uno o más de roble, castaño, zumaque de Virginia y tellima de flor grande. En una realización, el al menos un reticulante es una enzima seleccionada del grupo que consiste en transglutaminasa (EC 2.3.2.13), proteína disulfuro isomerasa (EC 5.3.4.1), tiol oxidasa (EC 1.8.3.2), polifenol oxidasa (EC 1.14.18.1), en particular, catecol oxidasa, tirosina oxidasa y fenoloxidasa, lisil oxidasa (EC 1.4.3.13) y peroxidasa (EC 1.11.1.7). En una realización, el al menos un agente antihinchamiento es ácido tánico y/o taninos.
En una realización, el al menos un agente antiincrustante es un agente antimicrobiano.
Los agentes antimicrobianos pueden ser ácido benzoico, ácido propiónico, benzoato de sodio, ácido sórbico y sorbato de potasio para inhibir el crecimiento de las células tanto bacterianas como fúngicas. Sin embargo, se pueden usar bioconservantes naturales. Se considera que la quitosana es antifúngica y antibacteriana. Los bioconservantes utilizados con mayor frecuencia para los antimicrobianos son lisozima y nisina. Otros bioconservantes comunes que pueden usarse son las bacteriocinas, tales como lacticina y pediocina y enzimas antimicrobianas, tales como quitinasa y la glucosa oxidasa. Además, el uso de la enzima lactoperoxidasa (LPS) presenta actividades antifúngicas y antivirales. Los agentes antimicrobianos naturales también pueden usarse, tales como taninos, romero y aceites esenciales de ajo, orégano, hierba de limón o aceite de canela en diferentes concentraciones.
Producto de fibra mineral
En el producto aislante de protección contra incendios según la presente invención, las fibras minerales están unidas por un aglutinante tal como se describió anteriormente.
En una realización, la loss on ignition (pérdida por ignición - LOI) del producto de lana mineral según la presente invención se encuentra dentro del intervalo del 0,1 al 25,0 %, tal como del 0,3 al 18,0 %, tal como del 0,5 al 12,0 %, tal como del 0,7 al 8,0 % en peso.
En una realización, el aglutinante no está reticulado.
En una realización alternativa, el aglutinante está reticulado.
Reacción de los componentes del aglutinante
Los presentes inventores han descubierto que en algunas realizaciones del producto de lana mineral según la presente invención son mejores de producir cuando el aglutinante se aplica a las fibras minerales en condiciones ácidas. Por tanto, en una realización preferida, el aglutinante aplicado a las fibras minerales comprende un regulador de pH, particularmente, en forma de un tampón de pH.
En una realización preferida, el aglutinante en su estado sin curar tiene un valor de pH menor de 8, tal como menor de 7, tal como menor de 6.
Los presentes inventores han descubierto que en algunas realizaciones, el curado del aglutinante se acelera considerablemente en condiciones alcalinas. Por lo tanto, en una realización, la composición aglutinante para fibras minerales comprende un regulador del pH, preferiblemente en forma de una base, tal como una base orgánica, tal como amina o sales de la misma, bases inorgánicas, tales como hidróxido metálico, tales como KOH o NaOH, amoniaco o sales de los mismos.
En una realización especialmente preferida, el regulador del pH es un hidróxido de metal alcalino, en particular NaOH.
En una realización preferida, la composición de aglutinante usada en la presente invención tiene un pH de 7 a 10, tal como de 7,5 a 9,5, tal como de 8 a 9.
Otros aditivos pueden ser componentes tales como una o más siliconas reactivas o no reactivas y pueden añadirse al aglutinante. Preferiblemente, la una o más siliconas reactivas o no reactivas se seleccionan del grupo que consiste en silicona constituida por una cadena principal que se compone de residuos de organosiloxano, especialmente residuos de difenilsiloxano, residuos de alquilsiloxano, preferiblemente residuos de dimetilsiloxano, que portan al menos un grupo funcional hidroxilo, acilo, carboxilo o anhídrido, amina, epoxi o vinilo que puede reaccionar con al menos uno de los constituyentes de la composición de aglutinante y está presente preferiblemente en una cantidad del 0,1-15 % en peso, preferiblemente el 0,1-10 % en peso, más preferiblemente el 0,3-8 % en peso, basado en la masa total de aglutinante.
En una realización, puede añadirse un agente antiincrustante al aglutinante.
En una realización preferida, el agente antiincrustante es un tanino, en particular un tanino seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en ácido tánico, taninos condensados (proantocianidinas), taninos hidrolizables, galotaninos, elagitaninos, taninos complejos y/o taninos que se originan a partir de uno o más de roble, castaño, zumaque de Virginia y tellima de flor grande.
En una realización, puede añadirse un agente antihinchamiento al aglutinante, tal como ácido tánico y/o taninos. Otros aditivos pueden ser aditivos que contienen iones de calcio y antioxidantes.
En una realización, la composición de aglutinante usada en la presente invención contiene aditivos en la forma de grupos de unión que contienen grupos acilo y/o grupos amina y/o grupos tiol. Estos grupos de unión pueden fortalecer y/o modificar la red del aglutinante curado.
En una realización, las composiciones de aglutinante según la presente invención contienen otros aditivos en forma de aditivos seleccionados del grupo que consiste en reactivos de tipo PEG, silanos e hidroxiapatitas.
Propiedades del producto de lana mineral
En una realización preferida, la densidad del producto de protección contra incendios de lana mineral se encuentra en el intervalo de 10-1200 kg/m3, tal como 30-800 kg/m3, tal como 40-600 kg/m3, tal como 50-250 kg/m3, tal como 60­ 200 kg/m3.
Aparato de formación de fibra
Existen varios tipos de hiladoras centrífugas para fibrar masas fundidas minerales.
Una hiladora centrífuga convencional es una hiladora en cascada que comprende una secuencia de un rotor superior (o primer rotor) y un rotor posterior (o segundo rotor) y, opcionalmente, otros rotores posteriores (tal como unos rotores tercero y cuarto). Cada rotor rota alrededor de un eje sustancialmente horizontal diferente con un sentido de rotación opuesto al sentido de rotación del rotor o cada rotor adyacente en la secuencia. Los ejes horizontales diferentes están dispuestos de tal manera que la masa fundida que se vierte sobre el rotor superior se descarga en secuencia sobre la superficie periférica del o cada rotor posterior, y las fibras se expulsan del o cada rotor posterior y, opcionalmente, también del rotor superior.
En una realización, se dispone una hiladora en cascada u otra hiladora para fibrar la masa fundida y las fibras son arrastradas por el aire como una nube de las fibras.
Muchos aparatos de formación de fibra comprenden un disco o una copa que gira alrededor de un eje sustancialmente vertical. Entonces resulta convencional disponer varias de estas hiladoras en línea, es decir, sustancialmente en el primer sentido por ejemplo tal como se describe en los documentos GB-A-926.749, u S-A-3.824.086 y WO-A-83/03092. Normalmente hay una corriente de aire asociada con el uno o cada rotor de fibrado, mediante lo cual las fibras son arrastradas en este aire a medida que se forman y expulsan de la superficie del rotor.
En una realización, se añade aglutinante y/o aditivos a la nube de fibras por medios conocidos. La cantidad de aglutinante y/o aditivo puede ser la misma para cada hiladora o puede ser diferente.
En una realización, puede añadirse un aceite hidrocarbonado en la nube de fibras.
Tal como se usa en el presente documento, el término “ banda recogida” pretende incluir cualquier fibra mineral que se haya recogido conjuntamente sobre una superficie, es decir, que ya no sean arrastradas por el aire, por ejemplo, fibras minerales fibradas, granulados, mechones o residuos de bandas recicladas. La banda recogida puede ser una banda primaria que se ha formado mediante la recogida de fibras sobre una cinta transportadora y proporcionado como material de partida sin que se haya solapado en cruz o consolidado de cualquier otra manera.
Alternativamente, la banda recogida puede ser una banda secundaria que se ha formado mediante solapado en cruz o consolidación de cualquier otra manera de una banda primaria. Preferiblemente, la banda recogida es una banda primaria.
El material endotérmico particulado puede añadirse a la banda recogida en cualquier etapa adecuada en la producción. En una realización, se realiza el mezclado del aglutinante con las fibras minerales después de la provisión de la banda recogida en las siguientes etapas:
someter la banda recogida de fibras minerales a un proceso de desenmarañado,
suspender las fibras minerales en un flujo de aire primario,
mezclar la composición de aglutinante con las fibras minerales antes, durante o después del proceso de desenmarañado para formar una mezcla de fibras minerales y aglutinante.
Se describe un método para producir un producto de lana mineral que comprende la etapa de proceso de desenmarañado en el documento EP10190521.
En una realización, el proceso de desenmarañado comprende alimentar la banda recogida de fibras minerales desde un conducto con un flujo de aire relativamente inferior a un conducto con un flujo de aire relativamente superior. En esta realización, se cree que se produce el desenmarañado debido a que las fibras que entran en el conducto con el flujo de aire relativamente superior son arrastradas lejos de las fibras posteriores en la banda. Este tipo de desenmarañado es especialmente eficaz para producir mechones de fibras abiertos, en lugar de los flóculos compactados que pueden dar como resultado una distribución desigual de los materiales en el producto.
Según una realización especialmente preferida, el proceso de desenmarañado comprende alimentar la banda recogida a al menos un rodillo que rota alrededor de su eje longitudinal y tiene puntas que sobresalen de su superficie circunferencial. En esta realización, el rodillo rotatorio también contribuirá, generalmente, al menos en parte al flujo de aire relativamente superior. A menudo, la rotación del rodillo es la única fuente del flujo de aire relativamente superior. En realizaciones preferidas, las fibras minerales y opcionalmente el aglutinante se alimentan al rodillo desde arriba. También se prefiere que las fibras minerales desenmarañadas y, opcionalmente, el aglutinante se descarguen desde el rodillo lateralmente desde la parte inferior de su circunferencia. En la realización más preferida, las fibras minerales se transportan aproximadamente 180 grados por el rodillo antes de expulsarse.
El aglutinante puede mezclarse con las fibras minerales antes, durante o después del proceso de desenmarañado. En algunas realizaciones, se prefiere mezclar el aglutinante con las fibras antes del proceso de desenmarañado. En particular, las fibras pueden estar en forma de una banda recogida no curada que contiene aglutinante.
También es factible que el aglutinante se mezcle previamente con una banda recogida de fibras minerales antes del proceso de desenmarañado. El mezclado adicional podría producirse durante y después del proceso de desenmarañado. Alternativamente, podría suministrarse al flujo de aire primario por separado y mezclarse en el flujo de aire primario.
La mezcla de fibras minerales y aglutinante se recoge desde el flujo de aire primario mediante cualquier medio adecuado. En una realización, el flujo de aire primario se dirige hacia la parte superior de una cámara de tipo ciclón, que está abierta en su extremo inferior y la mezcla se recoge desde el extremo inferior de la cámara de tipo ciclón. La mezcla de fibras minerales y aglutinante se descarga preferiblemente del proceso de desenmarañado en una cámara de conformación.
Una vez que se ha sometido el proceso de desenmarañado, se recoge, se prensa y se cura la mezcla de fibras minerales y aglutinante. Preferiblemente, la mezcla se recoge sobre una cinta transportadora porosa que tiene medios de succión situados por debajo de la misma.
En un método preferido según la invención, la mezcla de aglutinante y fibras minerales, que se ha recogido, se prensa y se cura.
En un método preferido, a la mezcla de aglutinante y fibras minerales que se ha recogido, se le retira la capa superficial antes de prensarse y curarse.
El método puede realizarse como un proceso discontinuo, sin embargo, según una realización el método se realiza en una línea para producir lana mineral que alimenta una banda de lana mineral primaria o secundaria en el proceso de separación de fibra, que proporciona un método especialmente rentable y versátil para proporcionar materiales compuestos que tienen propiedades mecánicas y propiedades de aislamiento térmico favorables en un amplio intervalo de densidades.
Al mismo tiempo, debido al curado a la temperatura ambiental, se reduce considerablemente la probabilidad de puntos de aglutinante no curado.
El material endotérmico particulado puede añadirse a la banda en cualquier etapa adecuada en la producción. Curado
Se cura la banda mediante una reacción química y/o física de los componentes del aglutinante.
En una realización, el curado tiene lugar en un dispositivo de curado.
En una realización, el curado se lleva a cabo a temperaturas de 5 a 95 0C, tal como de 5 a 80 0C, tal como de 5 a 60 0C, tal como de 8 a 50 0C, tal como de 10 a 40 0C.
En una realización, el curado tiene lugar en un horno de curado convencional para la producción de lana mineral que funciona a una temperatura de desde 5 hasta 95 0C, tal como de 5 a 80 0C, tal como de 10 a 60 0C, tal como de 20 a 40 0C.
El proceso de curado puede comenzar inmediatamente después de la aplicación del aglutinante a las fibras. El curado se define como un proceso mediante el cual la composición aglutinante experimenta una reacción física y/o química que, en caso de una reacción química aumenta generalmente el peso molecular de los compuestos en la composición aglutinante y aumenta, de este modo, la viscosidad de la composición aglutinante, generalmente hasta que la composición aglutinante alcanza un estado sólido.
En una realización, el proceso de curado comprende reticulación y/o inclusión de agua como agua de cristalización. En una realización, el aglutinante curado contiene agua de cristalización cuyo contenido puede disminuir y cuyo contenido puede aumentar, dependiendo de las condiciones predominantes de temperatura, presión y humedad. En una realización, el proceso de curado comprende un proceso de secado.
En una realización preferida, el curado del aglutinante en contacto con las fibras minerales se lleva a cabo en una prensa de calor.
El curado de un aglutinante en contacto con las fibras minerales en una prensa de calor tiene la ventaja particular de que permite la producción de productos de alta densidad.
En una realización, el proceso de curado comprende el secado por presión. La presión puede aplicarse insuflando aire o gas a través/sobre la mezcla de fibras minerales y aglutinante. El proceso de insuflación puede estar acompañado de calentamiento o enfriamiento o puede ser a la temperatura ambiental.
En una realización, el proceso de curado tiene lugar en un entorno húmedo.
El entorno húmedo puede tener una humedad relativa HR del 60-99 %, tal como del 70-95 %, tal como del 80-92 %. El curado en un entorno húmedo puede ir seguido de curado o secado para obtener un estado de humedad predominante.
En una realización, el curado se realiza en alrededores con agotamiento de oxígeno.
Sin pretender imponer ninguna teoría particular, el solicitante cree que realizar el curado en un entorno con agotamiento de oxígeno es particularmente beneficioso cuando la composición aglutinante incluye una enzima porque aumenta la estabilidad del componente enzimático en algunas realizaciones, en particular, de la enzima transglutaminasa y mejora, de este modo, la eficiencia de reticulación. En una realización, el proceso de curado se realiza, por tanto, en una atmósfera inerte, en particular en una atmósfera de un gas inerte, como nitrógeno.
En algunas realizaciones, en particular, en realizaciones en las cuales la composición aglutinante incluye compuestos fenólicos, en particular, pueden añadirse agentes oxidantes de taninos. Los agentes oxidantes como aditivos pueden servir para aumentar la tasa de oxidación de los compuestos fenólicos, en particular, los taninos. Un ejemplo es la enzima tirosinasa que oxida fenoles a hidroxifenoles/quinonas y, por lo tanto, acelera la reacción de formación de aglutinante.
En otra realización, el agente oxidante es oxígeno, que se suministra al aglutinante.
En una realización, el curado se lleva a cabo en ambientes enriquecidos con oxígeno.
El producto de lana mineral puede estar en cualquier configuración convencional, por ejemplo una estera o un bloque, y puede cortarse y/o conformarse antes, durante o después del curado del aglutinante.
Ejemplos
En los ejemplos siguientes, se prepararon varios aglutinantes que están comprendidos en la definición usada en la presente invención y se compararon con aglutinantes según la técnica anterior.
Métodos de ensayo para composiciones aglutinantes según la técnica anterior
Se determinaron las siguientes propiedades para los aglutinantes según la técnica anterior.
Reactivos
El silano (Momentive VS-142) lo suministró Momentive y se calculó como el 100 % para simplificar. Todos los demás componentes se suministraron con alta pureza por Sigma Aldrich y se asumieron anhidros para simplificar, salvo que se indique lo contrario.
Contenido de sólidos de componente de aglutinante - definición
El contenido de cada uno de los componentes en una disolución de aglutinante dada antes del curado se basa en la masa anhidra de los componentes. Puede usarse la siguiente fórmula:
Sólidos de aglutinante - definición y procedimiento
El contenido de aglutinante tras el curado se denomina “sólidos de aglutinante” .
Muestras de lana de piedra en forma de disco (diámetro: 5 cm; altura 1 cm) se recortaron de lana mineral y se trataron térmicamente a 580 0C durante al menos 30 minutos para eliminar todos los compuestos orgánicos. Se midieron los sólidos de la mezcla de aglutinante (véase más adelante para ejemplos de mezclado) distribuyendo una muestra de la mezcla de aglutinante (aprox. 2 g) sobre un disco de lana de piedra tratado con calor en un recipiente de lámina de estaño. El peso del recipiente de lámina de estaño que contiene el disco de lana de piedra se pesó antes y directamente después de la adición de la mezcla de aglutinante. Se produjeron dos discos de lana de piedra cargados con mezcla de aglutinante de este tipo en recipientes de lámina de estaño y después se calentaron a 200 °C durante 1 hora. Tras enfriar y almacenar a temperatura ambiente durante 10 minutos, las muestras se pesaron, y los sólidos aglutinantes se calcularon como promedio de los dos resultados. A continuación puede producirse un aglutinante con los sólidos de aglutinante deseados mediante dilución con la cantidad necesaria de agua y silano ac. al 10 % (Momentive VS-142).
Pérdida por reacción - definición
La pérdida por reacción se define como la diferencia entre los sólidos del componente de aglutinante y los sólidos de aglutinante.
Estudios de resistencia mecánica (pruebas en barra) - procedimiento
La resistencia mecánica de los aglutinantes se analizó en una prueba en barra. Para cada aglutinante, se fabricaron 16 barras a partir de una mezcla del aglutinante y trozos de lana de piedra procedentes de la producción de lana de piedra por hilado. Los residuos sólidos son partículas que tienen la misma composición de masa fundida que las fibras de lana de piedra, y los residuos sólidos se consideran normalmente un producto de desecho del proceso de hilatura. Los trozos usados para la composición de la barra tienen un tamaño de 0,25-0,50 mm.
Se obtuvo una disolución de aglutinante con el 15 % de sólidos de aglutinante que contenía silano al 0,5 % (Momentive VS-142) de sólidos de aglutinante, tal como se ha descrito anteriormente en “ sólidos de aglutinante” . Se mezcló bien una muestra de esta solución de aglutinante (16,0 g) con residuos sólidos (80,0 g). Después, la mezcla resultante se introdujo en cuatro ranuras en una forma de silicona resistente al calor para hacer pequeñas barras (4 x 5 ranuras por forma; dimensión superior de la ranura: longitud = 5,6 cm, ancho = 2,5 cm; dimensión del fondo de la ranura: longitud = 5,3 cm, ancho = 2,2 cm; altura de ranura = 1,1 cm). Las mezclas colocadas en las ranuras se presionaron a continuación con fuerza con una barra de metal plana de tamaño adecuado para generar superficies de barras uniformes. Se prepararon 16 barras de cada aglutinante de esta manera. Las barras resultantes se curaron a continuación a 200 0C durante 1 h. Después de enfriar a temperatura ambiente, las barras se sacaron cuidadosamente de los recipientes. Cinco de las barras se envejecieron en un baño de agua a 80 0C durante 3 h o en un autoclave (15 min / 120 0C / 1,2 bar).
Después del secado durante 1-2 días, las barras envejecidas, así como cinco barras no envejecidas se rompieron en una prueba de flexión de 3 puntos (velocidad de la prueba: 10,0 mm/min; nivel de ruptura: 50 %; resistencia mecánica nominal: 30 N/mm2; distancia de soporte: 40 mm; deflexión máx. 20 mm; módulo e nominal 10000 N/mm2) en una máquina Bent Tram para investigar sus resistencias mecánicas. Las barras se colocaron con la “cara superior” hacia arriba (es decir, la cara con las dimensiones de longitud = 5,6 cm, ancho = 2,5 cm) en la máquina.
Loss of ignition (Pérdida de ignición - LOI) de barras
La loss of ignition (pérdida de ignición - LOI) de las barras se midió en recipientes de lámina de estaño pequeños mediante tratamiento a 580 0C. Para cada medición, un recipiente de lámina de estaño se trató primero con calor a 580 0C durante 15 minutos para eliminar todos los orgánicos. El recipiente de lámina de estaño se dejó enfriar a temperatura ambiente y, después, se pesó. Cuatro barras (normalmente después de romperse en la prueba de flexión de 3 puntos) se colocaron en el recipiente de lámina de estaño y se pesó el conjunto. Después, el recipiente de lámina de estaño que contenía las barras se trató con calor a 580 0C durante 30 minutos, se dejó enfriar a temperatura ambiente y, finalmente, se volvió a pesar. Después, se calculó la LOI mediante el uso de la siguiente fórmula:
Peso de las barras antes del tratamiento térmico (g) - peso de las barras después del tratamiento térmico (g) LOI (%) = -------------------------------- ----------------- ------------------- — x 100%
Peso de las barras antes del tratamiento térmico (g)
Mediciones de absorción de agua
La absorción de agua de los aglutinantes se midió pesando tres barras y después sumergiendo las barras en agua (aproximadamente 250 ml) en un vaso de precipitados (565 ml, 0 inferior = 9,5 cm; 0 superior = 10,5 cm; altura = 7.5 cm) durante 3 h o 24 h. Las barras se colocaron a continuación una al lado de la otra en el fondo del vaso de precipitados con “ la cara superior” hacia abajo (es decir, la cara con las dimensiones de longitud = 5,6 cm, anchura = 2.5 cm). Después de la cantidad de tiempo designado, las barras se levantaron una por una y se dejaron escurrir durante un minuto. Las barras se mantuvieron (suavemente) con el lado longitudinal casi vertical de manera que las gotículas goteen desde una esquina de la barra. A continuación, se pesaron las barras y se calculó la absorción de agua utilizando la siguiente fórmula:
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Composiciones aglutinantes de referencia de la técnica anterior
Ejemplo de aglutinante, aglutinante de referencia A (resina de fenol-formaldehído modificada con urea, una PUF-resol)
Se prepara una resina de fenol-formaldehído haciendo reaccionar formaldehído ac. al 37 % (606 g) y fenol (189 g) en presencia de hidróxido de potasio ac. al 46 % (25,5 g) a una temperatura de reacción de 84 0C precedida por una velocidad de calentamiento de aproximadamente 10C por minuto. Se continúa con la reacción a 84 0C hasta que la tolerancia a la acidez de la resina sea de 4, y se haya convertido la mayoría del fenol. Luego se añade urea (241 g) y se enfría la mezcla.
La acid tolerance (tolerancia a la acidez - AT) expresa el número de veces que puede diluirse un volumen dado de un aglutinante con ácido sin que la mezcla se enturbie (precipite el aglutinante). Se usa ácido sulfúrico para determinar el criterio de parada en una producción de aglutinante, y una tolerancia a la acidez menor de 4 indica el final de la reacción aglutinante. Para medir la AT, se produce un agente de valoración volumétrica diluyendo 2,5 ml de ácido sulfúrico conc. (>99 %) con 1 l de agua de intercambio iónico. Se valoran entonces 5 ml del aglutinante que va a investigarse a temperatura ambiente con este valorante manteniendo el aglutinante en movimiento con agitación manual del mismo; si se prefiere, se usa un agitador magnético y una varilla magnética. Se continúa con la valoración hasta que aparece una ligera turbidez en el aglutinante, que no desaparece cuando se agita el aglutinante.
La acid tolerance (tolerancia a la acidez- AT) se calcula dividiendo la cantidad de ácido usada en la valoración (ml) entre la cantidad de muestra (ml):
AT= (Volumen usado en la valoración volumétrica (ml)) / (Volumen de muestra (ml))
Usando la resina de fenol-formaldehído modificada con urea obtenida, se prepara un aglutinante mediante la adición de amoniaco ac. al 25 % (90 ml) y sulfato de amonio (13,2 g) seguido por agua (1,30 kg). Luego se midieron los sólidos de aglutinante tal como se ha descrito anteriormente, y se diluyó la mezcla con la cantidad requerida de agua y silano (Momentive VS-142) para los estudios de resistencia mecánica (disolución con el 15 % de sólidos de aglutinante, silano al 0,5 % de sólidos de aglutinante).
Métodos de ensayo para las composiciones aglutinantes usadas en la presente invención y aglutinantes de referencia
Se determinaron las siguientes propiedades para los aglutinantes usados en la presente invención y los aglutinantes de referencia.
Reactivos
Se obtuvieron Speisegelatines, tipo A, porcina (120 bloom y 180 bloom) de Gelita AG. Se obtuvo tanino de castaño de Tannorouge de Brouwland bvba. La fórmula de transglutaminasa TI se obtuvo de Modernist Pantry. El aceite de coco, el aceite de cáñamo, el aceite de oliva, el aceite de colza y el aceite de girasol se obtuvieron de Urtekram International A/S. El aceite de linaza se obtuvo de Borup Kemi I/S. Se obtuvieron gelatina de resistencia de gel media de piel porcina (170-195 g Bloom), hidróxido de sodio, aceite de tung y todos los demás componentes de Sigma-Aldrich. Salvo que se indique lo contrario, estos componentes se asumieron completamente puros y anhidros.
Contenido de sólidos de componente de aglutinante - definición
El contenido de cada uno de los componentes en una disolución de aglutinante dada antes del curado se basa en la masa anhidra de los componentes. Puede usarse la siguiente fórmula:
sólidos del componente de aglutinante A (g) sólidos del componente de aglutinante B (g) -Contenido de sólidos del componente aglutinante ( % ) = peso total de la mezcla (g) - X 100%
Estudios de resistencia mecánica (pruebas en barra) - procedimiento
La resistencia mecánica de los aglutinantes se analizó en una prueba en barra. Para cada aglutinante, se fabricaron 16-20 barras a partir de una mezcla del aglutinante y trozos de lana de piedra procedentes de la producción de lana de piedra por hilado. Los residuos sólidos son partículas que tienen la misma composición de masa fundida que las fibras de lana de piedra, y los residuos sólidos se consideran normalmente un producto de desecho del proceso de hilatura. Los trozos usados para la composición de la barra tienen un tamaño de 0,25-0,50 mm.
Se obtuvo una solución de aglutinante con aprox. el 15 % de sólidos del componente aglutinante como se describe en los ejemplos a continuación. Una muestra de la solución de aglutinante (16,0 g) se mezcló bien con trozos (80,0 g; se calentó previamente a 40 0C, cuando se usó junto con aglutinantes de endurecimiento comparativamente rápidos). Después, la mezcla resultante se introdujo en cuatro ranuras en una forma de silicona resistente al calor para hacer pequeñas barras (4 x 5 ranuras por forma; dimensión superior de la ranura: longitud = 5,6 cm, ancho = 2,5 cm; dimensión del fondo de la ranura: longitud = 5,3 cm, ancho = 2,2 cm; altura de ranura = 1,1 cm). Durante la fabricación de cada barra, las mezclas colocadas en las ranuras se presionaron según sea necesario y después se estiraron con una espátula de plástico para generar una superficie uniforme de la barra. Se elaboraron de 16-20 barras de cada aglutinante de esta manera. Las barras resultantes se curaron a continuación a temperatura ambiente durante 1-2 días. A continuación, las barras se sacaron cuidadosamente de los recipientes, se voltearon y se dejaron durante un día a temperatura ambiente para curarla completamente. Cinco de las barras se envejecieron en un baño de agua a 80 0C durante 3 h o en un autoclave (15 min / 120 0C / 1,2 bar).
Después del secado durante 1-2 días, las barras envejecidas, así como cinco barras no envejecidas se rompieron en una prueba de flexión de 3 puntos (velocidad de la prueba: 10,0 mm/min; nivel de ruptura: 50 %; resistencia mecánica nominal: 30 N/mm2; distancia de soporte: 40 mm; deflexión máx. 20 mm; módulo e nominal 10000 N/mm2) en una máquina Bent Tram para investigar sus resistencias mecánicas. Las barras se colocaron con la “cara superior” hacia arriba (es decir, la cara con las dimensiones de longitud = 5,6 cm, ancho = 2,5 cm) en la máquina.
Loss of ignition (Pérdida de ignición - LOI) de barras
La loss of ignition (pérdida de ignición - LOI) de las barras se midió en recipientes de lámina de estaño pequeños mediante tratamiento a 580 0C. Para cada medición, un recipiente de lámina de estaño se trató primero con calor a 580 °C durante 15 minutos para eliminar todos los orgánicos. El recipiente de lámina de estaño se dejó enfriar a temperatura ambiente y, después, se pesó. Cuatro barras (normalmente después de romperse en la prueba de flexión de 3 puntos) se colocaron en el recipiente de lámina de estaño y se pesó el conjunto. Después, el recipiente de lámina de estaño que contenía las barras se trató con calor a 580 0C durante 30 minutos, se dejó enfriar a temperatura ambiente y, finalmente, se volvió a pesar. Después, se calculó la LOI mediante el uso de la siguiente fórmula:
Peso de las barras antes del tratamiento térmico (g) - peso de las barras después del tratamiento térmico (g) LOI (%) = ------------------------------------------------- :------------------------- x 100%
Peso de las barras antes del tratamiento térmico (g)
Mediciones de absorción de agua
La absorción de agua de los aglutinantes se midió pesando tres barras y después sumergiendo las barras en agua (aproximadamente 250 ml) en un vaso de precipitados (565 ml, 0 inferior = 9,5 cm; 0 superior = 10,5 cm; altura = 7.5 cm) durante 3 h o 24 h. Las barras se colocaron a continuación una al lado de la otra en el fondo del vaso de precipitados con “ la cara superior” hacia abajo (es decir, la cara con las dimensiones de longitud = 5,6 cm, anchura = 2.5 cm). Después de la cantidad de tiempo designado, las barras se levantaron una por una y se dejaron escurrir durante un minuto. Las barras se mantuvieron (suavemente) con el lado longitudinal casi vertical de manera que las gotículas goteen desde una esquina de la barra. A continuación, se pesaron las barras y se calculó la absorción de agua utilizando la siguiente fórmula:
Peso de las barras antes del tratamiento de agua (g) — peso de las barras después del tratamiento de agua (g) Abs. de agua (%) = xl00% Peso de las barras antes del tratamiento de agua (g)
Composiciones de aglutinante usados en la presente invención y aglutinante de referencia
Ejemplo de aglutinante, entrada B
A NaOH 1 M (15,75 g) en agitación a temperatura ambiente se añadió tanino de castaño (4,50 g). La agitación continuó a temperatura ambiente durante 5-10 min más, para producir una solución marrón rojizo oscura.
Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 12,0 g) en agua (68,0 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,0). A continuación se añadió NaOH 1 M (4,37 g) (pH 9,1) seguido de una porción de la solución de tanino de árbol de castaño anterior (5,40 g; por tanto, eficientemente 1,20 g de tanino de árbol de castaño). Después de agitar durante 1 -2 minutos más a 50 0C, la mezcla de color marrón resultante (pH 9,1) se usó en los experimentos posteriores.
Ejemplo de aglutinante, entrada 3
A NaOH 1 M (15,75 g) en agitación a temperatura ambiente se añadió tanino de castaño (4,50 g). La agitación continuó a temperatura ambiente durante 5-10 min más, para producir una solución marrón rojizo oscura.
Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,1). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,3) seguido de una porción de la solución de tanino de árbol de castaño anterior (4,50 g; por lo tanto, eficientemente 1,00 g de tanino de árbol de castaño). A continuación se añadió aceite de coco (0,65 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9,3) se usó en los experimentos posteriores.
Ejemplo de aglutinante, entrada 5
A NaOH 1 M (15,75 g) en agitación a temperatura ambiente se añadió tanino de castaño (4,50 g). La agitación continuó a temperatura ambiente durante 5-10 min más, para producir una solución marrón rojizo oscura.
Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 4,8). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,2) seguido de una porción de la solución de tanino de árbol de castaño anterior (4,50 g; por lo tanto, eficientemente 1,00 g de tanino de árbol de castaño).
A continuación se añadió aceite de linaza (0,65 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9,2) se usó en los experimentos posteriores.
Ejemplo de aglutinante, entrada 6
A NaOH 1 M (15,75 g) en agitación a temperatura ambiente se añadió tanino de castaño (4,50 g). La agitación continuó a temperatura ambiente durante 5-10 min más, para producir una solución marrón rojizo oscura.
Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 4,8). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,2) seguido de una porción de la solución de tanino de árbol de castaño anterior (4,50 g; por lo tanto, eficientemente 1,00 g de tanino de árbol de castaño). A continuación se añadió aceite de oliva (0,65 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9,1) se usó en los experimentos posteriores.
Ejemplo de aglutinante, entrada 9
A NaOH 1 M (15,75 g) en agitación a temperatura ambiente se añadió tanino de castaño (4,50 g). La agitación continuó a temperatura ambiente durante 5-10 min más, para producir una solución marrón rojizo oscura.
Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 4,8). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,3) seguido de una porción de la solución de tanino de árbol de castaño anterior (4,50 g; por lo tanto, eficientemente 1,00 g de tanino de árbol de castaño). A continuación se añadió aceite de tung (0,16 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 °C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9,4) se usó en los experimentos posteriores.
Ejemplo de aglutinante, entrada 11
A NaOH 1 M (15,75 g) en agitación a temperatura ambiente se añadió tanino de castaño (4,50 g). La agitación continuó a temperatura ambiente durante 5-10 min más, para producir una solución marrón rojizo oscura.
Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,0). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,1) seguido de una porción de la solución de tanino de árbol de castaño anterior (4,50 g; por lo tanto, eficientemente 1,00 g de tanino de árbol de castaño). Luego se añadió aceite de tung (1,13 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9.1) se usó en los experimentos posteriores.
Ejemplo de aglutinante, entrada C
A NaOH 1 M (15,75 g) en agitación a temperatura ambiente se añadió tanino de castaño (4,50 g). La agitación continuó a temperatura ambiente durante 5-10 min más, para producir una solución marrón rojizo oscura.
Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 180 bloom, 12,0 g) en agua (68,0 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,0). A continuación se añadió NaOH 1 M (3,81 g) (pH 9.1) seguido de una porción de la solución de tanino de árbol de castaño anterior (5,40 g; por tanto, eficientemente 1,20 g de tanino de árbol de castaño). Después de agitar durante 1 -2 minutos más a 50 0C, la mezcla de color marrón resultante (pH 9,3) se usó en los experimentos posteriores.
Ejemplo de aglutinante, entrada 12
A NaOH 1 M (15,75 g) en agitación a temperatura ambiente se añadió tanino de castaño (4,50 g). La agitación continuó a temperatura ambiente durante 5-10 min más, para producir una solución marrón rojizo oscura.
Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 180 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,0). Se añadió NaOH 1 M (3,28 g) (pH 9,2) seguido de una porción de la solución de tanino de árbol de castaño anterior (4,50 g; por lo tanto, eficientemente 1,00 g de tanino de árbol de castaño). Luego se añadió aceite de tung (0,65 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9.1) se usó en los experimentos posteriores.
Ejemplo de aglutinante, entrada D
Una mezcla de gelatina (piel porcina, resistencia de gel media, 12,0 g) en agua (62,0 g) se agitó a 37 0C durante aprox.
15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,5). A continuación se añadió una solución de transglutaminasa TI (0,60 g) en agua (6,0 g). Después de agitar durante 1 -2 minutos más a 37 0C, la mezcla de color tostado resultante (pH 5,5) se usó en los experimentos posteriores.
Ejemplo de aglutinante, entrada 13
Una mezcla de gelatina (piel porcina, resistencia de gel media, 12,0 g) en agua (62,0 g) se agitó a 37 0C durante aprox.
15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,5). Se añadió una solución de transglutaminasa TI (0,60 g) en agua (6,0 g). A continuación se añadió aceite de linaza (0,63 g) con agitación más vigorosa. Después de agitar más vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 37 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla de color tostado resultante (pH 5,5) se usó en los experimentos posteriores.
Ejemplo de aglutinante, entrada E (aglutinante de referencia)
Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 12,0 g) en agua (68,0 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 4,8). A continuación se añadió NaOH 1 M (4,42 g). Después de agitar durante 1-2 minutos más a 50 0C, la mezcla de color tostado resultante (pH 9,0) se usó en los experimentos posteriores.
Ejemplo de aglutinante, entrada 14 (aglutinante de referencia)
Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,1). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,4). Luego se añadió aceite de tung (0,65 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9,1) se usó en los experimentos posteriores.
Ejemplo de aglutinante, entrada 15 (aglutinante de referencia)
Una mezcla de gelatina (Speisegelatine, tipo A, porcina, 120 bloom, 10,0 g) en agua (56,7 g) se agitó a 50 0C durante aprox. 15-30 min hasta que se obtuvo una solución clara (pH 5,1). Se añadió NaOH 1 M (4,00 g) (pH 9,3). Luego se añadió aceite de tung (1,13 g) con agitación vigorosa. Después de agitar vigorosamente durante aprox. 1 minuto a 50 0C, la velocidad de agitación se redujo nuevamente y la mezcla marrón resultante (pH 9,1) se usó en los experimentos posteriores.
Tabla 1-1: Aglutinante de referencia según la técnica anterior
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Tabla 1-2: Hidrocoloide, reticulante, aceite mineral o éster de ácido graso de glicerol
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. .
Tabla 1-3: Hidrocoloide, reticulante, éster de ácido graso de glicerol
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. .
Tabla 1-4: Hidrocoloide, reticulante, éster de ácido graso de glicerol
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. , .
Experimentos
Se sometieron a prueba las propiedades contra incendios de un producto fibroso de lana de roca según la invención, pero sin material endotérmico. Se han realizado pruebas comparativas sometiendo a prueba una muestra de producto según la presente invención, pero sin material endotérmico, y una muestra de producto de referencia hecha de fibras de lana mineral y un aglutinante convencional (resina de fenol-formaldehído modificada con urea). Las muestras son tan evidentes a continuación de propiedades similares.
Se han realizado pruebas según la norma EN-ISO 1182-2010. Los resultados de la prueba se muestran en las figuras 1 y 2, donde los gráficos de la figura 1 son para el producto según la presente invención (sin material endotérmico) y los gráficos de la figura 2 son para un producto de referencia (sin material endotérmico). El producto según la invención tiene una densidad promedio de 78,9 kg/m3 y una LOI (pérdida de ignición) del 3,1 %. El producto de referencia tiene una densidad promedio de 80,6 kg/m3 y una LOI (pérdida de ignición) del 3,7 %.
En las figuras 1 y 2, el eje x muestra el tiempo y el eje Y es la temperatura.
Las pruebas se realizan calentando un horno hasta 750 0C que tiene un flujo de aire constante a través del mismo. A continuación, la muestra de prueba (pieza relativamente pequeña) se baja en el horno provocando una disminución de la temperatura medida; la muestra está “fría” . La temperatura medida aumenta entonces hasta una nueva temperatura estable de 800 °C (no debido a que se suministre más calor al horno, pero porque la muestra “ bloquea” parte de la corriente de aire en el horno, de modo que el aire fluye más rápido y se mide una mayor temperatura). Las pruebas con cualquier muestra mostrarán este aumento de temperatura de desde 750 °C hasta 800 0C. La parte relevante del resultado de la prueba es cómo se comporta la curva entre el cambio de temperatura.
El resultado de prueba muestra que el producto de muestra según la invención (véase la figura 1) provoca un aumento más lento de temperatura que el producto de referencia (véase la figura 2): la pendiente es menos vertical y la posición donde la curva cruza la 800 °C más tarde. Esto indica que el producto según la invención ocupa o “consume” más energía que la muestra de referencia.
Otra observación relevante es el “sobrecalentamiento” , donde el producto de acuerdo con la invención casi no muestra sobrecalentamiento (en promedio medido a 2,6 0C) (véase la figura 1), mientras que el producto de referencia muestra un sobrecalentamiento sustancial (en promedio medido a 12,6 0C) (véase la figura 2). El sobrecalentamiento está relacionado con la combustión de la sustancia orgánica (es decir, el aglutinante) en el producto de muestra. Un producto convencional como el producto de muestra de referencia siempre muestra tal sobrecalentamiento. Se cree que el producto de muestra según la invención no muestra casi sobrecalentamiento porque el agua químicamente unida en el aglutinante “consume” al menos parte de la energía, cuando la parte orgánica del aglutinante se elimina por combustión. Esto también puede ser lo que provoca que la pendiente de la curva sea menos vertical.
En la figura 3, los productos de muestra similares como en las pruebas mostradas en las figuras 1 y 2 se someten a prueba para determinar para sus propiedades ignífugas.
La muestra de producto según la presente invención está hecha de fibras de lana mineral y un aglutinante según la invención con un espesor de 61 mm y una densidad de 73,8 kg/m3. La muestra de referencia está hecha de fibras de lana mineral y un aglutinante convencional (resina de fenol-formaldehído modificada con urea) con un espesor de 61 mm y una densidad de 76,8 kg/m3. Nuevamente, ambas muestras son sin material endotérmico.
El resultado de esta otra prueba muestra en cierto grado el mismo fenómeno que en la primera prueba.
La forma de ambas curvas es tal como se esperaba. En esta prueba, los productos se calientan desde un lado y las curvas muestran las temperaturas medidas en el lado opuesto. El aumento hasta el pico indica calor que se desplaza a través del producto y el calor que se origina en la combustión del aglutinante en el producto. La caída después del pico indica que hay más contribución del aglutinante y ahora es sólo el calor del primer lado lo que contribuye.
Las curvas muestran que la muestra de producto según la invención tiene una temperatura pico más baja y una menor caída que la muestra del producto de referencia, lo que significa que el aglutinante contribuye menos al aumento de calor en el segundo lado que para el producto de referencia.
La prueba también indica que un producto protector contra incendios de lana mineral según la invención debe tener mejores propiedades ignífugas que un producto de lana mineral convencional.
En general, a partir de las pruebas se concluye que el producto según la invención (sin material endotérmico) satisface las propiedades de protección contra incendios que se establecen en la norma de modo que el producto se puede clasificar como Euroclase A1 para la reacción a incendios.
Además, dado que el aglutinante usado en el producto de protección contra incendios según la invención no requiere altas temperaturas para el curado, es posible añadir una amplia gama de materiales endotérmicos al producto, de modo que las propiedades generales de protección contra incendios podrían ser incluso mejores que para productos protectores contra incendios convencionales de lana mineral.

Claims (17)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un producto aislante de protección contra incendios que comprende fibras de lana mineral colocadas al aire y un aglutinante, siendo dicho aglutinante el resultado del curado de una composición de aglutinante que comprende
    al menos hidrocoloide siendo proteínas de fuentes animales, que incluyen colágeno, gelatina y gelatina hidrolizada, y la composición de aglutinante comprende además al menos un compuesto que contiene fenol, tal como tanino seleccionado de uno o más componentes del grupo que consiste en ácido tánico, taninos condensados (proantocianidinas), taninos hidrolizables, galotaninos, elagitaninos, taninos complejos y/o tanino procedente de uno o más de roble, castaño, zumaque de Virginia y tellima de flor grande,
    o
    siendo al menos un hidrocoloide proteínas de fuentes animales, que incluyen colágeno, gelatina y gelatina hidrolizada, y en donde la composición de aglutinante comprende además al menos una enzima seleccionada del grupo que consiste en transglutaminasa (EC 2.3.2.13), proteína disulfuro isomerasa (EC 5.3.4.1), tiol oxidasa (EC 1.8.3.2), polifenol oxidasa (EC 1.14.18.1), en particular, catecol oxidasa, tirosina oxidasa y fenoloxidasa, lisil oxidasa (EC 1.4.3.13) y peroxidasa (EC 1.11.1.7),
    y comprendiendo dicho producto además un material endotérmico en particulado seleccionado del grupo que consiste en yeso, hidróxido de magnesio, hidromagnesita, hidróxido de aluminio y trihidróxido de aluminio.
  2. 2. Un producto según la reivindicación 1, en donde el aglutinante comprende además al menos un éster de ácido graso de glicerol.
  3. 3. Un producto según la reivindicación 1 o 2, en donde el material endotérmico en forma de partículas se distribuye uniformemente dentro del producto aislante de protección contra incendios.
  4. 4. Un producto según la reivindicación 1 o 2, en donde el producto tiene una primera y una segunda sección de cara con una sección central entre las mismas, y en donde el material endotérmico particulado se distribuye de manera que hay una concentración más alta de material endotérmico en la sección central del producto de lana de fibra mineral que en las secciones de cara.
  5. 5. Un producto según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante resulta del curado de una composición de aglutinante que comprende al menos dos hidrocoloides, en donde un hidrocoloide es gelatina y el al menos otro hidrocoloide se selecciona del grupo que consiste en pectina, almidón, alginato, agar agar, carragenina, goma gelana, goma guar, goma arábiga, goma de algarrobo, goma xantano, derivados de celulosa tales como carboximetilcelulosa, arabinoxilano, celulosa, curdlano, p-glucano.
  6. 6. Un producto según la reivindicación 5, en donde el aglutinante resulta del curado de una composición de aglutinante en la que la gelatina está presente en el aglutinante en una cantidad del 10 al 95 % en peso, tal como del 20 al 80 % en peso, tal como del 30 al 70 % en peso, tal como del 40 al 60 % en peso, basado en el peso de los hidrocoloides.
  7. 7. Un producto según una cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, en donde el aglutinante resulta del curado de una composición de aglutinante en la cual el un hidrocoloide y el al menos otro hidrocoloide tienen cargas complementarias.
  8. 8. Un producto según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en donde el al menos un éster de ácido graso de glicerol está en forma de un aceite vegetal y/o aceite animal.
  9. 9. Un producto según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la pérdida por ignición (LOI) está dentro del intervalo del 0,1 al 25,0 %, tal como del 0,3 al 18,0 %, tal como del 0,5 al 12,0 %, tal como del 0,7 al 8,0 % en peso.
  10. 10. Un producto según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante resulta del curado de una composición de aglutinante que comprende al menos un hidrocoloide que es un biopolímero o biopolímero modificado.
  11. 11. Un producto según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante resulta del curado de una composición de aglutinante, que está libre de formaldehído.
  12. 12. Un producto según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante no está reticulado.
  13. 13. Un producto según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante está reticulado.
  14. 14. Un producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la densidad del producto de lana mineral se encuentra en el intervalo de 10-1200 kg/m3, tal como 30-800 kg/m3, tal como 40-600 kg/m3, tal como 50-250 kg/m3, tal como 60-200 kg/m3.
  15. 15. Uso de un producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para la protección contra incendios de una estructura, tal como una estructura de construcción.
  16. 16. Uso de un producto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, como un inserto para una puerta de incendios.
  17. 17. Uso de un producto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, para la protección contra incendios de un conducto de ventilación.
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