ES2966799T3 - Productos de fibrocemento recubiertos y métodos para la producción de los mismos - Google Patents
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- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/60—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only artificial stone
- C04B41/61—Coating or impregnation
- C04B41/70—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
- C04B41/71—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions at least one coating being an organic material
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- 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
- E04D3/02—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets of plane slabs, slates, or sheets, or in which the cross-section is unimportant
- E04D3/18—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets of plane slabs, slates, or sheets, or in which the cross-section is unimportant of specified materials, or of combinations of materials, not covered by any of groups E04D3/04, E04D3/06 or E04D3/16
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- 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
- E04F13/072—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of specially adapted, structured or shaped covering or lining elements
- E04F13/077—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of specially adapted, structured or shaped covering or lining elements composed of several layers, e.g. sandwich panels
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Abstract
La presente invención se refiere a productos de fibrocemento revestidos, así como a métodos para fabricar dichos productos. En particular, la presente invención proporciona procesos para fabricar productos de fibrocemento recubiertos, comprendiendo estos procesos las etapas de: (i) proporcionar un producto de fibrocemento curado que tiene al menos una superficie; (ii) aplicar una imprimación a al menos una superficie del producto de fibrocemento curado; (iii) proporcionar al menos una capa de una composición curable por radiación a al menos una superficie, cuya composición curable por radiación comprende al menos un pigmento; y (iv) curar la capa de composición curable por radiación mediante radiación. Finalmente, la presente invención proporciona productos de fibrocemento recubiertos que se pueden obtener mediante tales procesos y usos de estos productos de fibrocemento como materiales de construcción. En realizaciones particulares, los productos de fibrocemento revestidos producidos mediante los procesos de la presente invención se pueden usar para proporcionar una superficie exterior a las paredes, tanto internas como externas, de un edificio o construcción, por ejemplo, como placa de fachada, revestimiento, elemento de techado, etc., como por ejemplo una pizarra. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Productos de fibrocemento recubiertos y métodos para la producción de los mismos
Campo de la invención
La presente invención se refiere a productos de fibrocemento recubiertos, así como a métodos para fabricar dichos productos.
Antecedentes de la invención
Los productos de fibrocemento recubiertos son bien conocidos y se usan ampliamente como materiales de construcción.
La patente europea EP1914215B1 y el documento US 2006/0105161 A1 describen dichos productos de fibrocemento recubiertos.
Una desventaja que permanece de los productos de fibrocemento recubiertos conocidos es, sin embargo, que los pigmentos presentes en la capa o capas de recubrimiento parecen desintegrarse químicamente gradualmente con el tiempo. Esto da como resultado la formación de manchas parduzcas visibles dentro de la capa o capas de recubrimiento, lo que es indeseable por razones estéticas obvias.
Hasta el momento, no existe ninguna estrategia eficiente para gestionar este problema.
Sumario de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar productos de fibrocemento recubiertos mejorados, así como procesos para la producción de los mismos, productos que no sufran el fenómeno de la desintegración química de los pigmentos en la capa o capas de recubrimiento y las consecuencias visibles indeseables del mismo. Sin estar sujetos ni limitados por ninguna teoría o hipótesis, las investigaciones experimentales adicionales realizadas por los presentes inventores parecieron revelar que la desestabilización, la desintegración y/o la destrucción químicas de los pigmentos en las diferentes capas de recubrimiento de los productos de fibrocemento recubiertos son provocadas por el pH alcalino de la humedad, que todavía está presente dentro del producto de fibrocemento pero es expulsada gradualmente y migra a través de las capas de recubrimiento pigmentadas. Como consecuencia, cualquier pigmento presente en esta capa o capas de recubrimiento, que son normalmente inestables a pH alcalino, se dañan y se desintegran para formar manchas parduzcas visibles en la superficie de los productos de fibrocemento. La presente invención proporciona procesos en los que dicha migración de los pigmentos a través de las capas de recubrimiento se limita sustancialmente y en la mayoría de los casos incluso se evita.
De acuerdo con un primer aspecto, la presente invención proporciona procesos para fabricar productos de fibrocemento recubiertos, en donde los productos de fibrocemento son pizarras de fibrocemento y en donde estos procesos comprenden las etapas de:
(i) proporcionar un producto de fibrocemento curado que tiene al menos una superficie;
(ii) aplicar una composición de imprimación no curable por radiación convencional que comprende al menos un aglutinante y un pigmento, a la al menos una superficie del producto de fibrocemento curado, en donde dicha composición de imprimación no curable por radiación convencional es una composición de imprimación acrílica de base acuosa;
(iii) proporcionar al menos una capa de una composición curable por radiación a la al menos una superficie como un recubrimiento húmedo en un intervalo de 10 a 200 g/m2, composición curable por radiación que comprende al menos un pigmento; y
(iv) curar la capa de composición curable por radiación mediante radiación.
En realizaciones particulares de estos procesos, la composición curable por radiación comprende pigmentos orgánicos.
En determinadas realizaciones particulares de estos procesos, la composición curable por radiación comprende de uno a cinco pigmentos diferentes.
En otras realizaciones particulares de estos procesos, la composición curable por radiación tiene un poder cubriente del 90 % al 100 %.
En otras realizaciones particulares más de estos procesos, la composición curable por radiación tiene una concentración en volumen de pigmento (CVP) en el intervalo del 2 al 10 %.
En aún otras realizaciones particulares de estos procesos, el espesor de la capa de composición curable por radiación varía de 10 μm a 120 |μm.
En aún otras realizaciones particulares de estos procesos, la composición curable por radiación es una composición curable por UV.
En otras realizaciones particulares adicionales de estos procesos, la composición curable por radiación es una composición curable por haz de electrones.
En realizaciones particulares de estos procesos, la composición curable por radiación es un poliuretano que lleva isocianato y que tiene dobles enlaces insaturados etilénicamente.
En otras realizaciones particulares de estos procesos, la composición curable por radiación se cubre con una película permeable a la radiación antes de la etapa de curado.
En otras realizaciones particulares de estos procesos, la etapa de curado está precedida por un tratamiento de la al menos una capa de una composición curable por radiación por medio de un láser de excímero.
En un segundo aspecto, la presente invención proporciona una pizarra de fibrocemento recubierta que comprende: un sustrato de fibrocemento curado, que está cubierto en al menos parte de su superficie con
a) una primera capa de una composición de imprimación no curada por radiación convencional que comprende al menos un aglutinante y un pigmento, en donde dicha composición de imprimación no curable por radiación convencional es una composición de imprimación acrílica de base acuosa, y
b) una segunda capa de una composición curada por radiación, segunda capa que se aplica en un recubrimiento húmedo en un intervalo de 10 a 200 g/m2 encima de dicha primera capa y composición curada por radiación que comprende al menos un pigmento.
En realizaciones particulares, la segunda capa de la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos comprende pigmentos orgánicos.
En determinadas realizaciones particulares, la segunda capa de la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos comprende de uno a cinco pigmentos diferentes.
En otras realizaciones particulares, la segunda capa de la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos tiene un poder cubriente de aproximadamente el 90 % a aproximadamente el 100 %. En otras realizaciones particulares más, la segunda capa de la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos tiene una concentración en volumen de pigmento (CVP) en el intervalo de aproximadamente el 2 a aproximadamente el 10 %.
En aún otras realizaciones particulares, el espesor de la segunda capa de la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos varía de aproximadamente 10 μm a aproximadamente 120 μm .
En aún otras realizaciones particulares, la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos es una composición curada por UV.
En otras realizaciones particulares adicionales, la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos es una composición curada por haz de electrones.
En realizaciones particulares, el sustrato de fibrocemento curado de los productos de fibrocemento recubiertos de la presente invención es un sustrato de fibrocemento curado al aire.
En un tercer aspecto, la presente invención se refiere al uso de las pizarras de fibrocemento de acuerdo con la invención como un elemento de construcción de tejados.
Las características anteriores y otras características, rasgos y ventajas de la presente divulgación serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, tomada junto con los dibujos adjuntos, que ilustran, a modo de ejemplo, los principios de la invención. La presente descripción se proporciona solamente como ejemplo, sin limitar el alcance de la invención. Las figuras de referencia que se citan a continuación se refieren a los dibujos adjuntos.
Descripción de realizaciones ilustrativas
Cabe señalar que la expresión "que comprende", utilizada en las reivindicaciones, no debe interpretarse como una restricción a los medios que se enumeran a continuación; no excluye otros elementos o etapas. Por lo tanto, ha de interpretarse como que especifica la presencia de las características, etapas o componentes referidos, pero no excluye la presencia o adición de una o más de otras características, etapas o componentes, o grupos de los mismos. Por lo tanto, el alcance de la expresión "un dispositivo que comprende los medios A y B" no debe limitarse a los dispositivos que consisten únicamente en los componentes A y B. Significa que, con respecto a la presente invención, los únicos componentes relevantes del dispositivo son A y B.
A lo largo de la presente memoria descriptiva, se hace referencia a "una realización". Dichas referencias indican que una característica particular, descrita con respecto a la realización, se incluye en al menos una realización de la presente invención. Por lo tanto, las apariciones de la expresión "en una realización" en diversos lugares a lo largo de la presente memoria descriptiva no se refieren en todos los casos necesariamente a la misma realización, aunque podrían hacerlo. Además, los rasgos o características particulares se pueden combinar de cualquier manera adecuada en una o más realizaciones, como sería evidente para un experto habitual en la materia.
Los siguientes términos se proporcionan solamente para ayudar a entender la invención.
Como se usan en el presente documento, las formas en singular "un", "una" y "el/la" incluyen referencias en singular y plural a menos que el contexto indique claramente otra cosa.
Las expresiones "que comprende", "comprende" y "compuesto por", como se usan en el presente documento, son sinónimos de "que incluye", "incluye" o "que contiene", "contiene", y son inclusivos o abiertos y no excluyen miembros no citados, elementos o etapas del método adicionales.
La enumeración de intervalos numéricos por valores extremos incluye todos los números y fracciones incluidos dentro de los intervalos respectivos, así como los valores extremos enumerados.
El término "aproximadamente", como se usa en el presente documento cuando se refiere a un valor mensurable, tal como un parámetro, una cantidad, una duración temporal y similares, tiene por objeto abarcar variaciones de /-10 % o menos, preferentemente /-5 % o menos, más preferentemente de /-1 % o menos y aún más preferentemente de /- 0,1 % o menos de y desde el valor especificado, en la medida en que dichas variaciones sean adecuadas para aplicar en la invención desvelada. Ha de entenderse que el valor al que se refiere el modificador "aproximadamente" también se desvela de forma específica y preferente.
Las expresiones "lechada (fibro)cementosa" o "lechada de (fibro)cemento", a las que se hace referencia en el presente documento, generalmente se refieren a suspensiones que comprenden al menos agua, fibras y cemento. La lechada de fibrocemento, como se usa en el contexto de la presente invención, también puede comprender otros componentes, tales como, pero sin limitación, caliza, creta, cal viva, cal apagada o hidratada, arena molida, harina de arena de sílice, harina de cuarzo, sílice amorfa, humo de sílice condensado, microsílice, metacaolín, wollastonita, mica, perlita, vermiculita, hidróxido de aluminio, pigmentos, agentes antiespumantes, floculantes y otros aditivos.
La "fibra" o "fibras" presentes en la suspensión de fibrocemento como se describe en el presente documento pueden ser, por ejemplo, fibras de proceso y/o fibras de refuerzo que pueden ser fibras orgánicas (normalmente fibras de celulosa) o fibras sintéticas (alcohol polivinílico), poliacrilonitrilo, polipropileno, poliamida, poliéster, policarbonato, etc.).
El "cemento" presente en la lechada de fibrocemento como se describe en el presente documento puede ser, por ejemplo, pero sin limitación, cemento Portland, cemento con alto contenido de alúmina, cemento Portland de hierro, cemento de trass, cemento de escoria, escayola, silicatos de calcio formados por tratamiento en autoclave y combinaciones de aglutinantes particulares. En realizaciones más particulares, el cemento en los productos de la invención es cemento Portland.
Los términos "predeterminado" y "predefinido", como se usan en el presente documento cuando se refieren a uno o más parámetros o propiedades, generalmente significan que el o los valores deseados de estos parámetros o propiedades se han determinado o definido de antemano, es decir, antes del inicio del proceso para producir los productos que se caracterizan por uno o más de estos parámetros o propiedades.
Una "lámina (de fibrocemento)" como se usa en el presente documento, también denominada panel o placa, debe entenderse como un elemento plano, por lo general rectangular, un panel de fibrocemento o una lámina de fibrocemento fabricados a partir de un material de fibrocemento. El panel o lámina tiene dos caras o superficies principales, siendo estas superficies las que tienen mayor superficie específica. La lámina se puede usar para proporcionar una superficie exterior a las paredes, tanto internas como externas, en una construcción o edificio, por ejemplo, como placa de fachada, enlucidos, etc.
La expresión "concentración en volumen de pigmento (abreviada como CVP)" como se usa en el presente documento generalmente se refiere a la cantidad de pigmento o pigmentos frente a la cantidad total de sólidos (es decir, pigmento o pigmentos, aglutinante o aglutinantes, otros sólidos) en una composición de recubrimiento y se puede calcular a través de la siguiente fórmula matemática:
"Concentración en volumen de pigmento" (expresada en %) = "CVP" (expresada en %) =
Volumen de pigmento/ (Volumen de sólidos) * 100 (expresado en %) =
Volumen de pigmento/ (Volumen de pigmento Volumen de aglutinante sólido) * 100 (expresado en %) = Volumen de pigmento/ (Volumen de pigmento Volumen de aglutinante no volátil) * 100 (expresado en %)
La expresión "curable por UV" se refiere a una composición que puede polimerizar tras la aplicación de irradiación UV. Normalmente, esto al menos implica la presencia de monómeros u oligómeros fotopolimerizables, junto con fotoiniciadores y/o fotosensibilizadores.
Las expresiones "coloreado en masa", "coloreado en la masa", "coloreado a través" cuando se refieren a un producto de fibrocemento tienen el significado de que al menos parte, y preferentemente la totalidad, de la estructura interna de ese producto de fibrocemento comprende al menos un pigmento.
La expresión "poder cubriente" como se usa en el presente documento es la propiedad de un recubrimiento que le permite ocultar la superficie sobre la que se aplica. El poder cubriente está directamente relacionado con el método de aplicación de la película y el espesor de la película. En un recubrimiento con fuerte poder cubriente, las partículas de pigmento dispersan la luz con tanta fuerza que apenas llega al sustrato. Si la luz residual se refleja desde el sustrato, está tan dispersa que no llega a la vista. Hay varios métodos de ensayo de referencia disponibles. Por ejemplo, BS 3900-D4 (es decir, también conocido como norma ISO 2814), BS 3900-D7 (es decir, también conocido como norma ISO 6504/1) o BS 3900-D11 (también conocido como norma ISO 6504/3) son métodos de referencia para determinar el poder cubriente de los recubrimientos.
La expresión "transparente" o "transparencia" cuando se refiere a una composición de recubrimiento o una capa de recubrimiento se refiere a la característica física de permitir que la luz pase a través del recubrimiento sin dispersarse. La transparencia se puede medir usando cualquier método conocido en la técnica. Por ejemplo, un medidor de la turbidez mide la transparencia, la turbidez, la calidad de transparente y la transmitancia total de un recubrimiento, basándose en la cantidad de luz visible que se difunde o dispersa al pasar a través del recubrimiento. La turbidez se mide con un ensayo de dispersión de ángulo ancho en la que la luz difunde en todas las direcciones, lo que da como resultado una pérdida de contraste. El porcentaje de luz que al pasar a través se desvía del haz incidente superior a 2,5 grados de promedio se define como turbidez. La calidad de transparencia se mide con un ensayo de dispersión de ángulo estrecho en la que la luz difunde en un intervalo pequeño con alta concentración. Esta prueba mide la claridad con la que se pueden ver los detalles más finos a través del recubrimiento que se está sometiendo a ensayo. El medidor de la turbidez también mide la transmitancia total. La transmitancia total es la medida de la luz incidente total en comparación con la luz que se transmite realmente (por ejemplo, transmitancia total). Entonces la luz incidente puede ser del 100 %, pero debido a la absorción y la reflexión, la transmitancia total puede ser solamente del 94 %. Los datos obtenidos del medidor de la turbidez se pueden transferir a un PC para su procesamiento posterior y garantizar un producto consistente.
La invención se explicará ahora más detalladamente con referencia a diversas realizaciones. Se entenderá que cada realización se proporciona a modo de ejemplo y de ningún modo limita el alcance de la invención.
La presente invención proporciona pizarras de fibrocemento recubiertas mejoradas, así como procesos para la producción de las mismas, y productos que no sufren el fenómeno de la desintegración química de los pigmentos en la capa o capas de recubrimiento y las consecuencias visibles indeseables del mismo.
Una extensa investigación experimental realizada por los presentes inventores pareció revelar que la desestabilización, la desintegración y/o la destrucción químicas de los pigmentos en las diferentes capas de recubrimiento de los productos de fibrocemento recubiertos son provocadas por el pH alcalino de la humedad, que todavía está presente dentro del producto de fibrocemento pero es expulsada gradualmente y migra a través de las capas de recubrimiento pigmentadas. Como consecuencia, cualquier pigmento presente en esta capa o capas de recubrimiento, que son normalmente inestables a pH alcalino, se dañan y se desintegran para formar manchas parduzcas visibles en la superficie de los productos de fibrocemento.
La presente invención proporciona procesos en los que dicha migración de los pigmentos a través de las capas de recubrimiento se limita sustancialmente y en la mayoría de los casos se evita totalmente.
Por lo tanto, en un primer aspecto, la presente invención proporciona procesos para proporcionar productos de fibrocemento recubiertos, que son pizarras de fibrocemento, como se reivindica en la reivindicación 1, y en donde estos procesos comprenden las etapas de:
(i) proporcionar un producto de fibrocemento curado que tiene al menos una superficie;
(ii) aplicar una composición de imprimación no curable por radiación convencional a la al menos una superficie del producto de fibrocemento curado, en donde dicha composición de imprimación no curable por radiación convencional es una composición de imprimación acrílica de base acuosa;
(iii) proporcionar al menos una capa de una composición curable por radiación en forma de un recubrimiento húmedo en un intervalo de 10 a 200 g/m(i) 2 a la al menos una superficie recubierta con dicha imprimación, composición curable por radiación que comprende al menos un pigmento; y
(iv) curar la capa de composición curable por radiación mediante radiación.
La primera etapa de los procesos de la invención comprende proporcionar un producto de fibrocemento curado que tiene al menos una superficie, etapa que puede realizarse de acuerdo con cualquier procedimiento conocido en la técnica para preparar productos de fibrocemento.
Por ejemplo, una suspensión de fibrocemento se puede preparar en primer lugar mediante una o más fuentes de al menos cemento, agua y fibras. En determinadas realizaciones específicas, estas una o más fuentes de al menos cemento, agua y fibras están conectadas operativamente a un dispositivo de mezcla continua construido para formar una lechada de fibrocemento cementosa. En realizaciones particulares, cuando se usan fibras de celulosa o el equivalente de fibras de papel utilizado, se usa un mínimo de aproximadamente el 3 %, tal como aproximadamente el 4 %, de la masa de suspensión total de estas fibras de celulosa. En otras realizaciones particulares, cuando se usan exclusivamente fibras de celulosa, se usa entre aproximadamente el 4 % y aproximadamente el 12 %, tal como, más particularmente, entre aproximadamente el 7 % y aproximadamente el 10 %, de la masa total de suspensión de estas fibras de celulosa. Si las fibras de celulosa se reemplazan por fibras minerales cortas tales como lana de roca, lo más ventajoso es reemplazarlas en una proporción de 1,5 a 3 veces el peso, con el fin de mantener aproximadamente el mismo contenido por volumen. En fibras largas y cortadas, tales como mechas de fibra de vidrio o fibras sintéticas de módulo alto, tales como fibras de polipropileno, acetato de polivinilo, policarbonato o acrilonitrilo, la proporción puede ser inferior a la proporción de las fibras de celulosa reemplazadas. La finura de las fibras (medida en grados Shopper-Riegler) en principio no es crítica para los procesos de la invención. Sin embargo, en realizaciones particulares, se ha descubierto que un intervalo de entre aproximadamente 15 GRADOS SR y aproximadamente 45 GRADOS SR puede ser particularmente ventajoso para los procesos de la invención.
Una vez que se obtiene una lechada de fibrocemento, la fabricación de los productos de cemento reforzados con fibra se puede ejecutar de acuerdo con cualquier procedimiento conocido. El proceso más ampliamente utilizado para fabricar productos de fibrocemento es el proceso de Hatschek, que se realiza usando una máquina de fabricación de papel de cilindro de tamiz modificado. Otros procesos de fabricación incluyen el proceso de Magnani, inyección, extrusión, flujo y otros. En realizaciones particulares, los productos de fibrocemento de la presente invención se proporcionan usando el proceso de Hatschek. El producto de fibrocemento "verde" o no curado opcionalmente se postcomprime por lo general a presiones en el intervalo de aproximadamente 22 a aproximadamente 30 MPa para obtener la densidad deseada.
Los procesos de acuerdo con la presente invención pueden comprender además la etapa de cortar los productos de fibrocemento a una longitud predeterminada para formar un producto de fibrocemento. El corte de los productos de fibrocemento a una longitud predeterminada puede realizarse mediante cualquier técnica conocida en la técnica, tal como, pero sin limitación, corte por chorro de agua, corte por chorro de aire o similar. Los productos de fibrocemento se pueden cortar a cualquier longitud deseada, tales como, pero sin limitación, una longitud de entre aproximadamente 1 m y aproximadamente 15 m, tal como de entre aproximadamente 1 m y aproximadamente 10 m, más particularmente entre aproximadamente 1 m y aproximadamente 5 m, mucho más particularmente entre aproximadamente 1 m y aproximadamente 3 m.
El experto en la materia entenderá que los procesos de la presente invención pueden comprender además etapas adicionales de procesamiento de los productos de fibrocemento producidos.
Por ejemplo, en determinadas realizaciones particulares, durante los procesos de la presente invención, la lechada de fibrocemento y/o los productos de fibrocemento pueden someterse a diversos tratamientos intermedios, tales como, pero sin limitación, el tratamiento con uno o más agentes hidrófobos, el tratamiento con uno o más floculantes, etapas de prensado adicionales o intermedias, etc.
Tan pronto como se forman los productos de fibrocemento, estos se recortan en los bordes laterales. Las tiras de borde pueden reciclarse opcionalmente a través de una mezcla inmediata con el agua reciclada y dirigir la mezcla nuevamente al sistema de mezcla.
Después de la fabricación, los productos de fibrocemento obtenidos se curan. De hecho, después de la producción, los productos de fibrocemento se pueden dejar curar durante un tiempo en el entorno en el que se forman o, como alternativa, pueden someterse a un curado térmico (por ejemplo, en autoclave o similar).
En otras realizaciones particulares, el producto de fibrocemento "verde" se cura, normalmente mediante curado al aire (productos de fibrocemento curados al aire) o a presión en presencia de vapor y temperatura elevada (curado en autoclave). Para productos curados en autoclave, normalmente se añade arena a la lechada de fibrocemento original. El curado en autoclave en principio da como resultado la presencia de Tobermorita de 11,3 Á (angstrom) en el producto de fibrocemento.
En aún otras realizaciones particulares, el producto de fibrocemento "verde" se puede precurar al aire, después de lo cual el producto precurado se cura al aire hasta que alcanza su resistencia final o se cura en autoclave usando presión y vapor, para proporcionar al producto sus propiedades finales.
En realizaciones particularmente preferidas, los productos de fibrocemento curados en los procesos de la presente invención son pizarras de fibrocemento curadas al aire. Estas pizarras de fibrocemento curadas al aire se pueden usar para diferentes aplicaciones en la industria de la construcción, tales como, por ejemplo, para aplicaciones en tejados y aplicaciones en fachadas.
En realizaciones particulares de la presente invención, los procesos pueden comprender además la etapa de secar térmicamente los productos de fibrocemento obtenidos. Después del curado, el producto de fibrocemento que es un panel, lámina o placa, aún puede comprender un peso significativo de agua, presente como humedad. Éste puede ser de hasta el 10, incluso el 15 % p, expresado en peso del producto seco. El peso del producto seco se define como el peso del producto cuando el producto se somete a secado a 105 °C en un horno ventilado, hasta que se obtenga un peso constante.
En determinadas realizaciones, el producto de fibrocemento se seca. Dicho secado se realiza preferentemente mediante secado al aire y se termina cuando el porcentaje en peso de humedad del producto de fibrocemento es inferior o igual al 8 % en peso, incluso inferior o igual al 6 % en peso, expresado en peso de producto seco, y mucho más preferentemente entre el 4 % en peso y el 6 % en peso, ambos inclusive.
La etapa adicional en los procesos de la presente invención comprende aplicar una imprimación a la al menos una superficie del producto de fibrocemento curado. Esta etapa implica el uso de una composición de recubrimiento de imprimación que comprende un (es decir, al menos un) aglutinante y un pigmento.
En la técnica se conocen aglutinantes y pigmentos para imprimaciones y no son críticos para la invención siempre que las imprimaciones sean estables alcalinas y adecuadas para su uso en superficies de fibrocemento.
La imprimación utilizada es un recubrimiento convencional utilizado en el proceso de acuerdo con la invención y no es curable por radiación o por reticulación química. Son recubrimientos de imprimación adecuados aquellos con aglutinantes obtenidos mediante polimerización acuosa por radicales libres o emulsión iónica. De acuerdo con la invención, la imprimación es una imprimación acrílica de base acuosa, que tiene la propiedad de reducir la migración de humedad alcalina fuera del producto de fibrocemento. Esto tiene la ventaja de que se evita, al menos en parte, que cualquier pigmento presente en las capas de recubrimiento encima de esta imprimación experimente a un ataque alcalino.
Estos (co)polímeros acrílicos y/o metacrílicos se preparan generalmente mediante polimerización en emulsión acuosa iniciada radicalariamente de ésteres de ácido acrílico y/o ácido metacrílico con alcanoles C1-C12, así como una pequeña cantidad de ácido acrílico y/o metacrílico como monómeros. Se da preferencia en particular a los ésteres de ácido acrílico y metacrílico prefiriéndose particularmente alcanoles C1-C8; acrilato de etilo, acrilato de n-butilo, acrilato de etilhexilo y metacrilato de metilo. La polimerización en emulsión requiere el uso de tensioactivos como estabilizantes. Se prefieren los tensioactivos no iónicos. Se prefieren particularmente los etoxilatos de alcohol. Se prefieren los recubrimientos de imprimación con un índice de hidroxilo (medido de acuerdo con la norma ISO 4629) de al menos 1. Se prefieren particularmente los índices de hidroxilo de al menos 1,5.
Preferentemente, la temperatura mínima de formación de película durante el secado del recubrimiento convencional es inferior a 60 °C.
De acuerdo con la invención, la composición de recubrimiento de imprimación comprende al menos un pigmento. Son pigmentos típicos los óxidos metálicos, tales como dióxido de titanio, óxidos de hierro, pigmentos de espinela, titanatos y otros óxidos, o pigmentos orgánicos resistentes a los álcalis, tales como ftalocianinas y compuestos azoicos.
Preferentemente, la concentración en volumen de pigmento de la capa pigmentada del recubrimiento convencional está en el intervalo de aproximadamente el 0,01 a aproximadamente el 25 %. Se prefieren particularmente concentraciones en volumen de pigmento en el intervalo del 0,05 al 20 %.
La composición de recubrimiento de imprimación generalmente comprende, además de los aglutinantes poliméricos y pigmentos, también auxiliares habituales, por ejemplo, cargas, agentes humectantes, modificadores de la viscosidad, dispersantes, desespumantes, conservantes e hidrofobizantes, biocidas, fibras y otros constituyentes habituales. Son ejemplos de cargas adecuadas los aluminosilicatos, silicatos, carbonatos de metales alcalinotérreos, preferentemente carbonato de calcio en forma de calcita o cal, dolomita, y también silicatos de aluminio o silicatos de magnesio, por ejemplo, talco.
El contenido de sólidos de los recubrimientos de imprimación adecuados está generalmente en el intervalo de aproximadamente el 20 % a aproximadamente el 60 % en peso.
Las composiciones de recubrimiento de imprimación comprenden como componente líquido esencialmente agua y, si se desea, un líquido orgánico miscible con agua, por ejemplo un alcohol.
La composición de recubrimiento de imprimación se aplica como un peso de recubrimiento húmedo en el intervalo de aproximadamente 50 a aproximadamente 500 g/m2, en particular de aproximadamente 70 a aproximadamente 300 g/m2, de manera conocida, por ejemplo mediante pulverización, aplicación con llana, aplicación con cuchilla, cepillado, laminado o vertido sobre la plancha de cemento unida o mediante una combinación de una o más aplicaciones.
En realizaciones particulares, la composición de recubrimiento de imprimación utilizada en los procesos de la presente invención es una imprimación de acrilato de estirol.
En realizaciones particulares, la composición de recubrimiento de imprimación utilizada en los procesos de la presente invención es "Natura Walzgrundierung".
Una etapa adicional en los procesos de la invención comprende proporcionar al menos una capa de una composición curable por radiación encima de la capa de imprimación presente sobre la al menos una superficie. La composición curable por radiación comprende al menos un pigmento, tal como, por ejemplo, pero sin limitación, de uno a cinco pigmentos diferentes.
En realizaciones particulares de estos procesos, la composición curable por radiación comprende al menos un pigmento orgánico.
El hecho de que los pigmentos estén integrados en la capa curable por radiación tiene una ventaja importante en el proceso de proporcionar productos de fibrocemento recubiertos con color. De hecho, la capa curable por radiación forma una interfaz impermeable al agua, es decir, una capa de recubrimiento estanca al agua. La presencia de una interfaz estanca al agua tiene la ventaja de que se evita que la humedad alcalina, que normalmente está presente en la masa de fibrocemento del producto de fibrocemento, migre del material de fibrocemento (a través de la imprimación) a esta capa pigmentada curable por radiación. Como se ha descrito anteriormente, la humedad alcalina, cuando entra en contacto con los pigmentos, especialmente los pigmentos orgánicos, hace que los pigmentos pierdan su color o se destruyan totalmente. Sin embargo, debido al hecho de que estos pigmentos se incorporan en una capa estanca al agua de una composición curable por radiación, la humedad alcalina no podrá de este modo entrar en contacto con los pigmentos presentes en esta capa curable por radiación. Por ende, se evita la destrucción alcalina de los pigmentos que están visiblemente presentes sobre la superficie del producto de fibrocemento y las consecuencias inevitables de la desintegración del pigmento, es decir, la aparición de manchas de color parduzco sobre la superficie del producto de fibrocemento.
Por último, la capa de composición curable por radiación se cura mediante radiación.
En realizaciones particulares, la composición curable por radiación comprende al menos un polímero que tiene dobles enlaces insaturados etilénicamente y que es curable por radiación.
Son posibles polímeros curables por radiación para la composición de recubrimiento curable por radiación, en principio, cualquier polímero que tenga dobles enlaces insaturados etilénicamente que pueda experimentar una polimerización iniciada por radicales al exponerse a radiación UV o radiación de haz de electrones.
Los monómeros que tienen dobles enlaces insaturados tales como monómeros de acrilamida, monómeros de ácido metacrílico, monómeros de ácido (met)acrílico, N - vinilpirrolidona y ácido crotónico se prefieren como monómero polimerizable.
En este caso se debe tener cuidado de que el contenido de dobles enlaces insaturados etilénicamente en el polímero sea suficiente para garantizar una reticulación eficaz. El contenido de dobles enlaces insaturados etilénicamente está generalmente en el intervalo de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1,0mol/100g de polímero, más preferentemente de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 0,8 mol/100g de polímero y mucho más preferentemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 0,6 mol/100 g de polímero. Son polímeros adecuados, por ejemplo, pero sin limitación, derivados de poliuretano que contienen dobles enlaces insaturados etilénicamente, tales como acrilatos de poliuretano.
De acuerdo con determinadas realizaciones, la composición curable por radiación es una composición curable por UV, comprendiendo la composición curable por UV un primer polímero A que comprende un derivado de poliuretano que contiene dobles enlaces insaturados etilénicamente y un segundo polímero B que es poliuretanos que contienen isocianato libre y que tienen dobles enlaces insaturados etilénicamente.
Los polímeros A adecuados son derivados de poliuretano que contienen dobles enlaces insaturados etilénicamente, tales como acrilatos de poliuretano.
La composición curable por radiación aplicada en el proceso comprende al menos un polímero B reticulable químicamente y por radiación.
Los polímeros B adecuados son poliuretanos que contienen isocianatos libres y que tienen dobles enlaces insaturados etilénicamente. Se prefieren los acrilatos de poliuretano con grupos isocianato libres. El contenido de isocianato libre de B medido de acuerdo con la norma DIN EN ISO 11909, varía por lo general del 5 al 20 % en peso. Preferentemente, el contenido de isocianato libre de B es de entre el 8 y el 20 % en peso y, más preferentemente, de entre el 10 y el 18 % en peso.
La relación en peso de B/A está preferentemente en el intervalo de 0,03/0,2. Se prefiere particularmente una relación en peso de B/A en el intervalo de 0,05/0,1.
Además de los polímeros A y B, las preparaciones curables por radiación también puede contener un compuesto diferente del polímero A y el polímero B y que tenga un peso molecular de menos de 800 g/mol y sea susceptible de polimerización por vías catiónicas o de radicales libres. Estos compuestos tienen generalmente al menos un doble enlace insaturado etilénicamente y/o un grupo epoxi y un peso molecular que es inferior a 800 g/mol. Dichos compuestos generalmente sirven para ajustarse a la consistencia de trabajo deseada de las preparaciones curables por radiación. Esto es particularmente importante si la preparación no contiene otros diluyentes, tales como agua y/o disolventes orgánicos inertes, o los contiene solo en un grado subordinado. Por lo tanto, dichos compuestos también se denominan diluyentes reactivos. La proporción de diluyentes reactivos, basándose en la cantidad total de (A+B) y el diluyente reactivo en la preparación curable por radiación, está, preferentemente, en el intervalo del 0 al 100 % en peso, y, mucho más preferentemente, en el intervalo del 5 al 50 % en peso.
Además del polímero curable por radiación, la composición de recubrimiento curable por radiación también puede contener un compuesto diferente que tenga un peso molecular inferior a aproximadamente 800 g/mol y susceptible de polimerizarse por vías catiónicas o de radicales libres. Estos compuestos tienen generalmente al menos un doble enlace insaturado etilénicamente y/o un grupo epoxi y un peso molecular que es inferior a aproximadamente 800 g/mol. Dichos compuestos generalmente sirven para ajustarse a la consistencia de trabajo deseada de las preparaciones curables por radiación. Esto es particularmente importante si la preparación no contiene otros diluyentes, tales como agua y/o disolventes orgánicos inertes, o los contiene solo en un grado subordinado. Por lo tanto, dichos compuestos también se denominan diluyentes reactivos. La proporción de diluyentes reactivos, basándose en la cantidad total de polímero y el diluyente reactivo en la preparación curable por radiación, está preferentemente en el intervalo de aproximadamente el 0 % a aproximadamente el 90 % en peso, y mucho más preferentemente en el intervalo de aproximadamente el 5 % a aproximadamente el 50 % en peso. Son diluyentes reactivos preferidos los productos de esterificación de alcoholes di o polihídricos con ácido acrílico y/o metacrílico. Dichos compuestos generalmente se denominan poliacrilatos o acrilatos de poliéter. Se prefieren particularmente diacrilato de hexanodiol, diacrilato de tripropilenglicol y triacrilato de trimetilolpropano.
Las composiciones de recubrimiento curables por radiación también pueden comprender polímeros que tengan grupos polimerizables catiónicamente, en particular grupos epoxi. Estos incluyen copolímeros de monómeros insaturados etilénicamente, conteniendo los copolímeros, como comonómeros, éteres de glicidilo insaturados etilénicamente y/o ésteres de glicidilo de ácidos carboxílicos insaturados etilénicamente. También incluyen los éteres de glicidilo de polímeros que contienen grupos OH, tales como poliéteres, poliésteres, poliuretanos y novolacas que contienen grupos OH. Incluyen además los ésteres de glicidilo de polímeros que contienen grupos ácido carboxílico. Si se desea tener un componente polimerizable catiónicamente, las composiciones pueden comprender, en lugar de o junto con los polímeros polimerizables catiónicamente, un compuesto polimerizable catiónicamente de bajo peso molecular, por ejemplo, un éter de diglicidilo o poliglicidilo o el di-o poliol de bajo peso molecular o el diéster o poliéster de un ácido di o policarboxílico de bajo peso molecular.
Las composiciones curables por radiación comprenden auxiliares habituales, tales como espesantes, agentes de control de flujo, desespumantes, estabilizantes frente al UV, emulsionantes, reductores de la tensión superficial y/o coloides protectores. El experto en la tecnología de recubrimientos conoce bien los auxiliares adecuados. Se pueden usar siliconas, particularmente copolímeros de polidimetilsiloxano modificados con poliéter, como aditivos superficiales para proporcionar una buena humectación del sustrato y un buen rendimiento anticráter mediante la reducción de la tensión superficial de los recubrimientos. Los estabilizantes adecuados abarcan los absorbentes de UV típicos, tales como oxanilidas, triazinas, benzotriazoles (obtenibles como grados Tinuvin™ de Ciba Geigy) y benzofenonas. Estos pueden usarse en combinación con eliminadores de radicales libres habituales, por ejemplo, aminas impedidas estéricamente, por ejemplo, 2,2,6,6-tetrametilpiperidina y 2,6-di-terc-butilpiperidina (compuestos HALS). Los estabilizantes se usan por lo general en cantidades de aproximadamente el 0,1 % a aproximadamente el 5,0 % en peso y preferentemente de aproximadamente el 0,3 % a aproximadamente el 2,5 % en peso, basándose en los componentes polimerizables presentes en la preparación.
La composición de recubrimiento curable por radiación utilizada en los procesos de la invención comprende además uno o más pigmentos. En realizaciones particulares, el uno o más pigmentos presentes en la composición de recubrimiento curable por radiación proporcionan color, cubrición y/o están presentes como diluyentes. En realizaciones particulares, los uno o más pigmentos incluidos en la composición de recubrimiento curable por radiación pueden ser pigmentos inorgánicos u orgánicos. Dichos pigmentos incluyen, pero sin limitación, aquellos en forma de óxido de titanio, óxidos de hierro, carbonato de calcio, pigmentos de espinela, titanatos, arcilla, óxido de aluminio, dióxido de silicio, óxido de magnesio, silicato de magnesio, monohidrato de metaborato de bario, óxido de sodio, óxido de potasio, talco, baritas, óxido de cinc, sulfito de cinc y mezclas de los mismos, ftalocianinas y compuestos azoicos.
En realizaciones particulares, la composición de recubrimiento curable por radiación comprende de uno a cinco pigmentos diferentes, tales como uno, dos, tres, cuatro o cinco pigmentos diferentes, que pueden ser cada uno independientemente pigmentos orgánicos o inorgánicos.
En otras realizaciones particulares, el uno o más pigmentos incluidos en la composición de recubrimiento curable por radiación son pigmentos orgánicos, tales como, pero sin limitación, compuestos azoicos o pigmentos azoicos, quinazidonas y/o ftalocianinas.
En otras realizaciones particulares más de estos procesos, la composición de recubrimiento curable por radiación tiene una concentración en volumen de pigmento (CVP) (como se define en el presente documento) en el intervalo de aproximadamente el 2 % a aproximadamente el 10 %, tal como entre aproximadamente el 3 % y aproximadamente el 9 %, tal como entre aproximadamente el 4 % y el 8 %, tal como un CVP de aproximadamente el 5 %, aproximadamente el 6 % o aproximadamente el 7 %.
La composición de recubrimiento curable por radiación puede comprender además auxiliares habituales, por ejemplo, cargas, tensioactivos, agentes humectantes, dispersantes, desespumantes, colorantes, ceras y otros constituyentes habituales. Son ejemplos de cargas adecuadas los aluminosilicatos, silicatos, carbonatos de metales alcalinotérreos, preferentemente carbonato de calcio en forma de calcita o cal, dolomita, y también silicatos de aluminio o silicatos de magnesio, por ejemplo, talco.
Además de lo anterior, la composición de recubrimiento curable por radiación puede comprender uno o más aditivos incluidos para propiedades, tales como la regulación del flujo y la nivelación, el brillo, la formación de espuma, el amarilleo, la resistencia a las manchas, la limpieza, el bruñido, el bloqueo, el moho, la suciedad o la corrosión, y para conservar el color y el brillo. Los ejemplos de agentes humectantes o dispersantes tensioactivos adecuados incluyen los disponibles con las designaciones comerciales, tales como EFKA 4310, EFKA PX 4330, EFKA 7701 (BASF).
Los ejemplos de antiespumantes adecuados incluyen, pero sin limitación, BYK 057, BYK 088, BYK 1790, BYK 1791, BYK 1794, BYK 1798 (Cera BYK), EFKA 2721 (BASF).
Además, las composiciones de recubrimiento utilizadas para proporcionar la composición de recubrimiento curable por radiación pueden incluir uno o más diluyentes funcionales para aumentar la cobertura, reducir los costes, conseguir durabilidad, alterar el aspecto, controlar la reología y/o influir en otras propiedades deseables. Los ejemplos de diluyentes funcionales incluyen, por ejemplo, sulfato de bario, silicato de aluminio, silicato de magnesio, sulfato de bario, carbonato de calcio, arcilla, yeso, sílice y talco.
En realizaciones particulares adicionales de los procesos de acuerdo con la invención, la composición de recubrimiento curable por radiación tiene un poder cubriente (como se define en el presente documento) de aproximadamente el 90 % a aproximadamente el 100 %.
La composición de recubrimiento curable por radiación se aplica como un peso de recubrimiento húmedo en el intervalo de 10 a 200 g/m2, en particular de aproximadamente 50 a aproximadamente 190 g/m2, más en particular de aproximadamente 100 a aproximadamente 180 g/m2. En otras realizaciones particulares, la composición de recubrimiento curable por radiación se aplica como un peso de recubrimiento húmedo de aproximadamente 160 g/m2 sobre la superficie del producto de fibrocemento. En otras realizaciones particulares, el espesor de la capa de composición curable por radiación varía de aproximadamente 10 pm a aproximadamente 120 pm.
La composición curable por radiación se aplica de cualquier manera conocida, por ejemplo mediante pulverización, aplicación con llana, aplicación con cuchilla, cepillado, laminación, recubrimiento por cortina o vertido sobre la plancha de cemento unida o mediante una combinación de una o más aplicaciones. En realizaciones particulares, la composición de recubrimiento se aplica preferentemente mediante recubrimiento por rodillos. También es concebible que la preparación se pueda aplicar a la plancha de cemento mediante procesos de fusión en caliente o mediante procesos de recubrimiento en polvo. La composición curable por radiación se aplica preferentemente mediante recubrimiento por rodillos. La aplicación puede tener lugar a temperatura ambiente o a temperatura elevada, pero preferentemente no superior a 100 °C.
Por lo tanto, las composiciones de recubrimiento descritas en el presente documento se pueden aplicar a una superficie de un producto de fibrocemento usando un cepillo, cuchilla, rodillo, pulverizador (por ejemplo, asistido por aire o sin aire, electrostático), recubridor al vacío, recubridor de cortina, recubridor por inundación o cualquier dispositivo adecuado que promueva una distribución uniforme de la composición de recubrimiento sobre la superficie, incluso si la superficie está dañada, desgastada o agrietada. Las composiciones de recubrimiento se pueden aplicar para proporcionar una superficie lisa, una superficie coloreada o una superficie texturizada. Se puede recubrir una parte o toda la superficie del producto de fibrocemento de una sola vez. Además o como alternativa, toda o una porción de la superficie se puede recubrir más de una vez para lograr el espesor, el brillo y/o el efecto superficial deseados. La cantidad de cobertura obtenida por una cantidad de la composición variará dependiendo de lo que se desee y/o de la condición de la superficie que ha de cubrirse y del espesor del recubrimiento aplicado.
En los procesos de la invención, la etapa (iv) de curar la composición de recubrimiento curable por radiación para obtener un producto de fibrocemento de la invención se puede realizar usando cualquier método de curado por radiación adecuado conocido en la técnica.
Por ejemplo, el curado por radiación de las composiciones de recubrimiento puede incluir curado mediante curado por calor, curado dual, curado por radiación UV, curado por haz de electrones (EB), curado LED y otras tecnologías de curado dentro de un sistema termoplástico o de termoendurecimiento.
Si el curado se realiza mediante radiación UV, las preparaciones que han de usarse comprenden al menos un fotoiniciador. En el presente documento se debe hacer una distinción entre fotoiniciadores para mecanismos de curado de radicales libres (polimerización de dobles enlaces insaturados etilénicamente) y fotoiniciadores para mecanismos de curado catiónico (polimerización catiónica de dobles enlaces insaturados etilénicamente o polimerización de compuestos que contienen grupos epoxi). Los fotoiniciadores no son necesarios para las composiciones curables por haz de electrones.
Los fotoiniciadores adecuados para fotopolimerización de radicales libres, es decir, polimerización de dobles enlaces insaturados etilénicamente, son benzofenona y derivados de benzofenona, tales como 4-fenilbenzofenona y 4-clorobenzofenona, cetona de Michler, antrona, derivados de acetofenona, tales como 1-benzoilciclohexan-1-ol, 2-hidroxi-2,2-dimetilacetofenona y 2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona, benzoína y éteres de benzoína, tales como metil benzoín éter, etil benzoín éter y butil benzoín éter, cetales de bencilo, tales como bencil dimetil cetal, 2-metil-1-[4-(metiltio)fenil]-2-morfolinopropan-1-ona, antraquinona y sus derivados, tales como beta-metilantraquinona y tercbutilantraquinona, óxidos de acilfosfina, tal como óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, etil-2,4,6-trimetilbenzoilfenilfosfinato y óxidos de bisacilfosfina.
Son fotoiniciadores adecuados para fotopolimerización catiónica, es decir, la polimerización de compuestos de vinilo o compuestos que contienen grupos epoxi, las sales de aril diazonio, tal como hexafluorofosfato de 4-metoxibencendiazonio, tetrafluoroborato de bencendiazonio y tetrafluoroarsenato de toluendiazonio, sales de ariliodonio, tañes como hexafluoroarsenato de difenilodonio, sales de arilsulfonio, tales como hexafluorofosfato de trifenilsulfonio, hexafluorofosfato de benceno y toluenosulfonio y bishexafluorofosfato de bis [4-difenilsulfoniofenil]sulfuro, disulfonas, tales como difenildisulfona y fenil-4-tolil disulfona, diazodisulfonas, imidotriflatos, tosilatos de benzoína, sales de isoquinolinio, tales como hexafluorofosfato de N-etoxiisoquinolinio, sales de fenilpiridinio, tal como hexafluorofosfato de N-etoxi-4-fenilpiridinio, sales de picolinio, tales como hexafluorofosfato de N-etoxi-2-picolinio, sales de ferrocenio, titanocenos y sales de titanocenio.
Se usan los fotoiniciadores mencionados anteriormente, en cantidades de aproximadamente el 0,05 % a aproximadamente el 20 % en peso, preferentemente de aproximadamente el 0,1 % a aproximadamente el 10 % en peso y, en particular, de aproximadamente el 0,1 % a aproximadamente el 5% en peso, basándose en los componentes polimerizables de la composición curable por radiación.
En realizaciones particulares, el fotoiniciador utilizado para el curado UV en los procesos de la presente invención es Irgacure® 184. Irgacure® 184 es un fotoiniciador que no amarillea y altamente eficiente que se usa para iniciar la fotopolimerización de prepolímeros químicamente insaturados, por ejemplo, acrilatos, en combinación con monómeros vinílicos mono o multifuncionales.
En realizaciones particulares, el fotoiniciador utilizado para el curado UV en los procesos de la presente invención es Irgacure® 819. Irgacure® 819 es un fotoiniciador versátil para la polimerización radicalaria de resinas insaturadas tras la exposición a la luz UV. Es especialmente adecuado para formulaciones pigmentadas de color blanco, el curado de sistemas de poliéster/estireno reforzados con fibra de vidrio y para barnices transparentes para su uso en exteriores en combinación con estabilizantes frente a la luz. También es posible el curado de secciones gruesas con este fotoiniciador.
La composición de recubrimiento curable por radiación se puede curar mediante exposición a una radiación UV de una longitud de onda generalmente de aproximadamente 200 nm a aproximadamente 600 nm. Los ejemplos adecuados de fuentes UV son mercurio de alta y media presión, hierro, lámparas de vapor de galio o plomo, así como conjuntos de LED. Se prefieren especialmente las lámparas de vapor de mercurio de media presión y los conjuntos de LED, por ejemplo, las fuentes CK o CK1 de la compañía IST (Institut für Strahlungstechnologie). La dosis de radiación por lo general suficiente para obtener cierto grado de reticulación está en el intervalo de aproximadamente 80 a aproximadamente 3000 mJ/cm2.
En realizaciones particulares de la invención, con el fin de curar totalmente una composición curable por radiación aplicada como un recubrimiento de superficie, se necesita más de 1000 mJ/cm2 de radiación.
En realizaciones particulares de la invención, la etapa de curar parcialmente la primera capa de composición curable por radiación se realiza mediante irradiación usando de aproximadamente 100 a aproximadamente 800 mJ/cm2.
Cualquier disolvente presente, en particular agua, se seca antes del curado en una etapa de secado separada que precede al curado, por ejemplo, calentando a temperaturas en el intervalo de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 80 °C, o por exposición a radiación IR.
En el caso del curado por haz de electrones, la irradiación se realiza con electrones de alta energía (generalmente de 100 a 350 keV), aplicando un alto voltaje a los filamentos de tungsteno dentro de una cámara de vacío) y la etapa de curado real tiene lugar en una atmósfera inerte libre de oxígeno.
En otras realizaciones particulares de estos procesos, la capa de composición curable por radiación se cubre con una película permeable a la radiación antes de la etapa de curado. En particular, de acuerdo con algunas realizaciones, la capa de recubrimiento curable por radiación se puede cubrir por rodillo con una película permeable a la radiación antes de aplicar radiación. Se toma la precaución de tener un contacto de sellado íntimo entre los paneles recubiertos de líquido y la capa de superficie controlada de la película, con el fin de eliminar burbujas atrapadas y bolsas de aire entre la película superpuesta y el panel mediante el rodillo. Esta película proporciona protección contra la reacción de rotura de la cadena de radicales del oxígeno y evita el uso de atmósfera de gas inerte en el caso del curado por haz de electrones. Asimismo, esta película de recubrimiento puede tener una superficie de brillo controlado con un acabado de superficie predeterminado en el lado en contacto con la superficie del panel recubierto con líquido. Las películas permeables a la radiación adecuadas son películas delgadas de plástico de poliéster o poliolefinas. El brillo superficial controlado de la película permeable a la radiación se puede obtener de diversas formas, tales como estampado, impresión, recubrimiento, grabado o mediante el uso de aditivos matizantes. Asimismo, la película permeable a la radiación con su microrrugosidad superficial distribuida regularmente se puede texturizar posiblemente, por ejemplo, permitiendo el etiquetado.
En otras realizaciones particulares de estos procesos, la etapa de curado está precedida por un tratamiento de la capa de composición curable por radiación por medio de un láser de excímero.
La irradiación con un láser de excímero influye, es decir, reduce, el brillo de la segunda capa en su superficie, que normalmente es la superficie exterior del producto de fibrocemento. Por lo tanto, opcionalmente, después de haber proporcionado la capa de recubrimiento curable por radiación, y antes del curado de esta capa, se puede aplicar la irradiación con un láser de excímero. Esto da como resultado un efecto de brillo bajo de la capa de recubrimiento no curada, que posteriormente se cura con irradiación, por ejemplo, irradiación UV.
También se pueden aplicar técnicas de acabado adicionales, incluyendo, pero sin limitación, flujos de CVP o flujos de madera.
En un segundo aspecto, la presente invención proporciona pizarras de fibrocemento recubiertas de acuerdo con la reivindicación 12 que comprenden:
un sustrato de fibrocemento curado, que está cubierto en al menos parte de su superficie con
a) una primera capa de una composición de imprimación no curable por radiación convencional que comprende un aglutinante y un pigmento, dicha composición de imprimación no curable por radiación convencional es una composición de imprimación acrílica de base acuosa, y
b) una segunda capa de una composición curada por radiación, segunda capa que se aplica como un recubrimiento húmedo en un intervalo de 10 a 200 g/m2 encima de dicha primera capa y composición curada por radiación que comprende al menos un pigmento.
En el contexto de la presente invención, los productos de fibrocemento, tales como las pizarras de fibrocemento, han de entenderse como productos cementosos que comprenden cemento y fibras sintéticas (y opcionalmente naturales). Los productos de fibrocemento están hechos de lechada de fibrocemento, que se conforma en un denominado producto de fibrocemento "verde" y después se cura.
Dependiendo en cierta medida del proceso de curado utilizado, la lechada de fibrocemento normalmente comprende agua, fibras de proceso o de refuerzo que son fibras orgánicas sintéticas (y opcionalmente también fibras orgánicas naturales, tales como celulosa), cemento (por ejemplo, cemento Portland), caliza, creta, cal viva, cal apagada o hidratada, arena molida, harina de arena de sílice, harina de cuarzo, sílice amorfa, humo de sílice condensado, microsílice, caolín, metacaolín, wollastonita, mica, perlita, vermiculita, hidróxido de aluminio (ATH), pigmentos, agentes antiespumantes, floculantes y/u otros aditivos.
En realizaciones particulares, las pizarras de fibrocemento de la invención tienen un espesor de entre aproximadamente 4 mm y aproximadamente 200 mm, en particular entre aproximadamente 6 mm y aproximadamente 200 mm, más en particular entre aproximadamente 8 mm y aproximadamente 200 mm, mucho más en particular entre aproximadamente 10 mm y aproximadamente 200 mm.
Las pizarras de fibrocemento de la presente invención comprenden de aproximadamente el 0,1 a aproximadamente el 5 % en peso, tal como particularmente de aproximadamente el 0,5 a aproximadamente el 4 % en peso de fibras, tal como, más particularmente, entre aproximadamente el 1 y el 3 % en peso de fibras con respecto al peso total de las pizarras de fibrocemento.
De acuerdo con realizaciones particulares, las pizarras de fibrocemento de acuerdo con la invención se caracterizan porque comprenden fibras elegidas del grupo que consiste en fibras de celulosa u otras fibras de refuerzo inorgánicas u orgánicas en un % en peso de aproximadamente el 0,1 a aproximadamente el 5. En realizaciones particulares, las fibras orgánicas se seleccionan del grupo que consiste en polipropileno, fibras de poliacrilonitrilo de alcohol polivinílico, polietileno, fibras de celulosa (tales como madera o pulpas kraft anuales), fibras de poliamida, fibras de poliéster, fibras de aramida y fibras de carbono. En otras realizaciones particulares, las fibras inorgánicas se seleccionan del grupo que consiste en fibras de vidrio, fibras de lana de roca, fibras de lana de escoria, fibras de wollastonita, fibras cerámicas y similares. En otras realizaciones particulares, los productos de fibrocemento de la presente invención pueden comprender fibrillas, tales como, por ejemplo, pero sin limitación, un % de fíbridos fibrillas poliolefínicas en un % en peso de aproximadamente 0,1 a 3, tales como "pulpa de madera sintética".
De acuerdo con determinadas realizaciones particulares, las pizarras de fibrocemento de la presente invención comprenden del 20 al 95 % en peso de cemento como aglutinante hidráulico. El cemento de las pizarras de la invención se selecciona del grupo que consiste en cemento Portland, cemento con alto contenido de alúmina, cemento Portland de hierro, cemento de trass, cemento de escoria, escayola, silicatos de calcio formados por tratamiento en autoclave y combinaciones de aglutinantes particulares. En realizaciones más particulares, el cemento en los productos de la invención es cemento Portland.
De acuerdo con realizaciones particulares, las pizarras de fibrocemento de acuerdo con la invención comprenden opcionalmente componentes adicionales. Estos componentes adicionales en los productos de fibrocemento de la presente invención pueden seleccionarse del grupo que consiste en agua, arena, harina de arena de sílice, humo de sílice condensado, microsílice, cenizas volantes, sílice amorfa, cuarzo molido, roca molida, arcillas, pigmentos, caolín, metacaolín, escoria de alto horno, carbonatos, puzolanas, hidróxido de aluminio, wollastonita, mica, perlita, carbonato de calcio y otros aditivos (por ejemplo, aditivos colorantes) etc. Se entenderá que cada uno de estos componentes está presente en cantidades adecuadas, que dependen del tipo de producto de fibrocemento específico y pueden ser determinadas por el experto en la materia. En realizaciones particulares, la cantidad total de dichos componentes adicionales es, preferentemente, inferior al 70 % en peso en comparación con el peso seco inicial total de la composición.
Los aditivos adicionales que pueden estar presentes en las pizarras de fibrocemento de la presente invención pueden seleccionarse del grupo que consiste en dispersantes, plastificantes, agentes antiespumantes y floculantes. La cantidad total de aditivos está, preferentemente, entre aproximadamente el 0,1 y aproximadamente el 1 % en peso en comparación con el peso seco inicial total de la composición.
El proceso para la fabricación de las pizarras de fibrocemento más ampliamente utilizado es el proceso de Hatschek, que es una máquina de fabricación de papel de cilindro de tamiz modificado. Otros procesos de fabricación son el proceso de Magnani, inyección, extrusión, flujo y otros. Las pizarras de cemento reforzadas con fibras se fabrican preferentemente mediante el proceso de Hatschek. Opcionalmente, la lámina verde o sin curar se postcomprime por lo general a presiones en el intervalo de 22 a 30 MPa para obtener la densidad deseada y posteriormente se cura al aire durante aproximadamente 5 horas en un horno a una temperatura no superior a 80 °C.
Es posible, pero no necesario, someter las láminas a autoclave, generalmente dentro de 1 semana después de la producción de la lámina sin curar, y curarlas a temperaturas en el intervalo de 160 °C a 190 °C mientras se someten a presiones que varían generalmente de aproximadamente 0,7 MPa a 1,3 MPa durante preferentemente aproximadamente 6 a 24 horas.
De acuerdo con la invención, la primera capa de imprimación, que está presente sobre la superficie de los productos de fibrocemento, comprende al menos un pigmento. Asimismo, la imprimación, que está presente sobre la superficie de los productos de fibrocemento, es una imprimación acrílica de base acuosa.
De acuerdo con la invención, la segunda capa de la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos se obtiene aplicando, encima de la primera capa de imprimación presente sobre la superficie del producto de fibrocemento, una segunda capa de una composición curable por radiación y curando esta composición curable por radiación como se describe en detalle en el presente documento. En aún otras realizaciones particulares, la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos es una composición curada por UV. En otras realizaciones particulares adicionales, la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos es una composición curada por haz de electrones.
En otras realizaciones particulares, la segunda capa de la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos comprende pigmentos orgánicos. En determinadas realizaciones particulares, la segunda capa de la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos comprende de uno a cinco pigmentos diferentes.
En otras realizaciones particulares, la segunda capa de la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos tiene un poder cubriente de aproximadamente el 90% aaproximadamente el 100 %.
En otras realizaciones particulares más, la segunda capa de la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos tiene una concentración en volumen de pigmento (CVP) en el intervalo de aproximadamente el 2 a aproximadamente el 10%.
En aún otras realizaciones particulares, el espesor de la segunda capa de la composición curada por radiación de los productos de fibrocemento recubiertos varía de aproximadamente 10 pm a aproximadamente 120 pm.
En realizaciones particulares, el sustrato de fibrocemento curado de las pizarras de fibrocemento recubiertas de la presente invención es un sustrato de fibrocemento curado al aire.
Claims (14)
1. Un proceso para fabricar productos de fibrocemento recubiertos, en donde dicho producto de fibrocemento es una pizarra de fibrocemento, en donde dicho proceso comprende las etapas de:
(i) proporcionar un producto de fibrocemento curado que tiene al menos una superficie;
(ii) aplicar una composición de imprimación no curable por radiación convencional que comprende al menos un aglutinante y un pigmento, a la al menos una superficie del producto de fibrocemento curado, en donde dicha composición de imprimación no curable por radiación convencional es una composición de imprimación acrílica de base acuosa;
(iii) aplicar al menos una capa de una composición curable por radiación en forma de un recubrimiento húmedo en un intervalo de 10 a 200 g/m2 a la al menos una superficie, composición curable por radiación que comprende al menos un pigmento; y
(iv) curar la capa de composición curable por radiación mediante radiación.
2. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1, en donde dicha composición curable por radiación comprende pigmentos orgánicos.
3. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde dicha composición curable por radiación comprende entre uno y cinco pigmentos diferentes.
4. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dicha composición curable por radiación tiene un poder cubriente de entre el 90 % y el 100 %.
5. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde dicha composición curable por radiación tiene una concentración en volumen de pigmento (CVP) en el intervalo de entre el 2 % y el 10 %.
6. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el espesor de dicha al menos una capa de una composición curable por radiación varía entre 10 pm y 120 pm.
7. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde dicha composición curable por radiación es una composición curable por UV.
8. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde dicha composición curable por radiación es una composición curable por haz de electrones.
9. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde dicha composición curable por radiación es un poliuretano que lleva isocianato y que tiene dobles enlaces insaturados etilénicamente.
10. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde dicha etapa de curado está precedida por un tratamiento de dicha al menos una capa de una composición curable por radiación por medio de un láser de excímero.
11. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde dicho producto de fibrocemento curado proporcionado es un producto de fibrocemento curado al aire.
12. Una pizarra de fibrocemento recubierta que comprende:
un sustrato de fibrocemento curado, que está cubierta en al menos parte de su superficie con:
a) una primera capa de una composición de imprimación no curada por radiación convencional que comprende al menos un aglutinante y un pigmento, en donde dicha composición de imprimación no curable por radiación convencional es una composición de imprimación acrílica de base acuosa, y
b) una segunda capa de una composición curada por radiación, segunda capa que se aplica como un recubrimiento húmedo en un intervalo de 10 a 200 g/m2 encima de dicha primera capa y composición curada por radiación que comprende al menos un pigmento.
13. La pizarra de fibrocemento recubierta de acuerdo con la reivindicación 12, en donde dicha pizarra de fibrocemento es una pizarra de fibrocemento curada al aire.
14. Uso del producto de fibrocemento recubierto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 o 13 como un elemento de construcción de tejados.
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