MX2011007346A

MX2011007346A - Material compuesto.

Info

Publication number: MX2011007346A
Application number: MX2011007346A
Authority: MX
Inventors: Michael G Geels
Original assignee: Masco Bath Corp
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2012-01-17
Also published as: CA2745551A1; EP2404751A1; US20120009428A1

Abstract

Se describe un panel de pared para un sistema de baño que incluye una primera capa, una segunda capa, y un adhesivo. La primera capa es termo-formable e incluye primera y segunda sub-capas. La primera sub-capa incluye poli(metil metacrilato), y la segunda sub-capa incluye acrilonitrilo butadieno estireno. La primera y segunda sub-capas se co-extruyen en conjunto. La segunda capa se sujeta a la primera capa, e incluye una lámina de espuma de poli-isocianurato, así como primero y segundo revestimientos de metal sujetados a los lados de la lámina de espuma de poli-isocianurato. El adhesivo une la segunda sub-capa de la primera capa a ya sea el primero o el segundo revestimiento de metal de la segunda capa.

Description

MATERIAL COMPUESTO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere generalmente al campo de materiales compuestos. Más específicamente la presente do.scr Lpción se refiero a materiales, compuestos, como se usan en la construcción de paneles para paredes de sistemas de baño. ! ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN i Los sistemas de baño convencionales, tales como gabinetes de ducha, se forman típicamente de materiales diseñados para alcanzar los requerimientos de desempeño proporcionados en la Asociación Internacional de Talleres de I Plomería y Mecánicos (IAPMO, por sus siglas en inglés) del Instituto Ame i icano de Es tánd.art':-. Nacionales (ANSI, por sus siglas en inglés) Z124.1.2-2005 y métodos de prueba estándar de la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM, por I sus siglas en inglés) E-84 y clasificaciones para materiales de construcción. . Tales requerimientos de desempeño se relacionan generalmente a la composición y acabado, capacidad de limpieza, . resistencia al impacto, refracción, 1 color, resistencia a las manchas y químicos, resistencia al choque térmico, índice de desarrollo de humo y dispersión de flama, entre otros parámetros de materiales.

La selección de material para sistemas de baño en cumplimiento . con ASTM E-84 requiere típicamente una compensación entre los parámetros del índice de desarrollo de humo y dispersión de flama, debido a que como los materiales se queman más rápidamente, en general los materiales generan menos humo. Los materiales típicos seleccionados para i sistemas de baño incluyen plásticos reforzados con fibra dé vidrio (FRP, por sus siglas en inglés) que contienen altos niveles de rellenos inertes, y/o resinas de poliéster halogenadas. Los retardadores de flama se agregan típicamente para alcanzar las características de material requeridas de IAPMO/ANSI Z124.1.2-2005 y ASTM E-84. 1 i SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente . descripción se refiere a materiales compuestos, como se usan en la construcción de paneles para paredes de sistemas de baño. ! I BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS 1 La descripción se entenderá más completamente a ' partir I de la siguiente descripción detallada, tomada en conjunto con las figuras acompañantes, en las cuales: La FIG. 1 es una vista en sección de una lámina de material compuesto de acuerdo con una modalidad ejemplar.

La FIG. 2' es una vista en perspectiva de una construcción de pared de acuerdo con una modalidad ejemplar.

La FIG. 3 es una vista frontal de la construcción de pared de la FIG. ;2.

La FIG. 4 es una vista de arriba de la construcción de pared de la FIG. 2.

La FIG. 5 es una vista en perspectiva, ampliada,, de la construcción de pared de la FIG. ,' . ; La FIG. 6 es una vista de arriba, ampliada,, de la construcción de p.ared de la FIG. 2.

La FIG. 7 es una vista ampliada de una porción de un material compuesto de acuerdo con una modalidad ejemplar.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Antes de volver a las figuras., que ilustran las modalidades ejemplares a detalle, se entendería que la presente solicitud no se limita a los detalles o metodología establecidos on la descripción <> ilustrada en las figuras.

También debería .entenderse que la terminología es . para I propósito sólo de descripción y no debería apreciarse como limitante .

¦ Con referencia a la FIG. 1, el material compuesto 110 incluye una primera capa 112 y una segunda capa 114, y pueden acoplarse al tachón de pared 130 u otro cuerpo. . La primera capa 112 se acopla a la segunda capa 114 por medio de un proceso de laminación, un proceso de extrusión, un proceso de adhesión, u otro método de acoplamiento. De acuerdo con una modalidad ejemplar, la primera capa 112 incluye una cara hacia afuera que se pretende que sirva como un lado de servicio 116 del panel de pared, tina de baño, gabinete dé ducha, y/u otra estructura. En. algunas modalidades, la segunda capa 114 se pretende que sirva como un respaldo de la primera capa 1.12, proporcionando resistencia, rigidez, y un efecto retardador de fuego único cuando se acopla con la primera capa 112..

De acuerdo con una modalidad ejemplar, la prime'ra capa 112 incluye una lámina termo-formable . En alguna dé tales modalidades, la primera capa se forma además de sub-capas co-extruidas de poli (métil metacrilato) 118 (es , decir, poli(metil 2-metilpropenoato), resina de metil metacrilato i (C502H8)n, por ejemplo, Acrilite, Policril, Plexiglás, vidrio acrilico; de. aquí en' adelante PMMA) y acrilonitrilo butadieno I estireno 120 (por ejemplo, (C8H„ ) x- (C4He) y- (C3H3N) z, de aquí en adelante ABS) . En algunas modalidades, la sub-cápa de' PMMA 118 sirve como una tapa para la sub-capa de ABS.120. La sub- capa de, PMMA 118. forma el lado de servicio 116 de la 'primera capa 112, proporcionando capacidad de limpieza, resistencia a manchas, color, y otras propiedades. La sub-capa de ABS 120 proporciona resistencia, rigidez, dureza, características de deflexión, y otras propiedades. En otras modalidades contempladas, se usa otro termoplástico en lugar de cualquiera de las sub-capas de PMMA o ABS 118, 120. ' En algunas modalidades, las dimensiones de las sub-capas I 118, 120, se diseñan para ser lo suficientemente gruesas para i no quemarse muy rápidamente, péro lo suficientemente delgadas para no generar mucho' humo cuando se quemen. Como tal, el grosor general de la primera capa 112 puede estar: en el intervalo desde alrededor de 2.29 mm (90/1000 de una pulgada) hasta alrededor de 5.08 a '5.7:: mm (200-225/1000 o!e una pulgada), en algunas modalidades,- donde en tales modalidades la capa de PMMA 118/ forma alrededor del 12% del : grosor i general, y generalmente no es de menos de alrededor de 0.254 mm (10/1000 de una. pulgada) de grosor.

En algunas modalidades, la primera capa 112 no se forma de y/o no incluye un material retardador de füego o resistente al fuego. En tales modalidades, no se agregan rellenos inertes o resinas de poliéster halogenadas a la primera capa 112. Si se expone a la flama y/o calor 'sin la segunda capa- 114, la primera capa 112, o una sub-capa 118, 120, de la primera capa' 112, pueden quemarse rápidamente.

De acuerdo con una modalidad ejemplar, la segunda capa 114 incluye una lámina de espuma 122, y puede incluir además uno o más revestimientos 124, 126, acoplados a la lámina de espuma 122. En algunas de tales modalidades, la lámina de espuma 122 puede estar revestida de laminado metálico en uno o más lados. En al menos una modalidad, la lámina de1 espuma 122 se intercala entre revestimientos de hojas de laminado metálico 124, 126. Los revestimientos de hojas de laminado metálico 124, 126 pueden formarse de hojas de laminado de aluminio, tal como aluminio repujado puro. Sin emba'rgo en otras modalidades pueden usarse otros metales (por ejemplo, acero corrugado, protegido contra la corrosión), plásticos, compuestos, u otros' laminados metálicos como materiales de revestimiento. En una modalidad preferida, los revestimientos de laminado metálico 124, 126, se colocan en ambos lados de la lámina de espuma 122, y se forman de un material que no se inflama fácilmente, tal como aluminio u otros metales. i En algunas modalidades, se usa un adhesivo 128 para acoplar la primera y segunda capas 112, 114 del material compuesto 110. De acuerdo con una modalidad ejemplar, el adhesivo 128 se coloca entre uno de los revestimientos de laminado metálico 124 de la segunda capa 114 y la. sub-capa de ABS 120 de la primera capa 112. El adhesivo puede1 ser un pegamento, tal como Adhesivo en Rocío 3M Hi-Strength 90. Sin embargo, pueden usarse otros adhesivos o sujetadores. En modalidades contempladas, la primera y segunda capa 112, 114, puede sujetarse con alfileres, remacharse, soldarse por punto, o acoplarse de otra manera en conjunto.

De acuerdo con una modalidad ejemplar, la lámina de espuma 122 incluye una' espuma de poli-isocianurato (es decir, PIR, poliiso, espuma ISO) , tal como una espuma dei poli-isocianurato reforzada con fibra de vidrio (por ejemplo, enfundado o aislamiento producido por The Dow Chemical Company) . En otras modalidades, se usa otra forma de aislado de poli-isocianurato o material de espuma. Todavía en otras modalidades contempladas, puede usarse poliuretano1 (con retardador de fuego) , poliestireno expandido, u otro material como parte de la lámina de espuma, tal como en. combinación con poli-isocianurato . El uso de la lámina de espuma 122 como respaldo para el material compuesto 110 se pretende que sea más ligero que el peso del material compuesto 110, cuando se compara con otros materiales tales como FRP con altos niveles de rellenos inertes usados para construcción de pared u1 otros propósitos.

De acuerdo con una modalidad ejemplar, la lámina de espuma 122 se pretende además para servir como un reductor de calor. Si una flama o fuente de calor se aplica a la primera capa 112, la segunda capa 114 absorberá, distribuirá, o de otra manera disipará' el calor, y no se quema rápidamente. De acuerdo con una modalidad ejemplar, la lámina de espuma 122 es lo suficientemente gruesa para servir suficientemente como un reductor de calor. En algunas de tales modalidades, la lámina de espuma .122 es de alrededor de 2.54 cm (una pulgada) o más de 2.54 cm (una pulgada) en espesor.

Los solicitantes consideran que la combinación ' de la segunda capa 114 con la primera capa 112 incrementa la capacidad de supervivencia de la primera capa 112 en situaciones donde la primera capa de otra manera se inflama, debido a que la segunda capa 114 saca el calor de la primera capa 112, y redistribuye el calor. De nuevo, la primera capa 112 mejora la supervivencia de la segunda capa 114 al proporcionar rigidez y resistencia a la segunda capa 114, al prevenir el pandeo o arrugado en calor. Como tal, la combinación de las propiedades de la primera y segunda capas 112, 114, aumenta una con la otra, y proporciona modalidades del material compuesto 110 que son resistentes al fuego o retardadores del fuego - sin la inclusión de altos niveles de rellenos inertes y/o resinas c\<>. poliéster halogenadas en tales modalidades del material compuesto 110.

En algunas modalidades, la primera capa 112 o una de las sub-capas 118, 120, de la primera capa 112 (por ejemplo, sub-capa de PMMA 118) se diseña para quemarse rápidamente, sin producir humo importante o una flama de larga duración.' La segunda capa 114, sola o en combinación con otra ; 'de las subcapas 118, 120, (por ejemplo, sub-capa ABS ±20), retarda la propagación de la flama. Los revestimientos de laminado metálico 124, 126, pueden ayudar a prevenir que la lámina de i espuma 122 de la segunda capa 114 atrape fuego.

Con referencia ahora a las FIGS. 2-7, un sistema de baño 210 incluye paneles para paredes 212 formados de un material compuesto, tal como el material compuesto 110 de la FIG. 1, u otra modalidad de un material compuesto como se describe. De acuerdo con una modalidad ejemplar, el sistema de baño ' 210 es un sistema de baño de diseño universal, producido por Masco Bath Corporation (marca Delta). Sin embargo, en 1 otras modalidades, una amplia variedad de tipos y configuración de sistemas de baño usan tal material compuesto. 1 El sistema . de baño 210 puede usarse en un entorno comercial o residencial, y puede soportar una cabina de ducha, tina de baño, cuarto de baño, u otra estructura. El material compuesto 110, y otras modalidades de un material compuesto como se describe, pueden usarse ampliamente én una amplia variedad de entornos,' dentro y fuera del cuarto de baño, tal como dentro de paredes, puertas, pisos, o capas tales como paredes, puertas, y pisos. .

Durante la fabricación la primera capa 112. puede calentarse y formarse al vacio en la forma del panel de pared 212. En algunas modalidades, el panel de pared 212 puede incluir esquinas redondeadas 214 y un plato para jabón 216. Aunque se muestra como sus tancia 1 mente plano en las FIGS. 2-7, en otras modalidades, los paneles para paredes' pueden moldearse de otra manera (por ejemplo, redondeados, ondulados, rizados, etc.).

De acuerdo con una modalidad ejemplar, la primera capa 112 puede termo-formarse para, incluir una pestaña 218 (por ejemplo, una pestaña de baldosa) alrededor de uno o 'más de los bordes exteriores del panel de pared 212, forma'ndo un recinto 220 (por ejemplo, bolsillo, hueco, cavidad) 'dentro del cual la segunda capa 114 puede colocarse. Durante el ensamblado, la segunda capa 114, que sirve como material de respaldo, se aplica a la primera capa 112 y proporciona rigidez adicional al llenar el recinto 220 entre la primera capa 112 (por ejemplo, lámina de servicio de pared) > y los tachones de pared 130 (FIG. 1) de una cavidad de instalación estructurada. .

Los paneles para paredes 212 formados del material compuesto 110 pueden fabricarse en láminas rectangulares u otras formas dimensionalmente repetibles por medio, de un proceso de extrusión, donde las capas 112, 114 se ciñen juntas con rodillos y aglutinantes. Aunque se contemplan una amplia variedad de geometrías, las láminas rectangulares pueden producirse rápidamente. El uso de materiales; tales como PMMA y ABS en la primera capa 112 acoplada a la. espuma de poli-isocianurato revestida con laminado metálico' en la segunda capa 114, no requiere operaciones de curado o manuales, en contraste con la fabricación asociada con plásticos reforzados con fibra de vidrio con resinas de poliéster halogenadas.

La construcción y configuraciones del material compuesto y sistemas de baño, como se muestra en las varias modalidades ejemplares, son sólo ilustrativas. Aunque sólo algunas modalidades se han descrito en detalle en esta descripción, son posibles muchas modificaciones (por ejemplo, variaciones en tamaños, dimensiones, estructuras, formas y proporciones de los diversos elementos, valores de parámetros, configuraciones de montaje, uso de materiales, colores, orientaciones, etc.) sin salirse materialmente de las enseñanzas novedosas y ventajas de la materia objeto descrita en la presente. Algunos elementos muestran cómo puede construirse formada integralmente de partes o elementos múltiples, la posición de los elementos puede revertirse o variarse de otra manera, y la naturaleza o número de elementos discretos o posiciones puede alterarse o variarse. El orden o secuencia de cualquier proceso, algoritmo :lógico, o etapas de método puede variarse o volverse a procesar en secuencia de acuerdo a modalidades alternativas. Otras sustituciones, modificaciones, cambios y omisiones también pueden hacerse en el diseño, condiciones de operación y configuración de las diversas modalidades ejemplares sin salirse del alcance de la presente invención.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad, y por- lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un material compuesto, caracterizado 'porque comprende: una primera, capa que comprende un material ', termo-formable; y una segunda capa que comprende poli-isocianurato, la segunda capa acoplada a la primera capa.

2. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera, capa comprende poli (metil metacrilato) . ,

3. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera capa comprende acrilonitrilo butadieno estireno.

4. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera capa se acopla a la segunda capa por medio de un adhesivo.

5. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado, porque la segunda capa incluye un primer revestimiento y un segundo revestimiento que intercalan el- poli-isocianurato .

6. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el primer y segundo revestimientos se forman de aluminio y el poli-isocianurato incluye refuerzo de fibra de vidrio. 1

7. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la primera capa comprende: una primera sub-capa de poli (metil metacrilato) , y' una segunda sub-capa de acrilonitrilo butadieno estireno, en donde la primera y segunda sub-capas se traslapan y son coextensivas. · ,

8. El material compuesto de conformidad cón la reivindicación 7, caracterizado porque la primera capa se acopla a la segunda capa por medio de un adhesivo.

9. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 8,. caracterizado porque la segunda sub-capa es más gruesa que la primera sub-capa.

10. El material compuesto de conformidad co.n la reivindicación 9, caracterizado porque la primera y segunda capas se traslapan y son sustancialmente coextensivas.

11. Un panel de pared para un sistema de baño, caracterizado porque comprende: una primera capa de material termo-formable, en donde la primera- capa comprende además: una primera sub-capa que comprende poli (metil metacrilato) , y una segunda capa que comprende acrilonitrilo butadieno estireno, en donde la primera y segunda sub-capas se co- extruyen en conjunto; y una segunda capa acoplada a la primera capa, en donde la segunda. capa comprende: una lámina de espuma de poli-isocianurato; primero y segundo revestimiento de metal acoplados a la lámina de espuma de poli-isocianurato; ¡ un adhesivo que une la segunda sub-capa de la primera capa a ya sea el primero o segundo revestimiento de metal de la segunda capa.

12. El panel de pared de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la primera y segunda capas se traslapan y son sustancialmente coextensivas.

13. El panel de pared de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la primera ' capa incluye una pestaña en un borde del mismo que al menos se extiende parcialmente alrededor de un lado de la '( segunda capa.

14. El panel de pared de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la pestaña forma un recinto dentro del cual se posiciona la segunda capa. ¦

15. El panel de pared de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la primera y segunda capas son sutancialmente rectangulares.

16. Un método para fabricar un material compuesto, caracterizado porque comprende: co-extruir una primerá capa que comprende: una primera sub-capa de poli (metil metacrilato) y una segunda capa de acrilonitrilo butadieno estireno; y adherir la primera capa a la segunda capa que comprende una lámina de espuma de poli-isocianurato .

17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la etapa de. adherir incluye además proporcionar un adhesivo entre .la segunda sub-capa de la primera capa y un revestimiento de metal de la segunda capa.

18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque comprende: termo-formar la primera capa en una forma de un plato para jabón.

19. El ' método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque comprende: termo-formar la primera capa en una forma de un panel de pared que comprende una pestaña.

20. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque comprende: colocar la segunda capa bajo la pestaña de la primera capa.