MXPA06004469A

MXPA06004469A - Material compuesto.

Info

Publication number: MXPA06004469A
Application number: MXPA06004469A
Authority: MX
Inventors: Thomas D Karol
Original assignee: Elk Corp
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2005-01-10
Publication date: 2006-08-14
Also published as: US8030229B2; CA2553363A1; US20040229053A1; CA2553363C; WO2005072490A3; WO2005072490A2

Abstract

Se describe un material compuesto que comprende al menos una primera capa que comprende un componente surfactante, microceldas generadas por surfactante, un componente rellenador y un componente aglutinante, y una segunda capa que comprende un componente metalico. El material compuesto puede comprender ademas un sustrato al cual se adhiere la primera capa. Los materiales compuestos tienen aislamiento del calor, y caracteristicas resistentes al fuego, y son particularmente adecuados para el uso en materiales de construccion y colchones.

Description

MATERIAL COMPUESTO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a los materiales compuestos y a los artículos estructurales y a los materiales de tela resistentes al fuego elaborados a partir de éstos, y más particularmente a tales materiales que pueden ser utilizados en materiales de construcción para impartir propiedades de aislamiento del calor y de resistencia al fuego a los materiales de construcción. Los materiales compuestos de la invención pueden también ser adheridos a telas- decorativas para proporcionar telas decorativas resistentes al fuego, especialmente adecuadas para el uso en telas resistentes al fuego y en colchones, cortinajes, tapicería de muebles y similares. La invención se refiere además a los artículos de fabricación que utilizan los materiales compuestos de la invención, por ejemplo vehículos de motor y edificios. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Han sido realizado diversos intentos para producir materiales y telas estructurales resistentes al fuego, aislantes del calor, que tengan características que los hagan adecuados para el uso en materiales de oonstrucción, vestimentas, vehículos de motor, colchones y otras aplicaciones.

REF. : 172048 La Patente de los Estados Unidos No. 5,540,980 está dirigida a una tela resistente al fuego útil para cutí de colchones. La tela es formada a partir de un hilo con alma de filamentos y envoltura de fibras cortas (hilo con alma) que comprende un núcleo de fibra de vidrio de filamentos continuos, resistentes a la alta temperatura, y una cubierta o funda de fibras desmenuzadas resistentes a la baja temperatura, que rodea el núcleo. El núcleo de fibra de vidrio comprende aproximadamente 20% a 40% del peso total del hilo con alma, mientras que la funda comprende aproximadamente 80% hasta aproximadamente 60% del peso total del hilo con alma. El hilo con alma puede ser tejido o tejido por puntos para formar tela con características resistentes al fuego. Cuando se expone a una flama, la funda se carboniza y el núcleo de fibra de vidrio sirve como una barrera contra el fuego. En una modalidad preferida, la funda es elaborada de algodón. La Patente de los Estados Unidos No. 5,091,243 describe una tela de barrera contra el fuego que comprende un sustrato formado de hilos con alma y un recubrimiento llevado por una superficie del sustrato. Otras telas resistentes al fuego incluye Fénix"11 (Milliken, LaGrange, GA) y telas elaboradas por Freudenberg (Lo ell, MA) , Ventex Inc. (Great Falls, VA), BASF, Basofil Fiber División (Enka, NC) , Carpenter Co. (Richmond, VA), Legget y Platt (Nashville, TN) , Chiquala Industries Products Group (Kingspoint, TN) , y Sandel (Ámsterdam, NY) . DuPont también fabrica una tela elaborada del hilo Kevlarm. Además, la industria de los colchones ha intentado fabricar colchones mediante el uso del hilo KevlarMR, hilo de vidrio, espumas de poliuretano retardadoras del fuego, cutí retardador de la flama, acojinamiento de algodón retardador de la flama y cinta retardadora de la flama. No obstante, el uso de otros materiales se agrega al costo de los colchones y puede dar como resultado un producto de__ costo prohibitivo. Además, algunos hilos resistentes al fuego, tales como los hilos de vidrio son difíciles de trabajar y se pueden romper, agregándose al tiempo requerido para la fabricación de los colchones, que también se traduce en costos agregados . Las cintas retardadoras de la flama son también difíciles de trabajar, e incrementan el tiempo de producción. Además, las cintas retardadoras de la flama son únicamente disponibles en un número limitado de colores y tamaños. Los poliuretanos retardadores de la flama pueden liberar gases nocivos cuando éstos flamean y se extienden. Además, el proceso para tratar de retardar la flama del cutí frecuentemente compromete las características deseadas del cutí (por ejemplo, éste ya no puede ser suave, entapizable, plegable, flexible, etc.).

Por muchos años los sustratos tales como la fibra de vidrio han sido recubiertos con diversas composiciones para producir materiales que tienen utilidad -en, entre otras aplicaciones la industria de la construcción. La Patente de los Estados Unidos No. 5,001,005, se refiere a los laminados estructurales elaborados con hojas de contacto. Los laminados descritos en esa patente incluyen espuma plástica termoendurecible y tienen hojas de contacto planas que comprenden 60% a 90% en peso de fibras de vidrio (excluyendo las micro-fibras de vidrio) , 10% a 40% en peso de ^material rellenador no adherido y 1% a 30% en peso de material aglutinante no asfáltico.

Los materiales rellenadores son indicados como arcilla, mica, talco, piedra caliza (carbonato de calcio) , yeso (sulfato de calcio) , trihidrato de aluminio (ATH) , trióxido de antimonio, fibras de celulosa, fibras poliméricas pláticas o una combinación de cualesquiera dos o más de estas sustancias. La patente hace notar además que los materiales rellenadores son unidos a las fibras de vidrio utilizando aglutinantes tales como resinas de urea-, fenol- o melamina-f ormaldehído (resinas UF, PF y MF) o una resina acrílica modificada o de poliéster. Los látex poliméricos ordinarios utilizados de acuerdo a la descripción son estireno-butadieno- caucho (SBR) , etileno-vinil-cloruro (EVCI) , cloruro de polivinilideno (PvdC) , cloruro de polivinilo modificado (PVC) , alcohol polivinílico (PVOH) , y acetato de polivinilo (PVA) . Las fibras de vidrio, el material rellenador no vitreo y el aglutinante no asfáltico son todos mezclados entre sí para formar las hojas de contacto. La Patente de los Estados Unidos No. 4,745,032 describe un recubrimiento acrílico comprendido de una resina acrílica subyacente, la cual incluye una ceniza volante y una resina acrílica de cobertura, la cual difiere de la resina subyacente . La Patente de los Estados Unidos No. 4,229,329 describe una composición de recubrimiento retardadora del fuego que comprende ceniza volante y emulsión de polímero vinil-acrílico. La ceniza volante es de 24 a 50% de la composición. La composición puede también contener preferentemente uno o más de un dispersante, un dispersante, un desespumante, un plastificante, un espesante; un agente de secado, un conservador, un fungicida y un ingrediente para control del pH de la composición, y con esto inhibir la corrosión de cualquier superficie metálica a la cual se aplique la composición. La Patente de los Estados Unidos No. 4,784,897 describe un material de capa de cubierta sobre una base de un mallado o tela, que es especialmente para la producción de tableros de yeso y tableros de espuma dura de poliuretano. El material de capa de cubierta tiene un recubrimiento sobre un lado, que comprende 70% a 94% del material inorgánico en polvo, tal como carbonato de calcio y 6% a 30% de aglutinante. Además, son agregados agentes espesantes y agentes de reticulación y se utiliza un mallado de alta densidad. La Patente de los Estados Unidos No. 4,495,238 describe una estructura aislante, térmica, compuesta, aislante, térmica, resistente al fuego, comprendida de una mezcla de aproximadamente 50% a 94% en peso de microfibras inorgánicas, -particularmente vidrio, y aproximadamente 50% a 6% en peso del agente aglutinante del calor. La Patente de los Estados Unidos No. 5,965,257 expedida a la presente cesionaria, la descripción completa de la cual se incorpora por referencia en la presente, describe un artículo estructural que tiene un recubrimiento que incluye únicamente dos constituyentes mayores, al tiempo que elimina la necesidad para modificadores de la viscosidad, para estabilizadores y para soplado. El artículo estructural de la Patente de los Estados Unidos No. 5,965,257 es elaborada mediante el recubrimiento de un sustrato que tiene una carga iónica con un recubrimiento que tiene esencialmente la misma carga iónica. El recubrimiento consiste esencialmente de un material rellenador y un material aglutinante. La cesionaria, Elk Corporation de Dallas, produce un producto de acuerdo con la invención de la Patente de los Estados Unidos No. 5,965,257 la cual es comercializada como VersaShield® . Como se indica en la Patente de los Estados Unidos No. 5,965,257, VersaShield® tiene una variedad de usos. No obstante, se ha encontrado que los productos elaborados de acuerdo con la Patente de los Estados Unidos No. 5,965,257 no son satisfactorios para ciertos usos, debido a. que éstos carecen de suficiente capacidad de entapizado. La Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. de Serie 09/955,395, presentada el 18 de Septiembre del 2001, también se asigna a la presente cesionaria, la descripción completa de la cual se incorpora por referencia en la presente, enfrenta estas inadecuaciones con un material de tela resistente al fuego que comprende un sustrato que tiene una carga iónica recubierta con un recubrimiento que tiene esencialmente la misma carga iónica, en donde el recubrimiento comprende un componente rellenador que incluye arcilla y un componente aglutinante. El material de tela resistente al fuego producido de este modo tiene características satisfactorias de flexibilidad, capacidad -de plegamiento y capacidad de entapizado. No obstante, mientras que este material es adecuado como un material de tela resistente al fuego, es deseable proporcionar un material resistente al fuego que pudiera también tener características de acoj inamiento o de "rebote" . La Patente de los Estados Unidos No. 6,228,497 enseña una fibra de vidrio resistente al fuego que es elaborada al mezclar entre si fibras de vidrio, un aglutinante y carbonato de calcio. Además, la arcilla puede ser agregada para mejorar la resistencia al fuego. L Patente de los Estados Unidos No. 4,994,317 enseña un material resistente al - fuego,- de capas múltiples, que comprende un sustrato de tela textil durable a la flama, una capa polimérica de silicona flexible y una pintura reflejante del calor. Puede ser agregada arcilla a la capa de silicona para aumentar la resistencia a la flama. La Patente Británica No. 2167060 enseña un material resistente al fuego que comprende fibras minerales sintéticas (incluyendo lana de vidrio) , arcilla y un aglutinante. El material resistente al fuego es elaborado al combinar los componentes. El aglutinante es preferentemente almidón o almidón modificado; condensados de fenol, urea, melamina, resorcinol, tannino con aldehido, isocianatos, cementos reactivos; aglutinantes formados in situ mediante la inter-reacción entre sílice y calcio; cementos hidráulicos; y silicatos de potasio y de sodio. La Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 10/354,216, presentada el 29 de Enero del 2003-, de la cual esta solicitud reclama la prioridad para una continuación en parte, se refiere a los materiales estructurados resistentes al fuego y a los materiales de tela resistentes al fuego elaborados a partir de éstos . Los materiales estructurales comprenden un componente surfactante, microceldas generadas por surfactante, un componente rellenador y un componente aglutinante. El material estructural es resistente al fuego. El material estructural puede ser utilizado para recubrir un sustrato, para elaborar materiales de tela • resistentes al fuego. La Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 10/354,220, presentada el 29 de Enero del 2003, de la cual esta solicitud reclama la prioridad para una continuación en parte, se refiere a un material estructural que comprende un componente prefabricado de microceldas, un componente surfactante, un componente de microceldas generadas por surfactante, un componente rellenador y componente aglutinante. El componente prefabricado de microceldas es esencialmente una esfera hueca o un componente capaz de formar un componente capaz de formar una esfera hueca que ha sido construida o fabricada antes de ser empleada en el material estructural . El material estructural puede ser utilizado para recubrir un sustrato para elaborar un material de tela resistente al fuego. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un material compuesto que comprende una primera capa, la cual comprende un componente surfactante, microceldas generadas por surfactante, un componente rellenador, y un componente aglutinante, y una segunda capa, que comprende un componente metálico. El material compuesto es útil, en otras cosas, para~ elaborar material-es de—construcción resistentes al fuego y materiales de tela. Los materiales compuestos pueden incluir además un sustrato al cual es adherida la primera capa para proporcionar un sustrato recubierto. El substrato puede ser plano y la primera capa puede ser adherida a uno o ambos lados del substrato. La segunda capa puede ser adherida a una o ambas superficies de la primera capa o al substrato directamente. Si nos es empleado el substrato y si la primera capa es plana, entonces la segunda capa puede ser adherida a uno o ambos lados de la primera capa, puede incluir además un material repelente al agua, un material antifúngico, un material antibacteriano, un agente de fricción superficial, un material retardador de la flama y/o un alguicida. Además el material compuesto puede ser coloreado con pigmento. Los materiales compuestos de la presente invención pueden ser empleados en materiales de construcción para elaborar materiales de construcción resistentes al fuego, aislantes del calor. En tal modalidad, los materiales compuestos de la presente invención pueden ser aplicados a un artículo estructural tales como materiales de construcción, (por ejemplo tablero de yeso y materiales de pared, incluyendo de forro o de revestimiento) . Los materiales de construcción pueden ser preparados durante el proceso de - ~elaboración del -material de construcción, para incluir materiales compuestos de la presente invención o los materiales compuestos pueden ser utilizados después de que los materiales de construcción han sido ya instalados. En una modalidad particularmente preferida, la primera capa no resuda a través del sustrato durante el proceso de elaboración del material . El sustrato puede ser cualquier material de reforzamiento adecuado capaz de resistir las temperaturas de procesamiento y es preferentemente fibra de vidrio tejida. El aglutinante es preferentemente látex acrílico y el rellenador comprende preferentemente arcilla. El surfactante puede ser cualquier surfactante capaz de formar microceldas. En una modalidad preferida, el surfactante es un jabón rápido, tal como el laurilsulfato de amonio (ALS) . Un jabón rápido genera microceldas rápidamente en cantidad y/o volumen. La segunda capa que comprende un. componente metálico puede comprender cualquier componente metálico conocido en la técnica, que sea capaz de impartir propiedades de aislamiento del calor. El componente metálico incluye, pero no está limitado a, aluminio y acero inoxidable. El componente metálico puede ser adherido como un recubrimiento sobre la primera capa. Por ejemplo, éste puede ser adherido mediante electrodeposición, rociado o recubrimiento con _ cuchilla. El componente .metálico puede ser también adherido como -una hoja -de—metal —(por ejemplo hoja - metálica)- que es tendida sobre la primera capa, mientras está todavía húmeda. Cuando la primera capa se seca, la hoja metálica forma una unión mecánica con la primera capa. En una modalidad preferida, el componente metálico es hoja de aluminio. No obstante, se puede preferir emplear acero inoxidable como el componente metálico, donde existan problemas de corrosión, por ejemplo, para el uso en un vehículo de motor o el uso en otros ambientes que incluyen baterías. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El material compuesto de la invención comprende una primera capa que comprende un componente surfactante, -de microceldas generadas por surfactante, un componente rellenador, y un componente aglutinante, en una segunda capa que comprende un componente metálico. Como se utiliza en la presente, las microceldas generadas por surfactantes son esencialmente esferas vacías o huecas que son formadas por la presencia de un surfactante durante el proceso de elaboración del material compuesto. De este modo, los componentes surfactantes de la presente invención son capaces de formar microceldas. Las microceldas generadas por surfactantes imparten diversas características a los materiales de tela de la presente invención, incluyendo, entre otros, resistencia mejorada contra el fuego, flexibilidad, capacidad de plegamiento, caída o movilidad y "rebote". Como se utiliza en la presente, —el componente metálico es cualquier componente metálico capaz de impartir propiedades de aislamiento contra el calor, por ejemplo, aluminio y acero inoxidable. El componente metálico puede ser una película u hoja metálica, o puede ser rociado sobre la primera capa o sobre el sustrato, y luego secado por calor en un horno. En una modalidad preferida, el componente metálico es hoja de aluminio. De acuerdo con la invención, un material compuesto puede ser elaborado mediante la adherencia de la primera capa a uno o ambos lados de un sustrato para proporcionar un sustrato recubierto. La segunda capa es adherida a la segunda capa o al sustrato directamente. Cuando el componente metálico de la segunda capa es aplicado directamente al sustrato, es empleado un adhesivo para facilitar la adherencia. En una modalidad preferida, la primera capa no resuda a través del sustrato durante el proceso de elaboración del material. Como se utiliza en la presente, el término "sustrato recubierto" significa un material en donde al menos una parte del sustrato es recubierta con el recubrimiento. El componente rellenador de la presente invención incluye preferentemente arcilla. La arcilla es preferentemente arcilla de China la cual es muy suave y ligera. Alternativamente, la arcilla puede ser Paragon", que es también una arcilla -suave (por ejemplo, -ésta -es -suave al tacto) , Suprex1411, la cual es una arcilla dura (por ejemplo ésta es dura al tacto) , Suprex"11 que es una arcilla tratada con aminosilano, la cual se utiliza para la reticulación, debido a que ésta se enlazará químicamente con el aglutinante y también para la carga alta, Ballclay"11, que tiene propiedades elásticas (por ejemplo se siente como caucho) , Texwhite 185 (disponible de Huber, Dry Branch, GA) , y ECC 1201 (disponible de Huber) . Todos los productos de arcilla anteriormente listados, a no ser que se indique de otro modo, son disponibles por ejemplo de Kentucky-Tennessee Clay Co pany of Langley, SC. En una modalidad, la arcilla es Ballclay"11 3380, que es particularmente barata en comparación a otras arcillas. En una modalidad preferida, la arcilla es arcilla de Kaolín que es arcilla China de menor grado. En modalidades particularmente preferidas, la arcilla es Texwhite 185 y/o ECC 1201 (ver Tabla I y Tabla II siguientes) . En la presente invención, la arcilla es un rellenador preferido debido a sus propiedades de alargamiento (tiene un módulo bajo) , su resistencia a la abrasión, su resistencia al rompimiento y su resistencia a la tracción. Además, la arcilla es una buena barrera contra el calor; no se desintegra cuando es aplicada directamente a una flama abierta (temperatura > de 816°C (1500°F)) se aplica directamente a un recubrimiento de la presente invención que incluye arcilla. Además, la arcilla proporciona una superficie resbaladiza, elástica, lustrosa, que muestra flexibilidad. Además, como se anotó, la arcilla es barata y puede ayudar a mantener bajo el costo del material de tela. El material rellenador puede comprender alternativa o adicionalmente un rellenador seleccionado del grupo que consiste de óxido de decabromodifenilo (FRD-004; Tiarco Chemicals, Dalton, GA) , trióxido de antimonio, carbonato de calcio, carbonato de calcio cargado, dióxido de titanio, ceniza volante (tal como la ceniza volante Alsil 04TRMR de la clase F, producida por JTM Industries, Inc. de Martin Lake and Jewett, Texas que tiene un tamaño de partícula tal que menos de 0.03% permanece sobre un tamiz agitado de 2.5 mm x 2.5 mm (0.1 pulgada x 0.1 pulgada), mica 3-X mineralite (disponible de Engelhard, Inc. .of Louisville, KY) y microesferas de vidrio o de cerámica (las microesferas de vidrio son 2.5 veces más ligeras que las microesferas de cerámica, ambas proporcionan resistencia al fuego) , o cualquier mezcla de estos materiales rellenadores para cumplir los criterios deseados de costo y peso. Las microesferas de vidrio y de cerámica son fabricadas por Zeelan Industries de 3M Center Bldg., 220-8E-04, St . Paul, MN 55144-1000. El carbonato de calcio puede ser obtenido a _pa.rtir _de_Franklin Industrial Minerals of -612 Tenth Avenue North, Nashville, TN 37203. El carbonato de calcio, talco y el rellenador de ceniza volante, incrementan el peso del producto, pero la utilización de microesferas de vidrio y/o cerámica hace posible la fabricación de un producto con peso reducido y propiedades incrementadas de resistencia al fuego. La arcilla puede impartirle al producto las siguientes características no limitantes: (1) menor desarrollo de calor, (2) propiedades de reflectancia del calor, (3) propiedades de barrera contra el fuego, (4) ninguna pérdida de peso cuando se expone al calor y a la flama abierta, y (5) desintegración reducida cuando se expone a calor y a flama abierta. El óxido de decabromodifenilo y el trióxido antimonio imparten las siguientes características no limitantes: (1) propiedades de retardo del fuego, (2) capacidad de formar un achicharramiento, y (3) capacidad de detener la dispersión de las flamas. Se cree que el gas producido a partir del calentamiento del óxido de decabromodifenilo puede también actuar como un retardador del fuego, debido a que el gas utiliza oxígeno o agota el oxígeno en la capa junto a la tela, y suprime o detiene la progresión posterior del fuego. Las microesferas de vidrio y cerámica pueden resistir calor mayor de 1093°C (2000°F) . También, las microesferas de vidrio y cerámica incrementan la resistencia a- la compresión, no absorben látex y/o agua y de este modo permiten un secado más rápido del producto. Las microesferas de vidrio y cerámica también incrementan la flexibilidad del producto. Además, las microesferas de vidrio y cerámica ayudan a incrementar la vida en recipiente del recubrimiento. Partículas más pesadas en los rellenadores, aunque éstas pueden comprender un porcentaje muy pequeño de las partículas en el rellenador, tienen una tendencia a asentarse cerca del fondo de un recipiente de almacenamiento. Cuando las microesferas son mezcladas entre si con otro rellenador, es producida una dispersión la cual tiene una vida en recipiente o vida en anaquel incrementada. Sin desear estar comprometido por una teoría particular, se cree que conforme las partículas rellenadoras caen particularmente en el recipiente y las microesferas de cerámica se elevan, partículas rellenadoras de tamaño más • pequeño son soportadas por las microesferas, haciendo de este modo que las microesferas permanezcan en solución y previniendo que las partículas del rellenador, al menos en cierto grado, desciendan hacia el fondo del recipiente. La primera capa del material compuesto de la presente invención es preparada mediante el uso de un componente aglutinante tal como un polímero de látex acrílico reactivo al calor, de alto rendimiento, y/o un látex de estireno/butadieno no reactivo al calor, para unir los materiales rellenadores entre sí. Donde la primera capa es adherida a un sustrato, el componente aglutinante puede también actuar para unir la primera capa al sustrato. En una de las modalidad de la invención, el componente aglutinante es Roplex 3349 (Rohm and Haas, Philadelphia, PA) y/o Rovene 4402 (Mallard Creek Polymer, Inc. Charlotte, NC) . Los aglutinantes adicionales o alternativos, entre otros Hycar" 26469, Hycarm 26472, Hycarm 26484, Hycar" 26497, Hycar" 264552, Hycar*1 26512, Hycar" 264582, Hycar" 26083 (bajo formaldehído), Hycar" 9201 (bajo formaldehído), Hycar" 1552 (nitrilo) , Hycar" 1571 (nitrilo) , Vycar" 552, polímero de látex acrílico Hycar" 2679 (todos los productos Hycar" y Vycar" son suministrados por B.F. Goodrich Company de Cleveland, Ohio) . Los componentes aglutinantes pueden también incluir Cymel"11 373 (disponible de American Cyanamid, RHOPLEX" TR 407 y el látex R&H GL-618, ambos disponibles de Rohm & Haas, y la resina Borden FG-413F UF (disponible de Borden) . No obstante, se cree que cualquier polímero lineal, copolímero lineal o polímero ramificado puede ser útil en la preparación de la primera capa, tales como aquellos disponibles de BASF y Goodyear. El posible material aglutinante adicional incluye látex de caucho de butilo, látex SBR, látex de neopreno, emulsión de alcohol polivinílico, látex de SBS, emulsiones de poliuretano basadas en agua y elastómeros, copolímeros de cloruro de vinilo, caucho de nitrilo y copolímeros de acetato de polivinilo. En una modalidad preferida, es utilizado un látex de SBR. El látex de SBR agrega buenas características de suavidad, pero no es un retardador del fuego. Para mejorar la resistencia al fuego, puede ser agregado o sustituido un látex acrílico. Entre más látex acrílico, mejor será la resistencia al fuego del material. No obstante, la suavidad es disminuida cuando el látex acrílico es sustituido por el látex SBR El componente surfactante de la presente invención puede ser cualquier surfactante capaz de formar microceldas durante la elaboración de la primera capa. En una modalidad preferida, el surfactante comprende un jabón rápido, tal como laurilsulfato de amonio (ALS) , (por ejemplo, Stepanol AM; Stepan Chemicals, Northfield, IL) y laurilsulfato de sodio (SLS) . En general, un "jabón rápido" es un jabón que es capaz de modificar eficientemente la tensión superficial de un solvente, tal como agua. No obstante, pueden ser también utilizados otros surfactantes que no están caracterizados como jabones rápidos, pero los cuales son capaces de formar microceldas. Los jabones rápidos tales como ALS, forman microceldas que son elásticas y son en general estables al calor de procesamiento. Las microceldas generadas por surfactantes son en general no estables a las temperaturas por arriba de - 177°C (350°F). Pueden ser agregados componentes adicionales para estabilizar adicionalmente las microceldas, como se discute adicionalmente más adelante. No obstante, si así se desea, un surfactante que forma microceldas "débiles" puede ser utilizado. Las microceldas "débiles" pueden explotar durante el procesamiento para producir un material resistente al fuego, menos flexible. En una modalidad de la presente invención, la primera capa del material compuesto es elaborada mediante la combinación del componente aglutinante, el componente surfactante y el componente rellenador entre sí, y creando microceldas generadas por surfactante. Las microceldas generadas por surfactante pueden ser creadas mediante cualquier medio conocido en la técnica, tales como, pero no limitadas a, soplado de aire hacia la mezcla, agitación o por un espumador. Las microceldas generadas por surfactante pueden ser también introducidas utilizando agentes de soplado químico, tales como componentes azo los cuales liberan nitrógeno. En una modalidad de la invención, la mezcla de la primera capa es sometida a un espumador. El espumador actúa para inyectar aire hacia la mezcla, de modo que el surfactante forma microceldas generadas por surfactante, dentro de la mezcla. El espumador puede comprender un componente en forma de tubo que tiene una pluralidad de espigas las_ cuales son_ capaces de girar en direcciones opuestas- (por--ejemplo, algunas espigas se mueven a favor de las manecillas del reloj y algunas se mueven en contra de las manecillas del reloj). La mezcla del aglutinante, el surfactante y el rellenador es agregada al espumador a través de una compuerta sobre un lado, y conforme pasa a través del espumador, las espigas giran provocando que el surfactante forme microceldas. Adicionalmente, puede ser también introducido aire dentro del espumador en otra compuerta para mejorar adicionalmente la formación de microceldas generadas por surfactante. Después de haber sido sometida al espumador, la mezcla puede ser entonces aplicada sobre un sustrato, tal como un mallado de fibra de vidrio. Alternativamente, la mezcla puede ser aplicada sobre una plataforma de recepción, tal como una charola de acero para formar una hoja erguida. Ya sea que se aplique a un sustrato a una plataforma de recepción, el material es sometido a calor en un horno. Las temperaturas de procesamiento son preferentemente de aproximadamente 138°C (280°F) a aproximadamente 177°C (350°F) . En una modalidad preferida, las microceldas generadas por surfactante son estables al calor de procesamiento. En general, las microceldas generadas por surfactante no son estables por arriba de 177°C (350°F) . Preferentemente, las microceldas generadas por surfactante son relativamente pequeñas y de tamaño uniforme. En otra modalidad de la invención, la primera capa del material- compuesto --es producida - -con microceldas colapsadas. Tal material puede ser preparado utilizando un surfactante capaz de formar microceldas, pero que no modifica eficientemente la tensión superficial del agua. Durante el calor de procesamiento, las microceldas generadas por surfactante se expanden, debido a la expansión de los gases dentro de ellas, se queman y se colapsan. La inclusión de las microceldas colapsadas produce un material compuesto que es menos flexible. En otra modalidad más, la primera capa del material compuesto, resistente al fuego, aislante del calor, también incluye un surfactante capaz de regular la formación de microceldas generadas por surfactante. Un surfactante de este tipo es Stanfex 320 (Parachem, Dalton, GA) . El surfactante capaz de regular la formación de microceldas generadas por surfactante puede asegurar que las microceldas permanezcan dentro de un intervalo de tamaño preferido (por ejemplo, no se vuelven demasiado grandes) y forman un estado relativamente monodisperso (por ejemplo, son del mismo tamaño general) . En una modalidad preferida, las microceldas generadas por el surfactante son de aproximadamente 5.0 µm hasta aproximadamente 20.0 µm de diámetro. Además, puede ser utilizado ácido cítrico para asegurar que las microceldas generadas por surfactante sean dispersadas uniformemente. Puede ser también deseable que la primera capa de los materiales--compuestos incluya" un dispersante que actúe para mantener la mezcla que comprende el aglutinante, el surfactante y el rellenador bien dispersos durante el proceso de elaboración del material. Los ejemplos de tales dispersantes incluyen, entre otros, TSPP, Accuma 9300, Accuma 9400 y Accuma 9000 (todos disponibles de Rohm & Haas) . La segunda capa que comprende el componente metálico puede ser adherida a la primera capa mediante cualquier medio conocido en la técnica. En una modalidad preferida, el componente metálico es hoja de aluminio y es aplicado a la primera capa, mientras que la primera capa está todavía húmeda. Cuando el material es sometido a calor de un horno para secar la primera capa, es formada una unión adhesiva entre lá primera capa seca y la hoja de aluminio.

Alternativamente, el componente metálico puede ser adherido mediante electrodeposición, rociado, recubrimiento con cuchilla, o cualquier otro medio conocido en la técnica. Los materiales compuestos de la presente invención son flexibles y plegables . Además éstos son durables y preferentemente no se agrietan después de la flexión. La durabilidad de los materiales compuestos puede ser aumentada mediante la adición de componentes capaces de estabilizar las microceldas generadas por surfactante. Tales componentes incluyen surfactantes tales como estearato de amonio (disponible de Parachem, Dalton, GA) , octosol A18 (Tiarco Chemicals, Dalton, GA) , A-l (alquilsulfosuccinato disódico; Tiarco Chemicals) , 449 (oleato de potasio, Tiarco Chemicals) , y Stanfex 320. La microcelda generada por surfactante puede ser estabilizada al hacer a la pared de la microcelda más gruesa. Un surfactante que tiene una cadena cerosa larga puede ser particularmente útil para estabilizar las microceldas . La primera capa de material compuesto puede incluir además un componente de reticulación, tal como melamina (Borden Chemicals, Morganton, NC) y/o cloruro de amonio. El componente de reticulación es útil para mejorar la durabilidad y la resistencia estructural de la microcelda. Con el fin de controlar la cantidad y la velocidad y la proporción de reticulación, puede ser deseado controlar el pH de los componentes mezclados. Por ejemplo, en condiciones acidas (pH aproximadamente 4.0), la reticulación ocurrirá muy rápidamente y la mezcla tendrá una vida en recipiente corta. A pH más alto (aproximadamente 10.0), la reticulación procede más lentamente y puede ser controlada por calor. La primera capa del material compuesto de la presente invención puede también comprender una resina que puede proporcionar una coraza o protección metálica para encapsular aire. En una modalidad, la resina es DPG-38, disponible de Parachem de Dalton GA. En una modalidad preferida, la primera capa del material compuesto posee además características de "rebote" . Como se utiliza en la presente, "rebote" se refiere a la habilidad del material para regresar a su forma original después de haber sido distorsionado, tal como estirado o comprimido. En tal modalidad, son agregados componentes adicionales para la primera capa para lograr tales características de rebote. Estos componentes pueden recubrir la parte interna de la microcelda, tal que la microcelda se revierta a su forma original después de haber sido distorsionada. Las modalidades preferidas útiles para lograr las características de rebote incluyen CT101 (aceite de silicio, Kel ar Industries, Duncan, SC) , Freepel 1225 (BF Goodrich, Cleveland, OH) , Sequapel 409 (Omnovasolutiones, Chester, SC) , emulsión Michem 41740 (Michelman, inc, Cincinnati, OH) , Syloff-1171A (Dow Corning Corp, Milland, MI) , Syloff-62 (Dw Corning) ; Syloff-7010 (Dow Corning) y Aurapel 391 (Sybron/Tanatex, Norwich Connecticut) . Estos componentes también aseguran que las microceldas no se agreguen y formen grumos de microceldas . El sustrato de la presente invención puede ser cualquier material de reforzamiento adecuado capaz de resistir temperaturas de procesamiento, tales como las fibras de vidrio, fibras de poliéster, fibras de celulosa, asbestos, fibras de acero, fibras de alúmina, fibras de cerámica, fibras de nailon, fibras de grafito, fibras de lana, fibras de—boro,— fibras -de carbono, fibras de yute, fibras de poliolefina, fibras de polietileno, fibras acrílicas, fibras de resina de fenol formaldehído, fibras de poliamida aromática y alifática, fibras de poliacrilamida, fibras de poliacrilamida y mezclas de las mismas que pueden incluir fibras de dos componentes . El sustrato proporciona resistencia para el material compuesto. Los ejemplos de sustratos de acuerdo con la invención incluyen, entre otros, vidrio, fibra de vidrio, grafito (carbono) , PBI (polibencimidazol) , PTFE, poliaramidas, tales como KEVL,?Rm y NOMEX", metales, incluyendo alambre metálico o malla metálica, poliolefinas tales como TYVEK"11, poliésteres tales como DACRON" O REEMAY101, poliamidas, poliimidas, termoplásticos tales como KYNARMR y TEFZELm, poliétersulfonas, poliéterimida, poliétercetonas, fibras fenólicas novoloides tales como KYNOL" , fibras de poliéster KoSa", fibras de vidrio JM-137 M vidrio M de Owens-Corning, fibras de vidrio K Owens-Corning, fibras de vidrio H Owens-Corning, microfibras de vidrio Evanite 413M, microfibras de vidrio Evanite 719, fibras celulósicas, algodón, asbesto, y otras fibras naturales así como sintéticas. El sustrato puede comprender un hilo, un filamento, monofilamento u otro material fibroso ya sea como tal o ensamblado como un material textil, o cualquier material tejido, no tejido, tejido por puntos, mallado, enmarañado, etc. La poliolefina puede ser alcohol polivinílico, polipropileno, polietileno, cloruro de polivinilo, poliuretano, etc., solo o en combinación uno con el otro. Los acrílicos pueden ser DYNEL, ACRILAN y/o ORLON, RHOPLEX AC-22 y RHOPLEX AC-507 son resinas acrílicas vendidas por Rohm y Haas que pueden ser también utilizadas. Las fibras celulósicas pueden ser celulosa natural tal como pasta papelera, papel periódico, pasta papelera de papel de estrasa y algodón y/o celulosa químicamente procesada tal como rayón y liocel. Los ejemplos no limitantes de materiales no tejidos que pueden ser útiles en la presente invención incluyen velos de fibra de vidrio continuos, no tejidos, tales como Firmat"11 100, Pearlveil" 110, Pearlveil" 210, Curveil" 120, Curveil" 220, Flexiveil" 130, Flexiveil" 230 y el velo Pultrudable (todos disponibles de Schmelzer Industries, Inc., Somerset, OH) . Los materiales tejidos pueden ser Airlaid , Spunbond™1 y Needlepunch"11 (disponibles de BFG Industries, Inc., of Greensboro, NC) . Los ejemplos no limitantes de materiales filamentosos incluyen los filamentos C, DE, G, H, K, M (filamentos de fibra de vidrio de diferentes espesores) de diversos grados, incluyendo grado eléctrico, grado químico y grado de alta resistencia (todos disponibles de BFG Industries, Inc., of Greensboro, NC) . Como se utiliza en la presente, un mallado de fibra de vidrio incluye mallados de fibra de vidrio tejidos y no tejidos. En una modalidad, el sustrato es un mallado de fibra de vidrio no tejido el cual comprende de aproximadamente 70 a 95% de filamento de vidrio H, de aproximadamente 0-5% de microvidrio Evanite a 4.5 micrómetros, de aproximadamente 0 a 15% de fibra de poliéster (mezcla 50/50 de longitud de 6.35 mm x 12.7 mm (1/4 de pulgada x 1/2 pulgada) , y aproximadamente 5 a 10% de aglutinante basado en acrílico con una temperatura de transición vitrea (Tg) a -77°C (18°F) . En una modalidad particularmente preferida, el sustrato de la presente invención es un mallado de fibra de vidrio no tejida tal como estilo 1625, estilo 1091 y estilo 1614 de GBF Industries (Greensboro, NC) .

Los materiales compuestos de la presente invención pueden ser empleados para elaborar materiales de construcción resistentes al fuego, aislantes de calor. Tales materiales de construcción pueden ser preparados durante el proceso de elaboración de los materiales de construcción para incluir los materiales compuestos de la presente invención, o los materiales compuestos pueden ser utilizados después de que los materiales de construcción han sido ya instalados . Los materiales compuestos pueden ser utilizados por si solos o en conjunto con (por ejemplo como un revestimiento para) otros materiales. Por ejemplo, éstos pueden ser aplicados a un artículo estructural, tales como los materiales de construcción (por ejemplo, tablero de yeso y materiales de entablillado de pared, incluyendo de blindaje) para obtener un artículo estructural resistente al fuego, aislante del calor. Tal artículo estructural es útil para proporcionar paredes efectivas contra el fuego en edificios, incluyendo casas, y puede proporcionar un mayor tiempo de escape y exposición reducida al calor para los ocupantes del edificio. Además, los materiales compuestos de la presente invención pueden ser aplicados a- techos áticos. Los materiales compuestos pueden ser utilizados para recubrir superficialmente un techo antes de la aplicación de los materiales de techumbre, o éstos pueden comprender partes de un material de techumbre.

Los materiales compuestos pueden ser utilizados además para impartir aislamiento hacia el calor y resistencia al fuego a otros objetos, tales como vehículos de motor, trenes, aeronaves, naves espaciales, unidades de calentamiento, acondicionadores de aire, máquinas lavadoras, secadoras, muebles, colchones y cualesquiera otros objetos para los cuales se desee las propiedades del aislamiento del calor y de resistencia al fuego, tales como los artículos tapizados, artículos de cama (incluyendo artículos de camas para niños), cortinajes, alfombras, tiendas de campaña, ___t?ldos, ..refugios _ contra fuego, bolsas de -dormiry- cubiertas mesas de planchar, cubiertas de parrillas para carne asada, guantes resistentes al fuego, asientos de aeroplano, revestimientos de motores, y ropa resistente al fuego para corredores de autos de carreras, para bomberos, para pilotos de aviones de guerra, astronautas, láminas frontales, revestimientos de conductos de aire para edificios, capas inferiores de techumbres (o fieltro de techumbre) , capa inferior para materiales de techumbre integrales, orgánicos, techumbre laminada, productos de laminados modificados, medios de filtración (incluyendo filtros automovilísticos) , revestimientos de cofres automovilísticos, revestimientos superiores, paredes para fuego, barreras de vapor, etc. El uso de los materiales compuestos de la presente invención en artículos puede ser posible que los artículos excedan los estándares de flamabilidad actuales. Los materiales compuestos elaborados de acuerdo con esta invención pueden ser de cualquier forma. Preferentemente, tales artículos son de forma plana. Los materiales compuestos dé la presente invención son flexibles y plegables. Además, éstos son durables y preferentemente no se agrietan al flexionarse. En la elaboración del material compuesto, un sustrato plano puede ser recubierto sobre un lado o ambos lados dependiendo, de. la aplicación pretendida. Como se utiliza en la presente, -"recubierto sobre un lado o ambos lados" significa que el recubrimiento cubre al menos una parte de un lado o al menos una parte de ambos lados del sustrato. Por ejemplo, si un lado del sustrato es recubierto con el recubrimiento de rellenador/aglutinante, la otra superficie puede ser recubierta con otro material. En la industria de los materiales de techumbre, por ejemplo, el otro material puede ser asfalto de techumbre convencional, asfaltos modificados y recubrimientos no asfálticos, y el artículo puede ser cubierto con granulos de techumbre. Se cree que tal material de techumbre podría ser más ligero en peso, ofrecer mejor resistencia al fuego y mejores características de funcionamiento (tales como flexibilidad al clima frío, estabilidad dimensional, y resistencia) que los materiales de techumbre de la técnica anterior. Adicionalmente, el material compuesto puede ser recubierto con un material repelente al agua o el material repelente al agua puede ser agregado en el recubrimiento (por ejemplo, techumbre para agua interno) . Dos de tales materiales repelentes al agua son Aurpael" 330R y Aurapel1® disponible de Sybron/Tanatex de Norwich, Connecticut. Además, Omnova Sequapel™1 y Sequapel 417 (disponible de Omnovasolutions, Inc., de Chester, SC) ; BS-1306, BS-15 y BS- _29A (disponibles de acker de Adrián, MI); Syl-ffMR-7922, Syl-offMi-1171A, -Syl-offMR-7010, y Emulsión de Dow Corning 346 (disponibles de BFG Industries de Charlotte, NC) ; y ?mulsión- 41740 Michem" y Emulsión -03230 Michem" (disponibles de Michelman, Inc. de Cincinnati, OH) pueden ser también utilizados. Se cree que las emulsiones de cera, las emulsiones de aceite, las emulsiones de silicona, las emulsiones de poliolefina, y los sulfonilos, así como otros productos de funcionamiento similar, pueden ser también materiales repelentes al agua, adecuados. Puede ser también agregado un desespumante al recubrimiento de la presente invención, para reducir y/o eliminar la formación de espuma durante la producción. Un desespumante de este tipo es Drew Plus Y-250 disponible de Drews Industrial División de Boonton, NJ. Además, los materiales iónicos pueden ser agregados para incrementar la carga iónica del recubrimiento, tales como hidróxido de amonio, Natrosol-NEC", disponible de Hercules de Wilmington, DE) y ASE-95NP y ASE-60 (disponible de Rohm & Haas de Charlotte, NC) . Los materiales retardadores del fuego pueden ser también agregados a la primera capa de los materiales compuestos de la presente invención para mejorar adicionalmente, las características de la resistencia al fuego. Los ejemplos no limitantes de materiales retardadores del fuego que puedan ser utilizados de acuerdo con la __presente - invención, .. incluyen FRD-004 (óxido de decabromodifenilo; Tiarco Chemicals, Dalton, GA) , FRD-01, FRÍO, FR-11, FR-12, FR-13, FR-14 (todos disponibles de Tiarco Chemicals) , óxido de zinc, y trihidrato de aluminio (ATH) . Además, los materiales compuestos aislantes del calor y resistentes al fuego, elaborados de acuerdo con la invención pueden ser recubiertos con un alguicida tal como polvo de zinc, polvo de óxido de cobre, o los herbicidas Atrazine disponibles por ejemplo de Ribelin Industries o Diuron disponibles de por ejemplo, Olin Corporation, y material antifúngico tal como Micro-Chek"11 IIP, un material antimicrobiano tal como Micro-Chek"11 ll-S-160, un agente de fricción superficial tal como BykMR-375, un material retardador del fuego tal como ATH (trihidrato de aluminio) , disponible por ejemplo de Akzo Chemicals" y trióxido de antimonio disponible por ejemplo de Laurel Industries. Además, los pigmentos de color, incluyendo, pero no limitados a, T-113 (Abco, Inc.), W-4133 pigmento azul, W-2090 pigmento naranja, W-7717 pigmento negro y W-6013 pigmento verde, pigmentos de rojo de óxido de hierro (disponibles de Engelhard de Louisville, KY) pueden ser también agregados al recubrimiento de la presente invención para impactar las características deseadas, tales como un color deseado. Los productos Micro-Chek"11 son disponibles de Ferro Corporation de Walton Hills, OH. Byk-375 puede ser obtenido de Wacker Silicone Corporation de Adrián, MI y T-1133A es vendido por Abco Enterprises Inc. de Allegan, MI. Los recubrimientos adicionales por ejemplo, del material repelente al agua, el material antifúngico, el material antibacteriano, etc., pueden ser aplicados a uno o ambos lados de los materiales compuestos, que tienen de otro modo recubrimiento de rellenador/aglutinante sobre uno o ambos lados del sustrato. Por ejemplo, los materiales compuestos resistentes al fuego, aislantes de calor, que comprenden sustratos recubiertos sobre uno o ambos lados con los recubrimientos de rellenador/aglutinantes podrían ser recubiertos sobre un lado con una composición repelente al agua y por el otro con un agente antibacteriano. Alternativamente, el material repelente al agua, el material antifúngico, el material antibacteriano, etc., pueden ser agregados al recubrimiento antes de que se utilice para recubrir el sustrato. Como se indica, el material estructural compuesto resistente al fuego, aislante del calor, de la presente invención, es útil en la fabricación de colchones, particularmente orillas de colchones. En las modalidades de orilla de colchón, el material estructural compuesto es colocado ya sea directamente por debajo de la capa de cutí externo o por debajo de una capa espuma (preferentemente espuma de poliuretano de 6.35 mm (1/4 de pulgada) que por si misma es por debajo de la capa de cutí. En esta modalidad, el material compuesto puede ser utilizado para revestir una tira de colchón decorativa para producir una tira para colchón resistente al fuego, aislante del calor. Los ejemplos no limitantes de telas para colchón incluyen cutí (conocida en la técnica como una tela apretadamente tejida, fuerte que comprende algodón o lino y utilizada especialmente para elaborar cubiertas de colchones y de almohadas) , o telas que comprenden fibras seleccionadas del grupo que consiste de algodón, poliéster, rayón, polipropileno y combinaciones de los mismos. El revestimiento puede ser logrado mediante métodos conocidos en la técnica. Por ejemplo, el material compuesto de la presente invención puede ser simplemente colocado bajo una tela de colchón. O bien, el material compuesto resistente al fuego, aislante del calor puede ser unido o adherido a la tela del colchón, por ejemplo utilizando un pegamento flexible, preferentemente no flamable, o cosido con hilo resistente al fuego, por ejemplo, similar a un revestimiento, para elaborar una tela de colchón resistente al fuego, aislante del calor. La tela de colchón resistente al fuego de la presente invención puede ser luego utilizada por el experto en la técnica para fabricar un producto de colchón que tiene características de flamabilidad mejoradas. Los materiales adicionales que pueden ser incorporados dentro de los productos de colchón, particularmente orillas de colchón, incluyen materiales de construcción, tales como hilo no retardador del fuego o retardador del fuego para coser los materiales de colchón entre sí (por ejemplo, hilo de vidrio o hilo Kevlar) y una cinta no retardadora del fuego o retardadora del fuego. Puede ser utilizado silicio con el hilo de Kevlar para disminuir el rompimiento y aumentar el tiempo de producción. Los materiales compuestos resistentes al fuego y elaborados de acuerdo con la presente invención pueden ser utilizados en conjunto con los materiales aislantes del calor, en forma de espuma, elaborados mediante cualquiera de los métodos conocidos para elaborar composiciones de espuma tales como por ejemplo, la areación mediante mezclado mecánica y las otras técnicas descritas en la Patente de los Estados Unidos No. 5,110,839. La Tabla I siguiente proporciona, en porcentajes aproximados, los componentes de la primera capa que los solicitantes creen podría ser útil en una modalidad preferida del material compuesto de la invención. TABLA I Aunque la tabla muestra las posibles combinaciones del aglutinante, el relleandor y el surfactante, se cree que pueden ser empleadas otras combinaciones. La Tabla II siguiente proporciona una lista de componentes de la primera capa del material estructural de la invención, de acuerdo a otra modalidad preferida de la presente invención.

TABLA II Los materiales compuestos, co o se mencionaron, pueden incluir un sustrato y al menos una capa que comprende un componente surfactante, microceldas generadas por surfactante, un componente rellenador y un componente aglutinante, y una segunda capa que comprende un componente metálico. La primera capa del material compuesto comprende aproximadamente 34% en peso del material de tela resistente al fuego. En esa capa, aproximadamente 44% a aproximadamente 55% en peso es aglutinante, aproximadamente 0.1% a aproximadamente 5.0% es surfactante, y de aproximadamente 20% a aproximadamente 55% es rellenador. En una modalidad preferida, la primera capa comprende aproximadamente 50% de aglutinante, aproximadamente 10% de surfactante y aproximadamente 40% de rellenador. El rellenador es preferentemente aproximadamente 25% de arcilla. El sustrato es preferentemente vidrio -tejido. El sustrato es aproximadamente 68% en peso del material de tela resistente al fuego. El aglutinante que une entre sí las fibras de vidrio es aproximadamente 50% de Rhoplex 3349 y 50% Rovene 4402, o cualquier otro aglutinante adecuado. Los ejemplos no limitantes de aglutinantes adecuados son proporcionados anteriormente en la presente. La segunda capa es preferentemente hoja de aluminio y es aproximadamente 0.5% a 1.5% en peso del material compuesto dependiendo de si son mezcladas una o dos capas de hoja metálica. El sustrato puede ser recubierto con la primera capa mediante rocío de aire, recubrimiento por inmersión, recubrimiento con cuchilla, recubrimiento con rodillo o aplicación de película tal como prensado por laminación/calor. La primera capa puede ser unida al sustrato por unión química, unión mecánica y unión térmica. La unión mecánica es lograda mediante alimentación de fuerza de la primera capa sobre el sustrato con una cuchilla. La segunda capa que comprende el componente metálico puede ser adherida a la primera capa mediante cualquier medio conocido en la técnica, incluyendo unión química y unión mecánica. Cuando es empleado un sustrato, la primera capa puede ser adherida sobre un lado o ambos lados del sustrato, dependiendo de la aplicación pretendida. Por ejemplo, si un lado del sustrato es cubierto al menos en cierto grado con la primera capa (y la segunda capa que comprende el componente metálico) , entonces la otra superficie puede ser cubierta a al menos en cierto grado con otro material . En la industria de los materiales de techumbre, por ejemplo, el otro material puede ser asfalto de techumbre convencional, asfaltos modificados y recubrimientos no asfálticos, y el artículo puede ser luego recubierto con granulos de techumbre. Se cree que tal material de techumbre podría ser más ligero en peso, ofrecer mejor resistencia al fuego y mejores características de funcionamiento (tal como flexibilidad al clima frío, estabilidad y resistencia dimensionales) que los materiales de techumbre de la técnica anterior. La mezcla comprende la primera capa que comprende el aglutinante, el surfactante y el rellenador puede tener una consistencia de una espuma ligera,- tal como crema de afeitar. Se cree que debido a la baja densidad de la mezcla, las microceldas generadas por surfactante formadas en ésta no pasan a través del sustrato cuando aplican a éste. Además, la viscosidad del recubrimiento puede ser incrementada a través del mezclado para asegurar que ésta no resude a través del sustrato. Los ejemplos no limitantes de agentes espesantes incluyen Acrysol ASE-95NP, Acrysol ASE-60, Acrysol ASE-1000, Rhoplex ASE-75, Rhoplex ASE-108NP y Rhoplex E-1961, todos disponibles de Rohm & Haas. Además, la primera capa del material compuesto puede ser recubierta con un material repelente - .al agua o el material repelente al agua puede ser agregado en la primera capa (por ejemplo, techumbre de agua interna) . Dos de tales materiales repelentes al agua son Aurapel"11 330R y Aurapel"11 391 disponibles de Sybron/Tanatex de Norwich, Connecticut. Además, pueden ser también utilizados Omnova Sequapel"11 y Sequapel 417 (disponibles de Onmovasolutions, Inc. of Chester, SC) ; BS-1306, BS-15 y BS-29A (disponibles de Wacker of Adrián, MI); Syl-off" 7922, Syl-off^-l^LA, Syl-of^-7910 y Dow Corning 346 Emulsión (disponibles de Dow Corning, Corporation of Midland, MI) ; Freepel"R-1225 (disponible de BFG Industries of Charlotte, NC) ; y Michem" - Emulsion-41740 y Michem" Emulsion-03230 (disponibles de Michelman, Inc. of Cincinnati, OH) . Se cree que las emulsiones de cera, emulsiones de aceite, emulsiones de silicona, emulsiones de poliolefina y sulfonilos, así como otros productos formadores similares pueden ser también materiales repelentes al agua, adecuados. Estos materiales son también útiles, como se mencionó anteriormente, para impartir características de rebote a los materiales compuestos de la invención. Los repelentes al agua pueden ser particularmente preferidos por ejemplo, en la fabricación de materiales de construcción, colchones de camita de niño, asientos de aeroplano y la fabricación de muebles, particularmente para el uso industrial. Un desespumante puede también ser agregado a la — -.primera capa, de la presente invención, para reducir y/o eliminar la estimación durante la producción. Un desespumante de este tipo es Y-250 disponible de Drews Industrial División of Boonton, NJ. Los materiales retardadores del fuego pueden ser también agregados a la primera capa de los materiales compuestos de la presente invención, para mejorar adicionalmente las características de resistencia al fuego. Los ejemplos no limitantes de los materiales retardadores del fuego que pueden ser utilizados de acuerdo con la presente invención incluyen FRD-004 (óxido de decabromodifenilo; Tiarco Chemicals, Dalton, GA) , FRD-01, FR-10, FR-11, FR-12, FR-13, FR-14 (todos disponibles de Tiarco Chemicals), óxido de zinc, y trihidrato de aluminio (ATH) .

Además, los pigmentos de color, incluyendo, pero no limitados a, T-113 (Abco, Inc.), W-4123 Pigmento Azul, W2090 Pigmento Anaranjado, W7717 Pigmento Negro y W6013 Pigmento Verde, pigmentos rojos de óxido de hierro (disponibles de Engelhard of Louisville, KY) pueden también ser agregados a la primera capa de la presente invención para impartir características de color deseadas. Además, los materiales compuestos aislantes del calor y resistentes al fuego elaborados de acuerdo con la invención, pueden ser recubiertos con una alguicida tal como polvo de zinc, polvo de óxido de cobre o los herbicidas Atrazine.-disponibles—por- ejemplo de—-Ribelin Industries o Diuron disponible por ejemplo de Olin Corporation, un material antifúngico tal como Micro-Check"11 IIP, un material antibacteriano tal como Micro-Chec" ll-S-160, un agente de fricción superficial tal como BykMR-375, un material retardador de la flama tal como ATH (trihidrato de aluminio) disponible por ejemplo de Akzo Chemicals y trióxido de antimonio disponible por ejemplo de Laurel Industries. Además, los pigmentos de color, incluyendo, pero no limitados a, T-113 (Abco, Inc.), W-4123 Pigmento Azul, W2090 Pigmento Anaranjado, W7717 Pigmento Negro y W6013 Pigmento Verde, pigmentos rojos de óxido de hierro (disponibles de Engelhard of Louisville, KY) pueden ser también agregados al recubrimiento de la presente invención para impartir características deseadas, tales como un color deseado. Los productos Micro-Check"11 son disponibles de Ferro Corporation of Walton Hills, OH. Byk-375 puede ser obtenido de Wacker Silicone Corporation of Adrián, MI y T-1133A es vendido por Abco Entreprises Inc. of Allegan, MI. Los recubrimientos adicionales por ejemplo de material repelente al agua o material antifúngico o material antibacteriano, etc., pueden ser aplicados a uno o ambos lados de los materiales compuestos, preferentemente entre la primera capa y la segunda capa que comprende el componente metálico. Por ejemplo, los materiales compuestos que _ comprenden los sustratos cubiertos sobre uno o ambos lados con los recubrimientos de primera capa de rellenador/surfactante/aglutinante, podrían ser cubiertos sobre un lado con una composición repelente al agua y sobre el otro lado con un agente antibacteriano por debajo de la segunda capa que comprende el componente metálico. La segunda capa que comprende el componente metálico puede ser adherida a uno o ambos lados del material estructural . Alternativamente, el material repelente al agua, el material antifúngico, el material antibacteriano, etc., pueden ser agregados al recubrimiento de la primera capa, antes de que se adhiera al sustrato. Se debe entender que las composiciones diferentes de aquellas descritas anteriormente pueden ser utilizadas mientras que se utilizan los principios subyacentes a la presente invención. Por ejemplo, otras fuentes de rellenador así como mezclas de látex acrílico y/o surfactantes y componentes metálicos, pueden ser utilizadas en la formulación de los materiales estructurales de la presente invención. Además, las composiciones de recubrimiento pueden ser aplicadas a diversos tipos de sustratos, como se describió anteriormente . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido para llevar a la práctica la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un material compuesto, caracterizado porque comprende : (a) una primera capa -que comprende un componente surfactante, microceldas generadas por surfactante, un componente rellenador y un componente aglutinante; y (b) una segunda capa que comprende un componente metálico adherido a la primera capa.

2. Un material compuesto caracterizado porque comprende: (a) un sustrato; (b) una primera capa adherida al sustrato para proporcionar un sustrato recubierto, la primera capa comprende un componente surfactante, microceldas generadas por surfactante, un componente rellenador y un componente aglutinante; y (c) una segunda capa que comprende un componente metálico adherido al sustrato recubierto.

3. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el sustrato es plano y la primera capa es adherida a un lado del sustrato.

4. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el sustrato es plano y la primera capa es adherida a ambos lados del sustrato.

5. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque la segunda capa es adherida a un lado del sustrato recubierto.

6. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque la segunda capa es adherida a ambos lados del sustrato recubierto.

7. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera capa es plana y la segunda capa es adherida a un lado de la primera capa.

8. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera capa es plana y la segunda capa es adherida a ambos lados de la primera capa.

9. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque incluye además un material repelente al agua.

10. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque incluye además un material antifúngico.

11. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque incluye además un material antibacteriano.

12. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el material estructural compuesto incluye además un agente de fricción superficial .

13. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el material estructural compuesto incluye además un material retardador de la flama.

14. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque incluye además un alguicida.

15. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la primera capa es coloreada con un pigmento.

16. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el material rellenador comprende arcilla.

17. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el componente surfactante es un jabón rápido.

18. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el componente surfactante forma microceldas generadas por surfactante.

19. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el componente aglutinante es látex SBR.

20. El material compuesto de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el componente metálico se selecciona del grupo que consiste de aluminio o acero inoxidable.

21. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el componente metálico es hoja de aluminio.