WO2009068714A1 - Procedimiento para la fabricación de un artículo antiestático de piedra aglomerada y artículo obtenido mediante dicho procedimiento - Google Patents

Procedimiento para la fabricación de un artículo antiestático de piedra aglomerada y artículo obtenido mediante dicho procedimiento Download PDF

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WO2009068714A1
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José Luis RAMON MORENO
Salvador Cristóbal RODRÍGUEZ GARCÍA
Benjamín SIERRA MARTÍN
Raúl POZAS BRAVO
José Manuel BENITO LÓPEZ
Adrián MEDINA JIMÉNEZ
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Cosentino, S.A.
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Definitions

  • the present invention relates to a new method for obtaining an article of antistatic agglomerated stone comprising a vacuum vibro-compression stage and subsequently a heating stage.
  • the invention also relates to said agglomerated stone article obtainable by the method and is characterized in that the accumulation of electric charges on its surface is reduced or eliminated.
  • the articles of agglomerated stone present problems of accumulation of static charge on their surface, due to the high resistance to the passage of current offered by the main components of this type of materials, the unsaturated polyester resin and the silica with resistivity values at 2O 0 C around 10 12 -10 13 ⁇ .m and 10 17 ⁇ .m, respectively.
  • These static charge accumulation problems usually appear when friction occurs with other objects or people, which is known as triboelectric effect.
  • These resistivity values indicate that the problem of static charge in the agglomerate is not caused exclusively by the polyester resin, but that the inorganic charge even has a more important role.
  • the solutions comprise the introduction of additives dispersed in the resin, such as carbon black as described in the international application WO 2006/072553 A1, such that at least a part of the entire mass Manufacturing will present a dark hue or move in color scales from white to black.
  • additives dispersed in the resin such as carbon black as described in the international application WO 2006/072553 A1, such that at least a part of the entire mass Manufacturing will present a dark hue or move in color scales from white to black.
  • Figure 1 scheme of a plant for the production of an article according to the invention where: (1) they are the planetary mixers; (2) homogenization ring; (3) distributor; (4) press; (5) homo.
  • An object of the present invention refers to a new method for manufacturing an agglomerated stone article comprising adding an electrically conductive powder component to a manufacturing mixture consisting of a binder and an inorganic filler.
  • Said electrically conductive component is selected from:
  • Group A consisting of silicon, zinc, nickel, aluminum, tin, copper, gold, silver, platinum and mixtures thereof;
  • Group B consisting of germanium oxide (GeO), titanium dioxide (TiO 2 ) and tin oxide (SnO) and mixtures thereof;
  • Group C constituted by zinc oxide (ZnO) doped with aluminum oxide (AbO 3 ), ITO (tin and indium oxide) and mixtures thereof; and silicon carbide.
  • the electrically conductive component is silicon.
  • the addition can be made (i) directly on the mixture previously formed by a binder and an inorganic filler, or alternatively, (ii) the electrically conductive powder component can be previously added to a part of the binder, then dispersed, and The resulting dispersion is added to the mixture consisting of the remaining binder and an inorganic filler.
  • Another object of the present invention relates to an article of agglomerated stone that can be obtained by the process of the invention.
  • the present invention provides in one aspect a process for obtaining an article of agglomerated stone from a manufacturing mass consisting of a mixture comprising a binder, an inorganic filler and an electrically conductive powder component.
  • the process hereinafter the method of the invention, comprises a step of pressing by vacuum vibro-compression of said mixture and subsequent hardening by heat, so that the accumulation of electric charges on its surface is reduced or eliminated.
  • the article of agglomerated stone obtained is suitable for use, for example, in construction and decoration.
  • the process of the invention comprises adding an electrically conductive powder component to a binder and an inorganic filler suitably at a specific stage during the manufacturing process.
  • the result is an article that avoids the accumulation of static charge in it.
  • the electrically conductive component can be selected from the following:
  • Group A consisting of silicon, zinc, nickel, aluminum, tin, copper, gold, silver, platinum and mixtures thereof;
  • Group B consisting of GeO, TiO 2 and SnO and their mixtures;
  • Group C constituted by ZnO doped with aluminum oxide, ITO (tin and indium oxide) and mixtures thereof; and silicon carbide.
  • the component is selected from group A) constituted by silicon, zinc, nickel, aluminum, tin, copper, gold, silver, platinum and their mixtures.
  • the electrically conductive component is incorporated in granulometry spray generally equal to or less than 0.1 mm, and in an amount between 0.5 and 2% by weight with respect to the total weight of the manufacturing mass.
  • said electrically conductive component is silicon.
  • the component is selected from Group B) consisting of GeO, T1O 2 and SnO and mixtures thereof.
  • the electrically conductive component is incorporated in granulometry spray generally equal to or less than 0.1 mm, and in an amount comprised between 8 and 12% by weight with respect to the total weight of
  • the manufacturing mass In a particular embodiment, the component is UNCLE 2 .
  • the component is selected from Group C) consisting of ZnO doped with aluminum oxide, ITO (tin oxide and indium) and mixtures thereof.
  • the electrically conductive component is incorporated in granulometry spray generally equal to or less than 500 nm, and in an amount comprised between 0.5 and 2% by weight with respect to the total weight of the manufacturing mass.
  • the component is silicon carbide which incorporates granulometry spray generally equal to or less than 0.1 mm, and in an amount comprised between 8 and 12% by weight with respect to the total weight of the manufacturing mass.
  • the electrically conductive component is previously added to a part of the binder, it is dispersed, and the resulting dispersion of the component and binder is added to the mixture consisting of the rest of the binder and the inorganic charge, to obtain the mass of manufacturing.
  • the process of the invention also comprises the following conventional steps:
  • the hardened article obtained can be subjected to a series of subsequent and conventional operations typical of the elaboration of any natural stone, for its final finishing; These steps include cooling the product obtained and mechanical treatments such as calibrating, polishing and cutting according to the desired final dimensions.
  • the article of agglomerated stone manufactured is in the form of a table since it is usually used for the construction of work surfaces, stairs, floors, bathrooms, tables, etc.
  • the article obtained by the process of the invention can be manufactured with any desired shape and dimensions.
  • the inorganic filler used is a conventional inorganic filler and can comprise, for example, a mixture of conventional and variable granulometry crushing of one or more materials conventionally used in the manufacture of agglomerated stone items.
  • Materials include, among others, marble, dolomite, silica, glass, mirror, cristobalite, granite, opaque quartz, crystalline quartz, feldspar, basalt, and ferrosiliceous material.
  • the inorganic filler is selected so that it is compatible with the adhesion promoter used in the binder.
  • the inorganic filler is obtained either commercially or by selecting and crushing the inorganic starting materials to the desired particle size and mixing them in the appropriate proportions to obtain the desired final appearance of the agglomerated stone article.
  • one or more of the following inorganic materials are used in one of the following preferred percentages:
  • the binder is prepared in a conventional manner, generally following the instructions of the commercial product purchased in each case.
  • Said binder generally comprises:
  • a conventional polyester resin commercially obtainable, preferably an orthophthalic unsaturated polyester resin, a catalyst, an accelerator, an adhesion promoter and optionally an additive such as a dye or a biocidal agent.
  • the catalyst is an organic peroxide, for example ferc-butyl perbenzoate, which catalyzes the polymerization at a temperature of about 8O 0 C.
  • the catalyst is added in a typical percentage of 2% by weight with respect to the weight of the Ia polyester resin.
  • a conventional accelerator can be used, such as a cobalt accelerator, such as 6% cobalt octoate in cobalt, and in an amount of 0.2% by weight with respect to the weight of the polyester resin.
  • the adhesion promoter provides the bond between the polyester resin and the inorganic filler. Generally a silane is used.
  • 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate is used, typically in an amount comprised between 1% and 2% by weight with respect to the weight of the polyester resin.
  • One or more additives can be added to the resin, such as a biocidal agent, a dye, etc.
  • the diversity of colors in the agglomerated stone article is achieved by optionally adding one or more dyes, such as inorganic oxides such as iron oxide or titanium dioxide.
  • the amount of dye is variable depending on the desired color intensity. In a particular embodiment, it is 10-12% by weight with respect to the weight of the polyester resin.
  • the resin and the mineral load are mixed in the planetary mixers (1) of the production plant.
  • the incorporation of the electrically conductive component is made in the manufacturing plant after the planetary mixers (1), stage in Ia which produces a more intense mixing, so that the film that is intended to form does not disperse too much in the resin and the desired effect is diminished.
  • the homogenization of the conductive powder is done in the homogenization ring (2).
  • the mixing procedure is the same as for conventional tables, resulting in the optimum amount of dough in the planetary mixers for the correct homogenization of the mixture between 1000 and 2000 Kg.
  • the powder of the electrically conductive component can be sprinkled on the mixture of binder and inorganic filler, so that a spreading system that can move longitudinally and cover the entire mass in the process of assembly is mounted on the bridge of the homogenization ring (2) sprinkled. At the same time that the electrically conductive component is dusted, the mass is removed by means of the ring blades until homogenization (2).
  • the electrically conductive component is previously added to a part of the binder generally comprised between 2 and 5% by weight with respect to the total mass of the binder; then it is dispersed, and the resulting dispersion is added to the mixture consisting of the rest of the binder and the inorganic filler, to finally obtain the manufacturing mass in (2).
  • the homogeneous manufacturing mass is carried by means of a conveyor belt to a distributor (3) that places a piece of dough in a desired shape on a support such as in the form of a board.
  • the size of the mold used will be the one that determines the size of the board, while the thickness will determine the amount of mass that is available in the mold.
  • the mold is protected with a polymeric paper or film and then leads to a vacuum vibro-compression press (4), where the material is compacted for 2 or 3 minutes.
  • the board is conveyed to an oven (5), the setpoint is placed between 80 and 110 0 C, triggering the crosslinking of the resin polyester, whichever provides the hardness to the board.
  • the residence time in the oven ranges between 20 and 40 minutes.
  • the mechanical treatments of any natural stone, such as marble or granite are performed.
  • the boards obtained are suitable for use in interior floors and stairs, as well as in all types of work surfaces in which an accumulation of static load due to the friction of objects with the surface (triboelectric effect) can occur.
  • the different appearance of the boards is controlled by the variation of the composition and the granulometry of the different materials of the inorganic filler.
  • one or more manufacturing masses of different colors can be used, which can be mixed without a color transfer between them, obtaining a bicolor, tricolor product, etc.
  • the antistatic effect of the articles obtained according to the method of the invention is based on adding an electrically conductive powder component to the article, which allows the accumulated load to be drained to the ground, solving the accumulation problems.
  • the electrically conductive powder component induces the formation of thin films that form a three-dimensional network around the "aggregates of material” that are formed after agitation in the planetary mixers, so that an electrical path to the ground is created for dissipation of The static load That can accumulate. It is important that the charge of the electrically conductive component be completely homogenized throughout the agglomerated stone article.
  • the inventors have surprisingly discovered that if the electrically conductive component is added together with the mineral charges and homogenized in the planetary mixers, when wetted by the resin, the electronic chain is broken (there is no contact between the particles of the component electrically conductive), and the problem of static charge accumulation is not solved.
  • a dosing system is added between the mixers and the homogenization ring, so that the electrically conductive powder component is added once the resin has already been homogenized with the mineral charges.
  • the electrically conductive component has previously dispersed in a part of the resin and then is added as a grain to the rest of the mixture of inorganic charges and the rest of the resin, the high local concentrations of conductor in the veins They also allow to achieve the desired effect in these areas. In both ways, the contact between the different particles of the electrically conductive component is facilitated, which allows the drainage of the static charge generated.
  • the article of agglomerated stone obtained by the process of the invention presents the electrical qualification of insulation, to avoid the conduction of electrical charges that can cause dangerous situations.
  • the articles, for example, the artificial stone boards, thus obtained are especially suitable for placement on interior floors and stairs, as well as on all types of work surfaces where static build-up may occur. due to the friction of objects with the surface.
  • the article obtained is a table, more preferably a quartz agglomerate table.
  • the table of the following invention presents a series of advantageous properties with respect to the conventional tables.
  • the table obtained by the method of the invention shows a lower resistivity with respect to a conventional table, as shown in Table 1, although ensuring the insulating condition.
  • the table of the present invention has less dissipation time than a conventional table (Table 2), and finally, the Maximum electrostatic charge acquired by a person who walks with a rubber or leather sole on a board of the invention for a sufficient time to reach the steady state is less than the charge of a conventional board (Table 3).
  • the maximum electrostatic charge generated in an antistatic floor constituted by tables according to the invention is much lower than the sensitivity threshold (2.5-3 kV), so that people will not perceive electrostatic discharges when they come into contact with other conductors.
  • Example 1 Obtaining an antistatic table with metallic Si.
  • micronized silica and the crushed silica were mixed until completely homogenized in the planetary mixers; and on the other hand to the polyester resin the additives indicated above were added to obtain the binder.
  • the silicon was then triturated (granulometry not exceeding 0.1 mm) and added to the mixture of silicas and binder so that the "aggregates of material” that were formed were coated with silicon metal powder.
  • the resulting mixture was mixed in the homogenization ring until a homogeneous manufacturing mass was obtained which was conducted on a conveyor belt from the exit of the homogenization ring (2) to the distributor (3). Then 2000 kg of mass of homogeneous manufacture were unloaded at the distributor for the realization of a board of dimensions 1.40 x 3.00 m.
  • the distributed mass in the form of a table was molded by a vacuum vibro-compression press (4).
  • the pressing time was 2 minutes and the pieces were coated with craft paper.
  • the homogeneous mass was hardened in an oven (5) at 9O 0 C for a time of 40 min.
  • the table was cooled to room temperature, calibrated, polished and cut.
  • the table thus obtained was subjected to subsequent electrical studies aimed at comparing its properties with conventional tables.
  • the metallic silicon was added after mixing the inorganic fillers with the polyester resin, so that coatings were formed on the agglomerates of material that allowed the dissipation of the static charge that is generated.
  • Table 1 shows the electrical resistivity of a conventional table and a table with antistatic properties according to the present invention, where a small decrease of the resistivity can be observed with respect to the conventional table, although ensuring the insulating condition.
  • the measurements made are based on the IEC UNE-EN 61340-2-1 standards: Measurement methods: Test to measure the capacity of materials and products to dissipate static energy load; and IEC UNE-EN 61340-2-3: Test method for determining the resistance and resistivity of a flat solid material used to avoid electrostatic charge accumulation.
  • Table 1 Electrical resistivity of conventional tables and antistatic tables of the invention.
  • Table 2 shows the variation in the dissipation times of the static charge produced by an electrostatic field generator in conventional and antistatic tables according to the invention, the dissipation time being understood as the time it takes for the load of the piece to fall from 1 kV up to 100 V.
  • Table 3 shows the maximum electrostatic charge acquired by a person who walks with a rubber or leather sole on each of the surfaces analyzed, for a sufficient time to reach the steady state.
  • the maximum electrostatic charge generated in the antistatic soil of the invention is much lower than the sensitivity threshold (2.5-3 kV), so that people will not perceive electrostatic discharge when coming into contact with other conductors.
  • Example 2 Obtaining an antistatic table with TiO 2 .

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Abstract

La presente invención describe un procedimiento para fabricar un artículo de piedra aglomerada, por ejemplo un tablero para construcción o decoración, que comprende las etapas de : Poner en contacto (i) la carga inorgánica, (ii) una composición precursora de una resina de poliéster y (iii) componente eléctricamente conductor en polvo, y mezclar hasta obtener una masa de fabricación homogénea; Distribuir una parte de dicha masa sobre un soporte; prensado de la parte de masa distribuida en una prensa de vibro-compactación en condiciones de vacío; y endurecimiento de la masa por polimerización de la resina de poliéster.

Description

PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACIÓN DE UN ARTÍCULO
ANTIESTÁTICO DE PIEDRA AGLOMERADA Y ARTÍCULO OBTENIDO
MEDIANTE DICHO PROCEDIMIENTO
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento para Ia obtención de un artículo de piedra aglomerado antiestático que comprende una etapa de vibro-compresión al vacío y posteriormente una etapa de calentamiento. La invención se refiere asimismo a dicho artículo de piedra aglomerado obtenible mediante el procedimiento y se caracteriza porque Ia acumulación de cargas eléctricas en su superficie se reduce o elimina.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En Ia patente ES 2187313 B1 se describe un procedimiento para Ia fabricación de tablones de piedra artificial especialmente aplicables a construcción y/o decoración compuestos de: (i) una carga inorgánica constituida por una mezcla de triturados de distinta granulometría de sílices, cristales, granitos, cuarzo, ferrosilíceo, entre otros materiales, y (ii) resina de poliéster. La resina se encuentra inicialmente en forma de polímeros (antes de su entrecruzamiento), en estado líquido, y se mezcla con Ia carga inorgánica homogéneamente. La masa homogénea resultante se somete a prensado mediante vibro-compresión al vacío y posteriormente se endurece por calentamiento.
Tradicionalmente, los artículos de piedra aglomerada presentan problemas de acumulación de carga estática en su superficie, debido a Ia gran resistencia al paso de corriente que ofrecen los componentes principales de este tipo de materiales, Ia resina de poliéster insaturada y Ia sílice con valores de resistividad a 2O0C entorno a 1012-1013 Ω.m y 1017 Ω.m, respectivamente. Estos problemas de acumulación de carga estática suelen aparecer cuando se produce fricción con otros objetos o personas, Io que se conoce como efecto triboeléctrico. Estos valores de resistividad indican que el problema de carga estática en el aglomerado no está causado en exclusiva por Ia resina de poliéster, sino que Ia carga inorgánica tiene un papel más importante inclusive.
Muchas de las soluciones planteadas hasta ahora al problema de Ia carga estática se refieren a aditivos en masa que se incorporan a Ia cadena de polimerización de Ia resina, que presentan Ia desventaja de que disminuyen considerablemente las propiedades mecánicas de Ia misma.
En otros casos, las soluciones comprenden Ia introducción de aditivos dispersos en Ia resina, como por ejemplo el negro de humo como se describe en Ia solicitud internacional WO 2006/072553 A1 , de tal modo que al menos una parte de Ia totalidad de Ia masa de fabricación va a presentar una de tonalidad oscura o moverse en escalas de colores del blanco al negro. Esta propuesta presenta Ia desventaja de que limita Ia policromaticidad de los artículos obtenidos.
Por tanto sigue existiendo Ia necesidad en el estado de Ia técnica de proporcionar un procedimiento alternativo para obtener artículos de piedra artificial antiestáticos que superen las desventajas arriba mencionadas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1: esquema de una planta para Ia producción de un artículo según Ia invención donde: (1) son las mezcladoras planetarias; (2) anillo de homogeneización; (3) distribuidor; (4) prensa; (5) homo.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
Un objeto de Ia presente invención se refiere a un nuevo procedimiento para fabricar un artículo de piedra aglomerada que comprende añadir un componente en polvo eléctricamente conductor a una mezcla de fabricación constituida por un ligante y una carga inorgánica. Dicho componente eléctricamente conductor se selecciona de entre:
Grupo A): constituido por silicio, cinc, níquel, aluminio, estaño, cobre, oro, plata, platino y sus mezclas;
Grupo B): constituido por óxido de germanio (GeO), dióxido de titanio (TiO2) y óxido de estaño (SnO) y sus mezclas;
Grupo C): constituido por óxido de cinc (ZnO) dopado con óxido de aluminio (AbO3), ITO (óxido de estaño e indio) y sus mezclas; y carburo de silicio.
En una realización preferida el componente eléctricamente conductor es silicio.
La adición puede hacerse (i) directamente sobre Ia mezcla previamente formada por un ligante y una carga inorgánica, o alternativamente, (ii) el componente eléctricamente conductor en polvo puede añadirse de forma previa a una parte del ligante, a continuación se dispersa, y Ia dispersión resultante se añade a Ia mezcla constituida por el ligante restante y una carga inorgánica.
Otro objeto de Ia presente invención se refiere a un artículo de piedra aglomerada que puede ser obtenido mediante el procedimiento de Ia invención.
Un objeto adicional se refiere al empleo de dicho artículo en construcción y decoración. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención proporciona en un aspecto un procedimiento para Ia obtención de un artículo de piedra aglomerada a partir de una masa de fabricación que consiste en una mezcla que comprende un ligante, una carga inorgánica y un componente eléctricamente conductor en polvo. El procedimiento, en adelante procedimiento de Ia invención, comprende una etapa de prensado por vibro-compresión al vacío de dicha mezcla y el posterior endurecimiento por calor, de modo que Ia acumulación de cargas eléctricas en su superficie se reduce o elimina. El artículo de piedra aglomerada obtenido es adecuado para su utilización, por ejemplo, en construcción y decoración.
El procedimiento de Ia invención, comprende añadir un componente eléctricamente conductor en polvo a un ligante y una carga inorgánica de forma adecuada en una etapa concreta durante el procedimiento de fabricación. El resultado es un artículo que consigue evitar Ia acumulación de carga estática en el mismo.
El componente eléctricamente conductor se puede seleccionar de entre los siguientes:
Grupo A): constituido por silicio, cinc, níquel, aluminio, estaño, cobre, oro, plata, platino y sus mezclas;
Grupo B): constituido por GeO, TiO2 y SnO y sus mezclas;
Grupo C): constituido por ZnO dopado con óxido de aluminio, ITO (óxido de estaño e indio) y sus mezclas; y carburo de silicio.
En una realización particular el componente se selecciona del grupo A) constituido por silicio, cinc, níquel, aluminio, estaño, cobre, oro, plata, platino y sus mezclas. De acuerdo con esta realización particular el componente eléctricamente conductor se incorpora pulverizado en granulometría generalmente igual o inferior a 0.1 mm, y en una cantidad comprendida entre 0,5 y 2% en peso respecto al peso total de Ia masa de fabricación. En una realización preferida dicho el componente eléctricamente conductor es silicio.
En otra realización particular el componente se selecciona del Grupo B) constituido por GeO, T1O2 y SnO y sus mezclas. De acuerdo con esta realización particular el componente eléctricamente conductor se incorpora pulverizado en granulometría generalmente igual o inferior a 0.1 mm, y en una cantidad comprendida entre 8 y 12% en peso respecto al peso total de
Ia masa de fabricación. En una realización particular, el componente es TÍO2.
En otra realización particular el componente se selecciona del Grupo C) constituido por ZnO dopado con óxido de aluminio, ITO (óxido de estaño e indio) y sus mezclas. De acuerdo con esta realización particular el componente eléctricamente conductor se incorpora pulverizado en granulometría generalmente igual o inferior a 500 nm, y en una cantidad comprendida entre 0,5 y 2% en peso respecto al peso total de Ia masa de fabricación.
Por último y de acuerdo con otra realización particular el componente es carburo de silicio que incorpora pulverizado en granulometría generalmente igual o inferior a 0.1 mm, y en una cantidad comprendida entre 8 y 12% en peso respecto al peso total de Ia masa de fabricación.
La adición del componente eléctricamente conductor en polvo se hace:
(i) directamente sobre Ia mezcla constituida por un ligante y una carga inorgánica, y a continuación se dispersa, para obtener Ia masa de fabricación, o alternativamente,
(ii) el componente eléctricamente conductor se añade previamente a una parte del ligante, éste se dispersa, y Ia dispersión resultante del componente y ligante, se añade a Ia mezcla constituida por el resto de ligante y Ia carga inorgánica, para obtener Ia masa de fabricación.
El procedimiento de Ia invención comprende además las siguientes etapas convencionales:
• distribuir una parte de Ia masa de fabricación sobre un soporte;
• moldeo y prensado de Ia masa distribuida en una prensa de vibro- compactación en condiciones de vacío;
• endurecimiento de Ia masa por aplicación de calor.
Una vez endurecida Ia masa mediante Ia aplicación de calor, el artículo endurecido obtenido se puede someter a una serie de operaciones posteriores y convencionales propias de Ia elaboración de cualquier piedra natural, para su acabado final; dichas etapas comprenden enfriar el producto obtenido y tratamientos mecánicos como calibrar, pulir y cortar según las dimensiones finales deseadas.
Generalmente el artículo de piedra aglomerado fabricado presenta forma de tabla ya que se suele destinar a Ia construcción de superficies de trabajo, escaleras, suelos, baños, mesas etc. No obstante el artículo obtenido mediante el procedimiento de Ia invención puede fabricarse con cualquier forma y dimensiones que se deseen.
La carga inorgánica utilizada es una carga inorgánica convencional y puede comprender, por ejemplo, una mezcla de triturados de granulometría convencional y variable de uno o más materiales convencionalmente utilizados en Ia fabricación de artículos de piedra aglomerada. Entre los materiales cabe citar, entre otros, mármol, dolomita, sílice, cristal, espejo, cristobalita, granito, cuarzo opaco, cuarzo cristalino, feldespato, basalto, y material ferrosilíceo. La carga inorgánica se selecciona de modo que sea compatible con el promotor de adherencia utilizado en el ligante. La carga inorgánica se obtiene bien de forma comercial o bien seleccionando y triturando los materiales inorgánicos de partida hasta Ia granulometría deseada y mezclándolos en las proporciones adecuadas para obtener el aspecto final deseado del artículo de piedra aglomerado.
En una realización particular se utilizan uno o más de los siguientes materiales inorgánicos en uno de los siguientes porcentajes preferidos:
• 30-35% de cristobalita micronizada;
• 50-60% de sílice micronizada; • 5-8% de sílice triturada;
• 30-35% de feldespato,
de modo que Ia suma de los porcentajes seleccionados sea obviamente el 100% de Ia carga inorgánica total de Ia masa de fabricación.
Los porcentajes señalados arriba se expresan en peso con respecto al peso total de Ia masa de fabricación. El porcentaje exacto de cada material y de cada granulometría dependerá de las características estéticas del artículo a obtener y del efecto visual que se quiera conseguir.
El ligante se prepara de forma convencional, generalmente siguiendo las instrucciones del producto comercial adquirido en cada caso. Dicho ligante comprende generalmente:
Una resina de poliéster convencional obtenible de forma comercial, preferentemente una resina de poliéster insaturado ortoftálico, un catalizador, un acelerador, un promotor de adherencia y opcionalmente un aditivo tal como un colorante o un agente biocida.
Todos los componentes son convencionales. En una realización particular el catalizador es un peróxido orgánico, por ejemplo perbenzoato de ferc-butilo, que cataliza Ia polimerización a una temperatura de aproximadamente 8O0C. El catalizador se añade en un porcentaje típico del 2% en peso respecto al peso de Ia resina de poliéster. Con respecto al acelerador se puede utilizar un acelerador convencional como por ejemplo un acelerador de cobalto, tal como el octoato de cobalto al 6% en cobalto, y en una cantidad del 0.2% en peso con respecto al peso de Ia resina de poliéster. El promotor de adherencia proporciona Ia unión entre Ia resina de poliéster y Ia carga inorgánica. Generalmente se utiliza un silano. En una realización particular se utiliza metacrilato de 3-trimetoxisililpropilo, típicamente en una cantidad comprendida entre 1% y 2% en peso con respecto al peso de Ia resina de poliéster. A Ia resina se Ie pueden además adicionar uno o más aditivos, tales como un agente biocida, un colorante etc. En este sentido, Ia diversidad de colores en el artículo de piedra aglomerado se consigue añadiendo opcionalmente uno o más colorantes, como por ejemplo óxidos inorgánicos tal como el óxido de hierro o dióxido de titanio. La cantidad de colorante es variable dependiendo de Ia intensidad de color deseada. En una realización particular es del 10-12% en peso con respecto al peso de Ia resina de poliéster.
La resina y Ia carga mineral se mezclan en las mezcladoras planetarias (1) de Ia planta de producción.
La incorporación del componente eléctricamente conductor se hace en Ia planta de fabricación después de las mezcladoras planetarias (1), etapa en Ia que se produce un mezclado más intenso, con el fin de que Ia película que se pretende formar no se disperse demasiado en Ia resina y se disminuya el efecto deseado. Para el objetivo que se pretende conseguir, Ia homogeneización del polvo conductor se hace en el anillo de homogeneización (2). Así, el procedimiento de mezclado es el mismo que para las tablas convencionales, resultando Ia cantidad óptima de masa en las mezcladoras planetarias para Ia correcta homogeneización de Ia mezcla entre 1000 y 2000 Kg.
El polvo del componente eléctricamente conductor se puede espolvorear sobre Ia mezcla de ligante y carga inorgánica, para Io que se monta sobre el puente del anillo de homogeneización (2) un sistema de esparcido que pueda desplazarse longitudinalmente y cubrir toda Ia masa en el proceso de espolvoreado. Al mismo tiempo que el componente eléctricamente conductor se espolvorea, Ia masa se remueve mediante las palas del anillo hasta su homogeneización (2).
Como se ha mencionado anteriormente según Ia alternativa (ii), el componente eléctricamente conductor se añade previamente a una parte del ligante generalmente comprendida entre 2 y 5% en peso respecto a Ia masa total del ligante; a continuación se dispersa, y Ia dispersión resultante se añade a Ia mezcla constituida por el resto de ligante y Ia carga inorgánica, para por último obtener Ia masa de fabricación en (2).
La masa de fabricación homogénea se lleva mediante una cinta trasportadora hasta un distribuidor (3) que coloca sobre un soporte una parte de masa en forma deseada como por ejemplo en forma de tablero. El tamaño del molde utilizado será el que determine el tamaño del tablero, mientras que el grosor Io fijará Ia cantidad de masa que se disponga en el molde. El molde se protege con un papel o film polimérico y se conduce a continuación a una prensa (4) de vibro-compresión al vacío, donde el material se compacta durante 2 ó 3 minutos.
Una vez prensado, el tablero se conduce a un horno (5), cuya temperatura de consigna se coloca entre los 80 y 110 0C, desencadenándose el entrecruzamiento de Ia resina de poliéster, Io que proporciona Ia dureza al tablero. El tiempo de residencia en el horno oscila entre los 20 y 40 minutos.
Una vez que el tablero se saca del horno y se deja enfriar, se Ie realizan los tratamientos mecánicos propios de Ia elaboración de cualquier piedra natural, como mármol o granito. Los tableros obtenidos son aptos para su utilización en suelos y escaleras interiores, así como en todo tipo de superficies de trabajo en las que pueda producirse una acumulación de carga estática debida al rozamiento de objetos con Ia superficie (efecto triboeléctrico).
De acuerdo con el procedimiento de Ia presente invención, Ia diferente apariencia de los tableros se controla mediante Ia variación de Ia composición y Ia granulometría de los distintos materiales de Ia carga inorgánica. Asimismo puede utilizarse una o más masas de fabricación de distintos colores las cuales pueden mezclarse sin que se produzca una transferencia de color entre ellas obteniéndose un producto bicolor, tricolor, etc.
El efecto antiestático de los artículos obtenidos según el procedimiento de Ia invención se basa en añadir al artículo un componente eléctricamente conductor en polvo, que permite drenar Ia carga acumulada a tierra, solucionando los problemas de acumulación. El componente eléctricamente conductor en polvo induce Ia formación de finas películas que conforman una red tridimensional alrededor de los "agregados de material" que se forman tras Ia agitación en las mezcladoras planetarias, de forma que se crea un camino eléctrico hacia el suelo para disipación de Ia carga estática que pueda acumularse. Es importante que Ia carga del componente eléctricamente conductor se homogeneice por completo en todo el artículo de piedra aglomerada.
A Ia hora de realizar los artículos según Ia invención, es necesario tener en cuenta que las cargas minerales que se mezclan inicialmente se mojan luego con Ia resina. Por ello, los inventores han descubierto sorprendentemente que si el componente eléctricamente conductor se añade junto con las cargas minerales y se homogeneiza en las mezcladoras planetarias, al ser mojado por Ia resina, Ia cadena electrónica se rompe (no hay contacto entre las partículas del componente eléctricamente conductor), y no se soluciona el problema de Ia acumulación de carga estática. De acuerdo con una alternativa, se añade un sistema de dosificación entre las mezcladoras y el anillo de homogeneización, de forma que el componente eléctricamente conductor en polvo se agregue una vez que Ia resina ya ha sido homogeneizada con las cargas minerales. En el caso de que el componente eléctricamente conductor se haya dispersado previamente en una parte de Ia resina y luego se añada en forma de veta al resto de Ia mezcla de cargas inorgánicas y resto de Ia resina, las altas concentraciones locales de conductor en las vetas permiten igualmente conseguir el efecto deseado en esas zonas. De ambas formas, se facilita el contacto entre las distintas partículas del componente eléctricamente conductor, Io que permite el drenaje de Ia carga estática generada.
Cabe destacar que el artículo de piedra aglomerada obtenido por el procedimiento de Ia invención presenta Ia calificación eléctrica de aislante, para evitar Ia conducción de cargas eléctricas que pueden provocar situaciones de peligro. Por ello los artículos, por ejemplo los tableros de piedra artificial, así obtenidos son especialmente aptos para su colocación en suelos y escaleras interiores, así como en todo tipo de superficies de trabajo en las que pueda producirse una acumulación de carga estática debida al rozamiento de objetos con Ia superficie.
En una realización preferida el artículo obtenido es una tabla, más preferiblemente una tabla de aglomerado de cuarzo.
La tabla de Ia siguiente invención presenta una serie de propiedades ventajosas con respecto a las tablas convencionales. En este sentido, Ia tabla obtenida mediante el procedimiento de Ia invención (ver Ejemplo 1) muestra una menor resistividad con respecto a una tabla convencional, tal y como se muestra en Ia Tabla 1 , aunque asegurando Ia condición de aislante.
Con respecto al tiempo de disipación (tiempo que tarda en caer Ia carga de Ia pieza desde 1 kV hasta 100 V), Ia tabla de Ia presente invención presenta menor tiempo de disipación que una tabla convencional (Tabla 2), y por último, Ia carga electrostática máxima que adquiere una persona que camina con una suela de goma o cuero sobre una tabla de Ia invención durante un tiempo suficiente para alcanzar el estado estacionario es menor que Ia carga de una tabla convencional (Tabla 3).
La carga electrostática máxima generada en un suelo antiestático constituido por tablas según Ia invención es muy inferior al umbral de sensibilidad (2.5-3 kV), por Io que las personas no percibirán descargas electrostáticas al entrar en contacto con otros conductores.
A continuación se presentan ejemplos ilustrativos de Ia invención que se exponen para una mejor comprensión de Ia invención y en ningún caso deben considerarse una limitación del alcance de Ia misma.
EJEMPLOS
Ejemplo 1 : Obtención de una tabla antiestática con Si metálico.
Se ha realizado Ia fabricación de una tabla con propiedades antiestáticas a partir de 5Kg de una masa de fabricación homogénea que presentaba Ia siguiente composición (porcentajes expresados en peso con respecto al peso total de Ia masa homogénea): a) Carga inorgánica: Sílice micronizada: 26%.
Sílice triturada: 64.2%. b) silicio metálico: 0.8%. c) Ligante: 9% que comprende:
• resina de poliéster insaturado ortoftálico;
• metacrilato de 3-trimetoxisililpropilo (1% respecto a Ia resina),
• perbenzoato de tere-butilo (2% respecto a Ia resina),
• octoato de cobalto (0.2% respecto a Ia resina),
• triclosán (0.5% respecto a Ia resina), y • dióxido de titanio (10% respecto a Ia resina).
El procedimiento de fabricación de Ia tabla se llevó a cabo con esta composición de acuerdo a las siguientes etapas:
Se mezclaron Ia sílice micronizada y Ia sílice triturada hasta su total homogeneización en las mezcladoras planetarias; y por otra parte a Ia resina de poliéster se Ie añadieron los aditivos arriba indicados para obtener el ligante. A continuación se trituró el silicio (granulometría no superior a 0.1 mm) y se añadió a Ia mezcla de sílices y ligante de forma que los "agregados de material" que se formaron se recubrieron de polvo de metal silicio. La mezcla resultante se mezcló en el anillo de homogeneización hasta que se obtuvo una masa de fabricación homogénea que se condujo en una cinta transportadora desde Ia salida del anillo de homogeneización (2) hasta el distribuidor (3). A continuación 2000 Kg de masa de fabricación homogénea se descargaron en el distribuidor para Ia realización de un tablero de dimensiones 1.40 x 3.00 m. La masa distribuida en forma de tabla se moldeó mediante una prensa (4) de vibro-compresión al vacío. El tiempo de prensado fue de 2 minutos y las piezas se recubrieron con papel craft. Por último Ia masa homogénea se endureció en un horno (5) a 9O0C durante un tiempo de 40 min. Finalmente Ia tabla se enfrió hasta alcanzar Ia temperatura ambiente, se calibró, pulió y cortó.
La tabla así obtenida se sometió a posteriores estudios eléctricos dirigidos a comparar sus propiedades con las tablas convencionales. Como particularidad en el procedimiento de fabricación cabe destacar que el silicio metálico se añadió de forma posterior al mezclado de las cargas inorgánicas con Ia resina de poliéster, de manera que se formaron recubrimientos sobre los aglomerados de material que permitieron Ia disipación de Ia carga estática que se genera.
La tabla 1 muestra Ia resistividad eléctrica de una tabla convencional y de una tabla con propiedades antiestáticas según Ia presente invención, donde se puede observar un pequeño descenso de Ia resistividad con respecto a Ia tabla convencional, aunque asegurando Ia condición de aislante.
Las mediciones realizadas se basan en las normas IEC UNE-EN 61340-2-1: Métodos de medida: Ensayo para medir Ia capacidad de materiales y productos para disipar carga de energía estática; y IEC UNE-EN 61340-2-3: Método de ensayo para Ia determinación de Ia resistencia y resistividad de un material sólido plano utilizado para evitar acumulación de carga electrostática.
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Tabla 1. Resistividad eléctrica de las tablas convencionales y las tablas antiestáticas de Ia invención.
La Tabla 2 muestra Ia variación en los tiempos de disipación de Ia carga estática producida por un generador de campo electrostático en tablas convencionales y antiestáticas según Ia invención, entendiéndose por tiempo de disipación el tiempo que tarda en caer Ia carga de Ia pieza desde 1 kV hasta 100 V.
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Tabla 2. Tiempo de disipación de Ia carga generada en las tablas convencionales y en las antiestáticas.
La Tabla 3 muestra Ia carga electrostática máxima que adquiere una persona que camina con una suela de goma o cuero sobre cada una de las superficies analizadas, durante un tiempo suficiente para alcanzar el estado estacionario.
Figure imgf000017_0002
Tabla 3. Carga electrostática máxima adquirida.
La carga electrostática máxima generada en el suelo antiestático de Ia invención es muy inferior al umbral de sensibilidad (2.5-3 kV), por Io que las personas no percibirán descargas electrostáticas al entrar en contacto con otros conductores.
Ejemplo 2: Obtención de una tabla antiestática con TiO2.
Se ha realizado Ia fabricación de una tabla con propiedades antiestáticas a partir de 6Kg de una masa de fabricación homogénea que presentaba Ia siguiente composición (porcentajes expresados en peso con respecto al peso total de Ia masa homogénea):
d) Carga inorgánica:
Cristobalita micronizada: 32%. Sílice triturada: 23%.
Feldespato triturado: 27, 1 % e) TiO2: 8%. f) Ligante: 9,9% que comprende:
• resina de poliéster insaturado ortoftálico;
• metacrilato de 3-trimetoxisililpropilo (1% respecto a Ia resina), • perbenzoato de tere-butilo (1 ,75% respecto a Ia resina),
• octoato de cobalto (0.2% respecto a Ia resina),
• triclosán (0.5% respecto a Ia resina), y
• Colorante de TiO2 y Fe2O3 (10% respecto a Ia resina).
El proceso de fabricación de Ia tabla es el mismo que el descrito anteriormente en el Ejemplo 1.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para Ia fabricación de un artículo de piedra aglomerada que comprende Ia adición de un componente eléctricamente conductor en polvo a una masa de fabricación que comprende una mezcla de ligante y una carga inorgánica.
2. Procedimiento según Ia reivindicación 1, en el que el componente eléctricamente conductor se selecciona de entre el:
Grupo A): constituido por silicio, cinc, níquel, aluminio, estaño, cobre, oro, plata, platino y sus mezclas;
Grupo B): constituido por GeO, "IΪO2 y SnO y sus mezclas;
Grupo C): constituido por ZnO dopado con óxido de aluminio, ITO (óxido de estaño e indio) y sus mezclas; y el carburo de silicio.
3. Procedimiento según Ia reivindicación 2, en el que el componente eléctricamente conductor es silicio.
4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, en el que el metal en polvo del grupo A presenta una granulometría igual o inferior a 0.1mm.
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el que el metal del grupo A se añade en una cantidad comprendida entre 0,5 y 2% en peso respecto al peso total de Ia masa de fabricación.
6. Procedimiento según Ia reivindicación 2, en el que el componente eléctricamente conductor es TÍO2.
7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 o 6, en el que el óxido metálico del grupo B presenta una granulometría igual o inferior a 0.1 mm.
8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2, 6 o 7, en el que el óxido metálico del grupo B se añade en una cantidad comprendida entre 8 y 12% en peso respecto al peso total de Ia masa de fabricación.
9. Procedimiento según Ia reivindicación 2, en el que el óxido metálico dopado del grupo C) presenta una granulometría igual o inferior a 500 nm.
10. Procedimiento según Ia reivindicación 9, en el que el óxido metálico dopado del grupo C) se añade en una cantidad comprendida entre 0,5 y 2% en peso respecto al peso total de Ia masa de fabricación.
11. Procedimiento según Ia reivindicación 2, en el que el carburo de silicio en polvo presenta una granulometría igual o inferior a 0.1 mm.
12. Procedimiento según Ia reivindicación 11, en el que el carburo de silicio se añade en una cantidad comprendida entre 8 y 12% en peso respecto al peso total de Ia masa de fabricación.
13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en el que Ia adición del componente eléctricamente conductor se hace:
(i) sobre Ia mezcla previamente formada por un ligante y una carga inorgánica, o alternativamente,
(ii) a una parte del ligante seguido de dispersión, y a continuación Ia dispersión resultante se añade a Ia mezcla formada por el ligante restante y una carga inorgánica.
14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el procedimiento de Ia invención comprende además las siguientes etapas convencionales:
• distribuir una parte de Ia masa de fabricación sobre un soporte;
• moldeo y prensado de Ia masa distribuida en una prensa de vibro- compactación en condiciones de vacío;
• endurecimiento de Ia masa por aplicación de calor;
• enfriar el producto obtenido y • tratamiento mecánico del producto.
15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que Ia carga inorgánica, se selecciona de entre los siguientes materiales inorgánicos en uno de los siguientes porcentajes:
• 30-35% de cristobalita micronizada;
• 50-60% de sílice micronizada;
• 5-8% de sílice triturada;
• 30-35% de feldespato,
de modo que Ia suma de los porcentajes sea el 100% de Ia carga inorgánica total.
16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, 13 o 14, en el que Ia masa de fabricación presenta Ia siguiente composición, donde los porcentajes se expresan en peso con respecto al peso total de Ia masa de fabricación:
a) Sílice micronizada: 26%, b) Sílice triturada: 64.2%, c) Silicio metálico: 0.8%, d) ligante: 9%,
donde el ligante comprende: resina de poliéster insaturado ortoftálico metacrilato de 3-trimetoxisililpropilo (1% en peso con respecto a Ia resina) perbenzoato de tere-butilo (2% en peso respecto a Ia resina), octoato de cobalto (0.2% en peso respecto a Ia resina), triclosán (0.5% en peso respecto a Ia resina), y dióxido de titanio (10% en peso respecto a Ia resina).
17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2, 6-8, en el que Ia masa de fabricación presenta Ia siguiente composición, donde los porcentajes se expresan en peso con respecto al peso total de Ia masa de fabricación:
a) cristobalita micronizada: 32%, b) Sílice triturada: 23%, c) Feldespato triturado 27.1 % d) TiO2: 8%, e) ligante: 9.9%, donde el ligante comprende: resina de poliéster insaturado ortoftálico metacrilato de 3-trimetoxisililpropilo (1 % en peso con respecto a Ia resina) perbenzoato de tere-butilo (1.75% en peso respecto a Ia resina), octoato de cobalto (0.2% en peso respecto a Ia resina), triclosán (0.5% en peso respecto a Ia resina), y dióxido de titanio y óxido de hierro (III) (10% en peso respecto a Ia resina).
18. Procedimiento según Ia reivindicación 13, en el que el componente eléctricamente conductor se añade previamente a una parte del ligante generalmente comprendida entre 2 y 5% en peso respecto a Ia masa de ligante total.
19. Artículo de piedra aglomerada obtenido según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18.
20. Articulo según Ia reivindicación 19, de cuarzo aglomerado.
21. Artículo según cualquiera de las reivindicaciones 19 o 20, en forma de tabla.
22. Empleo de un artículo según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, en construcción o decoración.
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