WO2010115254A1 - Material compósito ecológico a base de cascas de moluscos e processo de obtenção - Google Patents

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Jean Carlos Argiles Laitano
Guilherme Mateus Tafner
Christian Jung
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Jean Carlos Argiles Laitano
Guilherme Mateus Tafner
Christian Jung
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    • C04B14/26—Carbonates
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    • C04B2111/54—Substitutes for natural stone, artistic materials or the like
    • C04B2111/542—Artificial natural stone
    • C04B2111/545—Artificial marble

Definitions

  • ECOLOGICAL COMPOSITE MOLUSK SHELLS! Describes ornamental, marble-like composite material. It uses as its main raw material shellfish and shellfish shells in general, in three particle sizes with different concentrations, plus binder with catalyst, resulting in a product of high hardness and good resistance to bending and compression.
  • US Patent 1 196610 which describes a material composed of oyster shell, beeswax and calcined plaster, which has visual appearance similar to a marble.
  • US 152459 also describes oyster shell-containing material in its composition since it claims material consisting of potassium aluminum combined with calcium carbonate, the latter being derived from bones, limestone minerals, natural marbles, clayey limestone, lime chalk, among others.
  • the object of the present invention is a composite material consisting solely of shellfish shell or other similar mollusk such as oyster, snail, snail, cockles; with the addition of a binder, preferably synthetic and translucent, pigmented or not, and the addition of a catalyst for acceleration of the reaction.
  • the shells, used as raw material are used in three different particle size ranges and concentrations: 1) from 10% to 30% of raw material with a size range of 6.00 x 10 "4 to 2.00 mm; 2) 35% to 65% of raw material with a particle size range from 2.00 mm to 6.00 mm, 3) from 20% to 40% of raw material with a size range from 6.00 mm to 15 mm.
  • the amount of raw material used in the production of the manufactured material comprises 63% to 81% of the final product.
  • the binder, together with the catalyst, mixed with the raw material comprises from 19% to 37% of the final product.
  • the catalyst used comprises on average 5% of the amount of the binder used; It is used to accelerate the reaction.
  • Another advantage of the developed material is the strength values and mechanical characteristics. Empirical and application tests showed the excellent mechanical characteristics of the materials developed under these conditions. Such These characteristics are related to the choice of distinct percentage and particle size ranges of the main raw material.
  • Another advantage of the developed material is its low specific weight compared to natural marble and granite.
  • Relative density values of the material made using shellfish shells showed an approximate average of 1.2 g / cm 3 .
  • Relative density values of material manufactured using oyster shells averaged approximately 1.3 g / cm 3 .
  • the manufacturing process of the developed material basically consists of the elimination of organic matter by known methods, washing, drying, grinding or milling of the raw material, and the sifting of the raw material into the three distinct granulometric ranges already described; the mixing of the raw material, in its different proportions and granulometric scales, by means of a mixer in an interval of 3 to 7 minutes; the addition of binder to the mixture, with concentration ranging from 19% to 37%; mixing the binder by mixer for a period of 7 to 13 minutes; the addition of the catalyst, with an average concentration of 5% of the amount of binder used; mixing the catalyst through the mixer for a period of 4 to 8 minutes; casting of the proposed mold material (plates, vases, sheets, etc.); vibration of the filled mold was a vibrating table for a period of 7 to 11 minutes; curing time for the material from 24 to 48 hours.
  • the surface finish of the product developed is similar to that done in natural marble and granite.
  • a coat of gel coat can be applied for minor imperfections to provide shine and
  • Figures 1 and 2 show an illustrative photograph of the developed material.
  • Figure 1 shows an illustration of the material manufactured using 100% oyster as a raw material, within the particle size range considered to be anonymous.
  • Figure 2 shows an illustration of the material manufactured using 100% shellfish as a raw material within the optimum particle size ranges.
  • the material can be manufactured using a single raw material such as oyster or shellfish or other shellfish, or a mixture of raw materials such as shellfish and oyster, oyster and shellfish in varying proportions as long as they fall within the ranges. particle sizes already specified in this report.

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Abstract

Descreve material compósito, com aspecto ornamental, tipo mármore; utiliza como matéria-prima principal, conchas de moluscos e mariscos em geral, em três faixas granulométricas com concentrações distintas, acrescidos de ligante com catalisador para a aceleração da reação.

Description

MATERIAL COMPÓSITO ECOLÓGICO A BASE DE CASCAS DE MOLUSCOS ! . Descreve material compósito, com aspecto ornamental, tipo mármore. Utiliza como matéria-prima principal, conchas de moluscos e mariscos em geral, em três granulometrias com concentrações distintas, acrescidos de ligante com catalisador, resultando em produto de elevada dureza e boa resistência a flexão e compressão.
' Mármores e granitos representam um dos principais grupos de rochas para ornamentação e revestimento. Possuem boas características de resistência mecânica e ao desgaste abrasivo e comumente utilizado na fabricação de tampos, soleiras, pias, lápides, monumentos, revestimentos, etc. Sua utilização deve-se ao fato de suas boas propriedades mecânicas, e físico-químicas, aliadas à sua aparência visual, porém são frágeis aos esforços de flexão; são quebradiços.
Existe no mercado materiais sintéticos que buscam semelhanças com os mármores e granitos, tais como os porcelanatos, granitos sintéticos como apresentado no documento de pedido de patente PI0505045-6 com o título, "Chapa De Granito Sintético De Corpo Único Originada Da Combinação De Fragmentos De Pedra Granítica Com Resinas".
Existem materiais que apresentam cm sua composição, conchas de ostras ou moluscos como carga ou como parte de sua composição, tais como o documento de patente US 1 196610 que descreve um material composto de casca de ostra, cera de abelha e gesso calcinado, que apresente aspecto visual semelhante a um mármore. O documento de patente US 152459 também descreve material que pode contar cascas de ostras em sua composição, uma vez que reivindica material constituído por alumínio potássico combinado com carbonato de cálcio, sendo este último proveniente de ossos, minerais calcários, mármores naturais, calcário argiloso, giz de cal, entre outros. O objeto da presente patente consiste num material compósito, constituído apenas por casca de mariscos, ou outro molusco similar, como ostra, caramujo, caracol, berbigão, ; com adição de um ligante, preferencialmente sintéticos e translúcidos, pigmentados ou não, c adição dc um catalisador pa a a aceleração da rcação. As cascas, utilizadas como matéria-prima, são utilizadas em três faixas granulométricas e concentrações distintas: 1) de 10% a 30% de matéria-prima com faixa granulométrica de 6,00 x IO"4 a 2,00 mm; 2) de 35% a 65% de matéria-prima com faixa granulométrica de 2,00 mm a 6,00 mm; 3) de 20% a 40% de matéria-prima com faixa granulométrica de 6,00 mm a 15 mm. Embora a utilização das três faixas granulométricas combinadas nas percentagens citadas resultem em produto de elevada dureza e boa resistência a flexão e compressão, testes e ensaios experimentais permitiram determinar valores otimizados de tamanho de grânulos e suas porcentagens utilizando cascas de mariscos e de ostras, que consistem: 1) 20% de matéria- prima com faixa granulométrica de 1,18 x I O"3 mm a 2,00 mm; 2) 50% de matéria-prima com faixa granulométrica de 2,38 mm a 4,76 mm; 3) 30% de matéria-prima com faixa granulométrica de 6,00 mm a 9,00 mm.
Á quantidade de matéria-prima utilizada na produção do material fabricado compreende 63% a 81 % do produto final. O ligante, juntamente com o catalisador, misturado à matéria-prima compreende de 19% a 37% do produto final. O catalisador utilizado compreende em média 5% da quantidade do ligante utilizado; é utilizado para acelerar a reação.
É vantagem do material desenvolvido, a sua simplicidade de fabricação, pelo fato de utilizar apenas a casca do molusco, o ligante e o catalisador.
Outra vantagem do material desenvolvido está nos valores de resistência e características mecânicas. Testes empíricos e de aplicação mostraram as excelentes características mecânicas dos materiais desenvolvidos nestas condições. Tais características estão relacionadas com a escolha das faixas distintas de porcentagem e granulometria da matéria-prima principal.
Outra vantagem do material desenvolvido refere-se ao seu baixo peso específico, se comparados aos mármores e granitos naturais. Valores de densidade relativa do material fabricado utilizando cascas de mariscos apresentaram uma média aproximada de 1 ,2 g/cm3. Valores de densidade relativa do material fabricado utilizando cascas de ostras apresentaram uma média aproximada de 1,3 g/cm3. Assim, produtos como tampos de pia, lápides, dentre outros, fabricados com tal material, apresentam facilidades relacionados aò seu manuseio, transporte, instalação, etc.
Também é característica do material desenvolvido, o seu aspecto visual, apresentando formação de veios e/ou texturas com formas, cores e extensões variáveis, resultante da mistura c do tipo de matéria-prima utilizada nas diferentes granulomclrias e concentrações.
O processo de fabricação do material desenvolvido consiste basicamente na eliminação da matéria orgânica por métodos conhecidos, lavação, secagem, trituração ou moagem da matéria-prima, e a peneiração da matéria-prima nas três faixas granulométricas distintas já descritas; a mistura da matéria-prima, em suas distintas proporções e escalas granulométricas, por meio de misturador num intervalo de 3 a 7 minutos; a adição de ligante à mistura, com concentração variando entre as faixas de 19% a 37%; mistura do ligante, através de misturador, por um período de tempo de 7 a 13 minutos; a adição do catalisador, com concentração média de 5% da quantidade de ligante utilizado; mistura do catalisador, através do misturador, por período de tempo de 4 a 8 minutos; vazamento do material em molde proposto, (chapas, vasos, lampos, etc); vibração do molde preenchido, era mesa vibratória, por período de 7 a 1 1 minutos; tempo de cura para o material de 24 a 48 horas. O acabamento superficial do produto desenvolvido é similar ao realizado em mármores e granitos naturais. Pode-se passar uma demão de gel "coat", para o acerto de pequenas imperfeições, para conferir brilho e impermeabilizar o produto fabricado a partir do material.
As figuras 1 e 2 mostram uma fotografia ilustrativa do material desenvolvido.
A figura 1 mostra uma ilustração do material fabricado utilizando 100% de ostra como matéria-prima, dentro das faixas granulométricas consideradas ólimas.
A figura 2 mostra uma ilustração do material fabricado utilizando 100% dc marisco como matéria-prima, dentro das faixas granulométricas consideradas ótimas.
Vale lembrar que o material pode ser fabricado utilizando uma matéria-prima única, tipo ostra ou marisco ou outro molusco, ou ainda a mistura de niatérias-primas, como marisco e ostra, ostra e marisco em proporções variadas desde que se enquadre dentro das faixas granulométricas já especificadas no presente relatório.

Claims

REIVINDICAÇÃO
1. "MATERIAL COMPÓSITO ECOLÓGICO A BASE DE CASCAS DE MOLUSCOS", descreve material compósito, com aspecto ornamental, tipo mármore ou granito; utiliza como matéria-prima principal, cascas de moluscos, do tipo marisco, ostra e outros, caracterizado pela matéria-prima principal utilizada conter três faixas de concentrações em faixas granulométricas distintas, que se constitui de 10% a 30% da matéria-prima na faixa granulométrica de 6,00 x 10" a 2,00 mm; de 35% a 65% da matéria-prima na faixa granulométrica de 2,00 mm a 6,00 mm; de 20% a 40% da matéria-prima na faixa granulométrica de 6,00 mm a 15 mm; e pela mistura formada pela misturas das três granulometrias utilizadas corresponder uma faixa de 63% a 81% do material fabricado; e por ser adicionado ligante, juntamente com um catalisador, numa faixa de concentração de 19% a 37% do produto final, sendo que o catalisador corresponde uma média de 5% da quantidade de ligante utilizado;
2. "MATERIAL COMPÓSITO ECOLÓGICO A BASE DE CASCAS DE MOLUSCOS", de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelas três faixas de concentrações apresentarem uma concentração otimizada com uma faixa otimizada de granulometria que corresponde a 20% da matéria-prima na faixa granulométrica de 1 , 1 8 x I O"3 mm a 2,00 mm; 50% da matéria-prima na faixa granulométrica de 2,38 mm a 4,76 mm; 30% da matéria-prima na faixa granulométrica de 6,00 mm a 9,00 mm;
3. "MATERIAL COMPÓSITO ECOLÓGICO A BASE DE CASCAS DE MOLUSCOS", de acordo com reivindicação 1 , caracterizado por opcionalmente ser adicionado um corante ao ligante;
4. "MATERIAL COMPÓSITO ECOLÓGICO A BASE DE CASCAS DE MOLUSCOS", de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo ligante ser preferencialmente translúcido;
5. "MATERIAL COMPÓSITO ECOLÓGICO A BASE DE CASCAS DE MOLUSCOS", caracterizado pelo processo de fabricação do material desenvolvido consistir basicamente na eliminação da matéria orgânica por métodos conhecidos, lavação, secagem, trituração ou moagem da matéria-prima, e a peneiração da matéria-prima nas três faixas granulométricas de 10% a 30% da matéria-prima na faixa granulométrica dc 6,00 x I O"4 a 2,00 mm; de*35% a 65% da matéria-prima na faixa granulométrica de 2,00 mm a 6,00 mm; de 20% a 40% da matéria-prima na faixa granulométrica de 6,00 mm a 15 mm; misturar a matéria-prima, cm suas distintas proporções c escalas granulométricas, por meio de misturador num intervalo de 3 a 7 minutos; adicionar ligante à mistura, com concentração variando entre as faixas de 19% a 37%; misturar o ligante, através de misturador, por um período cie tempo de 7 a 13 minutos; adicionar o catalisador, com concentração média de 5% da quantidade de ligante utilizado; misturar o catalisador, através do misturador, por período de tempo de 4 a 8 minutos; vazar o material em molde proposto, (chapas, vasos, tampos, etc); vibrar o molde preenchido, em mesa vibratória, por período de 7 a 1 1 minutos; proporcionar tempo de cura para o material de 24 a 48 horas.
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