k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 k Número de publicación: 2 125 185 21 k Número de solicitud: 9700451 51 k Int. Cl. 6 : B05D 1/02 B29B 13/02 C08K 3/20 C08K 3/32 //B29K 105:34 k 12 SOLICITUD DE PATENTE A1 22 kfecha de presentación: 03.03.97 71 k Solicitante/s: Isover Saint-Gobain Les Miroirs, 18 Avenue d Alsace 92400 Courbevoie, FR k 43 Fecha de publicación de la solicitud: 16.02.99 k 43 Fecha de publicación del folleto de la solicitud: 16.02.99 k 72 Inventor/es: Cucè, Gaetano; Burg, Daniel y Joachim, Jacky k 74 Agente: Durán Moya, Luis Alfonso k 54 Título: Material aislante térmico y método para la fabricación del mismo. k 57 Resumen: Material aislante térmico y método para la fabricación del mismo. Material aislante térmico que comprende una esterilla de fibras minerales impregnadas con un aglomerante inorgánico, de manera que la composición aglomerante inicial comprende mono- y/o bi-fosfatos de aluminio con una proporción molar de Al 2 O 3 a P 2 O 5 comprendida entre 0,33 y 0,67. ES 2 125 185 A1 Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 28036 Madrid
1 ES 2 125 185 A1 2 DESCRIPCION Material aislante térmico y métodoparalafabricación del mismo. La presente invención se refiere a materiales para aislamiento térmico que comprenden una capa de fibras minerales y también se refiere a un método para la fabricación de estos materiales. La invención está dirigida asimismo a aislamientos térmicos para hornos y estufas. Para materiales de aislamiento térmico que consisten en fibras minerales se utilizan habitualmente aglomerantes orgánicos. No obstante, los aglomerantes orgánicos se descomponen a elevada temperatura, dando lugar a la formación de substancias orgánicas olorosas. En especial, la formación de formaldehído a partir de los aglomerantes orgánicos se considera problemática. Este problema es específicamente evidente en los materiales aislantes térmicos a utilizar en aislamientos térmicosparahornosysimilaresenlosquenecesariamentesetendrán elevadas temperaturas, pudiéndose liberar gases olorosos al medio ambiente, por ejemplo en una cocina. Las propuestas de utilizar aglomerantes inorgánicos en vez de aglomerantes orgánicos para las fibras minerales para producir materiales aislantes térmicos no han tenido éxito hasta el momento. Los aglomerantes inorgánicos muestran en muchos casos reducidas propiedades aglomerantes y otros aglomerantes inorgánicos son muy higroscópicos, lo cual se ve acompañado de efectos indeseables. Debido a la adsorción de agua de los aglomerantes inorgánicos higroscópicos, el espesor del material aislante térmico aumenta y no es posible una aplicación precisa. Además, la adsorción de agua puede conducir a cortocircuitos eléctricos, por ejemplo, si los materiales aislantes se encuentran en contacto con los conductores de un horno eléctrico. Se ha descubierto sorprendentemente que los problemas indicados pueden ser solucionados consiguiendo excelentes aglomerantes inorgánicospara el caso en que las fibras de vidrio comprenden determinados fosfatos de aluminio. La presente invención está dirigida específicamente a un material aislante térmico que comprende una esterilla de fibras minerales impregnadas con un aglomerante inorgánico, de manera que la composición de aglomerante inicial comprende mono- y/o bi-fosfatos de aluminio con una proporción molar de Al 2 O 3 ap 2 O 5 comprendida entre 0,33 y 0,67. Se ha descubierto de manera sorprendente que dichos aglomerantes inorgánicos tienen muy buenas propiedades aglomerantes y no muestran excesiva adsorción de agua. El término fibras minerales utilizado en este caso se debe comprender en el sentido de incluir todo tipo de fibras inorgánicas, especialmente fibras de vidrio y fibras de roca, que se designan frecuentemente como lana de vidrio y lana de roca. La esterilla es fabricada de modo continuo, depositándose las fibras de vidrio fabricadas como esterilla distribuida de forma estadística en todas 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 las direcciones sobre una cinta transportadora. En el momento en que las fibras quedan depositadas sobre la cinta transportadora reciben un rociado del aglomerante líquido. A continuación dicha esterilla es alimentada a una estufa de curado para endurecer el aglomerante. Habitualmente, las fibras minerales son impregnadas con una solución acuosa del aglomerante inorgánico. La concentración de la solución acuosa puede estar comprendida entre 6 y 18 % y se encuentra preferentemente entre 8 y 10 %. Después de la impregnación se lleva a cabo un tratamiento térmico preferentemente entre 100 y 350 C, especialmente alrededor de 170 a 180 C durante cuyo tratamiento térmico se consigue la unión de las fibras minerales por la acción del aglomerante. La gama preferente para el aglomerante inorgánico es una proporción molar de Al 2 O 3 ap 2 O 5 comprendida entre 0,4 y 0,6. Una mejora adicional muy significativa y sorprendente del aglomerante inorgánico con respecto a la reducción de la higroscopicidad consiste en incluir óxido cálcico (CaO) en la composición aglomerante inicial. La gama preferente para la adición de óxido cálcico en la composición aglomerante está comprendida entre 2 y 10 % en peso. En este caso y en la totalidad de la memoria y las reivindicaciones los porcentajes en peso se deben comprender siempre calculados en estado seco, si bien la adición puede tener lugar en forma de solución acuosa. Otra adiciónalacomposición aglomerante inicial con un efecto sorprendentemente positivo es la de amoníaco que se añade usualmente en forma de una solución acuosa. La cantidad preferente de amoníaco en la composición aglomerante inicial es de 1 a 8, preferentemente, 2 a 6 % en peso, basado en NH 3. Es especialmente preferente añadir, tanto óxido cálcico como amoníaco, a la composición de fosfato de aluminio, preferentemente en una cantidad de 2 a 10 % en peso de óxido cálcico y de 1 a8%enpesodeamoníaco. La cantidad de aglomerante inorgánico utilizado, calculado en estado seco se encuentra preferentemente en una gama de 2 a 25 % en peso, especialmente 5 a 15 % en peso basado en las fibras minerales. El método de la presente invención para la fabricación de un material aislante que comprende una capa de fibras minerales se lleva a cabo impregnando las fibras minerales con un aglomerante que comprende mono- y/o bi-fosfatos de aluminio con una proporción molar de Al 2 O 3 a P 2 O 5 entre 0,33 y 0,67, y opcionalmente óxido cálcico y/o amoníaco, y posteriormente tratando térmicamente el material aislante. La composición aglomerante inicial utilizada en este método comprende además de fosfato de aluminio, preferentemente de 2 a 10 % en peso de óxido cálcico y de 1 a 8 % en peso de amoníaco. Los materiales de aislamiento térmico de acuerdo con la presente invención son especial- 2
3 ES 2 125 185 A1 4 mente adecuados para aislamiento térmico de aparatos tales como hornos de cocina. La invención queda adicionalmente ilustrada mediante ejemplos. Ejemplo 1 Se preparó una composición inicial de aglomerante inorgánico que consistía en mono- y bifosfatos de aluminio de manera que la proporción molar de Al 2 O 3 ap 2 O 5 era de 0,4. Una solución acuosa de esta composición aglomerante con una concentración de 10 % fue aplicada por rociado sobre una capa de fibras de vidrio en una proporción de 0,4% en peso. La capa impregnada fue tratada térmicamente a 180 C durante 2 minutos. El material aislante térmico resultante mostró muy buenas propiedades aglomerantes y baja adsorción de agua. Ejemplo 2 Este ejemplo muestra las ventajas de la adición de óxido cálcico y/o amoníaco a la composición aglomerante inorgánica reduciendo la higroscopicidad, en otras palabras, la adsorción de humedad. Las composiciones aglomerantes designadas A-E en forma de solución acuosa fueron secadas durante 60 minutos a 180 C. El producto obtenido fue triturado y colocado en un platillo y comprobado en cuanto a adsorción de agua por medición del incremento de peso para diferentes condiciones de almacenamiento. La primera serie de pruebas fue realizada a temperatura ambiente y con una humedad relativa comprendida entre 60 y 70 % a lo largo de 90 h. La segunda serie de pruebas fue llevada a cabo asimismo a temperatura ambiente pero con una humedad relativa de 100 % durante 90 h. Las composiciones de los aglomerantes y los resultados de las pruebas expresados en porcentaje de incremento de peso se indican en la siguiente tabla. De los datos de las pruebas es evidente que las composiciones de aglomerantes inorgánicos que contienen, además de fosfato de aluminio, óxido cálcico y amoníaco proporcionan los mejores resultados, lo cual significa que no absorben prácticamente humedad alguna. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 TABLA 90 h tem- 90 h temperatura peratura ambiente ambiente 60 a 70 % 100 % Aglome- Composición humedad humedad rante (partes) relativa relativa A Al-Ph 96 24,2 72,9 NH 3 0 B Al-Ph 96 6,0 61,0 NH 3 2 C Al-Ph 96 0,1 15,4 NH 3 4 D Al-Ph 96 0,1 7,0 NH 3 6 E Al-Ph 96 0,1 1,7 NH 3 8 Al-Ph = Fosfato de aluminio Ejemplo 3 Se utilizó lacomposición aglomerante D del Ejemplo 2 para impregnar una capa de fibras de vidrio. La composición aglomerante consistía en 96 partes de fosfato de aluminio con una proporción molar de Al 2 O 3 ap 2 O 5 de 0,5, 4 partes de óxido cálcico y 6 partes de amoníaco. El aglomerante fue utilizado en forma de una solución acuosa al 10 %. Después de la impregnación, en la que se utilizó 5 % del peso del aglomerante, el material fue tratado térmicamente a 200 Cpara formar un material aislante térmico. El material obtenido mostraba excelentes características de aglomeración y no era higroscópico. Todo cuanto no afecte, altere, cambie o modifique la esencia del material descrito, será variable a los efectos de esta Patente de Invención. 50 55 60 65 3
5 ES 2 125 185 A1 6 REIVINDICACIONES 1. Material aislante térmico que comprende una esterilla de fibras minerales impregnadas con un aglomerante inorgánico, en el que la composición aglomerante inicial comprende mono- y/o bi-fosfatos de aluminio con una proporción molar de Al 2 O 3 ap 2 O 5 comprendida entre 0,33 y 0,67. 2. Material aislante térmico, según la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción molar de Al 2 O 3 ap 2 O 5 está comprendida entre 0,4 y 0,6. 3. Material aislante térmico, según la reivindicación 1 ó2,caracterizado porque la composición aglomerante inicial contiene asimismo óxido cálcico. 4. Material aislante térmico, según la reivindicación 3, caracterizado porque el óxido cálcico se encuentra presente en la composición aglomerante inicial en una proporción de 2 a 10%en peso. 5. Material aislante térmico, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la composición aglomerante inicial contiene asimismo amoníaco. 6. Material aislante térmico, según la reivindicación 5, caracterizado porque la composición aglomerante inicial contiene amoníaco en una cantidad de 1 a 8, preferentemente 2 a 6 % en 5 10 15 20 25 30 peso. 7. Material aislante térmico, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la composición aglomerante inicial contiene óxido cálcico y amoníaco. 8. Material aislante térmico, según la reivindicación 7, caracterizado porque la composición aglomerante inicial contiene además de fosfato de aluminio, óxido cálcico en una cantidad comprendida entre 2 y 10 % en peso y amoníaco en una cantidad de 1 a 8 % en peso. 9. Método para fabricación de un material aislante que comprende una esterilla de fibras minerales en la que las fibras minerales están impregnadas con un aglomerante inorgánico que comprende mono- y/o bi-fosfatos de aluminio con una proporción molar de Al 2 O 3 ap 2 O 5 comprendida entre 0,33 y 0,67, y opcionalmente óxido cálcico y/o amoníaco, y después de ello se efectúa un tratamiento térmico. 10. Método, según la reivindicación 9, caracterizado porque la composición aglomerante comprende entre 2 y 10 % en peso de óxido cálcico y entre 1 y 8 % en peso de amoníaco. 11. Aislamientos térmicos para hornos y similares que comprenden el material de aislamiento térmico según cualquiera de las reivindicaciones 1a9. 35 40 45 50 55 60 65 4
OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA k 11 ES 2 125 185 k 21 N. solicitud: 9700451 k 22 Fecha de presentación de la solicitud: 03.03.97 k 32 Fecha de prioridad: 08.03.96 INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA k 51 Int. Cl. 6 : B05D 1/02, B29B 13/02, C08K 3/20, 3/32 // B29K 105:34 DOCUMENTOS RELEVANTES Categoría Documentos citados Reivindicaciones afectadas X US 4504527 A (SADAO HARA y col.) 12.03.1985, 1-3,9,11 reivindicaciones 1-3; columna 2, líneas 4-7,20-24,37-53. A WO 9409169 A (THE RESEARCH FOUNDATION OF STATE UNIVERSITY OF 1,9 NEW YORK AT BUFFALO) 28.04.1994, reivindicaciones 1-27. A GB 2110222 A (CULPIN JOHN CROSSLEY) 15.06.1983, 1,9,11 todo el documento. Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado para todas las reivindicaciones para las reivindicaciones n : Fecha de realización del informe Examinador Página 07.01.99 A. Amaro Roldán 1/1
OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11k N. de publicación: 2 125 185 A1 21k Número de solicitud: 9700451 51k Int. Cl. 6 : B05D 1/02 B29B 13/02 C08K 3/20 C08K 3/32 //B29K 105:34 CORRECCION DE ERRATAS DE FOLLETO DE PATENTE Pág./INID Omisión Corrección 1, k 31 Prioridad 08.03.96 IT MI96000452