Procedimiento para la fabricación de tablas de aglomerado mediante radiación con microondas y tabla de aglomerado fabricada mediante radiación con microondas.

La presente invención, procedimiento para la fabricación de tablas de aglomerado mediante radiación con microondas y tabla de aglomerado fabricada mediante radiación con microondas se refiere a procedimiento por el cual se realiza el curado de las resinas contenidas en la masa de una tabla de aglomerado mediante radiación con microondas

Procedimiento para la fabricación de tablas de aglomerado mediante radiación con microondas y tabla de aglomerado fabricada mediante radiación con microondas.

Objeto de la invención

La presente invención, procedimiento para la fabricación de tablas de aglomerado mediante radiación con microondas y tabla de aglomerado fabricada mediante radiación con microondas, se refiere a un procedimiento por el cual se realiza el curado de las resinas contenidas en la masa de una tabla de aglomerado mediante radiación con microondas. En particular la presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de tablas de aglomerado de cuarzo mediante radiación con microondas. Este procedimiento de fabricación tiene su aplicación en la industrial de piedra artificial.

Estado de la técnica

En el proceso de fabricación de tablas de aglomerado son utilizadas resinas poliméricas. Dichas resinas tienen como una de sus funciones principales el endurecimiento de la tabla de aglomerado. Este endurecimiento de la tabla se debe al proceso de polimerización (curado) que se produce en la resina tal y como se detalla a continuación.

Las resinas utilizadas en el proceso de fabricación de tablas de aglomerado son polímeros cuyas propiedades vienen determinadas por la naturaleza de los monómeros que constituyen el polímero, así como por la distribución que adquieren las moléculas de la resina durante las reacciones que tienen lugar en el proceso de polimerización (curado) de la resina.

En concreto las resinas utilizadas en el proceso de fabricación de tablas de aglomerado son una clase de polímeros sintéticos denominados termoestables. Este tipo de polímeros por efecto de un agente inductor, que bien puede ser una transferencia de calor o agentes químicos, sufren una serie de reacciones químicas que conducen a la formación de una red tridimensional formada por la unión de diferentes cadenas poliméricas. Es decir, por efecto de un agente inductor se producirá un entrecruzamiento de las cadenas de polímeros lo que provocará el endurecimiento de la resina. El anterior proceso se conoce como polimerización o curado de una resina y dará lugar a un cambio en las propiedades de la resina como es el endurecimiento de la misma. En el proceso de polimerización las propiedades de la resina van sufriendo cada vez mayores cambios según va aumentando el grado de entrecruzamiento del polímero.

Antes de iniciarse el proceso de polimerización, la resina se encuentra en estado fluido pero poco a poco según va avanzando el proceso de polimerización, se va haciendo cada vez más viscosa hasta que se acaba formando un sólido elástico. A este punto crítico en el que la resina se convierte en un sólido viscoso se denomina gelificación y se produce una vez alcanzada una temperatura característica denominada temperatura de transición vítrea (Tg).

Según va continuando el proceso de curado se produce la vitrificación de la resina. La vitrificación tiene lugar cuando la temperatura de transición vítrea (Tg) alcanza el valor de la temperatura de curado isoterma. Este punto de vitrificación supone la solidificación del material, es decir, el paso de un estado líquido viscoso a un estado sólido vítreo. El estado vítreo de la resina se alcanza como consecuencia de un incremento del peso molecular y la densidad de entrecruzamiento durante el proceso de polimerización.

El anterior proceso de polimerización o curado puede acelerarse si se aplica calor. Actualmente para el curado de resinas se utilizan principalmente hornos eléctricos y en menor medida hornos de propano. En este tipo de hornos el calentamiento se inicia en las caras de la tabla de aglomerado. El calor no incide directamente al interior de la tabla de aglomerado sino que mediante una transferencia del calor por conducción se irá calentando el resto de la tabla de aglomerado.

Este tipo de calentamiento da como resultado un gradiente de temperatura desde la superficie de la cara hasta el interior de la tabla de aglomerado. Debido al modo en el que el calor se transmite una de las principales desventajas de esta forma de aplicación de calor es la diferencia de temperaturas que existen en la tabla de aglomerado. Esta desventaja ocasiona que el interior de la tabla esté a una temperatura menor que las superficies y por tanto no se produzca un curado homogéneo de la resina.

Otra desventaja asociada a este modo de transmisión del calor por conducción es que en este tipo de hornos el rendimiento energético es muy bajo ya que son necesarias potencias de trabajo muy altas para conseguir alcanzar una polimerización completa de la resina. Además por otra parte, se trata de una técnica de curado lenta ya que la resina es calentada por conducción del calor y no de forma directa. Es por ello que las líneas de producción para el curado de resinas mediante hornos eléctricos son de gran longitud debido al tiempo que se necesita para la polimerización de la resina, siendo además necesario un almacenamiento de las tablas una vez calentadas para que el proceso de polimerización finalice de forma completa con el tiempo.

Otra técnica utilizada para el acelerado del curado de resinas es el calentamiento por infrarrojos. En este caso se utilizan resinas fotosensibles a la radiación infrarroja. Este método consigue acelerar el tiempo de curado con respecto al tiempo necesario en el caso de emplear hornos eléctricos o de propano. Sin embargo, al igual que en el caso de los hornos eléctricos o de propano únicamente se produce un calentamiento de la superficie. El hecho de que solamente la radiación infrarroja incida de forma directa calentando la superficie de las tablas presenta el inconveniente de que el interior de la tabla no queda calentado de igual forma y por tanto en el interior de la tabla la resina queda semicurada.

La radiación de microondas es un modo alternativo de introducir energía térmica en las reacciones químicas y por tanto de acelerar el proceso de curado de resinas. Las microondas son un tipo de ondas electromagnéticas en el espectro de frecuencias comprendido entre 300 MHz y los 300 GHz.

Cuando un material es radiado con microondas, el material preferiblemente absorbe las microondas. Las frecuencias a las cuales el material absorbe las microondas se denominan frecuencias de resonancia y dependen de la polaridad de las moléculas que componen el material. La citada polaridad de las moléculas puede utilizarse para el curado selectivo permitiendo obtener resultados no logrados a través de un calentamiento convencional. Es decir se puede conseguir un calentamiento exclusivo de la resina sin necesidad de calentar el resto de materiales que constituyen la tabla de aglomerado.

En general la manera en la que un material responde a la radiación con microondas depende principalmente de la característica dieléctrica del material. La constante dieléctrica compleja describe dichas propiedades dieléctricas de un material, y se expresa como la suma de la parte real (varepsilon') y la parte imaginaria (varepsilon''). La parte real representa la capacidad de un material a ser polarizado por un campo electromagnético externo y la parte imaginaria cuantifica la eficiencia con la que la energía electromagnética es convertida a calor.

Normalmente es utilizado el cociente entre ambas magnitudes, (varepsilon''/varepsilon' = tan d). A la anterior expresión se le denomina tangente de perdidas. Valores grandes de este parámetro indican una buena susceptibilidad a la energía de microondas o lo que es lo mismo una buena sensibilidad a la radiación con microondas.

Por tanto dado el carácter selectivo asociado a la radiación de microondas se deriva una mejor eficiencia energética con respecto a las técnicas de calentamiento mediante hornos eléctricos y/o radiación infrarroja. El ahorro energético se debe a que la energía de microondas actuará donde haya polaridad, es decir donde haya resina sin polimerizar, sin atacar otros componentes de la mezcla y partes de la resina ya polarizados.

En el estado de la técnica se conoce el uso del curado por microondas para el curado de resinas utilizadas para el refuerzo y acabado en mármol natural.

Así por ejemplo la solicitud de patente WO2005121046 A1 realiza el curado de una capa de resina que se aplica sobre el mármol natural mediante radiación con microondas. En este caso será necesario realizar un precalentamiento de la piedra para aplicar la resina y posteriormente realizar un curado de la resina mediante radiación con microondas.

En...

1. Procedimiento para la fabricación de tablas de aglomerado, del tipo constituidas por resinas y cargas de distintos materiales, caracterizado porque comprende:

2. Procedimiento, según reivindicación 1, caracterizado porque dichas tablas de aglomerado son tablas de aglomerado de cuarzo.

3. Procedimiento, según reivindicación 1 o 2, caracterizado porque dicha radiación con microondas se realiza de forma continua.

4. Procedimiento, según reivindicación 1 o 2, caracterizado porque dicha radiación con microondas se realiza a intervalos de tiempo.

5. Procedimiento, según reivindicación 1 o 2 caracterizado porque la velocidad de transporte de la tabla en el interior del horno es función de la potencia y longitud de dicho horno de microondas.

6. Procedimiento según reivindicación 1 o 2 caracterizado porque dicha radiación con microondas se realiza a una potencia de entre 0,1 y 30 W/cm³.

7. Procedimiento según reivindicación 1 o 2 caracterizado porque dicha radiación con microondas se realiza entre 10 y 300 segundos.

8. Tabla de aglomerado constituida por resinas y cargas de distintos materiales moldeada en función de las propiedades dieléctricas de los materiales constituyentes de dicha tabla de aglomerado caracterizada porque el curado de dichas resinas se realiza mediante radiación con microondas.

9. Tabla de aglomerado según reivindicación 8 caracterizado porque está constituida por triturados de diferentes granulometrías de sílices, cristales, granitos cuarzo ferrosilíceos, feldespato y/u otros materiales como plásticos, mármoles y metales así como pigmentos líquidos y/o agentes antibacterianos.

10. Tabla de aglomerado, según reivindicación 8, caracterizada porque dicha resina a polimerizar es un poliéster insaturado.

11. Tabla, según reivindicación 9, caracterizada porque a dicha resina se añaden catalizadores de curado.

12. Tabla, según reivindicación 10, caracterizada porque dichos catalizadores de curado son carbonato cálcico o sulfato cálcico.