Material de aislamiento.

Material de aislamiento que comprende una lana de fibra mineral con un diámetro de fibra medio de 3 a 8 μ

m yun contenido de ligante del 0,1 al 10% en peso, caracterizado porque el contenido de fibras en dicha lana defibra mineral con una longitud inferior a 15 μm es ≤ 1% en peso, y porque dicho ligante presenta unadistribución uniforme dentro del armazón de fibras y está dispuesto principalmente en las intersecciones de lasfibras individuales del mismo, habiendo sido aplicado dicho ligante de modo sumamente regular y uniforme, yteniendo dicho material de aislamiento una conductividad térmica inferior a 0,020 W/m·K.

Material de aislamiento

La presente invención se refiere a un material de aislamiento que comprende lana de fibra mineral y a un método para producir dicho material de aislamiento.

Típicamente los materiales de aislamiento se utilizan para el aislamiento término y acústico, por ejemplo de edificios, vehículos e instalaciones técnicas, pero también se pueden emplear en aplicaciones relacionadas con el aislamiento contra el fuego y los impactos. Para facilitar su transporte y manipulación, estos materiales de aislamiento se presentan normalmente en forma de vellones de láminas o planchas.

Los vellones o planchas de aislamiento típicos están hechos de materiales fibrosos, por ejemplo materiales poliméricos

o lana mineral. Las lanas minerales, tales como fibras de vidrio, fibras cerámicas y lana de roca, son materiales preferentes para la producción de materiales de aislamiento debido a la eficacia de sus propiedades de aislamiento, a los bajos costes de producción y a su compatibilidad medioambiental.

En general, los materiales de aislamiento basados en fibras minerales presentan buenas características de aislamiento tanto para aplicaciones térmicas como para aplicaciones acústicas. Estas características aislantes se basan, entre otras cosas, en la microestructura del material, que en principio consiste en un armazón de fibras y correspondientes huecos que están formados en dicho armazón de fibras. Para lograr un aislamiento eficaz es necesario que esta microestructura sea altamente uniforme, esto es que el armazón y sus huecos están distribuidos regularmente por todo el material de fibras y con un rango de tamaño uniforme. Sin embargo, incluso los materiales de aislamiento más eficaces basados en fibras minerales presentan irregularidades en su microestructura.

Dichas irregularidades reducen la eficacia como aislante del material.

El documento WO 2004/099095 A2 describe un producto de aislamiento térmico y/o acústico basado en fibras minerales que se produce mediante centrifugación interna y estirado utilizando una corriente de gas a alta temperatura, y cresponado.

El documento US 4 759 974 A da a conocer un material de aislamiento que presenta las características indicadas en el preámbulo de la reivindicación 1.

Así, el problema técnico subyacente a la presente invención es proporcionar un material de aislamiento basado en fibras minerales que tenga una microestructura optimizada y un comportamiento de aislamiento altamente mejorado.

El problema técnico arriba indicado se resuelve mediante las realizaciones caracterizadas en las reivindicaciones. El material de aislamiento de la invención comprende una lana de fibra mineral con un diámetro de fibra medio de 3 a 8 µm y un contenido en ligante del 0, 1 al 10% en peso, donde el contenido de fibras en dicha lana de fibra mineral con una longitud inferior a 15 µm (es decir, el “contenido de pellets”) es : 1% en peso. Dicho ligante presenta una distribución uniforme dentro del armazón de fibras, está dispuesto principalmente en las intersecciones de las fibras individuales del mismo y se ha aplicado de un modo sumamente regular y uniforme. El aislamiento tiene una conductividad térmica inferior a 0, 020 W/m·K.

Tal como se utiliza aquí, el concepto “material de aislamiento” no tiene ninguna limitación específica e incluye cualquier material basado en fibras minerales como tal o en forma de material compuesto comprendiendo un material basado en fibras minerales.

Además, las expresiones “lana mineral” y “lana de fibra mineral” se utilizan aquí como sinónimos e incluyen cualquier lana de fibra producida a partir de minerales naturales o sintéticos u óxidos metálicos, como fibra de vidrio, fibras cerámicas y lana de roca o lana pétrea. De acuerdo con la presente invención, el diámetro medio de las fibras de dicha lana mineral puede oscilar por ejemplo entre 3 y 8 µm, 3, 5 a 7, 5 µm, 4 a 7 µm o 4, 5 a 7 µm.

El concepto “contenido de pellets” significa aquí el contenido de fibras en la lana mineral con una longitud preferente inferior a 15 µm.

Además, el material de aislamiento de la presente invención comprende una lana mineral con un contenido de pellets : 1% en peso, preferentemente : 0, 8% en peso, de forma especialmente preferente : 0, 5% en peso y de forma todavía más preferente : 0, 3% en peso. Además, el material de aislamiento de la presente invención comprende una lana mineral con una conductividad térmica inferior a 0, 020 W/m·K, preferentemente inferior a 0, 018 W/m·K, de forma especialmente preferente inferior a 0, 016 W/m·K y de forma todavía más preferente inferior a 0, 015 W/m·K.

De acuerdo con la presente invención, el material de aislamiento arriba definido tiene un contenido en ligante del 0, 1 al 10% en peso. Por ejemplo, el contenido de ligante puede oscilar entre el 0, 2 y el 9% en peso, preferentemente entre el 0, 5 y el 8% en peso y de forma especialmente preferente entre el 0, 7 y el 7% en peso. Otros ejemplos incluyen un contenido en ligante de entre el 0, 2 y el 8% en peso, preferentemente entre el 0, 2 y el 6% en peso y de forma especialmente preferente entre el 0, 2 y el 5% en peso.

El tipo de ligante no tiene ninguna limitación específica, siempre que se pueda utilizar en la producción de lana de fibra mineral. Ejemplos de estos ligantes incluyen los basados en formaldehído, como fenol-formaldehído, y aquellos libres de formaldehído, como los ligantes EcoseTM.

En una realización preferente, el material de aislamiento tal como se ha definido anteriormente tiene una densidad aparente de 10 a 200 kg/m3. Por ejemplo, la densidad aparente puede oscilar entre 20 y 180 kg/m3, entre 50 y 170 kg/m3 o entre 60 y 150 kg/m3. Otros ejemplos incluyen densidades aparentes entre 50 y 200 kg/m3, entre 70 y 180 kg/m3

o entre 100 y 160 kg/m3.

De acuerdo con otra realización preferente del material de aislamiento arriba definido, al menos un 75% en peso del ligante está en los lugares donde al menos dos fibras están en contacto o están como mínimo muy cerca una de otra. En el material de aislamiento mejorado de la presente invención, el ligante está situado en la intersección de las fibras que forman el armazón de fibras. Esta distribución específica del ligante conduce a valores de aislamiento significativamente mejorados, ya que el ligante está presente predominantemente en lugares donde deben conectarse las fibras y no rellena huecos en el armazón. Esta distribución específica del ligante se puede lograr, por ejemplo, aplicando una cantidad adecuada del mismo sobre una matriz de fibras altamente uniforme.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a un método para producir el material de aislamiento de la invención, que comprende los pasos de:

a) proporcionar un medio de calentamiento;

b) proporcionar dentro de éste una materia prima para una fibra mineral que tiene un diámetro de partícula medio entre 50 y 120 mm;

c) proporcionar una alimentación de energía constante, controlándose la variación de dicha alimentación de energía para que sea de un 5% o menos;

d1) si la fibra mineral no es fibra de vidrio, transferir el material fundido a un aparato de producción de fibras, regulando la temperatura del material fundido a 1.450±40ºC; o

d2) si la fibra mineral es fibra de vidrio, transferir el material fundido a un aparato de producción de fibras, regulando la temperatura del material fundido a 1.075±105ºC;

e) aplicar un ligante a las fibras producidas en el aparato de producción de fibras;

f) separar los pellets de las fibras tratadas con el ligante obtenidas en el paso e) ;

g) recoger las fibras resultantes en una rejilla colectora, obteniendo así un vellón primario;

h) disponer el vellón primario obtenido en el paso g) sobre una cinta transportadora para obtener un vellón secundario; e

i) densificar el vellón secundario.

Aquí, el concepto “medio de calentamiento” no tiene ninguna limitación específica e incluye cualquier medio o dispositivo adecuado para calentar una materia prima de fibra mineral a una temperatura por encima de su punto de fusión. Ejemplos típicos de medios de calentamiento... [Seguir leyendo]

1. Material de aislamiento que comprende una lana de fibra mineral con un diámetro de fibra medio de 3 a 8 µm y un contenido de ligante del 0, 1 al 10% en peso, caracterizado porque el contenido de fibras en dicha lana de fibra mineral con una longitud inferior a 15 µm es : 1% en peso, y porque dicho ligante presenta una distribución uniforme dentro del armazón de fibras y está dispuesto principalmente en las intersecciones de las fibras individuales del mismo, habiendo sido aplicado dicho ligante de modo sumamente regular y uniforme, y teniendo dicho material de aislamiento una conductividad térmica inferior a 0, 020 W/m·K.

2. Material de aislamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque tiene una densidad aparente de 10 a 200 kg/m3.

3. Material de aislamiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque al menos un 75% en peso del ligante está situado en posiciones donde al menos dos fibras están en contacto o como mínimo muy cerca una de otra.

4. Método para producir un material de aislamiento tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende los pasos de:

a) proporcionar un medio de calentamiento; b) proporcionar dentro de éste una materia prima para una fibra mineral que tiene un diámetro de partícula medio entre 50 y 120 mm;

c) proporcionar una alimentación de energía constante, controlándose la variación de dicha alimentación

de energía para que sea de un 5% o menos; d1) si la fibra mineral no es fibra de vidrio, transferir el material fundido a un aparato de producción de fibras, regulando la temperatura del material fundido a 1.450±40ºC; o

d2) si la fibra mineral es fibra de vidrio, transferir el material fundido a un aparato de producción de fibras, regulando la temperatura del material fundido a 1.075±105ºC; e) aplicar un ligante a las fibras producidas en el aparato de producción de fibras; f) separar los pellets de las fibras tratadas con el ligante obtenidas en el paso e) ;

g) recoger las fibras resultantes en una rejilla colectora, obteniendo así un vellón primario; h) disponer el vellón primario obtenido en el paso g) sobre una cinta transportadora para obtener un vellón secundario; e

i) densificar el vellón secundario.

5. Método según la reivindicación 4, caracterizado porque el medio de calentamiento proporcionado en el paso a) es un horno de cubilote o un horno de arco eléctrico.

6. Método según la reivindicación 5, caracterizado porque el horno de cubilote o el horno de arco eléctrico funcionan de forma constante, con variaciones de la tasa de alimentación y/o la temperatura de un 5% o menos.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el aparato de producción de fibras utilizado en el paso d) es una máquina de hilatura que funciona a una velocidad de 4.000 a 9.000 rpm.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque los pellets se separan en el paso f) mediante la aplicación de una corriente de aire o baja presión para recoger los pellets en un separador.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque el vellón primario se recoge en el paso g) de la rejilla colectora mediante dos tambores dentados configurados para girar en sentidos opuestos.

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado porque en el paso (i) el vellón secundario se densifica, pasando dicho vellón secundario de forma reiterada a través de rodillos de diámetro creciente mientras se aplica una aspiración.