Método para fabricar un perfil de plástico reforzado.

Un método para fabricar un elemento de construcción por un proceso de extrusión,

que comprende calentar y comprimir un material compuesto a través de de un cabezal de extrusión, comprendiendo dicho material compuesto una matriz de material sintético termoplástico y partículas de madera u otras partículas que contienen celulosa en una proporción de al menos un 50 % en peso, para formar un elemento inicial, tras lo cual se da forma al elemento inicial para formar el elemento de construcción en un molde, en el que también uno o más elementos adicionales alargados se introducen a través del cabezal de extrusión, siendo llevados dichos elementos adicionales, preferiblemente formando elementos de refuerzo, a la interrelación con el material compuesto para formar un elemento de construcción compuesto, caracterizado porque las partículas de madera u otras partículas que contienen celulosa, cuando se añaden al material sintético termoplástico, tienen un contenido de humedad de menos del 1 % en peso, y en que una vez finalizado el proceso de fabricación y en las condiciones posteriores de uso, la humedad es absorbida por las partículas de madera u otras partículas que contienen celulosa, resultando en un incremento de la fuerza de unión del elemento de construcción

Método para fabricar un perfil de plástico reforzado.

CAMPO DE LA INVENCION

La invención trata de un método para fabricar perfiles o secciones reforzadas, como por ejemplo vigas.

La invención trata en particular de tales perfiles para ser utilizados en lugares en los que son visibles y pueden ser vistos.

TECNICA ANTERIOR

Los perfiles reforzados son ampliamente conocidos, por ejemplo en forma de vigas de hormigón armado. Están colocadas en lugares en los que las fuerzas procedentes de las estructuras que están situadas sobre ellas, por ejemplo el tejado, deben ser absorbidas y transferidas a estructuras que están situadas por debajo de ellas, como por ejemplo columnas. Tales perfiles reforzados sirven como una alternativa a las vigas de acero o a viguetas de madera.

La desventaja de tales vigas o perfiles es que en los sitios en los que pueden ser vistas, se debe disponer de una cubierta o revestimiento cuando dicho espacio no es un almacén o una fábrica o un local industrial, al objeto de evitar un aspecto poco atractivo.

El documento CA907 491 A describe un proceso de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 para producir un producto de fibra que comprende mezclar fibra de madera y resina, introducir un material de longitud continua o filamentoso en la mezcla, formar la mezcla y curar o estabilizar la resina. La resina es realmente una resina termoestable que es calentada en el paso final para curarla.

El documento US 2001/019749 A1 describe un perfil complejo para uso intemperie, que comprende un material compuesto, constando dicho material de una composición de polímeros poliolefínicos y fibra de madera en más del 50 % en peso, en el que el perfil comprende un miembro extruído hueco complejo.

El documento EP 1.172.404 A describe un método para fabricar un producto compuesto a base de plástico, en el que las partículas de madera se mezclan con un material termoplástico y un plastificador. Subsecuentemente las partículas en las mezcla se orientan en la dirección del flujo, y la mezcla es extruída, conformada y consolidada.

SUMARIO DE LA INVENCION

Es un objeto de la invención mejorar en estos elementos, ofreciendo una alternativa.

Es un objeto adicional de la invención proporcionar un perfil y un método para fabricar el mismo que es una alternativa atractiva a los perfiles de transferencia de fuerza existentes en estructuras de variada naturaleza, grades y pequeñas.

Es un objeto adicional de la invención proporcionar un perfil compuesto en el que se incluyen elementos que consiguen una función adicional con respecto al material principal del perfil.

En un aspecto, la invención proporciona un método para la fabricación mediante un proceso de extrusión de un elemento de construcción compuesto, en el que un material compuesto es presionado a través de un cabezal de extrusión, comprendiendo dicho material compuesto una matriz de material polímero sintético termoplástico que incluye partículas de madera u otras partículas con un contenido de celulosa del orden del 50 % ó más en peso, preferiblemente del 50 al 80 % en peso, y más preferiblemente aproximadamente del 70 u 80 % en peso, en el que también uno ó más elementos adicionales alargados pasan a través del cabezal de extrusión, siendo dichos elementos adicionales incorporados en una relación estrecha con el material compuesto, tras lo cual el elemento compuesto es conformado en una cabezal.

En tal proceso combinado se obtiene un perfil que tiene una apariencia de madera, y así es adecuado para ser colocado en sitios donde es visible y en el que los elementos adicionales alargados pueden proporcionar una función adicional al perfil. Esto se refiere en particular por ejemplo, pero no exclusivamente, a elementos de refuerzo. Más aún el perfil de esta invención, a pesar de su resistencia, puede recibir clavos o tornillos, como resultado de lo cual se hacen posibles muchas posibilidades constructivas o estructurales, que no serían posibles ni en el caso de los elementos de hormigón o de acero ni en el caso de elementos completamente de madera. Esto se refiere, por ejemplo, al uso de perfiles reforzados como estructura de soporte sobre la que se monta un piso o terraza por medio de clavos o tornillos.

Preferiblemente se utiliza un proceso de extrusión, seguido por un enfriamiento en un molde unido a una máquina de extrusión. Tal proceso se conoce también como proceso de extrusión por presión. Preferiblemente, tiene lugar un enfriamiento adicional en un depósito de enfriamiento, colocado a una distancia aguas abajo de dicho molde conformado. Se puede colocar un molde de calibración en el tanque de enfriamiento, sumergido en el refrigerante.

Los elementos adicionales son añadidos sin interrupción durante la extrusión, en particular durante el proceso de extrusión por presión, en el que normalmente no es necesario ningún trabajo de preparación, como si sería el caso cuando se producen vigas de hormigón armado o similares.

Las partículas de madera u otras partículas que contienen celulosa en el material sintético termoplástico incrementan el módulo E de dicho material considerablemente (varias veces mayor, aproximadamente entre 4 -5 veces y 4 -8 veces mayor que el polietileno o el polipropileno estándar) , como resultado de lo cual se mejora la interacción con los elementos de refuerzo. Como un resultado del alto contenido en partículas de madera u otras partículas que contienen celulosa, etc., se puede obtener un módulo E alto del material compuesto tras el enfriamiento, de más de aproximadamente 6.000 MPa (870.000 psi) , en una realización preferida aproximadamente 6.000 -12.000 Mpa (870.000 -1.740.000 psi) , y en una realización preferida adicional incluso aproximadamente 7.000 -9.000 Mpa (1.015.000 -1.305.000 psi) . Así se pude conseguir que los elementos de refuerzo -considerados en la dirección transversal a los mismos -se mantengan en su lugar durante la flexión por el uso del elemento de construcción. Como resultado, se conserva el momento de inercia del elemento de construcción. En un material termoplástico que no está provisto con tal fracción de partículas de madera o de otras partículas que contienen celulosa, los elementos de refuerzo serán capaces de migrar en la dirección transversal cuando se flexionan y así acercarse a la línea neutra. Esto podría causar inestabilidad elástica ("alabeo") .

Si las partículas de madera u otras partículas que contienen celulosa tienen un contenido de humedad inferior a aproximadamente varios % en peso cuando son añadidas al material sintético termoplástico, preferiblemente inferior a aproximadamente 1 % en peso, la humedad será absorbida por dichas partículas, una vez que el proceso de fabricación ha finalizado y en las condiciones posteriores de uso (al aire libre) . Debido a esta absorción de humedad estas partículas se expandirán, lo que sin embargo es prevenido al menos parcialmente por los elementos de refuerzo presentes, como resultado de lo cual se genera una fuerza de compresión interna en la matriz del material compuesto. De acuerdo con la parte de caracterización de la reivindicación 1, esto resulta en un incremento de la resistencia a la flexión del elemento de construcción. Debido al alto contenido en partículas de madera u otras partículas que contienen celulosa en la matriz termo plástica, continuará existiendo una situación de pre-tensado, y no desaparecerá debido a la deformación durante el uso.

La rigidez aumentada de la matriz de material compuesto hace posible fabricar perfiles con múltiples secciones huecas, y en particular teniendo paredes relativamente finas. La alta rigidez permite una estabilidad elástica mayor en las divisiones entre las cavidades múltiples que están cargadas a compresión y cizalladura.

El proceso de fabricación de la invención puede tener lugar de una manera sencilla y eficiente en cuanto a espacio si los elementos de refuerzo, cuando se suministran, se pueden doblar en la dirección longitudinal.

En una realización de la invención, se utilizan, como es habitual, elementos de refuerzo que tienen una sección esencialmente redonda.

En una realización alternativa o adicional se utilizan elementos de refuerzo que tienen una sección no circular, como por ejemplo elementos planos o con forma de cinta.

Dependiendo del uso pretendido, los elementos adicionales pueden ser hechos... [Seguir leyendo]

1. Un método para fabricar un elemento de construcción por un proceso de extrusión, que comprende calentar y comprimir un material compuesto a través de de un cabezal de extrusión, comprendiendo dicho material compuesto una matriz de material sintético termoplástico y partículas de madera u otras partículas que contienen celulosa en una proporción de al menos un 50 % en peso, para formar un elemento inicial, tras lo cual se da forma al elemento inicial para formar el elemento de construcción en un molde, en el que también uno o más elementos adicionales alargados se introducen a través del cabezal de extrusión, siendo llevados dichos elementos adicionales, preferiblemente formando elementos de refuerzo, a la interrelación con el material compuesto para formar un elemento de construcción compuesto, caracterizado porque las partículas de madera u otras partículas que contienen celulosa, cuando se añaden al material sintético termoplástico, tienen un contenido de humedad de menos del 1 % en peso, y en que una vez finalizado el proceso de fabricación y en las condiciones posteriores de uso, la humedad es absorbida por las partículas de madera u otras partículas que contienen celulosa, resultando en un incremento de la fuerza de unión del elemento de construcción.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el enfriamiento tiene lugar en una sección aguas abajo del molde de conformado, en el que, preferiblemente, tiene lugar un proceso de enfriamiento adicional en un depósito separado aguas abajo del molde de conformado.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el contenido de partículas de madera u otras partículas que contienen celulosa está entre 50 % -80 % en peso, preferiblemente entre 70 % -80 % en peso.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que el material compuesto tras el enfriamiento tiene un módulo E de más de 6.000 Mpa, preferiblemente un módulo E de 6.000 -12.000 Mpa, preferiblemente un módulo E de 7.000 -9.000 MPa.

5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los elementos adicionales forman elementos de refuerzo que cuando se suministran se pueden doblar en la dirección longitudinal y se mantienen estirados en tensión.

6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los elementos adicionales forman elementos de refuerzo, que tienen una sección esencialmente circular, una sección no circular y I o una sección plana o en forma de cinta.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, en el que los elementos adicionales forman elementos de refuerzo que están hechos de metal, de acero o de material sintético.

8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los elementos adicionales están hechos de material sintético, fibras naturales, hilos o fibras sintéticas, en el que, preferiblemente, los elementos adicionales son miembros seleccionados del grupo que consiste en sisal, hilos, fibra de vidrio, carbono, aramida y mezclas de los mismos.

9. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los elementos adicionales tienen un perfil moldeado en la sección transversal, preferiblemente tubular o con una forma de perfil en U en la sección transversal.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que las partículas de madera u otras partículas que contienen celulosa están en forma de fibra, en el que, preferiblemente, las fibras comprenden una parte de fibras largas, en el que dichas fibras largas están orientadas sustancialmente en la dirección de extrusión.

11. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el material sintético termoplástico está seleccionado del grupo que consiste en poliolefinas, PVC y policarbonato, en el que, preferiblemente, el material sintético termo plástico está seleccionado del grupo que consiste en polietileno y polipropileno.

12. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los elementos adicionales están desarrollado enteramente de material compuesto.

13. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento de construcción tiene la forma de un perfil en 1, un perfil en H u otro perfil que comprende un alma y alas o brazos que sobresale del mismo.

14. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que elemento de construcción tiene la forma de un perfil tubular.