PLACAS PLURILAMINARES DE PIEDRA NATURAL Y PROCEDIMIENTO DE OBTENCION.

Placas plurilaminares de placas plurilaminares de piedra natural y procedimiento de obtención.

Este invento consiste en un tipo de placas de piedra natural de espesor reducido, fijadas sobre un soporte transparente o translúcido de vidrio, metacrilato, policarbonato etc. y su procedimiento de obtención. Debido al grosor de la placa que puede llegar a 2 mm, el producto resultante tiene propiedades ópticas especiales al incidir la luz sobre su superficie, además de térmicas cuando se combina la resina epoxi con materiales de cambio de fase PCM.

Placas plurilaminares de piedra natural y procedimiento de obtención.

Objeto de la invención El sector al que pertenece este invento, es el de los materiales de construcción.

Este invento consiste en un tipo de placas de piedra natural de espesor reducido, fijadas sobre un soporte transparente o translúcido de vidrio, metacrilato, policarbonato etc. y su procedimiento de obtención.

Debido al grosor de la placa que puede llegar a 2 mm, el producto resultante tiene propiedades ópticas especiales al incidir la luz sobre su superficie, además de térmicas cuando se combina la resina epoxi con materiales de cambio de fase PCM.

Antecedentes de la invención Son conocidos los materiales compuestos por una capa de piedra junto con una lámina de vidrio, bien sea con fines estéticos y/o de mejora de la resistencia mecánica del vidrio. En otros casos se opta por la producción de este tipo de elementos que comprenden placas finas de piedra natural con el objetivo de reducir el coste del material, es decir, conseguir un material final con apariencia de piedra natural pero que, en realidad, sólo está formado por una pequeña capa de ésta, reduciendo así el uso de material y, por consiguiente, de los costes (documento ES 2165460 T3 Elemento de piedra natural) .

En estas placas plurilaminares el espesor del elemento de piedra que se incorpora suele ser reducido, habiéndose alcanzado espesores de hasta 2 mm cuando se desea que el elemento constructivo finalmente así obtenido resulte translúcido. Además, dicho espesor se establece como valor límite que no implique rotura de la placa durante su manipulación, tal y como se indica en el documento 1052343_U Placa plurilaminar decorativa. En dicho documento, además, se cita, textualmente, que cuando la lámina de mármol es de un grosor superior al centímetro no permite el paso de la luz reduciendo drásticamente la apariencia de translucidez, causa principal de la difusión de luz.

Los materiales amorfos, tales como los vidrios o los materiales poliméricos señalados, muestran un grado de transparencia elevada debido a que no poseen una estructura regular y ordenada en el espacio y la luz atraviesa dichos cuerpos sin apenas ser desviada. Todo lo contrario ocurre con los materiales cristalinos, caracterizados por poseer una estructura regular que se repite en las tres direcciones del espacio y que no deja pasar la luz a su través, haciéndolos opacos. Los minerales, por su estructura cristalina, se pueden englobar dentro de este último grupo de materiales, pero, a pesar de lo comentado, pueden presentar unas propiedades ópticas especiales y características que sólo se manifiestan en lámina fina.

Los nuevos productos de piedra natural translúcida están compuestos por un material laminado en el que uno de los materiales es piedra natural (con un espesor siempre inferior a 3 mm) , y otro de los materiales laminados es un material transparente, normalmente vidrio. Especialmente aplicables mármoles, calizas, granitos, areniscas, pizarras y el propio alabastro, y aprovechando las propiedades ópticas de las rocas en espesores delgados. Los minerales tienen unas propiedades ópticas características y que se manifiestan en lámina fina. En donde la luz atraviesa sus estructuras cristalinas descomponiéndose en un haz ordinario, y un haz extraordinario. Este fenómeno no se produce en materiales amorfos (p.e. vidrio) .

Son aprovechables la polarización de la luz y los colores de interferencia cuando se usa entre láminas polarizantes. La interacción de la luz con las diferencias texturales de las rocas, lo que le confieren unas características heterogéneas propias con diferencias de intensidad lumínica.

En secciones suficientemente delgadas, la mayoría de los minerales constituyentes de las rocas son translúcidos, aunque también los hay los que se conocen en petrología como minerales opacos.

Las rocas en lámina fina se manifiestan con una translucidez característica y determinada por su composición mineralógica, y por la disposición de los componentes constituyentes (textura, fábrica, estructura) .

El espesor para que se manifieste la translucidez es muy variable y depende de algunos factores, tales como el índice de refracción, el grado de pureza del mineral, de la presencia de otros componentes dispersos.

En general, las características ópticas más representativas son las siguientes:

- Color, que puede ser debido a su propia composición o a impurezas.

- Transparencia, relacionada con la intensidad de luz que puede atravesar el mineral (transparente, semitransparente, translúcido, opaco) .

- Brillo, propiedad característica de refracción de la luz (metálico, sedoso, nacarado, entre otros) .

- Índice de refracción: un rayo de luz que atraviesa un cristal se desvía un ángulo característico de cada mineral.

- Luminiscencia: propiedad de emitir luz cuando se les ilumina.

Otras características morfológicas, como el hábito, la forma y maclas son también características de los minerales constituyentes de las rocas.

Además de estas propiedades, cuando la luz es polarizada, se puede observar también el fenómeno de pleocroísmo de algunos minerales. Cuando la luz incidente es polarizada y se hace pasar por otro polarizador con plano de vibración perpendicular al primero, se puede observar también el color de interferencia producido por la birrefringencia. En algunas rocas, los colores de interferencia pueden lugar a colores espectaculares.

La combinación de las características (textura, fábrica, estructura) y mineralógicas, en lámina fina con o sin polarizadores proporciona una amplia combinación de formas y colores en luz transmitidas y combinación de luz transmitida y reflejada, que da lugar a una nueva dimensión de estética y uso de las rocas en construcción (como piedra natural) .

Aunque es conocido el uso de piedra natural translúcida en capa gruesa (algunos pocos mármoles y alabastro) , no es conocido en capa fina (<1, 5 mm, generalmente <1 mm) , en la que se manifiestan las propiedades translúcidos en la práctica totalidad mayoría de los mármoles y de los granitos, así como calizas y cuarcitas. En algunos casos es necesario el alcanzar espesores menores.

Para obtener las propiedades ópticas en capa fina, es necesario un soporte transparente para que le de propiedades mecánicas autoportantes suficientes. El caso más amplio es el vidrio, pero proporciona excelentes resultados sobre otros substratos, tales como metacrilato, policarbonato y capa de resina transparente.

En el actual proceso de obtención, la unión de laminados de vidrio se realiza mediante un adhesivo hotmelt en base EVA o PVB. La unión se realiza en condiciones de vacío para evitar la formación de burbujas de aire, y mediante presión. La formación de burbujas provoca el deterioro irreversible de la unión, por lo que es un proceso muy delicado. En el caso de uniones vidrio-piedra, el proceso de vacío puede ser muy lento debido a la elevada porosidad de la piedra.

Como alternativa al proceso de unión mencionado el autor de este nuevo procedimiento, propone la utilización de resinas epoxi cicloalifáticas, como adhesivos de alta resistencia que se pueden aplicar mediante un procedimiento sencillo, consiguiendo excelentes valores de adhesión, resistencia mecánica y durabilidad. La novedad de estas matrices epoxi reside en la presencia de grupos cicloalifáticos en la cadena polimérica, los cuales evitan el amarillamiento del polímero.

Se utilizan distintas resinas epoxi cicloalifáticas para el proceso de unión de vidrio debido a que estas resinas son productos de alto rendimiento cuyo uso es principalmente como adhesivo en aplicaciones donde la resistencia a la radiación UV es necesaria, al mismo tiempo que es imprescindible que el adhesivo utilizado en la unión vidrio -piedra natural muestre una total transparencia para no interferir en la interacción de la luz con las diferencias texturales de la piedra natural.

Descripción de la invención El producto resultante del procedimiento que se describe posteriormente, está constituido por una lámina fina de piedra natural cuyo espesor está comprendido entre1y2mm, adherida a un substrato estructural transparente (vidrio, metacrilato, policarbonato, lámina de resina, otros) y con posibilidad de incorporar polarizadores entre la lámina de piedra natural.

Para espesores alrededor de los 3 mm, las láminas de piedra aún mantienen...

1. Placas plurilaminares de piedra natural compuestas por un soporte transparente o translúcido de vidrio, metracrilato, policarbonato etc. de vidrio y placas de muy fino espesor de piedra natural, adheridas con resina epoxi caracterizado porque,

- El índice de refracción de la resina epoxi y consecuentemente de la placa plurilaminar se puede modificar, modificando la composición de dicha resina epoxi mediante la introducción de alcoholes alifáticos de cadena larga, con temperatura de evaporación elevada (índice de refracción de 1, 36) y acrilatos con funcionalidad epoxi (índice de refracción de 1, 49) .

- El aislamiento térmico de la placa plurilaminar se puede modificar mediante la combinación de resina epoxi y materiales de cambio de fase PCM, según la composición siguiente:

- Resina epoxy: 83, 3 g

- Agente endurecedor para la resina epoxy: 50 g

- Agua: 80 g

- PCM (microencapsulado seco) : 10, 66 g.

2. Procedimiento de obtención de placas plurilaminares de piedra natural compuestas por un soporte transparente o translúcido de vidrio, metracrilato, policarbonato etc. de vidrio y placas de muy fino espesor de piedra natural, adheridas con resina epoxi, caracterizado porque, consta de los pasos siguientes:

Paso 1: La pieza de mármol de 1 cm de grosor, se recorta para obtener un rectángulo de 60 x 90 cm. Obteniéndose una lámina de piedra natural (2) .

Paso 2: En el contorno de la superficie de la placa se pega una cinta adhesiva (5) de doble cara que tiene un ancho de 12 a 15 mm. A continuación, se perforan dos agujeros (6) de diámetro 5 mm, en la lámina de mármol (2) , sobre los extremos de una línea diagonal comprendida dentro del rectángulo que define la cinta adhesiva (5) .

Paso 3: Se introduce un tubo (2.1) del plástico del mismo diámetro en cada agujero y se fija mediante ventosas de caucho.

Paso 4: Se coloca en el contorno exterior de la superficie de la lámina de mármol (2) , la cinta adhesiva (5) de doble cara.

Paso 5: Se limpia la lámina de vidrio (3) con etanol.

Paso 6: Se aplica sobre la lámina de vidrio (3) una capa de imprimación para vidrio.

Paso 7: Se coloca la lámina de vidrio (3) sobre la lámina de mármol (2) , la cual se adhiere a la cinta adhesiva (5) , quedando un hueco rectangular entre la lámina de mármol (2) y la lámina de vidrio y alto igual al espesor de la cinta adhesiva, que es inferior a 1 mm.

Paso 8: Se espera 4 horas que es el tiempo de curado de la cinta adhesiva.

Paso 9: Se conectan la bomba de vacío (7) y el aplicador de resina (8) epoxi clcloalifática a los tubos (2.1) .

Paso 10: Simultáneamente se activan ambos aparatos, y se inyecta la resina (8.1) en el hueco rectangular mencionado, aplicando una presión de 1 bar. Este hueco se rellena en pocos segundos, momento en que se extraen los tubos y se colocan tapones en los agujeros (6) .

Paso 11: El proceso se repite con la otra cara de la lámina de piedra natural (2) , dando lugar a una pieza compuesta por vidrio -mármol -vidrio.

Paso 12: La pieza laminada se introduce en un horno a 70ºC durante 2 horas, para el curado de la resina.

Paso 13: Finalmente se corta en dos piezas iguales a la placa plurilaminar (1) según un plano paralelo a su caras y equidistante a las mismas, resultando dos placas plurilaminares acabadas (10) de espesor comprendido entre 1 y 2 mm aproximadamente cada una, sin considerar el espesor del elemento estructural que es la lámina de vidrio (3) .

La diferencia entre el grosor original de la pieza de mármol (10 mm) , y las dos placas plurilaminares acabadas (10) cuya suma puede ser2º4mm, se debe al ancho de la muela de corte.

3. Procedimiento de obtención de placas plurilaminares de piedra natural de espesor reducido, fijadas sobre un soporte transparente o translúcido de vidrio, metacrilato, policarbonato etc., según reivindicación segunda caracterizado porque, la versión del procedimiento para la obtención de placa plurilaminar con lámina polarizante (4) , comprende además de los pasos descritos en la reivindicación segunda, el paso siguiente:

Paso 2.1: Se pega una lámina polarizadora (4) en cada cara de la lámina de piedra natural, dentro del contorno definido por la cinta adhesiva.