Procedimiento de obtención de un cuerpo formado a partir de una mezcla granular.

Procedimiento para la realización de un cuerpo, incluyendo dicho procedimiento al menos las siguientes etapas sucesivas:

- la preparación de una mezcla granular, que incluye:

a. al menos 90%, preferentemente de 96 a 99%, en peso de granos, siendo dichos granos principalmente compuestos de al menos un óxido mineral, y teniendo al menos 80% de dichos granos un tamaño de 10 a 3000 μm,

b. de 0,3 a 3%, preferentemente de 0,6 a 1,5%, en peso de al menos una resina policondensada con formaldehído y/o sus derivados, siendo el porcentaje calculado en extracto seco de resina,

c. de 0,001 a 1%, preferentemente de 0,005 a 0,04%, en peso de al menos un agente endurecedor, siendo el porcentaje calculado en extracto seco de endurecedor,

d. de 0,005 a 0,35%, preferentemente de 0,02 a 0,15%, en peso de al menos un compuesto captador de formaldehído, y

e. de 0,2 a 3%, preferentemente de 0,7 a 2%, en peso de agua;

- la puesta en contacto de dicha mezcla granular con al menos una superficie de un útil de conformado, y

- la insuflación en la mezcla granular de al menos un flujo de gas a una temperatura de 50 a 380 grados, por un período de tiempo comprendido entre 1 y 300 segundos, para asegurar al menos parcialmente el endurecimiento de dicha mezcla,

siendo el procedimiento tal que el compuesto captador de formaldehído es la carbohidrazida.

Procedimiento de obtención de un cuerpo formado a partir de una mezcla granular

La presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de un cuerpo a partir de una mezcla granular, así como el cuerpo obtenido por dicho procedimiento.

Los procedimientos de conformado en caliente de sustancias granulares o fibrosas son procedimientos industriales que conducen a la fabricación de cuerpos la mayoría de las veces sólidos. Los procedimientos industriales de tipo "hot box" (o caja caliente) se realizan desde hace mucho tiempo por la utilización de resinas. En general, las resinas se mezclan íntimamente con la o las sustancias que se pretende aglomerar, o se extienden sobre la superficie que se pretende pegar, en asociación con un endurecedor cuya función es hacer que el medio de la reacción sea ácido ¡n sltu.

Las sustancias que se pretende formar o aglomerar la mayoría de las veces en forma sólida incluyen la mayoría de las veces al menos una carga granular tal como por ejemplo arenas minerales o sintéticas, microesferas de vidrio, microesferas de cerámica y fibras la mayoría de las veces lignocelulósicas.

Después de la incorporación de las resinas y endurecedores, y eventualmente de al menos otro aditivo, la sustancia que se pretende aglomerar es generalmente fluida, la mayoría de las veces viscosa. La sustancia que se pretende aglomerar se pone en contacto con o en un útil de conformado, luego se calienta, siendo el calor generalmente aportado por el calentamiento del útil de conformado (o útil de puesta en forma).

El calor provoca el endurecimiento de las resinas por polimerización, luego se retira generalmente el cuerpo sólido así formado del útil de conformado para su utilización posterior. Por "cuerpo", se entiende según la Invención un objeto material que ocupa una porción de espacio y que presenta propiedades particulares. El cuerpo según la invención es sólido la mayoría de las veces, es decir, de forma propia y volumen Invariable. Un cuerpo fluido es un cuerpo que constituye un medio continuo deformable.

Uno de los procedimientos industriales de tipo "hot box" utiliza resinas policondensadas con formaldehído. Estas resinas termoendurecen en caliente y en medio ácido, por polimerización.

En el ámbito de la fundición, los moldes y núcleos son cuerpos generalmente sólidos, que se pueden fabricar por un procedimiento de tipo "hot box" a partir de una carga granular. En la colada de cada pieza metálica, los moldes y núcleos correspondientes se destruyen por combustión de la resina en contacto con el metal. Eso implica la producción de un juego de molde y núcleo por pieza producida. Para favorecer esta destrucción y limitar las molestias de los gases de combustión, las tasas de resinas, calculadas en extracto seco, son extremadamente bajas, la mayoría de las veces comprendida entre ,3 y 3%, en peso con respecto al peso de la carga granular que se pretende aglomerar. Además, la naturaleza química de los gases de combustión tiene su importancia, tanto para la calidad de las piezas de metal coladas, como para la salud de los trabajadores.

Finalmente, en algunos ámbitos de la Industria, tal como el de la Industria del automóvil en serie, la producción de moldes y de núcleos se debe hacer a elevados ritmos que pueden llegar hasta algunos miles de piezas al día. En ese caso, los útiles de conformado o caja de núcleos son metálicos ya que las temperaturas de calentamiento para obtener una polimerización rápida de las resinas son importante, generalmente superiores a 15°C y pudiendo llegar hasta 38°C. Esto implica costes importantes de útiles y sobre todo problemas de precisión dimensional de los moldes y núcleos, unidos a la dilatación de los útiles. Por otra parte, las molestias respiratorias para las personas que trabajaban en este medio se consideran como inadmisibles.

Esta es la razón por la que los procedimientos de tipo "hot box" han sido descartados progresivamente por la industria hace ya más de cuarenta años, en favor de procedimientos modelo "coid box" (o caja fría). Estos procedimientos "coid box" proponen la utilización de aglutinantes alternativos, en frío, que generan molestias consideradas menores, en términos de higiene y de seguridad, y sobre todo compatibles con un elevado ritmo de fabricación industrial.

Sin embargo, actualmente, los aglutinantes alternativos "coid box" presentan molestias de higiene y de seguridad, que lo hicieron menos compatibles con normas más severas en términos de seguridad y de medio ambiente.

En este contexto la firma solicitante descubrió un procedimiento mejorado de tipo "hot box", que permite solucionar los problemas presentados por los procedimientos de tipo "hot box" descritos anteriormente, y que atenúa las insuficiencias de los procedimientos de tipo "coid box", muy especialmente en la industria de la fundición.

La invención se refiere a un procedimiento para la realización de un cuerpo, incluyendo dicho procedimiento al menos las siguientes etapas sucesivas:

- la fabricación de una mezcla granular, que incluye:

a. al menos 9%, preferentemente de 96 a 99%, en peso de granos, o partículas, estando dichos granos principalmente compuestos de al menos un óxido mineral, y teniendo al menos 8% de dichos granos un

tamaño de 1 a 3 (jm,

b. de ,3 a 3%, preferentemente de ,6 a 1,5%, en peso de al menos una resina policondensada con formaldehído y/o sus derivados, siendo el porcentaje calculado en extracto seco de resina,

c. de ,1 a 1%, preferentemente de ,5 a ,4%, en peso de al menos un agente endurecedor, siendo el porcentaje calculado en extracto seco de agente endurecedor,

d. de ,5 a ,35%, preferentemente de ,2 a ,15%, en peso de al menos un compuesto captador de formaldehído, y

e. de ,2 a 3%, preferentemente de ,7 a 2%, en peso de agua;

- la puesta en contacto de dicha mezcla granular con al menos una superficie de un útil de conformado, y

- la insuflación en la mezcla granular de al menos un flujo de gas a una temperatura de 5 a 38 grados, por un período de tiempo de 1 a 3 segundos, para asegurar parcialmente al menos el endurecimiento de dicha mezcla, siendo el procedimiento tal que el compuesto captador de formaldehído es la carbohidrazida.

La etapa de insuflación permite emplear al menos parcialmente una reacción química que permite el endurecimiento al menos parcial de dicha mezcla.

Así como se conoce por el experto en la técnica, estas etapas van seguidas generalmente de una extracción de cuerpo sólida del útil de conformado.

Por supuesto, la mezcla granular puede incluir cualquier otro aditivo conocido por el experto en la técnica. En particular la mezcla granular puede incluir cualquier aditivo, líquido o pulverulento, considerado útil por el experto en la técnica para favorecer el comportamiento físico-químico de la mezcla durante su transformación y su utilización posterior.

Los granos de la mezcla granular según la invención son generalmente naturales o sintéticos. Preferentemente, los granos son granos de óxido(s) mineral(es), la mayoría de las veces mezclas arenosas silíceas naturales cuyos granos están compuestos principalmente por óxido de silicio y cuya granulometría AFS puede ir de 3 a 14.

El agua se aporta generalmente en la mezcla granular principalmente como soporte o como disolvente de los otros componentes de dicha mezcla granular.

Así, en un modo de realización preferido del procedimiento según la invención, el agente endurecedor se encuentra durante la formación de la mezcla granular en forma de una solución acuosa, que contiene generalmente de ,5 a 2% en peso del agente endurecedor, incluyendo dicha solución acuosa generalmente por otro lado y preferentemente de ,5 a 5% en peso de carbohidrazida.

En efecto, en la medida en que se incorpora generalmente el agente endurecedor a una tasa muy baja en la mezcla granular, su dispersión se hace tanto mejor que se diluye en una solución acuosa. Lo mismo ocurre con la carbohidrazida.

La mezcla granular según la invención está generalmente en forma de al menos un agregado fluido.

La superficie del útil de conformado con la cual se pone en contacto la mezcla granular representa generalmente el "negativo" de la pieza que se pretende conformar en el cuerpo fabricado según la invención.

La etapa de insuflación de un flujo de gas caliente es generalmente tal que la temperatura y el caudal de dicho flujo se ajustan para provocar la subida de la temperatura en el centro de la mezcla granular, sustancialmente por encima de la temperatura ambiente (que es aproximadamente de 2°C) y preferentemente por encima de 45°C.

El procedimiento... [Seguir leyendo]

1.- Procedimiento para la realización de un cuerpo, incluyendo dicho procedimiento al menos las siguientes etapas sucesivas:

- la preparación de una mezcla granular, que Incluye:

a. al menos 9%, preferentemente de 96 a 99%, en peso de granos, siendo dichos granos principalmente compuestos de al menos un óxido mineral, y teniendo al menos 8% de dichos granos un tamaño de 1 a 3 pm,

b. de ,3 a 3%, preferentemente de ,6 a 1,5%, en peso de al menos una resina policondensada con formaldehído y/o sus derivados, siendo el porcentaje calculado en extracto seco de resina,

c. de ,1 a 1%, preferentemente de ,5 a ,4%, en peso de al menos un agente endurecedor, siendo el porcentaje calculado en extracto seco de endurecedor,

d. de ,5 a ,35%, preferentemente de ,2 a ,15%, en peso de al menos un compuesto captador de formaldehído, y

e. de ,2 a 3%, preferentemente de ,7 a 2%, en peso de agua;

- la puesta en contacto de dicha mezcla granular con al menos una superficie de un útil de conformado, y

- la insuflación en la mezcla granular de al menos un flujo de gas a una temperatura de 5 a 38 grados, por un período de tiempo comprendido entre 1 y 3 segundos, para asegurar al menos parcialmente el endurecimiento de dicha mezcla,

siendo el procedimiento tal que el compuesto captador de formaldehído es la carbohldrazlda.

2 - Procedimiento según la reivindicación anterior, tal que el agente endurecedor se encuentra durante la formación de la mezcla granular en forma de una solución acuosa, que contiene generalmente de ,5 a 2% en peso del agente endurecedor, Incluyendo dicha solución acuosa por otro lado y preferentemente de ,5 a 5% en peso de carbohidrazida.

3.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, tal que, además el útil de conformado se callenta a una temperatura de 4 a 18°C, preferentemente de 5 a 14° C.

4.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, tal que dicho gas se elige del grupo formado por el aire, un gas neutro y un gas que contribuye a la acidificación del medio de la reacción.

5.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye una etapa suplementaria durante la cual se hace circular en el seno de la mezcla granular al menos parcialmente endurecida un flujo de al menos un gas a temperatura Inferior o igual a la temperatura ambiente, durante una duración de 1 a 3 segundos, siendo el gas preferentemente elegido del grupo formado por el aire, dinitrógeno y el dióxido de carbono.

6.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la resina policondensada con formaldehído y/o sus derivados es una composición de al menos una resina que se haya sometido a una reacción química entre un primer elemento elegido entre la urea y sus derivados, la melamina, la benzoguanamina, el glicoluril, el fenol o el alcohol furfuríllco y un segundo elemento elegido entre el formaldehído y/o sus derivados.

7.- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual se elige el agente endurecedor del grupo formado por los compuestos siguientes:

- las sales naturalmente ácldas tales como las sales de amonio, en particular, los persulfatos, los nitratos, los bisulfatos, los sulfatos y los cloruros de amonio; y

- las sales que generan un ácido por reacción con un aldehido tales como las sales de hldroxllamlna, en particular, los sulfatos, los clorhidratos, los fosfatos, los sulfonatos y los nitratos de hidroxilamina;

y preferentemente se elige el agente endurecedor del grupo formado por las sales de hidroxilamina.