Procedimiento de obtención de placas de yeso laminado aligeradas con residuo de poliamida en polvo.

Procedimiento de obtención de placa de yeso laminada concebida para su utilización en la construcción,

especialmente para su empleo en la realización de tabiquería interior y exterior.

La placa está realizada a partir de un compuesto consistente básicamente en yeso o escayola comercial (sulfato cálcico semihidratado) y residuos de poliamida en polvo, con la posible incorporación de aditivos y fibras. El procedimiento de preparación de placas comprende añadir al yeso o escayola en seco los residuos de poliamida, añadir agua hasta obtener una masa trabajable, amasar la mezcla hasta que el compuesto sea homogéneo, verter dicho compuesto en el bastidor que actúa de molde, dejar secar y extraer la placa del molde.

Procedimiento de obtención del producto y su uso en función de las distintas propiedades del material a partir de diferentes dosificaciones, mejorando algunas de las propiedades básicas como son la trabajabilidad, el acabado y el aislamiento térmico.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se encuadra dentro del ámbito de los Nuevos Materiales de Construcción y del sector del Reciclado y Aprovechamiento de Desechos Industriales; centrándose en la preparación y fabricación de placas de yeso laminado aligerado, en la mezcla de yeso, agua y diferentes sustituciones de yeso por poliamida en polvo como residuo derivado de la Industria, con la posible incorporación de fibras de refuerzo.

El objeto de esta invención es la fabricación de placas de yeso laminado aligeradas (según la normativa UNE-EN 520: 2005+A1), utilizando para su elaboración cualquier tipo de yeso (según la normativa UNE-EN 13279-1:2009), cartón, agua y cargas aligerantes de residuos de poliamida en polvo procedentes de subproductos industriales, con el fin de obtener nuevos materiales prefabricados ligeros de uso en la construcción con condiciones térmicas mejoradas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El yeso es un material muy utilizado en el sector de la construcción, como pasta de agarre o acabado, así como base en la prefabricación de placas y paneles utilizados tanto en techos como en paredes. Los prefabricados suponen la simplificación en la puesta en obra del material, así como una reducción en el coste de la mano de obra. Actualmente se busca dar un nuevo empuje a la industria de la prefabricación tratando de mejorar las características de estos materiales.

El residuo de poliamida en polvo pertenece al grupo de polímeros termoestables, se utiliza en automoción, para equipos industriales, en maquinaria y engranajes, para producir piezas funcionales, etc. No es fácil de reciclar y este proceso tiene un coste elevado, lo que muchas veces origina su desecho en vertederos.

En la actualidad se está estudiando la viabilidad de la introducción de diversos residuos tanto de origen vegetal como industrial, en una matriz de yeso, buscando una reducción de peso y una mejora de sus propiedades térmicas. Todo ello con el fin de obtener materiales ligeros y aislantes que supongan una mejora respecto a los materiales tradicionales, obteniendo un recorte en los costes de mano de obra y de transporte, mejorando la eficiencia energética de los mismos y consiguiendo la

reutilización de un residuo (evitando así su depósito en vertedero). Son obvias las ventajas que el conlleva el uso de estos materiales en los prefabricados, menores pesos permiten montajes más rápidos y al tener sus características térmicas mejoradas, no es necesario la introducción de otras capas de aislamiento.

Se encuentran diversas referencias de la incorporación de distintos materiales al yeso o escayola, para tratar de mejorar o modificar alguna de sus propiedades, tanto físicas como mecánicas, y obtener placas de yeso laminado con propiedades mejoradas. Adiciones como los gránulos de poliestireno o plástico expandido (ES 2 277 776 B1), materiales de cambio de fase (ES 2 346 282 B2), polímero de látex natural (ES 2 178 407 T3). Hay estudios de materiales con base de yeso o escayola aligerada con corcho natural en forma de desechos de la poda granulado (ES 2 170 612 A1), o con corcho artificial como perlas de poliestireno expandido de granulometría media (ES 2 170 612 A1) (ES 2 292 309 B2). Se ha experimentado con adiciones fibras de papel (ES 2 123 575 T3) (ES 2 242535 A1), virutas de madera (ES 2 028 002), fibras de madera impregnado con silicona (ES 2 224 289 T3) y fibras de madera con emulsión de cera (ES 2 191 209 T3), todas ellas aglomeradas con yeso. Otros residuos vegetales utilizados son las fibras cortadas de.Typha Latifolia (ES 2 199 680 B2) y fibras-cáscara de coco (ES 2 385 587 A1). Los residuos de poliamida en polvo han sido utilizados en pastas de yeso con propiedades Teológicas mejoradas (ES 2 396 096 A1) pero no existen referencias al empleo de este tipo de residuo en la elaboración de placas de yeso laminado.

La novedad principal de esta invención es la utilización de residuos de poliamida en polvo como adiciones o cargas de una matriz de yeso o escayola para fabricar elementos prefabricados, en concreto placas de yeso laminado, de uso en edificación en tres formulaciones específicas en las que además se explica el procedimiento de obtención. La poliamida en polvo consigue texturas y acabados de capa fina de gran blancura gracias a su geometría, granulometría y coloración blanca. Además, la baja densidad de la poliamida consigue reducciones en el peso final del material, lo que hace muy apropiado su uso en elementos prefabricados. A su vez son apropiadas para ubicaciones de requerimiento acústico o térmico debido a la porosidad que aporta la poliamida a la composición final.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La placa de yeso laminado aligerado objeto de la invención se fabrica dosificando en volumen diferentes porcentajes de yeso (se incluye por tanto la posibilidad de emplear

cualquier tipo de yeso según UNE-EN 13279-1:2009), con diversas cargas aligerantes de poliamida en polvo y agua para su amasado, y un cartón como terminación.

Para la fabricación del material, se ha llevado a cabo la caracterización previa del polvo de poliamida (química y física) y la caracterización del yeso ligero en estado fresco y en estado endurecido acorde con la normativa europea vigente.

La dosificación de cada componente depende del empleo que se le vaya a dar al material (como ejemplo, se aumentará la cantidad de residuo de poliamida en el caso de que no haya solicitudes mecánicas pero sí un requerimiento mayor de aislamiento térmico o acústico). Para el posterior amasado, se considera una relación agua/yeso que aporte una consistencia de la pasta de yeso por mesa de sacudidas según UNE- EN 13279-2:2006.

MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

Los siguientes ejemplos ilustrativos no pretenden ser limitantes y describen materiales prefabricados ligeros fabricados con componentes muy concretos, pero las combinaciones de fabricación son muy amplias y dependen del tipo de yeso que se emplee, de la poliamida en polvo disponible, del papel-cartón utilizado y del requerimiento de agua necesario para cada poliamida que mantenga una consistencia y trabajabilidad adecuada para la fabricación de la placa, así como unas propiedades apropiadas que determinen una buena durabilidad a lo largo del tiempo.

DESCRIPCIÓN DE UN EJEMPLO DE REALIZACIÓN Caracterización de componentes:

A) YESO: YG/L, es decir se emplea un yeso grueso de fraguado lento con designación B1/20/2 según EN 13279-1: 2009, lo que indica un contenido en conglomerante de yeso mayor o igual a un 50 %, con principio de fraguado mayor o igual a 20 minutos y con una resistencia mecánica a compresión a los 28 días mayor o igual a 2 N/mm2. Las características del yeso de referencia empleado para todos los ejemplos de realización son:

Relación A/Y (agua/yeso): 0,47

Principio de fraguado: 10 minutos

Densidad aparente húmeda: 1711 Kg/m3

Densidad aparente seca 1477 Kg/m3

Densidad real del yeso 2,32 gr/cm3.

Dureza Shore C a 28 días: 93 unidades Shore C

Flexotracción a 7 días: 5,92 MPa

Flexotracción a 28 días: 6,19 MPa

Compresión a 7 días: 15,49 MPa

Compresión a 28 días: 15,64 MPa

Succión: 21,80 mm/min

Conductividad térmica (A): 0,35 W/m*K

Permeabilidad al vapor de agua: 1,058 -10'11 kg/m-s-Pa

B) POLIAMIDA: Se emplea residuo de poliamida en polvo con una densidad a

granel de 0,440 g/cm3, y una densidad real de 1 ,08 g/cm3, el diámetro máximo de partícula es de 90 pm, con un punto de fusión de 170 - 182 °C.

C) CARTÓN: papel cartón reciclado de 0,16 mm de espesor y 0,126 kg/m2 de densidad.

D) PEGAMENTO: resinas epoxídicas

Ejemplo 1

Proceso de fabricación:

Se realiza la dosificación y mezcla en volumen de yeso y poliamida en polvo en 20 proporción 1/0,5 (una parte de yeso por cada 0,5 partes de poliamida). El agua de amasado se establece para proporcionar una consistencia adecuada y el procedimiento de amasado se lleva a cabo según UNE-EN 13279-2:2006. El resto de propiedades estudiadas en cada una de las dosificaciones se llevan a cabo según UNE-EN 520: 2005+A1.

Se introduce el molde en la estufa a una temperatura de (40±2) °C y se mantiene durante 24 horas. Una vez trascurrido este tiempo, el material se desmolda y se vuelven a introducir las placas en la estufa hasta conseguir su secado.

Propiedades del veso en estado fresco:

Relación Agua / (Yeso + Poliamida): 0,43

Propiedades de la placa veso laminado en estado endurecido:

Densidad: 1265,99 Kg/m3

Absorción total (% medio): 28,30 %

Dureza superficial (0 medio): 12,67 mm

1. Procedimiento de obtención de de placas de yeso laminado aligeradas con residuo de poliamida en polvo susceptible de adoptar dimensiones y espesores modulables cualesquiera en función de la aplicación a la que se destinan, concebido específicamente para la construcción de tabiquería interior o exterior, caracterizado por que en el mismo se establecen las siguientes fases operativas:

a. Partículas de poliamida en las que el tamaño medio de partícula es de 60 pm , su densidad a granel de 0,54 g/ cm3 y su densidad real de 1,07 g/ cm3.

b. El polvo de poliamida se mezcla con el yeso, hasta la obtención de una mezcla homogénea en seco.

c. La mezcla obtenida se amasa con agua hasta alcanzar una consistencia adecuada para una buena trabajabilidad.

d. La mezcla se vierte en el bastidor que actúa de molde y se introduce en la estufa a una temperatura de (40±2) °C junto con el papel cartón y la resina.

e. Una vez fraguado el conjunto, se extrae la placa del molde.

2. Procedimiento de obtención de placas de yeso laminado aligeradas con residuo de poliamida en polvo, según reivindicación 1, caracterizado por que la relación agua/yeso se encuentra entre 0,42 y 0,45.

3. Procedimiento de obtención de placas de yeso laminado aligeradas con residuo de poliamida en polvo, según reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que su densidad aparente en estado endurecido está comprendida entre 1051,43 Kg/m3 y 1265,99 Kg/m3.

4. Procedimiento de obtención de placas de yeso laminado aligeradas con residuo de poliamida en polvo, según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el diámetro medio obtenido por dureza superficial varía entre 12,67 mm y 15,44 mm.

5. Procedimiento de obtención de placas de yeso laminado aligeradas con residuo de poliamida en polvo, según reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la carga de rotura a flexión se encuentra entre 86,67 N y 280,00 N.

6. Procedimiento de obtención de placas de yeso laminado aligeradas con residuo de poliamida en polvo, según reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la absorción total de agua se halla en un intervalo de entre un 28,30 % y 35,39 %.

7. Procedimiento de obtención de placas de yeso laminado aligeradas con residuo de 5 poliamida en polvo, según reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la

conductividad térmica se halla en un intervalo de entre 0,1902 y 0,2624 W/m*K.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

ESPAÑA

N.° solicitud:

Fecha de presentación de la solicitud: 16.09.2013 Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

© lnt.CI.: C04B11/00 (2006.01)

E04C2/02 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

Documentos citados

Reivindicaciones

afectadas

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ES 2396096 A1 (UNIV BURGOS) 19/02/2013, reivindicación 1, reivindicación 12,

AU 2006225280 A1 (GONDA ROBERT ROBERT GONDA) 26/04/2007, página 3, lineas 20 - 21; página 3, líneas 30 - 31; página 4, líneas 1 - 2;

US 2005241541 A1 (HOHN WILFRIED ET AL.) 03/11/2005, reivindicación 1, reivindicación 9,

BASE DE DATOS WPI EN EPOQUE, AN 2004-471143, JP2004151207 (NITTETSUKOGYOKK), 27.05.2004, resumen

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Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia

Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica

O: referido a divulgación no escrita

P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación

de la solicitud

E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud