elemento compuesto de construccion y procedimiento de

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REGISTRO DE LA
PROPIEDAD INDUSTRIAL
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ES 2 014 895
kNúmero de solicitud: 8902953
kInt. Cl. : B32B 21/08
11 N.◦ de publicación:
21
5
51
ESPAÑA
E04C 2/24
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PATENTE DE INVENCION
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22 Fecha de presentación: 11.07.89
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73 Titular/es: Willem Arnold Van Willigen
Kamp 22-03
D.W. Lelystad 8225, NL
Jean-Yves Soria
30 Prioridad: 12.07.88 FR 88.09472
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72 Inventor/es: Van Willigen, Willem Arnold y
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74 Agente: Curell Suñol, Marcelino
45 Fecha de anuncio de la concesión: 16.07.90
45 Fecha de publicación del folleto de patente:
16.07.90
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Soria, Jean-Yves
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kResumen:
54 Tı́tulo: Elemento compuesto de construcción y procedimiento de fabricación correspondiente.
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Elemento compuesto de construcción y procedimiento de fabricación correspondiente. El elemento compuesto de construcción es del tipo que
comprende por lo menos una matriz de material
celular y por lo menos una capa de armadura interna y/o externa de contraplacado.
La o las matrices se realizan en una espuma rı́gida
que presenta una resistencia a la compresión superior a 1 kg/cm2 . Está prevista entre la o las
matrices y la o cada una de las armaduras de
contraplacado una capa de transición de un material compuesto espuma rı́gida/poliuretano de un
espesor superior a la de la armadura de contraplacado asociada, y preferentemente comprendido
entre 10 y 20 mm.
Venta de fascı́culos: Registro de la Propiedad Industrial. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
A6
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DESCRIPCION
La presente invención se refiere a unos elementos compuestos de construcción del tipo que
comprende por lo menos una matriz de material
celular, en particular espuma de poliestireno expandido y por lo menos una capa de armadura
y/o externa de contraplacado.
Unos elementos compuestos de este tipo están
por ejemplo descritos en la solicitud de patente
europea EP-A-0164280 de los solicitantes.
Esta solicitud de patente describe también
unos procedimientos para la realización de estructuras multidimensionales por conformado y/o por
ensamblado de dichos elementos compuestos.
La presente invención se propone realizar unos
elementos compuestos que presentan propiedades
mecánicas mejoradas con respecto a los elementos compuestos de la técnica anterior ası́ como
un procedimiento de fabricación de dichos elementos compuestos que permite obtener directamente unas estructuras complejas, en particular
tridimensionales, sin tener que recurrir a las operaciones de corte y de ensamblaje previstas en el
procedimiento descrito en la solicitud de patente
anterior.
Los elementos compuestos según la invención
se caracterizan esencialmente porque la o las matrices están realizadas en una espuma rı́gida que
presenta una resistencia a la compresión superior
a 1 kg/cm2 y que presentan entre la o las matrices
de espuma rı́gida y la o cada una de las armaduras
de contraplacado, una capa de transición de material compuesto espuma rı́gida/poliuretano de un
espesor superior a la de la armadura de contraplacado asociada y preferentemente comprendida
entre 10 y 20 mm.
Según la invención, las capas de transición de
material compuesto se obtienen aplicando todas
las superficies principales de una matriz de espuma rı́gida, en partidcular de poliestireno expandido, destinada a formar el alma del elemento
compuesto y que deben recibir una armadura de
contraplacado, una cantidad apropiada de una resina poliuretano, preferentemente del tipo monocomponente prerreticulado, penetrando la resina
poliuretano en una profundidad importante en
la red intersticial formada en las lagunas de la
espuma rı́gida y constituyendo la capa de transición. En el caso en que la espuma rı́gida está
formada por poliestireno expandido, esta capa de
transición está por tanto formada por bolas de poliestireno completamente revestidas y unidas entre sı́ por la resina poliuretano una vez realizado
el endurecimiento de esta última.
Para obtener el espesor especificado anteriormente de la capa de transición, se aplica según
la invención una cantidad de resina poliuretano
comprendida entre aproximadamente 25 y aproximadamente 120% en peso de la matriz de espuma
rı́gida.
La o las capas de transición, debido a las propiedades de adhesión del poliuretano, realizan la
unión entre la matriz y la o las armaduras de contraplacado.
Las propiedades mecánicas particularmente
destacables de los elementos compuestos según la
invención ası́ obtenidos, provienen del hecho de
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que la capa de transición compuesta realiza entre
la matriz de espuma rı́gida, en particular de poliestireno expandido, y la o cada una de las armaduras de contraplacado, una transición con gradiente de acoplamiento, decreciendo la cantidad
de poliuretano en el material compuesto de transición en efecto progresivamente ente la o cada
una de las armaduras de contraplacado y la matriz.
Debe por tanto comprenderse que la utilización del poliuretano según la invención no tiene
únicamente por objetivo asegurar una función de
encolado entre la matriz y la o cada una de las armaduras de contraplacado, como por ejemplo en
el documento anteriormente citado, sino que tiene
por objetivo realizar entre la matriz y la o cada
una de las armaduras de contraplacado una zona
de intercara de material compuesto que realiza el
gradiente de acoplamiento mencionado y que incrementa de forma sorprendente las propiedades
mecánicas del conjunto.
La matriz que forma el alma del elemento
compuesto según la invención, está preferentemente realizada en un poliestireno expandido
que presenta un peso especı́fico comprendido entre aproximadamente 15 y aproximadamente 25
kg/m3, y preferentemente del orden de 20 kg/m3 .
La o cada una de las armaduras de contraplacado presenta preferentemente un espesor comprendido entre aproximadamente 4 y aproximadamente 10 mm, estando la o las armaduras
de contraplacado presentes en el elemento compuesto según la invención de manera que representen de 50 a 75% del peso total del elemento
fabricado.
La presente invención tiene también por objeto un procedimiento para fabricar dichos elementos compuestos, caracterizado porque la o
cada una de las matrices está realizada por corte
de un bloque de espuma rı́gida porque se aplica
en todas las caras principales de la o de las matrices que deben ser recubiertas de una armadura
de contraplacado, la cantidad apropiada de resina
poliuretano para obtener una capa de transición
que tenga el espesor especificado, porque se coloca la o las armaduras, porque se pone de nuevo
el conjunto de las matrices y de las armaduras
en un molde constituido por las partes restantes
del bloque de espuma rı́gida de partida, porque se
pone en compresión el moldeo por una duración
comprendida entre aproximadamente 5 minutos y
aproximadamente 3 horas en función del tiempo
de endurecimiento de la resina poliuretano utilizada, después de lo cual se retira el elemento
compuesto terminado del molde.
Se comprende que, según la invención, se realiza directamente un elemento compuesto que
puede formar una estructura tridimensional y
cuya forma está determinada por la configuración
de la o de las matrices obtenidas por corte del bloque de espuma rı́gida de partida, constituyendo
este último, cuando tiene lugar la fase de endurecimiento del poliuretano, una contraforma que
realiza, debido a su conformación complementaria
de la o de las matrices, una perfecta repartición
de la presión ejercida durante la fase de endurecimiento del poliuretano, ası́ como una perfecta
retención en posición de la o de las armaduras.
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Otras ventajas y caracterı́sticas de la invención aparecerán con la lectura de la descripción siguiente de ejemplos de realización en
modo alguno limitativos con referencia a los planos anexos en los cuales:
La figura 1 ilustra un primer ejemplo de
realización del elemento compuesto según la invención.
La figura 2 ilustra dos fases de utilización del
procedimiento para la realización de una pluralidad de elementos tales como los ilustrados en la
figura 1.
Las figuras 4 a 6 ilustran otros tres ejemplos
de realización de elementos compuestos según la
invención.
Se ha ilustrado en la figura 1 un elemento compuesto según la invención en forma de un panel
de perfil curvado.
El elemento compuesto 1 ilustrado comprende
un alma 2 constituida por una matriz de poliestireno y dos armaduras externas de contraplacado
que constituyen unas pieles externas 3.
Entre la matriz de poliestireno 2 y cada una
de las armaduras 3 está realizada una capa de
intercara de un material compuesto poliestireno
expandido/poliuretano 4.
Las figuras 2 y 3 ilustran dos etapas de un
procedimiento de fabricación simultánea, según
la invención, de varios elementos compuestos del
tipo ilustrado en la figura 1.
Se parte a este fin de un bloque paralelepipédico 5 de poliestireno expandido en el cual
se realizan una pluralidad de cortes, en particular por la técnica del hilo caliente, de manera
que constituya una pluralidad de matrices, en
número de cuatro en el ejemplo ilustrado, 2a, 2b,
2c y 2d que tienen cada una la forma y la dimensión final deseada (matriz propiamente dicha
y zona (s) de material compuesto poliestireno expandido/poliuretano).
Se realizan también en el bloque 5 dos cortes
suplementarios 6 de manera que se retiren dos
zonas de material a una y otra parte respectivamente de las matrices 2a y 2d, correspondiendo
el espesor total de estas zonas al espesor total de
las armaduras que deben ser colocadas sobre las
matrices. Se pueden ası́ poner en posición, como
se ha ilustrado en la figura 3, en las partes restantes 5a y 5b del bloqueo 5 de partida, después de
corte, cuatro conjuntos constituidos por las matrices 2a, 2b, 2c, 2d revestidas cada una, en cada
una de sus caras principales, con las armaduras 3
necesarias de manera que constituyan cuatro elementos compuestos 1a, 1b, 1c, 1d que se realizan
simultáneamente aplicando, como se ha ilustrado
por las flechas de la figura 3, una presión de 0,3
kg/cm2 durante un tiempo de 1 hora para realizar
la adhesión de las armaduras sobre las matrices
de poliestireno después de las armaduras sobre las
matrices de poliestireno después de colocación de
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la cantidad apropiada de resina poliuretano para
formar las zonas de transición de material compuesto poliestireno expandido/poliuretano 3, en
una profundidad de 10 mm aproximadamente.
La figura 4 ilustra un panel plano armado que
constituye un segundo ejemplo de realización del
elemento compuesto según la invención.
El elemento designado en su conjunto por 10
comprende una pluralidad de matrices de poliestireno expandido 11 de forma paralelepipédica
y de sección sensiblemente cuadrada entre las
cuales están dispuestas unas armaduras 12 de
contraplacado, estando realizadas unas capas de
material compuesto 13 de poliestireno expandido/poliuretano entre cada matriz 11 y las armaduras de contraplacado correspondientes. El elemento compuesto comprende además en sus caras principales, y en caso necesario en sus cantos,
unas armaduras externas de contraplacado con
interposición de una capa de material compuesto
de transición. Estas armaduras y estas capas de
transición no han sido representadas para mayor
claridad del dibujo.
La figura 5 ilustra otro ejemplo de realización de un elemento compuesto según la invención designado globalmente por 20, presentando este elemento compuesto una forma de conjunto cilı́ndrica y estando constituido por una
pluralidad de matrices 21 en forma de sectores
de cilindro sobre las cuales están fijadas unas armaduras de contraplacado 22, estando realizadas
unas capas de material compuesto estirado expandido/poliuretano 23 entre cada una de las armaduras y la matriz correspondiente.
Se ha ilustrado también en la figura 5 el bloque de poliestireno expandido que sirve según la
invención de contraforma cuando tiene lugar la
fabricación del elemento compuesto.
El elemento 20 ilustrado comprende una armadura periférica de contraplacado que forma
una piel externa (no representada), estando ésta
realizada en el curso de la misma etapa de moldeo que la ilustrada en la figura 5, mediante, como
en el modo de realización de las figuras 2 y 3, la
extracción en el bloque de partida de una zona correspondiente al espesor de la armadura que debe
formar la piel externa.
El elemento 30 ilustrado en la figura 6 presenta una forma triangular torcida formada por
recorte en un bloque de poliestireno expandido
(no representado) a la forma final deseada de una
matriz de poliestireno expandido 31 en todoas
las caras de la cual se colocan unas armaduras
externas de las que algunas solamente están representadas en 32, estando realizadas unas capas de material compuesto 33 poliestireno expandido/poliuretano como en los modos de realización precedentes entre las armaduras 32 y la
matriz 30.
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REIVINDICACIONES
1. Elemento compuesto de construcción, del
tipo que comprende por lo menos una matriz de
material celular y por lo menos una capa de armadura interna y/o externa de contraplacado, caracterizado porque la o las matrices están realizadas en una espuma rı́gida que presenta una
resistencia a la compresión superior a 1 kg/cm2
y porque comprende entre la o las matrices (2,
11, 21, 31) y la o cada una de las armaduras de contraplacado (3, 12, 22, 32) una capa
de transición de un material compuesto espuma
rı́gida/poliuretano (4, 13, 23, 33) de un espesor
superior al de la armadura de contraplacado asociada, y preferentemente comprendido entre 10 y
20mm.
2. Elemento compuesto según la reivindicación 1, caracterizado porque la o dichas capas
de transición se obtienen por aplicación de una
cantidad de resina poliuretano comprendida entre
aproximadamente 25 y aproximadamente 120%
en peso de la o de las matrices.
3. Elemento compuesto según cualquiera de
las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque
la o las armaduras de contraplacado representan
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de 50 a 75%del peso total del elemento.
4. Elemento compuesto según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque
la o las matrices son de poliestireno expandido de
un peso especı́fico comprendido entre aproximadamente 15 y aproximadamente 25 kg/m3.
5. Procedimiento para fabricar un elemento
compuesto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se realiza
la o cada una de las matrices por corte de un
bloque de espuma rı́gida (5) porque se aplica en
todas las caras principales de la o de las matrices que deben recibir una armadura de contraplacado, una resina poliuretano en una cantidad
comprendida entre aproximadamente 25 y aproximadamente 120% en peso de la o de las matrices,
porque se colocan la o las armaduras, porque se
pone de nuevo el conjunto de las matrices y de las
armaduras en un molde constituido por las partes
restantes (5a, 5b) del bloque de espuma rı́gida de
partida, porque se pone en compresión el molde
por una duración comprendida entre aproximadamente 5 minutos y aproximadamente 3 horas
en función del tiempo de endurecimiento de la resina poliuretano, después de lo cual se retira el
elemento compuesto terminado del molde.
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