ES2208403T3 - Procedimiento para la fabricacion de un material aislante. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de un material aislante, especialmente de fibras orgánicas y/o inorgánicas, por ejemplo de fibras de vidrio y/o cerámica con o sin aglutinantes orgánicos y/o inorgánicos, en donde se agregan componentes termoactivos, con preferencia pigmentos, a los aglutinantes, y/o de esponja sólida plástica como, por ejemplo, poliestireno expandido o extruido, resina fenólica, esponja de poliuretano o espuma de poliisocianurato, y/o de hormigón poroso, espuma mineral, vidrio celular, vidrio sinterizado, vidrio soluble espumado o similares fundiciones que se decoloran parcialmente y/o se expanden, en donde puede modificarse el color y/o la conformación del material aislante mediante la energía térmica, y en el que en al menos una superficie, especialmente una superficie grande, está dispuesta al menos una marca como denominación del producto y/o como ayuda para cortar, caracterizado porque se aplica al menos un rayo láser sobre el material aislante, con el que se realizanlas marcaciones en la superficie del material aislante.

Description

Procedimiento para la fabricación de un material aislante.

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un material aislante, especialmente de fibras orgánicas y/o inorgánicas, por ejemplo de fibras de vidrio y/o cerámica con o sin aglutinantes orgánicos y/o inorgánicos, en donde se le agregan componentes termoactivos, con preferencia pigmentos, a los aglutinantes, y/o de esponja sólida plástica, como por ejemplo poliestireno expandido o extruido, resina fenólica, esponja de poliuretano o espuma de poliisocianurato, y/o de hormigón poroso, espuma mineral, vidrio celular, vidrio sinterizado, vidrio soluble espumado o similares fundiciones que se decoloran parcialmente y/o se expanden, en donde puede modificarse el color y/o la conformación del material aislante mediante la energía térmica, y en el que en al menos una superficie, especialmente una superficie grande se dispone al menos una marca como denominación del producto y/o como ayuda para cortar.

Del estado de la técnica se conoce la fabricación de materiales aislantes, que, por ejemplo, pueden estar conformados en vías o en placas, en los que se fabrica una fundición de vidrio o minerales y se guía hacia una máquina desfibradora. En la máquina desfibradora se desintegra la fundición en fibras micrónicas que luego son humedecidas con un aglutinante y, dado el caso, con otros agentes de impregnación. Las fibras minerales preparadas de tal modo presentan una determinada temperatura en este estado. Debido a su temperatura y especialmente a los aglutinantes, las fibras minerales tienden a adherirse entre sí. Por lo tanto, las fibras minerales se depositan inmediatamente después de su humidificación con como mínimo aglutinantes sobre un dispositivo de transporte, normalmente una cinta transportadora. La vía de fibras minerales así formada puede entonces someterse a distintos procesamientos. La vía de fibras minerales puede, por ejemplo, suspenderse después de alcanzar un determinado espesor de material. Por lo general, la vía de fibras minerales atraviesa dispositivos de compresión, así como dispositivos de corte para emparejar los laterales, y al menos un horno de templado, para templar los aglutinantes.

Después de salir del horno de templado, la vía de fibras minerales es guiada a una estación de enrollado, o bien, es cortada alternativamente en placas individuales que luego son guiadas a un dispositivo de embalaje y son embaladas en unidades de embalaje habituales en el mercado.

Del estado de la técnica se conoce además que el material aislante en forma de vía, por ejemplo, las placas de fibras minerales, las placas de espuma sólida o las placas de hormigón poroso, son provistas de marcas. Estas marcas se realizan en general como marcas de colores con ayuda de patrones y la técnica del aerógrafo o con impresoras de chorro de tinta. Pero las marcas de colores presentan la importante desventaja de afectar la clase del material, es decir, la combustión de los productos. A fin de evitar este efecto, se utilizan, especialmente en el caso de materiales aislantes de lana mineral que contienen un aglutinante orgánico, rodillos de marcación con calefacción eléctrica o a gas, en cuyo perímetro se dispusieron figuras y textos de marcación. Estos rodillos de marcación se aplican de forma periódica o constante sobre la vía de fibras minerales, de modo que los rodillos de marcación calentados debido a la temperatura generan una decoloración del aglutinante en el producto de fibra mineral. Este proceso puede realizarse de forma discontinua durante el sellado o de forma continua, de modo que puede producirse un texto continuo sobre el material aislante conformado porque el aglutinante es decolorado a través de las áreas calientes en la superficie del material aislante, pudiendo así verse el texto, o bien, la figura en la superficie.

Para dividir una vía de material aislante en distintas unidades de placa, es habitual proveer en el área de la línea de producción los correspondientes dispositivos de sierra, por ejemplo, sierras pendulares, circulares o de cinta, que se usan en relación con el producto que se va a obtener. Pero con tales sierras sólo pueden realizarse cortes rectos.

Partiendo del estado de la técnica, la invención se basa en el objetivo de crear un procedimiento en el que es posible realizar de forma sencilla y económica la identificación y/o división de un material aislante, en donde también pueden efectuarse identificaciones y/o cortes complicados respecto de sus contornos.

Para conseguir este objetivo se prevé aplicar sobre el material aislante al menos un rayo láser, mediante el cual se producen las marcaciones en la superficie del material aislante.

El procedimiento de la invención se caracteriza, por lo tanto, porque en lugar de las técnicas usadas hasta el momento, se realizan las marcaciones en la superficie del material aislante mediante un rayo láser. El rayo láser ofrece aquí la importante ventaja de que puede ser dirigido y especialmente puede ser guiado y puede ser ajustado a las características reales del material aislante. En el procedimiento de la invención pueden procesarse materiales aislantes de fibras orgánicas, o bien, de fibras inorgánicas unidas con aglutinantes orgánicos, por ejemplo, fibras de vidrio, o materiales aislantes que contienen sustancias orgánicas, materiales aislantes provistos de recubrimientos orgánicos o que tengan componentes que modifiquen su color y/o su conformación mediante la energía térmica, así como materiales aislantes de espuma sólida, en los que las marcaciones se producen por modificaciones del color y/o expansión de la superficie o por sinterizado parcial, o bien, fusión de ahondamientos en la superficie. En especial pueden procesarse con el procedimiento de la invención todos los materiales aislantes mencionados en el preámbulo de la reivindicación 1.

En el caso de un proceso de fabricación continuo, el material aislante es guiado en forma de vías hacia el rayo láser, a fin de poder mantener la fabricación continua del material aislante. Pero también existe la posibilidad de realizar el procesamiento con rayo láser sobre elementos de material aislante ya fabricados, como por ejemplo, placas, revestimientos de tubos, segmentos u otras piezas formadas, siendo posible aquí guiar las piezas formadas en forma manual o automática hacia el dispositivo de procesamiento láser. Por lo general, no se realiza un procesamiento continuo del material aislante. Más bien se trata aquí de un procesamiento individual de las distintas piezas conformadas como, por ejemplo, revestimientos de tubos, placas u otros.

Según otra característica de la invención, se ha previsto que el rayo láser divida el material aislante, especialmente la vía, en secciones, en especial en placas. Gracias a esta configuración existe la posibilidad de no sólo proveer a la vía de material aislante de marcaciones, sino que también con el mismo dispositivo pueda cortarse la vía de material aislante en placas. Ello significa un gran ahorro de inversión en la conformación de las lineas de producción. Además resultó ventajoso que el mantenimiento del rayo láser sea mucho más sencillo debido a su escasa cantidad de elementos mecánicos en comparación con los componentes usuales.

Un equipo láser que genera el rayo láser, puede moverse con preferencia en sentido longitudinal, transversal vio a distancia, así como dado el caso en su posición angular respecto de la superficie del material aislante. El rayo láser es guiado sobre la superficie del material aislante a través de un espejo que puede girarse en los tres ejes principales y mediante un sistema de lentes. La propulsión del espejo se realiza a través de servomotores de propulsión eléctrica que reciben sus señales de propulsión de un equipo de mando. El propio equipo de mando está conectado a un procesador electrónico de datos (ordenador), en el que se almacenaron datos para determinadas disposiciones y/o conformaciones de marcación sobre los materiales aislantes. Sobre la base de estos datos se controla el rayo láser respecto de sus movimientos y/o su intensidad. De forma alternativa, puede preverse que el equipo que genera el rayo láser pueda moverse conforme a los tres ejes espaciales junto con los dispositivos ópticos post-conectados. Debido a la cantidad de grados de libertad del rayo láser, pueden producirse marcaciones y cortes de las formas más diversas. Además existe la ventaja de que, por ejemplo, todas las letras y números, así como los pictogramas, sean controlados por ordenador y puedan aplicarse de modo variable. Otra ventaja es la posibilidad de fabricación de placas de fibras minerales que presentan, por ejemplo en dos lados enfrentados, un canto que difiere de una limitación recta. De esta forma, pueden fabricarse, por ejemplo, placas de fibras minerales con determinadas entalladuras semicirculares, conforme a los requerimientos del cliente.

El rayo láser es generado por un equipo de láser de estado sólido o por un equipo de láser gaseoso, preferentemente con ayuda de un láser de CO_{2}.

La potencia de luz del rayo láser se ajusta a través de los dispositivos ópticos, en relación con el tamaño y la intensidad de las alteraciones de material requeridas, especialmente en el caso de marcaciones. Preferentemente, el rayo láser es movido a diferentes velocidades respecto de la superficie de]. material aislante. La velocidad relativa, por ejemplo, es de aproximadamente 5 m/s.

Conforme a otra característica de la invención, se ha previsto que el láser se mueva al menos en el sentido del transporte de la vía, a una velocidad mayor respecto de la velocidad de transporte, con preferencia 5 m/s. Esta mayor velocidad es necesaria para las marcaciones más grandes en formas de letras, números y/o pictogramas, a fin de poder aplicar todas las marcaciones en un determinado recorrido del material transportado.

En contraposición a ello, durante la subdivisión de la vía, el rayo láser es movido a una velocidad en el sentido de transporte que coincide con la velocidad de avance de la vía para, por ejemplo, poder realizar un corte de límites rectos.

Finalmente, se previó según otra característica de la invención que los movimientos y/o la potencia de]. rayo láser sean controlados a través de un procesador de datos, cuyos datos iniciales se extraen especialmente del mando de la producción. Tal tipo de enlace del mando de la producción con el mando de la marcación, o bien, el mando de corte, presenta la ventaja de que, de acuerdo con el pedido del cliente, pueden fabricarse productos por encargo de forma sencilla y fiable.

En el ejemplo de realización de la invención se extrae del horno de templado una vía de lana mineral de un determinado espesor y de una determinada densidad en bruto, y se guía hacia un dispositivo de marcación y corte. El dispositivo de marcación y corte presenta un láser de CO_{2} con potencia variable de hasta 1500 vatios y una longitud de onda de aproximadamente 1 a 12 \mum, especialmente de 9 a 12 \mum. El rayo láser es guiado sobre la vía de lana mineral mediante un espejo. De modo alternativo, puede haberse previsto que el equipo láser que genera el rayo láser sea montado por encima de un dispositivo de transporte, sobre el que se transporta la vía de lana mineral, sobre un patín de cruz doble propulsado a motor, de modo que pueda trasladarse en todos los ejes. Además, el láser está apoyado de modo pivotante dentro del patín de cruz doble, de modo que un rayo láser generado por el equipo láser pueda aplicarse en un determinado ángulo diferente del vertical sobre la superficie de la vía de lana mineral.

Además, el rayo láser puede ser guiado del modo deseado sobre la superficie que se va a marcar con dispositivos ópticos que se pueden regular electrónicamente, como lentes, sistemas de lentes, rejas o espejos de efecto óptico. A través de esos dispositivos ópticos auxiliares, así como a través de la variación de la distancia de los mismos respecto de la superficie que se va a marcar, a través de la modificación del ángulo de inclinación y la intensidad del rayo láser puede modificarse el ancho y la intensidad de la marcación.

En una disposición del láser sobre un patín de cruz doble, se regula el rayo láser en un primer paso de tal modo que impacta en ángulo recto sobre la superficie de la vía de lana mineral. El patín de cruz doble está aquí conectado a un ordenador, a través del cual se controlan los movimientos del mismo. El ordenador obtiene los datos para el control de los movimientos del patín de cruz doble a través del administrador de pedido en el que se ingresó el tipo y la cantidad de placas de lana mineral que se van a fabricar.

La vía de lana mineral llega al área del dispositivo de marcación y corte, en donde el dispositivo de marcación y corte se ubica en su posición máxima en el sentido de transporte de la vía de lana mineral. Inmediatamente después de alcanzar el dispositivo de marcación y corte, éste comienza a producir marcas en la superficie de la vía de lana mineral. Para ello, el dispositivo de marcación y corte se mueve en el sentido de traslado de la vía de lana mineral. Una vez completadas las marcaciones, el dispositivo de marcación y corte se mueve dentro de un área de corte predeterminada, a fin de acortar la vía de lana mineral ya marcada en la medida de una placa. A continuación se marca el siguiente sector de la vía de lana mineral y se corta después de finalizar la marcación.

La velocidad de traslado del láser se define de modo tal que sea notablemente superior a la velocidad de transporte. Además se ajusta automáticamente la potencia del láser con relación a las marcaciones, o bien, del proceso de corte. Durante el proceso de marcación se ajusta una potencia de, por ejemplo, 250 mW, mientras que el proceso de corte se realiza con una potencia de 1500 W.

La marcación se efectúa de modo tal que, con el láser con energía reducida, pueda trasladarse al material aislante la forma de un texto o de una figura. Mediante la energía láser se decolora aquí en un área reducida el aglutinante dentro del material aislante de lana mineral, de modo que después del proceso pueda leerse el texto en la vía de lana mineral. Posteriormente se aumenta la energía láser para cortar determinados contornos, los cuales también pueden ser cortes rectos, perpendicularmente a la superficie. También existe la posibilidad de regular la energía del láser de tal forma que el láser no corte totalmente la vía de lana mineral, sino sólo hasta una determinada medida.

Los bordes de la vía de lana mineral pueden cortarse de forma oblicua al inclinar el láser, o bien, de cualquier otra forma.

Claims (14)

1. Procedimiento para la fabricación de un material aislante, especialmente de fibras orgánicas y/o inorgánicas, por ejemplo de fibras de vidrio y/o cerámica con o sin aglutinantes orgánicos y/o inorgánicos, en donde se agregan componentes termoactivos, con preferencia pigmentos, a los aglutinantes, y/o de esponja sólida plástica como, por ejemplo, poliestireno expandido o extruido, resina fenólica, esponja de poliuretano o espuma de poliisocianurato, y/o de hormigón poroso, espuma mineral, vidrio celular, vidrio sinterizado, vidrio soluble espumado o similares fundiciones que se decoloran parcialmente y/o se expanden, en donde puede modificarse el color y/o la conformación del material aislante mediante la energía térmica, y en el que en al menos una superficie, especialmente una superficie grande, está dispuesta al menos una marca como denominación del producto y/o como ayuda para cortar, caracterizado porque se aplica al menos un rayo láser sobre el material aislante, con el que se realizan las marcaciones en la superficie del material aislante.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material aislante es guiado en forma de vía al rayo láser.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el material aislante, especialmente la vía de material aislante, es dividido en segmentos, especialmente en placas, por el rayo láser.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el rayo láser es movido en sentido longitudinal, transversal y/o distancia, así como, dado el caso, en su posición angular respecto de la superficie de la vía de fibras minerales mediante un dispositivo óptico que puede regularse electrónicamente.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se modifica el ancho y/o la intensidad del rayo láser.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el equipo láser que genera el rayo láser es movido en sentido longitudinal, transversal y/o a distancia, así como, dado el caso, en su posición angular respecto de la superficie del material aislante.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se genera el rayo láser con un láser de estado sólido o un láser gaseoso, especialmente con un láser de CO_{2}.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la potencia del rayo láser se ajusta en relación al tamaño y la intensidad de las alteraciones de material requeridas.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las marcaciones se conforman como contornos.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el rayo láser es movido al menos en el sentido de transporte de la vía a una velocidad superior a la velocidad de transporte, con preferencia a 5 m/s.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque con el rayo láser se decoloran aglutinantes y/o pigmentos en el aglutinante inorgánico en el material aislante mediante energía térmica.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el rayo láser durante la división del material aislante en partes es movido a una velocidad en el sentido de transporte que coincide con la velocidad de transporte de la vía.

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los movimientos y/o la potencia del rayo láser son controlados a través de un procesador de datos, cuyos datos de entrada se extraen del control de la producción, especialmente del administrador del pedido.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en materiales aislantes de espuma sólida, las marcaciones se producen con el láser por modificaciones del color o por sinterizado parcial, o bien, fusión en la superficie.