ES3072359T3

ES3072359T3 - Composite material, extrudate and extrusion method

Info

Publication number: ES3072359T3
Application number: ES18211378T
Authority: ES
Inventors: Hermann Bahnes
Original assignee: Salamander Industrie Produkte GmbH
Current assignee: Salamander Industrie Produkte GmbH
Priority date: 2018-08-09
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2026-07-01
Anticipated expiration: 2038-12-10
Also published as: PL3608080T3; EP4663704A3; US20210403695A1; DE102018119427A1; US20250243356A1; WO2020030809A1; EP3608080B1; EP3608080A1; EP3608080C0; EP4663704A2; US12305030B2

Abstract

La presente invención se refiere a un material compuesto para producir un extrudido que comprende PVC y gránulos de cáscara de cereal, tales como cáscaras, vainas, aristas, cubiertas de semillas y/o partes del tallo, donde el cereal es Pooideae y/o Panicoideae y/o Andropogonoideae. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Material compuesto, extrudado y procedimiento de extrusión

[0003] La presente invención se refiere a un material compuesto para la fabricación de un extrudado, en particular de un producto de imitación de madera. Además, la invención se refiere a un extrudado, tal como un producto de imitación de madera, que se ha fabricado mediante la extrusión de un material compuesto. Asimismo, la presente invención proporciona un procedimiento para la fabricación de un material compuesto, así como un procedimiento de extrusión para la fabricación de un extrudado a partir de un material compuesto.

[0005] Los materiales compuestos genéricos se utilizan, por ejemplo, en la extrusión de perfiles para la fabricación de perfiles para revestimientos de suelos o de paredes o sistemas de vallas. En particular, los perfiles de este tipo se utilizan en el exterior, de tal modo que como un requisito previo es una cierta resistencia a la intemperie y a los meteoros. Otro requisito para los perfiles de material compuesto es que sean lo más similares posible a los perfiles de madera en cuanto a sus aspectos óptico, táctil y específico del procesamiento. Debido a la creciente conciencia medioambiental, aumenta la demanda de un uso sostenible de las materias primas renovables que sustituyen a la madera. Es conocido el empleo de materiales compuestos de madera y plástico, los denominados perfiles WPC (Wood Plastic Composite), que se pueden procesar termoplásticamente y se fabrican a partir de diferentes proporciones de madera, en particular de serrín de madera, plásticos y aditivos, empleándose generalmente procedimientos modernos de la técnica de plásticos, tales como la extrusión o el moldeo por inyección.

[0006] Los perfiles conocidos de materiales compuestos de madera y plástico tienen, entre otras, la desventaja de que no se pueden pintar o solo con gran esfuerzo. Una desventaja adicional consiste en que la proporción de polietileno, presente con frecuencia, confiere al perfil una sensación táctil muy plástica, lo que hace que los perfiles de este tipo sean inadecuados para la fabricación de muebles.

[0007] Del documento EP 2536785 se conoce una composición para la fabricación de un producto de imitación de madera que contiene una mezcla de resina de PVC y polvo de cáscaras de arroz o de cacahuete. En los productos de imitación de madera, algunos parámetros físicos y/o mecánicos importantes han demostrado ser susceptibles de mejora, en particular la resistencia a la flexión, que se determina según DIN ISO 178, la tenacidad al impacto, que se determina según DIN ISO 179-1eU, así como la absorción de agua, que se registra según DIN ISO 62, o la resistencia al deslizamiento. Además, la demanda de conservación de recursos de materias primas regenerativas reclama alternativas al uso de cáscaras de arroz, en particular para mejorar el equilibrio ecológico.

[0008] El documento WO 2004/022846 A2 divulga el preámbulo de la reivindicación 1 o un lubricante antimicrobiano para materiales compuestos de fibra de madera y plástico. El documento WO 2015/063365 A1 divulga un procedimiento para la fabricación de un material compuesto de fibra natural y plástico.

[0009] Por lo tanto, el objetivo de la invención es superar las desventajas del estado de la técnica conocido, en particular proporcionar un material compuesto para la fabricación de un extrudado, en particular de un producto de imitación de madera, por ejemplo para perfiles de sistemas de paredes, de suelos o de vallas, especialmente en el exterior, que posea propiedades físicas y/o mecánicas mejoradas, que satisfaga la demanda de conservación de los recursos de materias primas regenerativas y que al mismo tiempo sea lo más similar posible a la madera en cuanto a los aspectos óptico, táctil y específico del procesamiento.

[0010] Este objetivo se consigue mediante las características de las reivindicaciones 1, 10 y 18. De acuerdo con ello, se proporciona un material compuesto para la fabricación de un extrudado, en particular de un producto de imitación de madera que se puede fabricar mediante un procedimiento de extrusión. Por ejemplo, el extrudado, en particular la imitación de madera, puede ser un perfil de monoextrusión o un perfil de extrusión múltiple, en particular un perfil de coextrusión. Como material compuesto se designará en el presente documento un material de dos o más materiales unidos. El material compuesto comprende policloruro de vinilo (PVC), que puede ser PVC rígido y/o PVC flexible, dependiendo de la clase de extrudado que hay que fabricar. Si los extrudados se utilizan, por ejemplo, para la fabricación de perfiles de marcos de puertas y/o de ventanas, perfiles de suelos de terraza o tubos, se emplea predominantemente PVC rígido. En el caso de que el extrudado que hay que fabricar deba presentar un comportamiento elástico, como por ejemplo en revestimientos de cables, se usa de manera preferente PVC flexible. Por ejemplo, el PVC puede ser una resina de PVC, en particular una suspensión de resina de PVC.

[0011] El material compuesto comprende, además, un granulado de granzas de cereal. Como granulado o materia granular se designan en general materiales compuestos de partículas sólidas de pequeñas dimensiones. Como granzas de cereal se designan preferentemente los componentes que se desprenden al trillar el cereal de la correspondiente planta de cereal. Preferentemente, las granzas de cereal comprenden la gluma, que rodea la flor protegiéndola, la vaina, la arista, la cubierta de la semilla y/o partes del tallo, pudiendo estar presentes también componentes del fruto o de la semilla o de la flor. Por ejemplo, el material compuesto puede comprender cereal granulado o granzas de cereal granuladas, en donde granular se refiere en general a una técnica en la que como resultado se obtienen partículas de tamaños similares. Mediante la composición del material compuesto según la invención, se mejoran las propiedades físicas y/o mecánicas, en donde se puede fabricar al mismo tiempo como un producto de imitación de madera un extrudado lo más similar posible a la madera en cuanto a sus aspectos óptico, táctil y técnico de procesamiento. Además, el material compuesto según la invención garantiza durante su fabricación una conservación de recursos de las materias primas regenerativas, mejórandose el balance ecológico del extrudado que hay que fabricar fabricar, ya que la disponibilidad de las especies de cereal a utilizar existe en Europa y, por lo tanto, no se requiere un abastecimiento desde un mercado no europeo.

[0013] La presente invención se refiere también a una composición para la fabricación de un producto de imitación de madera, comprendiendo la composición una mezcla de PVC, en particular una resina de PVC, y un granulado de granzas de cereal, siendo las granzas de cereal espelta. A partir de la composición se puede formar un material compuesto, por ejemplo, mediante mezcla o combinación de los componentes individuales. Mediante el material compuesto se puede fabricar entonces, mediante un paso de extrusión, un producto de imitación de madera, es decir, un extrudado.

[0015] Según la invención, el granulado es un producto molido, es decir, molido en particular mediante un molino de cereales. Según la invención, el granulado de granzas de cereal está molido de tal manera que posee un tamaño de partícula, como tamaño de grano, en el intervalo de 0,05 mm a 1 mm, preferentemente en el intervalo de 0,1 mm a 0,7 mm, preferentemente en el intervalo de 0,2 mm a 0,5 mm y en particular en el intervalo de 0,25 mm a 0,42 mm. Se descubrió que mediante el valor del tamaño de grano a moler se puede ejercer una fuerte influencia en las propiedades físicas y mecánicas del material compuesto. Por ejemplo, se descubrió que con una calidad de molienda superior, es decir, con el uso de un tamiz más fino, se puede reducir la absorción de agua del material compuesto a fabricar. Sin embargo, también se constató que los tamaños de partícula o de grano demasiado pequeños, es decir, en particular menores de 0,05 mm, 0,1 mm, 0,2 mm o menores de 0,25 mm, dificultan la obtención de un material compuesto del material de granzas de cereal. Además, se observó una peor procesabilidad, ya que la mezcla después de la formación del material compuesto es demasiado viscosa. Un tamaño de partícula demasiado pequeño significa también que el número de partículas de granzas de cereal por unidad de volumen en el material compuesto aumenta, lo que empeora las propiedades ópticas del extrudado fabricado a partir del material compuesto, en particular el aspecto óptico se desvía cada vez más de un aspecto óptico similar a la madera. Además, se descubrió que tamaños de partícula o grano demasiado grandes, en particular mayores de 1 mm, 0,7 mm, 0,5 mm o mayores de 0,42 mm, también pueden afectar negativamente al extrudado de material compuesto a fabricar. Por ejemplo, puede disminuir la resistencia a la flexión/rotura y empeorar la capacidad de mecanizado posterior, como por ejemplo un lijado posterior. Preferentemente, en el caso de los materiales compuestos según la invención se emplean en su mayoría, en particular del 85 al 95 %, tamaños de grano de gluma de cereal de menos de 0,315 mm, preferentemente en su mayoría, en particular del 75 al 85 %, tamaños de grano de gluma de cereal de menos de 0,25 mm.

[0017] Según la invención, el cereal comprende espelta, en particular exclusivamente espelta.

[0019] Según otra forma de realización a modo de ejemplo del material compuesto según la invención, la proporción de granzas de cereal en el peso total es de entre el 10 y el 50 % en peso. Se descubrió que con una proporción creciente de granzas de cereal según la invención en el peso total, aumenta la absorción de agua, determinada según DIN ISO 62. Es evidente que los requisitos de absorción de agua dependen del uso correspondiente del extrudado a fabricar. En particular, para el uso del extrudado en perfiles de suelos, revestimientos de paredes o sistemas de vallas, que se utilizan en el exterior y, por lo tanto, deben ser resistentes a la intemperie, resulta ventajosa una menor absorción de agua. Preferentemente, la proporción de granzas de cereal es del 15 al 45 % en peso o del 20 al 40 % en peso. En una realización preferente, la proporción de policloruro de vinilo en el peso total del material compuesto es de entre el 30 y el 80 % en peso, preferentemente entre el 35 y el 75 % en peso, en particular entre el 40 y el 70 % en peso. Es evidente que la suma de todos los componentes del material compuesto presentes no supera el 100 %.

[0021] En una realización a modo de ejemplo del material compuesto, este comprende además al menos un aditivo, que en general constituye una sustancia auxiliar, siendo evidente que la suma de los componentes del material compuesto da como resultado el 100 % en peso. Como aditivos se emplean, por ejemplo, aglutinantes químicos a base de termoplásticos, tales como polimetacrilato, pigmentos de color, como tiza, dióxido de titanio, negro de humo, óxido de hierro rojo, ocre, lubricantes o agentes deslizantes, como sales de ácidos grasos, por ejemplo estearato de calcio, ésteres de ácidos grasos, amidas de ácidos grasos, ceras de parafina, ceras de polietileno, parafina microcristalina, carbonato de calcio y auxiliares de procesamiento de policloruro de vinilo, tales como estabilizadores térmicos y de intemperie, antioxidantes, agentes antienvejecimiento, estabilizadores de luz, absorbedores de ultravioleta o agentes antiestáticos. Por ejemplo, los aditivos pueden mezclarse con el material compuesto, en particular con el policloruro de vinilo, en particular mezclarse en caliente. Según un perfeccionamiento, el material compuesto según la invención comprende tiza, siendo en particular una proporción de tiza de entre el 1 y el 25 % en peso, del 2 al 23 % en peso o del 3 al 21 % en peso. Además, el material compuesto puede presentar un lubricante, preferentemente con una proporción en el intervalo del 1 al 11 % en peso, del 2 al 10 % en peso o del 3 al 9 % en peso. Como lubricante se puede emplear preferentemente polietileno clorado. Adicionalmente, se pueden añadir pigmentos de color al material compuesto.

[0023] En un perfeccionamiento a modo de ejemplo del material compuesto según la invención, el material compuesto comprende al menos un aditivo, como tiza, lubricante o pigmento de color, en el que una relación de mezcla de granzas de cereal a PVC está en el intervalo de 0,2 a 0,85, preferentemente en el intervalo de 0,35 a 0,8 o en el intervalo de 0,38 a 0,77. Además, una relación de mezcla de aditivo a policloruro de vinilo puede estar en el intervalo de 0,05 a 0,5. Por ejemplo, en el caso de que haya tiza presente en el material compuesto, una relación de mezcla de tiza a policloruro de vinilo puede estar en el intervalo de 0,05 a 0,5, preferentemente en el intervalo de 0,06 a 0,45 o en el intervalo de 0,07 a 0,4. Por ejemplo, en el caso de que haya lubricante presente en el material compuesto, una relación de mezcla de lubricante a policloruro de vinilo puede estar en el intervalo de 0,05 a 0,3, preferentemente en el intervalo de 0,06 a 0,25 o en el intervalo de 0,07 a 0,2.

[0024] Por ejemplo, un tamaño de partícula o de grano de los componentes aditivos, en particular del aditivo tiza, puede ser menor de 5 µm, en particular menor de 4 µm. De este modo se puede asegurar una mezcla de material compuesto ventajosa de los componentes del material compuesto y una capacidad de mecanizado posterior ventajosa del extrudado fabricado a partir del material compuesto.

[0025] Los materiales compuestos según la invención y en particular los extrudados fabricados a partir de ellos, que presentan un equilibrio ecológico mejorado debido a la disponibilidad local de las variedades de cereal seleccionadas, alcanzan las propiedades físicas y/o mecánicas del material compuesto exigidas en la presente invención y poseen al mismo tiempo la aptitud para ser usados lo mejor posible para productos de imitación de madera. Por ejemplo, según la presente invención se descubrió que la resistencia a la flexión del material compuesto, en particular de un extrudado fabricado a partir del material compuesto, medida según DIN ISO 178, disminuye con una relación creciente de lubricante y/o de tiza y/o de granzas de cereal según la invención de los géneros Pooideae, Panicoideae o Antropogonoideae, y de policloruro de vinilo. Además, se descubrió que el módulo de elasticidad en flexión, medido según DIN ISO 178, aumenta con una relación creciente de granzas de cereal de los géneros Pooideae, Panicoideae o Antropogonoideae o de tiza, a policloruro de vinilo y, por otro lado, disminuye considerablemente con una relación creciente de lubricante a policloruro de vinilo. Además, el valor de la tenacidad al impacto, medido según DIN ISO 179-1eU, disminuye considerablemente con una relación creciente de granzas de cereal a policloruro de vinilo. Por otro lado, el valor de la tenacidad al impacto aumenta considerablemente con una relación creciente de lubricante o de tiza a policloruro de vinilo. Otro hallazgo se refiere a la densidad del material compuesto, que aumenta considerablemente con una relación creciente de tiza a policloruro de vinilo, medida según DIN ISO 1183. Respecto a la absorción de agua, un parámetro importante en particular para el uso del material compuesto o del extrudado fabricado a partir de él en el exterior, por ejemplo después de 24 horas, se descubrió que esta aumenta considerablemente con una proporción creciente de granzas de cereal a policloruro de vinilo, medida según DIN ISO 62.

[0026] Según un perfeccionamiento a modo de ejemplo del material compuesto, al policloruro de vinilo se le añade un estabilizador, que preferentemente consiste en una base de calcio-zinc. En particular, el policloruro de vinilo está mezclado en caliente con el estabilizador, preferentemente a base de calcio-zinc. En una realización a modo de ejemplo, la adición del estabilizador al policloruro de vinilo se realiza antes de la mezcla con las granzas de cereal.

[0027] En una realización a modo de ejemplo del material compuesto según la invención, las granzas de cereal se muelen preferentemente para dar una forma granular, preferentemente para separar las granzas de cereal de la planta de cereal. Además, las granzas de cereal pueden clasificarse mediante un tamiz con una abertura de malla, que representa una medida de la finura del tejido y, en consecuencia, también determina el tamaño de grano del material tamizado correspondiente, de en particular menos de 2 mm, preferentemente 1,5 mm, 1 mm o 0,5 mm, para poder ordenar las granzas de cereal según criterios definidos, tales como el tamaño de partícula, la densidad y/o la inercia. Un tamiz o su elemento de tamizado es en general un dispositivo para separar o clasificar según el tamaño de grano sustancias sólidas, tales como materiales a granel. Se descubrió que con un tamaño de tamiz decreciente, es decir, con un tamaño de partícula o de grano decreciente, se reduce la absorción de agua del material compuesto.

[0028] En un perfeccionamiento a modo de ejemplo del material compuesto, este posee una densidad de menos de 2 g/cm³, preferentemente menos de 1,8 g/cm³, 1,6 g/cm³, en particular menos de 1,5 g/cm³, 1,45 g/cm³ o menos de 1,4 g/cm³. Se descubrió que el peso específico del material compuesto o su densidad aumentan con una proporción creciente de aditivos.

[0029] Según un aspecto adicional de la presente invención, que se puede combinar con los aspectos anteriores, se proporciona un extrudado que se fabrica mediante la extrusión de un material compuesto según la invención. Para ello pueden emplearse procedimientos de extrusión convencionales o dispositivos de extrusión convencionales, como por ejemplo un extrusor de varios husillos, en particular un extrusor de doble husillo. Por ejemplo, el material compuesto según la invención puede fabricarse mediante los siguientes pasos. Primero se deben secar los componentes del material compuesto que hay que usar, o sus materias primas, y mezclarlos manual o mecánicamente, en particular para obtener las composiciones del material compuesto según la invención con las proporciones según la invención de los respectivos componentes. A continuación se realiza una mezcla de material compuesto o preparación del material compuesto, en su caso mediante la adición de aditivos, en particular para lograr propiedades preferentes del material compuesto, y eventualmente una granulación en un extrusor. También es concebible preparar la mezcla de PVC y aditivos mediante mezcla en seco, en particular para generar el denominado Dry-Blend. Las hebras de extrusión obtenidas pueden ser trituradas, por ejemplo, mediante un granulador de corte. La extrusión, preferentemente una extrusión de perfiles, por ejemplo mediante un extrusor de doble husillo, se utiliza para fabricar extrudados, tales como imitaciones de madera, por ejemplo como perfiles de extrusión, con secciones transversales deseadas, como por ejemplo 10 x 4 mm².

[0030] En una realización a modo de ejemplo del extrudado, este posee un módulo de elasticidad en flexión según DIN ISO 178 de más de 4000 N/mm², preferentemente más de 4500 N/mm² o más de 5000 N/mm². El módulo de elasticidad en flexión puede ser en particular menor de 15.000 N/mm², en particular menor de 12.000 N/mm², 11.000 N/mm², 10.000 N/mm², 9.000 N/mm², 8.000 N/mm², 7.000 N/mm² o menor de 6000 N/mm². Además, una resistencia a la flexión según DIN ISO 178 del extrudado puede ser de más de 50 N/mm², preferentemente más de 55 N/mm², 60 N/mm², o más de 65 N/mm². Preferentemente, la resistencia a la flexión es menor de 100 N/mm², en particular menor de 90 N/mm², 80 N/mm², 75 N/mm² o 70 N/mm².

[0031] Según un perfeccionamiento del extrudado según la invención, este presenta un módulo de tracción según DIN ISO 527 de más de 3000 N/mm², preferentemente más de 3500 N/mm². Preferentemente, el módulo de tracción es menor de 10.000 N/mm², en particular menor de 9.000, 8.000, 7.000, 6.000, 5.000 o menor de 4.500 N/mm². Además, una resistencia a la tracción según DIN ISO 527 del extrudado puede ser de más de 30 N/mm², preferentemente más de 35 N/mm². Preferentemente, la resistencia a la tracción es menor de 100 N/mm², en particular menor de 90, 80, 70, 60, 55, 50, 45 o menor de 40 N/mm².

[0032] En un perfeccionamiento a modo de ejemplo del extrudado según la invención, este posee una tenacidad al impacto, medida según DIN ISO 179-1eU, de más de 6 kJ/m², preferentemente más de 6,5 kJ/m², 7 kJ/m², 7,5 kJ/m², 8 kJ/m² o más de 8,5 kJ/m². Preferentemente, la tenacidad al impacto es menor de 15 N/mm², preferentemente menor de 13 N/mm² u 11 N/mm².

[0033] En una realización a modo de ejemplo del extrudado según la invención, en un almacenamiento en agua del extrudado de, por ejemplo, 5 horas, un cambio dimensional, en particular un aumento de dimensionesl, tal como una hinchazón, que se puede observar, por ejemplo, al realizar un ensayo de cocción según DIN EN 1087, en una dirección de extensión en longitud del extrudado, preferentemente en la dirección de extrusión del extrudado, es menor del 0,5 %. Además, un cambio dimensional, preferentemente un aumento de las dimensions, en una dirección de extensión en anchura transversal a la dirección de extensión longitudinal puede ser menor del 0,8 %. Asimismo, un cambio dimensional, en particular un aumento de las dimensiones, en una dirección de profundidad transversal a las direcciones de extensión longitudinal y en anchura, que define, por ejemplo, el espesor del extrudado, puede ser menor del 4,5 %. Debido a estas propiedades del material, los extrudados según la invención fabricados mediante el material compuesto según la invención se pueden emplear muy bien en el ámbito exterior, por ejemplo para marcos de perfiles de ventanas y/o puertas, que deben presentar un cierto grado de resistencia a la intemperie.

[0034] Según un perfeccionamiento de la presente invención, el extrudado, en particular como producto de imitación de madera, está configurado como perfil de extrusión. Por ejemplo, puede proporcionarse un perfil de monoextrusión que posee una proporción de granzas de cereal en el intervalo del 25 al 50 % en peso, preferentemente del 30 al 45 % en peso.

[0035] Además, se puede proporcionar un perfil de extrusión múltiple, por ejemplo un perfil de coextrusión, con una proporción de granzas de cereal en el intervalo del 10 al 50 % en peso, preferentemente en el intervalo del 15 al 45 % en peso. Además, la presente invención proporciona un procedimiento para la fabricación de un material compuesto que, por ejemplo, puede transformarse en un producto de imitación de madera mediante un procedimiento de extrusión. En el procedimiento se fabrica y/o se proporciona policloruro de vinilo, en particular resina de PVC. Además, se fabrican y/o se proporcionan granzas de cereal, tales como glumas, vainas, aristas, cubiertas de semillas y/o partes del tallo, lo cual puede realizarse, por ejemplo, mediante trillado. Las granzas de cereal pueden entonces ser granuladas y/o molidas, en particular para obtener los tamaños de partícula deseados. Las granzas de cereal se seleccionan de al menos uno de los géneros Pooideae, Panicoideae o Antropogonoideae. A continuación, el policloruro de vinilo se combina y/o se mezcla con las granzas de cereal. Además, el procedimiento de fabricación según la invención se caracteriza por poder fabricar con él un material compuesto según las reivindicaciones dependientes. Por ejemplo, la mezcla y/o la combinación se realiza durante un tiempo predeterminado, por ejemplo de al menos dos minutos, por ejemplo de como máximo diez minutos, a una temperatura predeterminada, por ejemplo en el intervalo de 100° a 180°, en particular en el intervalo de 120° a 150°, en particular en el intervalo de 125° a 140°. En un perfeccionamiento a modo de ejemplo, los aditivos se mezclan entre sí y se combinan, siendo suficiente un tiempo de 10 minutos para una combinación y/o una mezcla adecuadas. A continuación, la mezcla de aditivos puede mezclarse homogéneamente junto con la mezcla de PVC y granzas de cereal, utilizándose, por ejemplo, un mezclador de alta velocidad, mediante el cual se realiza una mezcla durante un tiempo predeterminado, por ejemplo al menos cinco y como máximo 15 minutos. Por ejemplo, la mezcla resultante puede enfriarse durante un tiempo predeterminado, por ejemplo de 20 a 40 minutos.

[0036] Según otro aspecto de la presente invención, que se puede combinar con los aspectos anteriores, se proporciona un procedimiento de extrusión para la fabricación de un extrudado según la invención, tal como un producto de imitación de madera, en el que el extrudado se fabrica a partir de un material compuesto según la invención mediante el procedimiento de extrusión según la invención. Por ejemplo, el material compuesto descrito anteriormente se extruye en un extrusor de doble husillo o de husillos gemelos a una temperatura predeterminada, que normalmente está unos 20° por encima de la temperatura de fusión del material compuesto, por ejemplo en el intervalo de 100° a 300°, por ejemplo en el intervalo de 130° a 250°, en particular en el intervalo de 150° a 210°.

[0037] Para ilustrar las ventajas del material compuesto según la invención, en particular sus propiedades físicas y mecánicas, se fabricaron materiales compuestos a modo de ejemplo según la invención y mediante ensayos se determinaron las propiedades del material compuesto. En la Tabla 1 se indican las relaciones de mezcla así como las concentraciones de los componentes de mezcla en el respectivo material compuesto. En particular, se indican las relaciones de mezcla de gluma a policloruro de vinilo, tiza a policloruro de vinilo y lubricante a policloruro de vinilo. Para los materiales compuestos preferidos se utilizó como granzas de cereal material de gluma y como aditivo tiza. Según la invención, el material de gluma es espelta. En la Tabla 2 se indican a modo de ejemplo nuevamente un total de 12 materiales compuestos , para los cuales se enumeran las respectivas concentraciones de los componentes de mezcla así como los valores mecánicos característicos determinados para el módulo de elasticidad en flexión, la resistencia a la flexión y la tenacidad al impacto. La Tabla 3 se diferencia de la Tabla 2 en que en lugar de los valores mecánicos característicos se enumeran las propiedades físicas de los materiales compuestos, en particular su densidad, absorción de agua después de 24 horas y después de 7 días. En la Tabla 4 se presentan resultados de ensayos adicionales sobre propiedades mecánicas y físicas de extrudados fabricados mediante los materiales compuestos a modo de ejemplo según la invención, que se destinarán en particular como perfiles de recubrimiento.

[0039] T l 1: R l i n mz l n nr i n l m n n mz l

[0041]

[0044] T l 2: n nr i n l m n n mz l r i m ni

[0046]

[0047] T l : n n r i n l m n n m z l r i fí i

[0049]

[0051] De las composiciones a modo de ejemplo del material compuesto según la invención representadas en las Tablas 1 a 3, se pueden apreciar las propiedades mecánicas y físicas así como los valores relativos a la absorción de agua de un material compuesto o extrudado según la invención, fabricado a partir del respectivo material compuesto según la invención. Por ejemplo, se puede apreciar que en los extrudados según la invención representados se alcanzó una resistencia a la flexión de 60,3 MPa a 68,5 MPa. El módulo de elasticidad en flexión se sitúa en los presentes resultados de ensayo en el intervalo de 4000 MPa a 4520 MPa. Como tenacidad al impacto se determinaron valores en el intervalo de 8,5 kJ/mm² a 14,5 kJ/mm². La densidad del respectivo extrudado o del material compuesto correspondiente estaba en el intervalo de 1,365 a 1,508 g/cm³. En un almacenamiento en agua de 24 horas según DIN ISO 62 se obtuvieron valores de absorción de agua siempre menores del 1 %, en particular en el intervalo de 0,34 a 0,98 %. Además, la absorción de agua después de 7 días de almacenamiento en agua según DIN ISO 62 fue menor del 3 %, en particular en el intervalo de 0,86 a 2,52 %.

[0052] En la siguiente Tabla 4 se presentan, como ejemplos de ensayo de extrudados según la invención, que son, por ejemplo, productos de imitación de madera y están fabricados mediante un material compuesto según la invención, valores característicos del material para el módulo de elasticidad en flexión, la resistencia a la flexión, la deformación en la resistencia a la flexión, la tenacidad al impacto, la densidad y la absorción de agua después de 24 horas y después de siete días de almacenamiento en agua. De la Tabla 4 se aprecian en particular las relaciones entre la calidad de la gluma de cereal del material compuesto según la invención, es decir, el tamaño de grano del material de gluma de cereal utilizado o el tamaño del tamiz con el que se muelen las glumas de cereal, y los valores característicos del material. La presencia de aditivos, como por ejemplo pigmentos de color, no afecta negativamente, como se puede apreciar, a las propiedades mecánicas o físicas del extrudado fabricado a partir del material compuesto según la invención.

[0053] T l 4: E m l n n i in li l r l r i l m ri l

[0055]

[0057] Tal como ya se ha escrito, el material compuesto según la invención permite valores característicos mecánicos y físicos especialmente ventajosos, que son superiores a los de los materiales compuestos conocidos hasta ahora para perfiles de revestimientos de suelos o de paredes o de sistemas de vallas, en particular en el exterior. Los valores característicos mecánicos, tales como el módulo de elasticidad en flexión, la resistencia y la tenacidad al impacto, tienden a aumentar con una gluma de cereal molida más fina, mientras que la absorción de agua tiende a disminuir. Los valores de deformación tienden a disminuir con una gluma de cereal molida más fina, mientras que los valores de densidad medidos tienden a aumentar.

[0059] A continuación se harán más evidentes otras propiedades, características y ventajas de la invención mediante la descripción de realizaciones preferentes de la invención con referencia a los dibujos a modo de ejemplo adjuntos, en los que muestran:

[0061] Fig.1 un perfil de extrusión a modo de ejemplo según la invención en una vista en sección;

[0062] Fig.2 otro perfil de extrusión a modo de ejemplo según la invención en una vista en sección; y

[0063] Fig.3 otro perfil de extrusión a modo de ejemplo según la invención en una vista en sección.

[0065] En la siguiente descripción de realizaciones a modo de ejemplo de un extruido conforme a la invención, que se fabrica mediante un procedimiento de extrusión conforme a la invención a partir de un material compuesto conforme a la invención, el extruido se designa, en general, con el número de referencia 1. Los productos extruidos representados son, por ejemplo, perfiles extruidos fabricados mediante una extrusora de doble husillo. Los perfiles extruidos de este tipo se utilizan preferentemente en el exterior, por ejemplo, para suelos de terrazas y marcos de ventanas o puertas. Queda claro que los perfiles extruidos pueden presentar cualquier dimensión y cualquier forma, en particular secciones transversales, debiendo tenerse en cuenta las condiciones generales del proceso de extrusión correspondiente y del material compuesto utilizado en cada caso. Los ejemplos de perfiles de extrusión según las figuras 1 a 3 se representan en una vista en sección, en la que una dirección de extensión en longitud L es equiparable a una dirección de extrusión determinada por el proceso de fabricación y, en las figuras 1 a 3, está orientada hacia el plano de dibujo. En una dirección de extensión transversal B, perpendicular a la dirección de extensión longitudinal L, las realizaciones a modo de ejemplo de los perfiles de extrusión presentan dimensiones en anchura en el intervalo de 100 mm a 250 mm, de tal modo que, por ejemplo, el perfil de extrusión representado en la figura 1 tiene una anchura de 125 mm, en la figura 2 de 140 mm y en la figura 3 de 200 mm. En una dirección en profundidad T, transversal a la dirección en longitud L y a la dirección transversal B, los perfiles de extrusión a modo de ejemplo, en particular los perfiles de fachada, presentan dimensiones de profundidad o de altura en el intervalo de 5 mm a 25 mm, si bien, por ejemplo, los perfiles de suelo pueden tener dimensiones en el intervalo de 15 mm a 25 mm, dimensiones de profundidad o de altura en el intervalo de 5 mm a 25 mm, pudiendo tener los perfiles de suelo, por ejemplo, dimensiones en el intervalo de 15 mm a 25 mm. El perfil de extrusión de la figura 1 presenta, por ejemplo, una profundidad de aproximadamente 22 mm, mientras que los perfiles de extrusión de las figuras 2 y 3, por ejemplo, de aproximadamente 20 mm.

[0067] El perfil extruido 1, que puede ser, por ejemplo, un perfil de monoextrusión, presenta una sección transversal con forma de doble T en su parte esencial. En la dirección de la anchura B se extienden dos placas perfiladas 3, 5 dispuestas a una distancia entre sí, con áreas de sección transversal esencialmente constantes. Por ejemplo, una de las placas perfiladas 3, 5 forma un lado superior 7 del perfil de extrusión y la otra de las dos placas perfiladas 5, 3 forma un lado inferior 9 del perfil de extrusión. Para unir entre sí las dos placas perfiladas 3, 5 se han previsto nervaduras perfiladas 11, que se extienden en la dirección longitudinal L, preferentemente a lo largo de toda la extensión del perfil de extrusión 1. Las nervaduras perfiladas tienen paredes delgadas y presentan espesores de material en el intervalo de 2 a 5 mm. Los nervios del perfil 11 están dispuestos a una distancia regular entre sí en la dirección transversal B del perfil de extrusión 1, de tal modo que cada dos nervios del perfil 11 adyacentes, junto con las placas perfiladas 3 y 5, delimitan, en particular, espacios libres 13 coincidentes. Los espacios libres 13 pueden estar previstos, por ejemplo, para reducir el peso y/o ahorrar material. Además, se pueden incorporar, por ejemplo, elementos de refuerzo en los espacios libres 13 para aumentar la estabilidad del perfil extruido 1. En la forma de realización representada en la figura 1, hay cuatro de espacios libres 13 de este tipo dispuestos uno al lado del otro. En los tramos extremos distales 15, 17, considerados en la dirección de la anchura B, las placas del perfil 3, 5 presentan una mayor profundidad de perfil que en la zona de las placas del perfil que se extiende entre los tramos extremos 15, 17. En los lados longitudinales 21, 23, el perfil de extrusión presenta un rebaje 19, a modo de ejemplo, rectangular, que, sin embargo, también puede tener forma redonda, circular u ovalada. En los rebajes 19 se pueden insertar, por ejemplo, salientes de perfil de extrusión con una forma complementaria, para unir entre sí al menos dos perfiles de extrusión 1. Alternativamente o de manera adicional, el rebaje también puede ser usado como alojamiento de junta para elementos de sellado (no representados). El perfil de extrusión 1 del ejemplo está realizado de manera esencialmente simétrica con respecto a un eje central M. La placa perfilada 3, situada en el lado superior 7, se diferencia de la placa perfilada 5, situada en el lado inferior 9, por un perfilado de la superficie 25, que está formado en el perfil de extrusión 1 esencialmente a lo largo de toda la dirección de extensión transversal y/o de la longitud B, L. El perfil 25, tal y como se muestra en la figura 1, está formado por varias muescas longitudinales 27, dispuestas a una cierta distancia entre sí y con una sección transversal, por ejemplo, en forma de V, que se extienden, en particular, a lo largo de prácticamente toda la longitud del perfil extruido 1. Entre cada dos muescas longitudinales adyacentes 27, las secciones de superficie 28 forman la superficie, o lado superior 7, del perfil extruido 1. Por ejemplo, las secciones de superficie 28 también se extienden esencialmente a lo largo de toda la longitud del perfil extruido 1.

[0069] El perfil de extrusión 1 que se muestra a modo de ejemplo en la figura 2 se diferencia del perfil de extrusión 1 que aparece en la figura 1, por un lado, en que tiene una mayor anchura, de por ejemplo 140 mm. Además, la altura en la dirección de la profundidad es algo menor y es, por ejemplo, de 20 mm. En el ejemplo de realización según la figura 2, no está previsto un perfilado 25 en el lado superior 7 ni en el lado inferior 9, aunque esto también sería posible. En el lado superior 7, la placa perfilada 3 pasa a través de un extremo redondeado 29 hasta el correspondiente lado frontal 21, 23. Además, el perfil de extrusión 1 representado en la figura 2 se diferencia del representado en la figura 1 en que no hay previstos rebajes 19 a los que se pueda acceder desde el exterior en la dirección de la anchura B, sino que en la sección terminal respectiva 15, 17 correspondiente hay dispuesto, en cada caso, un espacio libre 31 de dimensiones más reducidas en relación con los espacios libres 13. El extremo redondeado 29 puede estar realizado, por ejemplo, con un radio en el intervalo de 2 a 5 mm, preferiblemente de 3 mm.

[0071] El perfil de extrusión 1, que se muestra a modo de ejemplo en la figura 3, se diferencia del perfil de extrusión 1 representado en la figura 1 en que la anchura en la dirección B es mayor y se encuentra en unos 200 mm, y la profundidad en la dirección T es algo menor, situándose en unos 20 mm. Por otra parte, el perfil de extrusión 1 según la figura 3 presenta seis espacios libres 13 dispuestos a una cierta distancia entre ellos y estando cada uno de ellos delimitado por dos nervios del perfil 11, los cuales, en comparación con los espacios libres 13 según la figura 1, tienen una forma algo más alargada, es decir, tienen unas dimensiones relativamente mayores en la dirección de la anchura B que en la dirección de la profundidad T. En las respectivas transiciones entre un nervio perfilado 11 y la placa perfilada 3 o 5, los espacios libres 13 presentan redondeos 35, que pueden realizarse, por ejemplo, radios en el intervalo de 2 a 5 mm. Los rebajes 19 previstos en los lados longitudinales 21, 23 también presentan redondeos 33 en su interior, que igualmente pueden ser realizados, por ejemplo, con un radio en el intervalo de 2 a 5 mm.

[0073] Las características descritas en la descripción anterior, las figuras y las reivindicaciones pueden ser relevantes, tanto individualmente como en cualquier combinación, para la realización de la invención en sus diversas configuraciones.

[0074] Lista de signos de referencia

[0075] 1 Extrudado

[0076] 3, 5 Placa perfilada

[0077] 7 Lado superior

[0078] 9 Lado inferior

[0079] 11 Nervio de perfil

[0080] 13 Espacio libre

[0081] 15, 17 Sección final

[0082] 19 Rebaje

[0083] 21, 23 Lado longitudinal

[0084] 25 Perfilado

[0085] 27 Muesca longitudinal

[0086] 28 Sección de superficie

[0087] 29, 33, 35 Redondeo

[0088] 31 Espacio libre

[0089] M Línea central

[0090] L Dirección de extensión en longitud

[0091] B Dirección de extensión en anchura

[0092] T Dirección de extensión en profundidad

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Material compuesto para la fabricación de un extrudado, que comprende:

- policloruro de vinilo; y

- granulado de granzas de cereal, tales como glumas, vainas, aristas, cubiertas de semillas y/o partes del tallo, caracterizado por que las granzas de cereal son espelta y por que el granulado de granzas de cereal es un producto molido y está molido de tal manera que presenta un tamaño de partícula en el intervalo de 0,05 mm a 1 mm.

2. Material compuesto según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el material compuesto comprende del 10 al 50 % en peso, preferentemente del 15 al 45 % en peso, preferentemente del 20 al 40 % en peso, de granzas de cereal y del 30 al 80 % en peso, preferentemente del 35 al 75 % en peso, preferentemente del 40 al 70 % en peso, de policloruro de vinilo, ascendiendo la suma de las proporciones como máximo al 100 % en peso.

3. Material compuesto según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el material compuesto comprende al menos un aditivo, tal como tiza, preferentemente del 1 al 25 % en peso o del 2 al 23 % en peso o del 3 al 21 % en peso de tiza, lubricante, preferentemente del 1 al 11 % en peso o del 2 al 10 % en peso o del 3 al 9 % en peso de lubricante, tal como polietileno clorado, o pigmento(s) de color, ascendiendo la suma de las proporciones como máximo al 100 % en peso.

4. Material compuesto según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el material compuesto comprende al menos un aditivo, tal como tiza, lubricante o pigmento de color, en el que una relación de mezcla de granzas de cereal a policloruro de vinilo está en el intervalo de 0,2 a 0,85, preferentemente en el intervalo de 0,35 a 0,8 o de 0,38 a 0,77, en el que en particular una relación de mezcla de aditivo a policloruro de vinilo está en el intervalo de 0,05 a 0,5, en el que, por ejemplo, una relación de mezcla de tiza a policloruro de vinilo está en el intervalo de 0,05 a 0,5, preferentemente en el intervalo de 0,06 a 0,45 o en el intervalo de 0,07 a 0,4, o una relación de mezcla de lubricante a policloruro de vinilo está en el intervalo de 0,05 a 0,3, preferentemente en el intervalo de 0,06 a 0,25 o en el intervalo de 0,07 a 0,2.

5. Material compuesto según una de las reivindicaciones anteriores, en el que al policloruro de vinilo se le añade un estabilizador, preferentemente a base de calcio-zinc, en el que en particular el policloruro de vinilo está mezclado en caliente con el estabilizador.

6. Material compuesto según una de las reivindicaciones anteriores, en el que las granzas de cereal están molidas y clasificadas mediante un tamiz con una abertura de malla en particular de menos de 2 mm, preferentemente de 1,5 mm, de 1 mm o de 0,5 mm, en el que en particular con un tamaño de tamiz decreciente se reduce la absorción de agua del material compuesto.

7. Material compuesto según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la densidad del material compuesto es de 1,6 g/cm³, 1,5 g/cm³, 1,45 g/cm³ o menor de 1,4 g/cm³.

8. Material compuesto según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el granulado de granzas de cereal está realizado en forma de arena, de polvo o de polvillo.

9. Material compuesto según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el granulado está molido mediante un molino de cereales.

10. Extrudado (1), que se fabrica mediante la extrusión de un material compuesto según una de las reivindicaciones anteriores.

11. Extrudado (1) según la reivindicación 10, que presenta un módulo de elasticidad en flexión de más de 4.000 N/mm², preferentemente de más de 4.500 N/mm² o de más de 5.000 N/mm², y/o una resistencia a la flexión de más de 50 N/mm², preferentemente de más de 55 N/mm², 60 N/mm² o más de 65 N/mm².

12. Extrudado (1) según las reivindicaciones 10 u 11, que presenta un módulo de tracción de más de 3.000 N/mm², preferentemente de más de 3.500 N/mm², y/o una resistencia a la tracción de más de 30 N/mm², preferentemente de más de 35 N/mm².

13. Extrudado (1) según una de las reivindicaciones 10 a 12, que presenta una tenacidad al impacto de más de 6 kJ/m², preferentemente de más de 6,5 kJ/m², 7 kJ/m², 7,5 kJ/m², 8 kJ/m² o más de 8,5 kJ/m².

14. Extrudado (1) según una de las reivindicaciones 10 a 13, que presenta una absorción de agua después de 24 horas de almacenamiento en agua de menos del 1,0 %, preferentemente de menos del 0,9 %, 0,8 %, 0,7 %, 0,6 %, 0,5 % o de menos del 0,4 %.

15. Extrudado (1) según una de las reivindicaciones 10 a 14, en el que en un almacenamiento en agua de, por ejemplo, 5 horas, un cambio dimensional, en particular un aumento dimensional, en una dirección de extensión en longitud (L) del extrudado (1) es menor del 0,5 %, preferentemente menor del 0,4 % o del 0,3 %, y/o en una dirección de extensión en

anchura (B) transversal a la dirección de extensión en longitud (L) menor del 0,8 %, preferentemente menor del 0,75 %, del 0,7 % o del 0,65 %, y/o en una dirección de extensión en profundidad (T) transversal a las direcciones de extensión en longitud y en anchura (L, B) menor del 4,5 %, preferentemente menor del 4,0 % o del 3,5 %.

16. Extrudado (1) según una de las reivindicaciones 10 a 15, que es un perfil de monoextrusión y posee una proporción de granzas de cereal en el intervalo del 25 al 50 % en peso, preferentemente en el intervalo del 30 al 45 % en peso.

17. Extrudado (1) según una de las reivindicaciones 10 a 16, que es un perfil de extrusión múltiple, en particular un perfil de coextrusión, y que posee una proporción de granzas de cereal en el intervalo del 10 al 50 % en peso, preferentemente en el intervalo del 15 al 45 % en peso.

18. Procedimiento de extrusión para la fabricación de un extrudado (1) según una de las reivindicaciones 10 a 17 a partir de un material compuesto según una de las reivindicaciones 1 a 9.