PT96043A - Processo para a producao de novos tipos de aglomerados obtidos com po de cortica - Google Patents

Description

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A presente invenção refere-se a um processo de fabrico de um novo tipo de materiais obtidos a partir de partículas de cortiça, em geral, e de pó de cortiça, em particular, simples ou misturado com outros pós (polímeros termoplásticos, cerâmicos, serradura de madeira). Quando aquecida a temperaturas superiores a cerca de 170gC, .^cortiça degrada-se libertando substâncias que têm caracter/e permitem a aglutinação de partículas ou po daços de cortiça em contacto, sem necessidade de recorrer a uma cola exterior. Os aglomerados negros de cortiça actualmente comercializados são produzidos em autoclave, submetendo fragmentos de cortiça com granulometria compreendida entre 2,5 e 45 mm à acção do vapor de água sobreaquecido a temperaturas da ordem de 350-400sC. Estes aglomerados, que são utilizados como isolantes térmicos, acústicos e vibráticos, são facilmen te desagregáveis e apresentam, conforme a utilização, densi-dades compreendidas entre 100 e 175Kg/m . No fabrico dos aglomerados compostos de cortiça, também designados por brancos, os grânulos de cortiça são aglutinados graças à adição de aglutinantes vários como sejam colas (de tipo fenólico, pqliuretano, ureia-formaldeí-do), gelatinas animais, borracha e cimento. Neste caso, os grânulos de cortiça são misturados com o aglutinante e em se_ guida prensados em moldes ou extrudidos, ocorrendo a consolidação ou cura do adesivo a temperaturas relativamente baixas (60-90QC e portanto inferiores às temperaturas a que ocorre a degradação térmica da cortiça. Os aglomerados compostos 3 apresentam densidadesque podem variar entre 180 e 550Kg/m e são fornecidos sob a forma de blocos, folhas ou rolos e utj^ 35 1 i 5 10 15

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lizados principalmente no fabrico de rolhas, revestimentos para pavimentos e paredes, juntas para motores e discos para cápsulas. Os processos de fabrico de aglomerados de cortiça da técnica anterior apresentam algumas dificuldades prir cipalmente quando se tenta aplicá-los a partículas de dimensões reduzidas como é o caso do pó (partículas com dimensão inferior a 0,25 mm). Os principais problemas que surgem no fa brico dos aglomerados actualmente comercializados são os seguintes : - no fabrico dos aglomerados negros, a presença de pai tículas de pequenas dimensões, que vão preencher os espaços entre os grânulos de cortiça, dificulta ou até mesmo impede o acesso ao vapor de água sobreaque eido e impede a "cozedura" da própria cortiça, aumer tando a densidade e piorando as propriedades isolan-tes. - no fabrico dos aglomerados compostos, a existência de pequienas dimensões, com uma maior área específica conduz a um aumento da quantidade de cola necessária para promover a aglutinação. - os aglomerados normalmente produzidos são flexíveis, característica óptima para determinadas aplicações, mas que levanta problemas para outro tipo de aplicações . Pelas razões atrás apontadas, a presença do pc de cortiça é considerada indesejável quando se pretendem obter os aglomerados de cortiça convencionais. 0 pó de cortiça constitui um desperdício originado nas diversas fases do processamento industrial da cortiça, nomeadamente na granulação e nas operações de acabamento das rolhas e dos aglomerados, que não tem actualmente valor económico significativo, sendo, em geral, utilizado para queima. A invenção explora a capacidade "autocolante" da cortiça quando aquecida, capacidade essa que é já utiliza- 35 1 5 10 15

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da no fabrico dos chamados aglomerados puros de cortiça (vulgarmente designados por aglomerados negros), permitindo obtei a partir do pó de cortiça, por um processo diferente, novos materiais com valor acrescentado significativo. Os novos materiais desenvolvidos utilizando a presente invenção são, de certo modo, aglomerados de cortiça, puros ou compostos conforme os casos, mas distinguem-se dos aglomerados actualmente comercializados por possuírem determinadas características físico-mecânicas particulares, nomeadamente uma elevada densidade (massa volúmica). 0 processo da presente invenção caracteriza-se por compreender as seguintes operações, em série: 1) no caso de se utilizarem misturas de pó de cortiça com ou tros pós, a mistura dos diversos componentes, com a granulo-me tria adequada e nas proporções pretendidas, é efectuada num misturador durante o tempo necessário para que se verifi que uma boa homogeneização; 2) num molde (habitualmente metálico) com a forma e dimensões pretendidas para o produto final,é introduzido o pó de corti-· ça ou a mistura de pós numa quantidade que depende da espessura pretendida para o aglomerado a produzir. 0 molde deverá ter fundo amovível, a fim de facilitar a operação de desmol-dagem. Também com este objectivo, o molde deverá ser previa-mente coberto com um qualquer desmoldante. Na parte inferior do molde deverá existir um orifício onde será colocado um ter mopar; 3) após colocação, no molde, do pó de cortiça ou da mistura de pós, é introduzido um punção (com a secção do molde) sufi-· cientemente resistente para aguentar a pressão de compressão pretendida sem se deformar, distribuindo uniformemente a foi: ça aplicada; 4) em torno do molde contendo o pó de cortiça ou a mistura de pós é, em seguida, colocado um sistema de aquecimento; 5) o conjunto é então colocado numa prensa; 6) ao atingir-se, no molde, uma temperatura da ordem de 120--1502C é aplicada uma pressão, cujo valor, normalmente da or·· 35 1 5 10 15

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dem de 20-40MPa, conforme as características pretendidas para o produto final, deverá ser mantido constante durante todo o processo de fabrico do aglomerado; 7) após aplicação da pressão, o aquecimento deverá prosseguir até que se atinja, no molde, atemperatura de 180-2009C; 8) em seguida, a temperatura e a pressão deverão ser mantidas constantes durante um certo intervalo de tempo, que depende das dimensões do molde que está a ser utilizado; 9) terminado o aquecimento, o molde é deixado arrefecer ao ar até que se atinja a temperatura ambiente, mantendo o aglomera do sob pressão. Tal como no easo do aquecimento, o tempo de arrefecimento depende das dimensões do molde. Passado o perío do de arrefecimento efectua-se a desmoldagem, ou manualmente ou por meio de um êmbolo aplicado ao punção. 0 processo permite a obtenção de aglomerados de cor escura e aspecto ceroso, não desagregáveis, rígidos e cujas densidades são muito superiores às dos aglomerados actu almente comercializados. As principais vantagens deste processo são as seguintes: - permite fabricar aglomerados a partir do pó de cortiça, cujo valor económico actual é muito baixo; - permite obter aglomerados de cortiça com maiores densi dade e rigidez do que os aglomerados actualmente comercializados, e ainda com outras características físico-mecânicas úteis para determinadas aplicações. São materiais resistentes ao desgaste e ao fogo. Podem ser pintados, pregados, maquinados e moldados em formas complexas . 0 processo objecto da presente invenção permi te ainda recobrir uma superfície com uma delgada camada de pó de cortiça que depois é compactada. Neste caso, e para determinados substractos, nomeadamente madeira, há uma excelente adesão da camada de cortiça. Numa variante do processo, a mistura do pó de cortiça com um polímero termoplástico pode ser extrudida

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1 para o interior do molde, desde que a quantidade de polímero seja suficiente.

EXEMPLO 5 10 15

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Colocaram-se 4g de pó de cortiça, designado por pó da caldeira, com granulometria inferior a 250μπι, num molde cilíndrico de aço com 3 cm de diâmetro, 5 mm de espessura de parede e com fundo amovível. Colocaram-se o punção sobre o pó de cortiça, o ter-mopar e uma resistência eléctrica em torno do molde, tendo-S€ em seguida montado o conjunto numa prensa marca EKERPAC com capacidade até 100 toneladas. Iniciou-se então o aquecimento. Ao atingir-se, no molde, a temperatura de 120SC aplicou-se uma pressão de 40 MPa e continuou-se o aquecimento até à temperatura de 180SC, mantendo a pressão constante. Esta temperatura foi mantida constante durante 5 minutos, o mesmo acontecendo com a pressão de 40MPa. Em seguida, o aquecimento foi desligado e pro-cedeu-se ao arrefecimento ao ar até/atingir a temperatura am biente. 0 arrefecimento foi efectuado mantendo o aglomerado sob pressão e demorou cerca de 2 horas. Finalmente procedeu--se à desmoldagem recorrendo a um êmbolo que foi aplicado ao punção após ter retirado o fundo amovível do molde. 0 aglomerado obtido é não desagregável, apresenta uma cor castanho-escuro e um aspecto ceroso, e tem as seguintes características: 3 espessura - 5mm; densidade - 1180Kg/m ; módulo de elasticida17; da em flexão - 400MEa; tenacidade à fractura KjC = 500KPam condutividade térmica - 0,02W/mK; resistividade eléctrica > 4 x 10 /(ílcm). 0 aglomerado tem elevada impermeabilidade a líquidos, quando comparado, por exemplo, com a cortiça na tural. À temperatura ambiente a quantidade máxima de água absorvida é 15% da massa inicial. 35

Claims (1)

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   1 10 15 - R E, Π INDICAÇÕES- Mod. 71-10000 ex. - 89/07 20 25 30 1§. - Processo para a produção de aglomerados de partículas de cortiça ou misturas de partículas de cor tiça e outros materiais por prensagem a quente, num molde. 2-, - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se poder utilizar pó de cortiça (partículas com granulometria inferior a 0,25 mm). 3§. - Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo facto de se utilizarem partículas de outros tipos de materiais (polímeros termoplásticos, cerâmicos, serradura de madeira), que são misturadas com as partículas de cortiça por um processo mecânico, durante o ten po necessário para se obter uma boa homogeneização , e em que a proporção relativa dos vários componentes depende do tipo de partículas e das características pretendidas para o aglomerado . 4ã. - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de as partículas poderem ser misturadas por vários processos, por forma a garantir uma boa homogeneização. 5ã. - Processo de acordo com as reivindica ções 1, 2, 3 e 4, caracterizado pelo facto de se utilizar um molde metálico, com fundo amovível, com um furo que permita a colocação de um termopar e cuja forma e dimensões dependem das características pretendidas para o produto final, onde é introduzida a mistura de partículas. 6-. - Processo de acordo com as reivindicações 1,2, 3 e 4, caracterizado pelo facto de a mistura de pai tículas de cortiça e de polímeros termoplásticos ser colocada num "compartimento" metálico com um orifício no fundo, e em seguida extrudida, com auxílio de um êmbolo, para o interior de um molde cuja forma e dimensões dependem das características pretendidas para o produto final. 7§. - Processo de acordo com as reivindica- 4 62.863

   1 5 10 15 Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 25 ções 1, 2, 3 e 5, caracterizado pelo facto das partículas de cortiça e dos outros tipos de materiais serem colocados em camadas no interior do molde. 8ã. - Processo de acordo com as reivindicações 5, 6 e 7, caracterizado pelo facto de a quantidade de material introduzida no molde ser função das suas dimensões, de modo a corresponder a uma espessura inicial de material conveniente, que, por sua vez, é função da pressão a aplicar, dos materiais utilizados e das características pretendidaspara o aglomerado. 9- . - Processo de acordo com as reivindicações 1,2, 3, 5, 6, 7 e 8, caracterizado pelo facto de o molde contendo a mistura de partículas ser aquecido até temperaturas da ordem de 120-1509C, após o que se aplica uma pressão, cujo valor, normalmente da ordem de 20-40MPa, depende das ca racterísticas pretendidas para o produto final, seguida de aquecimento até que se atinja, no molde, a temperatura de 180-2009C, mantendo-se a temperatura e a pressão constantes durante um certo intervalo de tempo, que depende das dimensões do molde que está a ser utilizado, podendo as referidas operações de aquecimento e prensagem ser efectuadas . utilizando diversos métodos. 10- . - Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de uma vez terminado o aquecimento, o molde ser deixado arrefecer ao ar até que se atinja a temperatura ambiente, mantendo o aglomerado sob pressão, após o que se efectua a desmoldagem que pode ser efectuada utilizando diversos métodos. 30 Lisboa, 3»Πί*?ϋ Por ICTM- Instituto de Ciências e Tecnologia dos Materiais

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