Placas De Plastico Celular Con Mejoradas Propiedades De

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k ˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS 19 k ES 2 081 149 kInt. Cl. : B29C 44/56 11 N.◦ de publicaci´ on: 6 51 ˜ ESPANA k A01N 43/78 TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA 12 kN´umero de solicitud europea: 93103369.0 kFecha de presentaci´on : 03.03.93 kN´umero de publicaci´on de la solicitud: 0 561 216 kFecha de publicaci´on de la solicitud: 22.09.93 T3 86 86 87 87 k 54 T´ıtulo: Placas de pl´ astico celular con mejoradas propiedades de aislamiento t´ ermico y un procedi- miento para su obtenci´ on. k 73 Titular/es: Basf Aktiengesellschaft k 72 Inventor/es: Wassmer, Karl-Heinz y 30 Prioridad: 19.03.92 DE 42 08 759 Carl-Bosch-Strasse 38 D-67063 Ludwigshafen, DE 45 Fecha de la publicaci´ on de la menci´on BOPI: 16.02.96 k 45 Fecha de la publicaci´ on del folleto de patente: ES 2 081 149 T3 16.02.96 Aviso: k k Hohwiller, Frieder k 74 Agente: G´ omez-Acebo Pombo, J. Miguel En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes, de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposici´ on (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas). Venta de fasc´ ıculos: Oficina Espa˜ nola de Patentes y Marcas. C/Panam´ a, 1 – 28036 Madrid ES 2 081 149 T3 DESCRIPCION 5 10 15 Placas de pl´astico celular con mejoradas propiedades de aislamiento t´ermico y un procedimiento para su obtenci´ on. La invenci´on se refiere a placas de pl´astico celular con mejoradas propiedades de aislamiento t´ermico as´ı como a un procedimiento para su obtenci´ on. La invenci´ on se refiere adem´as particularmente a aquellas placas de pl´ astico celular,que muestran una configuraci´ on anisotr´ opica de manera tal, que las c´elulas est´an recalcadas en sentido del espesor de la placa, as´ı como a un procedimiento para el tratamiento posterior de placas de pl´astico celular conocidas por compresi´ on (recalcado) temporal. Las placas de pl´ astico celular, por ejemplo de espumas de poliolefina o de espuma de extrusi´ on y de part´ıculas de poliestireno se emplean desde hace mucho tiempo para el aislamiento t´ermico y la insonorizaci´on. Para la insonorizaci´ on, particularmente para el amortiguamiento del ruido de pasos, se emplean preferentemente placas de pl´ astico celular, que se elastificaron por compresi´on temporal en sentido del espesor de placas. 20 25 30 Se conoce el empleo, por ejemplo, de placas aislantes de EPS (EPS: poliestireno expandible) para el amortiguamiento del ruido de pasos seg´ un DIN 18 164, parte 2, “Schaumkunststoffe als Dmmstoffe f¨ ur das Bauwesen”. Tales placas tienen que tener una potencia de elasticidad suficiente. La potencia de elasticidad se caracteriza seg´ un DIN 18 164, parte 2, por la rigidez din´ amica s’ (tambi´en llamado “medida de mejora del sonido de los pasos”) de la capa aislante incluyendo el aire incluido en ella. Las placas del amortiguamiento del sonido de los pasos tienen que mostrar por razones t´ecnicas de construcci´ on una rigidez din´ amica lo m´ as reducida posible con una deformaci´on relativamente limitada de forma estrecha bajo influencia de carga (diferencia entre espesor de suministro o bien espesor nominal un DIN 18 164, parte 2). y el espesor bajo carga, expresado como valor-(dL-dB ) seg´ Esto significa, que el grado de recalcado (tambi´en llamado “grado de elastificaci´on”) y con ello la deformaci´on de la configuraci´ on del pl´ astico celular puede ajustarse solamente en una medida estrechamente limitada. 35 En el citado tratamiento posterior de placas de pl´ astico celular por recalcado (tambi´en llamado “elastificaci´on”), se comprimen placas de pl´astico celular con un espesor bruto (equivalente para densidad) axima de un 66 % de su espesor inicial, t´ıpicamente entre 8 y 10 kg/m3 hasta una medida de recalcado m´ que se mantiene durante un determinado tiempo (habitualmente durante menos de 60 segundos). 40 Despu´es de quitar la compresi´ on permanece una peque˜ na deformaci´ on irreversible de la configuraci´on celular, mostrando las c´elulas una configuraci´ on anisotr´ opica de manera tal, que se sit´ ua la proporci´ on del eje largo al eje corto entre 1,15 y 1,25. Los valores de la rigidez din´ amica conseguidos, por ejemplo, en el caso de una placa de pl´ astico celular de espuma de part´ıculas de poliestireno con un espesor de 25 uan aproximadamente entre 1 y 3 mm. mm, se sit´ uan alrededor de 10 N/cm3 . Los valores-(dL -dB se sit´ 45 En la mejora de las propiedades de placas de pl´ astico celular tiene una importancia adem´ as de la insonorizaci´ on particularmente tambi´en el aislamiento t´ermico. 50 55 60 Era por consiguiente la tarea de la presente invenci´ on de mejorar las propiedades de aislamiento t´ermico de las placas de pl´astico celular conocidas. La conductibilidad t´ermica, particularmente en sentido del espesor de la placa, tendr´ıa que reducirse. Adem´as de esto tendr´ıan que mejorarse las propiedades de la insonorizaci´on. Esta tarea se resuelve sorprendentemente mediante placas de pl´astico celular con un espesor bruto a presente una configuraci´on anisotr´ opica de manera tal, que las c´elulas est´an entre 15 y 45 kg/m3 , si est´ recalcadas en sentido del espesor de la placa, situ´andose en las c´elulas recalcadas la proporci´on entre eje largo y eje corto entre 1,2 y 1,6. En las c´elulas recalcadas de las placas de pl´astico celular seg´ un la invenci´on asciende la proporci´ on entre eje largo y eje corto preferentemente entre 1,3 y 1,55 y particularmente preferente entre 1,35 y 1,5. El objeto de la invenci´ on es adem´as un procedimiento para la obtenci´ on de estas placas de pl´astico 2 ES 2 081 149 T3 celular por compresi´on temporal de placas de pl´ astico celular habituales y conocidos, comprimi´endose placas de pl´ astico celular con un espesor bruto entre 11 y 40 kg/m3 hasta una medida de racalcado m´aximo entre un 50 y un 90 % de su espesor inicial, manteni´endose esta medida de recalcado durante al menos 10 segundos y quit´andose a continuaci´on el recalcado. 5 En el procedimiento seg´ un la invenci´ on pueden emplearse placas de pl´ astico celular o bloques de pl´ astico celular. Generalmente se emplean, sin embargo, bloques de pl´ astico celular, de los cuales se cortan a continuaci´on placas de pl´ astico celular en el tama˜ no adecuado de manera habitual y conocida verticalmente al sentido de la elastificaci´ on. 10 En este caso se lleva a cabo de manera muy econ´ omica en una etapa el procedimiento seg´ un la invenci´on para un gran n´ umero de futuras placas de pl´ astico celular. Adem´as no hay influencias negativas por efectos marginales. 15 20 En la descripci´ on se emplean por consiguiente las denominaciones “bloques de pl´ astico celular” y “placas de pl´astico celular” de forma equivalente, en cuanto no resulta otra cosa del punto correspondiente. Las placas de pl´ astico celular pueden consistir en espuma de poliolefina, espuma de resina fen´ olica, espuma de resina de poliestireno o en espuma de poliuretano espumado o esponjoso. De ellas se emplean mayoritariamente pl´ asticos espumados, particularmente de poliestireno, poliuretanos y poliolefinas. Las placas de pl´ astico celular consisten muy particularmente preferentes de espuma de poliestireno. Frente a espuma de poliestireno extrusionada se emplea preferentemente espuma de part´ıculas de poliestireno. 25 Las placas de pl´astico celular preferentemente isotropas, que forman la base para las placas de pl´ astico celular seg´ un la invenci´ on, se obtienen de manera habitual y conocida. 30 Se obtienen, por ejemplo, bloques de pl´ astico celular de espuma de part´ıculas de poliestireno de manera tal, que se expanden perlas de poliestireno expandibles, que contienen propulsantes, por calentamiento a temperaturas por encima de su punto de ablandamiento, por ejemplo con aire caliente o preferentemente con vapor. Las part´ıculas de pl´ astico celular obtenidas pueden soldarse despu´es del enfriamiento y, en caso dado, despu´es de un almacenaje intermedio por un nuevo calentamiento en un molde, que no cierra impermeablemente a los gases, para dar un bloque de pl´ astico celular. 35 Las perlas de poliestireno expandibles y adecuadas se describen, por ejemplo, por la EP-B- 106 129, la EP-A 383 133 y la DE-A 39 15 602. Preferentemente se emplean perlas de poliestireno expandibles con un tama˜ no entre 1 y 2 mm. 40 Las placas de pl´ astico celular recientemente obtenidas se almacenan antes de la realizaci´on del procedimiento seg´ un la invenci´on preferentemente durante al menos 2 horas y particularmente preferente durante al menos 6 horas. 45 50 55 60 Las placas de pl´ astico celular o los bloques de pl´astico celular conocidos y empleados en el procedimiento seg´ un la invenci´ on tienen generalmente densidades brutas entre 11 y 40 kg/m3 . En comparaci´on con esto tienen las placas de pl´ astico celular o los bloques de pl´astico celular seg´ un la invenci´on generalmente densidades brutas entre 15 y 45 kg/m3. El efecto de la invenci´on destaca cierta- y ua por consiguiente particularmente a densidades brutas superiores de 20 kg/m3. La densidad bruto se sit´ preferentemente entre 20 y 30 kg/m3. Debido a la realizaci´on del procedimiento seg´ un la invenci´ on resulta un aumento constante de la densidad bruta de los bloques de pl´ astico celular en hasta aproximadamente un 50 %, referido a la densidad bruta antes de la realizaci´ on del procedimiento. En el procedimiento seg´ un la invenci´ on se comprimen los bloques de pl´ astico celular generalmente en sentido de una normal sobre la superficie a una medida de recalcado m´ axima entre un 50 y un 90 %, preferentemente entre un 70 y un 85 % y particularmente preferente entre un 70 y un 80 % de su espesor inicial. En dependencia del recalcado permanente y deseado o bien de las propiedades deseadas pueden recalcarse las placas de pl´astico celular con empleo de determinados programas para la velocidad del recalcado y la subsiguiente descompresi´ on y, en caso dado, con mantenimiento de determinados per´ıodos 3 ES 2 081 149 T3 de parada hasta una medida de recalcado m´ axima de un 90 %. 5 Generalmente se lleva a cabo el recalcado por aproximaci´on de dos placas met´ alicas paralelas en plano con una velocidad de recalcado constante y sin per´ıodo de parada intercalado hasta una medida de recalcado m´aximo. En la medida de recalcado m´axima se mantienen los bloques entonces durante un determinado tiempo, al menos, sin embargo, durante 10 segundos. A continuaci´ on se aumenta la distancia entre las dos placas met´alicas otra vez, generalmente otra vez con una velocidad constante de descompresi´ on. 10 La velocidad de recalcado aplicada en este caso asciende generalmente entre 1 y 150, preferentemente entre 30 y 95 y particularmente preferente entre 70 y 80 cm/min. Los bloques de pl´astico celular se comprimen generalmente durante un tiempo de 10 hasta 120 segundos, preferentemente de 30 hasta 90 segundos en la medida de recalcado m´ axima. 15 El recalcado puede llevarse a cabo de manera habitual y conocida en prensas para EPS. Las prensas adecuadas se comercializan, por ejemplo, por la f´abrica de m´ aquinas Paul Ott en 7050 WaiblingenNeustadt. 20 25 Pero tambi´en es posible de llevar a cabo el recalcado con una velocidad de recalcado temporalmente cambiante y con per´ıodos de parada intercaladas de distinta duraci´ on. Es, por ejemplo, posible de llevar a cabo el recalcado de manera tal, que se comprime primero hasta una medida de recalcado por debajo de la medida de recalcado m´ axima y se intercala ya en esta medida de recalcado un per´ıodo de parada de una duraci´ on determinada. Adem´as puede ser conveniente, si el prensado se lleva a cabo con una vibraci´on superpuesta (“pensado de vibraci´ on”). 30 Despu´es de una completa descompresi´on se almacenan los bloques de pl´astico celular posttratados seg´ un el procedimiento conforme con la invenci´ on generalmente durante al menos 5 horas bajo condiciones normales. En este caso se descomprimen los bloques de pl´astico celular a sus dimensiones definitivas. Particularmente conveniente se ha mostrado un tiempo de almacenaje de los bloques recalcados de uno a dos d´ıas. 35 A continuaci´ on pueden obtenerse de estos bloques de pl´ astico celular por corte verticalmente al sentido de la elastificaci´on de manera habitual y conocida placas de pl´ astico celular. Estas placas de pl´ astico celular tienen habitualmente una secci´on transversal de al menos 50 cm2 . 40 45 50 55 Las placas de pl´ astico celular seg´ un la invenci´ on y el procedimiento seg´ un la invenci´ on tienen varias ventajas. As´ı es posible, que se necesitan en la construcci´on elevada para alcanzar determinadas resistencias a la conductibilidad de calor (v´ease DIN 4108, parte 2) espesores de capas aislantes m´as reducidos y con ello menos material o bien que para espesores de productos aislantes previamente dados la correspondiente resistencia a la conductibilidad de calor es menor en comparaci´on con la placa de pl´ astico celular no tratada. A menudo queda fijado el espesor de la placa por la aplicaci´on. En este caso es ahora una gran ventaja de las placas de pl´ astico celular seg´ un la invenci´on, que se alcanzan conductibilidades de calor previamente dadas ya con placas de pl´astico celular de una densidad bruta m´ as reducida. La conductibilidad de calor de placas de pl´ astico celular seg´ un la invenci´ on, en las cuales asciende la densidad bruta a 20 astico celular tradicionales con una densidad kg/m3, es, por ejemplo, igual de baja como en placas de pl´ bruta de 28 kg/m3 . Resulta, pues, un ahorro de material de un 30 hasta un 50 %. Otra ventaja sorprendente es tambi´ en la circunstancia, que la potencia de elasticidad (s’) puede ajustarse para el intervalo de densidad bruta de placas para el aislamiento t´ ermico de 15 a 30 kg/m3 , habitual para el empleo en la construcci´ on, independientemente de la densidad bruta y del espesor de las placas en el nivel bajo y necesario para la mejora de la conductibilidad t´ermica de menor/igual a 10 N/cm3 . La rigidez din´ amica en sentido del espesor de las placas asciende seg´ un la invenci´ on habitualmente entre 4 y 10 N/cm3 . 60 Como la carga de presi´on permanente, por ejemplo, de placas-EPS se influye linealmente por la densidad bruta del pl´ astico celular, puede compensarse el peque˜ no descenso de la tensi´ on por compresi´on, 4 ES 2 081 149 T3 condicionado por la elastificaci´on, tambi´en en el caso de aplicaciones solicitadas por presi´on por densidades brutas de pl´ astico celular correspondientemente m´as elevadas. Ejemplos 5 En los ejemplos y ejemplos comparativos se emplearon placas de pl´astico celular de espuma de part´ıculas de poliestireno. 10 Para el recalcado de los bloques de espuma de part´ıculas de poliestireno se emple´o una prensa del tipo 300 K 25 de la compa˜ n´ıa de m´ aquinas Paul Ott en 7050 Waiblingen-Neustadt. 15 El recalcado se llev´o a cabo entre dos placas paralelas en plano con una fuerza de compresi´on de 25 MP y una velocidad de recalcado de 75 cm/min. El tiempo de parada en el recalcado m´ aximo ascendi´o respectivamente a 1 minuto. A continuaci´on se alejaron ambas placas con una velocidad de descompresi´ on de 192 cm/min. Los bloques recalcados se almacenaron despu´es de la descompresi´on durante 2 d´ıas bajo condiciones normales. 20 En las placas de pl´ astico celular tratadas posteriormente por recalcado seg´ un la invenci´ on y en placas de pl´ astico celular no-tratadas se determin´o la conductibilidad t´ermica seg´ un DIN 52 612, parte 1. Adem´ as se investig´o la influencia de distintas medidas de recalcado m´aximas en placas de pl´ astico celular con distintos espesores. 25 Se determin´ o la anisotrop´ıa por valoraci´ on de im´agenes de corte del pl´astico celular bajo el microscopio ´optico. En este caso se midieron c´elulas del pl´ astico celular y se determin´o la anisotrop´ıa como proporci´ on del eje largo al eje corto. 30 Los resultados de los ensayos est´an resumidos en la tabla. TABLA 35 Ejemplo Densidad bruta kg/m3 Densidad bruta antes del recalcado kg/cm3 Recalcado m´aximo % Conductibilidad t´ermica mW/mK Anisotrop´ıa 1 (Comp.) 10 10,0 0 41,7 1,0 2 (Comp.) 10 8,3 50 41,5 1,2 3 (Comp.) 13 10,0 0 38,7 1,0 4 (Comp.) 13 10,4 66 38,2 1,25 5 (Comp.) 13 10,0 80 37,6 1,30 6 (Comp.) 13 9,6 83 36,7 1,35 7 (Comp.) 15 15,0 0 37,0 1,0 8 15 12,0 50 36,5 1,25 9 15 11,7 66 35,6 1,28 40 45 50 55 60 5 ES 2 081 149 T3 TABLA (Continuaci´ on) Ejemplo Densidad bruta kg/m3 Densidad bruta antes del recalcado kg/cm3 Recalcado m´aximo % Conductibilidad t´ermica mW/mK Anisotrop´ıa 10 15 11,1 80 34,3 1,35 11 (Comp.) 20 20,0 0 34,8 1,0 12 20 15,4 66 33,0 1,3 13 20 14,3 83 32,3 1,4 14 (Comp.) 24 24,0 0 33,5 1,0 15 24 18,5 50 33,2 1,3 16 24 17,8 66 32,7 1,35 17 24 17,3 80 32,4 1,39 18 (Comp.) 27 27,0 0 33,4 1,0 19 27 20,3 50 32,4 1,33 20 27 18,0 83 32,0 1,5 21 (Comp.) 30 30,0 0 32,9 1,0 22 30 22,4 50 32,7 1,34 23 (Comp.) 35 30,0 0 33,5 1,0 24 35 25,7 50 33,2 1,36 25 35 24,6 66 32,7 1,42 26 35 23,6 80 32,4 1,48 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6 ES 2 081 149 T3 REIVINDICACIONES 5 1. Placas de pl´ astico celular con una anisotrop´ıa de manera tal, que las c´elulas est´an recalcadas en sentido del espesor de placas, caracterizadas porque las placas de pl´ astica celular tienen una densidad ua la proporci´ on entre eje largo y eje corto entre 1,2 y bruta entre 15 y 45 kg/m3 y en las celulas se sit´ 1,6. 2. Placas de pl´astico celular seg´ un la reivindicaci´ on 1, caracterizadas porque en las c´elulas recalcadas asciende la proporci´ on entre eje largo y eje corto entre 1,3 y 1,55. 10 15 20 3. Placas de pl´ astico celular seg´ un la reivindicaci´ on 1 o 2, caracterizadas porque consisten en espuma de part´ıculas de poliestireno. 4. Placas de pl´ astico celular seg´ un una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porque tienen una densidad bruta entre 20 y 30 kg/m3 . 5. Procedimiento para la obtenci´on de placas de pl´ astico celular seg´ un una de las reivindicaciones 1 a 4 por tratamiento posterior de placas de pl´ astico celular habituales y conocidas por compresi´ on, caracterizado porque se comprimen placas de pl´ astico celular con una densidad bruta entre 11 y 40 kg/m3 hasta una medida de recalcado m´ axima entre un 50 y un 90 % de su espesor inicial, se mantiene esta medida de recalcado durante al menos 10 segundos y se quita a continuaci´on el recalcado. 6. Procedimiento seg´ un la reivindicaci´ on 5, caracterizado porque se emplean placas de pl´astico celular de espuma de part´ıculas de poliestireno. 25 30 7. Procedimiento seg´ un la reivindicaci´ on 5 o 6, caracterizado porque se comprimen las placas de pl´ astico celular hasta una medida de recalcado m´axima entre un 70 y un 85 % de su espesor inicial. 8. Procedimiento seg´ un una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque se mantiene la medida de recalcado m´ axima durante un intervalo de tiempo entre 30 y 90 segundos. 9. Procedimiento seg´ un una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque se lleva a cabo la compresi´on de las placas de pl´ astico celular por aproximaci´on de dos placas paralelas en plano con una velocidad de recalcado constante entre 1 y 150 cm/min. 35 40 45 50 55 60 NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposici´ on Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicaci´ on del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a Espa˜ na y solicitadas antes del 7-10-1992, no producir´ an ning´ un efecto en Espa˜ na en la medida en que confieran protecci´ on a productos qu´ımicos y farmac´euticos como tales. Esta informaci´ on no prejuzga que la patente est´e o no inclu´ıda en la mencionada reserva. 7