placas de plastico celular con mejoradas propiedades de

k
OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
19
k
ES 2 081 149
kInt. Cl. : B29C 44/56
11 N.◦ de publicación:
6
51
ESPAÑA
k
A01N 43/78
TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
12
kNúmero de solicitud europea: 93103369.0
kFecha de presentación : 03.03.93
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 561 216
kFecha de publicación de la solicitud: 22.09.93
T3
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k
54 Tı́tulo: Placas de plástico celular con mejoradas propiedades de aislamiento térmico y un procedi-
miento para su obtención.
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 publicación de la mención BOPI:
16.02.96
k
45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
ES 2 081 149 T3
16.02.96
Aviso:
k
k
Hohwiller, Frieder
k
74 Agente: Gómez-Acebo Pombo, J. Miguel
En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
ES 2 081 149 T3
DESCRIPCION
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Placas de plástico celular con mejoradas propiedades de aislamiento térmico y un procedimiento para
su obtención.
La invención se refiere a placas de plástico celular con mejoradas propiedades de aislamiento térmico
ası́ como a un procedimiento para su obtención. La invención se refiere además particularmente a aquellas
placas de plástico celular,que muestran una configuración anisotrópica de manera tal, que las células están
recalcadas en sentido del espesor de la placa, ası́ como a un procedimiento para el tratamiento posterior
de placas de plástico celular conocidas por compresión (recalcado) temporal.
Las placas de plástico celular, por ejemplo de espumas de poliolefina o de espuma de extrusión y de
partı́culas de poliestireno se emplean desde hace mucho tiempo para el aislamiento térmico y la insonorización.
Para la insonorización, particularmente para el amortiguamiento del ruido de pasos, se emplean preferentemente placas de plástico celular, que se elastificaron por compresión temporal en sentido del espesor
de placas.
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Se conoce el empleo, por ejemplo, de placas aislantes de EPS (EPS: poliestireno expandible) para
el amortiguamiento del ruido de pasos según DIN 18 164, parte 2, “Schaumkunststoffe als Dmmstoffe
für das Bauwesen”. Tales placas tienen que tener una potencia de elasticidad suficiente. La potencia de
elasticidad se caracteriza según DIN 18 164, parte 2, por la rigidez dinámica s’ (también 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 técnicas de
construcción una rigidez dinámica lo más reducida posible con una deformación relativamente limitada
de forma estrecha bajo influencia de carga (diferencia entre espesor de suministro o bien espesor nominal
y el espesor bajo carga, expresado como valor-(dL-dB ) según DIN 18 164, parte 2).
Esto significa, que el grado de recalcado (también llamado “grado de elastificación”) y con ello la
deformación de la configuración del plástico celular puede ajustarse solamente en una medida estrechamente limitada.
35
En el citado tratamiento posterior de placas de plástico celular por recalcado (también llamado “elastificación”), se comprimen placas de plástico celular con un espesor bruto (equivalente para densidad)
tı́picamente entre 8 y 10 kg/m3 hasta una medida de recalcado máxima de un 66 % de su espesor inicial,
que se mantiene durante un determinado tiempo (habitualmente durante menos de 60 segundos).
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Después de quitar la compresión permanece una pequeña deformación irreversible de la configuración
celular, mostrando las células una configuración anisotrópica de manera tal, que se sitúa la proporción
del eje largo al eje corto entre 1,15 y 1,25. Los valores de la rigidez dinámica conseguidos, por ejemplo,
en el caso de una placa de plástico celular de espuma de partı́culas de poliestireno con un espesor de 25
mm, se sitúan alrededor de 10 N/cm3 . Los valores-(dL -dB se sitúan aproximadamente entre 1 y 3 mm.
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En la mejora de las propiedades de placas de plástico celular tiene una importancia además de la
insonorización particularmente también el aislamiento térmico.
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Era por consiguiente la tarea de la presente invención de mejorar las propiedades de aislamiento
térmico de las placas de plástico celular conocidas. La conductibilidad térmica, particularmente en sentido del espesor de la placa, tendrı́a que reducirse. Además de esto tendrı́an que mejorarse las propiedades
de la insonorización.
Esta tarea se resuelve sorprendentemente mediante placas de plástico celular con un espesor bruto
entre 15 y 45 kg/m3 , si está presente una configuración anisotrópica de manera tal, que las células están
recalcadas en sentido del espesor de la placa, situándose en las células recalcadas la proporción entre eje
largo y eje corto entre 1,2 y 1,6.
En las células recalcadas de las placas de plástico celular según la invención asciende la proporción
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 invención es además un procedimiento para la obtención de estas placas de plástico
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celular por compresión temporal de placas de plástico celular habituales y conocidos, comprimiéndose
placas de plástico celular con un espesor bruto entre 11 y 40 kg/m3 hasta una medida de racalcado
máximo entre un 50 y un 90 % de su espesor inicial, manteniéndose esta medida de recalcado durante al
menos 10 segundos y quitándose a continuación el recalcado.
5
En el procedimiento según la invención pueden emplearse placas de plástico celular o bloques de
plástico celular. Generalmente se emplean, sin embargo, bloques de plástico celular, de los cuales se
cortan a continuación placas de plástico celular en el tamaño adecuado de manera habitual y conocida
verticalmente al sentido de la elastificación.
10
En este caso se lleva a cabo de manera muy económica en una etapa el procedimiento según la invención para un gran número de futuras placas de plástico celular. Además no hay influencias negativas
por efectos marginales.
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En la descripción se emplean por consiguiente las denominaciones “bloques de plástico celular” y “placas de plástico celular” de forma equivalente, en cuanto no resulta otra cosa del punto correspondiente.
Las placas de plástico celular pueden consistir en espuma de poliolefina, espuma de resina fenólica,
espuma de resina de poliestireno o en espuma de poliuretano espumado o esponjoso. De ellas se emplean
mayoritariamente plásticos espumados, particularmente de poliestireno, poliuretanos y poliolefinas.
Las placas de plástico celular consisten muy particularmente preferentes de espuma de poliestireno.
Frente a espuma de poliestireno extrusionada se emplea preferentemente espuma de partı́culas de poliestireno.
25
Las placas de plástico celular preferentemente isotropas, que forman la base para las placas de plástico
celular según la invención, se obtienen de manera habitual y conocida.
30
Se obtienen, por ejemplo, bloques de plástico celular de espuma de partı́culas 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 partı́culas de plástico celular obtenidas pueden soldarse después del enfriamiento y, en
caso dado, después de un almacenaje intermedio por un nuevo calentamiento en un molde, que no cierra
impermeablemente a los gases, para dar un bloque de plástico 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 tamaño entre 1 y 2 mm.
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Las placas de plástico celular recientemente obtenidas se almacenan antes de la realización del procedimiento según la invención preferentemente durante al menos 2 horas y particularmente preferente
durante al menos 6 horas.
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Las placas de plástico celular o los bloques de plástico celular conocidos y empleados en el procedimiento según la invención tienen generalmente densidades brutas entre 11 y 40 kg/m3 .
En comparación con esto tienen las placas de plástico celular o los bloques de plástico celular según la
invención generalmente densidades brutas entre 15 y 45 kg/m3. El efecto de la invención destaca cierta- y
particularmente a densidades brutas superiores de 20 kg/m3. La densidad bruto se sitúa por consiguiente
preferentemente entre 20 y 30 kg/m3.
Debido a la realización del procedimiento según la invención resulta un aumento constante de la densidad bruta de los bloques de plástico celular en hasta aproximadamente un 50 %, referido a la densidad
bruta antes de la realización del procedimiento.
En el procedimiento según la invención se comprimen los bloques de plástico celular generalmente en
sentido de una normal sobre la superficie a una medida de recalcado máxima 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 plástico celular con empleo de determinados programas para la velocidad del
recalcado y la subsiguiente descompresión y, en caso dado, con mantenimiento de determinados perı́odos
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de parada hasta una medida de recalcado máxima de un 90 %.
5
Generalmente se lleva a cabo el recalcado por aproximación de dos placas metálicas paralelas en
plano con una velocidad de recalcado constante y sin perı́odo de parada intercalado hasta una medida
de recalcado máximo. En la medida de recalcado máxima se mantienen los bloques entonces durante
un determinado tiempo, al menos, sin embargo, durante 10 segundos. A continuación se aumenta la
distancia entre las dos placas metálicas otra vez, generalmente otra vez con una velocidad constante de
descompresión.
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 plástico celular se comprimen generalmente durante un tiempo de 10 hasta 120 segundos, preferentemente de 30 hasta 90 segundos en la medida de recalcado máxima.
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 fábrica de máquinas Paul Ott en 7050 WaiblingenNeustadt.
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Pero también es posible de llevar a cabo el recalcado con una velocidad de recalcado temporalmente
cambiante y con perı́odos de parada intercaladas de distinta duración.
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 máxima y se intercala ya en esta medida
de recalcado un perı́odo de parada de una duración determinada.
Además puede ser conveniente, si el prensado se lleva a cabo con una vibración superpuesta (“pensado
de vibración”).
30
Después de una completa descompresión se almacenan los bloques de plástico celular posttratados
según el procedimiento conforme con la invención generalmente durante al menos 5 horas bajo condiciones normales. En este caso se descomprimen los bloques de plástico celular a sus dimensiones definitivas.
Particularmente conveniente se ha mostrado un tiempo de almacenaje de los bloques recalcados de uno
a dos dı́as.
35
A continuación pueden obtenerse de estos bloques de plástico celular por corte verticalmente al sentido
de la elastificación de manera habitual y conocida placas de plástico celular. Estas placas de plástico
celular tienen habitualmente una sección transversal de al menos 50 cm2 .
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55
Las placas de plástico celular según la invención y el procedimiento según la invención tienen varias
ventajas. Ası́ es posible, que se necesitan en la construcción elevada para alcanzar determinadas resistencias a la conductibilidad de calor (véase DIN 4108, parte 2) espesores de capas aislantes más 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 comparación con la placa de plástico celular
no tratada.
A menudo queda fijado el espesor de la placa por la aplicación. En este caso es ahora una gran ventaja
de las placas de plástico celular según la invención, que se alcanzan conductibilidades de calor previamente dadas ya con placas de plástico celular de una densidad bruta más reducida. La conductibilidad
de calor de placas de plástico celular según la invención, en las cuales asciende la densidad bruta a 20
kg/m3, es, por ejemplo, igual de baja como en placas de plástico celular tradicionales con una densidad
bruta de 28 kg/m3 . Resulta, pues, un ahorro de material de un 30 hasta un 50 %.
Otra ventaja sorprendente es también la circunstancia, que la potencia de elasticidad (s’) puede ajustarse para el intervalo de densidad bruta de placas para el aislamiento térmico de 15 a 30 kg/m3 , habitual
para el empleo en la construcción, independientemente de la densidad bruta y del espesor de las placas
en el nivel bajo y necesario para la mejora de la conductibilidad térmica de menor/igual a 10 N/cm3 . La
rigidez dinámica en sentido del espesor de las placas asciende según la invención habitualmente entre 4 y
10 N/cm3 .
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Como la carga de presión permanente, por ejemplo, de placas-EPS se influye linealmente por la densidad bruta del plástico celular, puede compensarse el pequeño descenso de la tensión por compresión,
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condicionado por la elastificación, también en el caso de aplicaciones solicitadas por presión por densidades brutas de plástico celular correspondientemente más elevadas.
Ejemplos
5
En los ejemplos y ejemplos comparativos se emplearon placas de plástico celular de espuma de
partı́culas de poliestireno.
10
Para el recalcado de los bloques de espuma de partı́culas de poliestireno se empleó una prensa del
tipo 300 K 25 de la compañı́a de máquinas Paul Ott en 7050 Waiblingen-Neustadt.
15
El recalcado se llevó a cabo entre dos placas paralelas en plano con una fuerza de compresión de 25
MP y una velocidad de recalcado de 75 cm/min. El tiempo de parada en el recalcado máximo ascendió
respectivamente a 1 minuto. A continuación se alejaron ambas placas con una velocidad de descompresión
de 192 cm/min.
Los bloques recalcados se almacenaron después de la descompresión durante 2 dı́as bajo condiciones
normales.
20
En las placas de plástico celular tratadas posteriormente por recalcado según la invención y en placas
de plástico celular no-tratadas se determinó la conductibilidad térmica según DIN 52 612, parte 1.
Además se investigó la influencia de distintas medidas de recalcado máximas en placas de plástico
celular con distintos espesores.
25
Se determinó la anisotropı́a por valoración de imágenes de corte del plástico celular bajo el microscopio óptico. En este caso se midieron células del plástico celular y se determinó la anisotropı́a como
proporción del eje largo al eje corto.
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Los resultados de los ensayos están resumidos en la tabla.
TABLA
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Ejemplo
Densidad bruta
kg/m3
Densidad bruta
antes del recalcado
kg/cm3
Recalcado
máximo
%
Conductibilidad
térmica
mW/mK
Anisotropı́a
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
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TABLA (Continuación)
Ejemplo
Densidad bruta
kg/m3
Densidad bruta
antes del recalcado
kg/cm3
Recalcado
máximo
%
Conductibilidad
térmica
mW/mK
Anisotropı́a
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
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20
25
30
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45
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REIVINDICACIONES
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1. Placas de plástico celular con una anisotropı́a de manera tal, que las células están recalcadas en
sentido del espesor de placas, caracterizadas porque las placas de plástica celular tienen una densidad
bruta entre 15 y 45 kg/m3 y en las celulas se sitúa la proporción entre eje largo y eje corto entre 1,2 y
1,6.
2. Placas de plástico celular según la reivindicación 1, caracterizadas porque en las células recalcadas asciende la proporción entre eje largo y eje corto entre 1,3 y 1,55.
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3. Placas de plástico celular según la reivindicación 1 o 2, caracterizadas porque consisten en espuma de partı́culas de poliestireno.
4. Placas de plástico celular según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porque tienen
una densidad bruta entre 20 y 30 kg/m3 .
5. Procedimiento para la obtención de placas de plástico celular según una de las reivindicaciones 1 a
4 por tratamiento posterior de placas de plástico celular habituales y conocidas por compresión, caracterizado porque se comprimen placas de plástico celular con una densidad bruta entre 11 y 40 kg/m3
hasta una medida de recalcado máxima 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 continuación el recalcado.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque se emplean placas de plástico
celular de espuma de partı́culas de poliestireno.
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30
7. Procedimiento según la reivindicación 5 o 6, caracterizado porque se comprimen las placas de
plástico celular hasta una medida de recalcado máxima entre un 70 y un 85 % de su espesor inicial.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque se mantiene la medida de recalcado máxima durante un intervalo de tiempo entre 30 y 90 segundos.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque se lleva a cabo la
compresión de las placas de plástico celular por aproximación de dos placas paralelas en plano con una
velocidad de recalcado constante entre 1 y 150 cm/min.
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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE)
y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la
aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a
España y solicitadas antes del 7-10-1992, no producirán ningún efecto en España en
la medida en que confieran protección a productos quı́micos y farmacéuticos como
tales.
Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluı́da en la mencionada
reserva.
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