BE1019532A5

BE1019532A5 - Structurele plaat.

Info

Publication number: BE1019532A5
Application number: BE2010/0594A
Authority: BE
Inventors: Frederic Stofferis
Original assignee: Iplast Holding Nv
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2012-08-07
Also published as: EP2625032B1; WO2012046127A1; EP2625032A1

Abstract

De uitvinding betreft een structurele plaat omvattende een kern met één of meerdere caviteiten afgesloten door een afsluitlaag, waarbij minstens een deel van de caviteiten zijn voorzien van een materiaal. De uitvinding betreft verder een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke structurele plaat in een continu éénstapsproces.

Description

STRUCTURELE PLAAT

De uitvinding betreft een structuur voorzien van een kern van caviteiten of cellen, die opgevuld worden met specifieke materialen met gunstige eigenschappen. De cellen in de kern worden afgesloten. De kern wordt optioneel voorzien van een boven-en/of onderlaag. De uitvinding betreft eveneens een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke structuur.

DE4447239 beschrijft een kunststof laminaat bestaande uit een innerlijke dragende laag met honingraatstructuur tussen twee vlakke ondergrond lagen die zijn gebonden aan de hoge en lage punten van de honingraat. Verder wordt een werkwijze beschreven waarbij de drie lagen worden gemaakt elk als doorlopende stroken. Extrusie, vorming van de dragende laag en hechten van de oppervlakte lagen kan worden gedaan in één cyclus. Een nadeel van een dergelijk laminaat is dat deze vooral voorzien in de mechanische sterkte en een beperkte isolerende waarde hebben.

Andere bestaande structurele platen bestaan bijvoorbeeld uit een volle kern bevestigd tussen twee lagen film of materiaal. Een dergelijke plaat kan een isolerende functie hebben. Een nadeel hierbij is echter dat de keuze van materiaal dat in een dergelijke volle kern kan verwerkt worden beperkt is. Typisch worden isolatiematerialen op deze manier verwerkt. In EP 1 048 429 A2 is beschreven hoe een isolerende plaat vervaardigd kan worden door onder vacuüm schuimen van een polyurethaan tussen twee platen.

In WO 2007/099452 is beschreven hoe in een structurele plaat met een honingraatkem, de caviteiten in deze kern opgevuld kunnen worden met warmte-en/of geluidsisolerende materialen en/of vuurbestendige materialen de isolerende waarde en de vuurbestendigheid van de structurele plaat te verbeteren.

In WO 93/23190 is beschreven hoe in een dergelijke structurele plaat met honingraatkem, de caviteiten in deze kern gevuld worden met een gas onder druk om deze structurele plaat beter schokdempend te maken.

Door materialen toe te voegen aan caviteiten in de kern kunnen dus fysische eigenschappen van structurele platen verbeterd worden. Tot nu is het echter niet mogelijk om met de bestaande structurele platen een goede warmtetransfer te realiseren.

Het is een doel van de uitvinding te voorzien in een structurele, eventueel dragende, plaat waarmee een goede warmtetransfer mogelijk is. Hierbij kan de kern geheel of gedeeltelijk voorzien zijn van één of meerdere materialen met uiteenlopende chemische, fysische en mechanische eigenschappen.

Het is verder een doel van de uitvinding te voorzien in een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke structurele plaat in een continu één-staps proces.

De structurele plaat van de uitvinding bestaat uit een kern omvattende één of meerdere caviteiten. De caviteiten worden afgesloten door een film of andere afsluitlaag. Optioneel kan de kern een boven- en/of onderlaag hebben.

De vorm van de caviteiten is eender welke, bijvoorbeeld cilindrisch, hexagonaal, kegelvormig, piramide- of kubusvormig.

Het aantal caviteiten per vierkante meter kern kan variëren van één of meerdere, met een diameter gaande van centimeters, typisch bijvoorbeeld lcm, of zelfs tot microcaviteiten.

J,

De diepte van de caviteiten kan variëren per toepassing.

De caviteiten zijn typisch gelijkmatig verspreid over de kern, maar deze kunnen eveneens op een andere manier, bijvoorbeeld in een patroon, verspreid zijn.

De kern kan bestaan uit identieke caviteiten, of kan een combinatie zijn van verschillende diameters en/of dieptes van caviteiten.

De kern omvattende de caviteiten is in wezen hol. Volgens de uitvinding zijn één of meerdere caviteiten geheel of gedeeltelijk te voorzien van, of te vullen met PCM.

De structurele plaat van de uitvinding onderscheidt zich van een medicatie blister, zoals bijvoorbeeld pillen, doordat de film of afsluitlaag permanent of defintief is aangebracht en niet manueel verwijderd kan/mag worden. Het is dus niet de bedoeling dat men de laag afpelt. Eventueel kan de laag wel geperforeerd zijn of doorlaatbaar, of geleidelijk aan oplossen waardoor de inhoud vrijkomt. De vulling in de caviteiten is in wezen opgesloten door de film.

Onder materialen is te verstaan gasvormige, vloeibare, visceuze of vaste materialen, of eender welke tussenstructuur.

Onder PCM wordt verstaan o.a. de chemische groepen van de zouthydraten en parafines (zoals octadecaan), maar ook de eutectische en hygroscopische materialen. PCM s kunnen door faze-verandering bij variërende temperatuur warmte/koude opslaan. PCM s kunnen zodoende grote hoeveelheden warmte gaan opnemen of afgeven. Een voorbeeld van een commercieel PCM is Thermusol®. PCM’s op basis van zouthydraten zijn typisch zeer corrosief. De meest gebruikte PCM’s zijn zout hydraten, fatty acids en esters, en verschillende parafines, evenals recent ionic liquids.

De materialen kunnen eender welke fysische, chemische en/of mechanische eigenschappen hebben, of een combinatie daarvan. Zo zouden bijvoorbeeld metalen pellets kunnen worden voorzien in één, meerdere of alle caviteiten ter bevordering van bijvoorbeeld de mechanische sterkte. Lood kan straling tegenhouden. Een RF-ID tag kan eveneens voorzien worden in één of meerdere caviteiten ter identificatie van product-samenstelling en/of herkomst.

In een bepaalde voorkeursvorm worden alle of een deel van de caviteiten voorzien van eenzelfde materiaal. In een andere voorkeursvorm worden alle of een deel van de caviteiten voorzien van verschillende materialen.

Hierbij worden de caviteiten geheel of gedeeltelijk gevuld, afhankelijk van het soort materiaal. De vulling kan hierbij vloeibaar, pilvormig, poedervormig, vast, smeuïg of korrelig zijn, of eender welke andere gedaante aannemen.

De kern, omvattende de caviteiten, is bij voorkeur vervaardigd uit polyolefmes, zoals polypropyleen en/of polyethyleen. Andere kunststoffen zijn biokunststoffen of composietmaterialen allerhande, zoals kunststoffen gevuld met natuurlijke vezels, talk, krijtsoorten e.a..

In een bepaald voorbeeld heeft de kern een typische cupvorm. Deze is vervaardigd onder warmte-vacuum uit een geëxtrudeerde plaat of folie.

De kern, bestaande uit caviteitwanden en een bodem, is typisch een kunststof materiaal. De kern kan echter ook geperforeerd zijn, of water- en/of damp oplosbaar of doorlaatbaar zijn.

De vulling van de caviteiten wordt vastgehouden of opgesloten in de caviteit door een film of afsluitlaag. De film of laag kan volledig of deels afsluiten, zoals bijvoorbeeld geperforeerd zijn. De film of afsluitlaag kan eveneens bijvoorbeeld degradeerbaar, of water- of damp-oplosbaar of doorlaatbaar zijn. De afsluitlaag kan soepel of harder zijn.

Alsdusdanig hebben de materialen in de caviteiten geen contact met elkaar omdat elke caviteit afzonderlijk is afgesloten. Een ander gevolg is dat de vulling of materialen in de caviteiten, al of niet definitief, vastzitten in de kern. Bij degradeerbare of geperforeerde films of afsluitlagen is het de bedoeling dat de materialen vervat in de caviteiten geleidelijk aan vrijkomen in hun omgeving.

Tussen de caviteiten, en binnen de ruimte van de kern en de film of afsluitlaag, bevinden er zich lucht- of waterkanalen die volledig gescheiden zijn van de inhoud van de caviteiten zelf, zodat een goede warmtetransfer mogelijk is.

De kern kan optioneel één of meerdere onder- en/of bovenlagen hebben, bij voorkeur verlast. Deze lagen kunnen van dezelfde of verschillende materialen zijn. Voorbeelden zijn een mousse of bedrukte folie.

De lagen kunnen volledig of deels de kern bedekken of omgeven. De boven- en of onderlagen kunnen bestaan uit gecombineerde lagen van bijvoorbeeld verschillende materialen. De lagen kunnen geperforeerd zijn, degradeerbaar, of water- of damp-oplosbaar of doorlaatbaar zijn. De lagen kunnen flexibel zijn, zacht of hard, of eender welke structuur hebben die vereist is om de nodige fysische, chemische en/of mechanische eigenschappen verder mee te geven aan het geheel van lagen en kern. Typisch kunnen de boven- en onderlagen isolerend of versterkend zijn, eventueel anti-corrosief.

De onder- en bovenlagen kunnen vervaardigd zijn van kunstoffen, metalen of eender welk ander materiaal.

In een andere uitvoeringsvorm kunnen meerdere kernen aan elkaar verlijmd of verlast worden, al of niet met een boven- en/of onderlaag bevestigd aan de meerlagige kern.

In nog een andere uitvoeringsvorm bestaat de kern uit caviteiten aan twee zijden, die deels of geheel worden opgevuld.

De uitvinding voorziet verder in een werkwijze voor het vervaardigen van een structurele plaat volgens de uitvinding, waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat: a) Thermoformeren van caviteiten in kernmateriaal b) opvullen van één of meerdere caviteiten van de kern c) afsluiten van de caviteiten met een afsluitlaag waarbij alle stappen samen in één continu proces verlopen.

Het thermoformeren bestaat uit een extrusie en gelijktijdig vacuum trekken op de caviteiten die in de eerste aanvoerrol zijn aangebracht.

In een specifieke uitvoeringsvorm bevat de werkwijze ook nog de optionele stap d) waarbij één of meerdere onderlagen worden aangebracht. Optioneel kan in stap c) tegelijkertijd één of meerdere bovenlagen worden aangebracht.

Toepassingen van de structurele plaat van de uitvinding kunnen zijn: - bouwsector (wanden, plafonds) - warmtewisselaars - landbouw en tuinbouw (bemesting, biocides) - hoog technische kledij (PCM e.a.) - thermoregulerende laag om patiënten stabieler in temperatuur te houden, enz.

In een typische uitvoeringsvorm worden de structurele platen van de uitvinding opgerold om te vervoeren.

Deze uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van de hierna volgende gedetailleerde beschrijving en tekeningen, waarbij in figuur 1 een structurele plaat volgens de uitvinding wordt voorgesteld; figuur 2 een werkwijze voor het vervaardigen van een structurele plaat volgens de uitvinding wordt voorgesteld.

Enkele voorkeursuitvoeringsvormen van een structurele plaat volgens de uitvinding zijn voorgesteld in figuur 1, waarbij links een dwarsdoorsnede en rechts een bovenaanzicht. De structurele plaat bestaat uit een kern (1) met caviteiten (2) waarvan minstens een deel daarvan geheel of gedeeltelijk opgevuld zijn met een vulling (3). De caviteiten worden afgedekt door een film (4). Eén voorkeusuitvoeringsvorm bevat een bovenlaag (5) en een onderlaag (6).

Figuur 2 stelt een voordelige uitvoeringsvorm van een procédé voor het vervaardigen van een structurele plaat volgens de uitvinding voor, waarbij een vulmachine (7) de nodige materialen aanbrengt in de caviteiten van de kern van de plaat. De bovenste rollers brengen de film aan die de caviteiten afsluit. De optionele onderste rollers brengen gelijktijdig een onderlaag aan. Het procédé van vullen en afsluiten gebeurt in één continu proces.

Voorbeeld:

Bicell®, een bestaand product van de Aanvrager is een geëxtrudeerde polypropyleen plaat, bestaande uit meerdere lagen. De cellenvormige stuctuur vormt de kern van deze plaat. Deze geeft aan Bicell zijn voornaamste eigenschappen : hoge buigweerstand in alle richtingen, grote compressiesterkte en een verhoogde sterkte/dikte verhouding. Bicell bestaat als enkel de kern, of met top- en/of onderlaag. De cellen worden opgevuld met pillen omvattende PCM. De cellen worden vervolgens afgesloten door een film die bestand is tegen het corrosieve karakter van PCM.

J.

Claims

1. Structurele plaat omvattende een kern met één of meerdere caviteiten afgesloten door een afsluitlaag, waarbij minstens een deel van de caviteiten zijn voorzien van een materiaal, met het kenmerk dat tussen de caviteiten en binnen de ruimte van de kern en de afsluitlaag er zich lucht- of waterkanalen bevinden, die volledig gescheiden zijn van de inhoud van de caviteiten zelf en dat minstens een deel van de caviteiten gevuld zijn met PCM (phase changing material).

2. Structurele plaat volgens conclusie 1, met het kenmerk dat dit materiaal vast, vloeibaar, gasvormig, pilvormig, poedervormig, smeuïg of korrelig kan zijn.

3. Structurele plaat volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de caviteiten gelijkmatig verspreid zijn over de kern.

4. Structurele plaat volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat één of meerdere boven- en/of onderlagen aan de kern zijn bevestigd.

5. Structurele plaat volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de kern vervaardigd is uit polyolefines, zoals polypropyleen en/of polyethyleen.

6. Werkwijze voor het vervaardigen van een structurele plaat volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat: a) thermoformeren van caviteiten in kernmateriaal, b) opvullen van één of meerdere caviteiten van de kern, c) afsluiten van de caviteiten met een afsluitlaag, waarbij alle stappen samen in één continu proces verlopen.

7. Werkwijze volgens voorgaande conclusie, waarbij de werkwijze de stap d) omvat waarbij één of meerdere onderlagen worden aangebracht.

8. Werkwijze volgens één van de conclusies 6 of 7, waarbij in stap c) tegelijkertijd één of meerdere bovenlagen worden aangebracht.

9. Werkwijze volgens één van de conclusies 6 tot 8, waarbij in stap b) tegelijkertijd één of meerdere types van vullingen in eenzelfde caviteit wordt aangebracht.