ES2202739T3

ES2202739T3 - Metodo para la fabricacion continua de espuma plastica.

Info

Publication number: ES2202739T3
Application number: ES98301039T
Authority: ES
Inventors: Leon F. Barry; Robert W. Simpson
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2018-02-12
Also published as: US6030559A; DE69815561T2; ATE243101T1; DK0858877T3; DE69815561D1; EP0858877B1; EP0858877A2; EP0858877A3; CA2227073A1

Abstract

UN METODO PARA FABRICAR CONTINUAMENTE UNA ESPUMA PLASTICA REFORZADA POR AL MENOS UNA BANDA FIBROSA QUE COMPRENDE: TRANSPORTAR CONTINUAMENTE UN CARRO A LO LARGO DE UNA CADENA DE PRODUCCION, SUMINISTRAR ENCIMA DEL CARRO UNA MEZCLA DE FORMACION DE ESPUMA Y AL MENOS UNA BANDA FIBROSA EN CONTINUO MOVIMIENTO, TENIENDO LA BANDA ORIFICIOS PENETRABLES POR LA MEZCLA, SUMINISTRANDOSE LA MEZCLA POR ENCIMA TANTO DE LA BANDA COMO DEL CARRO O POR DEBAJO DE LA BANDA Y ENTRE LA BANDA Y EL CARRO, PASAR EL CARRO, LA MEZCLA Y LA BANDA ENTRE DOS ELEMENTOS DE CONSTRICCION SEPARADOS Y CONTRAPUESTOS QUE QUEDAN UNO ENCIMA DE OTRO Y FORMAN ENTRE ELLOS UNA HOLGURA DE DOSIFICACION PARA DISTRIBUIR LA MEZCLA SOBRE EL CARRO Y LA BANDA, Y PERMITIR QUE LA MEZCLA, TRAS PASAR POR LA HOLGURA, SE EXPANDA LIBREMENTE Y PENETRE LOS ORIFICIOS DE LA BANDA PARA FORMAR UNA ESPUMA PLASTICA REFORZADA DE SUPERFICIE EXCEPCIONALMENTE PLANA.

Description

Método para la fabricación continua de espuma plástica.

Este invento se refiere a la fabricación de paneles de espuma plástica reforzada, y particularmente a un método para impartir un grosor uniforme a los paneles sin disminuir las propiedades requeridas de los paneles.

Se conocen bien los métodos para la producción de forma continua de una plancha de espuma polimérica rígida aislante, que comprende una capa de espuma intercalada entre materiales de recubrimiento. Tales planchas se usan típicamente en la construcción de paredes, techos, tejados y similares. En la producción, se suministra de forma acostumbrada una mezcla que forma espuma entre dos bandas continuas de material en lámina que se transportan a través de varias estaciones del procesado.

Para evitar una pérdida sustancial de material y para proporcionar planchas de espuma de grosor uniforme y estética atractiva, es altamente deseable que las planchas se produzcan con una sección transversal sustancialmente rectangular, y sin bordes curvos u otras no uniformidades en las dimensiones de la plancha. Anteriormente, un método practicado comúnmente para controlar el calibre o el grosor de las planchas ha sido el así llamado tipo "aumento limitado". Aquí, el material espumable y los recubrimientos se dirigen entre medios de confinamiento que promueven la planaridad, tales como un par de cintas transportadoras espaciadas, que se posicionan alejadas adecuadamente a una distancia menor que el grosor de la combinación de la espuma y los recubrimientos, que podrían de otra forma llegar a expandirse sin limitaciones si se les permitiera.

El documento US-A-3 172 072 describe tal método de "aumento limitado" para la fabricación de forma continua de una lámina de espuma plástica reforzada mediante un tamiz de malla abierta.

Otro método convencional para producir de forma continua espumas plásticas es el tipo "aumento libre", tal como el descrito en la patente de E.E.U.U. nº 4.028.158, en el que el grosor de la plancha acabada de espuma se controla haciendo pasar a la mezcla espumable y a los recubrimientos a través de un espacio medido que se proporciona preferiblemente mediante el estrechamiento de dos rodillos giratorios. A pesar de que este medio de medición evita el consumo de tiempo y la pesada operación que implica el uso de cintas transportadoras del sistema de aumento limitado, la variación de calibre en la dirección transversal de las planchas de espuma producidas en las líneas de aumento libre, especialmente en las planchas más gruesas, resulta ser considerablemente mayor que la de las planchas de "aumento limitado". Sería altamente deseable si se pudiera encontrar un método para producir planchas de espuma que tuvieran un alto grado de uniformidad en la igualdad de la superficie combinada con las otras propiedades requeridas en tales planchas sin sacrificar la velocidad y la eficacia que caracteriza a las líneas de producción de espuma de aumento libre.

De acuerdo con esto, es un objetivo del invento proporcionar una espuma plástica rígida o flexible que tiene una superficie especialmente plana, un aspecto atractivo y una combinación de otras buenas propiedades, y un método mejorado para producir la espuma.

Es otro objetivo del invento producir una espuma plástica reforzada, particularmente una espuma rígida de poliuretano o polisocianurato, que tiene un grosor altamente uniforme y buenas propiedades globales, incluyendo excelentes propiedades de aislamiento térmico, baja fragilidad y buena estabilidad dimensional, resistencia térmica y resistencia a la compresión.

Es todavía otro objetivo del invento proporcionar un método para reforzar espuma plástica en la fabricación de espuma mediante aumento libre, y de este modo regular el grosor de las espumas resultantes a la vez que se economiza en el uso del material.

Es un objetivo adicional del invento proporcionar materiales de espuma de celdas cerradas, que pueden usarse en la construcción de paneles que sean altamente aislantes, térmicamente resistentes, dimensionalmente estables, y de baja fragilidad.

Es todavía un objetivo adicional del invento proporcionar planchas de espuma de grosor uniforme que están bien adaptadas para instalaciones de construcción, tales como para ajustar los bordes de moldes y pegarse en la unión de dos planchas.

Resumen del invento

De acuerdo con lo anteriormente dicho, el presente invento proporciona un método para la fabricación de forma continua de un producto de espuma plástica reforzada mediante al menos una banda fibrosa, que comprende transportar en continuo un soporte a lo largo de una línea de producción, suministrar encima del soporte una mezcla que forma espuma y al menos una banda fibrosa en movimiento continuo, que tiene orificios penetrables por la mezcla, suministrándose la mezcla tanto por encima de la banda y del soporte como por debajo de la banda y entre la banda y el soporte, haciendo pasar al soporte, a la mezcla y a la banda entre dos elementos de presión colocados en posición opuesta, que se colocan uno encima del otro y forman entre ellos un espacio de medición para distribuir la mezcla sobre el soporte y la banda, y permitiendo a la mezcla expandirse libremente, después de hacerla pasar a través del espacio, y penetrar en los orificios de la banda para formar una espuma plástica reforzada que tiene una superficie excepcionalmente plana. Las fibras de la banda fibrosa están separadas entre sí, con una distancia media entre las fibras preferiblemente mayor que 0,08 cm, para proporcionar las aberturas a través de las cuales la mezcla espumable puede pasar fácilmente. La configuración de la banda fibrosa es variable, con las aberturas penetrables distribuidas adecuadamente sobre la extensión completa de su entramado para una penetración uniforme de la mezcla. El diámetro medio de las aberturas, después de la circularización de la capa reforzante, oscila ventajosamente de tan pequeño como 0,24 cm hasta 5,08 cm o más, preferiblemente de aproximadamente 0,32 cm hasta 2,54 cm. La banda fibrosa es ventajosamente una lámina sinfín como el soporte móvil y es coextensiva con el soporte. Típicamente, la banda fibrosa será una banda de fibras de fibra de vidrio que tiene un aspecto de tamiz.

El soporte puede ser un material flexible o rígido. Otro material móvil se coloca de forma adecuada sobre la mezcla depositada y la capa o capas reforzantes, de forma que el producto terminado tendrá ventajosamente un núcleo de espuma plástica reforzada intercalado entre materiales de recubrimiento superiores e inferiores. El aparato incluye un montaje de cinta transportadora para hacer avanzar de forma continua la(s) capa(s) reforzante(s) y el soporte y materiales de recubrimiento, siendo cada uno o ambos de los últimos materiales opcionalmente eliminable para rendir una espuma reforzada que está parcial o completamente sin recubrir.

El material compuesto de la mezcla depositada y material de refuerzo encerrado entre el soporte que avanza de forma continua y los materiales de recubrimiento se hace pasar a través de un espacio que se proporciona mediante el estrechamiento de un dispositivo de medición. El dispositivo de medición comprende dos elementos espaciados y opuestos que forman entre ellos un espacio de medición y es capaz de comprimir una mezcla líquida que pasa a través del espacio. Al menos un elemento del dispositivo es ajustable en uno y otro sentido en relación al otro ventajosamente para variar el espacio de estrechamiento. Pueden usarse, en la construcción de los elementos que comprimen del dispositivo de medición, varias formas y materiales de construcción, por ejemplo rodillos, barras o discos fabricados en acero u otros materiales. Ventajosamente, el elemento superior del dispositivo de medición es un rodillo cilíndrico, y generalmente tanto el elemento superior como el inferior son rodillos cilíndricos. La mezcla que forma espuma se fuerza mediante la presión de los elementos de estrechamiento a través de la malla abierta de la banda reforzante y alrededor de los elementos fibrosos individuales de la misma.

Después de pasar a través del espacio definido por los medios de medición, la mezcla que forma de espuma avanza hacia una zona de expansión en la que la mezcla se expande hasta el estado curado. En la zona de expansión, se permite a la mezcla que forma espuma expandirse libremente sin restricción mediante un elemento de nivelación tal como la cinta transportadora superior descrita en la patente de E.E.U.U. nº 4.572.865. A pesar de esta ausencia del elemento que comprime, se evita la habitual plancha con grosor cada vez menor encontrada en la formación de espuma mediante "aumento libre", debido a la presencia de la malla reforzante. Se puede facilitar el curado a través de la aplicación de calor que puede añadirse de forma controlada mediante la circulación de aire caliente. La estructura acabada de espuma puede entonces cortarse en longitudes finitas cada cierto tiempo para uso comercial.

El invento es particularmente útil en la producción de planchas de espuma que tienen un núcleo de espuma plástica rígida que pueden formarse a partir de cualquier composición plástica adecuada que forma espuma adecuada. El invento, sin embargo, también se aplica a espumas flexibles. Son de especial interés los núcleos de espuma que consisten en un material de espuma basado en isocianato, incluyendo espumas de poliuretano y polisocianurato.

El invento ahora se describirá en referencia a los dibujos que se acompañan en los que:

Fig.1 es una elevación esquemática de un aparato adecuado para practicar el procedimiento de aumento libre del invento.

Fig.2 es una vista desde arriba fragmentaria de una primera realización de la banda fibrosa para uso en el procedimiento de aumento libre del invento;

Fig.3 es una vista fragmentaria desde arriba de una segunda realización de la banda fibrosa para uso en el procedimiento de aumento libre del invento; y

Fig.4 es una elevación esquemática de una porción del aparato de Fig.1 que muestra una banda fibrosa adicional que se alimenta al rodillo de estrechamiento, de acuerdo con el procedimiento de aumento libre el invento.

En referencia a Fig.1, se muestra esquemáticamente un aparato 10 adecuado para la producción de forma continua de espuma plástica reforzada de acuerdo con el procedimiento del presente invento. El aparato 10 incluye medios para hacer avanzar los materiales de recubrimiento superior e inferior o los sustratos 11 y 12 y la banda fibrosa reforzante 13, y medios para aplicar una mezcla que forma espuma entre los materiales de recubrimiento y sobre la banda. Este material fibroso reforzante se caracteriza por una configuración de entramado abierto. Los ingredientes que forman espuma se almacenan, se bombean y miden mediante equipo convencional (no mostrado), y se alimentan a través de un conducto o conductos flexibles 14 para aplicación en la línea de producción.

La mezcla que forma espuma es una que dará como resultado una espuma polimérica rígida, flexible o semirrígida. Las composiciones de polímero que caen dentro del ámbito del presente invento pueden seleccionarse ampliamente de alguna de aquellas que pueden moldearse en espuma. Los polímeros rígidos celulares del invento tienen deseablemente un contenido de celda cerrado de al menos aproximadamente 75%, y más preferiblemente de al menos aproximadamente 85% de las celdas. Las composiciones de polímero pueden ser termoplásticas o termoendurecibles. Los polímeros adecuados incluyen poliuretano, polisocianuratos, compuestos fenólicos, caucho, poli(cloruro de vinilo), aldehído de urea, aldehído de melamina, poliestireno, policarbonatos, polieterimidas, poliamidas, poliésteres, poli(cloruro de vinilideno), poli(metacrilato de metilo), polipropileno, polietileno, acetato de celulosa, epoxi, copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno y silicona.

La banda o tejido 13 tiene aberturas discretas entre sus fibras, de forma que la mezcla que forma espuma penetrará fácilmente a través de ella y alrededor de sus fibras. Las fibras de la banda pueden distribuirse en muchas disposiciones diferentes, tales como un patrón de red intrincada uniformemente espaciada, como en Fig.2, o un patrón de entrecruzamiento sin orden, como en Fig.3. Cualquiera que sea la configuración, el material fibroso de la banda debe ser discontinuo para una fácil penetración de la mezcla espumable y no el tipo de tejido fibroso descrito en la patente de E.E.U.U. nº 4.028.158, en el que se desarrollan los intersticios del tejido para la penetración efectiva de la mezcla durante la operación de formación de espuma. La banda 13, por ejemplo, tiene una abertura media (circularizada) entre fibras que oscila en tamaño entre aproximadamente 4 mm a aproximadamente 16 mm. La banda 13 tiene ventajosamente un grosor de aproximadamente 0,254 a 0,508 cm, y aproximadamente una anchura de 122 a 135 cm, y pesa aproximadamente de 0,024 a 0,048 Kg/metro cuadrado.

Las fibras de la banda 13 pueden ser fibras orgánicas e inorgánicas tejidas o no tejidas, tanto naturales como sintéticas, o combinaciones de estas fibras. Ejemplos de fibras inorgánicas son fibras de yeso, diversas fibras de vidrio, y fibras de grafito. Las fibras naturales orgánicas incluyen fibras celulósicas tales como algodón, lino, yute, semilla de lino, fibra de cannabis, pasta de madera tratada, fibras lignocelulósicas y lana, así como fibras de celulosa regeneradas, incluyendo rayones de acetato de celulosa y de viscosa. Como ejemplos de fibras orgánicas sintéticas pueden mencionarse poliéster, poliamida, poliacrilonitrilo, poli(alcohol vinílico), poliamida aromática "Aramid", polipropileno, polietileno de alta densidad, poli(cloruro de vinilo) y fibras de carbono. Las fibras preferiblemente se sostienen juntas mediante un aglutinante o un adhesivo. Los adhesivos preferidos incluyen adhesivos de poli(alcohol de vinilo).

Una banda 13 preferida es un cambray de fibra de vidrio. El tamaño de las fibras del cambray puede variar considerablemente desde filamentos finos hasta muy grandes, y los filamentos pueden estar presentes como hebras sencillas o múltiples. Es también posible un alto grado de variación en las disposiciones de los filamentos reforzantes y en el tamaño de la malla y en la forma del cambray. Las fibras se disponen preferiblemente en una configuración multidireccional para proporcionar refuerzo en más de una dirección. Las formas posibles son rectangular, cuadrada, de diamante, etc. Las pantallas de vidrio adecuadas tienen una construcción de malla de 1x1 a 8x8 elementos de filamento por centímetro cuadrado (2x2 a 20x20 elementos de filamento por pulgada cuadrada).

Los sustratos de recubrimiento pueden estar compuestos de material que es flexible o rígido. Los materiales de recubrimiento rígidos pueden estar convenientemente en forma de láminas discretas que se alimentan a la línea de producción lateralmente. Más convenientemente, los materiales de recubrimiento son material flexible que está en forma de láminas continuas o semicontinuas alimentadas a partir de rodillos. Son utilizables una amplia variedad de materiales como los recubrimientos. Por ejemplo, el sustrato soporte en la línea puede ser un material rígido o flexible, tal como una plancha de perlita, plancha de yeso, aglomerado de fibra, una lámina de metal tal como acero o aluminio, madera contrachapada, papel, cartón, hojas de plástico, fieltro saturado con asfalto, una lámina de fibra de vidrio, una lámina de fibra de vidrio con asfalto, etc., mientras que la cubierta o el recubrimiento superior es convenientemente un material flexible, tal como fieltro saturado con asfalto, una lámina de fibra de vidrio con asfalto, una lámina de fibra de vidrio, papel, cartón, una hoja de metal o de plástico, etc. Los materiales de recubrimiento pueden estar hechos de combinaciones de estos materiales.

Como se muestra en Fig. 1, cada uno de los materiales de recubrimiento superior e inferior 11 y 12 y la banda de refuerzo 13 son materiales flexibles que se alimentan a partir de los rodillos de suministro 15, 16 y 17, respectivamente. El aparato 10 también está provisto con rodillos de arrastre 18 y 19 y, en virtud de la rotación de estos rodillos de arrastre 11 y 12 y la banda de refuerzo 13, se arrastran de sus rodillos de suministro y se llevan hacia delante a lo largo de la línea de producción. La banda de refuerzo 13 se arrastra a una posición en lo alto de la lámina inferior 12. La mezcla que forma espuma, que está compuesta ventajosamente por los productos químicos que forman espuma poliuretano o polisocianurato, se suministra a una cabeza de mezcla 20 y se agita allí. Los productos químicos mezclados se depositan a continuación con un aplicador 21 sobre la banda 13 que avanza. Los productos químicos también pueden depositarse sobre la lámina 11 o tanto sobre la banda 13 como sobre la lámina 11.

Para depositar los productos químicos se pueden emplear diversos dispositivos de aplicación, tanto estacionarios como móviles. La distribución uniforme de la mezcla espumable sobre la superficie del material en lámina se puede alcanzar depositando los productos químicos con aplicadores que tienen una o más cabezas de suministro. En una realización preferida, el aplicador 21 comprende una boquilla que se desplaza transversalmente hacia delante y hacia atrás de la banda 13 para suministrar una corriente de una mezcla líquida espumable 22 uniformemente a su través. El movimiento hacia delante y hacia atrás de la cabeza de mezcla y el aplicador está causado por un medio de movimiento hacia delante y atrás 23. En otra realización que implica el depósito de productos químicos de espuma, la cabeza de mezcla 20 deposita los materiales espumables mediante un aplicador capaz de dejar una banda ancha de espuma en la banda 13. Ventajosamente, el aplicador puede oscilarse transversalmente una corta distancia a ambos lados de un punto central por encima de la banda 13. Se emplea beneficiosamente una espuma de alta viscosidad con una banda fibrosa que tiene aberturas relativamente grandes para asegurar una penetración adecuada. Adicionalmente, en una aplicación preferida, la banda fibrosa se coloca en lo alto de la espuma, como se ilustra más abajo en Fig. 4.

Como se muestra en Fig. 1, el comienzo o final aguas arriba de la línea de producción incluye beneficiosamente una plataforma o lecho 24 con una superficie superior en llano que se extiende desde aguas arriba del punto de depósito de la mezcla espumable hasta un punto aguas arriba y adyacente al estrechamiento que comprime 25 entre rodillos paralelos 26 y 27 situados muy próximos. La banda 13 y la lámina inferior 12 se mueven aguas abajo en un plano horizontal a lo largo de la superficie superior del disco de lecho 24 posicionado como se ilustra en Fig. 1. El disco de lecho 24 se monta ajustado de manera que puede inclinarse de la posición horizontal para elevar su borde transversal aguas abajo (adyacente al estrechamiento 25) por encima de su borde transversal aguas arriba. Se ha alcanzado un control mejorado del banco de productos químicos de espuma inclinando de este modo la banda 13 y la lámina 12 de forma que estos materiales y los productos químicos espumables sobre ellos avanzan con una pendiente ascendente aguas arriba de los rodillos que definen el estrechamiento.

Inmediatamente aguas abajo del punto de depósito de los productos químicos espumables, la lámina de recubrimiento superior 11 se pone en contacto con la superficie superior de los productos químicos. Como se ilustra en la Fig. 1, este contacto se realiza adecuadamente haciendo pasar la lámina superior 11 alrededor del rodillo 26 y a través del estrechamiento 25. En otra realización favorable del invento, la mezcla espumable se puede dispensar a través del aplicador 21 sobre la superficie expuesta de la lámina 11 a medida que ésta última pasa alrededor del rodillo 26. En cualquier caso, entre los rodillos 26 y 27 las láminas de recubrimiento superior e inferior se ponen juntas en oposición de superficie a superficie una con respecto de la otra, con la mezcla espumable y la banda de refuerzo 13 intercaladas en medio. Como las láminas de recubrimiento se llevan a una posición espaciada casi adyacente entre los rodillos 26 y 27, la compresión en el estrechamiento o espacio 25 causa una acumulación de mezcla espumable en el lateral del rodillo, con lo que hay un excedente o atraso de material disponible para pasar a través del estrechamiento de los rodillos. Uno o los dos rodillos 26 y 27 se pueden desplazar verticalmente ventajosamente para controlar el grosor de los recubrimientos y la mezcla espumable que pasa a través del estrechamiento.

El estrechamiento 25 formado entre los rodillos de medición 26 y 27 se puede ajustar de forma precisa para así asegurar el contacto de la mezcla espumable con las fibras de la banda 13 y causar una distribución uniforme de la mezcla, así como una medición uniforme de la cantidad retenida, mientras las láminas de recubrimiento y las fibras encerradas avanzan más allá de este punto. Para proporcionar este ajuste precioso del espacio de estrechamiento, el rodillo superior 26 se monta preferiblemente en un soporte ajustable que permite variar la distancia entre su eje y el eje del rodillo de medición inferior 27, de forma que el estrechamiento entre los rodillos puede ajustarse desde un espacio amplio hasta una posición casi cero. Esta disposición proporciona un alto grado de control del grosor final en la plancha de espuma resultante, permitiéndose que la mezcla espumable se expanda a continuación de forma sustancialmente libre para desarrollar su perfil natural de aumento. Así, los rodillos de medición así sirven como medios para poner en conjunción las láminas de recubrimiento 11, 12 y para distribuir la mezcla espumable 22 entre ellas y entre las fibras de la banda 13, así como unos medios para llevar a cabo una operación de medición final, suplementando la medida aproximada inicial proporcionada por el aplicador 21.

Los ingredientes que forman espuma se eligen adecuadamente y se controlan para rendir una mezcla 22 que tiene una viscosidad que es manejable por el aparato 10 sin dificultad. Pueden ajustarse de forma conocida los factores que determinan la viscosidad, tales como la temperatura y la reactividad química, para implicar beneficiosamente e integrar completamente la banda fibrosa 13 en el procedimiento de formación de espuma. La viscosidad influirá en el tamaño de las aberturas en la banda 13. Como regla general, cuanto mayor es la viscosidad, más grande serán las aberturas y, opuestamente, cuanto menor es la viscosidad, más pequeñas necesitan ser las aberturas. Una mezcla espumable 22 de viscosidad apropiada, por ejemplo, aproximadamente de 300 a 600 cps a 25ºC, penetrará en las aberturas de la banda 13, y durante el procedimiento de formación de espuma la banda será transportada hacia arriba por la mezcla que se expande a una posición final en la sección media del núcleo de la espuma. Si la viscosidad es demasiado grande como para inhibir la penetración completa y encapsulamiento de las fibras de la banda, podría desarrollarse un fallo con lo que la plancha podría separarse o partirse a lo largo del plano de la banda.

Las composiciones especialmente efectivas que forman espuma para uso en los procedimientos del invento son aquellas empleadas convencionalmente en la formación de espumas rígidas de poliuretano, tales como las espumas de celda cerrada PIR, PUR, y PUR/PIR mezcladas. Tales ingredientes que forman espuma para las espumas de poliuretano y polisocianurato comprenden polisocianatos, compuestos polifuncionales que contienen hidrógeno activo (por ejemplo polioles de poliéster), agentes espumantes y catalizadores, auxiliares y aditivos cuando se requieren (por ejemplo, un tensioactivo). Incluidos entre tales auxiliares y aditivos están las ayudas de tratamiento, reductores de la viscosidad, retardantes de llama, agentes dispersantes, plastificantes, antioxidantes, agentes de compatibilidad, cargas y pigmentos.

Después de pasar entre el estrechamiento de los dos rodillos 26 y 27, el material compuesto que forma el recubrimiento se hace pasar al horno 28 y a lo largo de la línea de producción que se extiende generalmente horizontalmente, como se muestra en Fig. 1. El horno 28 proporciona una zona de expansión para la mezcla que forma espuma. Variando las temperaturas de aire caliente de las rejillas de ventilación 29 y 30, la temperatura en el horno 28 se mantiene dentro de los límites deseados de 38ºC a 149ºC y preferiblemente de 80ºC a 121ºC. La espuma, bajo la influencia del calor añadido al horno, se cura para formar la espuma plástica recubierta 31. El producto 31 a continuación abandona el horno 28, se hace pasar entre los rodillos de arrastre 18 y 19, y se corta por los medios de corte laterales y en longitud 32a y 32b en longitudes finitas, formando de este modo paneles discretos 33 del producto.

El grosor total de las planchas de espuma resultantes del invento puede ser de aproximadamente 1,3 a 15,2 cm. En una realización preferida en la que la banda 13 se introduce entre los medios que definen un estrechamiento, como se ilustra en Fig. 1, la expansión de aumento libre se realiza para producir planchas de espuma relativamente delgadas y planas cuyo grosor se encuentra preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 1,27 a 2,54 cm, elevándose la banda para colocarla en el interior, típicamente en la región central, del núcleo de la espuma.

En referencia ahora a la Fig. 4, el aparato es el mismo que el mostrado en la Fig. 1 pero aquí, además de un material fibroso inferior reforzante 34, se alimenta en el aparato desde el rodillo de suministro 36 un material fibroso superior reforzante 35. Cualquiera de los materiales fibrosos 34 o 35 son un material fibroso de textura abierta o banda del invento como se describe aquí anteriormente. Alternativamente, puede alimentarse en el aparato un material de textura abierta 35 sin incorporar concomitantemente un material fibroso inferior. Cuando ambos materiales fibrosos son de textura abierta, pueden tener la misma o diferente composición.

Como se muestra en la Fig. 4, los dos materiales fibrosos 34 y 35 se alimentan desde rodillos 17 y 36, respectivamente, hacia el estrechamiento 25 entre los dos rodillos de medición giratorios 26 y 27. Por medio de la rotación de los rodillos de arrastre 18 y 19, el recubrimiento inferior 12 y el material fibroso 34 y el recubrimiento superior 11 y el material fibroso 35 se arrastran de sus respectivos rodillos. En los rodillos de medición, el material 34 y el recubrimiento 12 por debajo de él se ponen juntos en oposición superficie con superficie uno con respecto del otro, y la mezcla que forma espuma 22 se deposita sobre el material fibroso 34. El recubrimiento superior 11 y el material fibroso 35 también entran en contacto superficie con superficie mientras hacen pasar alrededor del rodillo de medición 26 y a través del estrechamiento 25. Los recubrimientos superior e inferior y los materiales fibrosos que tienen entre ellos la mezcla que forma espuma 22 se hacen pasar a través del estrechamiento de los rodillos de medición. La mezcla 22 penetra a través de las aberturas de los material(es) de textura abierta. A continuación, se realizan en el horno 28 de la forma descrita anteriormente la expansión de la mezcla 22 y el curado de la espuma.

De entre los diversos materiales fibrosos de refuerzo que pueden usarse en combinación con las bandas de textura abierta de acuerdo al método del invento, es el tipo de banda de vidrio el usado en la producción de laminado estructural de la patente de E.E.U.U. nº 4.028.158, es decir, una banda de fibras de vidrio largas, generalmente lineales que se disponen en capas, estando la dirección de las fibras de vidrio en cada capa en ángulo en relación con la dirección de las fibras de vidrio en cada capa próxima adyacente. Esta llamada red "Modigliani" es empleada adecuadamente como el material inferior 34 en conjunción con una banda de textura abierta como el material superior 35 en el aparato de Fig. 4. En esta realización preferida, las fibras de vidrio de la red "Modigliani" se expanden bajo la influencia de la expansión de la mezcla que forma espuma 22 para distribuirse en la espuma en planos sustancialmente paralelos a los planos de las láminas de recubrimiento 11 y 12, mientras que la banda superior 35 se presiona contra el recubrimiento superior 11. Esta realización del invento es particularmente adecuada para la formación de planchas de espuma relativamente gruesas y planas, por ejemplo, planchas que tienen un grosor en el intervalo de aproximadamente 5 a 10 cm.

El presente invento se ilustra además mediante el siguiente ejemplo en el que todas las partes y porcentajes son en peso a menos que se indique de otra manera.

Ejemplo

Este ejemplo ilustra, en referencia a los dibujos, la producción de planchas de espuma de aislamiento en un procedimiento de aumento libre con la incorporación de una banda de forma reticular de refuerzo del invento.

A. Producción de planchas 2,5 cm de espesor

Se usó la formulación siguiente de isocianurato en la preparación del núcleo de la espuma de las planchas aislantes.

Ingredientes del formador de espuma	Partes en peso
Polifenilisocianato de polimetileno que tiene un peso
equivalente de 138	62,8
Poliol de poliéster que tiene un peso equivalente de 135	21,7
Agente de soplado	13,5
Tensioactivo	0,6
Catalizador	1,4

Como se ilustra en la Fig. 1, los recubrimientos superior e inferior 11 y 12, cada uno de los cuales era una milésima de pulgada de papel de aluminio, fueron alimentados desde los rodillos 15 y 16 hacia el estrechamiento de los rodillos de medición 26 y 27. Se alimentó desde el rodillo 17 un cambray de vidrio 13, que tiene un ligante de poli(alcohol de vinilo), un peso de 6,27 g/m^{2} y una construcción de malla provista de 2x2 elementos de filamento por centímetro cuadrado (5x5 elementos de filamento por pulgada cuadrada). Los recubrimientos y el cambray se arrastraron a lo largo de la línea de producción mediante los rodillos de arrastre 18 y 19. La lámina de recubrimiento superior 11 se hizo pasar alrededor del rodillo de medición superior 26, y la lámina de recubrimiento inferior 12 se hizo pasar en el espacio 25 entre los rodillos de medición. El horno 28 se calentó para proporcionar una zona por encima de la rejilla de ventilación 29 a una temperatura de aproximadamente 88ºC, y una zona por encima de la rejilla de ventilación 30 a aproximadamente 99ºC. Los ingredientes que forman espuma anteriormente mencionados se mezclaron minuciosamente en la cabeza de mezcla 20 y se descargaron justo aguas arriba del estrechamiento de los rodillos de medición a través del tubo 21 sobre el cambray 13 y el recubrimiento inferior 12, que actuó como una cinta transportadora. Las láminas de recubrimiento 11 y 12 que tienen la mezcla espumable 22 y el cambray 13 que se hicieron pasar entre ellas, se hicieron pasar desde el final de aguas arriba del aparato a través del estrechamiento 25 de los dos rodillos de medición 26 y 27 y aguas abajo. La distancia entre los rodillos 26 y 27 se prefijó para producir planchas que tienen un grosor medio de 2,54 cm.

Durante la reacción y expansión de los productos químicos espumables en el horno 28, se transportó la banda 13 hacia la mitad aproximada del núcleo del grosor de espuma y se impartió una superficie extremadamente plana a la plancha resultante, que se hizo pasar entre los dos rodillos de arrastre 18 y 19, y se cortó a una anchura de 122 cm mediante una sierra de filo de corte circular y se cortaron a la longitud deseada con un cuchillo de corte desplazante 32b. En la Tabla a continuación se informa de diversas propiedades de las planchas de espuma.

B. Producción de planchas de 10,1 cm de espesor

Como se ilustra en Fig. 4 tomada junto con Fig. 1, las planchas de espuma se produjeron utilizando los recubrimientos superior e inferior 11 y 12, cada uno de los cuales era una hoja de aluminio de una milésima de pulgada, un cambray de vidrio 35 y una red Modigliani 34. La pantalla 35, que tiene un ligante de poli(alcohol de vinilo), un peso de 0,27 g/mm^{2} y una construcción de malla de 2x2 (5x5), se alimentó bajo el recubrimiento inferior 11 y alrededor del rodillo de medición 26. La banda de vidrio 34 de aproximadamente 0,65 g/m^{2} se alimentó desde el rodillo 17, se roscó a través de un conjunto de rodillos corrugados (no mostrados) para la rotura de los enlaces fibraligante, y a continuación se transportó hacia el recubrimiento inferior 12. Después de esta rotura del enlace, se depositaron en la banda Modigliani 34 los ingredientes que forman la espuma y cantidades de los mismos, como se describe anteriormente en la Parte A de este ejemplo, y se arrastraron a través del estrechamiento 25 de los rodillos de medición los recubrimientos exteriores y la pantalla de vidrio adjunta, la banda Modigliani y los productos químicos. La zona del horno por encima de la rejilla de ventilación 29 estaba aproximadamente a 82ºC y aquella zona 30 por encima, a aproximadamente 93ºC. Se prefijó La distancia entre los rodillos de medición 26 y 27 para producir planchas que tienen un grosor medio de 10,1 cm.

Durante la producción de las planchas en el horno 28, la mezcla formadora de espuma 22 se elevó lo suficiente como para expandir la banda 34 y forzar la pantalla 35 hacia arriba contra el recubrimiento superior 11. Las planchas resultantes, que se cortaron a una anchura y longitud adecuadas, tenían una superficie especialmente plana debido a la presencia del cambray de vidrio 35 en la operación de formación de espuma. En la Tabla a continuación se muestran diversas propiedades.

TABLA Propiedades de las planchas de aislamiento

	Planchas de cambray modificado	Planchas sin cambray
Grosor, cm	2,54	10,16	2,54
Densidad de núcleo
Kg/m^{3}	28,8	28,8	28,8
Factor-K, inicial
Julio-cm/h-m^{2}-ºC	1923	1923	1923

Contracción, anchura a
-29ºC,cm	0,159	0,159	0,159
Resistencia a la flexión
Kg/m^{2}	373,5		312,0
Intervalo grosor,
(cm)	0,102	0,191	0,292

*Planchas producidas como en la Parte A del Ejemplo sin incorporación de la banda de vidrio 13.

Los datos presentados en la Tabla anterior revelan que las propiedades físicas de las planchas de espuma fabricadas en un procedimiento de aumento libre no están afectadas adversamente por la inclusión de una banda de textura abierta. Se realizó una mejora en la resistencia a la flexión en el caso de las planchas de grosor de 2,54 cm de cambray modificado. Es especialmente notable que el uso del cambray de vidrio trae consigo la producción de planchas excepcionalmente planas, como se evidencia por el intervalo de grosor muy estrecho para las planchas de cambray modificado de 2,54 cm de grosor, en comparación con las planchas de 2,54 cm fabricadas sin el cambray. El cambray de vidrio también mejora significativamente la resistencia a la contracción de la espuma, como se evidencia por las reducciones equivalentes a -29ºC para las planchas de cambray modificado de 2,54 cm y 10,1 cm, mientras que la contracción a -29ºC de una plancha reforzada con una red Modigliani de 10,1 cm normalmente es de aproximadamente 1,27-2,54 cm.

Claims

1. Un método para la fabricación de forma continua de un producto de espuma plástica reforzada mediante al menos una banda fibrosa (13), que comprende transportar de forma continua un soporte a lo largo de la línea de producción, suministrar en lo alto del soporte una mezcla que forma espuma (22) y al menos una banda fibrosa en movimiento continuo (13), que tiene orificios penetrables por la mezcla (22), suministrándose la mezcla (22) tanto por encima de la banda (13) como del soporte o por debajo de la banda (13) y entre la banda (13) y el soporte, haciendo pasar al soporte, a la mezcla (22) y a la banda (13) entre dos elementos que comprimen opuestos que se colocan uno sobre el otro y forman entre ellos un espacio de medición (25) para distribuir la mezcla sobre el soporte y la banda (13), y permitiendo a la mezcla (22) pasar a continuación a través del espacio (25) para expandirse libremente y penetrar en los orificios de la banda, para formar una espuma plástica reforzada que tiene una superficie excepcionalmente plana.

2. El método según la reivindicación 1, caracterizado por incluir la etapa de curado de la mezcla depositada (22) en un horno (28) aguas abajo del espacio de medición (25).

3. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el soporte comprende una lámina de recubrimiento inferior (12) y se proporciona, por encima de la mezcla depositada (22) y la banda (13), una lámina de recubrimiento superior (11) en un punto aguas arriba del espacio de medición (25), con lo que se hace pasar a través del espacio (25) y aguas abajo a lo largo de la línea de producción un material compuesto intercalado de las láminas de recubrimiento superior (11) e inferior (12) con la mezcla depositada (22) y la banda (13) entre ellas.

4. El método según la reivindicación 3, caracterizado porque cada elemento que comprime comprende un rodillo giratorio horizontal (26, 27).

5. El método según la reivindicación 4, caracterizado porque uno o ambos rodillos (26, 27) se pueden dirigir verticalmente para el control del grosor del espacio.

6. El método según la reivindicación 5, caracterizado porque la mezcla (22) se suministra por encima tanto de la banda (13) como de la lámina de recubrimiento inferior (12).

7. El método según reivindicación 6, caracterizado porque se prefija el grosor del espacio (25) para producir un producto de espuma plástica que tiene un grosor medio de 1,25-2,5 cm.

8. El método según la reivindicación 6, caracterizado porque la mezcla que forma espuma (22) comprende una mezcla para formar una espuma rígida de polímero seleccionada del grupo que consiste en espumas de poliuretano y polisocianurato.

9. El método según la reivindicación 6, caracterizado porque cada lámina de recubrimiento (11,12) es papel de aluminio.

10. El método según la reivindicación 6, caracterizado porque la banda (13) es una banda de fibra de vidrio con el tamaño medio de las aberturas entre las fibras de la banda en el intervalo de 0,08 a 5 cm.

11. El método según la reivindicación 5, caracterizado porque la mezcla (22) se suministra por debajo de la banda (13) y la lámina de recubrimiento superior (11) y se suministra un segundo tejido (34) en movimiento continuo entre la mezcla (22) y la lámina de recubrimiento inferior (12), siendo el segundo tejido (34) una red de fibras de vidrio largas, generalmente rectas que se disponen en capas, estando la dirección de las fibras de vidrio en cada capa en ángulo en relación con la dirección de las fibras de vidrio en cada capa contigua adyacente, y las fibras de vidrio del segundo tejido siendo expansibles bajo la influencia de la expansión de la mezcla que forma espuma (22) para ser distribuida en el producto de espuma plástica.

12. El método según la reivindicación 11, en el que se prefija el grosor del espacio (25) para producir un producto de espuma plástica que tiene un grosor medio de 5 a 10 cm.

13. El método según la reivindicación 12, caracterizado porque la mezcla que forma espuma (22) comprende una mezcla para formar una espuma rígida polimérica seleccionada del grupo que consiste en espumas de poliuretano y polisocianato.

14. El método según la reivindicación 11, caracterizado porque cada lámina de recubrimiento (11,12) es papel de aluminio.

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15. El método según la reivindicación 11, caracterizado porque la banda (13) es una red de fibra de vidrio con el tamaño medio de las aberturas entre las fibras de la pantalla en el intervalo de 0,08 a 5 cm.