ES2242947T3 - Placas de espuma de plastico de gran espesor. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para unir al menos dos placas de partida de espuma de plástico para formar una nueva placa, especialmente placas de espuma de poliestireno expandidas alternativamente o exentas de HFCKW como placas de partida para obtener nuevas placas con un espesor mínimo de 70 mm, en donde a) se emplean placas de partida que están exentas de piel de extrusión al menos en la superficie de contacto y b) se efectúa una unión de las placas de partida con un pegamento abierto a la difusión, empleándose un pegamento termofusible y/o un pegamento de reacción, caracterizado porque el pegamento c) consiste en isocienato y al menos otro grupo de reacción, siendo un grupo de reacción una resina que es pegajosa en estado líquido fundido y que proporciona a la unión adhesiva al enfriarse una resistencia temprana, y reaccionando la resina al menos junto con el isocianato para dar poliuretano que confiere la resistencia final a la unión adhesiva, y porque d) el pegamento se aplica preferiblemente en una cantidad de 40 a 150 gramos por metro cuadrado, preferiblemente en una cantidad de 80 a 110 gramos por metro cuadrado, sobre la superficie adhesiva.

Description

Placas de espuma de plástico de gran espesor.

La invención concierne a la fabricación de placas de espuma de poliestireno de gran espesor. Según una propuesta anterior del documento DE 10106341 A1, se fabrican placas de espuma de poliestireno extruidas de gran espesor a partir de placas de pequeño espesor que se unen una con otra mediante pegadura abierta a la difusión. La propuesta anterior se ha obtenido, en primer lugar, porque se han impuesto límites considerables a la extrusión de, especialmente, placas de espuma de poliestireno espumadas con dióxido de carbono. Los límites entonces vigentes han sido considerablemente sobrepasados mientras tanto. No obstante, se ha seguido aplicando la propuesta ante-
rior.

Se ha visto a este respecto que las placas de espuma de poliestireno compuestas poseen un aislamiento térmico sensiblemente mejor que el de las placas de espuma de poliestireno gruesas espumadas en una sola pieza. Esto se puede utilizar discrecionalmente para ofrecer menores espesores de placa con igual aislamiento térmico. El menor espesor de la placa tiene todavía importantes ventajas de construcción.

Además, se obtienen ventajas de fabricación considerables de las placas de espuma de poliestireno compuestas frente a placas de espuma de poliestireno espumadas en una sola pieza, que resultan de un menor tiempo de almacenaje necesario. Cuanto más gruesa sean las placas, tanto menos tiempo tienen que almacenarse las placas para reducir a una medida admisible la contracción y la dilatación, así como un aconcavamiento de las placas. El tiempo de almacenaje puede ser de seis meses y más para placas de espuma de poliestireno gruesas de una sola pieza. Esto requiere una gigantesca capacidad de almacenaje y unos costes extremos de almacenaje.

El tiempo de almacenaje necesario de las placas de espuma de poliestireno compuestas según la invención es solamente una fracción del tiempo de almacenaje convencionalmente necesario para el mismo espesor.

Según la propuesta anterior, se establece una capacidad de difusión entre al menos dos placas unidas

a)

empleando placas de partida extruidas que lo más tarde inmediatamente antes de la unión se liberan de la piel de extrusión en la superficie de contacto mediante mecanizado y

b)

efectuando un pegado con un pegamento abierto a la difusión o

c)

efectuando solamente una unión de parte de la superficie entre las placas.

Son ventajosas aquí superficies de contacto completamente planas de las placas que han de unirse. A este fin, se efectúa una mecanización de las placas de partida

d)

en las superficies de contacto y en las superficies opuestas o

e)

en un lado de la superficies de contacto y con ayuda de medidas adicionales que impidan o compensen la curvatura resultante de las placas.

La obtención de una superficie plana antes de la unión de las placas impide que en el sitio de unión se produzcan cavidades o canales en los que pueda penetrar agua. El agua reduciría las propiedades de aislamiento del material aislante. Cuando se efectúa una mecanización uniforme en ambas superficies opuestas de las placas de partida, se impide una curvatura de estas placas. La curvatura de las placas puede compensarse también, en el caso de mecanización de las placas de partida solamente en un lado, mediante tratamiento térmico de la superficie opuesta no mecanizada. Es imaginable también una unión de las placas de partida con presión suficiente que anule una curvatura. Después de la unión, las placas de partida mecanizadas en un lado, especialmente en el caso del mismo espesor, se mantienen mutuamente en la forma plana deseada.

Se puede impedir también una curvatura de las placas mecanizando la superficie de dos barras de espumas extruidas en un lado de las superficies de contacto en el sentido de la propuesta anterior y uniéndolas después una con otra, de preferencia inmediatamente. A consecuencia de su longitud, las barras de espuma se aplican fácilmente una a otra y se puede garantizar un trazado plano de las barras.

Después de su unión, las barras de espuma se cortan a la medida de las placas deseadas. Mediante la mecanización superficial se eliminan, según la calidad de las placas de partida, de 1 a 10 mm del espesor de la placa.

Como mecanización es adecuado, por ejemplo, un corte por medio de fresas, cepillos, cuchillas o sierras.

El pegamento abierto a la difusión no deberá reducir más de un 50% la capacidad de difusión de la placa, preferiblemente no deberá variar esta difusión más de un 20%. Se prefiere aún más que se emplee un pegamento que no afecte en absoluto a la capacidad de difusión de la placa. La capacidad de difusión de las placas se puede medir fácilmente. A continuación, se puede elegir el pegamento entre los pegamentos disponibles en el mercado.

El empleo de pegamentos abiertos a la difusión es ciertamente en sí conocido. Así, por ejemplo, el documento DE 68911643 T2 hace referencia a una capa adhesiva permeable a la difusión y a una capa adhesiva interrumpida entre textiles y entre asientos de automóviles. Sin embargo, no se puede deducir de esto ninguna indicación sobre la solución del problema de placas gruesas de espuma de poliestireno.

Según la propuesta anterior, se pueden mezclar también pegamentos de reacción o pegamentos termofusibles que no tienen capacidad de difusión o que tienen una mala capacidad de difusión y que se adhieren inmediatamente, y pegamentos que desarrollan una fuerza adhesiva únicamente con el tiempo. La combinación se efectúa entonces preferiblemente aplicando los diferentes pegamentos a superficies adhesivas diferentes. Con la combinación se puede conseguir una unión muy rápida de las placas de partida. Una unión rápida es ventajosa cuando, por ejemplo, se extruyen dos placas de partida en paralelo una a otra y una sobre otra para unirlas una con otra como barras sinfín después de una mecanización superficial en un lado.

Para aplicar pegamento son adecuados rodillos de pegado o boquillas desde las cuales se rocía el pegamento. Con los rodillos se puede producir cualquier distribución deseada (tanto respecto de la extensión en superficie como respecto del espesor de la capa aplicada) del pegamento sobre las superficies de contacto. La capa de pegamento aplicada puede manipularse aquí como una capa de pintura aplicada. En este sentido, son adecuadas también, en lugar de los rodillos, unas placas aplicadoras según el modelo de placas de imprenta.

Las boquillas son adecuadas como herramienta de pegado, especialmente para pegamentos termofusibles. En la boquilla calentada el pegamento, bajo un calentamiento correspondiente, es tan fluido que puede rociarse como un líquido. El pegamento puede ser rociado en forma de gotitas o como un chorro. Para conseguir una aplicación de pegamento sobre parte de la superficie, los chorros de pegamento pueden aplicarse a distancias uno de otro y las gotitas pueden aplicarse con una dispersión correspondiente.

Para la aplicación de un pegamento abierto a la difusión es adecuada igualmente una aplicación en forma de gotas o en forma de tiras. Se puede efectuar también una aplicación por medio de brocha o similar.

La unión se ha descrito anteriormente en dos placas de partida. Sin embargo, según la propuesta anterior citada, se pueden unir entre sí también tres y más placas.

La fabricación de las placas gruesas a base de placas de partida de menor espesor tiene aún de manera sorprendente otras ventajas, puesto que reduce el número de formatos de espesor que han de extruirse. Por ejemplo, a partir de placas de 60 (el número designa en lo que sigue el espesor en mm) se puede fabricar una placa de 120 o una placa de 180 o una placa de 240; a partir de una placa de 50 se puede fabricar una placa de 100, una placa de 150, una placa de 200 o una placa de 250. En los casos descritos, se obtienen ya a partir de un único formato de espesor mediante duplicación/unión tres o cuatro formatos de espesor adicionales usuales en el mercado. Se pueden combinar también placas de diferente espesor una con otra, por ejemplo placas de 50 y de 60 o placas de 40 y de 50.

Preferiblemente, la fabricación en el sentido de la propuesta anterior se limita al empleo de placas de 30 a 70. Aún más preferiblemente, la fabricación de placas se limita al empleo de placas de partida de 40, 50 y 60. Además, hasta el espesor de placa de 60 se pueden conseguir aún de manera fiable mejores propiedades de aislamiento. Se obtiene así aún una mejora adicional en la placa fabricada según la propuesta anterior.

Preferiblemente, según la propuesta anterior, se obtiene una nueva placa con un espesor mínimo de 70 mm.

Discrecionalmente, se duplican dos placas de partida para la fabricación de placas con renvalso de escalón, en donde una placa de partida está desplazada con respecto a la otra placa de partida. Esto quiere decir que una placa de partida forma entrante en dos lados y sobresale en los otros dos lados restantes. De este modo, las placas obtenidas pueden colocarse igualmente cerrando una con otra, a cuyo fin la placa se solapa en todos los lados con el renvalso de escalón de las otras placas adyacentes.

En la producción de ranura y lengüeta o en la producción de renvalso de escalón con la duplicación se obtiene, además, un ahorro de espuma, puesto que la confección convencional de la barra de espuma preveía un fresado de ranura/lengüeta y renvalso de escalón, unido a un consumo correspondientemente alto del borde de la barra de espuma.

La fabricación prevista según la propuesta anterior puede aplicarse a plásticos diferentes. Se encuentran entre estos el poliestireno, el polietileno, el polipropileno, el etileno y los copolímeros de propileno.

La invención se ha planteado el problema de perfeccionar la propuesta anterior. Tras un desarrollo de aproximadamente dos años, la invención ha llegado a un pegamento de poliuretano (PU) especial según la reivindicación 1 que es al mismo tiempo un pegamento fusible y un pegamento de reacción.

Los pegamentos de poliuretano son en sí conocidos en la construcción. A título de ejemplo, se hace referencia al documento DE 19756930 A1. Sin embargo, el pegamento allí descrito es solamente un pegamento de reacción puro. El pegamento conocido por el documento DE 19756930 A1 es un pegamento abierto a la difusión, pero no se emplea en el sector de la construcción.

La apertura a la difusión es una propiedad importante en telas y tejidos. El documento DE 19504017 A1 propone para ello producir a partir de poliuretano una capa abierta a la difusión y al mismo tiempo repelente del agua entre dos capas textiles. Según el documento DE 19504017 A1, se deberá producir de esta manera una lámina de construcción para fines de aislamiento que impida la penetración de agua en edificios, pero que al mismo tiempo dejen que escape como vapor la humedad encerrada en la obra. El experto valora esta fabricación de la lámina como, por ejemplo, la fabricación de láminas de polietileno. Aun cuando la lámina de poliuretano es pegajosa antes de la reacción, ninguna de estas láminas es considerada como material adhesivo. Es inocuo a este respecto que las láminas obtenidas sean pegadas, incluso con pegamentos termofusibles.

Además, en la patente US 3953566 se describe el modo en que se lamina una lámina semejante sobre un textil por medio de un material adhesivo.

Es análoga la solución del documento DE 3922028 A1, que prevé un materia adhesivo para unir la lámina con la capa textil.

Otras soluciones con láminas similares, como, por ejemplo, el documento DE 3836434 A1, proponen aplicar térmicamente la lámina como un revestimiento sobre la capa textil por medio de un pegamento de fusión.

El documento DE 3815720 A1 propone soldar la lámina sobre la capa textil.

El documento DE 41 21 716 A1 describe igualmente la fabricación de una lámina a manera de membrana para su unión con un textil. La lámina está prevista como capa repelente del agua, pero abierta a la difusión, en textiles multicapa, como los que son conocidos en general bajo la denominación de marca Goretex para prendas de vestir exteriores. Se dice allí:

Sin embargo, según el conocimiento de la solicitante, a partir de ningún pegamento de fusión descrito en el estado de la técnica y, por tanto, mucho menos obtenible en el mercado se puede formar una lámina a manera de membrana sobre una capa de fibras que sea permeable al vapor del agua y que satisfaga las condiciones de uso del material terminado.

Por tanto, un cometido esencial de la invención consiste en indicar materiales adhesivos de fusión que sean adecuados para la producción de una lámina a manera de membrana permeable al vapor de agua in situ sobre un material fibroso, de modo que el componente de lámina del material no tenga que modelarse en forma terminada.

Ciertamente, en la introducción de la descripción del documento DE 41 21 716 A1 se hace referencia a lonas de cubierta conocidas de la industria de la construcción que son permeables al agua, pero impermeables al vapor. Sin embargo, el experto entiende esto solamente como información de antecedentes relativos a los textiles Goretex.

El documento DE 41 21 716 A1 se ocupa también solamente de la fabricación de una lámina. Por tanto, este documento no va más allá de los demás documentos y técnicas de lámina explicados para la fabricación de textiles.

En el caso del documento DE 41 21 716 A1 se produce una lámina de poliuretano como en los demás casos anteriormente explicados. Se trata de la misma técnica.

El que la lámina se pegue también en esta solución con la capa textil no representa ninguna peculiaridad frente al estado de la técnica referente a la fabricación de textiles. El documento DE 41 21 716 A1 se diferencia del estado de la técnica en que el poliuretano empleado para la lámina es al mismo tiempo un pegamento de fusión. Para el experto en la fabricación de placas de espuma de plástico para la construcción la fabricación de textiles no es un sector en el que busque propuestas para su traba-
jo.

Por lo demás, el documento DE 41 21 716 A1 alude a lo siguiente:

En el estado de la técnica es conocido un número inmenso de pegamentos de fusión de clases muy diferentes. Usualmente, éstos contienen material polímero que determina sustancialmente las propiedades de cohesión del pegamento, en mezcla con resinas hechas pegajosas y similares, que son decisivas sustancialmente para las propiedades de adherencia. A esto se añaden usualmente componentes plastificantes. Los tres componentes principales citados pueden ser de clases muy diferentes.

La selección de un pegamento correcto entre tantos pegamentos ofrecidos es más o menos aleatoria o tiene que efectuarse sistemáticamente con un coste extremado que va más allá de la medida exigible al experto medio.

Para la invención es también inocuo el que se conozcan materiales adhesivos de fusión similares por el documento DE 3827224.

Fundamento para la selección de un pegamento con resistencia temprana y resistencia final es la consideración de, en un proceso,

mecanizar una barra extruida de espuma de plástico en los lados anchos,

revestirla en los lados anchos con pegamento,

aplicarla y apilarla con los lados anchos y el pegamento intermedio uno sobre otro y alimentarla a un almacén.

En la manipulación las placas superpuestas tienen que poseer cierta fijación. La fijación se produce por la resistencia temprana del pegamento. Sin la resistencia temprana existe el riesgo de un desplazamiento no deseado de las placas.

Las placas se colocan una sobre otra discrecionalmente de modo que el producto obtenido sea una placa de espuma de plástico multicapa con un renvalso de escalón en el borde o con una unión de ranura-lengüeta en el borde.

El renvalso de escalón se obtiene cuando se colocan dos placas una sobre otra en paralelo a los lados anchos de las placas y con un desplazamiento de una a otra de una medida que corresponde a la anchura deseada del escalón.

La unión de ranura-lengüeta se obtiene cuando se colocan tres placas una sobre otra, estando dispuestas en coincidencia las dos placas exteriores, mientras que la placa central está desplazada paralelamente a sus lados anchos con respecto a las placas exteriores en una medida que corresponde a la lengüeta deseada y a la ranura correspondiente deseada.

Según el diseño del pegamento, la resistencia temprana puede ser tan grande que siga siendo posible también una mecanización de los lados estrechos de las placas.

El tiempo que está disponible después de la aplicación del pegamento para la colocación de las placas una sobre otra se denomina tiempo abierto.

En otra ejecución de la invención se ajusta el pegamento a un tiempo abierto de unos pocos minutos, por ejemplo de menos de 30 minutos, preferiblemente menos de 15 minutos y aún más preferiblemente menos de 10 minutos, discrecionalmente de 6 minutos. El tiempo es, por un lado, suficiente para colocar y posicionar las placas de partida una sobre otra. Por otro lado, el tiempo es suficientemente corto para que el pegamento actúe a plazo lo bastante corto como para manipular las placas así unidas y eventualmente mecanizarlas.

La resistencia temprana y la posibilidad de manipulación anteriormente descritas permiten que la barra de extrusión citada sea recibida sobre una vía de rodillos. La barra se mueve sobre la vía de rodillos con la velocidad de extrusión. La barra de extrusión recorre con esta velocidad todas las estaciones de mecanización subsiguientes. Como se ha explicado antes, pertenece a las estaciones de mecanización, por ejemplo, una estación de fresado para eliminar la piel de extrusión en la barra de extrusión. Preferiblemente, se elimina la piel de extrusión en todos los lados. A continuación, la barra circula por la estación de corte. Las placas individuales son separadas allí de la barra, por ejemplo con una sierra. Siguen a esto una estación de pegado y, por último, una estación de apila-
miento.

El pegamento de PU se caracteriza por una estabilidad permanente. El endurecimiento puede estar concluido al cabo de aproximadamente 24 horas. El endurecimiento puede durar también más tiempo.

Dado que las placas extruidas se almacenan usualmente varios días, en parte varias semanas o meses, para lograr un envejecimiento deseado de dichas placas, resulta inocuo un endurecimiento de larga duración.

El pegado no es afectado por influencias climatológicas, agua, alta temperatura, cambio de helada-rocío.

En el esquema según la figura 1 y en un dibujo según la figura 2 se ilustran diferentes ejemplos de ejecución de la invención.

Las placas de partida para el ejemplo de ejecución son placas de espuma de poliestireno fabricadas del modo convencional con una densidad aparente de 30 a 45 kg por centímetro cúbico. En el ejemplo de ejecución se ha producido primero una barra de espuma sinfín por medio de una instalación de extrusión en tándem. La instalación de extrusión en tándem consta de un extrusor primario y un extrusor secundario. En el extrusor primario se funde el granulado de plástico con los diferentes aditivos y ayudas de elaboración usuales y se mezcla formando una masa fundida homogénea. La masa fundida obtenida se mezcla con agente de expansión y se homogeneiza adicionalmente la mezcla en el recorrido ulterior a través del extrusor. Sigue luego un enfriamiento de la masa fundida a la temperatura de extrusión en el extrusor secundario.

En el extrusor secundario reina una presión considerable. Al descargar la masa fundida a través de la boquilla del extrusor tiene lugar una expansión de la masa fundida. Como consecuencia, el agente de expansión se expande y forma en la masa fundida, en correspondencia con su fina distribución, una pluralidad de burbujas/celdas uniformemente distribuidas.

En otro ejemplo de ejecución se utiliza, en lugar de una instalación en tándem, una instalación de extrusión con un único extrusor. Se puede tratar de extrusores de diferente clase de construcción, por ejemplo extrusores de un solo tornillo o extrusores de doble tornillo.

La masa fundida es espumada en un denominado calibrador. Se trata de placas metálicas que proporcionan su espesor a la barra de espuma obtenida. Después de un enfriamiento suficiente se libera la barra de espuma obtenida de la piel de extrusión en un lado o en ambos lados planos mediante mecanización de la superficie. Esto puede efectuarse en línea con la fabricación de la espuma o después de cortar la barra de espuma en placas sin mecanización superficial precedente. Se pueden emplear también placas que se corten de manera conocida en una barra de espuma que ha sido mecanizada antes del corte en ambos lados planos opuestos. Las placas mecanizadas y cortadas pueden seguirse empleando sin almacenamiento intermedio o después de un almacenamiento previo, es decir que pueden ser unidas de la manera preconizada por la invención.

La mecanización superficial se efectúa en el ejemplo de ejecución por medio de fresado. En otros ejemplos de ejecución puede aplicarse una mecanización superficial correspondiente.

La mecanización superficial de solamente un lado plano y en línea se aplica preferiblemente cuando, en paralelo, se fabrica y se mecaniza en la superficie una misma barra de espuma, de modo que estas barras de espuma puedan ser unidas una con otra.

En el ejemplo de ejecución se colocan una junto a otra en una estación 1 y una tras otra sobre una vía de rodillos (constituida por rodillos dispuestos uno tras otro) unas placas que han sido mecanizadas y almacenadas transitoriamente de la manera conocida anteriormente descrita, con lo que dichas placas forman dos barras de placas yuxtapuestas y aplicadas una a otra. Estas barras de placas son introducidas en una estación 2 sobre la vía de rodillos. Una de las barras es rociada allí desde arriba en la superficie de unión de las placas de partida con un pegamento termofusible que incorpora una porción de PU. En otros ejemplos de ejecución se rocían ambas barras con el pegamento.

El pegamento posee, después de la unión de las placas de partida según la invención, una permeabilidad de difusión suficiente para vapor de agua.

En el caso del pegamento abierto a la difusión, se puede revestir la superficie de la placa con una capa de pegamento más o menos cerrada.

En el primer ejemplo de ejecución descrito las placas de partida, después de la aplicación del pegamento, llegan a una estación 3 en la que dichas placas de partida son enderezadas sobre la vía de rodillos y presionadas una contra otra. Al mismo lugar, tiene lugar un centrado de las placas de partida una sobre otra o un desplazamiento deseado de dichas placas de partida una respecto de otra.

Las nuevas placas obtenidas se depositan o apilan en una estación 4.

En otro ejemplo de ejecución no representado una única barra de placas de partida situadas una tras otra es producida sobre una vía de rodillos o una cinta transportadora y provista de una capa de pegamento. Las demás placas de partida a unir son retiradas de una pila a mano o a máquina y posicionadas sobre las placas de partida situadas en la vía de rodillos o en la cinta transportadora.

Las placas obtenidas después del corte de las barras de XPS no poseen elementos de unión en las superficies de corte. En otro ejemplo de ejecución se colocan allí otros elementos de unión en un paso de trabajo adicional.

Claims (5)

1. Procedimiento para unir al menos dos placas de partida de espuma de plástico para formar una nueva placa, especialmente placas de espuma de poliestireno expandidas alternativamente o exentas de HFCKW como placas de partida para obtener nuevas placas con un espesor mínimo de 70 mm, en donde

a)

se emplean placas de partida que están exentas de piel de extrusión al menos en la superficie de contacto y

b)

se efectúa una unión de las placas de partida con un pegamento abierto a la difusión, empleándose un pegamento termofusible y/o un pegamento de reacción,

caracterizado porque el pegamento

c)

consiste en isocienato y al menos otro grupo de reacción, siendo un grupo de reacción una resina que es pegajosa en estado líquido fundido y que proporciona a la unión adhesiva al enfriarse una resistencia temprana, y reaccionando la resina al menos junto con el isocianato para dar poliuretano que confiere la resistencia final a la unión adhesiva, y porque

d)

el pegamento se aplica preferiblemente en una cantidad de 40 a 150 gramos por metro cuadrado, preferiblemente en una cantidad de 80 a 110 gramos por metro cuadrado, sobre la superficie adhesiva.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el pegamento reacciona completamente en al menos 10 días, preferiblemente en a lo sumo 5 días y aún más preferiblemente en a lo sumo 2 días.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el pegamento tiene un tiempo abierto de menos de 30 minutos, preferiblemente menos de 15 minutos y aún más preferiblemente menos de 10 minutos.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las placas se pegan una con otra de modo que se forme un renvalso de escalón o una unión de ranura-lengüeta.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las placas pegadas una a otra se mecanizan conjuntamente en los lados estrechos.