ES2339975T3 - Metodo para producir una espuma aglomerada adecuada para ser una capa por debajo del suelo. - Google Patents
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Abstract
Un método para producir una espuma aglomerada que comprende las etapas de: - proporcionar una cantidad de partículas que comprenden partículas de espuma de poliuretano; - aplicar un aglomerante a dichas partículas; - comprimir las partículas que tienen el aglomerante aplicado sobre ellas en tal grado que la espuma aglomerada tiene un módulo de deformación por presión (DVM: DruckVerformungsModul) mayor que 0,015 N/mm2, preferiblemente mayor que 0,020 N/mm2; y - dejar fraguar el aglomerante para unir unas partículas con otras en su estado comprimido, caracterizado por que dichas partículas de espuma de poliuretano comprenden una cantidad de partículas de al menos una espuma de poliuretano reticulado que tiene un tamaño celular medio de al menos 2 mm, seleccionándose dicha cantidad de partículas de espuma de poliuretano reticulado y dicho grado de compresión de tal manera que la espuma aglomerada tiene una absorción de agua, determinada a 25ºC de acuerdo con la norma francesa UEAtc H.1 MOD1, de 250 g/m2 como máximo.
Description
Método para producir una espuma aglomerada
adecuada para ser una capa por debajo del suelo.
La presente invención se refiere a un método
para producir una espuma aglomerada que abarca las etapas de
proporcionar una cantidad de partículas que comprende partículas de
espuma de poliuretano; aplicar un aglomerante a dichas partículas;
comprimir las partículas que tienen el aglomerante aplicado sobre
ellas en tal grado que la espuma aglomerada tiene un módulo de
deformación por presión (DVM: DruckVerformungsModul) mayor que
0,015 N/mm^{2}, preferiblemente mayor que 0,020 N/mm^{2}; y
dejar fraguar el aglomerante para unir unas partículas con otras en
su estado comprimido. La invención se refiere también a la espuma
aglomerada producida y a su uso como refuerzo para una capa
superior de suelo, en particular para una capa rígida superior de
suelo.
Las espumas aglomeradas se fabrican
habitualmente de restos producidos durante la fabricación de espuma
en recortes. Los restos de espuma se desmenuzan o cortan en
partículas de espuma que se comprimen y aglomeran unas con otras
por medio de un aglomerante. Debido a la etapa de compresión, la
espuma aglomerada resultante tiene normalmente una densidad mayor
que la espuma de la que se produce.
En un número de aplicaciones de espuma
aglomerada es importante que la espuma aglomerada tenga un módulo de
deformación por presión (DVM) suficientemente alto y al mismo
tiempo una baja absorción de agua. Frecuentemente se usan en efecto
láminas de espuma aglomerada como refuerzo para parquet o para otras
capas superiores de suelo. Especialmente cuando tal refuerzo puede
ponerse en contacto con el agua, por ejemplo en cocinas o baños o
también cuando se usa en suelos deportivos, es importante una baja
absorción de agua con el fin de ser capaz de mantener condiciones
secas que eviten el crecimiento de micro-organismos.
En la práctica, se ha observado realmente que cuando se usan
espumas aglomeradas convencionales de células abiertas como refuerzo
de suelos, los suelos tienden a oler después de un tiempo y casi
nunca se puede evitar el crecimiento de hongos y bacterias. Esto es
debido al hecho de que esas espumas absorben una cantidad
considerable de agua y son casi imposible de secar sin separar las
capas superiores de suelos.
Este problema de la espuma aglomerada
convencional de células abiertas se expone por ejemplo en la página
6 de la documentación Infothek 2004 de la compañía Polysport &
Elaku Sportbaustoffe Gmbh (Germany) que está disponible en la
página Web: http://www.polysport.de/infothek/-
Infothek2004/pdf/Infothek2004.pdf, y donde se describe una espuma
de poli(etileno) de células cerradas dotada de resaltes como
una alternativa para la espuma aglomerada de células abiertas usada
como refuerzo de suelos.
Una espuma aglomerada que por el contrario es
adecuada para usar bajo condiciones de humedad se describe en el
documento WO 01/00718. Durante la producción de esta espuma
aglomerada se incorpora un aditivo hidrófugo a la espuma para
reducir su absorción de agua. Además, se puede incorporar un
fungicida o un bactericida a la espuma aglomerada para protegerla
frente a deterioros biológicos. Aunque este método funciona bastante
bien para espumas aglomeradas de alta densidad, en particular para
espumas aglomeradas que tienen una densidad mayor que 250
kg/m^{3}, se encontró que para espumas aglomeradas de baja
densidad, que tienen en particular una densidad de entre 60 y 120
kg/m^{3}, la absorción de agua no se puede reducir suficientemente
para algunas aplicaciones críticas. Además, las espumas aglomeradas
hidrófugas de alta densidad no permiten el drenaje de agua desde
las capas superiores de suelos a la capa base. En consecuencia,
cuando las capas superiores de suelos han llegado a ponerse húmedas
por ejemplo debido al derrame de agua, el refuerzo de espuma
aglomerada hidrófuga no ayuda al secado de estas capas superiores
de suelos.
Por tanto, un objetivo de la presente invención
es proporcionar un nuevo método que da por resultado un nuevo tipo
de espuma aglomerada que permite también lograr a densidades
inferiores una baja absorción de agua y que tiene además mejores
capacidades de secado.
Con este fin, el método de acuerdo con la
invención se caracteriza por que dichas partículas de espuma de
poliuretano comprenden una cantidad de partículas de al menos una
espuma de poliuretano reticulado que tiene un tamaño celular medio
de al menos 2 mm, y porque dicha cantidad de partículas de espuma de
poliuretano reticulado y dicho grado de compresión se seleccionan
de tal manera que la espuma aglomerada tiene una absorción máxima
de agua de 250 g/m^{2}, determinada a 25ºC de acuerdo con la norma
francesa UEAtc H.1 MOD1.
Por la presencia de las partículas de espuma
relativamente gruesas de poliuretano reticulado celulado en la
espuma aglomerada, la absorción de agua por la espuma se reduce y
las capacidades de secado mejoran. Se ha encontrado que a pesar del
tamaño celular relativamente grande de las partículas de espuma
reticulada, éstas se pueden comprimir hasta tal grado que la espuma
aglomerada obtenida tiene la dureza (DVM) requerida para
aplicaciones de refuerzos de suelos mientras que los poros o
espacios abiertos de la espuma aglomerada permanecen lo
suficientemente grandes para asegurar una baja absorción de agua y
buenas capacidades de secado. Para reducir más la absorción de
agua, se puede incorporar también un aditivo hidrófugo a la espuma
aglomerada de poliuretano reticulado. Una ventaja del uso de
partículas de espuma de poliuretano reticulado es que permiten
conseguir una baja absorción de agua no solamente para densidades
de espuma mayores, sino especialmente también para densidades de
espuma inferiores.
El documento US 2003/0170420 describe una
moqueta que consiste en un tejido principal de moqueta soportado
por una capa de espuma reaglomerada de poliuretano. En una
realización particular, esta capa reaglomerada de poliuretano está
fabricada de partículas de espuma reticulada. En la microfotografía
de esta espuma reticulada reaglomerada mostrada en la Figura 34 del
documento US 2003/0170420 se puede observar que las partículas de
espuma reticulada tienen una estructura celular muy fina. Tal
estructura celular muy fina se requiere también, en efecto, para
permitir los pequeños espesores de las capas de espuma aglomerada
usados en moquetas y descritos en esta solicitud de patente de US.
A pesar del hecho de que la espuma aglomerada está hecha de
partículas de espuma reticulada, la espuma aglomerada tiene aún los
mismos inconvenientes que las espumas aglomeradas de células
abiertas, a saber, los inconvenientes de tener una alta absorción de
agua y capacidades de secado muy malas. Por tanto, el documento US
2003/0170420 describe también incluir agentes antimicrobianos,
antifúngicos y antibacterianos en el material compuesto de la
moqueta y proporcionar una capa termofusible entre el tejido
principal de la moqueta y la capa de espuma aglomerada que bloquea
el paso de agua o líquido a través de la placa de moqueta.
Las espumas de poliuretano reticulado se
producen habitualmente a partir de espumas flexibles de células
abiertas que tienen un armazón esquelético de filamentos
relativamente densos conectados por membranas muy delgadas,
llamadas frecuentemente ventanas, que forman las paredes celulares.
En espumas de células abiertas algunas de las ventanas están
abiertas o rotas en cada célula, formando así una red interconectora
abierta al flujo de fluido. La reticulación se refiere a métodos
para eliminar o romper las ventanas celulares de espumas de
poliuretano. Se conocen métodos mecánicos, químicos y térmicos para
reticular espumas. Como un ejemplo, se puede reticular espuma
destruyendo sustancialmente todas las ventanas con un frente de
llama a alta temperatura o explosión, que aún deja la red de
filamentos intacta. Alternativamente, las ventanas celulares se
pueden quitar por ataque usando la acción hidrolizante del agua en
presencia de un hidróxido de metal alcalino. Diversos métodos de
reticulación de espumas de poliuretano se describen por ejemplo en
las patentes de US Nos. 3405217, 3423338, 3425890 y 4670477.
En comparación con espumas convencionales de
células abiertas, las espumas reticuladas producidas a partir de
ellas son generalmente más blandas. Sin embargo, debido a la
compresión de las partículas de espuma reticulada en la espuma
aglomerada, pueden proporcionar también la dureza requerida en
particular para aplicaciones de refuerzos de suelos. Se ha
encontrado ahora que el grado de compresión y la cantidad de
aglomerante requeridos para producir la espuma aglomerada se pueden
limitar en tal medida que la espuma aglomerada tiene aún una baja
absorción de agua. Esto se ha encontrado totalmente por sorpresa
porque debido a la estructura esquelética de las partículas de
espuma reticulada no es obvio que solamente una cantidad
relativamente pequeña de aglomerante se ha de usar para conseguir
las propiedades mecánicas requeridas y además porque se sabe por
ejemplo del documento GB 1063463 que una compresión demasiado
fuerte de una espuma de poliuretano reticulado no solamente aumenta
la absorción de agua sino que incluso la hace embebedora de agua por
capilaridad.
En una realización preferida del método de
acuerdo con la invención, las partículas de espuma de poliuretano
consisten para al menos 70% en peso, preferiblemente para al menos
80% en peso, más preferiblemente para al menos 90% en peso, y lo
más preferiblemente para al menos 95% en peso de dichas partículas,
en espuma de poliuretano reticulado.
Cuantas más partículas de espuma de poliuretano
reticulado, más se puede reducir la densidad de la espuma
aglomerada manteniendo la baja absorción de agua requerida. Además,
las partículas de espuma reticulada no necesitan ser tratadas con
un agente hidrófugo de modo que, si se usa, su cantidad se puede
reducir.
Preferiblemente, el grado de compresión de las
partículas de espuma se selecciona de tal manera que la espuma
aglomerada tiene una densidad inferior a 300 kg/m^{3},
preferiblemente inferior a 200 kg/m^{3}, más preferiblemente
inferior a 150 kg/m^{3}, y lo más preferiblemente inferior a 120
kg/m^{3}.
Cuanto menor es la densidad, más económica es la
espuma aglomerada. Además, especialmente para densidades inferiores
de espuma se podría conseguir una baja absorción de agua mientras la
espuma aglomerada de poliuretano reticulado proporciona aún las
propiedades mecánicas requeridas para hacerla adecuada por ejemplo
como refuerzo de suelos.
La presente invención se refiere también a la
espuma aglomerada obtenida por el método de acuerdo con la
invención, a su uso como refuerzo para una capa superior de suelo y
a una construcción de suelo que comprende una capa superior de
suelo soportada por una espuma aglomerada obtenida por el método de
acuerdo con la invención.
Otras particularidades y ventajas de la
invención se harán evidentes con la descripción siguiente de algunas
realizaciones particulares de la espuma y del método de acuerdo con
la invención. Esta descripción se da solamente a modo de ejemplo y
no se pretende limitar el alcance de la invención como se define en
las reivindicaciones anexas. Los números de referencia se refieren
a la sola figura que ilustra esquemáticamente una vista en sección
transversal a través de una suelo deportivo que comprende una capa
de espuma reticulada aglomerada producida de acuerdo con la presente
invención.
La espuma aglomerada consiste en partículas
enlazadas unas a otras mediante un aglomerante. Las partículas
comprenden partículas de espuma de poliuretano, al menos un número
de las cuales son partículas de al menos una espuma de poliuretano
reticulado que tiene un tamaño celular medio de al menos 2 mm. Esta
espuma de poliuretano reticulado es en particular una espuma de
poliuretano flexible que es preferiblemente una espuma poliéter en
vista de su naturaleza más hidrofóbica que la espuma poliéster.
Además de las partículas de espuma de poliuretano, las partículas
de la espuma aglomerada pueden comprender otras partículas de espuma
o también partículas sólidas (partículas de relleno) tales como
partículas sólidas de plástico, caucho, madera o corcho.
Preferiblemente, las partículas usadas para producir la espuma
aglomerada comprenden, sin embargo, más del 75% en peso, más
preferiblemente más del 85% en peso de partículas de espuma de
poliuretano.
La espuma aglomerada de acuerdo con la presente
invención debe tener una absorción de agua, determinada a 25ºC de
acuerdo con la norma francesa UEAtc H.1 MOD1, de a lo sumo 250
g/m^{2}, preferiblemente a lo sumo 200 g/m^{2}, y más
preferiblemente a lo sumo 150 g/m^{2}. Tal absorción baja de agua
se puede conseguir proporcionando una cantidad suficientemente
grande de dichas partículas relativamente gruesas de espuma de
poliuretano reticulado celulado en la espuma aglomerada y limitando
el grado de compresión de estas partículas de espuma en la espuma
aglomerada. Las partículas de espuma de poliuretano de la espuma
aglomerada consisten preferiblemente para al menos 70% en peso,
preferiblemente para al menos 80% en peso, más preferiblemente para
al menos 90 en peso, y lo más preferiblemente para al menos 95% en
peso, en dichas partículas gruesas de espuma celulada de
poliuretano reticulado, es decir, en dichas partículas de espuma que
se obtienen de al menos una espuma de poliuretano reticulado que
tiene un tamaño celular medio de al menos 2 mm. De esta manera se
reduce considerablemente la absorción de agua de la espuma. Además,
tal cantidad de partículas de espuma de poliuretano reticulado
permite reducir la densidad de la espuma aglomerada mientras se
mantiene aún la reducida absorción de agua requerida.
En una realización preferida, la espuma
aglomerada tiene una densidad inferior a 300 kg/m^{3},
preferiblemente inferior a 200 kg/m^{3}, más preferiblemente
inferior a 150 kg/m^{3}, y lo más preferiblemente inferior a 120
kg/m^{3}. En vista de las propiedades mecánicas requeridas, la
espuma aglomerada tendrá normalmente una densidad superior a
40 kg/m^{3}, preferiblemente superior a 50 kg/m^{3}, y más preferiblemente superior a 60 kg/m^{3}.
40 kg/m^{3}, preferiblemente superior a 50 kg/m^{3}, y más preferiblemente superior a 60 kg/m^{3}.
Para producir la espuma aglomerada se
proporciona una cantidad de partículas que comprenden las partículas
de espuma de poliuretano, se aplica un aglomerante por ejemplo
pulverizándolo sobre las partículas, las partículas se comprimen y
el aglomerante se deja fraguar para unir las partículas unas con
otras en su estado comprimido. Cuando las partículas comprenden
partículas sólidas, está claro que en el estado comprimido de las
partículas no todas las partículas están en un estado
comprimido.
Como se ha explicado anteriormente en la
presente memoria, al menos una porción de las partículas de espuma
de poliuretano usadas para producir la espuma aglomerada comprende
partículas de espuma de poliuretano reticulado obtenidas a partir
de al menos una espuma de poliuretano reticulado que tiene un tamaño
celular medio de 2 mm. Las partículas de espuma de poliuretano,
incluyendo estas partículas gruesas de espuma celulada de
poliuretano reticulado y opcionalmente también partículas más finas
de espuma celulada reticulada y/o partículas de espuma de
poliuretano convencional de células abiertas, se producen
normalmente a partir de restos de espuma, en particular a partir de
espuma en recortes producida como restos cuando se cortan formas de
piezas de espuma más grandes. Las piezas de espuma como restos se
desmenuzan en partículas del tamaño deseado, ya sea moliendo o
triturando o cortándolas como se describe en el documento
EP-B-0 679 168. Una posterior etapa
de tamizado permite seleccionar el intervalo de tamaños de
partículas deseado. Preferiblemente las partículas de espuma
reticulada tienen tal tamaño que al menos el 80% en volumen,
preferiblemente al menos el 90% en volumen de ellas comprende al
menos 30, preferiblemente al menos 40, y más preferiblemente al
menos 50 células completas. De este modo las propiedades de la
espuma, en particular las propiedades elásticas se mantienen mejor
en la espuma aglomerada.
Las partículas gruesas de espuma reticulada
celulada se pueden producir a partir de una o más espumas de
poliuretano reticulado que tienen tamaños celulares medios que
pueden diferir unos de otros, pero que son al menos igual a 2 mm.
Preferiblemente las partículas de espuma de poliuretano consisten
para al menos el 70% en peso, preferiblemente para al menos 80% en
peso, más preferiblemente paraal menos 90% en peso y lo más
preferiblemente para al menos 95% en peso, en partículas de al
menos una espuma de poliuretano reticulado que tiene un tamaño
celular medio de al menos 3 mm, y más preferiblemente de al menos
una espuma de poliuretano reticulado que tiene un tamaño celular
medio de al menos 4 mm. Cuanto mayor es este tamaño celular, más
fuertemente se pueden comprimir las partículas de espuma sin
aumentar la absorción de agua por capilaridad.
Para determinar el tamaño celular medio de una
espuma de poliuretano reticulado se usa un método visual, más
concretamente el método Visiocell desarrollado por Recticel. Este
método está basado en una determinación microscópica del tamaño
celular de una muestra de la espuma de poliuretano reticulado. Una
muestra de espuma de al menos 5 cm x 5 cm (el espesor corresponde a
la dirección ascendente de la espuma) se pone bajo el microscopio.
Para tamaños celulares gruesos, la medida se realiza con una
ampliación de 10X, para tamaños celulares finos la medida se hace
con una ampliación de 60X. Para medir el tamaño celular de las
espumas gruesas reticuladas celuladas usadas en el método de
acuerdo con la invención se usa una ampliación de 10X. La medida se
realiza en una estructura celular representativa. Como una célula
de espuma de poliuretano consiste en un dodecaedro que consta de 12
pentágonos (las ventanas de la célula, que están abiertas en caso de
espuma reticulada), la medida se realiza sobre un pentágono central
rodeado por otros cinco pentágonos. Después se determina la
distancia desde una arista de tal ventana a la arista opuesta
(incluido el espesor de la arista). El tamaño celular medio es una
media de tres medidas independientes (pentágonos diferentes).
En una realización preferida, la cantidad de las
partículas gruesas de espuma celulada de poliuretano reticulado y el
grado de compresión de las partículas de espuma de poliuretano se
seleccionan de tal manera que la absorción de agua de la espuma
aglomerada es menor que 200 g/m^{2}, y preferiblemente menor que
150 g/m^{2}.
Antes de aplicar el aglomerante a las
partículas, las partículas de espuma de poliuretano tienen una
densidad aparente predeterminada. La densidad aparente es una
medida habitualmente usada para describir la densidad de partículas
de espuma no comprimidas, desunidas (flóculos). Puesto que para
grandes cantidades de partículas de espuma la densidad crece hacia
el fondo, la densidad aparente necesita ser medida para un pequeño
volumen. En la práctica, la densidad aparente se mide vertiendo 10
litros de ellas (sin compresión) en un recipiente cilíndrico que
tiene un diámetro de 25 cm. En la práctica la densidad aparente de
las partículas de espuma es siempre más pequeña que la densidad
media de la espuma o espumas de las que se han producido.
Cuando el aglomerante se deja fraguar, las
partículas de espuma de poliuretano se comprimen preferiblemente en
tal grado que tienen una densidad media de al menos dos veces,
preferiblemente de al menos tres veces la densidad aparente inicial
de esas partículas de espuma. Cuando se determina la densidad media
de las partículas de espuma comprimidas, el peso del aglomerante
puede no estar incluido en el peso de las partículas de espuma de
manera que el grado de compresión corresponde a la relación entre la
densidad media y la densidad aparente. Cuando mayor es el grado de
compresión, mejores son las propiedades mecánicas de la espuma
aglomerada, más concretamente, mayor es su dureza. Las partículas
de espuma de poliuretano se comprimen en tal grado que la espuma
aglomerada tiene un módulo de deformación por presión (DVM:
DruckVerformungsModul) mayor que 0,015 N/mm^{2}, preferiblemente
mayor que 0,020 N/mm^{2} y más preferiblemente mayor que 0,030
N/mm^{2}, medido de acuerdo con el método de prueba DVM del
German Institute für Sportbodentechnik (fechado el 26 de Noviembre
de 2002). Para determinar el DVM de acuerdo con el método referido,
primeramente se pre-comprime una muestra de espuma
al 40% de su espesor original durante 1 minuto. Después de la
descompresión, la muestra se comprime a una deformación del 20% a
una velocidad de compresión de 2 x espesor de muestra (mm) por
minuto, y se mide la fuerza a esta deformación del 20%. Después se
calcula el DVM dividiendo dicha fuerza por el área superficial de la
muestra (mm^{2}) y multiplicando este resultado por 5 (=
1/0,2)
Dado que la absorción de agua de la espuma
aglomerada puede aumentar por efectos de capilaridad cuando las
partículas de espuma reticulada se comprimen demasiado fuertemente
(dependiendo del tamaño celular de la espuma reticulada), las
partículas de espuma de poliuretano se comprimen preferiblemente en
tal grado que tienen, en su estado comprimido, una densidad media
que comprende a lo sumo diez veces, preferiblemente a lo sumo ocho
veces y más preferiblemente a lo sumo seis veces la densidad
aparente de esas partículas de espuma.
El aglomerante usado para unir unas partículas
con otras es preferiblemente un aglomerante no formador de espuma,
es decir, un aglomerante que tiene después de fraguar una densidad
mayor que 300 kg/m^{3} y preferiblemente mayor que 500
kg/m^{3}. El aglomerante es por ejemplo un aglomerante a base de
caucho elastomérico o una cola de poliuretano, en particular un
pre-polímero de poliuretano que tiene grupos NCO
libres que se puede curar en presencia de humedad, en particular en
presencia de vapor que se sopla a través de las partículas de
espuma para curar la cola. Normalmente, tales
pre-polímeros tienen un contenido de NCO libre de 5
a 25%, y más particularmente entre 5 y 15%. El
pre-polímero de poliuretano es preferiblemente un
pre-polímero producido con TDI y/o MDI y polioles
poliéter convencionales usados para la producción de espumas de
poliuretano blandas.
Se ha encontrado que a pesar de la estructura
esquelética de las partículas de espuma reticulada, solamente se
requiere una cantidad relativamente pequeña de aglomerante para unir
unas partículas de espuma reticulada con otras, más particularmente
una cantidad de aglomerante que tiene solamente un pequeño efecto
sobre la densidad de la espuma aglomerada y así sobre cualquier
absorción capilar de agua por la espuma. En una realización
preferida, el aglomerante se aplica sobre las partículas usadas para
producir la espuma aglomerada en una cantidad que comprende entre 3
y 20%, preferiblemente entre 5 y 15% del peso de esas
partículas.
La invención como se ha descrito anteriormente
en esta memoria permite producir una espuma aglomerada que es
particularmente adecuada como refuerzo para suelos, en particular
como refuerzo para suelos deportivos. La Figura 1 ilustra una
posible construcción de suelo de acuerdo con la invención, que
comprende una primera capa 1 superior de suelo que consiste por
ejemplo en linóleo o poliuretano, una segunda capa 2 superior de
suelo que consiste en una capa rígida de distribución de presión,
por ejemplo una capa de múltiples láminas de madera, una capa 3 de
la espuma aglomerada de acuerdo con la presente invención y una capa
base 4 consistente por ejemplo en una capa de mortero de cemento.
Está claro que se pueden proporcionar capas adicionales, por
ejemplo una o más capas más blandas entre la primera capa superior 1
del suelo y la capa 2 de distribución de presión.
La capa 3 de espuma aglomerada tiene
preferiblemente un espesor de al menos 10 mm, más preferiblemente de
al menos 20 mm y lo más preferiblemente de al menos 30 mm. Su
espesor es normalmente menor que 50 mm y más particularmente igual
o menor que 40 mm. Tales espesores permiten conseguir las
propiedades elásticas requeridas para diferentes tipos de suelos
deportivos. La capa 3 de espuma aglomerada se fabrica
preferiblemente de láminas (placas) que se cortan a partir de un
bloque más grande de la espuma reticulada aglomerada de acuerdo con
la invención. Al cortar estas placas se ha encontrado que, a pesar
de la naturaleza gruesa celulada de la espuma aglomerada y de la
cantidad relativamente pequeña de aglomerante usado para producir la
espuma aglomerada, la espuma aglomerada podría ser tratada bastante
bien.
La capa 2 de distribución de presión aplicada en
la parte superior de la capa de espuma aglomerada debe ser
suficientemente rígida, y en particular debe mostrar una rigidez a
la deformación, medida de acuerdo con DIN
68705-3,
mayor que 15 N/mm^{2}, preferiblemente mayor que 30 N/mm^{2}. En la práctica, las capas superiores de suelo son relativamente pesadas de manera que la capa 3 de espuma aglomerada, que es bastante gruesa, tiene que proporcionar un soporte suficientemente fuerte permaneciendo elástica y con una baja absorción de agua.
mayor que 15 N/mm^{2}, preferiblemente mayor que 30 N/mm^{2}. En la práctica, las capas superiores de suelo son relativamente pesadas de manera que la capa 3 de espuma aglomerada, que es bastante gruesa, tiene que proporcionar un soporte suficientemente fuerte permaneciendo elástica y con una baja absorción de agua.
Debido a la gruesa estructura celular
reticulada, la absorción de agua por capilaridad es suficientemente
pequeña (incluso sin el uso de un agente hidrófugo) y, cuando el
suelo se humedece por ejemplo habiendo derramado agua u otro
líquido en el suelo, el agua derramada puede fluir muy fácilmente a
través de la capa de espuma aglomerada permitiendo así un secado
mucho más rápido de las capas superiores del suelo. En la práctica
se usa frecuentemente una espuma de poli(etileno) de células
cerradas como soporte en suelos deportivos (ver por ejemplo la
documentación Infothek 2004 de Polysport & Elaku Sportbaustoffe
GmbH). Comparada con esta espuma de poli(etileno), la espuma
aglomerada de poliuretano reticulado tiene la ventaja de que su
recuperación después de sometida a fluencia, medida de acuerdo con
la norma francesa NF P-75 301, es mucho mejor y sus
pérdidas de altura y dureza tras fatiga dinámica (70000 impactos
con carga de 750 N medidos de acuerdo con EN/ISO 3385) son mucho
más pequeñas. Además, debido a su naturaleza celular cerrada la
espuma de poli(etileno) no permite un drenaje de líquido
desde las capas superiores del suelo a la capa base. Una ventaja
adicional de la espuma reticulada aglomerada de la presente
invención es que se puede producir a partir de material
residual.
\vskip1.000000\baselineskip
Se fabricaron partículas de espuma de
poliuretano reticulado (flóculos) triturando una mezcla de trozos de
espuma de poliuretano reticulado libre de piel de modo que se
obtuvieron partículas de espuma con un tamaño de hasta 30 mm. Los
trozos de espuma de poliuretano reticulado consistían principalmente
en una espuma flexible de poliéter que tenía un tamaño celular
medio de aproximadamente 4 mm y una densidad de aproximadamente 31
kg/m^{3}. Sin embargo también estuvo presente en la mezcla de
trozos de espuma una pequeña cantidad de trozos de espuma de
poliuretano reticulado con un tamaño celular medio de entre 1 y 2
mm. Las partículas de espuma trituradas comprendían entre
aproximadamente 30 y 200 células completas. Se probó una muestra de
60 x 60 x 30 mm de la espuma original de poliuretano reticulado
(tamaño celular de aproximadamente 4 mm) de acuerdo con el método
de prueba DVM del German Institute für Sportbodentechnik (IST), que
dio un módulo de deformación por presión (valor DVM) de
aproximadamente 0,022 N/mm^{2}.
Las partículas de espuma triturada tenían una
densidad aparente de aproximadamente 25 kg/m^{3}. Por cada
kilogramo de estas partículas de espuma se pulverizaron 100 gramos
de un aglomerante que consistía en un pre-polímero
de poliuretano basado en una mezcla de 2,4- y
2,6-diisocianato de tolueno y un poliol poliéter
sobre las partículas de espuma mientras se agitaban éstas.
Tras algún proceso de mezclado adicional, la
mezcla se vertió en un molde y la tapa superior del molde se cerró
para comprimir las partículas de espuma a una densidad media de
aproximadamente 73 kg/m^{3}, es decir, las partículas de espuma
se comprimieron a aproximadamente un tercio de su volumen. La
reacción del aglomerante se obtuvo después presionando vapor
sobrecalentado a través del fondo perforado del molde durante
aproximadamente 8 minutos. La espuma aglomerada se separó del molde
y se dejó secar y post-curar durante 24 horas. Del
bloque de espuma producido se cortaron láminas que tenían un
espesor de aproximadamente 2 cm. La espuma aglomerada tenía una
densidad de aproximadamente 80 kg/m^{3}.
Para preparar una muestra de espuma aglomerada
húmeda, la muestra de espuma se apretó bajo agua y se dejó secar
colgada durante una hora. La ganancia de peso de las muestras
(100x100x20 mm) fue en promedio aproximadamente 100%.
La dureza CLD40 (resistencia a la compresión a
una compresión del 40%) de la espuma aglomerada se midió de acuerdo
con ISO 3386-1 para muestras secas y húmedas de
100x100x50 mm. Las muestras secas tenían un valor de CLD40 de
aproximadamente 8,4 kPa, mientras que las muestras húmedas tenían un
valor de CLD de aproximadamente 6,4 kPa. Así, las espumas húmedas
fueron aproximadamente 25% más blandas.
El módulo DVM (DruckVerformungsModul) se midió
para muestras secas y húmedas de 60x60x30 mm. Las muestras secas
tenían un módulo DVM de aproximadamente 0,067 N/mm^{2}, mientras
que las muestras húmedas tenían un módulo DVM de aproximadamente
0,043 N/mm^{2}. Las espumas de poli(etileno) de células
cerradas que se usan actualmente como refuerzo para suelos
deportivos tienen un módulo DVM de aproximadamente 0,072 N/mm^{2}.
Así, la espuma aglomerada preparada en este ejemplo es
perfectamente adecuada para reemplazar este material.
Se determinó la fluencia de acuerdo con NF
P-75 301 en una muestra de 200x200x20 mm. Los
resultados se dan en la tabla siguiente.
\vskip1.000000\baselineskip
La elasticidad o rebote se determinó de acuerdo
con ASTM D3574 para muestras secas y húmedas de 100x100x50 mm. La
elasticidad de la muestra seca comprendía 33%, mientras que la
elasticidad de la muestra húmeda comprendía 30%. Así, la presencia
de agua en la espuma reticulada aglomerada tiene solamente un
pequeño efecto en la elasticidad.
La fatiga dinámica se determinó de acuerdo con
EN/ISO 3385 en muestras de 200x200x20 cm. Después de 70000 impactos
con una carga 750 N, la altura de la muestra se redujo en solamente
el 10% (para la espuma de poli(etileno) de células cerradas
la altura se redujo en 32%) y la fuerza requerida para una
compresión de 40% de la muestra aumentó incluso en 18% (para la
espuma de poli(etileno) de células cerradas esta fuerza se
redujo en 86%).
La absorción de agua se midió a 25ºC de acuerdo
con UEAtc H.1 MOD1 para dos muestras de 150x150x20 mm (la prueba se
realizó como se describe en el documento WO 01/00718). La máxima
absorción de agua de ambas muestras fue 106 g/m^{2} ó 5,1% en
peso. La máxima absorción de agua de dos muestras de la espuma
original de poliuretano reticulado (espuma primera) fue 50,2
g/m^{2} ó 11,0% en peso.
Una muestra de 100x100x20 mm se dejó secar
durante cuatro días a 23ºC, 50% de humedad relativa. Después de esos
cuatro días la muestra tenía su peso seco original.
Claims (19)
1. Un método para producir una espuma
aglomerada que comprende las etapas de:
- -
- proporcionar una cantidad de partículas que comprenden partículas de espuma de poliuretano;
- -
- aplicar un aglomerante a dichas partículas;
- -
- comprimir las partículas que tienen el aglomerante aplicado sobre ellas en tal grado que la espuma aglomerada tiene un módulo de deformación por presión (DVM: DruckVerformungsModul) mayor que 0,015 N/mm^{2}, preferiblemente mayor que 0,020 N/mm^{2}; y
- -
- dejar fraguar el aglomerante para unir unas partículas con otras en su estado comprimido,
caracterizado por que
dichas partículas de espuma de poliuretano
comprenden una cantidad de partículas de al menos una espuma de
poliuretano reticulado que tiene un tamaño celular medio de al menos
2 mm, seleccionándose dicha cantidad de partículas de espuma de
poliuretano reticulado y dicho grado de compresión de tal manera que
la espuma aglomerada tiene una absorción de agua, determinada a 25ºC
de acuerdo con la norma francesa UEAtc H.1 MOD1, de 250 g/m^{2}
como máximo.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado por que dichas partículas de espuma de
poliuretano consisten, para al menos 70% en peso, preferiblemente
para al menos 80% en peso, más preferiblemente para al menos 90% en
peso, y lo más preferiblemente para al menos 95% en peso, en dichas
partículas de espuma de poliuretano reticulado.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1
ó 2, caracterizado por que dichas partículas de espuma de
poliuretano consisten, para al menos 70% en peso, preferiblemente
para al menos 80% en peso, más preferiblemente para al menos 90% en
peso, y lo más preferiblemente para al menos 95% en peso, en
partículas de al menos una espuma de poliuretano reticulado que
tiene un tamaño celular medio de al menos 3 mm, y preferiblemente de
al menos una espuma de poliuretano reticulado que tiene un tamaño
celular medio de al menos 4 mm.
4. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que dichas
partículas consisten, para al menos 75% en peso, preferiblemente
para al menos 85% en peso, en dichas partículas de espuma de
poliuretano.
5. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que dicho grado
de compresión se selecciona de tal manera que la espuma aglomerada
tiene una densidad inferior a 300 kg/m^{3}, preferiblemente
inferior a 200 kg/m^{3}, más preferiblemente inferior a 150
kg/m^{3}, y lo más preferiblemente inferior a
120 g/m^{3}.
120 g/m^{3}.
6. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que dicha
cantidad de partículas de espuma de poliuretano reticulado se
obtiene de al menos una espuma de poliuretano reticulado que tiene
un tamaño celular medio de al menos 2 mm, y dicho grado de
compresión se selecciona de tal manera que la espuma aglomerada
tiene una absorción de agua, determinada a 25ºC de acuerdo con la
norma francesa UEAtc H.1 MOD1, de 200 g/m^{2} como máximo y
preferiblemente 150 g/m^{2} como máximo.
7. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que al menos
80% en volumen, preferiblemente al menos 90% en volumen, de dichas
partículas de espuma de poliuretano reticulado, que se obtienen de
al menos una espuma de poliuretano reticulado que tiene un tamaño
celular medio de al menos 2 mm, comprenden al menos 30,
preferiblemente al menos 40, y más preferiblemente al menos 50
células completas.
8. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que dicha
espuma aglomerada se produce en forma de al menos un bloque, bloque
que se corta posteriormente en láminas que tienen un espesor mayor
que 10 mm, preferiblemente mayor que 20 mm y más preferiblemente
mayor que 30 mm.
9. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que las
partículas de espuma de poliuretano usadas para proporcionar dicha
cantidad de partículas tienen una densidad aparente predeterminada
y dicho grado de compresión se selecciona de modo que tienen en
dicho estado comprimido una densidad media que comprende entre dos y
diez veces dicha densidad aparente.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación
9, caracterizado por que dicho grado de compresión se
selecciona de modo que las partículas de espuma de poliuretano
tienen en dicho estado comprimido una densidad media que comprende
al menos tres veces dicha densidad aparente.
\newpage
11. Un método de acuerdo con la reivindicación 9
ó 10, caracterizado por que dicho grado de compresión se
selecciona de modo que las partículas de espuma de poliuretano
tienen en dicho estado comprimido una densidad media que comprende a
lo sumo ocho, preferiblemente a lo sumo seis veces dicha densidad
aparente.
12. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que dicho
aglomerante se aplica a una cantidad que comprende entre 3 y 20%,
preferiblemente entre 5 y 15% del peso de dicha cantidad de
partículas.
13. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que dicho
aglomerante es un aglomerante no formador de espuma que tiene
después de fraguar una densidad mayor que 300 kg/m^{3} y
preferiblemente mayor que 500 kg/m^{3}.
14. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que dicho
grado de compresión se selecciona de modo que la espuma aglomerada
tiene un módulo de deformación por presión (DVM:
DrucVerformungsMOdul) mayor que 0,030 N/mm^{2}, medido de acuerdo
con el método de prueba DVM del German Institute für
Sportbodentechnik fechado el 26 de Noviembre de 2002.
15. Una espuma aglomerada obtenida por un método
de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
16. Uso de una espuma aglomerada obtenida por un
método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14
como refuerzo para una capa superior de suelo, en particular para
una capa rígida superior de suelo.
17. Una construcción de suelo que comprende una
capa superior de suelo soportada por una capa de una espuma
aglomerada obtenida por un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 14.
18. Una construcción de suelo de acuerdo con la
reivindicación 17, caracterizada por que dicha capa superior
de suelo es una capa rígida superior de suelo que tiene una rigidez
a la deformación, medida de acuerdo con DIN
68705-3,
mayor que 15 N/mm^{2}, y preferiblemente mayor que 30 N/mm^{2}.
mayor que 15 N/mm^{2}, y preferiblemente mayor que 30 N/mm^{2}.
19. Una construcción de suelo de acuerdo con la
reivindicación 17 ó 18, caracterizada por que dicha capa de
espuma aglomerada tiene un espesor mayor que 10 mm, preferiblemente
mayor que 20 mm y más preferiblemente mayor que 30 mm.
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2006
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