ES2317685T3 - Panel aislante de espuma revestido con una pelicula polimerica tenaz o un material compuesto del mismo. - Google Patents

Panel aislante de espuma revestido con una pelicula polimerica tenaz o un material compuesto del mismo. Download PDF

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Abstract

UN PROCEDIMIENTO PARA FABRICAR EN CONTINUO UN TABLERO DE AISLAMIENTO, GUARNECIENDO UNA COMPOSICION FORMADORA DE MATERIAL ALVEOLAR CON UNA O MAS LAMINAS DE GUARNECIDO, PARA FORMAR UN COMPUESTO GUARNECIDO DE MANERA SIMPLE O DOBLE, COMPRENDIENDO POR LO MENOS UNA LAMINA, BIEN UNA CAPA POLIMERICA RESISTENTE, O BIEN UN ESTRATIFICADO DE UNA CAPA POLIMERICA RESISTENTE, CON POR LO MENOS OTRO MATERIAL DE GUARNECIDO. LA CAPA POLIMERICA RESISTENTE, DE POR LO MENOS UNA LAMINA, ENFRENTANDOSE AL EXTERIOR DEL ESTRATIFICADO Y FORMANDO ESPUMA, Y POLIMERIZANDO LA MEZCLA FORMADORA DE MATERIAL ALVEOLAR GUARNECIDA, PARA PRODUCIR UN TABLERO DE AISLAMIENTO CON UNA DUREZA Y UNA RESISTENCIA A LA PERFORACION EXCEPCIONALES.

Description

Panel aislante de espuma revestido con una película polimérica tenaz o un material compuesto del mismo.
Antecedentes de la invención
Esta invención se refiere a laminados y productos laminares rellenos de espuma, tanto decorativos como estructurales, y más particularmente se refiere a láminas de espuma estructuralmente rígidas, opcionalmente reforzadas con fibra de vidrio, que son particularmente útiles en aplicaciones de aislamiento térmico. También se refiere a un método para formar tal producto.
Los paneles de espuma rígida laminada se usan ampliamente en la industria de la edificación y la construcción como materiales aislantes térmicos y del sonido y como miembros estructurales de buen apoyo. Estos artículos laminados que tienen un núcleo de espuma rígida se pueden preparar de manera continua o de manera discontinua en un molde. El procedimiento de laminación continua o semicontinua implica usualmente la deposición de una mezcla de plásticos formadores de espuma sobre una(s) lámina(s) de revestimiento y llevar una(s) segunda(s) lámina(s) al contacto con la mezcla antes de que se endurezca y a veces antes de que se espume.
La(s) lámina(s) de revestimiento reduce(n) el riesgo de daño físico a la espuma y pueden ayudar de manera significativa a mantener el valor de aislamiento de la espuma. Los revestimientos usados comercialmente para proteger productos de espuma incluyen papel de aluminio, fieltro, vidrio y papel kraft en monocapas o laminados. Convenientemente, tanto por economía como por facilidad de manejo, las láminas de revestimiento están hechas a menudo de materiales flexibles relativamente baratos, tales como papel kraft y papel de aluminio, que pueden ser alimentados desde rodillos.
Aunque el uso de papel de aluminio impermeable proporciona un valor de aislamiento especialmente alto, una desventaja asociada con su uso solo como revestimiento surge de su fragilidad, que puede dar como resultado, p.ej., una rotura del papel durante la fabricación del tablero de espuma. Aunque se puede conseguir una tenacidad mejorada del revestimiento mediante el uso de revestimientos fibrosos, tales como papeles kraft convencionales medios o pesados o alfombrillas de vidrio, estos revestimientos no están a la altura del papel de aluminio en la provisión de una barrera contra la penetración de gases. La porosidad de los revestimientos fibrosos permite una exposición excesiva del material de espuma al aire, con la consiguiente oportunidad para la infiltración de aire en la espuma. Como es bien sabido en la industria, la conductividad térmica (factor k) de tableros aislantes que contienen gas fluorocarbonado se incrementa sustancialmente donde no se provee algún medio para impedir tal infiltración de aire en las celdas del aislamiento de espuma.
El documento US-A-5.695.870 describe un panel aislante de espuma laminada que tiene una fuerza mejorada y una resistencia a la flexión y la rotura. El tablero comprende un panel de un material de espuma plástica aislante y una película de revestimiento termoplástica adherida a superficies opuestas del panel.
El documento US-A-3.738.895 describe un aparato para producir paneles estructurales laminados a partir de resinas orgánicas compatibles que tienen un núcleo de resina espumada con capas de revestimiento de resina dura unida de manera integral a las caras opuestas del núcleo.
El documento US-A-5.352.510 describe un método para la fabricación de espuma revestida con papel, que comprende (a) aplicar una mezcla formadora de espuma a al menos una lámina celulósica que avanza o material compuesto suyo con un material impermeable al aire y/o la humedad, (i) estando la lámina celulósica impregnada con poliisocianato curado, (ii) siendo lo suficientemente flexible para ser desenrollada desde un rodillo para su transporte a lo largo de una línea de producción y (iii) teniendo un contenido de humedad que no excede de aproximadamente 10 por ciento y está uniformemente distribuida por toda la lámina celulósica, y (b) espumar y curar la mezcla formadora de espuma revestida.
Sería sumamente deseable que se pudiera producir un panel aislante de espuma con revestidores que tuvieran una tenacidad excelente, superando a los materiales de revestimiento convencionales, y contribuyeran con unas buenas propiedades globales al tablero de espuma.
Es por consiguiente un objeto de la presente invención producir un panel aislante de espuma rígida que tenga revestimientos que sean tenaces, ligeros, y altamente aislantes.
Es otro objeto de la invención proporcionar un material tenaz y flexible que se pueda alimentar desde un rodillo tanto en procedimientos de subida libre como restringida para formar un revestimiento para un panel aislante de espuma rígida.
Es un objeto adicional de la invención producir un laminado de espuma rígida cuyo revestimiento contribuya a una combinación de propiedades ventajosas para construcciones de edificación, particularmente para los laminados usados como forro para una espuma.
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Es aún otro objeto de la invención proporcionar la producción a alta velocidad, de una manera simple y económica, de laminados de espuma revestidos con láminas especialmente tenaces, particularmente laminados de espuma rígida de poliuretano y poliisocianurato, que exhiban buenas propiedades globales, incluyendo una resistencia a la punción, extensibilidad, dureza y valor de aislamiento superiores.
Estos y otros objetos y ventajas de la presente invención se harán más evidentes para los expertos en la técnica cuando la presente descripción se lea conjuntamente con los dibujos acompañantes.
La presente invención proporciona un método para producir de manera continua un panel aislante que comprende un núcleo de espuma plástica rígida que tiene dos superficies principales y un material de revestimiento en al menos una de las superficies principales, comprendiendo el método:
(a) transportar un primer material de revestimiento a lo largo de una línea de producción para su unión a una superficie principal del núcleo,
(b) aplicar una mezcla formadora de espuma para formar una espuma polimérica rígida seleccionada del grupo de espumas de poliuretano y poliisocianurato al primer material de revestimiento para formar un material compuesto con un solo revestimiento,
(c) transportar opcionalmente un segundo material de revestimiento a lo largo de la línea para su aplicación a la mezcla formadora de espuma y su unión a una superficie principal del núcleo para formar un material compuesto doblemente revestido, en donde cualquiera o ambos del primer material de revestimiento y el segundo material de revestimiento comprenden un laminado de una capa laminar metálica con una capa polimérica tenaz que comprende un polímero compuesto de grupos poliéster como unidades principales o recurrentes o una mezcla polimérica que comprende un polímero que contiene grupos poliéster, estando el primer y/o segundo materiales de revestimiento posicionados en la línea de producción de tal modo que al menos una capa polimérica tenaz se enfrenta al exterior del material compuesto simple o doblemente revestido, y
(d) espumar y curar la mezcla formadora de espuma revestida para producir un panel aislante.
Además, la presente invención proporciona un laminado estructural térmicamente aislante que comprende un núcleo de espuma plástica rígida, siendo dicha espuma seleccionada entre espumas de poliuretano y poliisocianurato que tienen dos superficies principales, estando al menos una de las superficies principales de la espuma unida a un material de revestimiento que comprende un material compuesto revestidor que contiene una capa laminar metálica con una capa polimérica tenaz que comprende un polímero compuesto de grupos poliéster como unidades principales o recurrentes o una mezcla polimérica que comprende un polímero que contiene grupos poliéster, estando la capa polimérica tenaz de al menos un material compuesto revestidor posicionada en la superficie exterior del material compuesto revestidor.
Además, la presente invención proporciona un laminado estructural térmicamente aislante que comprende un núcleo de espuma plástica rígida, siendo dicha espuma seleccionada entre espumas de poliuretano y poliisocianurato que tienen dos superficies principales, estando una superficie principal unida a un primer material de revestimiento y estando la otra superficie principal unida a un segundo material de revestimiento, comprendiendo independientemente el primer y segundo materiales de revestimiento un material compuesto revestidor de una capa laminar metálica con una capa polimérica tenaz que comprende un polímero compuesto de grupos poliéster como unidades principales o recurrentes o una mezcla polimérica que comprende un polímero que contiene grupos poliéster, estando la capa polimérica tenaz de al menos un material compuesto revestidor posicionada en la superficie exterior del material compuesto revestidor y la capa polimérica tenaz o material compuesto revestidor.
Los objetos anteriores se han conseguido en el método de la presente invención, ya que la lámina de revestimiento laminada que comprende una capa polimérica o material compuesto suyo tiene una tenacidad excelente en la producción del laminado estructural de espuma revestida. Como se bosquejó anteriormente, la capa polimérica o material compuesto revestidor se adhiere a al menos una superficie principal de un panel aislante de espuma rígida. En una realización preferida, ambas superficie principales del panel son revestidas por los mismos o diferentes revestidores tenaces de la invención.
Uno o ambos revestidores del panel inventivo comprenden un material polimérico exterior caracterizado por una tenacidad y resistencia a la punción excepcionales durante la preparación y el uso del panel. Después de la laminación a una espuma rígida, la capa polimérica y especialmente sus materiales compuestos con uno o más de otros materiales contribuyen a la formación de un panel de espuma revestido que tiene una combinación de propiedades deseables, p.ej., una superior tenacidad, valor aislante, impermeabilidad, resistencia a la punción, durabilidad, fuerza, resistencia a la rotura, flexibilidad, facilidad de manejo, facilidad de aplicación, etc. Los materiales compuestos revestidores comprenden adecuadamente combinaciones de la capa polimérica externa con uno o más de una gran variedad de materiales de revestimiento convencionales, que incluyen materiales fibrosos tales como alfombrillas de fibra de vidrio, papel kraft y fieltro saturado de asfalto, metales tales como láminas de aluminio o acero, láminas o películas de plásticos, etc. En una realización preferida, la capa polimérica exterior comprende una película de poliéster. Ventajosamente, el panel de espuma revestido de la invención tiene una dureza, medida sobre la(s) cara(s) revestidas inventivas por el Ensayo de Bola de Janka (ASTM D1037), de al menos 4,54 kg (10), preferiblemente al menos 7,71 kg (17), y más preferiblemente al menos 9,07 kg (20, lb). También, el revestidor inventivo tiene ventajosamente una resistencia a la punción, medida por la norma ASTM D4830, de al menos 4,54 kg (10), preferiblemente al menos 7,71 kg (17), y más preferiblemente al menos 0,14 MPa (20, psi).
El método de laminación se lleva a cabo adecuadamente llevando al contacto o estrecha proximidad al menos una de tales láminas de revestimiento tenaces con una mezcla formadora de espuma en una cinta transportadora, y después de eso transportar juntos el material compuesto de láminas y la mezcla espumable y espumar la mezcla para producir la espuma laminada de la invención.
La lámina de revestimiento es suministrada en forma continua desde un rodillo. La lámina es suficientemente flexible para que pueda ser enrollada fácilmente en el rodillo, pero posee sin embargo una tenacidad notable, que la hace especialmente resistente al daño durante la producción de la espuma laminada y la posterior utilización en aplicaciones de uso final en el mercado de la construcción. Es una ventaja particular el que la espuma laminada ligera de la presente invención se puede producir fácilmente usando láminas de revestimiento flexibles, relativamente finas, que se pueden alimentar desde rodillos de la misma manera que las láminas de revestimiento convencionales de la técnica anterior.
La lámina de revestimiento en forma enrollada se monta de manera rotatoria en un soporte desde el cual es desenrollada para ser llevada al contacto con una composición formadora de espuma. Los materiales plásticos espumables que se usan en la producción de los artículos laminados de la invención son núcleos de espuma seleccionados entre espumas de poliuretano y poliisocianurato.
La invención será descrita ahora con referencia a los dibujos acompañantes, que se proporcionan a modo de ejemplo:
La Fig. 1 es una vista en sección transversal, agrandada, fragmentaria, de un panel de espuma de la invención revestido en ambas superficies principales por una monocapa;
La Fig. 2 es una vista similar de una segunda realización del panel de espuma inventivo revestido en cada superficie principal por un bilaminado;
La Fig. 3 es una vista similar de una tercera realización del panel de espuma inventivo revestido en una superficie principal por un bilaminado y en la otra por un trilaminado;
La Fig. 4 es una vista similar de una cuarta realización del panel de espuma inventivo revestido en cada superficie principal por un trilaminado; y
La Fig. 5 es una elevación esquemática de un aparato adecuado para practicar el procedimiento de la invención en un modo de subida libre.
Haciendo referencia a la Fig. 1, se muestra un panel 10 aislante revestido de esta invención que tiene láminas 11 y 12 de revestimiento exteriores, estando al menos una formada de una capa o película polimérica de la invención. La lámina de revestimiento inventiva puede ser un polímero termoplástico o una mezcla polimérica, y posee una combinación de propiedades necesitadas para la protección del núcleo 13 de espuma rígida de acuerdo con la presente invención. Las propiedades incluyen buena estabilidad química y física, alta resistencia mecánica, durabilidad, resistencia al calor y los productos químicos y propiedades de aislamiento térmico. Donde una de las láminas de revestimiento es de un tipo no inventivo, esta lámina puede ser cualquier revestidor de espuma convencional que apoye las propiedades mejoradas del panel a las que contribuye el revestidor inventivo. En una realización preferida, cada una de las láminas 11 y 12 de revestimiento es de aproximadamente 0,3 - 5 mils de espesor.
La capa polimérica puede ser reticulada o no reticulada. El polímero puede estar no orientado, orientado uniaxialmente u orientado biaxialmente. Los polímeros que tienen orientación biaxial son especialmente eficaces. Una capa preferida comprende un polímero compuesto de grupos poliéster como unidades recurrentes principales o una mezcla polimérica que contiene tal polímero.
La(s) capa(s) 11 y/o 12 polimérica(s) pueden ser modificadas por aditivos para cumplir requerimientos particulares. Tales aditivos incluyen cargas, pigmentos o colorantes, estabilizantes frente al calor, antioxidantes, repelentes del agua, estabilizantes frente al ultravioleta, retardantes del fuego, modificadores del impacto, auxiliares de proceso y lubricantes. Algunos pigmentos y cargas adecuados son dióxido de titanio, carbonato de calcio, arcilla de caolín, sílice y talco. Se puede(n) aplicar un(os) revestimiento(s) 14 al exterior (14a) y/o interior (14b) de la capa polimérica. Los revestimientos pueden proporcionar resistencia a la intemperie, p.ej., protección contra la luz UV, humedad alta, pulverización de sal, etc. También, la modificación por coloración o impresión de la capa polimérica sirve para controlar el paso de luz a través de ella y para distinguirla. Por ejemplo, un revestimiento tal como tinta, que proporciona beneficiosamente resistencia a la fricción y/o protección frente a la luz UV, sirve como un revestimiento 14a
excelente.
El revestimiento también se puede usar para incrementar las propiedades protectoras de la capa frente a los gases. Los ejemplos de tales revestimientos son tipos orgánicos, tales como PVDC, y tipos inorgánicos, tales como nanoplaquetas de arcilla. En una realización preferida, se depositan metales, tales como plata, acero y aluminio en la capa polimérica. El aluminio es un metal preferido. El metal depositado puede estar formado en una o ambas superficies de la capa polimérica. Después de la deposición, la superficie del metal depositado puede ser tratada para diversos fines. Por ejemplo, una barrera eficaz contra el oxígeno es una capa polimérica que consiste en una película de poliéster metalizada (aluminio) revestida con una barrera frente a la oxidación resistente a la luz UV y al rayado.
La unión de láminas 11 y 12 de revestimiento al núcleo 13 rígido puede ser facilitada por cualquier material 15 adhesivo u otra ayuda de sujeción (p.ej., un promotor de la adhesión) conocido para el uso en la unión de películas plásticas u otros revestidores en laminados y espumas. El adhesivo puede ser un polímero termoplástico o termoendurecible curable. Los ejemplos de material 15 adhesivo son polímeros olefínicos y copolímeros aleatorios, de bloques y de injerto de etileno y un comonómero ácido seleccionado entre ácidos mono- y policarboxílicos etilénicamente insaturados y anhídridos ácidos y ésteres parciales de tales ácidos policarboxílicos. Otros materiales útiles incluyen uretanos, copoliésteres y copoliamidas, copolímeros de estireno tales como polímeros de estireno/butadieno y estireno/isoprenos, epóxidos, polímeros acrílicos, etc. La adhesión también se puede efectuar sin el uso de ningún agente adhesivo tal.
En una realización preferida del panel de espuma de la invención, la capa polimérica se usa en combinación con una o más laminas de revestimiento interiores o exteriores para formar un revestidor de capas múltiples. Este laminado de capas múltiples se puede usar en una o ambas caras del panel de espuma. La rigidez, y otras propiedades, p.ej., impermeabilidad, tenacidad, resistencia al impacto y valor de aislamiento del panel de espuma pueden ser mejorados significativamente revistiendo así la espuma rígida con un laminado o laminados compuesto(s). Ventajosamente, una o más de las láminas co-revestidoras tienen una tasa de transmisión de oxígeno más baja que la de una lámina de revestimiento convencional tal como una alfombrilla de fibra de vidrio.
El panel de espuma inventivo puede ser revestido en una cara por una monocapa y en la otra cara por un revestidor de capas múltiples, a condición de que al menos una capa polimérica tenaz esté expuesta en el exterior de una superficie principal del panel. El material polimérico tenaz también se puede usar como la capa más interna o una capa intermedia de un revestidor de capas múltiples. Se puede usar más que una capa polimérica tenaz en un laminado compuesto revistiendo una o ambas de las superficies principales. Una o ambas de las caras de la capa polimérica puede ser tratada por corona para una adhesión mejorada de la lámina de revestimiento. El revestimiento y laminación implicados en la producción de los revestidores de mono-y multicapas de la invención se puede llevar a cabo siguiendo procedimientos conocidos generalmente en la técnica.
Haciendo referencia ahora a la Fig. 2, se muestra un panel 16 de espuma revestido en ambas caras con bilaminados. Los revestidores 17 y 18 interiores de los bilaminados pueden ser los mismos o diferentes y son ampliamente seleccionables entre las láminas de revestimiento convencionales. La lámina 17 y/o la lámina 18 comprende beneficiosamente una capa fibrosa, una capa metálica, u otra capa polimérica. Las fibras de la capa fibrosa pueden ser virtualmente cualquier material fibroso, bien natural o bien sintético. Por ejemplo, las fibras pueden ser asbesto, metal, algodón, pelo, vidrio, o los polímeros orgánicos sintéticos formadores de filamentos tales como nylon, poliésteres, rayón, celulósicos, u otros materiales filamentosos sintéticos conocidos. La capa fibrosa puede estar comprendida de dos o más materiales fibrosos, tales como un material compuesto de una lámina de papel y fibra de vidrio. Los ejemplos de materiales preferidos para el uso como capa interna son una alfombrilla de vidrio, papel kraft o una lámina metálica, especialmente aluminio.
El panel 19 de espuma laminado de la Fig. 3 comprende otro material compuesto preferido revestido por laminados múltiples, específicamente un trilaminado 20 y un bilaminado 21. Como en el caso del panel 16 de espuma, las capas internas del panel 19, es decir, las capas 22 y 23 del trilaminado y la capa 24 del bilaminado pueden ser cualquier lámina de revestimiento empleada previamente para producir paneles de espuma, tales como las mencionadas anteriormente en relación al panel 16 de espuma. En una realización específica preferida, las capas 23 y 24 comprenden papel de aluminio y la capa 22 comprende papel kraft.
El panel 25 de espuma preferido de la Fig. 4 está revestido en cada superficie principal por un trilaminado. Una superficie principal está revestida por un trilaminado 26, que está compuesto de una capa 11 polimérica tenaz, exterior, (cara expuesta) y dos capas 27 y 28 interiores. El trilaminado 29 en la otra superficie principal tiene una capa 30 polimérica tenaz como su capa más interna y capas 31 y 32 en el exterior de la capa 30.
Ventajosamente, las capas intermedias 27 y 31 son fibrosas, preferiblemente papel kraft, y las capas 28 y 32 son láminas metálicas, preferiblemente papel de aluminio.
El grosor de las capas internas y externas de los paneles de espuma 16, 19 y 25 puede variar ampliamente. Por ejemplo, el grosor de las capas poliméricas 11, 12 y 30, cada una de las cuales comprende ventajosamente una película de poli(tereftalato de etileno) (PET), puede ser de 7,62 \mum a 127 \mum (0,3 mil a 5 mils), preferiblemente 12,7 \mum a 50,8 \mum (0,5 mil a 2 mils). Cada una de las capas 17, 18, 23, 24, 28 y 32 es adecuadamente de 7,62 \mum a 127 \mum (0,3 mil a 5 mils), preferiblemente 10,26 \mum a 88,9 \mum (0,4 mil a 3,5 mils) de grosor y ventajosamente es un material altamente impermeable, tal como un polímero altamente protector o una lámina metálica, p.ej. papel de aluminio. Cada una de las capas internas 22, 27 y 31 es adecuadamente una lámina fibrosa, tal como un producto de papel. En realizaciones especialmente útiles, cada una de las capas 22, 27 y 31 es un papel kraft medio o pesado. Los paneles de espuma 19 y 25 se pueden producir usando para las capas 22, 27 y 31 una lámina que oscila de 0,03 kg/m^{2} (20 lbs/3000 ft^{2}), de papel, a 0,33 kg/m^{2} (200 lbs/3000 ft^{2}), de cartulina. Son especialmente útiles papeles kraft de 0,05 a 0,24 kg/m^{2} (30-150 lbs/3000 ft^{2}), más preferiblemente 0,08 a 0,24 kg/m^{2} (50 a 150 lbs/3000 ft^{2}).
El grosor total de los paneles aislantes de espuma formados de acuerdo con la invención puede ser de 0,64 a 15,2 cm (0,25 a 6,0), preferiblemente 1,27 a 10,8 cm (5 a 4,25 pulgadas), del cual el grosor de las láminas de revestimiento es generalmente de 7,62 \mum a 127 \mum (0,3 mil a 5 mils), y preferiblemente de 7,62 \mum a 76,2 \mum (0,3 mil a 3 mils) para los revestidores de monocapa y 7,62 \mum a 101,6 \mum (0,3 mil a 4 mils) para los materiales compuestos laminados. Los pa-
neles son típicamente de 1,22 m por 2,44 m (4 pies por 8 pies) y 1,27 a 2,54 cm (media pulg. a 1 pulg.) de grosor.
El núcleo del producto revestido comprende una espuma rígida. La invención no está limitada a la naturaleza del material de espuma que constituye el núcleo aislante, a condición de que este asegure un aislamiento frente al calor. Las composiciones poliméricas que caen dentro del ámbito de la invención se pueden seleccionar ampliamente entre cualquiera de las que se pueden soplar a espuma. Los polímeros celulares rígidos de la invención tienen deseablemente un contenido de celdas cerradas de al menos 75%, y más preferiblemente de al menos 85% de las celdas. Las composiciones poliméricas pueden ser termoplásticas o termoendurecibles. Los polímeros adecuados incluyen poliuretano y poliisocianurato.
Los agentes soplantes o espumantes se emplean en una cantidad suficiente para dar a la espuma resultante la densidad aparente deseada, que está generalmente entre 8,01 y 160,19 kg/m^{3} (0,5 y 10), y preferiblemente entre 16,02 y 80,09 kg/m^{3} (1 y 5 libras por pie cúbico).
Las composiciones formadoras de espuma especialmente eficaces para uso en la invención son las que se emplean convencionalmente en la formación de espumas rígidas de poliuretano, tales como PIR, PUR, de celdas cerradas, y espumas mixtas de PUR/PIR. Tales ingredientes formadores de espuma para las espumas de poliuretano y poliisocianurato comprenden poliisocianatos, compuestos polifuncionales que contienen hidrógeno activo (p.ej., poliéster polioles), agentes espumantes y catalizadores, auxiliares y aditivos cuando se requieran (p.ej., un tensioactivo). Entre tales auxiliares y aditivos se incluyen auxiliares de proceso, reductores de la viscosidad, retardantes de llama, agentes dispersantes, plastificantes, antioxidantes, agentes de compatibilidad, cargas y pigmentos.
Haciendo referencia a la Fig. 5, se muestra esquemáticamente un aparato 33 adecuado para la producción continua de paneles de espuma de la invención de acuerdo con un procedimiento de subida libre. El aparato 33 incluye medios para hacer avanzar materiales de revestimiento superiores e inferiores o los substratos 34 y 35, al menos uno de los cuales es una lámina de revestimiento tenaz de la invención, y un material reforzante opcional u hoja 36 continua y medios para aplicar una mezcla formadora de espuma entre los materiales de revestimiento. Los ingredientes formadores de espuma son almacenados, bombeados y medidos por un equipo convencional (no mostrado) y alimentados a través de un conducto o conductos 37 flexibles para su aplicación sobre la línea de producción. Se puede usar una hoja continua recubridora que avanza y que tiene una superficie no adherente a la espuma en lugar del material 34 de revestimiento o del material 35 de revestimiento.
Como se muestra en la Fig. 5, cada una de las láminas 34 y 35 de revestimiento superior e inferior y la hoja 36 continua reforzante opcional son materiales flexibles que están en la forma de láminas continuas o semicontinuas y son alimentadas desde los rodillos 38, 39 y 40 de suministro, respectivamente. El aparato 33 también está provisto de rodillos 41 y 42 estiradores, y en virtud de la rotación de estos rodillos estiradores las láminas 34 y 35 y cualquier hoja 36 continua reforzante son estirados desde sus rodillos de suministro y dirigidos a lo largo de la línea de producción. La hoja 36 continua reforzante es estirada convenientemente hasta una posición sobre la parte superior de la lámina 35 inferior. Puede estar provisto un rodillo arqueado y beneficiosamente coronado, tal como el rodillo 57 de la Fig. 5, en el camino de alimentación para cualquiera o ambas de las láminas 34 y 35 para extender la lámina de revestimiento inventiva donde sea necesario y de este modo impedir crestas de tensión. El rodillo 57 está situado preferiblemente relativamente cerca del punto de aplicación de la composición formadora de espuma.
La mezcla formadora de espuma, que está compuesta de productos químicos formadores de espuma de poliuretano o poliisocianurato, se lleva a una cabeza 43 mezcladora y es agitada en la misma. Los productos químicos mezclados son depositados después desde un aplicador 44 sobre la lámina 35 que avanza o la lámina 36, donde sea aplicable. Los productos químicos también pueden ser dispensados sobre la lámina 34 o sobre tanto el material superior como el inferior.
Se pueden emplear diversos dispositivos de aplicación, tanto estacionarios como móviles, en la deposición de los productos químicos. La distribución uniforme de la mezcla espumable sobre la superficie del material laminar puede ser lograda dispensando los productos químicos desde aplicadores que tienen uno o más cabezas de entrega. En una realización preferida, el aplicador 44 comprende una boquilla que está reciprocada transversalmente al substrato subyacente para suministrar una corriente de una mezcla 45 espumable líquida uniformemente a través de ella. El movimiento hacia atrás y hacia delante de la cabeza mezcladora y el aplicador es causado por un medio 46 reciprocante. En otra realización que implica la deposición de productos químicos de espuma, la cabeza 43 mezcladora deposita los productos químicos espumables mediante un aplicador capaz de depositar una banda ancha de espuma, siendo el aplicador oscilado ventajosamente una corta distancia de lado a lado.
Como se muestra en la Fig. 5, el inicio o extremo corriente arriba de la línea de producción incluye beneficiosamente una plataforma o lecho 47 con una parte superior lisa que se extiende desde corriente arriba del punto de deposición de la mezcla espumable hasta un punto corriente arriba de y adyacente al hueco 48 constreñidor entre los rodillos 49 y 50 paralelos estrechamente espaciados. La lámina inferior y cualquier hoja 36 continua reforzante asociada se mueven ventajosamente corriente abajo en un plano horizontal a lo largo de la superficie superior de la placa o lecho 47 posicionada como se ilustra en la Fig. 5. La placa o lecho 47 está montada de manera ajustable, de modo que puede ser inclinada desde la horizontal para elevar su borde transversal de corriente abajo (hueco 48 adyacente) por encima de su borde transversal de corriente arriba, y de este modo conseguir un control mejorado del banco químico de espuma.
Inmediatamente corriente abajo del punto de deposición de los productos químicos espumables, la lámina 34 superior de revestimiento es llevada al contacto con la superficie superior de los productos químicos. Como se ilustra en la Fig. 5, este contacto se efectúa adecuadamente haciendo pasar la lámina 34 superior alrededor del rodillo 49 y a través del hueco 48. En otra realización favorable de la invención, la mezcla espumable puede ser dispensada a través del aplicador 44 sobre la superficie expuesta de la lámina 34 mientras ésta última pasa alrededor del rodillo 49. En cualquier caso, entre los rodillos 49 y 50 las láminas superior e inferior de revestimiento son juntadas en oposición superficie a superficie en relación una con otra, con la mezcla espumable y cualquier hoja continua 36 reforzante interpuestas entre medias. Mientras las láminas de revestimiento son llevadas a una adyacencia estrechamente espaciada entre los rodillos 49 y 50, el constreñimiento en el hueco o espacio 48 causa que se acumule un banco rodante de mezcla espumable, por lo cual hay un sobrante o reserva de material disponible para pasar a través del hueco de los rodillos. Uno o ambos de los rodillos 49 y 50 son ventajosamente desplazables verticalmente para el control del grosor de los revestidores y la mezcla espumable que pasa a través del hueco.
El hueco 48 formado entre los rodillos 49 y 50 medidores es ajustable de manera precisa para asegurar el contacto de la mezcla espumable con las láminas de revestimiento y cualquier material reforzante y causar la distribución uniforme deseada de la mezcla, así como una medida uniforme de la cantidad retenida, mientras las láminas de revestimiento y el material reforzante opcional avanzan más allá de este punto. Para proporcionar este ajuste preciso del espacio o hueco, el rodillo 49 superior está montado preferiblemente sobre un soporte ajustable que permite variar la distancia entre sus ejes y el eje del rodillo 50 medidor inferior para que el hueco entre los rodillos pueda ser ajustado desde un espacio amplio hasta un valor casi nulo. Esta disposición proporciona un alto grado de control del grosor final en el panel de espuma resultante, dejándose expandir la mezcla espumable después de esto de manera sustancialmente libre para desarrollar su perfil de subida natural. Los rodillos medidores sirven así como medios para llevar las láminas 34, 35 de revestimiento a una conjunción espaciada, y para distribuir la mezcla 45 espumable entre ellas, así como medios para realizar una operación final de medida, suplementando la medida aproximada inicial proporcionada por el aplicador 44.
Los productos de espuma de la invención pueden contener diversos materiales de refuerzo, tales como la hoja continua 36 mostrada en la Fig. 5. Se puede usar una o más de las hojas continuas reforzantes. La(s) hoja(s) 
\hbox{reforzante(s)}
puede(n) ser introducida(s) por debajo de los productos químicos espumables, como en la Fig. 5, por encima de los productos químicos, o tanto por debajo como por encima de ellos. Un refuerzo fibroso, especialmente fibras de fibra de vidrio, constituye un material de hoja continua preferido. Por ejemplo, en una realización preferida la hoja continua reforzante será el tipo de alfombrilla de vidrio expandible usada en la producción del laminado estructural de la patente de EE.UU. Nº 4.028.158, es decir, una fina alfombrilla de fibras de vidrio largas, generalmente rectas. Siguiendo generalmente el método de refuerzo de espuma descrito en el Ejemplo 1 de la patente de EE.UU. Nº 4.028.158 y utilizando una mezcla formadora de espuma que tiene la consistencia de la mezcla espumable líquida de este ejemplo, la alfombrilla de vidrio llega a distribuirse dentro del núcleo de espuma. De acuerdo con esta realización, una fina alfombrilla 36 de fibras de vidrio se alimenta desde el rodillo 40 hacia el hueco entre los dos rodillos 49 y 50 medidores rotatorios. En virtud de la rotación de los rodillos 41 y 42 estiradores, la alfombrilla 36 reforzante es estirada desde su rodillo, a través del hueco de los rodillos medidores y corriente abajo para formar un material de refuerzo expandido en el laminado estructural resultante.
Cuando la mezcla formadora de espuma depositada en el sustrato subyacente durante el proceso está en la forma de una espuma, una hoja continua reforzante incluida, tal como la fina alfombrilla de vidrio de la patente de EE.UU. Nº 4.028.158, será empujada bajo la influencia de la espuma en expansión hasta una posición adyacente e interior a su lámina de revestimiento asociada. De esta manera, se puede poner una(s) hoja(s) continua(s) reforzante(s) interiormente a la lámina de revestimiento inferior o superior o a ambas, como se describe en la patente de EE.UU. Nº 4.572.865, la descripción de cuya patente con respecto a tales laminados estructurales reforzados se incorpora por la presente memoria por referencia. Otro material de refuerzo que se puede incorporar en las espumas de la invención es la hoja continua o malla fibrosa penetrable descrita en la solicitud de patente de EE.UU. con número de serie 08/801.074, presentada el 14 de febrero de 1997. El producto de espuma puede ser reforzado por una hoja u hojas continuas de un tipo o por una combinación de tipos.
Después de pasar entre el hueco de los dos rodillos 49 y 50, el material compuesto revestido pasa hacia la estufa 51 y sigue a lo largo de la línea de producción que se extiende generalmente en horizontal, como se muestra en la Fig. 5. La estufa 51 proporciona una zona de expansión para la mezcla formadora de espuma. Variando la temperatura del aire caliente de los conductos 52 y 53 de ventilación, la temperatura dentro de la estufa 51 se mantiene dentro de los límites deseados de 37,8 a 113,3ºC (100ºF a 300ºF), y preferiblemente 79,4ºC a 121,1ºC (175ºF a 250ºF). La espuma, bajo la influencia del calor añadido a la estufa, se cura para formar el plástico 54 de espuma revestida. Después, el producto 54 abandona la estufa 51, pasa entre los rodillos 41 y 42 estiradores, y es cortado en trozos finitos por medios 55a y 55b de corte transversal y longitudinal, formando de este modo paneles 56 discretos del producto.
La presente invención es ilustrada adicionalmente por el siguiente ejemplo, en el que todas las partes y porcentajes son en peso a menos que se indique de otro modo.
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Ejemplo
Este ejemplo ilustra, por referencia a la Fig. 5 de los dibujos, la producción de paneles de espuma aislantes revestidos por el procedimiento de libre subida de la invención.
A. Formulación de isocianurato usada en la preparación del núcleo de espuma de paneles aislantes
La siguiente formulación de isocianurato se usó en la preparación del núcleo de espuma de los paneles aislantes.
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1 
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B. Producción y propiedades de los paneles aislantes
La Tabla I a continuación muestra, para la producción de cada uno de los paneles A a C, la composición de los revestidores superior e inferior usados y el peso de vidrio usado adicionalmente en el caso del panel C. Como se muestra en la Fig. 5, los revestidores 34 y 35 superior e inferior fueron alimentados desde los rodillos 38 y 39 hacia el hueco de los rodillos 49 y 50 medidores. Los revestidores fueron estirados a lo largo de la línea de producción por los rodillos 41, 42 estiradores. La lámina 34 de revestimiento superior se hizo pasar alrededor del rodillo 49 medidor superior, y la lámina 35 de revestimiento inferior se hizo pasar hacia el hueco 48 entre los rodillos medidores.
Los revestidores 34 superiores para cada uno de los paneles A a C era un trilaminado cuya capa superior en el proceso de producción era una película de poliéster para quedar expuesta en el producto final. El revestidor 35 inferior para cada uno de los paneles A a C era también un trilaminado cuya capa superior en el proceso de producción era una película de poliéster para quedar posicionada contigua al núcleo de espuma y no expuesta en el producto final. La cabeza 43 mezcladora reciprocante depositó la mezcla formadora de espuma sobre el revestidor inferior en el caso de todos los paneles excepto para el panel C, en cuya producción una fina y expandible alfombrilla 36 de fibras de vidrio dispuestas en capas fue alimentada por encima del revestidor inferior, como se muestra en la Fig. 5 y se describe en la patente de EE.UU. Nº 4.028.158.
Después de ser profusamente mezclada en la cabeza 43 mezcladora, los ingredientes formadores de espuma mencionados anteriormente fueron descargados justo corriente arriba del hueco 48 de los rodillos medidores a través del tubo 44 sobre el revestimiento 35 inferior o la alfombrilla 36, y después el material compuesto se hizo pasar a través del hueco hacia la estufa 51. La distancia entre los rodillos 49 y 50 fue prefijada para producir paneles que tenían el grosor medio enumerado en la Tabla I. La estufa 51 fue calentada para proporcionar una zona por encima del conducto 52 de ventilación a una temperatura de aproximadamente 87,8ºC (190ºF), y una zona por encima del conducto 53 de ventilación a aproximadamente 98,9ºC (210ºF). En la estufa, la mezcla formadora de espuma se expande hasta un grosor sustancialmente uniforme. En el caso del panel de espuma C, las capas fibrosas de la alfombrilla 36 se expandieron con la espuma. Después de abandonar la estufa, el producto se cortó en paneles discretos.
Diversas propiedades de cada uno de los paneles de espuma aislantes revestidos resultantes A a C se presentan en la Tabla II a continuación. Los resultados de la Tabla II revelan que los laminados de la invención poseen una combinación de propiedades deseables, que incluyen una tenacidad y resistencia a la punción superiores.
TABLA I Revestidores laminados de paneles aislantes de espuma 
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2 
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1. Trilaminado revestido = película de PET de calibre 92 tratada por corona en las dos caras, revestida con tinta negra; adhesivo de caseína/látex SBR; kraft natural de 13,61 kg (30 lb); adhesivo de caseína/látex SBR; papel de aluminio blando de 0,0064-0,0076 mm (,00025'' - ,0003''); recubrimiento sellador de epoxi o acrílico (materiales enumerados en secuencia desde la cara expuesta del revestidor hacia el núcleo de espuma).
2. Trilaminado invertido = recubrimiento sellador de epoxi o acrílico, papel de aluminio blando de 0,0064-0,0076 mm (,00025'' - ,0003''), adhesivo de caseína/látex SBR; kraft natural de 13,61 kg (30 lb); adhesivo de caseína/látex SBR; película de PET transparente de calibre 48 tratada por corona en una cara (materiales enumerados en secuencia desde la cara expuesta del revestidor hacia el núcleo de espuma).
3. Trilaminado invertido = recubrimiento sellador de epoxi o acrílico; papel de aluminio blando de 0,0064-0,0076 mm (.00025'' - .0003''); adhesivo de caseína/látex SBR; kraft natural de 11,34 kg (25 lb); adhesivo de caseína/látex SBR; película de PET transparente de calibre 48 tratada por corona en una cara (materiales enumerados en secuencia desde la cara expuesta del revestidor hacia el núcleo de espuma).
4. Vidrio = alfombrilla de fibra de vidrio en hebras continuas que pesa 2 g/ft^{2}.
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(Tabla pasa a página siguiente)
TABLA II Propiedades de los paneles aislantes de espuma
3
4

Claims (20)

1. Un método para producir de manera continua un panel aislante, que comprende un núcleo de espuma plástica rígida que tiene dos superficies principales y un material de revestimiento en al menos una de las superficies principales, comprendiendo el método:
(a)
transportar un primer material de revestimiento a lo largo de una línea de producción para su unión a una superficie principal del núcleo,
(b)
aplicar una mezcla formadora de espuma para formar una espuma polimérica rígida seleccionada del grupo de espumas de poliuretano y poliisocianurato al primer material de revestimiento para formar un material compuesto con un solo revestimiento,
(c)
transportar opcionalmente un segundo material de revestimiento a lo largo de la línea para su aplicación a la mezcla formadora de espuma y su unión a una superficie principal del núcleo para formar un material compuesto doblemente revestido, en donde cualquiera o ambos del primer material de revestimiento y el segundo material de revestimiento comprenden un laminado de una capa laminar metálica con una capa polimérica tenaz que comprende un polímero compuesto de grupos poliéster como unidades principales o recurrentes o una mezcla polimérica que comprende un polímero que contiene grupos poliéster, estando el primer y/o segundo materiales de revestimiento posicionados en la línea de producción de tal modo que al menos una capa polimérica tenaz se enfrenta al exterior del material compuesto simple o doblemente revestido, y
(d)
espumar y curar la mezcla formadora de espuma revestida para producir un panel aislante.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa o capas poliméricas tenaces contienen independientemente al menos un aditivo seleccionado del grupo consistente en cargas, estabilizadores frente al calor, antioxidantes, repelentes del agua, estabilizadores frente a la luz UV, retardantes de fuego, modificadores del impacto, auxiliares de proceso, lubricantes, pigmentos y otros colorantes.
3. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa o capas poliméricas comprenden poli(tereftalato de etileno) biaxialmente orientado, preferiblemente poli(tereftalato de etileno) biaxialmente orientado y tratado por corona.
4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se deposita un metal en al menos una capa polimérica tenaz.
5. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que tanto el primer material de revestimiento como el segundo material de revestimiento son transportados a lo largo de la línea de producción, estando el primer material de revestimiento posicionado por debajo de la mezcla formadora de espuma depositada, y estando el segundo material de revestimiento posicionado por encima de la mezcla.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que al menos una hoja continua de material reforzante continuamente en movimiento es suministrada entre el primer y segundo materiales de revestimiento.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 5 ó la reivindicación 6, en el que el primer y segundo materiales de revestimiento comprenden independientemente un bilaminado o un trilaminado.
8. Un método de acuerdo con la reivindicación 5 ó la reivindicación 6, en el que cada uno del primer y segundo materiales de revestimiento comprenden un trilaminado.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 5 ó la reivindicación 6, en el que el primer material de revestimiento comprende un trilaminado que tiene una capa inferior que comprende la capa polimérica tenaz, una capa intermedia de papel kraft y una capa superior de papel de aluminio, y el segundo material de revestimiento comprende un trilaminado que tiene una capa inferior de papel de aluminio, una capa intermedia de papel kraft y una capa superior que comprende la capa polimérica tenaz.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación 5 ó la reivindicación 6, en el que cada uno del primer y segundo materiales de revestimiento comprenden un trilaminado que tiene una capa inferior de papel de aluminio, una capa intermedia de papel kraft y una capa superior que comprende la capa polimérica tenaz.
11. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa polimérica tenaz o laminado de la misma proporciona una dureza al panel aislante, medida por el Ensayo de Bola de Janka sobre la cara o caras del panel revestido por la capa polimérica tenaz o laminado de la misma, de al menos 4,54 kg (10 lb).
12. Un laminado estructural térmicamente aislante, que comprende un núcleo de espuma plástica rígida, dicha espuma seleccionada entre espumas de poliuretano y poliisocianurato que tienen dos superficies principales, estando al menos una de las superficies principales de la espuma unida a un material de revestimiento que comprende un material compuesto revestidor que contiene una capa laminar metálica con una capa polimérica tenaz que comprende un polímero compuesto de grupos poliéster como unidades principales o recurrentes o una mezcla polimérica que comprende un polímero que contiene grupos poliéster, estando la capa polimérica tenaz de al menos un material compuesto revestidor posicionada en la superficie exterior del material compuesto revestidor.
13. Un laminado estructural de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la espuma plástica rígida está reforzada por fibras de vidrio.
14. Un laminado estructural de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13, en el que está depositado un metal sobre la capa polimérica tenaz.
15. Un laminado estructural de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, en el que la capa polimérica tenaz comprende poli(tereftalato de etileno) biaxialmente orientado, preferiblemente poli(tereftalato de etileno) biaxialmente orientado y tratado por corona.
16. Un laminado estructural de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, en el que la capa polimérica tenaz o material compuesto revestidor proporciona una dureza al laminado estructural, medida por el Ensayo de Bola de Janka sobre la cara o caras del laminado estructural revestido por la capa polimérica tenaz o el material compuesto revestidor de al menos 4,54 kg (10 lb).
17. Un laminado estructural térmicamente aislante, que comprende un núcleo de espuma plástica rígida, dicha espuma seleccionada entre espumas de poliuretano y poliisocianurato que tienen dos superficies principales, estando una superficie principal unida a un primer material de revestimiento y estando la otra superficie principal unida a un segundo material de revestimiento, comprendiendo independientemente el primer y segundo materiales de revestimiento un material compuesto revestidor de una capa laminar metálica con una capa polimérica tenaz que comprende un polímero compuesto de grupos poliéster como unidades principales o recurrentes o una mezcla polimérica que contiene un polímero que contiene grupos poliéster, estando la capa polimérica tenaz de al menos un material compuesto revestidor posicionada en la superficie exterior del material compuesto revestidor.
18. Un laminado estructural de acuerdo con la reivindicación 17, en el que cada uno del primer y segundo materiales de revestimiento es de capas múltiples.
19. Un laminado estructural de acuerdo con la reivindicación 17 ó 18, en el que cada uno del primer y segundo materiales de revestimiento comprende un trilaminado, teniendo cada trilaminado capas interior y exterior y una capa intermedia de papel kraft, teniendo un trilaminado una capa interior de papel de aluminio y una capa exterior que comprende la capa polimérica tenaz y teniendo el otro trilaminado capas interior y exterior que comprenden independientemente bien papel de aluminio o bien la capa polimérica tenaz.
20. Un laminado estructural de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que la capa polimérica tenaz o material compuesto revestidor suyo proporciona una dureza al laminado estructural, medida por el Ensayo de Bola de Janka en cada cara del laminado estructural, de al menos 4,54 kg (10 lb).
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