Recubrimiento con espumas inorgánicas para el aislamiento térmico de aparatos.

Procedimiento para la fabricación de un aparato aislado térmicamente de forma permanente,

que comprende lasetapas:

(i) aplicación de una o varias materias primas de vidrio y de uno o varios agentes propulsores y de uno o variosaditivos secos o húmedos sobre el aparato a aislar,

(ii) secado del aparato a aislar en el caso de una aplicación húmeda,

(iii) calentamiento del aparato recubierto a una temperatura que está en o por encima de la temperatura detransformación del vidrio Tg, en el que el agente propulsor libera gases a o por encima de la temperatura Tg y, por lotanto, la conversión térmica de la materia prima de vidrio con agente(s) propulsor(es) y aditivo(s) en una estructurade espuma inorgánica y refrigeración siguiente,

con el resultado de que el recubrimiento de espuma generado presenta una resistencia adhesiva de al menos 0,2N/cm2,

en el que como agente propulsor se utiliza una resina de silicona o una fase previa oligómera / monómera de lamisma, y en el que el recubrimiento de espuma se genera en una densidad de 1 a 30 mm, con preferencia de 2 a 15mm, de manera especialmente preferida de 3 a 10 mm.

Recubrimiento con espumas inorgánicas para el aislamiento térmico de aparatos

La invención se refiere a un procedimiento para aislar componentes, aparatos, máquinas, instalaciones y partes de aparatos solicitados técnicamente a calor de una manera económica y ecológica frente a la transmisión de calor. El presente invención se refiere también a componentes, aparatos, máquinas, instalaciones y partes de aparatos aislados de esta manera, en particular partes de un automóvil cargadas con temperatura, electrodomésticos grandes y pequeños y sus accesorios, en particular hornos, muflas de hornos de cocción, cajas de cocción, divisores de cámaras de cocción, cubetas y puestos de cocción similares, tostadores, freidoras, calefacciones que, en virtud de las temperaturas que se producen, excluyen un aislamiento con plásticos. Pero, en principio, de acuerdo con la invención, se pueden aislar térmicamente cuerpos discrecionales o las partes de automóviles cargadas con temperatura ya mencionadas.

Se conocen espumas inorgánicas, como también espumas a base de vidrio, a partir del estado de la técnica y se utilizan para el aislamiento térmico. El vidrio es, en principio, mal conductor de calor y se refuerza todavía en su efecto de aislamiento a través de la incorporación de poros rellenos de gas, especialmente cerrados. Así, por ejemplo, se conocen diferentes métodos y materiales, que se utilizan actualmente para aislar componentes y aparatos solicitados térmicamente como muflas de hornos de cocción. Por ejemplo, el documento DE-A 42 15 468 describe un cuerpo de espuma compuesta poco flexible, resistencia a la tracción por flexión, fabricado a partir de una sustancia calorífuga inorgánica u orgánica, a través de su espumación con una suspensión de silicato potásico alcalino, sustancias de relleno minerales y un agente propulsor. La sustancia calorífuga inorgánica u orgánica puede ser, por ejemplo, fibras de vidrio, fibras de silicato de aluminio o vidrio espumoso o bien espuma de poliuretano.

Una alternativa son los cuerpos moldeados de vidrio inflado aislantes de calor, como se describen en el documento DE-A 198 08 115. Estos cuerpos moldeados están constituidos por granulado de vidrio inflado de poros abiertos (celdas abiertas) ligados. Baldosas y azulejos aislantes del calor se describen en el documento EP-A- 0 305 193. Un mineral vidrioso y un agente propulsor se funden en forma de un azulejo/baldosa. Este azulejo/baldosa posee después del tratamiento térmico una estructura de poros cerrados y se puede utilizar para el aislamiento térmico.

El documento DE-A 29 48 778 describe un procedimiento para la fabricación de una lámina metálica recubierta con espuma de vidrio. En este caso, se aplica una materia prima de vidrio (silicato potásico) con un agente propulsor (agua) y aditivos sobre el componente. A continuación se convierte la materia prima de vidrio en espuma por medio de calentamiento. El componente aislado térmicamente encuentra aplicación en la mufla de un horno de cocción de asar.

En la base de datos WPI Section Ch, Derwent Publications Ltd., Londres, GB; Clase J09, AN1973-20850U XP002223180 & JP-B 48 010610 se publica un componente para la utilización en paredes y techos de hornos o de recipientes de reacción, que comprende un recubrimiento de espuma inorgánica sobre un sustrato. El componente se fabrica por medio de un procedimiento, en el que se aplica una solución de materia prima de vidrio con un agente propulsor y un aditivo sobre una superficie caliente, con lo que se forma un recubrimiento de espuma.

El documento DE-A 36 03 968 muestra un azulejo cerámico, que está recubierto con una masa de aislamiento de vidrio espumoso. Para la generación del componente recubierto se aplica una mezcla de materias primas de vidrio junto con agentes de espumación y, dado el caso, sustancias de relleno sobre el azulejo. La pieza de trabajo se calienta a 800ºC y se enfría de nuevo, observando la formación de una estructura de poros distribuida de una manera uniforme, y se obtiene una buena adhesión del vidrio espumoso en el lado trasero del azulejo.

En Patent Abstracts de Japón, Vol. 1998, Nº 14, 31 de Diciembre de 1998 () & JP-A 10 254270 se publica una pieza de horno, que presenta una capa de protección de vidrio espumoso.

El documento AT-E 24 600 describe hornos de cocción, que son delimitados por muflas, cuyas paredes laterales están cubiertas con un material de aislamiento térmico. Este material de aislamiento térmico representa el núcleo del chasis del horno de cocción y participa en la formación de una estructura, que representa al menos en parte las paredes exteriores del horno de cocción. En este caso, el núcleo del chasis está conectado fijamente a través de fundición del material de aislamiento térmico con las paredes laterales de la mufla o con una capa de aislamiento primario.

El material de aislamiento térmico puede estar presente de acuerdo con una forma de realización en forma de espuma, pudiendo estar constituida la espuma de resinas orgánicas o también a base de materiales minerales expandidos. Se puede obtener a través de fundición o fundición por inyección de una espuma, que tiene propiedades térmicas y mecánicas apropiadas.

Una segunda forma de realización de la invención descrita descrie una mufla de horno de cocción, cuyas paredes laterales están cubiertas con un aislamiento primario, que puede presentar varias capas. Ejemplos de tales capas son acolchados a base de fibras minerales, (SiO2-arcilla de aluminio) , que se puede aplicar a través de formación de copos o se puede fabricar en placas. De manera alternativa, el aislamiento primario puede estar constituido también a partir de materiales en forma de polvo, que están comprimidos y se retienen a través de envolturas textiles, a partir de espumas minerales, granulados de micas expandidas y otros granulados.

En los aislamientos, como se describen en el documento AT-E- 24 600, es un inconveniente que o bien no tienen una estabilidad térmica suficientemente alta (por ejemplo, resinas orgánicas) o son retenidos, por ejemplo, por medio de envolturas textiles (materiales en polvo) , de manera que las envolturas textiles no presentan de nuevo una estabilidad térmica suficiente. Otro inconveniente consiste en que el aislamiento primario no tiene una adhesión fija y directa sobre la mufla. Por lo tanto, se propone la envoltura textil. No se describen alternativas para la fijación, por ejemplo, del material expandido sobre la superficie a aislar.

De nuevo se describe otra posibilidad para ollas de cocción (DE-A 100 19 968) . Éstas se configuran de doble pared, y el espacio intermedio presenta, por una parte, una presión negativa, pero, por otra parte, está relleno con un material de poros finos aislante de calor (granulado de vidrio espumoso, ácido silícico o bien una mezcla de los dos) . En este caso, se trata de un montón / prensado de los granulados, que tiene como consecuencia siempre una porosidad abierta y, por lo tanto, es perjudicial para una alta resistencia a la transmisión de calor.

Partiendo de aquí, todas estas posibilidades del aislamiento inorgánico se caracterizan porque carecen de flexibilidad, que sería necesaria para adaptarlo al componente, aparato, máquina, instalación o parte de aparato que debe aislarse, especialmente en aquellos casos, en los que el componente, etc. presenta formas voluminosas, abombamientos, nervios, nervaduras y/o piezas sobresalientes (como por ejemplo una mufla de horno de cocción) o en el caso de espumas fundidas (por ejemplo, granulado de vidrio espumoso) , cuando debido a la porción de aglutinante falta un buen aislamiento térmico. Tampoco las esteras de fibras inorgánicas, que se colocan de manera flexible alrededor del componente, están en condiciones de adaptarse de forma ideal. Además, tampoco en el caso de utilización de esteras, están protegidas las partes sobresalientes, que pueden servir como puente de calor.

Por lo tanto, tampoco es ideal una técnica de cubiertas con materiales inorgánicos rígidos. Los componentes y las cubiertas poseen tolerancias de fabricación. Por lo tanto, entre otras cosas, debido a las tolerancias aparecen intersticios de aire, que pueden perjudicar en una medida considerable el aislamiento. Además, una técnica de cubiertas no es rentable debido a la pluralidad de tipos de aparatos.

Si en este caso se trata de un componente, aparato, parte de aparato, de una máquina o de una instalación, que no están expuestos... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la fabricación de un aparato aislado térmicamente de forma permanente, que comprende las etapas:

(i) aplicación de una o varias materias primas de vidrio y de uno o varios agentes propulsores y de uno o varios aditivos secos o húmedos sobre el aparato a aislar,

(ii) secado del aparato a aislar en el caso de una aplicación húmeda,

(iii) calentamiento del aparato recubierto a una temperatura que está en o por encima de la temperatura de transformación del vidrio Tg, en el que el agente propulsor libera gases a o por encima de la temperatura Tg y, por lo tanto, la conversión térmica de la materia prima de vidrio con agente (s) propulsor (es) y aditivo (s) en una estructura de espuma inorgánica y refrigeración siguiente,

con el resultado de que el recubrimiento de espuma generado presenta una resistencia adhesiva de al menos 0, 2 N/cm2,

en el que como agente propulsor se utiliza una resina de silicona o una fase previa oligómera / monómera de la misma, y en el que el recubrimiento de espuma se genera en una densidad de 1 a 30 mm, con preferencia de 2 a 15 mm, de manera especialmente preferida de 3 a 10 mm.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la resina de silicona es dispersable en agua.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la fase previa oligómera / monómera de la resina de silicona es un silano con al menos un enlace Si-C, que se desintegra a temperaturas en torno a Tg, de manera especialmente preferida a 400ºC a 600ºC.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los poros están cerrados y porque en ellos predomina una presión negativa.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el / los aditivo (s) es (son) medio (s) para la reflexión o absorción de IR.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como sustrato se utiliza metal, especialmente acero; vidrio, vitrocerámica o cerámica.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que se utiliza radiación infrarroja para la cocción / formación de espuma.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aparato es un objeto que debe aislarse térmicamente frente a su entorno, para reducir de esta manera la necesidad de energía, que se necesita para el calentamiento / caldeo, el mantenimiento caliente o la refrigeración del aparato, en el que el aparato es una pieza de un automóvil cargada con temperatura, un electrodoméstico grande o pequeño o sus accesorios, que son accionados a una temperatura de funcionamiento diferente de la temperatura ambiente, con preferencia por encima de 150ºC.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el aparato es un horno, un mufla de horno de cocción, una caja de cocción, un divisor de las cámaras de cocción, una cubeta o un puesto de cocción similar, una calefacción, que excluye un aislamiento con plásticos en virtud de las temperaturas que se producen, una freidora o un tostador.

10. Aparato aislado térmicamente de forma permanente, cuyo aislamiento presenta un recubrimiento de espuma inorgánica continua y uniforme con poros, que se adhiere con al menos 0, 2 N/cm2 sobre la superficie del aparato, y que presenta un espesor de 1 a 30 mm, con preferencia de 2 a 15 mm, de manera especialmente preferida de 3 a 10 mm.

11. Aparato de acuerdo con la reivindicación 10, en el que los poros son de celda cerrada al menos hasta el 50 %, con preferencia son de celdas cerradas hasta el 75 % y presentan una presión negativa.

12. Aparato de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en el que el recubrimiento de espuma presenta un aditivo / agente para la reflexión o absorción de IR.

13. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, en el que el sustrato es metal, especialmente acero; vidrio, vitrocerámica o cerámica.

14. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, en el que el aparato es una parte de un automóvil cargada con temperatura, un electrodoméstico grande o pequeño o sus accesorios, que son accionados a una temperatura diferente de la temperatura ambiente, con preferencia por encima de 150ºC.

15. Aparato de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el aparato es un horno, un mufla de horno de cocción, una caja de cocción, un divisor de las cámaras de cocción, una cubeta o un puesto de cocción similar, una calefacción, que excluye un aislamiento con plásticos en virtud de las temperaturas que se producen, una freidora o un tostador.