Fijación de paneles de aislamiento bajo vacío en dispositivos de refrigeración.

Uso de un sistema de reacción de espuma de poliuretano (PUR) que contiene

a) poliisocianatos orgánicos y/u orgánicos modificados con

b) al menos un compuesto de peso molecular superior con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato y dado el caso

c) agentes de alargamiento de cadena y/o agentes de reticulación de bajo peso molecular en presencia de

d) agentes expansores,

e) catalizadores,

f) estabilizadores de espuma y dado el caso

g) otros coadyuvantes y/o aditivos,

en el que los componentes a) a g) se seleccionan de modo que se obtiene una espuma de poliuretano de célula cerrada con una densidad aparente de espuma libre de 50 a 1100 g/l y una resistencia a la presión superior a 15 kPa de acuerdo con la norma DIN 53421 y están excluidas espumas integrales duras,

para la fijación por la superficie de paneles de aislamiento bajo vacío (VIP) sobre el lado interno de una pared externa de un dispositivo de refrigeración y/o sobre el lado externo de una pared del receptáculo interno de un dispositivo de refrigeración.

Fijación de paneles de aislamiento bajo vacío en dispositivos de refrigeración

La invención se refiere al uso de un sistema de reacción de espuma de poliuretano (PUR) específico para la fijación por la superficie de paneles de aislamiento bajo vacío (VIP) en una pared de un dispositivo de refrigeración así como a un procedimiento para la fabricación de cuerpos de material compuesto que contienen una pared de un dispositivo de refrigeración, una capa de espuma de PUR y al menos un VIP.

Las unidades de aislamiento bajo vacío, también designadas como paneles de aislamiento bajo vacío, se usan cada vez más para el aislamiento térmico. Se usan entre otras cosas para carcasas de aparatos de refrigeración, recipientes para vehículos refrigerados, neveras portátiles, células frigoríficas o tubos de calor para calefacción. Debido a su conductividad térmica más baja, éstas ofrecen ventajas con respecto a aislantes habituales. Así, el potencial de ahorro de energía con respecto a espumas duras de poliuretano de célula cerrada se encuentra habitualmente en aproximadamente del 2 % al 3 %.

Tales unidades de aislamiento bajo vacío están compuestas por regla general de un material de núcleo de aislamiento térmico, por ejemplo espuma dura de poliuretano (PUR) de célula abierta, espuma de poliestireno extruida de célula abierta, geles de sílice, fibras de vidrio, cargas de plástico, material molido prensado de espuma dura o espuma semidura de PUR, perlita que se envasa en una lámina hermética a gases, se evacúa y se plastifica de manera hermética al aire. El vacío debía ser inferior a 1 kPa. Con este vacío puede conseguirse una conductividad térmica de los paneles, dependiendo de la estructura y del tamaño de poro del material de núcleo, inferior a 1 mW/mK.

Para el aislamiento térmico se introducen los paneles de aislamiento bajo vacío habitualmente en el módulo que va a aislarse y allí se fijan. Los módulos descritos anteriormente para el aislamiento térmico están constituidos en la mayoría de los casos por dos capas compactas, preferentemente chapas metálicas o plásticos, tales como poliestireno.

En la fabricación de frigoríficos se Inyecta la mezcla de reacción de espuma dura de PUR líquida en una cavidad, que está constituida generalmente por paredes externas de metal, una pared trasera de plástico o de un material compuesto de múltiples capas a base de cartón así como una carcasa interna de plástico (revestimiento interior). Los VIP deben fijarse antes de la introducción de la mezcla de reacción para impedir un movimiento no controlado de los elementos durante la formación de espuma en la cavidad. Un procedimiento habitual para la fijación lo representa el uso de una cinta adhesiva de doble lado, adhiriéndose los VIP o bien al lado interno de la chapa externa (documento JP 25-76966) o también al revestimiento interior (documento EP-A-434225). Si el VIP se ha fijado al lado interno de las paredes externas de metal, durante la formación de espuma de la cavidad se hace fluir alrededor la mezcla de reacción de espuma dura de PUR que reacciona. Mediante el calor de reacción producido de la mezcla de reacción de espuma dura de PUR se produce un fuerte calentamiento de la espuma en el aparato. Durante el enfriamiento posterior se produce, debido a los distintos coeficientes de extensión de VIP y espuma dura de PUR, una deformación indeseada de la carcasa. La distinta deformación resultante se vuelve perceptible sobre todo en las paredes laterales. Este es el caso en particular con el uso de superficies de acero inoxidable y el uso de una cinta adhesiva de doble lado para la fijación de VIP, dado que en este caso debido a la superficie brillante pueden distinguirse defectos especialmente bien y por motivos económicos se tiene como objetivo un espesor de metal delgado.

Los efectos negativos sobre la superficie pueden excluirse debido a que se usa una chapa gruesa adicional para la rigidez. Esta solución es cara y costosa, dado que no pueden producirse cavidades o similares durante la unión de las chapas. Además es desventajoso que aumente claramente el peso del aparato de refrigeración.

En el documento DE-A 199 48 361 se describe un procedimiento para la fijación de VIP en el revestimiento interno de la carcasa y de la puerta de un aparato de refrigeración mediante una capa intermedia de un material de aislamiento térmico. La capa intermedia puede ser una pieza moldeada o una espuma de aislamiento térmico no especificada en más detalle, que se aplica sobre el revestimiento interno en forma líquida y en este estado se coloca sobre esto el VIP. Se menciona que las espumas de aislamiento térmico son en general a base de poliuretano.

En el documento EP-A 822 379 se describe la fijación de VIP en placas rígidas mediante una mezcla de reacción de espuma dura de PUR usada en la construcción de muebles refrigeradores o preferentemente mediante una espuma de un solo componente de PUR, por ejemplo Assil® de la empresa Henkel. La placa rígida es por ejemplo una placa de metal o placa de plástico, preferentemente una caja metálica. De acuerdo con una forma de realización puede aplicarse la mezcla de reacción de espuma en primer lugar sobre la placa y puede introducirse el VIP en la mezcla de reacción aún líquida.

Las espumas de un solo componente de PUR (por ejemplo Assil® de la empresa Henkel) tienen habitualmente una densidad aparente libre entre 2 - 3 g/l y representan prepolímeros de isocianato que contienen agentes expansores físicos con presión. Estos sistemas tienen el inconveniente de que curan mediante la humedad del aire y requieren para ello varias horas. Un tiempo de curado largo de este tipo no es interesante por consideraciones económicas para una producción de frigoríficos, dado que en este caso habitualmente se realizan tiempos de ciclo

de pocos minutos.

Las mezclas de reacción de espuma de PUR habituales usadas en la construcción de muebles refrigeradores presentan en general densidades de espuma libre de 25 g/l a 45 g/l. En un ejemplo correspondiente (documento EP- A 822 379) se usa una mezcla de reacción de espuma de PUR que contiene ciclopentano de un poliéterpoliol (índice de OH 4) y un difenilmetanodiisocianato polimérico. De acuerdo con el ejemplo, la formulación no contiene ningún estabilizador de espuma. Es desventajoso que debido a ello la estructura de espuma no se conserva, sino que la espuma se colapsa a una densidad de aproximadamente 6 g/l (determinada conforme a la norma DIN EN ISO 845). Debido a la estructura de espuma de poro abierto y de célula extremadamente gruesa se obtiene tras la adhesión del VIP una superficie de espuma que está caracterizada por grandes desniveles, las denominadas cavidades. Estas cavidades se perfilan mediante la pared externa de metal delgada claramente hacia fuera y reducen por consiguiente la calidad de la superficie.

Para garantizar una buena distribución por la superficie de la mezcla de reacción de espuma de PUR sobre una pared del aparato o por debajo del VIP, ha de introducirse la mezcla de reacción en una determinada densidad por unidad de superficie mínima (g/m2). En los sistemas convencionales con densidades de 25 g/l a 45 g/l pueden conseguirse densidades por unidad de superficie suficientes sólo cuando se manejan altas compactaciones (compactación = densidad de la pieza moldeada espumada/densidad aparente libre). El uso de altas compactaciones significa sin embargo que han de usarse moldes cerrados. En la práctica debería usarse entonces para cada tipo de dispositivo de refrigeración otro molde cerrado adaptado. Esto conduce a altos costes en la producción. Adicionalmente pueden realizarse altas compactaciones, aproximadamente > 3, difícilmente de manera técnica, dado que el rebosamiento del molde de la espuma de PUR formada se convierte en problema.

En el documento WO 25/2665 se describen cuerpos moldeados de poliuretano compacto duro o una espuma dura de poliuretano con revestimiento externo compacto y núcleo celular (= espuma integral dura de poliuretano) que contiene al menos un panel de aislamiento bajo vacío que se usa para la fabricación de dispositivos de refrigeración. El VIP se Introduce en un molde, en el que se coloca el VIP, que se llena entonces con la mezcla de reacción para la espuma de PUR. El molde se cierra y tras el curado de la espuma de PUR se saca el cuerpo moldeado. Las piezas moldeadas son autoportantes, de modo que no es necesario un alojamiento en la carcasa de metal o de plástico, tal como en los recipientes de refrigeración habituales. Uno de los lados del cuerpo moldeado puede ser sin embargo una capa de metal o plástico, Introduciéndose esta capa conjuntamente en el molde.

La densidad de espuma libre... [Seguir leyendo]

1. Uso de un sistema de reacción de espuma de poliuretano (PUR) que contiene

a) poliisocianatos orgánicos y/u orgánicos modificados con

b) al menos un compuesto de peso molecular superior con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos ¡socianato y dado el caso

c) agentes de alargamiento de cadena y/o agentes de reticulación de bajo peso molecular en presencia de

d) agentes expansores,

e) catalizadores,

f) estabilizadores de espuma y dado el caso

g) otros coadyuvantes y/o aditivos,

en el que los componentes a) a g) se seleccionan de modo que se obtiene una espuma de poliuretano de célula cerrada con una densidad aparente de espuma libre de 5 a 11 g/l y una resistencia a la presión superior a 15 kPa de acuerdo con la norma DIN 53421 y están excluidas espumas integrales duras,

para la fijación por la superficie de paneles de aislamiento bajo vacío (VIP) sobre el lado Interno de una pared externa de un dispositivo de refrigeración y/o sobre el lado externo de una pared del receptáculo Interno de un dispositivo de refrigeración.

2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado por que se usa agua como único agente expansor d).

3. Uso según la reivindicación 2, caracterizado por que el contenido de agua, con respecto a los componentes b) a g), asciende a del ,5 al 3 % en peso.

4. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la densidad aparente de espuma libre de la espuma de poliuretano asciende a de 55 a 5 g/l.

5. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la densidad aparente de espuma libre de la espuma de poliuretano asciende a de 6 a 2 g/l.

6. Procedimiento para la fabricación de cuerpos de material compuesto que contienen una pared de un dispositivo de refrigeración, una capa de espuma de PU y al menos un VIP, que comprende las siguientes etapas:

1) colocar una pared externa o una pared del receptáculo interno de un dispositivo de refrigeración sobre el límite plano inferior de un dispositivo de sujeción, en el que la distancia entre el límite inferior y el límite superior puede

variarse,

2) aplicar por toda la superficie o por la parte de la superficie un sistema de reacción de espuma de PU líquido, que contiene

a) poliisocianatos orgánicos y/u orgánicos modificados con

b) al menos un compuesto de peso molecular superior con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato y dado el caso

c) agentes de alargamiento de cadena y/o agentes de reticulación de bajo peso molecular, en presencia de

d) agentes expansores

e) catalizadores,

f) estabilizadores de espuma y dado el caso

g) otros coadyuvantes y/o aditivos,

en el que los componentes a) a g) se seleccionan de modo que se obtiene una espuma de poliuretano con una densidad de espuma libre de 5 a 11 g/l y una resistencia a la presión superior a 15 kPa de acuerdo con la norma DIN 53421 y están excluidas espumas integrales duras;

sobre el lado interno de la pared externa del dispositivo de refrigeración o el lado externo de una pared del receptáculo interno del dispositivo de refrigeración en una densidad por unidad de superficie de 3 - 96 g/m2;

3) colocar al menos un panel de aislamiento bajo vacío (VIP) sobre la mezcla de reacción de espuma de PU líquida,

4) cerrar el dispositivo de sujeción y

5) sacar el cuerpo de material compuesto del dispositivo de sujeción tras curado suficiente de la mezcla de reacción de espuma de PU.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que el dispositivo de sujeción es una prensa.

8. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado por que se usa agua como único agente expansor d).

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que el contenido de agua, con respecto a los componentes b) a g) asciende a del ,5 al 3 % en peso.

1. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por que la densidad aparente de espuma libre de la espuma de poliuretano asciende a de 55 a 5 g/l.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 1, caracterizado por que la densidad aparente de espuma libre de la espuma de poliuretano asciende a de 6 a 2 g/l.