Aislamiento de celulosa: propiedades técnicas, métodos de aplicación. Aislamiento de paredes, techos, suelos. El uso de celulosa (lana ecológica) para el aislamiento de envolventes de edificios residenciales. Aislamiento de paredes con aislamiento de celulosa.

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• Etapas de construcción
• Materiales
• Medios de comunicación
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lana ecológica(aislamiento de celulosa)- aislamiento a base de celulosa reciclada (residuos de periódicos). Composición de lana ecológica: celulosa - 81%, ácido bórico(retardante de fuego) - 12%, bórax (antiséptico) - 7%. La lignina (resina natural), que se encuentra en las fibras de celulosa bajo la influencia de la humedad, actúa como componente aglutinante. El material es absolutamente seguro para los seres humanos y el medio ambiente. El aislamiento de celulosa tiene altas capacidades de aislamiento térmico ( λ = 0,032 - 0,042 W/(m*K)), que a su vez cumple con todos los requisitos de una construcción moderna, de alta calidad y energéticamente eficiente. En instalación correcta Ecowool rellena sin residuos todas las cavidades en estructuras horizontales, verticales e inclinadas sin excepción, evitando la formación de “puentes fríos” que inciden negativamente en la conservación de la energía térmica en la habitación.

Pared externa

Techo

Techo del sótano

Techo entre pisos

Instalación de lana ecológica se puede producir de varias maneras:

Peinado manual- Se utiliza con mayor frecuencia para aislar estructuras horizontales abiertas, sin el uso de equipos especiales. Para hacer esto, primero debe "esponjar" el material con una batidora de construcción. Después de eso, la estructura termoaislada se rellena con Ecowool y luego se nivela la capa con un cepillo o una herramienta similar. La colocación manual de Ecowool es un método que no requiere habilidades especiales de instalación profesional.

método seco La instalación de Ecowool se realiza mediante una instalación de soplado especial, que reduce significativamente el tiempo de instalación del aislamiento térmico de estructuras horizontales abiertas, verticales cerradas e inclinadas. Instalación de montaje " transporta lana ecológica al lugar de instalación a través de una tubería, lo que permite aislar lugares de difícil acceso.

método húmedo La colocación de Ecowool se utiliza para aislar estructuras en interiores, así como desde el exterior (calle). Se suministran boquillas con suministro de agua a la tubería a través de la cual se "transporta" el material. Así, la capa Ecowool forma una cubierta continua sobre la superficie aislada. Luego se cortan las áreas sobrantes. herramienta especial. Es posible volver a cargar el exceso de Ecowool cortado en una instalación de soplado para una aplicación secundaria.

Lana de celulosa Ecowool Extra

Aislamiento térmico y acústico ecológico a base de fibra de celulosa esponjosa.

OBJETIVO:

El material se utiliza para la construcción privada y profesional:
Aislamiento de paredes bajo placas de yeso.
Aislamiento de paredes debajo del revestimiento.
Aislamiento de mampostería estratificada.
Aislamiento del suelo
Aislamiento de suelos de ático.
Aislamiento del ático

VENTAJAS:

Respetuoso con el medio ambiente.

Ecowool contiene únicamente componentes naturales, lo que lo hace seguro para la salud humana y permite su uso para el aislamiento de viviendas,

instituciones médicas y educativas.
Altas características de aislamiento térmico (el coeficiente de conductividad térmica de Ecowool es 0,038-0,041 W/mK).

Altas propiedades de aislamiento acústico.

Debido a sus elevados valores de aislamiento acústico (hasta 55 dB), el material se utiliza para aislar salas de conciertos y estudios de grabación.

Posibilidad de relleno manual o mecanizado de paredes y tabiques prefabricados con material.

Aislamiento sin costuras.

La lana ecológica se coloca mediante una máquina de soplado bajo presión, lo que permite que las fibras de celulosa llenen densamente todo el espacio.

Este tipo de instalación elimina la formación de costuras y grietas, proporcionando la máxima capacidad de aislamiento de la carrocería.

Alto rendimiento.

Gracias a la combinación de permeabilidad al aire y permeabilidad al vapor, el material es capaz de absorber la humedad del aire sin pérdida de propiedades de aislamiento térmico.

y luego liberarlo uniformemente, lo que lo hace "transpirable" y regula el microclima de la habitación,

evitando la formación de condensación, proporcionando así un confort adicional.

Seguridad biológica.

Gracias al antiséptico incluido en la composición, el material previene la propagación de moho y hongos, lo que lo hace confiable y duradero.

Seguridad contra incendios.

Gracias al tratamiento con el aditivo contra incendios "Antiperin" en la etapa de fabricación, el material es ignífugo (no propaga el fuego y

no emite humos tóxicos al quemarse).

Económico

La tecnología sin residuos y el bajo precio reducen las inversiones de capital en construcción en un 30%
Y las buenas cualidades de aislamiento térmico de Ecowool suponen un ahorro en costes energéticos para calentar y enfriar habitaciones.
Facilidad de instalación
Posibilidad de instalación de dos formas: manualmente o mediante instalación especial.

Método manual (llenar el espacio para aislamiento con Ecowool sin la ayuda de instalaciones especiales)
Mecanizado (relleno de material mediante instalación especial mediante método de cola seca o húmeda).

Ecowool, Isofloc, Isofiber, Steico, etc. compite con productos de producción nacional: Unisol y Ecowool.

En el artículo de hoy se analizará qué es este material, cuáles son sus características, pros y contras.

¿Qué tipo de material es este?

Ecowool es un material aislante térmico suelto, de color gris y elaborado a base de celulosa. El material incluye:

• papel reciclado (alrededor del 81 por ciento);
• inhibidores de incendios (alrededor del 7 por ciento), que forman un efecto autoextinguible y aumentan la resistencia al fuego de la lana ecológica a 232 grados;
• fungicidas y sustancias antisépticas (alrededor del 12 por ciento), protegiendo el material de los efectos de hongos, moho, ratones, etc.

También cabe destacar que el procedimiento de fabricación de este material aislante dura sólo cinco minutos. En primer lugar, el papel usado se entrega al lugar de producción. Se vierte sobre un transportador especial a través del cual el papel ingresa al llamado mezclador primario. Allí, el material se divide y se limpia de elementos metálicos (como clips) mediante un imán incorporado. A continuación, las materias primas se trituran con la misma batidora en pequeños trozos (ancho, unos 50 milímetros), se añaden retardadores de fuego y antisépticos.

Luego, la materia prima se introduce en otro dispositivo, un fabricante de fibra, que la tritura en trozos más delgados (las dimensiones son de aproximadamente 0,4 centímetros). Al final se añade una pequeña cantidad de bórax. Eso es todo, ¡el material aislante de celulosa está listo para usar!

Características principales de la lana ecológica.

La primera lana ecológica se produjo en Rusia hace unos ocho años. En aquella época, el aislamiento suelto y de poco peso (compuesto por 4/5 de papel usado reciclado y 1/5 de aditivos) se convirtió en una auténtica sensación.

¡Nota! Este aislante térmico resulta muy cálido y ligero gracias a su especial estructura de celulosa. Retiene perfectamente el aire caliente, no se pudre, no se enmohece. Además, es resistente a roedores e insectos.

Cuadro No. 1. Principales características del aislamiento de celulosa.

Ahora hablemos de las propiedades de la lana ecológica. El material tiene algunos beneficios clave, que lo distinguen favorablemente de aislantes térmicos similares y son las principales razones por las que muchos consumidores eligen a su favor. Echemos un vistazo a estas ventajas.

También vale la pena señalar que la lana ecológica puede proteger la habitación no solo de las bajas temperaturas, sino también de alta temperatura, que se consigue gracias a la estructura natural de las fibras de celulosa. La lana ecológica “respira”, es decir, es permeable al vapor, pero al mismo tiempo no retiene la humedad en su interior. Hay otras ventajas igualmente importantes, por ejemplo, el hecho de que el material es bastante fácil de aplicar y después de la aplicación no quedan costuras.

Sí, es muy fácil de aplicar: como lo demuestra la práctica, dos trabajadores pueden solicitar fácilmente de 70 a 80 en 24 horas. metros cuadrados superficies.

¡Nota! El nivel de pH en la lana ecológica no supera los 8,3, por lo que no provoca el proceso de oxidación al entrar en contacto con elementos de hierro.

También vale la pena señalar otro punto muy interesante: la lana ecológica tiene los mejores parámetros de aislamiento acústico entre todos los materiales aislantes. Si hablamos de durabilidad, la vida útil del aislamiento de celulosa en el clima ruso es de unos 70 años.

Características técnicas y operativas.

Entonces, basta con hablar brevemente sobre los parámetros operativos, por lo que, de hecho, muchas personas prefieren este material. Debemos comenzar con matemáticas primitivas: por ejemplo, utilizamos un aislante térmico del tipo losa o rollo, después de la instalación quedan espacios en las juntas del 4 por ciento.

Y esto obviamente ya no es trabajo efectivo, ya que la conductividad térmica se reduce al menos a la mitad. Pero si miras desde el otro lado, la lana ecológica llena los vacíos debajo material de acabado lo más uniformemente posible y todas las juntas y huecos estarán cerrados.

La tecnología de aplicación en la mayoría de los casos consiste en pulverización, como se muestra en la imagen. Pero, en principio, puedes simplemente dejarlo.

También es necesario tener en cuenta los parámetros de aislamiento acústico, que se mejoran gracias a la penetración de finas fibras de celulosa en casi todas las grietas. Por ejemplo, si instala un aislamiento de 5 centímetros de espesor sobre paneles de yeso de 12,5 mm, el nivel de ruido bajará a al menos 63 decibeles. Si aumenta aún más el grosor, con cada centímetro el aislamiento acústico aumentará en otros 4 decibeles.

Ahora conozcamos a los demás. Parámetros técnicos que tiene el aislamiento de celulosa.

La densidad de la lana ecológica promedia entre 30 y 65 kilogramos por metro cúbico, aunque cifras más precisas dependen del fabricante específico y del ámbito de aplicación del aislamiento.

Gracias a su clase de resistencia a las heladas, el material puede durar hasta 80 años.

Hablamos de conductividad térmica, es bastante alta. Sin embargo, puede cambiar en una dirección u otra dependiendo de la tecnología de aplicación utilizada.

En cuanto a la permeabilidad al vapor, es de 0,3 mg/(m*h*Pa) para la lana ecológica.

Finalmente, la clase de inflamabilidad de la mayoría de los aislamientos es B1 (material difícil de inflamar) o G2 (es decir, moderadamente inflamable). A veces también se encuentra D2, que, según GOST, denota materiales caracterizados por una baja capacidad de generar humo.

GOST 30244-94

Video - Comprobación del aislamiento de celulosa.

Desventajas del material.

Sí, la lana ecológica tiene desventajas y definitivamente deberías familiarizarte con ellas.

1. En primer lugar, si la pulverización se realiza de forma húmeda, todos los elementos de hierro de la estructura deben protegerse con pintura o barniz especial, de lo contrario comenzarán a oxidarse. El hecho es que dicho aislamiento se seca por completo solo después de dos meses.
2. Precio. Por ejemplo, las paredes necesitan una densidad de al menos 60 kilogramos por metro cúbico. Un metro cúbico de lana ecológica se compone de cuatro paquetes de 15 kilogramos cada uno. Resulta que el costo del aislamiento comienza desde 1600 rublos. Si se compara con lana mineral(cuesta desde 1300 rublos), entonces en realidad es bastante caro. Para la instalación manual en superficies planas, el costo es ligeramente menor: alrededor de 900 rublos. por metro cúbico, siempre que la densidad del material sea de 35 kilogramos por metro cúbico.
3. No existen requisitos específicos con respecto al aislamiento de celulosa ni en GOST ni en SNiP, por lo que la calidad del material depende únicamente de la honestidad del fabricante. Y numerosas opiniones de clientes insatisfechos lo confirman claramente.
4. La lana ecológica no se utiliza para solera de cemento. Este material es blando, por lo que necesita espacio libre.
5. Finalmente, el último inconveniente es una contracción significativa. Algún tiempo después de la instalación, se desgasta a través de grietas y huecos, por lo que un sellado cuidadoso de todos los defectos en el revestimiento terminado es un requisito previo.

Como puede ver, todas las deficiencias son muy importantes, pero su número y presencia, en principio, dependen de qué empresa específica se dedicó a la producción. Algunas personas utilizan sulfatos de amonio en lugar de ácido bórico, por lo que la estabilidad biológica se reduce notablemente. Antes de comprar material, asegúrese de pedirle al vendedor todos los certificados necesarios. Además, comprueba cuánto pesa el paquete, compara el peso resultante con el peso de otros productos similares.

¡Nota! Si no hay certificados ni marcas en el embalaje, y si el aislamiento se vende a un precio demasiado bajo, entonces es hora de tener cuidado: tal vez, bajo la apariencia de lana ecológica, estén tratando de "contrabandear" celulosa triturada ordinaria. , que no contiene ningún aditivo útil.

En resumen, es mejor pagar un poco de más, pero comprar un aislamiento de celulosa de muy alta calidad que pueda servirle durante décadas.

Precio

Ahora hablemos brevemente sobre el costo usando marcas específicas como ejemplo. Así, una bolsa de 15 kilogramos de aislamiento Ecowool Extra cuesta 510 rublos. El costo de Belgorod "Ekovata" es de al menos 33,5 rublos por kilogramo. Además, con el mismo espíritu, el precio varía entre 25 y 40 rublos. El aislamiento externo, por supuesto, es algo más caro.

Vídeo - Toda la verdad sobre la lana ecológica.

Cómo aplicar aislamiento de celulosa usted mismo

Entonces, descubrimos que, según numerosos parámetros, el aislamiento descrito en el artículo es la mejor opción para aislamiento térmico. Y si sabes determinar correctamente el consumo de material y calcular el área de la superficie tratada (con algo de margen), entonces lo único que queda es elegir una tecnología de aplicación específica. Hay dos opciones.

1. Pulverización.
2. Colocación.

¡Nota! La principal ventaja de la pulverización es que las costuras después trabajo de instalación no queda y la capa aislante resulta uniforme y uniforme. Además, el trabajo es fácil de realizar por tu cuenta. Ecowool se adhiere a la superficie de forma rápida y fiable, oculta (como un capullo) todas las comunicaciones y el cableado eléctrico.

Si consideramos la instalación en seco, se recomienda utilizarla para aislar superficies horizontales. La ventaja en este caso será la ausencia de residuos y el hecho de que la adherencia del aislante térmico será universal para todo tipo de superficies: madera, metal, cemento, piedra, ladrillo o incluso vidrio.

Echemos un vistazo más de cerca a cada una de las tecnologías.

Opción 1. Colocación en seco de lana ecológica.

Esta técnica es un proceso bastante sencillo de realizar, para el cual no es necesario alquilar costosos equipos de moldeo por soplado. Además, en este caso, solo serán necesarias una o dos personas para trabajar.

Primero, se prepara un recipiente especial. En él se coloca lana ecológica, que luego se esponja con un taladro eléctrico o una batidora de montaje. La superficie de trabajo se limpia y se prepara adecuadamente, después de lo cual se vierte sobre ella la composición esponjosa terminada. Como se señaló anteriormente, esta tecnología es ideal para el aislamiento térmico de suelos.

Si hablamos de paredes, entonces requerirán la construcción de un marco especial (o, como opción, puede comprar una estructura de marco de fábrica ya preparada), donde se colocará el aislamiento de celulosa y se compactará cuidadosamente capa por capa ( el espesor de la capa debe ser de 50 centímetros).

Opcion 2. Colocación en seco con equipo especial.

Los dispositivos de soplado (en la mayoría de los casos se utiliza la llamada pistola de soplado) se utilizan durante la realización de trabajos profesionales. trabajo de construcción Con aislamiento de celulosa. Vale la pena saber que esta técnica conlleva no solo costes adicionales. El caso es que se amortiza por completo cuando se trata de objetos grandes o superficies de un área importante.

Esto es especialmente cierto en la construcción de viviendas. edificios de varios pisos, cuando sea necesario rellenar el techo en el sótano o entre pisos, en un techo inclinado o en huecos de paredes.

Durante la instalación propiamente dicha, se inyecta lana ecológica en el equipo utilizado, tras lo cual se pulveriza a alta presión por todo el espacio tratado. Posteriormente, las fibras, por sus características físicas, se expanden y caen en todas las cavidades y hendiduras, incluso en lugares a los que sería imposible llegar si la colocación se hiciera manualmente.

Opción #3. Peinado húmedo

Esta tecnología es adecuada para el aislamiento térmico de superficies verticales, donde, como saben, es imposible prescindir de un adhesivo. Para tales fines, la lana ecológica se utiliza en forma de rollos o losas y se puede colocar no solo en dos o tres capas, sino también superpuestas para evitar la formación de costuras que dejan pasar el aire frío.

La lignina, que se libera cuando se humedecen las fibras de celulosa, ya tiene una alta adherencia, por lo que el aislamiento se adhiere de forma fiable a la superficie de trabajo. Como resultado, el aislamiento se adhiere bien y forma una densa capa protectora. Como regla general, las instrucciones del fabricante le indican qué opción de instalación es mejor elegir para determinadas condiciones de aplicación.

Sutilezas del aislamiento.

Consideremos los principales matices a la hora de aislar térmicamente una determinada parte de un edificio.

Al aislar estructuras portantes La lana ecológica se puede aplicar no solo en el exterior, sino también en el interior de la casa. Sea como fuere, primero se fijan los perfiles para la posterior instalación de los paneles y luego, según el método previamente elegido, se aplica el material aislante. Por cierto, cuando se utiliza el método de aplicación en seco, la lana ecológica se puede aplicar con paneles de acabado ya instalados, utilizando los orificios previamente dejados.

Durante el trabajo, no se olvide de las propiedades de aislamiento térmico del material del que están hechas las paredes. De este modo, el coste de las obras de construcción se puede reducir en aproximadamente un 30 por ciento.

Los áticos y áticos con calefacción están perfectamente aislados mediante aislamiento de celulosa. De hecho, este material es respetuoso con el medio ambiente y elimina casi por completo la pérdida de calor. El espesor de la capa aislante en este caso debe ser de 75 a 100 milímetros.

Ecowool es una excelente opción para techos entre pisos. No sólo aísla, sino que también aumenta el aislamiento acústico de cada estancia. Si planea instalar un "piso cálido", entonces la celulosa debe colocarse sobre una regla rugosa colocada sobre un "cojín" de piedra triturada.

Vídeo – Lana ecológica “Unizol”

Como resultado, observamos que el aislamiento de celulosa es una opción ideal para edificios residenciales. Sus ventajas son obvias y las pocas desventajas son insignificantes o fácilmente eliminables. Eso es todo, ¡buena suerte y que tengas un cálido invierno!

La lana de celulosa se entiende como un material de construcción aislante, un aislamiento que tiene una estructura ligera y suelta de fibras de madera. En algunas fuentes puede encontrar otro nombre: lana ecológica o aislamiento de celulosa.

Ventajas del material de construcción.

La lana de celulosa ocupa una posición de liderazgo en el mercado. materiales de construcción, gracias a las ventajas que lo distinguen de otros materiales. Éstas incluyen:

1. Disponibilidad – tiene un precio relativamente bajo, gracias a lo cual tiene una amplia gama de consumidores.
2. Resistente al moho, hongos, insectos o roedores.
3. Durabilidad: tiene una larga vida útil.
4. Seguridad: bastante respetuoso con el medio ambiente, no contiene sustancias que puedan dañar la salud humana o animal.
5. Buena fijación a vidrio y metal, ladrillo y hormigón, madera y otros materiales.
6. Alto nivel de resistencia al fuego: el fuego puede atravesar el material a una velocidad de 2 mm/min.
7. Bajo nivel de transpirabilidad.
8. Altas propiedades de aislamiento acústico, etc.

La lana de celulosa, como otros materiales, tiene algunas desventajas. Entre ellos se encuentra la imposibilidad de organizar “pisos flotantes” debido a la baja densidad de la lana ecológica.

El aislamiento de alta calidad no se puede realizar de forma independiente; necesitará equipo especial y la presencia de un especialista. Además, existen ciertas restricciones sobre el uso del material en construcción de gran altura debido a la presencia de un cierto grado de inflamabilidad.

Propiedades básicas

La base de la lana ecológica es la fibra de madera, que se presenta en forma de celulosa procesada (su proporción es del 81%). El papel de antiséptico lo desempeña el ácido bórico, que está contenido en el material en una cantidad del 12%.

El retardante de fuego es el bórax, cuyo contenido corresponde al 7%. Se añade lignina a la guata de celulosa para proporcionar pegajosidad cuando se moja. Todos estos componentes son absolutamente atóxicos, no se evaporan de la superficie y, por lo tanto, son completamente inofensivos para la salud humana.

El material no se produce en forma de losas o rollos, a diferencia de otros materiales aislantes. La lana de celulosa se presenta como un material suelto y desmenuzable que debe soplarse con aire dentro de la cavidad.

Además, existe otra opción de uso: humedecer y luego rociar sobre la superficie. Esto no se puede hacer sin especialistas y el equipo necesario.

La complejidad de la instalación se compensa proporcionando una protección confiable contra factores externos, ya que la capa aislante resultante estará libre de los huecos y grietas más pequeños.

Reglas de aplicación

El principal método de aplicación de lana de celulosa es la pulverización. Durante el funcionamiento, el material puede penetrar en las grietas más pequeñas, en cables o tuberías bien ajustados, así como en otros Construcción de edificio, que son muy difíciles de aislar de otra manera. En la salida se obtiene una densa capa aislante, que elimina la posibilidad de fuga de calor.

La lana ecológica se aplica seca y húmeda. El primero ha encontrado su aplicación en el aislamiento de suelos inclinados horizontales, así como en estructuras de paredes en forma de caja.

El segundo es al aislar estructuras de paredes abiertas. Este método tiene una serie de ventajas. Así, al mojarse con agua se activa la lignina, una sustancia que se encuentra en las fibras de la madera.

Actúa como pegamento. Por lo tanto, el aislamiento interactúa estrechamente con las estructuras, encerrándolas dentro de sí mismas, creando una cubierta sólida y densa.

Ecowool es un excelente material que proporciona aislamiento y aislamiento de estructuras de difícil acceso.

La invención se refiere a un elemento de espuma con un agente hidrófilo incluido en el material de espuma, formado a partir de celulosa, y el elemento de espuma con celulosa introducida en él tiene la capacidad de absorber humedad de manera reversible, mientras que la celulosa está formada por el tipo estructural del cristalino. modificación de celulosa II, y la proporción de celulosa de la masa total del material de espuma se selecciona en el intervalo de 0,1% en peso, en particular 5% en peso, y hasta 10% en peso, en particular 8,5% en peso. % y el contenido de humedad del elemento de espuma, a partir del valor de humedad inicial correspondiente a la humedad de equilibrio con respecto a la primera atmósfera externa con las primeras condiciones de temperatura y humedad con una temperatura y humedad relativa dadas, aumenta durante su uso en la segunda, cambiado en comparación con la primera atmósfera externa con la segunda condiciones de temperatura y humedad con una temperatura más alta y/o humedad relativa más alta, y la humedad absorbida durante el uso por la celulosa-II incluida en el elemento de espuma, después de la aplicación en la segunda atmósfera externa atmósfera, se libera de nuevo a la primera atmósfera exterior después de un período de tiempo que oscila entre 1 hora y 16 horas hasta que se alcanza de nuevo el valor de humedad inicial correspondiente a la humedad de equilibrio relativa a la primera atmósfera exterior. El resultado técnico es un elemento de espuma con una mejor regulación de la humedad. 2 n. y 12 salario archivos, 3 mesas, 4 enfermos.

Dibujos para la patente RF 2435800

La invención se refiere a un elemento de espuma con un agente hidrófilo incluido en la espuma, que está formado a partir de celulosa, y el elemento de espuma con la celulosa introducida tiene la capacidad de absorber humedad de manera reversible, como se describe en los párrafos 1 a 3 de la fórmula.

Actualmente las espumas se utilizan o se aplican en muchos ámbitos de la vida diaria. En muchas de estas aplicaciones, las espumas están en contacto con el cuerpo, la mayoría de las veces separadas sólo por una o más capas intermedias de tela. La mayoría de estas espumas están compuestas por polímeros sintéticos como poliuretano (PU), poliestireno (PS), caucho sintético, etc., que generalmente tienen una capacidad de absorción de agua insuficiente. En particular, durante el contacto prolongado con el cuerpo o durante una actividad intensa, cuando se libera sudor, debido a la gran cantidad de humedad no absorbida, se crean condiciones desagradables de temperatura y humedad para el cuerpo. Por lo tanto, la mayoría de las aplicaciones requieren hacer que dichas espumas sean hidrófilas.

Esto, nuevamente, puede lograrse mediante la mayoría diferentes caminos. Una posibilidad es, como se describe por ejemplo en el documento DE 19930526 A, que la estructura ya espumada de la espuma de poliuretano blanda se haga hidrófila. Esto se lleva a cabo haciendo reaccionar al menos un poliisocianato con al menos un compuesto que contiene al menos dos compuestos isocianatos activos, en presencia de ácidos sulfónicos que contienen uno o más grupos hidroxilo y/o sus sales y/o pueden obtenerse a partir de polialquileno. Ésteres de glicol iniciados por alcoholes monohídricos. Estas espumas se utilizan, por ejemplo, como esponjas para familiar o para productos de higiene.

Otra posibilidad se describe en el documento DE 10116757 A1, donde como agente de almacenamiento se utiliza una espuma de polimetano alifática hidrófila de células abiertas con una capa adicional de fibras de celulosa propias que contienen un hidrogel.

Por la patente europea EP 0793681 B1 o la traducción alemana DE 69510953 T2 se conoce un método para producir espumas blandas, en el que se utilizan los llamados polímeros superabsorbentes (SAP), que también pueden denominarse hidrogeles. En este caso, los SAP utilizados se mezclan previamente con un prepolímero, lo que hace que este método sea muy sencillo para el fabricante de espuma. Dichos SAP se pueden seleccionar entre SAP injertados con almidones o celulosa, usando, por ejemplo, acrilonitrilo, ácido acrílico o acrilamida como monómero insaturado. Estos SAP los vende, por ejemplo, la empresa Höchst/Cassella con el nombre SANWET IM7000.

El documento WO 96/31555 A2 describe una espuma con una estructura celular, conteniendo la espuma nuevamente polímeros superabsorbentes (SAP). En este caso, el SAP puede estar formado a partir de un polímero sintético o también de celulosa. La espuma utilizada allí sirve para absorber humedad o líquidos y mantenerlos en la estructura de espuma.

Por el documento WO 2007/135069 A1 se conocen suelas de zapatos con propiedades absorbentes de agua. Además, incluso antes de formar espuma. material sintético Se añaden polímeros absorbentes de agua. Tales polímeros absorbentes de agua se preparan típicamente polimerizando una solución acuosa de monómero y, opcionalmente, triturando posteriormente el hidrogel. El polímero absorbente de agua o el hidrogel seco formado a partir del mismo se muele y tamiza preferentemente después de su preparación, utilizándose las partículas de hidrogel secas, tamizadas, que tienen un tamaño preferentemente inferior a 1000 µm y preferentemente superior a 10 µm. Además, antes de la formación de espuma se pueden añadir o mezclar cargas en los hidrogeles, como por ejemplo hollín, melamina, colofonia, así como fibras de celulosa, poliamida, poliacrilonitrilo, poliuretano, fibras de poliéster a base de ésteres aromáticos y/o alifáticos. de ácidos dicarboxílicos y fibras de carbono. En este caso, para obtener un elemento de espuma, todas las sustancias se introducen en la mezcla de reacción por separado.

Los materiales de espuma conocidos en el estado de la técnica están diseñados de tal manera que retienen y retienen durante mucho tiempo la humedad absorbida por ellos. Como se desprende del documento WO 2007/135069 A1, la humedad absorbida o el agua absorbida no vuelve completamente a su estado original, en lo que respecta a la humedad de la atmósfera circundante, sólo después de 24 horas.

Esta velocidad de liberación es demasiado lenta para un uso normal, tal como colchones, suelas de zapatos o asientos de vehículos, que se usan continuamente durante varias horas al día y, por lo tanto, tienen sustancialmente menos de 24 horas de tiempo para liberar la humedad absorbida. En este caso, podemos hablar de la llamada humedad de equilibrio, y es el valor de humedad en el que la espuma está en equilibrio con la humedad contenida en la atmósfera circundante.

Por lo tanto, la base de la presente invención es crear un elemento de espuma que, para mejorar su control de la humedad en relación con la tasa de liberación de humedad, contenga un material que, además, sea fácil de procesar para producir espuma.

Este objetivo de la invención se resuelve mediante las características distintivas de la reivindicación 1 de la fórmula. La ventaja dada por las características del punto 1 es que añadiendo celulosa a la estructura de espuma se consigue una capacidad suficientemente alta para absorber humedad o líquido, pero al mismo tiempo la humedad o líquido absorbido después del llenado como resultado del uso se libera de nuevo. a la atmósfera circundante lo más rápido posible, de modo que se alcance nuevamente la humedad de equilibrio. Así, gracias al uso de celulosa II, se evitan materiales con estructura fibrosa, como resultado de lo cual se mejora la fluidez y se evita el entrelazado de fibras. La duración de la liberación depende del destino de uso o del destino del elemento de espuma, y ​​la humedad de equilibrio después del uso, por ejemplo como colchón, se alcanza de nuevo después de 16 horas como máximo. En el caso de suelas o plantillas de zapatos, esta duración debería ser aún más corta. Por lo tanto, se añade una cierta cantidad de celulosa como agente hidrófilo, que se introduce o se mezcla directamente durante la formación de espuma en uno de los componentes formadores de espuma. Gracias a la celulosa no sólo se consigue una capacidad de almacenamiento suficiente, sino también una rápida liberación de la humedad absorbida al ambiente. Gracias a la fracción de celulosa añadida, la capacidad del elemento de espuma para absorber y liberar humedad se puede ajustar fácilmente a una amplia variedad de aplicaciones.

Independientemente de esto, el problema de la invención también puede resolverse mediante las características distintivas de la reivindicación 2 de la fórmula. La ventaja dada por las características del punto 2 es que añadiendo celulosa a la estructura de espuma se crea una capacidad de absorción de humedad o líquido suficientemente alta, sin embargo, después del llenado como resultado del uso, la humedad o el líquido absorbido se libera nuevamente al entorno. atmósfera lo más rápidamente posible, para que se alcance nuevamente el equilibrio de humedad. Gracias a la combinación especial de la adición de celulosa II y los valores de densidad alcanzados, se obtiene una absorción de vapor o de humedad muy alta. Gracias a alto valor El almacenamiento intermedio de la humedad o del agua que se absorbe durante el uso del elemento de espuma puede garantizar al usuario una agradable sensación de sequedad durante el uso. Así, gracias a ello, el cuerpo no entra en contacto directo con la humedad.

Independientemente de esto, el objetivo de la invención también puede lograrse mediante las características de la reivindicación 3. La ventaja dada por las características de la reivindicación 3 es que añadiendo celulosa a la estructura de espuma, se crea una capacidad suficientemente alta para absorber humedad o líquido. Sin embargo, después del llenado debido al uso, la humedad o el líquido absorbido se devuelve lo más rápidamente posible a la atmósfera circundante, de modo que se alcanza nuevamente la humedad de equilibrio. Gracias a la combinación especial de la adición de celulosa II y los valores de densidad alcanzados, se obtiene una absorción de vapor o de humedad muy alta.

Gracias a esto, es posible, con buena facilidad de uso, lograr una rápida liberación de la humedad absorbida por el elemento de espuma. De esta manera, incluso después de una alta absorción de humedad, es posible una reutilización ya después de un período de tiempo relativamente corto, y también es posible volver a disponer de un elemento de espuma igualmente seco.

La siguiente realización según la reivindicación 4 también es ventajosa, ya que dependiendo de la estructura de espuma resultante de la espuma de poliestireno, la longitud de la fibra se puede seleccionar de modo que se pueda lograr una transferencia óptima de la humedad tanto para una rápida absorción como para una rápida liberación después del uso.

Además, la mejora según la reivindicación 5 es ventajosa, ya que de esta manera es posible conseguir una distribución aún más fina de las partículas de celulosa dentro de la estructura de la espuma y con ello adaptar fácilmente el elemento de espuma a una amplia variedad de propósitos de aplicación.

Gracias a la mejora según la reivindicación 6 se puede mejorar la fluidez de las partículas. Debido a la estructura superficial irregular y no completamente lisa, esto conduce a una superficie específica aumentada, lo que contribuye a las excelentes propiedades de adsorción de las partículas de celulosa.

Según otra realización según la reivindicación 7, es posible utilizar tales partículas también en la denominada espumación de dióxido de carbono sin obstruir los pequeños orificios en la placa de boquillas.

La mejora según la reivindicación 8 también es ventajosa, ya que de este modo se evita una forma esférica y se crea una superficie irregular sin franjas fibrosas ni fibrillas. De esta manera se evita la formación de polvo y se consigue una distribución favorable dentro de la estructura de la espuma.

Como resultado de la mejora según la reivindicación 9, es posible enriquecer la celulosa o combinarla con al menos un aditivo adicional directamente durante la producción de la celulosa y, por tanto, sólo es necesario considerar un único aditivo para su inclusión en la reacción. componente.

La mejora según la reivindicación 10 también es ventajosa, ya que de esta manera se puede obtener un elemento de espuma que se puede utilizar en una amplia variedad de aplicaciones.

Según la mejora descrita en el punto 11 se consigue una transferencia de humedad aún mejor al elemento de espuma.

Además, el uso de un elemento de espuma también es ventajoso para los más diversos fines, ya que de esta manera no sólo se puede mejorar la comodidad durante el uso, sino que el ciclo de secado posterior también se realiza considerablemente más rápido. Esto es especialmente beneficioso para una amplia variedad de asientos, colchones y también en aplicaciones en las que el cuerpo libera humedad.

Para una mejor comprensión de la invención, se explicará con más detalle en los siguientes dibujos.

Se muestra, cada vez de forma simplificada:

La Fig. 1 es el primer gráfico, que muestra la absorción de humedad entre dos condiciones dadas de temperatura y humedad para diferentes muestras con diferentes ubicaciones de muestreo;

La Fig. 2 es un segundo gráfico que muestra la diferente absorción de humedad de la espuma convencional y de la espuma con partículas de celulosa introducidas;

La Fig. 3 es el tercer gráfico, que muestra la diferente liberación de humedad de la espuma convencional y de la espuma con partículas de celulosa introducidas;

La Figura 4 es un gráfico de barras que muestra la absorción de vapor de agua de la espuma convencional y, en comparación, de la espuma con partículas de celulosa incorporadas.

Para empezar, cabe señalar que en las diferentes realizaciones descritas, las mismas piezas están provistas de los mismos números de referencia o las mismas designaciones. elementos estructurales, y las divulgaciones contenidas en la descripción completa pueden transferirse en significado a las mismas partes con las mismas posiciones o las mismas designaciones de elementos estructurales. Asimismo, las indicaciones del lugar elegido en la descripción, como arriba, abajo, al costado, etc., se refieren a la figura directamente descrita, así como a la mostrada, debiendo trasladarse en significado al nuevo lugar cuando el lugar cambia. Además, las características individuales o combinaciones de características de las distintas formas de realización mostradas y descritas pueden constituir soluciones inventivas independientes o soluciones según la invención.

Se debe entender que todas las referencias a un rango de valores en esta especificación cubren todos y cada uno de los subrangos del rango, por ejemplo, si se indica "1 a 10", se debe entender que todos los subrangos están cubiertos. basado en un límite inferior de 1 y un límite superior de 10, es decir, . todas las subregiones que comienzan con un límite inferior de 1 o mayor y terminan con un límite superior de 10 o menos, como 1 a 1,7, o 3,2 a 8,1, o 5,5 a 10.

En primer lugar, nos detendremos más detalladamente en el agente hidrófilo introducido en la espuma, en particular en el elemento de espuma formado a partir de ella, que está formado, por ejemplo, de celulosa. Por tanto, el elemento de espuma está formado por un plástico de espuma así como por un agente hidrófilo incluido en el mismo. La espuma, por su parte, puede formarse a partir de una mezcla adecuada de componentes capaces de formar espuma entre sí, que se encuentran preferentemente en forma líquida, como ya es bien conocido.

Como ya se escribió en la introducción, en el documento WO 2007/135069 A1, además de los polímeros absorbentes de agua, se añaden fibras de celulosa como carga adicional. Ellos deben casos conocidos mejorar las propiedades mecánicas de la espuma. Sin embargo, se encontró aquí que la adición de aditivos fibrosos complica el procesamiento de la mezcla inicial espumada, ya que cambia su fluidez. Por ejemplo, las partículas fibrosas de celulosa que se mezclan, en particular, con el componente poliol antes de la formación de espuma, lo harían más viscoso, haciendo difícil o incluso imposible la mezcla con otros componentes, concretamente el isocianato, en el cabezal dosificador de la planta de espuma. Asimismo, también puede resultar más difícil que la masa de reacción se extienda a medida que fluye a lo largo de la cinta transportadora de la planta de espuma. Además, las partículas fibrosas de celulosa también pueden quedar fuertemente retenidas como depósitos en las líneas de suministro de la mezcla de reacción.

Por lo tanto, la adición de aditivos de fibra sólo es posible dentro de ciertos límites. Cuanto menor sea la proporción de aditivos de fibras, especialmente longitudes cortas de fibras de celulosa, menor será también la capacidad de absorción de agua cuando se añaden a la espuma. Así, incluso con la adición de una pequeña cantidad de polvo de fibra de celulosa, debería esperarse un aumento de la viscosidad, en particular, del componente poliol. Es cierto que estas mezclas se procesan en principio, pero durante el procesamiento se debe tener en cuenta el cambio de viscosidad.

Como es sabido, la celulosa o los hilos, fibras o polvos obtenidos a partir de ella se obtienen principalmente mediante procesamiento y trituración de lignina o también de madera y/o plantas anuales.

Dependiendo de los costes de producción se obtienen polvos de diferentes calidades (pureza, tamaño, etc.). Lo que todos estos polvos tienen en común es que tienen una estructura fibrosa, ya que la celulosa natural de cualquier orden de magnitud tiene una fuerte tendencia a formar dichas estructuras fibrosas. Además, la MCC (celulosa microcristalina), que se describe como esférica, está formada por fragmentos de fibras cristalinas.

Dependiendo de la microestructura se distinguen diferentes tipos estructurales de celulosa, en particular celulosa I y celulosa II. La diferencia entre estos dos tipos estructurales se describe detalladamente en la literatura especializada y, además, puede establecerse radiográficamente.

La parte predominante del polvo de celulosa consiste en celulosa-I. La producción y el uso de polvos de celulosa I están protegidos por numerosas normas legales. También protegen, por ejemplo, muchas partes técnicas del rectificado. Los polvos de celulosa-I tienen una naturaleza fibrosa, lo que no es muy favorable para numerosas aplicaciones o incluso interfiere con ellas. Por lo tanto, los polvos de fibras conducen a menudo a un entrelazamiento de las fibras. Esto también está asociado con una fluidez limitada.

Actualmente, los polvos de celulosa a base de celulosa II prácticamente no se encuentran disponibles en el mercado. Estos polvos de celulosa con una estructura similar se pueden obtener a partir de una solución (principalmente viscosa) o triturando productos de celulosa II. Un producto de este tipo sería, por ejemplo, el celofán. Además, estos polvos finos con un tamaño de grano de 10 µm o menos también están disponibles en cantidades muy pequeñas.

La preparación de partículas de celulosa esféricas, no fibrilares, con un tamaño comprendido entre 1 µm y 400 µm se puede conseguir, por ejemplo, a partir de una solución de celulosa no derivatizada en una mezcla de materia orgánica y agua. En este caso, la solución que fluye libremente se enfría hasta su temperatura de solidificación y luego se tritura la solución de celulosa solidificada. Después de esto, se lava el disolvente y se secan las partículas lavadas trituradas. La molienda adicional se realiza con mayor frecuencia utilizando un molino.

Es especialmente ventajoso que al menos algunos de los aditivos mencionados a continuación se introduzcan en la solución de celulosa preparada antes de que se enfríe y luego se solidifique. Este aditivo puede seleccionarse del grupo formado por pigmentos, sustancias inorgánicas tales como óxidos de titanio, en particular dióxido de titanio no estequiométrico, sulfato de bario, intercambiadores de iones, polietileno, polipropileno, poliéster, negro de humo, zeolitas, carbón activo, superabsorbentes poliméricos o retardante de fuego. En este caso, están presentes en las partículas de celulosa producidas posteriormente. En este caso, la adición puede realizarse en cualquier momento durante la preparación de la solución, pero en cualquier caso antes del endurecimiento. En este caso, es posible introducir desde 1% en peso hasta 200% en peso de aditivos, basado en la cantidad de celulosa. Resultó que estos aditivos no se eliminan durante el lavado, sino que permanecen en las partículas de celulosa y esencialmente conservan su función. Por ejemplo, al mezclar carbón activo se puede comprobar que en las partículas acabadas también se conserva completamente su superficie activa, que puede medirse, por ejemplo, mediante el método BET. Además, gracias a esto, no sólo los aditivos situados en la superficie de las partículas de celulosa, sino también los situados en el interior de las partículas son totalmente accesibles. Esto debería considerarse especialmente rentable, ya que sólo es necesario añadir una pequeña cantidad de aditivos a la solución de celulosa preparada.

Esto tiene la ventaja de que sólo se añaden a la mezcla de reacción partículas de celulosa con aditivos funcionales ya contenidos en ellas para obtener el elemento de espuma. En la adición por separado, conocida hasta ahora, de todos los aditivos a la mezcla de reacción, aquí sólo es necesario tener en cuenta el tipo de aditivo para calcular los parámetros de formación de espuma. Esto evita fluctuaciones incontroladas en las propiedades de muchos de estos diferentes aditivos.

Así, mediante este procedimiento es posible obtener celulosa en polvo, que consta de partículas que tienen la estructura de celulosa II. El polvo de celulosa tiene un rango de tamaño de partícula con un límite inferior de 1 μm y un límite superior de 400 μm, con un tamaño de partícula promedio de ×50 con un límite inferior de 4 μm y un límite superior de 250 μm, con una partícula unimodal. distribución de tamaño. Además, el polvo o las partículas de celulosa tienen una forma aproximadamente esférica con una superficie discreta, estando el grado de cristalinidad determinado según el método Raman en el intervalo de un límite inferior del 15 % y un límite superior del 45 %. Además, las partículas tienen una superficie específica (adsorción de N 2, BET) con un límite inferior de 0,2 m 2 /g y un límite superior de 8 m 2 /g con una densidad aparente con un límite inferior de 250 g/l. y un límite superior de 750 g/l.

La estructura de la celulosa II se consigue disolviendo y reprecipitando la celulosa, y las presentes partículas difieren en particular de las obtenidas a partir de celulosa sin una etapa de disolución.

El tamaño de partícula en el rango descrito anteriormente (límite inferior de 1 µm y límite superior de 400 µm, distribución de partículas, que se caracteriza por el valor ×50 con un límite inferior de 4 µm, en particular 50 µm, y con un límite superior de 250 µm, en particular 100 µm) se ve afectado por, naturalmente, el modo del proceso de molienda es mediante molienda. Sin embargo, como resultado de un método especial para obtener una solución de celulosa fluida mediante solidificación y debido a las propiedades mecánicas resultantes del endurecido pulpa Esta distribución de partículas se puede conseguir de forma especialmente sencilla. Una solución de celulosa que se solidifica bajo la influencia de cargas de corte tendría características diferentes, pero en particular fibrilares, en condiciones de molienda iguales.

La forma de las partículas utilizadas es aproximadamente esférica. Estas partículas tienen una relación axial (1:d) de 1 a 2,5. Tienen una superficie irregular, pero al microscopio no se ven franjas ni fibrillas parecidas a fibras. Por tanto, no estamos hablando en modo alguno de esferas con una superficie lisa. Sin embargo, para las solicitudes consideradas, dicho formulario no resultaría especialmente favorable.

Además, la densidad aparente de los polvos de celulosa aquí descritos, que se encuentra entre un límite inferior de 250 g/l y un límite superior de 750 g/l, es notablemente mayor que la densidad de partículas fibrilares comparables del estado de la técnica. Esta densidad aparente presenta importantes ventajas tecnológicas, ya que expresa también la compacidad de los polvos de celulosa aquí descritos y, por tanto, entre otras cosas, una mejor fluidez, miscibilidad en diferentes medios y propiedades de almacenamiento sin problemas.

En resumen, destacamos una vez más que las partículas obtenidas a partir de polvo de celulosa, debido a su estructura esférica, tienen una fluidez mejorada y casi no presentan un comportamiento estructural-viscoso. Debido a la forma esférica, la caracterización de partículas utilizando dispositivos de medición de tamaño de partículas ampliamente utilizados en la industria también es más simple y significativa. La estructura superficial no completamente lisa e irregular conduce a una mayor superficie específica, lo que contribuye a unas propiedades de adsorción aún mejores del polvo.

Independientemente de esto, también sería posible mezclar polvo de celulosa pura o partículas formadas a partir de él con otras partículas de celulosa, que además contendrían aditivos añadidos en una cantidad con un límite inferior de 1% en peso y con un límite superior de 200% en peso. % basado en la cantidad de celulosa. Algunos de estos aditivos también pueden seleccionarse del grupo formado por pigmentos, sustancias inorgánicas tales como óxidos de titanio, en particular dióxido de titanio subestequiométrico, sulfato de bario, intercambiadores de iones, polietileno, polipropileno, poliéster, carbón activado, superabsorbentes poliméricos y agentes ignífugos.

Dependiendo del método de espumado utilizado, las partículas esféricas de celulosa han demostrado ser especialmente ventajosas para la producción de materiales de espuma, en particular en la espumación con dióxido de carbono, en comparación con las partículas de celulosa fibrosas conocidas. En este caso, la espumación de dióxido de carbono se puede realizar, por ejemplo, mediante el método Novaflex-Cardio o un método similar, utilizándose especialmente pequeños orificios en las placas de toberas. Las partículas grandes y fibrosas podrían obstruir inmediatamente las aberturas del inyector y crear otros problemas. Por tanto, es precisamente con este método de formación de espuma que resulta especialmente beneficioso. alto grado dispersión de partículas esféricas de celulosa.

El elemento de espuma según la invención y el método para producir el elemento de espuma se explicarán ahora con más detalle mediante varios ejemplos. Éstas deben considerarse como posibles realizaciones de la invención, y la invención no está limitada de ningún modo por el alcance de estos ejemplos.

Los datos del contenido de humedad en% en peso se refieren a la masa o peso de todo el elemento de espuma (espuma, partículas de celulosa y agua o humedad).

Ejemplo 1

El elemento de espuma resultante se puede formar a partir de un plástico de espuma, como por ejemplo espuma de poliuretano blanda, donde también se pueden utilizar una amplia variedad de posibilidades y métodos de producción. Estas espumas suelen tener una estructura de espuma de células abiertas. Esto se puede realizar, por ejemplo, en la planta de producción de espuma "QFM" de Hennecke, donde la espuma se produce mediante un método de dosificación. hipertensión en un proceso continuo. Todos los componentes necesarios se dosifican con precisión mediante una bomba controlada por ordenador y se mezclan según el principio de agitación. Uno de estos componentes es en el presente caso un poliol diluido con las partículas de celulosa descritas anteriormente. Debido a la adición de partículas de celulosa al componente de reacción de poliol, se requieren varios ajustes de formulación adicionales, tales como agua, catalizadores, estabilizadores, así como TDI, para neutralizar sustancialmente el efecto del polvo de celulosa agregado en la producción y las ganancias posteriores logradas. . Cantidades fisicas.

Una espuma posible según la invención se obtuvo con un 7,5% en peso de partículas esféricas de celulosa. Para ello, primero se obtuvo un polvo de celulosa esférico, que luego se añadió a uno de los componentes de la reacción para producir espuma. En este caso, la proporción cuantitativa de celulosa con respecto al peso total del material de espuma, en particular de espuma de poliestireno, puede estar en el rango con un límite inferior de 0,1% en peso, en particular 5% en peso, y un límite superior del 10% en peso, en particular del 8,5% en peso.

Ejemplo 2 (ejemplo comparativo)

A modo de comparación con el Ejemplo 1, esta vez se produjo una pieza de espuma a partir del plástico de espuma, que se obtuvo sin adición de polvo de celulosa o partículas de celulosa. Además, puede ser espuma estándar, espuma HR o espuma de viscosa, cada una de las cuales se obtuvo según una receta conocida y se espumó.

En primer lugar, intentamos determinar si las partículas de celulosa añadidas estaban distribuidas uniformemente en altura en todas las capas del elemento de espuma resultante. Esto se llevó a cabo de tal manera que, mediante la absorción de agua por parte de la espuma en condiciones normales (20°C y 55% h.r.), así como en otras condiciones estandarizadas de temperatura y humedad (23°C y 93% h.r.), la Se midió la llamada humedad de equilibrio. Para hacer esto, se tomaron muestras del mismo tamaño de tres alturas diferentes del bloque de espuma obtenido en el ejemplo 1, así como en el ejemplo 2, y se midió la absorción de agua en cada una de ellas en las condiciones estandarizadas de temperatura y humedad descritas anteriormente. En este caso, 1,0 m significa la capa superior del bloque de espuma, 0,5 m significa la capa intermedia y 0,0 m significa la capa inferior de la espuma para el muestreo de espuma con partículas de celulosa añadidas. Altura completa El bloque tenía aproximadamente 1 m. Como comparación sirvió la espuma sin celulosa del ejemplo 2.

Como puede verse en los valores numéricos dados, la espuma combinada con partículas de celulosa, tanto en condiciones normales como en otras condiciones estandarizadas de temperatura y humedad con humedad corporal en equilibrio, absorbe significativamente más humedad en comparación con los materiales de espuma que no contienen celulosa. Lugar diferente El muestreo (arriba, medio, abajo) también muestra una concordancia relativamente buena entre los resultados de la medición, de lo que podemos concluir que las partículas de celulosa están distribuidas uniformemente en el elemento de espuma resultante.

La siguiente Tabla 2 muestra las propiedades mecánicas de ambas espumas según el Ejemplo 1 y el Ejemplo 2. Es fácil ver que el tipo de espuma con partículas de celulosa incluidas tiene propiedades mecánicas comparables a las de la espuma sin la adición de partículas de celulosa. Esto habla de sin problemas. propiedades tecnológicas componentes de reacción, en particular cuando se les añaden partículas esféricas de celulosa.

Tabla 2
	Tipo de espuma
	A	A	B	B
Proporción de polvo(partículas de celulosa)	0%	10%	0%	7,50%
peso del volumen	33,0 kg/m3	33,3 kg/m3	38,5 kg/m3	43,8 kg/m3
Esfuerzo compresivo 40%	3,5kPa	2,3 kPa	2,7 kPa	3,0 kPa
Elasticidad	48%	36%	55%	50%
Resistencia a la tracción	140 kPa	100 kPa	115kPa	106 kPa
Alargamiento	190%	160%	220%	190%
	6%	50%	6%	9%

El elemento de espuma sin partículas de celulosa añadidas deberá tener las siguientes clasificaciones para ambos tipos de espuma especificados:

	Tipo de espuma
	A		B
peso del volumen	33,0 kg/m3		38,5 kg/m3
Esfuerzo compresivo 40%	3,4kPa		2,7 kPa
Elasticidad	>44%		>45%
Resistencia a la tracción	>100 kPa		>100 kPa
Alargamiento	>150%		>150%
Conjunto de compresión húmeda (22 h/70 % de presión/50 °C/95 % de humedad relativa)	<15%		<15%

El peso volumétrico o densidad promedio de todo el elemento de espuma se encuentra en el rango con un límite inferior de 30 kg/m³ y un límite superior de 45 kg/m³.

La Figura 1 muestra el contenido de humedad de la espuma (en porcentaje) para muestras del mismo tipo, pero tomadas de diferentes lugares de muestreo de todo el elemento de espuma, como se describió anteriormente. En este caso se representa en ordenadas el contenido de humedad de la espuma en [%]. La proporción de polvo de celulosa o partículas de celulosa añadidas es en este ejemplo del 10% en peso, y las partículas de celulosa son nuevamente las partículas de celulosa esféricas descritas anteriormente. Estos muestreos individuales diferentes con y sin adición se representan a lo largo de la abscisa.

Los puntos de medición de la humedad de la espuma de muestras individuales que se muestran como círculos representan los valores originales, y los puntos de medición que se muestran como cuadrados son las mismas muestras, pero un día después de la absorción de humedad. Los valores iniciales más bajos se determinan en las condiciones de referencia descritas anteriormente, y los otros valores representados representan la absorción de humedad de las mismas muestras después de 24 horas en diferentes condiciones estandarizadas de temperatura y humedad (23°C y 93% RH). Reducción relativa. Ay. significa humedad relativa del aire, que se indica en %.

La Figura 2 muestra el cambio en la absorción de humedad durante 48 horas, con los valores de tiempo (t) representados a lo largo de la abscisa en [h]. En este caso, el estado inicial de las muestras corresponde nuevamente a las condiciones normales definidas anteriormente con 20°C y 55% rel. Ay. Otras condiciones estandarizadas de temperatura y humedad con 23°C y 93% rel. Ay. Se deben indicar las condiciones durante el uso, o el clima corporal, para que de esta manera se pueda establecer el periodo de tiempo para aumentar el contenido de humedad de la espuma en % en peso. Los valores de humedad de la espuma se representan en ordenadas en [%].

Así, la primera línea 1 del gráfico con los puntos de medición representados en círculos muestra un elemento de espuma con un tamaño de muestra determinado según el ejemplo 2 sin adición de partículas de celulosa o polvo de celulosa.

La segunda línea 2 en el gráfico con los puntos de medición representados en cuadrados muestra el contenido de humedad de la espuma del elemento al que se le ha añadido un 7,5% en peso de partículas de celulosa o polvo de celulosa. Por partículas de celulosa nos referimos nuevamente a las partículas esféricas de celulosa descritas anteriormente.

El curso de la absorción de humedad durante 48 horas muestra que el equilibrio de la humedad corporal de la "espuma" en las condiciones del "clima corporal" se alcanza en poco tiempo. Así, de esto se puede entender que la espuma con partículas de celulosa introducidas en 3 horas puede absorber el doble de humedad que la espuma según el ejemplo 2 sin adición de partículas de celulosa.

Los valores medidos de absorción de humedad se obtuvieron almacenando aproximadamente 10 cm³ de muestras de espuma en un desecador con humedad controlada (solución sobresaturada de KNO 3 y 93% RH) después de secar las muestras. A determinados intervalos, se retiraron muestras individuales del desecador y se midió el aumento de peso (= absorción de agua). Las fluctuaciones en la absorción de humedad se explican por la manipulación de las muestras, así como por una ligera heterogeneidad de las mismas.

La Figura 3 muestra las características de secado de un elemento de espuma con partículas de celulosa incorporadas según el Ejemplo 1 en comparación con la espuma del Ejemplo 2 sin tales partículas de celulosa. A modo de comparación, ambas muestras se mantuvieron primero en condiciones de "clima corporal" durante 24 horas. Esto nuevamente significa 23°C y 93% de humedad relativa. Los valores de humedad de la espuma se representan nuevamente en ordenadas en [%] y en abscisas el tiempo (t) en [min]. Los porcentajes de humedad de la espuma indicados son porcentajes en peso basados ​​en la masa o el peso de todo el elemento de espuma (espuma, partículas de celulosa y agua o humedad).

Los puntos de medición representados por los círculos se refieren nuevamente al elemento de espuma según el ejemplo 2 sin adición de partículas de celulosa, y en el gráfico se ha trazado la correspondiente línea 3 que muestra la liberación de humedad. Los puntos de medición, representados por cuadrados, se obtuvieron sobre un elemento de espuma con partículas de celulosa inyectadas. La siguiente línea correspondiente 4 en el gráfico también muestra la rápida liberación de humedad. La proporción de partículas de celulosa fue nuevamente del 7,5% en peso.

Aquí se ve claramente que después de unos 10 minutos se vuelve a alcanzar la humedad de equilibrio del 2%. Esto es significativamente más rápido que la espuma de la técnica anterior, que libera cantidades comparables de agua durante varias horas.

Si ahora el elemento de espuma con partículas de celulosa procedentes de la modificación cristalina de celulosa II se mantiene durante 24 horas en condiciones de "clima corporal" y luego se lleva a "condiciones normales", en condiciones de "clima corporal" primero absorbe humedad de más superior al 5% en peso, y dentro de un período de 2 minutos después de regresar a las "condiciones normales", el contenido de humedad se reduce en al menos dos (2)% en peso.

La figura 4 muestra un histograma de absorción de vapor de agua "Fi" según Hohenstein, expresado en [g/m 2 ], estando representados estos valores a lo largo de las ordenadas.

El tiempo que tarda el vapor de agua en ser absorbido durante la transición de las condiciones normales definidas anteriormente (20°C y 55% h.r.) a las condiciones estandarizadas de temperatura y humedad también descritas anteriormente (23°C y 93% h.r.) (condiciones de aplicación o clima corporal), para ambos valores medidos definidos fue de 3 (tres) horas. Por muestras de prueba siempre nos referimos a la espuma tipo “B” descrita anteriormente. Así, la primera barra 5 del histograma muestra una espuma de tipo "B" sin adición de celulosa o partículas de celulosa. El valor medido aquí es de aproximadamente 4,8 g/m 2 . La muestra de espuma con celulosa incorporada, por el contrario, tiene un valor superior de aproximadamente 10,4 g/m2, que se representa en el histograma mediante otra barra 6. Por tanto, este otro valor es superior al valor de Hohenstein de 5 g/m2. .

El elemento de espuma está formado por espuma de poliestireno, siendo el material de espuma preferido espuma de poliuretano. Como se explicó anteriormente en los gráficos separados, para determinar la absorción de humedad partimos de la llamada humedad de equilibrio, que muestra "condiciones normales" y tiene una humedad relativa del 55% a 20°C. Para simular el uso se definieron otras condiciones estandarizadas de temperatura y humedad, las cuales tienen una humedad relativa del 93% a 23°C. Estas otras condiciones estandarizadas de temperatura y humedad deberían ilustrar, por ejemplo, la introducción de humedad durante el uso debido a la secreción de sudor por el cuerpo de un organismo vivo, en particular una persona. Para conseguirlo, la celulosa incluida en el elemento de espuma debe, después de su uso, volver a liberar la humedad absorbida durante su uso dentro de un rango de tiempo con un límite inferior de 1 hora y un límite superior de 16 horas, por lo que todo el elemento de espuma debe asumir una humedad de equilibrio relativa a la atmósfera circundante. Esto significa que, tras su uso, la celulosa libera muy rápidamente a la atmósfera circundante la humedad almacenada en ella y, por lo tanto, provoca que el elemento de espuma se seque.

Como se mencionó en la introducción, se dice que el equilibrio de humedad ocurre cuando el elemento de espuma se expone a las condiciones atmosféricas externas descritas anteriormente durante un tiempo tan prolongado hasta que el contenido de humedad del elemento (humedad de la espuma) entra en equilibrio con la humedad contenida en la atmósfera exterior. Una vez que se alcanza el equilibrio de humedad, ya no hay intercambio mutuo de humedad entre el elemento de espuma y la atmósfera externa que rodea el elemento.

Así, el método de prueba descrito anteriormente se puede llevar a cabo, por ejemplo, de manera que el elemento de espuma se mantenga en una primera atmósfera externa con una primera condición de temperatura-humedad con una temperatura y humedad relativa predeterminadas, por ejemplo 20°C y 55 % RH. vl., hasta alcanzar la humedad de equilibrio con esta atmósfera exterior, y luego se introduce el mismo elemento espumado en la segunda, cambiada en comparación con la primera, o en otra atmósfera exterior. Esta segunda atmósfera externa tiene unas segundas condiciones de temperatura y humedad con una temperatura más alta y/o una humedad relativa del aire más alta que las primeras condiciones, tales como 23°C y 93% de HR. Ay. Al mismo tiempo, el contenido de humedad de la espuma aumenta y la celulosa de la espuma absorbe la humedad. Luego se introduce nuevamente el mismo elemento de espuma en la primera atmósfera externa, y luego después de un período de tiempo predeterminado, de 1 hora a 16 horas, se determina el valor inicial del contenido de humedad de la espuma, correspondiente a la humedad de equilibrio con respecto a la primera atmósfera externa. , se vuelve a conseguir. Así, durante este periodo de tiempo, la humedad previamente absorbida en la segunda atmósfera exterior es liberada de nuevo por la celulosa a la atmósfera exterior y, por tanto, la humedad disminuye.

El valor más bajo indicado aquí de 1 hora depende de la cantidad de líquido o humedad absorbida y también puede ser significativamente menor y también de sólo unos minutos.

Independientemente de las partículas esféricas de celulosa descritas anteriormente, también es posible que la celulosa esté formada en forma de trozos de fibra con una longitud de fibra que tenga un límite inferior de 0,1 mm y un límite superior de 5 mm. Asimismo, también sería posible que la celulosa estuviera formada en forma de fibras trituradas con un tamaño de partícula que tuviera un límite inferior de 50 µm y un límite superior de 0,5 mm.

La espuma resultante tiene diferentes características de espuma según la aplicación, con propiedades físicas muy diferentes.

La tensión al 40% de compresión puede tener un límite inferior de 1,0 kPa y un límite superior de 10,0 kPa. La elasticidad en el ensayo de caída de la bola puede tener un límite inferior del 5% y un límite superior del 70%. Este método de prueba se lleva a cabo de acuerdo con la norma EN ISO 8307 y establece la altura de retorno y la elasticidad de rebote asociada.

Si el elemento de espuma resultante es espuma de poliuretano, en particular espuma blanda, entonces se puede fabricar a partir de TDI o MDI. Pero también se pueden utilizar otros materiales de espuma, como por ejemplo espuma de polietileno, espuma de poliestireno, espuma de policarbonato, espuma de PVC, espuma de poliimida, espuma de silicona, espuma de PMMA (polimetilmetacrilato), gomaespuma, que forman un esqueleto de espuma en el que se puede introducir celulosa. . En este caso, dependiendo del material espumado elegido, podemos hablar de espuma de poliestireno o de gomaespuma, como por ejemplo la gomaespuma de látex. En este caso se obtiene una alta absorción de humedad independientemente del sistema inicial, así como del método por el que se obtenga la espuma, ya que la capacidad de absorber humedad de forma reversible se consigue introduciendo o incorporando celulosa. Preferiblemente se utilizan tipos de espuma de células abiertas que permiten un intercambio de aire sin obstáculos con la atmósfera exterior. Igualmente es esencial una distribución uniforme de la celulosa añadida a la estructura de la espuma, como ya se ha descrito en experimentos anteriores. Si no puede existir ninguna estructura de espuma de células abiertas, se puede crear mediante un procesamiento adicional específico conocido.

Si el material de partida utiliza un poliol como uno de los componentes de la reacción, entonces se le puede agregar celulosa antes de formar la espuma. Esta adición se puede lograr mezclando o dispersando la celulosa mediante métodos conocidos en la técnica. Como polioles actúan los alcoholes, que son necesarios para el tipo correspondiente de material espumoso y que se introducen en la formulación en la cantidad necesaria. Sin embargo, al formular la formulación también se debe tener en cuenta el contenido de humedad de las partículas de celulosa.

El elemento de espuma se puede utilizar para crear productos sintéticos individuales, seleccionándose los productos sintéticos del grupo que incluye colchones, tapizados y almohadas.

Los ejemplos de realización muestran posibles realizaciones de un elemento de espuma con un agente hidrófilo incluido en la espuma, que está formada a partir de celulosa, y en este punto cabe señalar que la invención no se limita a estas realizaciones particulares mostradas, sino que, por el contrario. También son posibles diversas combinaciones de realizaciones individuales entre sí, y estas posibilidades de modificación basadas en instrucciones de acciones tecnológicas mediante la presente invención se encuentran dentro del conocimiento de los especialistas que se ocupan de este campo técnico. Por tanto, entran dentro del ámbito de protección todas las formas de realización imaginables que sean posibles mediante la combinación de detalles individuales de los ejemplos de realización representados y descritos.

El problema que subyace a soluciones inventivas independientes se puede deducir de la descripción.

Lista de elementos de enlace

AFIRMAR

1. Un elemento de espuma con un agente hidrófilo formado a partir de celulosa incluida en el material de espuma, en donde el elemento de espuma con celulosa introducida en él tiene la capacidad de absorber humedad de manera reversible, caracterizado porque la celulosa está formada por el tipo estructural de modificación cristalina de la celulosa. -II, y la proporción de celulosa de la masa total del material de espuma seleccionada en el rango de 0,1% en peso, en particular 5% en peso, y hasta 10% en peso, en particular 8,5% en peso, y la El contenido de humedad del elemento de espuma, a partir del valor de humedad inicial correspondiente al contenido de humedad de equilibrio con respecto a la primera atmósfera externa con las primeras condiciones de temperatura y humedad con una temperatura y humedad relativa determinadas, aumenta durante su uso en la segunda, cambia en comparación. a la primera, atmósfera externa con las segundas condiciones de temperatura y humedad con una temperatura más alta que las primeras condiciones y/o humedad relativa más alta, y la humedad absorbida durante el uso por la celulosa-II incluida en el elemento de espuma, después de la aplicación en la segunda atmósfera externa, se libera nuevamente a la primera atmósfera externa después de un período de tiempo que oscila entre 1 hora y 16 horas hasta que el nuevo alcance el valor de humedad inicial correspondiente a la humedad de equilibrio relativa a la primera atmósfera externa.

2. Elemento de espuma según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de espuma tiene una densidad de 30 kg/m 3 a 45 kg/m 3 y una absorción de vapor de agua - índice Hohenstein Fi - superior a 5 g/m 2 .

3. Elemento de espuma según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de espuma tiene un peso volumétrico de 30 kg/m 3 a 45 kg/m 3 y un contenido de humedad en el elemento de espuma superior al 5%, basado en en la segunda atmósfera externa con las segundas condiciones de temperatura y clima, después de la exposición a la primera atmósfera externa con las primeras condiciones de temperatura y clima (20°C y humedad relativa 55%) durante 2 minutos se reduce en al menos un 2%.

4. Elemento espumado según uno de los párrafos anteriores, caracterizado porque la celulosa II se presenta en forma de segmentos de fibra con una longitud de fibra de 0,1 mm a 5 mm.

5. Elemento espumado según una de las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque la celulosa II se presenta en forma de fibras trituradas con un tamaño de partícula de 50 micrones a 0,5 mm.

6. Elemento de espuma según la reivindicación 1, caracterizado porque la celulosa II está formada por partículas de celulosa aproximadamente esféricas con una superficie discreta.

7. Elemento de espuma según la reivindicación 2, caracterizado porque la celulosa II está formada por partículas de celulosa aproximadamente esféricas con una superficie discreta.

8. Elemento de espuma según la reivindicación 3, caracterizado porque la celulosa II está formada por partículas de celulosa aproximadamente esféricas con una superficie discreta.

9. Elemento de espuma según una de las reivindicaciones 6, 7 u 8, caracterizado porque las partículas de celulosa aproximadamente esféricas tienen un tamaño de 1 µm a 400 µm.

10. Elemento de espuma según una de las reivindicaciones 6, 7 u 8, caracterizado porque las partículas de celulosa aproximadamente esféricas tienen una relación axial (1:d) de 1 a 2,5.

11. Elemento de espuma según una de las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque la celulosa contiene además al menos uno de los aditivos del grupo que contiene pigmentos, sustancias inorgánicas como óxido de titanio, óxido de titanio no estequiométrico, sulfato de bario, intercambiador iónico, polietileno, polipropileno, poliéster, negro de carbón, zeolitas, carbón activado, superabsorbente polimérico o retardante de fuego.

12. Elemento de espuma según una de las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque el material de espuma se selecciona del grupo de espuma de poliuretano (espuma de PU), espuma de polietileno, espuma de poliestireno, espuma de policarbonato, espuma de PVC, espuma de poliimida, espuma. silicona, PMMA espumado (polimetacrilato de metilo), gomaespuma.

13. Elemento de espuma según una de las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque el material de espuma presenta una estructura de espuma de células abiertas.

14. Uso de un elemento de espuma según una de las reivindicaciones 1 a 13 para la formación de productos sintéticos, en el que los productos sintéticos se seleccionan del grupo que contiene colchones, tapizados de muebles y almohadas.