RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 1927703 (13) T3 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 03.12.2007 07401003.4 (51) Int. Cl. E04B1/76 (2006.01) (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej 18.11.2009 Europejski Biuletyn Patentowy 2009/47 EP 1927703 B1 (54) Tytuł wynalazku: Nasypywany lub wdmuchiwany materiał izolacyjny, sposób jego wytwarzania jak również zastosowanie (30) Pierwszeństwo: DE200620018200U 01.12.2006 (43) Zgłoszenie ogłoszono: 04.06.2008 Europejski Biuletyn Patentowy 2008/23 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 30.04.2010 Wiadomości Urzędu Patentowego 04/2010 (73) Uprawniony z patentu: Haupt Stefan, Wankendorf, DE PL/EP 1927703 T3 (72) Twórca (y) wynalazku: Haupt Stefan, Wankendorf, DE (74) Pełnomocnik: Kancelaria Patentowa rzecz. pat. Kamiński Zbigniew 02-011 Warszawa Al. Jerozolimskie 101/18 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
U-3328n/09 EP 1 927 703 B1 Nasypywany lub wdmuchiwany materiał izolacyjny, sposób jego wytwarzania jak również zastosowanie Opis [0001] Wynalazek dotyczy wdmuchiwanego lub wlewanego materiału izolacyjnego, zwłaszcza stanowiącego rdzeń izolujący między dwupowłokowym murem. Wynalazek dotyczy także sposobu wytwarzania materiału izolacyjnego jak również jego zastosowania, zwłaszcza jako rdzenia dwupowłokowego muru. [0002] Rdzenie izolacyjne powinny spełniać wymagania dotyczące izolacji cieplnej jak również izolacji przed przenikaniem wilgoci. Przy silnych wpływach atmosferycznych, zwłaszcza podczas ulew, przez zewnętrzny mur, najczęściej przez powłokę, do pustej przestrzeni przedostaje się wilgoć, która to przestrzeń powinna być w pełni wypełniona wdmuchiwanym lub wlewanym materiałem izolacyjnym, zwłaszcza hydrofobowym. Grubość wspomnianej pustej przestrzeni wynosi od 5 do 8 cm, tylko niekiedy 10 cm, tak, że wymagana jest niska przewodność cieplna materiału izolacyjnego. [0003] Znany jest wdumichwany lub wlewany materiał izolacyjny w postaci glinianych kulek (o handlowej nazwie Perlite) lub w postaci pianki krzemianowej (o handlowej nazwie SLS 20). Te materiały izolacyjne mają ziarno o wielkości od 1 mm do 6 mm i mogą być w nowych budowlach wsypywane od góry od pustej przestrzeni między dwupowłokowym murem. W przypadku odnawiania starego budynku można wykonać z zewnątrz otwór do wdmuchiwania i poprzez ten otwór wprowadzać maszynowo materiał izolacyjny. W stanie techniki są 1
znane odpowiednie maszyny do wdmuchiwania. [0004] Znane są również płyty izolacyjne z rozszerzalnego polistyrenu. Podczas wytwarzania tego rodzaju płyt, przetwarza się najpierw polistyren w granulat o małych kulkach lub perełkach i wstępnie spęcza się go w granulat polistyrenu piankowego, a następnie spęcznia się go w pożądana płytę. Tego rodzaju płyty izolacyjne z pęczniejącego polistyrenu znane pod handlową nazwą Styropor mają niską grupę przewodności cieplnej określaną jako 035. Jednak tego rodzaju płyty nie są odpowiednie do wprowadzania jako rdzeń do pustej przestrzeni. [0005] Wśród fachowców podejmowane są próby stosowania perełek EPS, stosowania jeszcze nie spęcznionego do postaci płyt, spęczonego granulatu z pęczniejącego polistyrenu. Fachowcy stwierdzili jednak, że luźne, nasypywane perełki EPS mają relatywnie niską grupę przewodności cieplnej określana jako 045 do 070. Ponadto nasyp z perełek EPS jest krytyczny do jego ustalenia. Luźno nasypane perełki EPS mogą na skutek wstrząsów obsuwać się i ich układanie jest przy tym trudne, zwłaszcza w przypadku pionowo zorientowanej pustej przestrzeni i trudne jest całkowite wypełnienie tej przestrzeni. [0006] Z opisu EP 0 732 357 A1 jest znany sposób wytwarzania kształtek z rozszerzalnego polistyrenu piankowego pokrytego warstwą ognioodporną i z pokruszonego polistyrenu piankowego. W opisie tym przedstawiono nasypywany lub wlewany materiał izolacyjny składający się z mieszanki granulatu polistyrenu piankowego i wtórnego polistyrenu piankowego. Wielkość ziaren granulatu wynosi przeciętnie około 3 mm. Wielkość ziaren składnika wtórnego wynosi od 2 do 4 mm. Mieszanka zawiera wagowo do 70%, zwłaszcza do 50% składnika wtórnego. Pokruszony wtórny polistyren piankowy 2
jest pokryty warstwą ognioodporną. Tak powleczony i pokruszony wtórny polistyren piankowy miesza się ze świeżymi wstępnie spienionymi cząstkami polistyrenu i w końcu przerabia się tę mieszankę za pomocą narzędzi formujących. [0007] Z opisu DE 44 02 912 A1 jest znany element konstrukcyjny izolujący cieplnie wzmocniony włóknami, składający się głównie z granulatu, włókien i środka wiążącego. Granulat składa się ze świeżego polistyrenu i z odpadowego polistyrenu. Element konstrukcyjny ma przy tym trwałą postać zespoloną za pomocą środka wiążącego. [0008] W opisie DE 195 09 458 A1 przedstawiono mieszankę spienionego polistyrenu lub cząstek w postaci kulek z polistyrenu i z włókien celulozy. Polistyren może być świeżo wytworzonym lub pochodzić z recyklingu. [0009] Zadaniem wynalazku jest opracowanie sypkiego lub płynnego materiału izolacyjnego na bazie pęczniejącego polistyrenu jak również sposobu wytwarzania i zastosowania takiego materiału. Ponadto materiał ten powinien zapewniać rozwój rdzenia izolującego i zachowanie trwałej izolacji cieplnej. [0010] Zadanie to zrealizowano przez opracowanie materiału izolacyjnego o własnościach przedstawionych w zastrzeżeniu 1, jak również sposobu wytwarzania przedstawionego w zastrzeżeniu 7 i zastosowania przedstawionego w zastrzeżeniu 8. [0011] Zaskakującym okazało się, przez zmieszanie perełek polistyrenu piankowego (EPS) z włóknami z polistyrenu piankowego poprawiają się warunki osadzania jak również poprawia się izolacja cieplna. Perełkami są kuleczki z polistyrenu, a więc granulat z polistyrenu piankowego. Wstępnie spienione kuleczki z polistyrenu stanowią surowiec do wytwarzania płyt z polistyrenu 3
piankowego (EPS). Kuleczki są umieszczane w formie i poprzez spęczanie są łączone w płytę. W zastosowaniu według wynalazku są uprzywilejowane perełki z polistyrenu piankowego mogące być wdmuchiwane lub wlewane. [0012] Wióry polistyrenu piankowego powstające podczas obróbki frezarskiej płyt z polistyrenu piankowego (EPS) są w przeciwieństwie do kulistych perełek polistyrenu piankowego płaskie i mają wielkość do 4 mm. Zaskakującym okazało się, że ścinki polistyrenu piankowego używane dotychczas jako kruszywo do wytwarzania gazobetonu jako produkt odpadowy, mogą być stosowane bezpośrednio jako wdumichwany i/lub wlewany materiał izolacyjny, Korzystnym jest mieszanie granulatu polistyrenu piankowego z wiórkami. [0013] Intensywne mieszanie obu składników to znaczy perełek polistyrenu piankowego i wiórków polistyrenu piankowego przez ich wewnętrzne połączenie pozwala na uzyskanie wdmuchiwanego lub wlewanego materiału izolacyjnego do pustej przestrzeni tak, że nie występuje konieczność późniejszego wstrząsania i osiąga się przewodność cieplną mniejszą niż 0,035 W/(m K) co odpowiada grupie przewodności cieplnej 035. [0014] Gdy wielkość ziarna granulatu polistyrenu piankowego wynosi 4 mm do 8 mm, a wielkość wiórków polistyrenu piankowego wynosi od 0,1 mm do 2 mm są wzajemnie tak dopasowane, że przewodność cieplna wynosi 0,033 W/(m K), co wykazały przeprowadzone doświadczenia. [0015] Dzięki temu, że granulat polistyrenu piankowego i/lub wiórki polistyrenu piankowego mają ciężar właściwy wynoszący od 13 kg/m 3 do 26 kg/m 3, że występujące w materiale izolacyjnym w połączeniu z pęcherzykami w materiale stwarza możliwość uzyskania, przy małym zużyciu surowców, materiału o wystarczającej wytrzymałości. Korzystnym jest, gdy ciężar właściwy granulatu 4
polistyrenu piankowego i/lub wiórków polistyrenu piankowego wynosi od 21 do 23 kg/m 3. [0016] Gdy mieszanka zawiera od 40% do 70% objętościowo granulatu polistyrenu piankowego, można uzyskać dobre własności izolacyjne przy małym zapotrzebowaniu materiału. Korzystnym jest, gdy zawartość granulatu polistyrenu piankowego wynosi około 60%. [0017] Dzięki temu, że do mieszanki dodaje się pylisty grafit można zredukować ciężar właściwy wiórków polistyrenu piankowego. Szczególnie zawartość wiórków polistyrenu piankowego z grafitem pylistym wynosi od 60% do 70% objętościowo. Stosowany jest polistyren piankowy (EPS) z zawartością grafitu piankowego o nazwie handlowej Neopor firmy BASF AG. [0018] Sposób wytwarzania materiału izolacyjnego przebiega następująco: spienia się granulat polistyrenu piankowego do gęstości od 21 kg/m 3 do 23 kg/m 3, rozdrabniania się regenerat ziarnistego polistyrenu piankowego na wiórki polistyrenu piankowego o wielkości ziarna od 0,1 mm do 2 mm, miesza się obydwie frakcje tak, że w całkowitej objętości granulat polistyrenu piankowego stanowi około 60%, a frakcja polistyrenu piankowego zawierającego wióry stanowi 40%. Podczas spieniania granulatu polistyrenu piankowego uzyskuje się gęstość granulatu wynoszącą od 21 kg/m 3 do 23 kg/m. Podczas konfekcjonowania i przeróbce płyt z polistyrenu piankowego powstają wióry i odpady, nazywane regeneratami, które w odpowiednich rozdrabniarkach są rozdrabniane, a wielkość ziarna wynosi około 2 mm. Cząstki o wielkości mniejszej od 0,1mm są odsiewane z wiórków w celu zmniejszenia obciążenia kurzem materiału izolacyjnego. [0019]Następnie obydwie frakcje, w określonym stosunku, poddaje się 5
intensywnemu mieszaniu. Tak powstały sypki lub dający się wdumichiwać materiał izolacyjny zostaje odpowiednio zapakowany i dostarczany na plac budowy. Pojemnik mają pojemność około 800 l. [0020] Na podstawie przykładu wykonania opisane zostanie zastosowanie. [0021] Dla doświadczeń, perełki polistyrenu piankowego (EPS) spęczano dwukrotnie, aż do uzyskania kulek o wielkości od 2 mm do 6 mm z płaskimi wiórkami polistyrenu piankowego o wielkości cząstek wynoszącej od 0,5 mm do 4 mm i następnie poddano je intensywnemu mieszaniu. Przy czym objętość granulatu polistyrenu piankowego wynosiła 60% objętościowo, a wiórków polistyrenu piankowego wynosiła 40% objętościowo. Wytworzoną mieszanką wypełniono pionową, pierścieniową pustą przestrzeń, przy czym warstwa materiału izolacyjnego miała grubość 6 cm. Można również stosować także same, wsypywane lub wdmuchiwane, wiórki polistyrenu piankowego, przy czym można uzyskać zaskakująco dobrą klasę przewodności cieplnej od 0,45 do 0,40. [0022] W tym doświadczeniu symulowano dwupowłokowy mur między powłoki, którego wprowadzono rdzeń izolujący. Następnie zmierzono przenikanie ciepła do warstwy izolacyjnej i określono przewodność cieplną mieszanki z perełek EPS i wiórków polistyrenu piankowego, która wynosiła 0,033W/(m-K). [0023] Okazało się, że w warstwie izolacyjnej nieznacznie wzrasta wilgotność i przewodnictwo cieplne. Okazało się również, że wiórki polistyrenu piankowego są hydrofobowe, a więc nie wchłaniają wilgoci. [0024] Reasumując okazało się, że uzyskano mieszankę perełek polistyrenu piankowego (EPS) i wiórków polistyrenu piankowego o wysokich parametrach izolacji cieplnej o klasie przewodności cieplnej 035 lub lepszej przy jednoczesnej odporności na wilgoć. Zarówno perełki polistyrenu piankowego jak 6
również wiórki polistyrenu piankowego są na rynku mało kosztowne, materiał Izolacyjny według wynalazku jest konkurencyjny cenowo. Ponadto koszty wytwarzania rdzenia izolacyjnego są stosunkowo niskie, szybko się amortyzują, a ponadto czas budowy z zastosowaniem rdzenia izolującego jest krótki. 7
Zastrzeżenia patentowe 1. Materiał izolacyjny, wdmuchiwany lub nalewany do rdzenia dwupowłokowego muru, znamienny tym, że materiał izolacyjny składa się z mieszaniny ziarnistego polistyrenu piankowego o wielkości ziarna od 2 mm do 10 mm i ziarnistego polistyrenu piankowego z domieszką proszku mającego kształt podobny do płaskiego wióra o wielkości ziarna do 4 mm, przy czym mieszanka zawiera od 40% do 70% całkowitej objętości granulatu polistyrenu piankowego. 2. Materiał izolacyjny według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że wielkość ziarna granulatu polistyrenu piankowego wynosi od 4 mm do 8 mm, a wielkość ziarna zawierającego wióry polistyrenu piankowego wynosi od 0,1 mm do 2 mm. 3. Materiał izolacyjny według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienny tym, że ciężar właściwy granulatu polistyrenu piankowego i zawierającego wióry polistyrenu piankowego wynosi od 13 kg/m 3 do 26 kg/m 3. 4. Materiał izolacyjny według zastrzeżenia 3, znamienny tym, że ciężar właściwy granulatu polistyrenu piankowego i zawierającego wióry polistyrenu piankowego wynosi od 21 kg/m 3 do 23 kg/m 3. 5. Materiał izolacyjny według zastrzeżenia 1 do 4, znamienny tym że mieszanka zawiera około 60% całkowitej objętości ziarnistego polistyrenu piankowego. 6. Materiał izolacyjny według poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że mieszanka zawiera pył grafitowy. 8
7. Sposób wytwarzania materiału izolacyjnego według zastrzeżeń od 1 do, znamienny tym, że: - spienia się granulat polistyrenu piankowego do gęstości od 21 kg/m 3 do 23 kg/m 3, - rozdrabniania się regenerat ziarnistego polistyrenu piankowego na wiórki polistyrenu piankowego o wielkości ziarna od 0,1 mm do 2 mm. - miesza się obydwie frakcje tak, że w całkowitej objętości granulat polistyrenu piankowego stanowi około 60%, a frakcja polistyrenu piankowego zawierającego wióry stanowi 40%. 8. Zastosowanie zawierającego płaskie wióry polistyrenu piankowego polega na wdmuchiwaniu lub wlewaniu materiału izolacyjnego według zastrzeżeń 1 tworząc rdzeń izolacyjny między dwoma powłokami muru. 9