COLCHON Y ALOMOHADA ELABORADOS DE POLIURETANO FLEXIBLE EXPANDIDO CON MICROCAPSULAS TERMICAMENTE AJUSTADAS.

1. Colchón (1) que comprende al menos una porción de poliuretano expandido flexible,

caracterizado porque dicho poliuretano tiene incrustadas sustancias de ajuste térmico previamente microencapsuladas, que experimentan cambio de fase líquida/sólida en el intervalo de temperaturas de 18 a 37ºC.2. Colchón (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas sustancias de ajuste térmico microencapsuladas están incrustadas en una porción del poliuretano expandido al menos cerca de la superficie diseñada para estar próxima al cuerpo del usuario.3. Colchón (1) de acuerdo con la reivindicación 2, que consiste en diferentes capas unidas entre sí, donde al menos la superficie de una tiene incrustada dicha sustancia de ajuste térmico microencapsulada.4. Colchón (1) de acuerdo con la reivindicación 2, obtenido por moldeo, en el que dicha sustancia de ajuste térmico microencapsulada es un material encontrado uniformemente en una porción superficial, habiéndose extendido dicho material en una superficie interna de un molde antes de la inyección del poliuretano durante su producción.5. Colchón (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichas sustancias de ajuste térmico son parafinas.6. Colchón (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichas sustancias de ajuste térmico se microencapsulan y dispersan en un vehículo que pertenece a la familia de los polioles o plastificantes no ftálicos

Colchón.

El presente modelo se refiere a un colchón para una cama, hecho de poliuretano expandido flexible.

Como se sabe, los colchones y almohadas se usan como cuerpos en reposo sobre una cama, para el descanso o convalecencia de un usuario. Estos dispositivos se adquieren tanto para uso doméstico privado como para el sector público (por ejemplo, hospitales, residencias de ancianos, hoteles) en el que existen requisitos incluso más estrictos.

También se conoce la fabricación de estos dispositivos a partir de material de poliuretano flexible.

La química del poliuretano se basa en la reacción de isocianuros con moléculas que contienen átomos de hidrógeno activos. Los grupos -NCO contenidos en la molécula de isocianato se hacen reaccionar rápidamente, en presencia de catalizadores adecuados, con átomos de hidrógeno unidos a átomos más electronegativos que el carbono. Esta reacción lleva a la formación de la estructura de polímero deseada; conjuntamente con la misma, se produce en paralelo una reacción de producción de gas, por ejemplo, dióxido de carbono (que procede de la reacción de isocianato con agua).

Típicamente, para fabricar almohadas y cojines se sigue un proceso de producción continuo en lotes. Desde tanques de almacenamiento, con un tamaño y estructura adecuados para las materias primas y aditivos usados, los componentes químicos se hacen seguir -mediante bombas de circulación/dosificación- a lo largo de líneas de conexión especializadas, hacia un cabezal de mezcla y suministro. En el cabezal de mezcla es posible cambiar diferentes parámetros de mezcla. El cabezal de suministro conduce a una línea de espumado, en la que se produce de manera continua una alfombra con una altura y anchura adecuadas de poliuretano expandido, que después se corta a la longitud deseada para la fabricación de bloques de poliuretano largos. Después, dichos bloques se almacenan en planos de estabilización hasta que posteriormente se cortan en láminas, placas o rollos de un tamaño adecuado para la producción del objeto terminado.

En el mercado ya se ofrece una diversidad de tipos de almohadas y colchones de poliuretano, en los que placas individuales de poliuretano diferentes (por densidad, comportamiento mecánico, características sanitarias y similares) están unidas entre sí o se usan rollos de placas delgadas junto con tejidos y relleno, para obtener un producto terminado que, en el mejor de los casos, satisface los requisitos del usuario.

Aunque el poliuretano, por naturaleza intrínseca, ya tiene buenas propiedades térmicas junto con una buena calidad en relación con la transpiración, el solicitante se fija el objetivo de ofrecer un colchón mejorado, que proporcione al usuario una sensación de comodidad agradable a una diversidad de temperaturas. En particular, pretende ofrecer un colchón que sea capaz de contribuir al ajuste de la temperatura corporal, garantizando una mayor comodidad en todos los casos en los que el cuerpo del usuario está sobrecalentado o frío, por diversas razones temporales o patológicas.

Tal objeto se consigue mediante un producto como el descrito en sus características esenciales en la reivindicación principal adjunta.

Otros aspectos inventivos del colchón se describen en las reivindicaciones dependientes.

En cualquier caso, otras características y ventajas del dispositivo de acuerdo con el modelo serán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de una realización preferida, proporcionada a modo de ejemplo e ilustrada en los dibujos adjuntos.

La figura 1 es un gráfico que muestra el resultado de comodidad que puede obtenerse con el dispositivo de acuerdo con el modelo.

La figura 2 es una representación del colchón de acuerdo con la invención.

El solicitante comenzó seleccionando sustancias que experimentasen un cambio de fase de liberación/absorción de energía térmica en un intervalo de tiempo que pudiera ser ventajoso. Durante el cambio de fase, tales materiales que cambian de fase, también denominados PCM, liberan calor latente (pasando del estado líquido al estado sólido) o absorben calor latente (pasando del estado sólido al estado líquido), volviéndose capaces por lo tanto de extraer o introducir calor al ambiente circundante en proporción a su volumen.

Las fases a considerar son la fase sólida y la fase líquida, ya que la gaseosa implicaría problemas prácticos considerables, principalmente relacionados con cambios de volumen, lo que hace que sea poco utilizable.

Las sustancias particularmente ventajosas para el uso específico considerado en el presente documento -que se presentarán en lo sucesivo como sustancias de ajuste térmico- son los denominados PCM con un alto calor de condensación latente, que tienen una temperatura de cambio de estado en el intervalo entre 18 y 37ºC, que corresponde al intervalo de temperaturas apropiado para transmitir una sensación de bienestar al cuerpo del usuario.

Tales sustancias existen tanto en forma orgánica (por ejemplo, parafina o ácidos grasos) como en forma inorgánica (por ejemplo, sales hidratadas, tales como M_nH₂O) y también se manifiestan en formas eutécticas. Además, son capaces de almacenar entre 5 y 14 veces más energía que otras sustancias de referencia, tales como el agua.

Preferiblemente, en la presente solicitud, tales sustancias de ajuste térmico se escogen entre las parafinas.

De acuerdo con el presente modelo, estas sustancias, preparadas en forma granulada o en polvo, primero se microencapsulan.

La tecnología denominada "microencapsulación" permite incluir una sustancia dentro de una "cubierta" y protegerla de agentes externos. Las microcápsulas pueden variar en tamaño entre 3 y 800 μm. La técnica de microencapsulación es conocida per se y, por lo tanto, no se describirá con más detalle. En el caso específico de la aplicación a sustancias de ajuste térmico adecuadas, la cubierta de cada microcápsula puede estar hecha de uno de los siguientes materiales preferidos: poliésteres, poliacrilatos, polímeros vinílicos o ceras.

Una vez que se han obtenido las microesferas de la sustancia de ajuste térmico escogida, se someten a un proceso de dispersión en un vehículo compatible con la reacción para la preparación de un poliuretano expandido. No se usan técnicas de dispersión tales como las de bolas o cilindros con el fin de reducir al mínimo la tensión mecánica sobre la mezcla.

El vehículo puede ser de un tipo reactivo, para que permanezca unido en la matriz de polímero, o de un tipo no reactivo. En el primer caso, además tendrá que considerarse su presencia durante la formulación química para asegurar que la reacción de polimerización del poliuretano se produce de acuerdo con lo que se desea; en el último caso, simplemente debe escogerse una sustancia que no ponga en peligro los requisitos de las normas del sector en relación con el medio ambiente, la salud y la seguridad de los trabajadores, y la salud del usuario teniendo en cuenta el campo de uso del producto terminado. Finalmente, en la elección del vehículo también tendrán que tenerse en cuenta los aspectos de compatibilidad química con la naturaleza de la membrana de las microesferas.

Como ejemplo de un vehículo reactivo se menciona en este documento un poliol; como vehículo no reactivo se considera, por ejemplo, un plastificante no ftálico.

Además del vehículo, si es necesario mantener una buena uniformidad de dispersión, pueden introducirse aditivos humectantes y estabilizantes en la misma dispersión.

La dispersión obtenida de esta manera, consistente en microesferas (sustancia con cambio de fase microencapsulada), poliol y un posible agente humectante, se usa en la fabricación de poliuretano expandido flexible.

El producto terminado (colchón 1) que puede obtenerse de acuerdo con el modelo, puede fabricarse por medio del uso de diversas tecnologías para la fabricación de poliuretano expandido flexible, tanto a partir de bloques continuos como por moldeo.

Las densidades de los poliuretanos generalmente varían de 25 a 100 kg/m³; los isocianatos pueden ser TDI (toluen-di-isocianato), MDI (metilen-difenil-isocianato) e IPDI (isoforon-di-isocianato); la naturaleza del poliol puede ser éteres basados en óxido de etileno y/u óxido de propileno de alta elasticidad convencionales,...

1. Colchón (1) que comprende al menos una porción de poliuretano expandido flexible, caracterizado por que dicho poliuretano tiene incrustadas sustancias de ajuste térmico previamente microencapsuladas, que experimentan cambio de fase líquida/sólida en el intervalo de temperaturas de 18 a 37ºC.

2. Colchón (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas sustancias de ajuste térmico microencapsuladas están incrustadas en una porción del poliuretano expandido al menos cerca de la superficie diseñada para estar próxima al cuerpo del usuario.

3. Colchón (1) de acuerdo con la reivindicación 2, que consiste en diferentes capas unidas entre sí, donde al menos la superficie de una tiene incrustada dicha sustancia de ajuste térmico microencapsulada.

4. Colchón (1) de acuerdo con la reivindicación 2, obtenido por moldeo, en el que dicha sustancia de ajuste térmico microencapsulada es un material encontrado uniformemente en una porción superficial, habiéndose extendido dicho material en una superficie interna de un molde antes de la inyección del poliuretano durante su producción.

5. Colchón (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichas sustancias de ajuste térmico son parafinas.

6. Colchón (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichas sustancias de ajuste térmico se microencapsulan y dispersan en un vehículo que pertenece a la familia de los polioles o plastificantes no itálicos.