Una espuma reticulada para uso en calzado o como una almohadilla de amortiguación de choques,

donde la espuma comprende el producto de reacción de: A. una poliolefina que tiene una cristalinidad de 21 por ciento o menos, un copolímero de etileno y vinilacetato que tiene un contenido de vinilacetato inferior a 15 por ciento en moles, o una de sus combinaciones; B. una poliolefina que tiene una viscosidad entre 500 y 20,000 cP, según lo medido usando ASTM D1084; C. una carga, donde la espuma reticulada comprende entre 10 y 80 partes de carga por cien partes de los componentes A y B, en peso

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la invención

Las realizaciones descritas en este documento se refieren, en general, a espumas reticuladas adecuadas para uso como una capa de amortiguación de choques. En otro aspecto, las realizaciones descritas en este documente se refieren a espumas reticuladas útiles en calzado, como puede ser una parte de un zapato o una bota, lo que incluye suelas, entresuelas, o un zapato o una bota completa. En otro aspecto, las realizaciones descritas en este documento se refieren a un césped sintético y otras aplicaciones de suelo que incluyen una capa de amortiguación de choques de espuma reticulada, donde la espuma puede incluir hasta 50% de una carga.

Antecedentes

Los artículos de calzado convencionales incluyen dos elementos primarios, una estructura superior y una estructura de suela. La estructura superior provee una cubierta para el pie que recibe y posiciona de modo seguro el pie con respecto a la estructura de suela. Además, la estructura superior puede tener una configuración que protege el calzado y proporciona ventilación, refrigerando así el pie y eliminando la transpiración. La estructura de suela está sujeta a una superficie inferior de la estructura superior y en general está posicionada entre el pie y el suelo. Además de atenuar las fuerzas de reacción del suelo, la estructura de suela puede proveer tracción y controlar los movimientos del pie potencialmente perjudiciales, como pronación excesiva. Por consiguiente, las estructuras superior y de suela operan en conjunto para proveer una estructura confortable adecuada para una amplia variedad de actividades ambulatorias, como caminar y correr. Las características generales y la configuración de las estructuras superior y de suela se analizan en más detalle a continuación.

La estructura superior forma un vacío en el interior del calzado para recibir el pie. El vacío en general tiene la forma del pie, y el acceso al vacío es provisto por una abertura en el tobillo. Por consiguiente, la estructura superior se extiende sobre las áreas del empeine y los dedos del pie, a lo largo de los lados medio lateral del pie, y alrededor del área del talón del pie. Con frecuencia se incorpora un sistema de cordones a la estructura superior para aumentar selectivamente el tamaño de la abertura del tobillo y permitir que el usuario modifique ciertas dimensiones de la estructura superior, particularmente la circunferencia, a fin de acomodar pies de proporciones variables. Asimismo, la estructura superior puede incluir una lengüeta que se extiende debajo del sistema de cordones para potenciar la comodidad del calzado, y la estructura superior puede incluir un contrafuerte del talón para limitar el movimiento del talón.

Se pueden utilizar diversos materiales en la fabricación de la estructura superior. La estructura superior de un artículo de calzado, por ejemplo, se puede formar a partir de múltiples capas de material que incluyen una capa exterior, una capa media y una capa interior. Los materiales que forman la capa exterior de la estructura superior se pueden seleccionar en base a las propiedades de la resistencia al desgaste, flexibilidad y permeabilidad de aire, por ejemplo. Con respecto a la capa exterior, el área de los dedos y el área del talón pueden estar formadas de cuero, cuero sintético, o un material de caucho para impartir un grado relativamente alto de resistencia al desgaste. Los materiales de cuero, cuero sintético y caucho pueden no exhibir el grado deseado de flexibilidad y permeabilidad de aire. Por consiguiente, diversas áreas de la capa exterior de la estructura superior pueden formarse a partir de un textil sintético. La capa exterior de la estructura superior puede formarse, por lo tanto, a partir de numerosos materiales que imparten cada uno diferentes propiedades a áreas específicas de la estructura superior.

Una capa media de la estructura superior puede formarse a partir de un material de espuma polimérica de peso liviano que atenúa las fuerzas de reacción del suelo y protege al pie de los objetos con los que puede entrar en contacto la estructura superior. De modo similar, una capa interior de la estructura superior puede estar formada a partir de un textil con control de humedad que elimina la transpiración del área que rodea inmediatamente al pie. En algunos artículos de calzado atlético, las diversas capas pueden estar unidas mediante un adhesivo, y se pueden utilizar costuras para unir elementos dentro de una sola capa o para reforzar áreas específicas de la estructura superior.

La estructura de suela en general incorpora múltiples capas que convencionalmente se denominan plantilla, entresuela y suela exterior. La plantilla es un miembro delgado que potencia la comodidad, ubicado dentro de la estructura superior y adyacente a la superficie plantar (inferior) del pie para potenciar la comodidad del calzado. La entresuela, tradicionalmente sujeta la estructura superior en toda su longitud, forma la capa media de la estructura de suela y cumple una diversidad de propósitos que incluyen controlar los movimientos del pie y atenuar las fuerzas de reacción del suelo. La suela exterior forma el elemento de contacto con el suelo del calzado y por lo general está confeccionada con un material durable y resistente al desgaste que incluye texturas que mejoran la tracción.

El elemento primario de una entresuela convencional es un material flexible de espuma polimérica, como poliuretano o etilvinilacetato, que se extiende a lo largo de todo el calzado. Las propiedades del material de espuma polimérica en la entresuela dependen principalmente de factores que incluyen la configuración dimensional de la entresuela y las características específicas del material seleccionado para la espuma polimérica, incluyendo la densidad del material de espuma polimérica. Variando estos factores en la entresuela, la rigidez relativa, el grado de atenuación de fuerza de reacción del suelo y las propiedades de absorción de energía pueden alterarse para satisfacer las demandas específicas de la actividad para la que se diseña el calzado.

Diversas espumas son también útiles como una capa amortiguadora de choques en césped sintético. El césped sintético consiste en una multitud de penachos de pasto artificiales que se extienden hacia arriba desde un sustrato laminado. El césped usualmente se coloca sobre una superficie plan preparada para formar un campo de juego con el fin de simular una superficie de juego de césped natural.

Para algunos tipos de juegos, se coloca una almohadilla flexible debajo del césped y sobre la superficie de soporte del suelo firme para proveer un efecto de amortiguación. Además, en algunos casos, se dispone una capa de arena u otro material particulado sobre la superficie superior de la lámina base de la carpeta y alrededor de las hebras. Un ejemplo de este tipo de construcción se muestra en la patente estadounidense. No. 4,389,435 emitida el. 21 de junio de 1983 para Frederick T. Haas, Jr. Otro ejemplo se muestra en la patente estadounidense No. 4,637,942 emitida el 20 de enero de 1987 para Seymour A. Tomarin.

Además, los ejemplos de céspedes artificiales que se forman con carpeta del tipo pasto sobre una almohadilla flexible se describen en la patente estadounidense No. 3,551,263 emitida el 29 de diciembre de 1970 para Carter et al., la cual describe una almohadilla de espuma poliuretánica, en la patente estadounidense No. 3,332,828 emitida el 25 de julio de 1967 para Faria et al., la cual describe una almohadilla plástica de espuma poliuretánica o plástica o espuma de PVC; en la patente estadounidense No. 4,637,942 emitida el 20 de enero de 1987 para Seymour A. Tomarin que describe una almohadilla de tipo caucho; en la patente estadounidense No. 4,882,208 emitida el 21 de noviembre de 1989 para Hans-Urich Brietschidel, que ilustra una almohadilla de espuma polietilénica de célula cerrada reticulada; en la patente estadounidense No. 3,597,297 emitida el 3 de agosto de 1971 para Theodore Buchholz et al., la cual describe una almohadilla poliuretánica que tiene vacíos; y en la patente estadounidense No. 4,505,960 emitida el 19 de marzo de 1985 para James W. Leffingwell, que describe almohadillas amortiguadoras de choque elaboradas a partir de espumas elastoméricas de cloruro de polivinilo, polietileno, poliuretano, polipropileno.

Las capas amortiguadores de choques pueden, desde ya, utilizarse más extensamente en otras aplicaciones, como en amortiguación de energía en pisos y almohadillas de amortiguación para calzado, por ejemplo. Aún existe la necesidad,... [Seguir leyendo]

1. Una espuma reticulada para uso en calzado o como una almohadilla de amortiguación de choques, donde la espuma comprende el producto de reacción de:

A. una poliolefina que tiene una cristalinidad de 21 por ciento o menos, un copolímero de etileno y vinilacetato que tiene un contenido de vinilacetato inferior a 15 por ciento en moles, o una de sus combinaciones;

B. una poliolefina que tiene una viscosidad entre 500 y 20,000 cP, según lo medido usando ASTM D1084;

C. una carga, donde la espuma reticulada comprende entre 10 y 80 partes de carga por cien partes de los componentes A y B, en peso.

2. La espuma reticulada según la reivindicación 1, en la que la espuma reticulada comprende por lo menos uno de:

D. un retardante de calor; y

E. por lo menos una poliolefina que tiene una cristalinidad superior a 21 por ciento en peso, un copolímero de etileno y vinilacetato que tiene un contenido de vinilacetato de 15 por ciento en moles o más, o una de sus combinaciones.

3. La espuma reticulada según la reivindicación 1, en la que los componentes A y B se reticularon usando: un agente de curado de peróxido; un sistema de curado activado por calor que comprende por lo menos un azufre y un epoxi; o un sistema de curado inducido por radiación que comprende por lo menos uno de radiación gamma y haz e.

4. La espuma reticulada según la reivindicación 2, en la que los componentes A y B se reticularon usando un compuesto derivado de silano.

5. La espuma reticulada según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que la espuma comprende por lo menos 30 por ciento en peso de contenido de gel según lo medido usando extraíbles del xileno.

6. La espuma reticulada según la reivindicación 2, la cual, antes de la reticulación, comprende una composición termoplástica, donde la composición termoplástica comprende:

i. 20 a 80 por ciento en peso del componente A; ii. 25 a 75 por ciento en peso del componente E; iii. más de 0 a 6 por ciento en peso del componente B; iv. más de 0 a 1 por ciento en peso del componente D; y

v. 5 a 50 por ciento en peso del componente C; donde los porcentajes en peso anteriormente mencionados se basan en el peso total de los componentes A, B, C, D y E.

7. La espuma reticulada según la reivindicación 1, en la que la espuma reticulada tiene por lo menos uno de:

una densidad dentro del intervalo de 50 a 500 kg/m3; un volumen de célula abierta de menos de 30 por ciento; y un espesor en el intervalo de 1 a 80 mm.

8. Un método para formar una espuma reticulada, donde el método comprende: combinar los siguientes ingredientes para formar una composición expansible:

A. una poliolefina que tiene una cristalinidad de 21 por ciento o menos, un copolímero de etileno y vinilacetato que tiene un contenido de vinilacetato de menos de 15 por ciento en moles, o una de sus combinaciones;

B. una poliolefina que tiene una viscosidad entre 500 y 20,000 cP, según lo medido usando ASTM D1084;

C. una carga, donde la espuma reticulada comprende entre 10 y 80 partes de carga por cien partes de los componentes A, B y C, en peso; y

D. un agente de soplado; reticular por lo menos una porción de los componentes A y B; y espumar la composición expansible.

9. El método según la reivindicación 8, en el que la composición expansible comprende además:

E. un retardante de calor; y

F. por lo menos una poliolefina que tiene una cristalinidad superior a 21 por ciento en peso, un copolímero de etileno y vinilacetato que tiene un contenido de vinilacetato de 15 por ciento en moles o más, o una de sus combinaciones; y

el método comprende: reticular por lo menos una porción de los componentes A, B y F

10. El método según la reivindicación 8, en el que los componentes A y B se reticulan usando: un agente de curado de peróxido; un sistema de curado activado por calor que comprende por lo menos uno de azufre y un epoxi; o un sistema de curado inducido por radiación que comprende por lo menos uno de radiación gamma y haz e; o un compuesto derivado de silano.

11. El método según la reivindicación 8, en el que la composición expansible comprende:

i. 20 a 80 por ciento en peso del componente A;

ii. 25 a 75 por ciento en peso del componente E;

iii. más de 0 a 6 por ciento en peso del componente B;

iv. más de 0 a 1 por ciento en peso del componente F;

y v. 5 a 50 por ciento en peso del componente C; vi. 1 a 5 por ciento en peso del componente D; donde los porcentajes en peso arriba mencionados se basan en el peso total de los componentes A, B, C, D, E y F.

12. El método según la reivindicación 11, donde la composición expansible comprende además:

G. 1 a 5 por ciento en peso de un agente de curado de peróxido; donde los porcentajes en peso se basan en el peso total de los componentes A, B, C, D, E, F y G.

13. El método según la reivindicación 9, donde combinar comprende mezclar los componentes A, B, C, D, E y F a una temperatura suficiente para fundir por lo menos una porción de los componentes A, B y F.

14. El método según la reivindicación 9, en el que combinar comprender mezclar los componentes en por lo menos una de una extrusora y una amasadora de fundición, y opcionalmente,

dicho método también comprende:

inyectar la composición expansible en un molde caliente; y

mantener el molde caliente a una temperatura y durante un tiempo suficiente como para curar la composición expansible y la descomposición del agente de soplado; donde la espumación de la composición expansible comprende abrir el molde.

15. Un césped artificial, alfombra, piso, zapato, bota o calzado que comprende una almohadilla de amortiguación de choque según la reivindicación 1.