Artículos de espuma polimérica estratificada perforada.

Un artículo de espuma polimérica que comprende al menos dos espumas de polímero termoplástico en orientación laminar,

teniendo cada una de las espumas de polímero termoplástico:

(a) una superficie contigua que contiene una piel polimérica;

(b) una dimensión de espesor perpendicular a la superficie contigua;

(c) perforaciones que son menores que un milímetro de diámetro que penetran a través de la superficie contigua, a una profundidad menor que la dimensión de espesor de la espuma;

en donde la superficie contigua de una espuma de polímero termoplástico es adyacente y está adherida a la superficie contigua de otra espuma de polímero termoplástico con un adhesivo, fijando de este modo las espumas de polímero termoplástico entre sí.

Artículos de espuma polimérica estratificada perforada Declaración de referencia cruzada Esta solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional de U.S. No. 61/245.680, presentada el 25 de Septiembre de 2009, cuyo contenido íntegro se incorpora a la presente memoria por referencia.

Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se refiere a artículos de espuma polimérica estratificada y a un procedimiento para preparar el artículo de espuma polimérica estratificada.

Descripción de la técnica relacionada Los artículos de espuma polimérica tienen utilidad como materiales térmicamente aislantes. Los artículos de espuma polimérica sirven como aislamiento térmico en aplicaciones de edificios y construcción, aplicaciones en aparatos y casi cualquier otra aplicación en la que el aislamiento térmico es valioso. El aumento del espesor de los artículos de espuma polimérica tiende a reducir la conductividad térmica (es decir, aumentar la resistencia térmica) a través de los artículos, siendo iguales todas las demás propiedades. Sin embargo, aumentar el espesor de espuma no es necesariamente fácil, en particular para artículos de espuma polimérica extrudida.

Los procesos de espuma por extrusión expelen una composición polimérica espumable a través de una boquilla formadora de espuma que, en gran medida, controla el tamaño y forma de la resultante espuma polimérica extrudida. A medida que el área de la sección transversal de la abertura de la boquilla formadora de espuma aumenta para permitir la fabricación de artículos de espuma de mayor sección transversal, el proceso de extrusión se hace más difícil de controlar. Por ejemplo, la piel superficial de la espuma comienza a volverse irregular, ya que las presiones se hacen más difíciles de mantener constantes. Por tanto, se hace difícil preparar espuma polimérica extrudida de calidad a medida que aumentan las dimensiones de la sección transversal (incluyendo el espesor) de la espuma polimérica.

Una solución para preparar espumas poliméricas extrudidas de calidad de espesor significativo es estratificando múltiples espumas poliméricas extrudidas más delgadas, conjuntamente en forma de capas. El documento EP1734193A1, por ejemplo, describe un apilamiento y pegadura de múltiples espumas poliméricas extrudidas conjuntamente para formar un panel termoaislante grueso. La solicitud de patente de Estados Unidos de número de serie 61/100830 ('830) describe también espumas poliméricas estratificadas juntas para lograr un artículo grueso acústicamente atenuador. Las espumas en '830 se perforan de un extremo a otro antes de la estratificación con el fin de aumentar el flujo de aire a través de la espuma usando agujas que tienen un diámetro de un milímetro o más. Desgraciadamente, estratificar simplemente espumas juntas poliméricas extrudidas de modo eficaz y estético puede ser un reto. Las espumas poliméricas extrudidas tienen normalmente una piel polimérica sobre sus superficies que no son perfectamente planas. Por tanto, puede ser problemático pegar conjuntamente espuma polimérica extrudida que contiene sus pieles puesto que el contacto entre las superficies de espuma puede ser solamente esporádico. Además, pueden existir espacios de aire entre superficies de espuma contiguas si las superficies no son perfectamente planas. Los espacios de aire pueden atraer y retener humedad, que es indeseable para aislamiento térmico.

El documento EP1213118B1 describe un avance en la preparación de artículos estratificados de espuma térmicamente aislante, separando primeramente la superficie de la piel de espumas poliméricas contiguas antes de adherirlas conjuntamente. Separando las pieles las superficies de espuma se pueden hacer planas y el vapor se puede transferir entre las espumas con más libertad que si las pieles permanecieran. Sin embargo, separar la piel de las superficies de espuma requiere una etapa de biselado y produce una considerable cantidad de polímero de desecho que debe ser eliminado o reciclado de algún modo.

Sería conveniente encontrar una manera de optimizar la adhesión entre espumas poliméricas extrudidas sin tener que separar las pieles de superficies de espuma contiguas, en particular si las resistencias a la tracción del adhesivo en la interfase sobrepasan la de una estructura de espuma unitaria. Incluso más conveniente es si el vapor pudiera transferirse aún entre espumas a través de la interfase de adhesión.

Breve sumario de la invención La presente invención ofrece una solución al problema de optimizar la adhesión entre espumas poliméricas extrudidas sin tener que separar pieles de superficies contiguas, al mismo tiempo que mejorar también la transferencia de vapor entre las espumas y la interfase de adhesión. Sorprendentemente, la presente invención es un resultado de descubrir que la perforación de superficies contiguas de espuma polimérica, usando herramientas de punción que tienen un diámetro menor que un milímetro, no solamente facilita la transferencia de vapor entre las

espumas sino que da como resultado mejor adhesión entre espumas poliméricas estratificadas que si las superficies contiguas estuviesen perforadas con herramientas de punción de mayor diámetro. Aún más sorprendente es el descubrimiento de que las perforaciones que tienen un diámetro menor que un milímetro, no solo dan como resultado resistencias a la tracción que superan a las de perforaciones de mayor diámetro, sino que pueden alcanzar resistencias a la tracción mayores que las de una estructura de espuma unitaria. Esto es sorprendente porque un artesano esperaría que perforaciones de mayor diámetro ofrezcan mayores cavidades para que el adhesivo penetre para potenciar la unión mecánica entre superficies. Sorprendentemente, las perforaciones de mayor diámetro dan como resultado una menor resistencia a la tracción del adhesivo entre espumas estratificadas.

En un primer aspecto, la presente invención es un artículo de espuma polimérica que comprende al menos dos espumas de polímero termoplástico en orientación laminar, teniendo cada una de las espumas de polímero termoplástico: (a) una superficie contigua que contiene una piel polimérica; (b) una dimensión de espesor perpendicular a la superficie contigua; (c) perforaciones que son menores que un milímetro de diámetro que penetran a través de la superficie contigua a una profundidad menor que la dimensión de espesor de la espuma; en donde la superficie contigua de una espuma de polímero termoplástico es adyacente y está adherida a la superficie contigua de otra espuma de polímero termoplástico con un adhesivo, fijando de este modo las espumas de polímero termoplástico entre sí.

En un segundo aspecto, la presente invención es un procedimiento para preparar el artículo de espuma polimérica del primer aspecto, procedimiento que comprende: (a) proporcionar al menos dos espumas de polímero termoplástico teniendo cada una de ellas una superficie contigua que contiene una piel polimérica, una dimensión de espesor perpendicular a la superficie contigua, y perforaciones que son menores que un milímetro de diámetro que penetran a través de la superficie contigua a una profundidad menor que el espesor de la espuma; (b) aplicar adhesivo a al menos una superficie contigua; (c) colocar dos espumas de polímero termoplástico en orientación laminar de manera que la superficie contigua de una espuma de polímero termoplástico es adyacente a una superficie contigua de otra espuma de polímero termoplástico con el adhesivo entre las dos espumas de polímero termoplástico; y (d) adherir las espumas de polímero termoplástico junto con el adhesivo entre las espumas de polímero termoplástico.

El procedimiento de la presente invención es útil para preparar el artículo de espuma polimérica de la presente invención. El artículo de espuma polimérica de la presente invención es útil para, por ejemplo, aislamiento térmico.

Descripción detallada de la invención Los métodos de prueba se refieren al método de prueba más reciente a partir de la fecha de prioridad de este documento cuando no se indica una fecha con el número de método de prueba. Las referencias a métodos de prueba contienen tanto una referencia a la sociedad de la prueba como el número del método de prueba. Las organizaciones de métodos de prueba son referidas por una de las abreviaturas siguientes: ASTM se refiere a la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales; EN se refiere a Norma Europea; DIN se refiere al Instituto Alemán para Normalización; e ISO se refiere a la Organización Internacional para la Estandarización.

Las espumas y artículos de espuma tienen dimensiones de longitud, anchura... [Seguir leyendo]

1. Un artículo de espuma polimérica que comprende al menos dos espumas de polímero termoplástico en orientación laminar, teniendo cada una de las espumas de polímero termoplástico:

(a) una superficie contigua que contiene una piel polimérica;

(b) una dimensión de espesor perpendicular a la superficie contigua;

(c) perforaciones que son menores que un milímetro de diámetro que penetran a través de la superficie contigua, a una profundidad menor que la dimensión de espesor de la espuma;

en donde la superficie contigua de una espuma de polímero termoplástico es adyacente y está adherida a la superficie contigua de otra espuma de polímero termoplástico con un adhesivo, fijando de este modo las espumas de polímero termoplástico entre sí.

2. El artículo de espuma polimérica de la reivindicación 1, en donde el adhesivo se selecciona de un grupo que consiste en poliuretano de un componente, poliuretano de dos componentes y adhesivos termofusibles.

3. El artículo de espuma polimérica de la reivindicación 1, en donde el adhesivo está presente con una concentración en un intervalo de 40 a 1500 gramos por metro cuadrado de área superficial contigua.

4. El artículo de espuma polimérica de la reivindicación 1, caracterizado además por las perforaciones que ocupan un área de un milímetro cuadrado o más por centímetro cuadrado de área superficial contigua para cada una de las dos superficies contiguas que son adyacentes entre sí.

5. El artículo de espuma polimérica de la reivindicación 1, caracterizado además por piel polimérica que cubre al menos 50 por ciento del área superficial de cada superficie contigua que se adhiere a otra superficie contigua.

6. El artículo de espuma polimérica de la reivindicación 1, que comprende al menos tres espumas de polímero termoplástico teniendo cada una de ellas una dimensión de espesor en donde las dos primeras espumas de copolímero termoplástico tienen al menos una superficie contigua y al menos la tercera espuma de polímero termoplástico tiene dos superficies contiguas opuestas en donde cada superficie contigua contiene una piel polimérica y perforaciones que son menores que un milímetro de diámetro que penetran a través de la superficie contigua a una profundidad menor que la dimensión de espesor de la espuma en donde una superficie contigua de dos de las espumas de polímero termoplástico son adyacentes a superficies contiguas opuestas de la tercera espuma de polímero termoplástico y las espumas de polímero termoplástico se fijan entre sí.

7. Un procedimiento para preparar el artículo de espuma polimérica de la reivindicación 1, comprendiendo el procedimiento:

(a) proporcionar al menos dos espumas de polímero termoplástico teniendo cada una de ellas una superficie contigua que contiene una piel polimérica, una dimensión de espesor perpendicular a la superficie contigua, y perforaciones que son menores que un milímetro de diámetro que penetran a través de la superficie contigua a una profundidad menor que el espesor de la espuma;

(b) aplicar adhesivo a al menos una superficie contigua;

(c) colocar dos espumas de polímero termoplástico en orientación laminar de manera que la superficie contigua de una espuma de polímero termoplástico sea adyacente a una superficie contigua de otra espuma de polímero termoplástico con el adhesivo entre las dos espumas de polímero termoplástico; y

(d) adherir las espumas de polímero termoplástico junto con el adhesivo entre las espumas de polímero termoplástico.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en donde el adhesivo se aplica como una espuma.

9. El procedimiento de la reivindicación 7, en donde el adhesivo se selecciona de un grupo que consiste en poliuretano de un componente, poliuretano de dos componentes y adhesivos termofusibles.

10. El procedimiento de la reivindicación 7, en donde la etapa (a) incluye perforar las superficies contiguas de al menos dos espumas de polímero termoplástico para crear una densidad de perforación de un milímetro cuadrado o más por centímetro cuadrado de área superficial contigua para las dos superficies contiguas que se colocan adyacentes entre sí en la etapa (b) .

11. El procedimiento de la reivindicación 7, caracterizado además por la etapa (a) que incluye proporcionar al menos tres espumas termoplásticas teniendo cada una de ellas una dimensión de espesor en donde las dos primeras espumas de polímero termoplástico tienen al menos una superficie contigua y al menos la tercera espuma de polímero termoplástico tiene dos superficies contiguas opuestas en donde cada superficie contigua contiene una piel

polimérica y perforaciones que son menores que un milímetro de diámetro que penetran a través de la superficie contigua a una profundidad menor que la dimensión de espesor de la espuma, incluyendo la etapa (b) colocar las espumas de polímero termoplástico de manera que una superficie contigua de dos de las espumas de polímero termoplástico son adyacentes a superficies contiguas opuestas de la tercera espuma de polímero termoplástico y la etapa (c) incluye adherir entre sí las espumas de polímero termoplástico con adhesivo entre las espumas.