La invención se refiere a un elemento de espuma (7) fabricado a partir de una espuma y partículas (11) de al menos una sustancia hidrófila tal como celulosa,

superabsorbentes. El elemento de espuma (7) que contiene las partículas (11) tiene una capacidad reversible de absorber humedad. Una parte de las partículas (11) está completamente embebida en la espuma. Otra parte de las partículas (11) se dispone sobresaliendo fuera de una superficie (13) de la espuma, tal como paredes de las celdas (9) o redes de celdas (10).

Elemento de espuma con sustancias hidrófilas incorporadas en el mismo.

Objeto de la invención

La invención se refiere a un elemento de espuma hecho de una espuma y partículas que comprende al menos una sustancia hidrófila incorporada en el plástico, tal como celulosa, superabsorbentes, y el elemento de espuma que contiene las partículas tiene una capacidad reversible de absorber humedad, como se describe en las reivindicaciones 1 a 7.

Antecedentes de la invención

Actualmente, las espumas se usan o se emplean en muchas áreas de la vida cotidiana. En muchas de estas aplicaciones, las espumas están en contacto con el cuerpo, habitualmente separadas por solamente una o más capas intermedias textiles. La mayoría de estas espumas están hechas de polímeros sintéticos tales como poliuretano (PU), poliestireno (PS), caucho sintético, etc., que, en principio, no tienen una adecuada capacidad de absorción de agua. Particularmente, durante largos períodos de contacto con el cuerpo o cuando se realiza un ejercicio extenuante, se desarrolla un clima físico desagradable debido a la gran cantidad de humedad que no se absorbe. Para la mayoría de aplicaciones, por lo tanto, es necesario otorgar propiedades hidrófilas a dichas espumas.

Esto pude conseguirse de varias maneras. Una opción, como se describe en la memoria descriptiva de patente DE 199 30 526 A por ejemplo, es hacer hidrófila a la estructura de espuma de una espuma flexible de poliuretano. Esto se realiza haciendo reaccionar al menos un poliisocianato con al menos un compuesto que contiene al menos dos enlaces que reaccionan con isocianato en presencia de ácidos sulfónicos que contienen uno o más grupos hidroxilo, y/o sus sales y/o éteres de polialquilenglicol catalizados por monooles. Dichas espumas se usan para esponjas domésticas o artículos de higiene. Otra opción se describe en la memoria descriptiva de patente DE 101 16 757 A1, que se basa en una espuma de polimetano alifático hidrófilo de poro abierto con una capa separada adicional hecha de fibras de celulosa con un hidrogel embebido en ella, que sirve como medio de almacenamiento.

La memoria descriptiva de patente EP 0 793 681 B1 y la traducción Alemana de DE 695 10 953 T2 describen un método de producción de espumas flexibles, para el que se usan polímeros superabsorbentes (SAP), también conocidos como hidrogeles. Los SAP que se usan pueden mezclarse previamente con el prepolímero, lo que hace al método muy sencillo para el fabricante de espuma. Dichos SAP pueden seleccionarse entre SAP injertados con almidón o celulosa usando, por ejemplo, acrilonitrilo, ácido acrílico o acrilamida como monómero insaturado. Dichos SAP son comercializados por Höchst/Cassella con el nombre de SANWET IM7000.

La memoria descriptiva de patente WO 96/31555 A2 describe una espuma con una estructura celular y ta espuma también contiene polímeros superabsorbentes (SAP). En este caso, el SAP puede estar hecho de un polímero sintético o, como alternativa, de celulosa. Se pretende que la espuma usada en este caso absorba la humedad y los fluidos y los retenga en la estructura de espuma.

La memoria descriptiva de patente WO 2007/135069 A1 describe suelas de zapato con propiedades de absorción de agua. En este caso, se añaden polímeros absorbentes de agua antes del espumado del plástico. Dichos polímeros absorbentes de agua se preparan habitualmente polimerizando una solución acuosa de monómero y a continuación opcionalmente aplastando el hidrogel. A continuación, el polímero absorbente de agua y el hidrogel seco fabricado a partir de él, preferiblemente se tritura y se tamiza una vez que se ha producido, y los tamaños de partícula del hidrogel seco y tamizado son preferiblemente menores de 1000 μm y preferiblemente mayores de 10 μm. Además del hidrogel, también puede añadirse y mezclase una carga antes del proceso de espumado, en cuyo caso las cargas orgánicas que pueden usarse incluyen negro de humo, melamina, colofonia y fibras de celulosa, poliamida, poliacrilonitrilo, poliuretano o fibras de poliéster según el principio de ésteres aromáticos y/o alifáticos de ácido dicarboxílico y fibras de carbono, por ejemplo. Todas las sustancias se añadieron a la mezcla de reacción por separado unas de otras para producir el elemento de espuma.

En términos de sus propiedades, las espumas conocidas de la técnica anterior se diseñan de modo que sean capaces de almacenar y retener la humedad que absorben durante un largo período de tiempo. La humedad absorbida y el agua absorbida no se restauran completamente al estado inicial debido a la evaporación de la humedad a la atmósfera ambiente hasta después de un período de 24 horas, como se explica en el documento WO 2007/135069 A1.

Esta velocidad de evaporación es demasiado lenta para aplicaciones normales, tales como en colchones, plantillas de zapatos o asientos de vehículo, por ejemplo, que se usan durante varias horas al día y, por lo tanto, disponen de mucho menos de 24 horas para evaporar la humedad absorbida. En este contexto, puede hablarse de una humedad de equilibrio y el valor de humedad es aquel en el que la espuma está en equilibrio con la humedad contenida en la atmósfera ambiente.

Por consiguiente, el objetivo subyacente de esta invención es proponer un elemento de espuma que, en términos de su gestión de la humedad, tiene una gran capacidad de absorber humedad y, a continuación, muestra una alta velocidad de evaporación de la humedad absorbida y almacenada.

Breve descripción de la invención

Este objetivo es conseguido por la invención sobre la base de los elementos caracterizantes definidos en la reivindicación 1. La ventaja de los elementos caracterizantes definidos en la reivindicación 1 se basa en el hecho de que todas las partículas contenidas en la espuma están completamente rodeadas por ésta, ofreciendo de este modo mayores posibilidades para un contacto con las condiciones ambientales, tanto para la captación de humedad como para la evaporación de la humedad. Esta cantidad parcial de partículas da como resultado, por lo tanto, una capacidad de absorción relativamente rápida y alta para la humedad o fluido a absorber, pero la humedad o fluido absorbido se evapora a la atmósfera ambiente lo más rápido posible de nuevo a partir del estado inducido por el uso, restaurando de este modo la humedad de equilibrio. Esto da como resultado una rápida eliminación de la humedad, que hace posible un nuevo uso en poco tiempo.

Independientemente de lo anterior, el objetivo de la invención también puede conseguirse sobre la base de los elementos caracterizantes definidos en la reivindicación 2. La ventaja de los elementos caracterizantes definidos en la reivindicación 2 se basa en el hecho de que, a pesar de las partículas incorporadas en la espuma, puede obtenerse una dureza a la compresión adecuada para el propósito pretendido. Esto significa que, dependiendo del propósito pretendido para el elemento de espuma, pueden predefinirse valores de dureza a la compresión pero al usuario se le puede seguir garantizando una gestión óptima de la humedad del elemento de espuma como un todo. Debido al alto valor del almacenamiento temporal de humedad o agua que puede absorberse en el elemento de espuma durante el uso, se puede garantizar al usuario que experimentará una sensación placentera y seca durante el uso. Como resultado, el cuerpo no entra en contacto directo con la humedad.

Independientemente de lo anterior, el objetivo de la invención también puede conseguirse sobre la base de los elementos caracterizantes definidos en la reivindicación 3. La ventaja obtenida como resultado de los elementos caracterizantes definidos en la reivindicación 3 se basa en el hecho de que, de nuevo dependiendo del propósito pretendido para el elemento de espuma, aún puede conseguirse elasticidad suficiente para diferentes propósitos a pesar de las partículas añadidas que constituyen la sustancia hidrófila, otorgando de este modo un efecto de soporte asociado para el usuario del elemento de espuma. Por consiguiente, es posible garantizar la comodidad del usuario dentro de límites predefinidos al tiempo que se proporciona simultáneamente una adecuada gestión de la humedad.

Independientemente de lo anterior, el objetivo de la invención también puede conseguirse sobre la base de los elementos caracterizantes definidos en la reivindicación 4. La ventaja obtenida como resultado de los elementos caracterizantes definidos en la reivindicación 4 se basa en el hecho de que puede conseguirse...

1. Elemento de espuma (7) fabricado a partir de una espuma y partículas (11) de al menos una sustancia hidrófila tal como celulosa, superabsorbentes, y el elemento de espuma (7) que contiene las partículas (11) tiene una capacidad reversible de absorber humedad, caracterizado porque al menos una cantidad parcial de las partículas (11) está completamente embebida en la espuma y otra cantidad parcial de partículas (11) se dispone sobresaliendo fuera de una superficie (13) de la espuma, tal como paredes de las celdas (9) o redes de celdas (10).

2. Elemento de espuma (7) fabricado a partir de una espuma y partículas (11) de al menos una sustancia hidrófila tal como celulosa, superabsorbentes, y el elemento de espuma (7) que contiene las partículas (11) tiene una capacidad reversible de absorber humedad, en particular de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de espuma desplazado con las partículas (11) tiene una dureza a la compresión a una profundidad de compresión del 40% con un límite inferior de 1 kPa, preferiblemente 2,5 kPa, y un límite superior de 10 kPa, preferiblemente 3,5 kPa.

3. Elemento de espuma (7) fabricado a partir de una espuma y partículas (11) de al menos una sustancia hidrófila tal como celulosa, superabsorbentes, y el elemento de espuma (7) desplazado con las partículas (11) tiene una capacidad reversible de absorber humedad, en particular de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el elemento de espuma (7) desplazado con las partículas (11) tiene una elasticidad según el ensayo de caída de bola de acuerdo con EN ISO 8307 con un límite inferior del 5% y un límite superior del 70%.

4. Elemento de espuma (7) fabricado a partir de una espuma y partículas (11) de al menos una sustancia hidrófila tal como celulosa, superabsorbentes, y el elemento de espuma (7) desplazado con las partículas (11) tiene una capacidad reversible de absorber humedad, en particular de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la espuma plástica desplazada con las partículas (11) tiene una capacidad de absorción de humedad de más del 3,5% en peso correspondiente a una humedad de equilibrio a 23ºC y una humedad relativa del 93%.

5. Elemento dé espuma (7) fabricado a partir de una espuma y partículas (11) de al menos una sustancia hidrófila tal como celulosa, superabsorbentes, y el elemento de espuma (7) que contiene las partículas (11) tiene una capacidad reversible de absorber humedad, en particular de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la espuma sin la sustancia hidrófila tiene una capacidad de absorción de más del 2,8% en peso a una humedad de equilibrio correspondiente a una temperatura de 23ºC y una humedad relativa del 93% y la espuma desplazada con las partículas (11) tiene una capacidad de absorción de más del 3,5% en peso correspondiente a una humedad de equilibrio a una temperatura de 23ºC y una humedad relativa del 93%.

6. Elemento de espuma (11) fabricado a partir de una espuma y partículas (11) de al menos una sustancia hidrófila tal como celulosa, superabsorbentes, y el elemento de espuma (7) que contiene las partículas (11) tiene una capacidad reversible de absorber humedad, en particular de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la espuma sin la sustancia hidrófila tiene una capacidad de absorción de más del 2,8% en peso correspondiente a una humedad de equilibrio a una temperatura de 23ºC y una humedad relativa del 93% y una proporción de las partículas (11) con respecto al peso total de la espuma está en un intervalo con un límite inferior del 0,1% en peso, en particular el 5% en peso, y un límite superior del 35% en peso, en particular el 20% en peso.

7. Elemento de espuma (7) fabricado a partir de una espuma y partículas (11) de al menos una sustancia hidrófila tal como celulosa, superabsorbentes, y el elemento de espuma (7) que contiene las partículas (11) tiene una capacidad reversible de absorber humedad, en particular de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el peso por volumen o densidad de la espuma desplazada con las partículas (11) es de más de 45 kg/m³.

8. Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas (11) están hechas de celulosa y se seleccionan entre un tipo de estructura basado en la modificación cristalina de celulosa-I y/o celulosa-II.

9. Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la celulosa se usa en forma de fibras cortadas con una longitud de fibra con un límite inferior de 0,1 mm y un límite superior de 5 mm.

10. Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque la celulosa se usa en forma de fibras trituradas con un tamaño de partícula con un límite inferior de 50 μm y un límite superior de 0,5 mm.

11. Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la celulosa se usa en forma de partículas de celulosa esféricas.

12. Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque las partículas de celulosa tienen un tamaño de partícula con un límite inferior de 1 μm y un límite superior de 400 μm.

13. Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque las partículas de celulosa tienen una relación axial (l:d) con un límite inferior de 0,5, en particular 1, y un límite superior de 5, en particular 2,5.

14. Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque una proporción de la celulosa con respecto al peso total de la espuma se selecciona de modo que esté entre un límite inferior del 0,1% en peso, en particular el 5% en peso, y un límite superior del 25% en peso, en particular el 20% en peso.

15. Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 14, caracterizado porque la celulosa contiene aditivos seleccionados entre el grupo que comprende pigmentos, sustancias inorgánicas tales como óxido de titanio, óxido de titanio por debajo del nivel estequiométrico, sulfato de bario, intercambiadores de iones, polietileno, polipropileno, poliéster, negro de humo, zeolita, carbón activado, superabsorbentes poliméricos y retardantes de la llama.

16. Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas (11) están hechas de materiales de madera y el tamaño de partícula es menor de 400 μm.

17. Elemento de espuma (7) dé acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque las partículas (11) de materiales de madera están recubiertas con una sustancia para inhibir la putrefacción, en particular están impregnadas con ésta.

18. Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas (11) están provistas de un recubrimiento que tiene una alta permeabilidad a la humedad y al vapor de agua.

19. Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la diferencia entre el peso por volumen o densidad de las partículas (11) y el poliol usado para fabricar la espuma plástica está en un intervalo de \pm el 10%, preferiblemente \pm el 0,5% a \pm el 3,0%.

20. Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas (11) y el poliol usado para fabricar la espuma plástica tienen un peso por volumen o densidad que son aproximadamente el mismo uno que el otro.

21. Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la estructura de la espuma está provista de un recubrimiento (12) que comprende un fluido con una alta permeabilidad a la humedad y el recubrimiento (12) también está desplazado con las partículas (11).

22. Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 21, caracterizado porque una parte de las partículas (11) está completamente embebida en el recubrimiento (12) y otra parte de las partículas (11) se dispone sobresaliendo fuera de la superficie (14) del recubrimiento (12).

23. Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se añade aloe vera a la espuma y/o las partículas (11) y/o el recubrimiento (12) como ingrediente activo.

24. Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la espuma desplazada con las partículas (11) tiene una elasticidad medida mediante el ensayo de caída de bola de acuerdo con EN ISO 8307 con un límite inferior del 25%, preferiblemente el 35%, y un límite superior del 60%, preferiblemente el 50%.

25. Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la espuma se selecciona entre un grupo constituido por espuma de poliuretano (espuma de PU), espuma de polietileno, espuma de poliestireno, espuma de policarbonato, espuma de PVC, espuma de poliimida, espuma de silicona, espuma de PMMA (polimetilmetacrilato) y espuma de caucho.

26. Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque otra cantidad parcial de las partículas (11) está embebida en |a estructura de celdas de la espuma.

27. Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 25 ó 26, caracterizado porque la espuma tiene una estructura de espuma de celda abierta.

28. Uso de un elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 27 para fabricar un producto de espuma, y el producto de espuma se selecciona entre el grupo que comprende colchones, asientos o partes de asientos para vehículos tales como coches, trenes, aviones, mobiliario de camping, partes de chapado para vehículos a motor tales como chapado de puertas, recubrimiento del techo, chapado del maletero, chapado del compartimento para el motor, suelas de zapatos y otras partes de zapatos tales como plantillas para zapatos, acolchado para cinturones, acolchado para cascos, relleno para muebles, almohadas. y cojines, relleno para apósitos