ES2243065T3

ES2243065T3 - Articulos que incluyen una espuma polimera y metodos para prepararlos.

Info

Publication number: ES2243065T3
Application number: ES99937685T
Authority: ES
Inventors: Mark D. Gehlsen; Bradley S. Momchilovich
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2019-07-30
Also published as: EP1102809B1; CA2339005A1; JP5426496B2; BR9912629B1; JP2013136769A; US6103152A; EP2476725A1; WO2000006637A1; BR9912629A; AU5247099A; KR100614159B1; EP1471105B1; EP2500375B9; EP1471105A2; EP2824137A2; US6797371B1; EP1102809A1; CA2339005C; ES2553436T3; CN1317033A

Abstract

Un método para preparar una espuma polímera, comprendiendo dicho método: (a) proporcionar una pluralidad de microesferas poliméricas expansibles y una composición polímera fundida que contiene menos de 20% en peso de disolvente, incluyendo cada microesfera polimérica expansible una corteza de polímero y un material central en forma de un gas, un líquido, o una combinación de los mismos, que se expande al calentarlo, provocando, a su vez, que la expansión del material central expanda a la corteza; (b) mezclar en fundido la composición polímera fundida y la pluralidad de microesferas poliméricas expansibles, en condiciones de procesamiento, que incluyen temperatura y velocidad de cizallamiento, seleccionadas para formar una composición extruible expansible; (c) extruir la composición extruible expansible a través de una matriz para formar la espuma polímera; y (d) expandir al menos parcialmente una pluralidad de las microesferas poliméricas expansibles antes de que la composición extruible expansible salga de la matriz.

Description

Artículos que incluyen una espuma polímera y métodos para prepararlos.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a la preparación de artículos que incluyen una espuma polímera.

Antecedentes de la invención

Los artículos que incorporan un núcleo de espuma polímera son conocidos. La espuma incluye una matriz polímera, y está caracterizada por una densidad que es menor que la densidad de la propia matriz polímera. La reducción de la densidad se logra según un número de formas, que incluyen desde la creación de vacíos en la matriz rellenos con gas (por ejemplo, por medio de un agente de soplado), o la inclusión de microesferas poliméricas (por ejemplo, microesferas que se pueden expandir), o microesferas no poliméricas (por ejemplo, microesferas de vidrio).

El documento DE-A-19531631 describe un método para producir una espuma polímera termoplástica mediante moldeo por extrusión o por inyección.

Sumario de la invención

El objeto de la invención es un artículo de las reivindicaciones 15 a 38, y un método de las reivindicaciones 1 a 14.

En un primer aspecto, la invención tiene por objeto un artículo que incluye una espuma polímera que tiene una superficie sustancialmente lisa. La espuma se puede proporcionar en una variedad de formas, incluyendo una varilla, un cilindro, una lámina, etc. En algunas realizaciones, por ejemplo, cuando la espuma se proporciona en forma de una lámina, la espuma tiene un par de superficies principales de las cuales una o ambas son sustancialmente lisas. La espuma incluye una pluralidad de microesferas, al menos una de las cuales es una microesfera polimérica expansi-
ble.

Como se usa en este documento, una "espuma polímera" se refiere a un artículo que incluye una matriz polímera en la que la densidad del artículo es menor que la densidad de la matriz polímera sola.

Una superficie "sustancialmente lisa" se refiere a una superficie que tiene un valor de Ra menor que alrededor de 75 micrómetros, según se mide mediante perfilometría de triangulación con láser, según el procedimiento descrito en los Ejemplos, más abajo. Preferiblemente, la superficie tiene un valor de Ra menor que alrededor de 50 micrómetros, más preferiblemente menor que alrededor de 25 micrómetros. La superficie también está caracterizada por la ausencia sustancial de defectos macroscópicos observables visualmente, tales como arrugas, ondulaciones y pliegues. Además, en el caso de una superficie adhesiva, la superficie es suficientemente lisa de forma que muestra un contacto adecuado y, de ese modo, adhesión a un sustrato de interés. El nivel umbral deseado de adhesión dependerá de la aplicación particular para la que se esté usando el artículo.

Una "microesfera polimérica expansible" es una microesfera que incluye una corteza de polímero y un material en el núcleo en forma de un gas, líquido, o combinación de los mismos, que se expande al calentarlo. A su vez, la expansión del material del núcleo provoca que se expanda la corteza, al menos a la temperatura de calentamiento. Una microesfera expansible es aquella en la que la corteza se puede expandir inicialmente, o se puede expandir posteriormente, sin romperse. Algunas microesferas pueden tener cortezas de polímero que sólo permiten que el material del núcleo se expanda a la temperatura de calentamiento o próxima a ella.

El artículo puede ser un artículo adhesivo o un artículo no adhesivo. Un "artículo adhesivo" es un artículo que tiene una superficie disponible para unirse, que es pegajosa a temperatura ambiente (es decir, artículos adhesivos sensibles a la presión), o que se hace pegajosa cuando se calienta (es decir, artículos adhesivos activados por calor). Un ejemplo de un artículo adhesivo es una espuma que por sí misma es un adhesivo, o un artículo que incluye una o más composiciones adhesivas separadas unidas a la espuma, por ejemplo en forma de una capa continua o de estructuras discretas (por ejemplo, tiras, varillas, filamento, etc.), en cuyo caso la propia espuma no necesita ser un adhesivo. Los ejemplos de artículos no adhesivos incluyen espumas no adhesivas y espumas adhesivas provistas de una composición no adhesiva, por ejemplo en forma de una capa, sustrato, etc., en todas las superficies disponibles para la
unión.

La espuma está preferiblemente libre de forma sustancial de reticulaciones uretánicas y de reticulaciones de urea, eliminando de este modo la necesidad de isocianatos en la composición. Un ejemplo de un material preferido para la espuma polímera es un polímero o copolímero acrílico. En algunos casos, por ejemplo cuando es necesaria una resistencia cohesiva elevada y/o un módulo elevado, la espuma puede estar reticulada.

La espuma polímera incluye una pluralidad de microesferas poliméricas expansibles. La espuma también puede incluir una o más microesferas no expansibles, que pueden ser microesferas poliméricas o no poliméricas (por ejemplo, microesferas de vidrio).

Los ejemplos de microesferas poliméricas expansibles preferidas incluyen aquellas en las que la corteza está esencialmente libre de unidades de cloruro de vinilideno. Los materiales del núcleo preferidos son materiales distintos del aire que se expanden al calentarlos.

La espuma puede contener agentes además de las microesferas, cuya elección está dictada por las propiedades necesarias para la aplicación destinada del artículo. Los ejemplos de agentes adecuados incluyen los seleccionados del grupo que consiste en agentes de pegajosidad, plastificantes, pigmentos, colorantes, cargas sólidas, y combinaciones de los mismos. La espuma también puede incluir vacíos en la matriz polímera, rellenos de gas. Tales vacíos se forman típicamente incluyendo un agente de soplado en el material de la matriz polímera, y activando después el agente de soplado, por ejemplo exponiendo al material de la matriz polímera a calor o a radiación.

Las propiedades del artículo se pueden ajustar uniendo y/o coextruyendo una o más composiciones polímeras (por ejemplo, en forma de capas continuas o de estructuras discretas tales como tiras, varillas, filamento, etc.) hasta o en la espuma. Se pueden usar composiciones tanto espumadas como no espumadas. Una composición se puede unir directamente a la espuma, o indirectamente, por ejemplo, a través de un adhesivo separado.

El artículo se puede usar como un artículo de "espuma in situ". La expresión espuma in situ se refiere a la capacidad del artículo para ser expandido, o para ser posteriormente expandido, después de que el artículo se ha colocado en una localización deseada. Tales artículos se dimensionan y se colocan en un área rebajada o en una superficie abierta, y después se expone a energía térmica (por ejemplo, infrarroja, ultrasonidos, microondas, de resistencia, de inducción, de convección, etc.) para activar, o activar posteriormente, las microesferas expansibles o el agente de soplado. Tales áreas rebajadas pueden incluir un espacio entre dos o más superficies (por ejemplo, superficies paralelas o no paralelas), tal como se encuentra, por ejemplo, entre dos o más sustratos opuestos y separados entre sí, un orificio de un lado a otro, o una cavidad. Tales superficies abiertas pueden incluir una superficie plana o desigual, sobre la que es deseable que el artículo se expanda después de ser aplicado a la superficie. Con la activación, la espuma se expande debido a la expansión de las microesferas y/o del agente de soplado, rellenando de ese modo parcial o completamente el rebajo o el espacio, o aumentando de ese modo el volumen (por ejemplo, la altura) del artículo por encima de la superficie abierta.

Puede ser deseable que la espuma comprenda un material de matriz polimérica sustancialmente no reticulada o termoplástica. También puede ser deseable que el polímero de la matriz de la espuma muestre cierto grado de reticulación. Cualquier reticulación no debería inhibir o evitar significativamente que la espuma se expandiese hasta el grado deseado. Una ventaja potencial para tal reticulación es que la espuma probablemente mostrará propiedades mecánicas mejoradas (por ejemplo, aumento de la resistencia cohesiva), comparada con la misma espuma con menos o con ninguna reticulación. En el caso de espumas que tengan una matriz polimérica curable, la exposición al calor también puede iniciar el curado de la matriz.

Puede ser deseable además que el artículo de espuma in situ comprenda múltiples capas, estructuras discretas, o una combinación de las mismas (véanse, por ejemplo, las Figs. 4-6 y la exposición de las mismas más abajo), teniendo cada capa y estructura discreta una diferencia en la forma en la que se espuma in situ (por ejemplo, usando microesferas expansibles, agentes de soplado, o una combinación de los mismos), una diferencia en el grado hasta el cual se puede expandir in situ, o una combinación de las mismas. Por ejemplo, la concentración de microesferas expansibles y/o agentes de soplado puede ser diferente, el tipo de microesferas expansibles y/o los agentes de soplado pueden ser diferentes, o se puede usar una combinación de los mismos. Además, por ejemplo, una o más de las capas y estructuras discretas puede ser expansible in situ, mientras que una o más capas y estructuras discretas distintas pueden no ser expansibles in situ.

En un segundo aspecto, la invención tiene por objeto un artículo (por ejemplo, un artículo adhesivo, como se define anteriormente) que comprende una espuma polímera (como se define anteriormente) que incluye: (a) una pluralidad de microesferas, al menos una de las cuales es una microesfera polimérica expansible (como se define anteriormente), y (b) una matriz polímera que está sustancialmente libre de reticulaciones uretánicas y reticulaciones de urea. La matriz incluye una mezcla de dos o más polímeros, en la que al menos uno de los polímeros en la mezcla es un polímero adhesivo sensible a la presión (es decir, un polímero que es inherentemente sensible a la presión, en oposición a un polímero que se debe combinar con un agente de pegajosidad a fin de formar una composición sensible a la presión), y al menos uno de los polímeros se selecciona del grupo que consiste en elastómeros termoplásticos insaturados, elastómeros termoplásticos saturados insolubles en acrilato, y polímeros termoplásticos que no son adhesivos sensibles a la presión.

La espuma tiene preferiblemente una superficie sustancialmente lisa (como se define anteriormente). En algunas realizaciones, la espuma tiene un par de superficies principales, de las cuales una o ambas pueden ser sustancialmente lisas. La propia espuma puede ser un adhesivo. El artículo también puede incluir una o más composiciones adhesivas separadas unidas a la espuma, por ejemplo en forma de una capa. Si se desea, la espuma puede estar reticulada.

La espuma polímera incluye una pluralidad de microesferas poliméricas expansibles. También puede incluir microesferas no expansibles, las cuales pueden ser microesferas poliméricas o no poliméricas (por ejemplo, microesferas de vidrio). Las propiedades del artículo se pueden ajustar uniendo directa o indirectamente a la espuma una o más composiciones polímeras espumadas o no espumadas.

La invención también tiene por objeto artículos de múltiples capas que incluyen los artículos de espuma descritos anteriormente, proporcionados sobre una superficie principal de un primer sustrato, o intercalados entre un par de sustratos. Los ejemplos de sustratos adecuados incluyen sustratos de madera, sustratos de polímeros sintéticos, y sustratos metálicos (por ejemplo, papel metálico).

En un tercer aspecto, la invención tiene por objeto un método para preparar un artículo, que incluye: (a) mezclar en fundido una composición polímera y una pluralidad de microesferas, de las cuales una o más es una microesfera polimérica expansible (como se define anteriormente), en condiciones del procedimiento, que incluyen temperatura, presión y velocidad de cizallamiento, seleccionadas para formar una composición extruible expansible; (b) extruir la composición a través de una matriz para formar una espuma polímera (como se define anteriormente); y (c) expandir al menos parcialmente una o más microesferas poliméricas expansibles antes de que la composición polímera salga de la matriz. Puede ser preferible que la mayoría, si no todas, de las microesferas expansibles se expandan al menos parcialmente antes de que la composición polímera salga de la matriz. Al provocar la expansión de las microesferas poliméricas expansibles antes de que la composición salga de la matriz, la espuma extruida resultante se puede producir dentro de tolerancias más ajustadas, como se describe más abajo en la Descripción Detallada.

La composición polímera está sustancialmente libre de disolventes. Esto es, la composición polímera contiene menos de 20% en peso de disolvente, preferiblemente contiene sustancialmente nada hasta no más de alrededor de 10% en peso de disolvente, y más preferiblemente contiene no más de alrededor de 5% en peso de disolvente.

En un cuarto aspecto, la invención tiene por objeto otro método para preparar un artículo, que incluye: (a) mezclar en fundido una composición polímera y una pluralidad de microesferas, de las cuales una o más es una microesfera polimérica expansible (como se define anteriormente), en condiciones del proceso, incluyendo temperatura, presión y velocidad de cizallamiento, seleccionadas para formar una composición extruible expansible; y (b) extruir la composición a través de una matriz para formar una espuma polímera (como se define anteriormente). Después de que la espuma polímera sale de la matriz, un número suficiente de microesferas poliméricas expansibles en la espuma permanecen no expandidas o, como mucho, parcialmente expandidas, para permitir que la espuma polímera se use en una aplicación de espuma in situ. Esto es, la espuma extruida aún se puede expandir adicionalmente hasta un grado sustancial cierto tiempo después en la aplicación. Preferiblemente, las microesferas expansibles en la espuma extruida retienen la mayor parte de su capacidad de expansión.

En un quinto aspecto, la invención tiene por objeto otro método para preparar un artículo, que incluye: (a) mezclar en fundido una composición polímera y una pluralidad de microesferas, de las cuales una o más es una microesfera polimérica expansible (como se define anteriormente), en condiciones del proceso, que incluyen temperatura, presión y velocidad de cizallamiento, seleccionadas para formar una composición extruible expansible; y (b) extruir la composición a través de una matriz para formar una espuma polímera (como se define anteriormente) que tiene una superficie sustancialmente lisa (como se define anteriormente). También es posible preparar espumas que tengan un par de superficies principales, en las cuales una o ambas superficies principales son sustancialmente lisas.

Los polímeros usados según la presente invención pueden poseer preferiblemente un peso molecular medio ponderal de al menos alrededor de 10.000 g/mol, y más preferiblemente al menos alrededor de 50.000 g/mol. También puede ser preferible que los polímeros usados según la presente invención muestren viscosidades de cizallamiento, medidas a una temperatura de 175ºC y a una velocidad de cizallamiento de 100 s^{-1}, de al menos alrededor de 30 pascales-segundos (Pa-s), más preferiblemente al menos alrededor de 100 Pa-s, e incluso más preferiblemente al menos alrededor de 200 Pa-s.

El artículo puede ser un artículo adhesivo (como se define anteriormente), por ejemplo un artículo adhesivo sensible a la presión o un artículo adhesivo activado por calor. En algunas realizaciones, la propia espuma es un adhesivo.

Tanto la composición extruible expansible como la espuma extruida incluyen preferiblemente una pluralidad de microesferas poliméricas expansibles (como se define anteriormente). La espuma extruida y la composición extruible expansible también pueden incluir una o más microesferas no expansibles, las cuales pueden ser microesferas poliméricas o no poliméricas (por ejemplo, microesferas de vidrio).

La composición extruible expansible se puede coextruir con una o más composiciones polímeras extruibles adicionales, por ejemplo para formar una capa polímera sobre una superficie de la espuma resultante. Por ejemplo, la composición polímera extruible adicional puede ser una composición adhesiva. Otras composiciones polímeras extruibles adicionales adecuadas incluyen composiciones adicionales que contienen microesferas.

El método también puede incluir la reticulación de la espuma. Por ejemplo, la espuma se puede exponer a radiación térmica, actínica o ionizante, o a combinaciones de las mismas, posteriormente a la extrusión, para reticular la espuma. La reticulación también se puede lograr usando métodos de reticulación química basados en interacciones iónicas.

La invención proporciona artículos que contienen espuma, y un procedimiento para preparar tales artículos, en el que los artículos se pueden diseñar para que muestren una amplia variedad de propiedades, dependiendo de la aplicación final para la que está destinado el artículo. Por ejemplo, el núcleo de espuma se puede producir solo o en combinación con una o más composiciones polímeras, por ejemplo en forma de capas para formar artículos de múltiples capas. La capacidad para combinar la espuma con composiciones polímeras adicionales ofrece una flexibilidad significativa de diseño, puesto que se puede usar una variedad de diferentes composiciones polímeras, incluyendo composiciones adhesivas, composiciones de espuma adicionales, composiciones retirables, capas que tienen diferentes propiedades mecánicas, etc. Además, a través del control cuidadoso de la operación de espumación es posible producir una espuma que tenga un patrón de regiones que tengan densidades diferentes.

Se pueden producir tanto espumas delgadas como gruesas. Además, se pueden producir tanto espumas adhesivas como no adhesivas. En el último caso, la espuma se puede combinar con una o más composiciones adhesivas separadas, para formar un artículo adhesivo. Además, es posible preparar espumas a partir de un número de matrices polímeras diferentes, incluyendo matrices polímeras que son incompatibles con los procedimientos de preparación de espumas que se basan en la polimerización inducida por radiación actínica de composiciones fotopolimerizables que contienen microesferas. Los ejemplos de tales composiciones de matriz polímera incluyen elastómeros termoplásticos insaturados y elastómeros termoplásticos saturados insolubles en acrilato. De forma similar, es posible incluir aditivos tales como pigmentos que absorben la luz ultravioleta (por ejemplo, pigmentos negros), colorantes, y agentes de pegajosidad que no se podrían usar eficazmente en los procedimientos de espuma basados en la radiación actínica. Además es posible, en contraste con los procedimientos de espuma basados en disolventes y basados en radiación actínica, preparar espumas que tengan una distribución sustancialmente homogénea de microesferas. Además, la espuma expandida presente (es decir, una espuma que contiene microesferas que se han expandido al menos parcialmente) puede tener una distribución uniforme de tamaños de las microesferas expandidas, desde la superficie hasta el centro de la espuma. Esto es, no hay ningún gradiente de tamaños de microesferas expandidas desde la superficie hasta el centro de la espuma, por ejemplo como el que se encuentra en espumas expandidas que se obtienen en una prensa o en un molde. Las espumas expandidas que muestran tal gradiente de distribución de tamaños de sus microesferas expandidas pueden mostrar propiedades mecánicas más débiles que espumas que tengan una distribución uniforme de tamaños de las microesferas expandidas. La espumación en horno de estas composiciones de espuma requiere tiempos prolongados de permanencia en el horno a alta temperatura, debido a la mala conductividad térmica de las espumas. Los tiempos prolongados de permanencia a altas temperaturas pueden conducir a la degradación del polímero y del soporte (por ejemplo, forro de liberación). Además, la mala transferencia de calor puede conducir también a espumas que contienen una expansión no uniforme, provocando un gradiente de densidad. Tal gradiente de densidad puede disminuir significativamente la resistencia e impactar de otro modo perjudicialmente en las propiedades de la espuma. El procedimiento asociado con la espumación en horno también es complicado, y habitualmente requiere un equipo único de proceso para eliminar la ondulación y el pandeo de la lámina plana. Para una referencia sobre la espumación en horno véase, por ejemplo, Handbook of Polymeric Foams & Foam Technology, eds: D. Klempner y K.C. Frisch, Hanser Publishers, Nueva York, NY, 1991.

Las espumas con una superficie sustancialmente lisa se pueden producir en una única etapa. En consecuencia, no es necesario unir capas adicionales a la espuma a fin de lograr un artículo con superficie lisa. Las espumas con superficies sustancialmente lisas son deseables por un número de razones. Por ejemplo, cuando la espuma se lamina a otro sustrato, la superficie sustancialmente lisa minimiza el atrapamiento de aire entre la espuma y el sustrato. Además, en el caso de espumas adhesivas, la superficie sustancialmente lisa maximiza el contacto con un sustrato al que se aplica la espuma, conduciendo a una buena adhesión.

El procedimiento de extrusión permite la preparación de artículos de múltiples capas, o artículos con estructuras discretas, en una única etapa. Además, cuando la espumación se produce durante la extrusión, es posible, si se desea, eliminar los procedimientos separados de espumación después de la producción. Además, manipulando el diseño de la matriz de extrusión (es decir, la forma de la abertura de la matriz), es posible producir espumas que tengan una variedad de formas.

Además, el presente método puede incluir calentar el artículo tras la extrusión, para provocar una expansión posterior. La expansión adicional puede ser debida a la expansión de las microesferas, a la activación de un agente de soplado, o a una combinación de las mismas.

También es posible preparar artículos de "espuma in situ" controlando la temperatura del proceso durante la preparación inicial de la espuma, de forma que se minimice o se suprima la expansión de las microesferas. El artículo se puede colocar entonces en una localización de uso o aplicación, (por ejemplo, en un área rebajada o en una superficie abierta), y se puede calentar o se puede exponer a una temperatura elevada para provocar la expansión de las microesferas. Los artículos de "espuma in situ" también se pueden preparar incluyendo un agente de soplado en la composición extruible expansible, y llevando a cabo el proceso de extrusión en condiciones insuficientes para activar el agente de soplado. Tras la preparación de la espuma, el agente de soplado se puede activar para provocar una espumación adicional.

Otras características y ventajas de la invención serán manifiestas a partir de la siguiente descripción de las realizaciones preferidas de la misma, y a partir de las reivindicaciones.

Breve Descripción de los Dibujos

La Fig. 1(a) es una gráfica que muestra el valor de Ra obtenido mediante perfilometría de triangulación con láser para la muestra descrita en el Ejemplo 12.

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La Fig. 1(b) es una microfotografía obtenida mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) de la superficie de la muestra descrita en el Ejemplo 12.

La Fig. 2(a) es una gráfica que muestra el valor de Ra obtenido mediante perfilometría de triangulación con láser para la muestra descrita en el Ejemplo 58.

La Fig. 2(b) es una microfotografía mediante SEM de la superficie de la muestra descrita en el Ejemplo 58.

La Fig. 3 es un dibujo en perspectiva que muestra una espuma que tiene una superficie en patrón.

La Fig. 4 es un dibujo en perspectiva de un artículo que se caracteriza por una espuma combinada con una composición polímera adicional.

La Fig. 5 es un dibujo en perspectiva de un artículo que se caracteriza por una espuma combinada con dos composiciones polímeras adicionales.

La Fig. 6 es un dibujo en perspectiva de un artículo que se caracteriza por una espuma combinada con múltiples composiciones polímeras adicionales.

La Fig. 7 es un dibujo esquemático de un proceso de extrusión para preparar artículos según la invención.

La Fig. 8 es una gráfica que muestra la fuerza de pelado aplicada en una dirección (MD) paralela a la dirección del filamento como una función del desplazamiento, para los Ejemplos 73, 77 y 78.

La Fig. 9 es una gráfica que muestra la fuerza de pelado aplicada en la dirección (CD) perpendicular a la dirección del filamento como una función del desplazamiento, para los Ejemplos 73, 77 y 78.

La Fig. 10 es una gráfica que muestra la fuerza de pelado aplicada en una dirección (MD) paralela a la dirección del filamento como una función del desplazamiento, para los Ejemplos 72, 79, 80 y 81.

La Fig. 11 es una gráfica que muestra la fuerza de pelado aplicada en una dirección (CD) perpendicular a la dirección del filamento como una función del desplazamiento, para los Ejemplo 72, 79, 80 y 81.

Las Figs. 12a-12b son microfotografías mediante SEM de secciones transversales, según se observan en la dirección de la máquina (MD) y en la dirección transversal a la banda (CD), respectivamente, de la espuma no orientada descrita en el Ejemplo 86.

Las Figs. 12c-12d son microfotografías mediante SEM de secciones transversales, según se observan en la dirección de la máquina (MD) y en la dirección transversal a la banda (CD), respectivamente, de la espuma orientada axialmente, descrita en el Ejemplo 86.

Las Figs. 13a y 13b son microfotografías mediante SEM de secciones transversales, según se observan en la dirección de la máquina (MD) y en la dirección transversal a la banda (CD), respectivamente, de la espuma de mezcla de polímeros descrita en el Ejemplo 23.

Descripción Detallada Artículo

La invención tiene por objeto artículos que incluyen una espuma polímera que se caracteriza por una matriz polímera y una o más microesferas polímeras expansibles. El examen de la espuma mediante microscopía electrónica revela que la microestructura de la espuma está caracterizada por una pluralidad de microesferas poliméricas alargadas (con relación a su tamaño original), distribuidas a lo largo de toda la matriz polímera. Al menos una de las microesferas (y preferiblemente más) es aún expansible, es decir, con la aplicación de calor se expandirá adicionalmente sin romperse. Esto se puede demostrar exponiendo a la espuma a un tratamiento térmico, y comparando el tamaño de las microesferas, obtenido por microscopía electrónica, con su tamaño antes del tratamiento térmico (también obtenido mediante microscopía electrónica).

La espuma se caracteriza además por una superficie que es sustancialmente lisa, como se define en el Sumario de la Invención, anteriormente. Los resultados de la perfilometría de triangulación con láser y las microfotografías electrónicas de barrido se muestran en las Figs. 1 y 2 para espumas acrílicas representativas que tienen superficies sustancialmente lisas, preparadas como se describe en los Ejemplos 12 y 58, respectivamente, descritos con más detalle a continuación. Cada una de las microfotografías de las Figs. 1(b) y 2(b) incluye una barra B de medida de 100 micrómetros de longitud. Cada una de las muestras en las Figs. 1(b) y 2(b) se han seccionado, siendo clara la porción de superficie, y siendo oscura la porción seccionada.

La espuma se puede proporcionar en una variedad de formas, incluyendo una lámina, varilla, o cilindro. Además, la superficie de la espuma puede tener un patrón. Un ejemplo de tal espuma se muestra en la Fig. 3. La espuma 100 está en forma de una lámina que tiene un patrón uniforme de abolladuras 102 dispuestas sobre la superficie de la espuma. Tales artículos se preparan mediante espumación diferencial, como se describe con más detalle a continuación. El procedimiento de espumación diferencial crea abolladuras 102 que tienen una densidad diferente de la densidad de las áreas 104 circundantes.

Para la matriz polímera se puede usar una variedad de resinas polímeras diferentes, así como también mezclas de las mismas, en tanto que las resinas sean adecuadas para el procesamiento de extrusión en fundido. Por ejemplo, puede ser deseable mezclar dos o más polímeros de acrilato que tengan composiciones diferentes. Se puede obtener un amplio intervalo de propiedades físicas de la espuma mediante manipulación del tipo y de la concentración de componentes de la mezcla. La resina particular se selecciona basándose en las propiedades deseadas del artículo final que contiene la espuma. La morfología de la mezcla polímera inmiscible que comprende la matriz de la espuma puede potenciar el comportamiento del artículo de espuma resultante. La morfología de la mezcla puede ser, por ejemplo, esférica, elipsoidal, fibrilar, co-continua, o combinaciones de las mismas. Estas morfologías pueden conducir a un conjunto único de propiedades que no son obtenibles mediante un sistema de espuma de un único componente. Tales propiedades únicas pueden incluir, por ejemplo, propiedades mecánicas anixotrópicas, resistencia cohesiva potenciada. La morfología (forma y tamaño) de la mezcla polímera inmiscible se puede controlar mediante las consideraciones de energía libre del sistema polímero, las viscosidades relativas de los componentes, y lo más importante las características de procesamiento y de revestimiento. Mediante el control apropiado de estas variables, la morfología de la espuma se puede manipular para proporcionar propiedades superiores para el artículo pretendido.

Las Figs. 13a y 13b muestran microfotografías mediante SEM de la microestructura de la mezcla polímera inmiscible del Ejemplo 23 (es decir, 80% en peso de la composición 1 termofusible y 20% en peso de Kraton^{TM} D1107). El Kraton^{TM} D1107 se tiñó con OsO_{4} para que apareciera blanco, lo que permite que se vea esta fase. Estas Figuras demuestran que la fase de Kraton^{TM} D1107 es una morfología compleja que consiste en microestructuras fibrilares, con tamaños de aproximadamente 1 \mum. En la Fig. 13a, las fases fibrilares de Kraton^{TM} D1107 se muestran en sección transversal, y aparecen esféricas.

Una clase de polímeros útiles incluye polímeros y copolímeros adhesivos de acrilato y metacrilato. Tales polímeros se pueden formar polimerizando uno o más ésteres acrílicos o metacrílicos monoméricos de alcoholes alquílicos no terciarios, teniendo los grupos alquilo de 1 a 20 átomos de carbono (por ejemplo, de 3 a 18 átomos de carbono). Los monómeros de acrilato adecuados incluyen acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-butilo, acrilato de laurilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de ciclohexilo, acrilato de isooctilo, acrilato de octadecilo, acrilato de nonilo, acrilato de decilo, y acrilato de dodecilo. Igualmente, son útiles los metacrilatos correspondientes. También son útiles los acrilatos y metacrilatos aromáticos, por ejemplo acrilato de bencilo y acrilato de ciclobencilo.

Opcionalmente, se pueden polimerizar uno o más comonómeros monoetilénicamente insaturados con los monómeros de acrilato o metacrilato; la cantidad particular de comonómero se selecciona basándose en las propiedades deseadas del polímero. Un grupo de comonómeros útiles incluye aquellos que tienen una temperatura de transición vítrea del homopolímero mayor que la temperatura de transición vítrea del homopolímero de acrilato. Los ejemplos de comonómeros adecuados que caen dentro de este grupo incluyen ácido acrílico, acrilamida, metacrilamida, acrilamidas sustituidas tales como N,N-dimetilacrilamida, ácido itacónico, ácido metacrílico, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, acetato de vinilo, N-vinilpirrolidona, acrilato de isobornilo, acrilato de cianoetilo, N-vinilcaprolactama, anhídrido maleico, acrilatos de hidroxialquilo, (met)acrilato de N,N-dimetilaminoetilo, N,N-dietilacrilamida, acrilato de beta-carboxietilo, ésteres vinílicos de ácidos neodecanoico, neononanoico, neopentanoico, 2-etilhexanoico, o propiónico (por ejemplo, disponibles de Union Carbide Corp. de Danbury, CT, con el nombre "Vynates"), cloruro de vinilideno, estireno, viniltolueno, y éteres de alquilvinilo.

Un segundo grupo de comonómeros monoetilénicamente insaturados que se pueden polimerizar con los monómeros de acrilato o metacrilato incluye aquellos que tienen una temperatura de transición vítrea del homopolímero menor que la temperatura de transición vítrea del homopolímero de acrilato. Los ejemplos de comonómeros adecuados que caen dentro de esta clase incluyen acrilato de etiloxietoxietilo (Tg = -71ºC) y acrilato de metoxipolietilenglicol 400 (Tg = -65ºC; disponible de Shin Nakamura Chemical Co., Ltd. con el nombre "NK Ester AM-90G").

Una segunda clase de polímeros útiles para la matriz polímera de la espuma incluye polímeros insolubles en acrilato. Los ejemplos incluyen resinas polímeras semicristalinas tales como poliolefinas y copolímeros de poliolefinas (por ejemplo, basados en monómeros que tienen entre 2 y 8 átomos de carbono, tales como polietileno de baja densidad, polietileno de alta densidad, polipropileno, copolímeros de etileno y propileno, etc.), poliésteres y copoliésteres, poliamidas y copoliamidas, homopolímeros y copolímeros fluorados, poli(óxidos de alquileno) (por ejemplo, poli(óxido de etileno) y poli(óxido de propileno)), poli(alcohol vinílico), ionómeros (por ejemplo, copolímeros de etileno-ácido metacrílico neutralizados con una base), y acetato de celulosa.

Otros ejemplos de polímeros insolubles en acrilato incluyen polímeros amorfos que tienen un parámetro de solubilidad (según se mide de acuerdo con la técnica de Fedors) menor que 8 o mayor que 11, tales como poliacrilonitrilo, poli(cloruro de vinilo), poliuretanos termoplásticos, epoxis aromáticos, policarbonato, poliésteres amorfos, poliamidas amorfas, copolímeros de ABS, aleaciones de poli(óxido de fenileno), ionómeros (por ejemplo, copolímeros de etileno-ácido metacrílico neutralizados con sal), elastómeros fluorados, y polidimetilsiloxano.

Una tercera clase de polímeros útil para la matriz polímera de la espuma incluye elastómeros que contienen grupos activables por radiación ultravioleta. Los ejemplos incluyen polibutadieno, poliisopreno, policloropreno, copolímeros al azar y de bloques de estireno y dienos (por ejemplo, SBR), y caucho de etileno-propileno-monómero de dieno.

Una cuarta clase de polímeros útiles para la matriz polímera de la espuma incluye adhesivos sensibles a la presión y termofusibles preparados a partir de monómeros no fotopolimerizables. Tales polímeros pueden ser polímeros adhesivos (es decir, polímeros que son inherentemente adhesivos), o polímeros que no son inherentemente adhesivos pero que son capaces de formar composiciones adhesivas cuando se formulan con agentes de pegajosidad. Los ejemplos específicos incluyen poli-alfa-olefinas (por ejemplo, poliocteno, polihexeno, y polipropileno atáctico), adhesivos a base de copolímeros de bloques (por ejemplo, dibloque, tribloque, bloque en estrella, y combinaciones de los mismos), cauchos naturales y sintéticos, adhesivos de silicona, etileno-acetato de vinilo, y mezclas adhesivas estructurales que contienen epoxi (por ejemplo, mezclas de epoxi-acrilato y epoxi-poliéster).

Las microesferas expansibles se caracterizan por una corteza flexible, termoplástica, polimérica, y por un núcleo que incluye un líquido y/o un gas que se expande al calentarlo. Preferiblemente, el material del núcleo es una sustancia orgánica que tiene un punto de ebullición más bajo que la temperatura de reblandecimiento de la corteza polimérica. Los ejemplos de materiales del núcleo adecuados incluyen propano, butano, pentano, isobutano, neopentano, y sus combinaciones.

La elección de la resina termoplástica para la corteza polimérica influye en las propiedades mecánicas de la espuma. En consecuencia, las propiedades de la espuma se pueden ajustar mediante la elección apropiada de la microesfera, o usando mezclas de tipos diferentes de microesferas. Por ejemplo, las resinas que contienen acrilonitrilo son útiles cuando se desea una elevada resistencia a la tracción y cohesiva, particularmente cuando el contenido de acrilonitrilo es al menos 50% en peso de la resina, más preferiblemente al menos 60% en peso, e incluso más preferiblemente al menos 70% en peso. En general, tanto la resistencia a la tracción como la resistencia cohesiva aumentan al aumentar el contenido de acrilonitrilo. En algunos casos, es posible preparar espumas que tengan una resistencia a la tracción y resistencia cohesiva mayores que la matriz polímera sola, incluso aunque la espuma tenga una densidad menor que la matriz. Esto proporciona la capacidad de preparar artículos de baja densidad y elevada resistencia.

Los ejemplos de resinas termoplásticas adecuadas que se pueden usar como la corteza incluyen ésteres de ácido acrílico y metacrílico, tales como poliacrilato; copolímero de acrilato-acrilonitrilo; y copolímero de metacrilato-ácido acrílico. También se pueden usar polímeros que contienen cloruro de vinilideno, tales como copolímero de cloruro de vinilideno-metacrilato, copolímero de cloruro de vinilideno-acrilonitrilo, copolímero de acrilonitrilo-cloruro de vinilideno-metacrilonitrilo-acrilato de metilo, y copolímero de acrilonitrilo-cloruro de vinilideno-metacrilonitrilo-metacrilato de metilo, pero no se prefieren cuando se desee una elevada resistencia. En general, cuando se desee una elevada resistencia, la corteza de la microesfera tiene preferiblemente no más de 20% en peso de cloruro de vinilideno, más preferiblemente no más de 15% en peso de cloruro de vinilideno. Incluso más preferidas para aplicaciones de elevada resistencia son las microesferas que no tienen esencialmente unidades de cloruro de vinilideno.

Los ejemplos de microesferas poliméricas expansibles adecuadas, comercialmente disponibles, incluyen las disponibles de Pierce Stevens (Buffalo, NY) con los nombres "F30D", "F80SD", y "F100D". También son adecuadas las microesferas poliméricas expansibles disponibles de Akzo-Nobel con los nombres "Expancel 551", "Expancel 461", y "Expancel 091". Cada una de estas microesferas se caracteriza por una corteza que contiene acrilonitrilo. Además, las microesferas F80SD, F100D, y Expancel 091 no tienen esencialmente unidades de cloruro de vinilideno en la corteza.

La cantidad de microesferas expansibles se selecciona basándose en las propiedades deseadas del producto de espuma. En general, cuanto mayor es la concentración de microesferas, menor es la densidad de la espuma. En general, la cantidad de microesferas oscila desde alrededor de 0,1 partes en peso hasta alrededor de 50 partes en peso (basada en 100 partes de resina polímera), más preferiblemente de alrededor de 0,5 partes en peso hasta alrededor de 20 partes en peso.

La espuma también puede incluir un número de otros aditivos. Los ejemplos de aditivos adecuados incluyen agentes de pegajosidad (por ejemplo, ésteres de colofonia, terpenos, fenoles, y resinas de hidrocarburos sintéticas alifáticas, aromáticas o mezclas de alifáticas y aromáticas), plastificantes, pigmentos, colorantes, microesferas poliméricas o de vidrio no expansibles, agentes reforzantes, sílice hidrófoba o hidrófila, carbonato de calcio, agentes de robustez, pirorretardantes, antioxidantes, partículas poliméricas finamente molidas tales como poliéster, nailon, o polipropileno, estabilizantes, y combinaciones de los mismos. Igualmente se pueden añadir agentes de soplado químicos. Los agentes se añaden en cantidades suficientes para obtener las propiedades finales deseadas.

Las propiedades del artículo se pueden ajustar combinando una o más composiciones polímeras con la espuma. Estas composiciones adicionales pueden tomar varias formas, incluyendo capas, tiras, etc. Se pueden usar tanto composiciones espumadas como no espumadas. Una composición se puede unir directamente a la espuma, o indirectamente, por ejemplo, a través de un adhesivo separado. En algunas realizaciones, la composición polímera adicional se une de forma retirable a la espuma; tales composiciones se pueden eliminar subsiguientemente de la espuma.

En las Figs. 4-6 se muestran ejemplos de artículos que se caracterizan por combinaciones de una espuma y una o más composiciones polímeras adicionales. Haciendo referencia a la Fig. 4, se muestra un artículo 200 que se caracteriza por una pluralidad de tiras 202 de espuma dispuestas en un patrón, y combinadas dentro de una capa 204 polímera separada. La densidad de las tiras 202 es diferente de la densidad de la capa 204 polímera que rodea a las tiras.

La Fig. 5 representa otro artículo 300 en el que está dispuesta una pluralidad de tiras 302 de espuma en un patrón, y están combinadas dentro de una capa 304 polímera separada. La capa 304, a su vez, está unida a aún otra capa 306 polí-
mera en su cara opuesta. La densidad de las tiras 302 es diferente de la densidad de la capa 304 que rodea a las tiras.

La Fig. 6 representa aún otro artículo 400 en el que está embebida una pluralidad de tiras 402 de espuma dentro de una estructura de múltiples capas que se caracteriza por las capas polímeras 404, 406 y 408. La densidad de las tiras 402 es diferente de la densidad de las capas 404, 406 y 408.

Preferiblemente, las composiciones polímeras adicionales se unen al núcleo de espuma coextruyendo la composición extruible que contiene microesferas con una o más composiciones polímeras extruibles, como se describe con mayor detalle más abajo. El número y tipo de composiciones polímeras se seleccionan basándose en las propiedades deseadas del artículo final que contiene la espuma. Por ejemplo, en el caso de núcleos de espuma no adhesiva, puede ser deseable combinar el núcleo con una o más composiciones polímeras adhesivas para formar un artículo adhesivo. Otros ejemplos de composiciones polímeras preparadas mediante coextrusión incluyen composiciones polímeras de módulo relativamente elevado para hacer más rígido al artículo (polímeros semicristalinos tales como poliamidas y poliésteres), composiciones polímeras de módulo relativamente bajo para aumentar la flexibilidad del artículo (por ejemplo, poli(cloruro de vinilo) plastificado), y composiciones de espuma adicionales.

Procedimiento de Extrusión

Haciendo referencia a la Fig. 7, se muestra un procedimiento de extrusión para preparar un artículo que incluye una espuma polímera caracterizada por una matriz polímera y una o más microesferas de polímero expansibles. Según el procedimiento, la resina polímera se alimenta inicialmente en una primera extrusora 10 (típicamente una extrusora de un solo tornillo), que reblandece y muele la resina en pequeñas partículas adecuadas para la extrusión. La resina polímera eventualmente formará la matriz polímera de la espuma. La resina polímera se puede añadir a la extrusora 10 en cualquier forma conveniente, incluyendo peletes, tacos, paquetes, hebras, y cuerdas.

A continuación, las partículas de resina y todos los aditivos, excepto las microesferas expansibles, se alimentan a una segunda extrusora 12 (por ejemplo, una extrusora de un solo tornillo, o de doble tornillo), en un punto inmediatamente anterior a la sección de amasado de la extrusora. Una vez combinados, las partículas de la resina y los aditivos se alimentan a la zona de amasado de la extrusora 12, en la que se mezclan bien. Las condiciones de mezclamiento (por ejemplo, velocidad del tornillo, longitud del tornillo, y temperatura) se seleccionan para lograr un mezclamiento óptimo. Preferiblemente, el mezclamiento se lleva a cabo a una temperatura insuficiente para provocar la expansión de las microesferas. También es posible usar temperaturas superiores a la temperatura de expansión de la microesfera, en cuyo caso la temperatura se reduce tras el mezclamiento y antes de añadir las microesferas.

Cuando no es necesario el mezclamiento, por ejemplo cuando no hay aditivos, se puede omitir la etapa de amasado. Además, cuando la resina polímera ya está en una forma adecuada para la extrusión, se puede omitir la primera etapa de extrusión, y la resina se puede añadir directamente a la extrusora 12.

Una vez que las partículas de la resina y los aditivos se han mezclado adecuadamente, se añaden las microesferas poliméricas expansibles a la mezcla resultante, y se mezclan en estado fundido para formar una composición extruible expansible. El fin de la etapa de mezclamiento en estado fundido es preparar una composición extruible expansible en la que las microesferas poliméricas expansibles y otros aditivos, hasta el grado en el que estén presentes, se distribuyan de forma sustancialmente homogénea por toda la resina polímera fundida. Típicamente, la operación de mezclamiento en estado fundido usa un bloque de amasado para obtener el mezclamiento adecuado, aunque igualmente se pueden usar elementos de transporte simples. La temperatura, la presión, la velocidad de cizallamiento, y el tiempo de mezclamiento empleado durante el mezclamiento en estado fundido se seleccionan para preparar esta composición extruible expansible sin provocar que las microesferas se expandan o se rompan; una vez rotas, las microesferas son incapaces de expandirse para crear una espuma. Las temperaturas, presiones, velocidades de cizallamiento y tiempos de mezclamiento específicos se seleccionan basándose en la composición particular que se procesa.

Tras el mezclamiento en estado fundido, la composición extruible expansible se dosifica en la matriz 14 de extrusión (por ejemplo, una matriz de contacto o de caída) a través de la longitud de un tubo 18 de transferencia usando una bomba 16 de engranaje que actúa como una válvula para controlar la presión de la matriz y de ese modo prevenir la expansión prematura de las microesferas. La temperatura dentro de la matriz 14 se mantiene preferiblemente a sustancialmente la misma temperatura que la temperatura dentro de la tubería 18 de transferencia, y se selecciona de forma que esté a la temperatura, o por encima de ella, requerida para provocar la expansión de las microesferas expansibles. Sin embargo, aunque la temperatura dentro de la tubería 18 es suficientemente elevada para provocar la expansión de las microesferas, la presión relativamente elevada dentro de la tubería de transferencia evita que se expandan. Una vez que la composición entra en la matriz 14, sin embargo, la presión cae. La caída de presión, acoplada con la transferencia de calor desde la matriz, provoca que las microesferas se expandan, y que la composición se espume dentro de la matriz. La presión dentro de la matriz continúa cayendo adicionalmente a medida que la composición se aproxima a la salida, contribuyendo además a la expansión de las microesferas dentro de la matriz. El caudal de polímero a través de la extrusora y de la abertura de la salida de la matriz se mantiene de forma que, a medida que la composición polímera se procesa a través de la matriz, la presión en la cavidad de la matriz sigue siendo suficientemente baja para permitir la expansión de las microesferas expansibles antes de que la composición polímera alcance la abertura de la salida de la matriz.

La forma de la espuma está dictada por la forma de la abertura de la salida de la matriz 14. Aunque se puede producir una variedad de formas, la espuma se produce típicamente en forma de una lámina continua o discontinua. La matriz de extrusión puede ser una matriz de caída, una matriz de contacto, una matriz de perfil, una matriz anular, o una matriz de moldeo, por ejemplo como se describe en Extrusion Dies: Design & Engineering Computation, Walter Michaelis, Hanser Publishers, Nueva York, NY, 1984, que se incorpora aquí como referencia en su totalidad.

Puede ser preferible para la mayoría, si no todas, de las microesferas expansibles que se expandan parcial o mayoritariamente antes de que la composición polímera salga de la matriz. Provocando la expansión de las microesferas poliméricas expansibles antes de que la composición salga de la matriz, la espuma extruida resultante se puede producir dentro de tolerancias más ajustadas de densidad y grosor (calibre). Una tolerancia más ajustada se define como la desviación estándar, en la dirección de la máquina (o longitudinal) y en la dirección transversal a la banda (o transversal), de la densidad o del grosor con respecto a la densidad o grosor medios (\sigma/x), respectivamente. La \sigma/x que se puede obtener según la presente invención puede ser menor que alrededor de 0,2, menor que alrededor de 0,1, menor que alrededor de 0,05, e incluso menor que alrededor de 0,025. Sin que haya intención de estar tan limitados, las tolerancias más ajustadas obtenibles según la presente invención se evidencian mediante los siguientes ejemplos.

Como se muestra en la Fig. 7, la espuma se puede combinar opcionalmente con un forro 20 suministrado desde un rodillo 22 de alimentación. Los materiales adecuados para el forro 20 incluyen forros de liberación de silicona, películas de poliéster (por ejemplo, películas de poli(tereftalato de etileno)), y películas de poliolefinas (por ejemplo, películas de polietileno). El forro y la espuma se laminan entonces juntos entre un par de rodillos 24 de laminación. Después de la laminación, o después de haber sido extruida, pero antes de la laminación, la espuma se expone opcionalmente a radiación procedente de una fuente 26 de haces de electrones, para reticular la espuma; igualmente se pueden usar otras fuentes de radiación (por ejemplo, radiación de haces de iones, radiación térmica y ultravioleta). La reticulación mejora la resistencia cohesiva de la espuma. Tras la exposición, el laminado se enrolla en un rodillo 28 de recogida.

Si se desea, la lisura de una o de ambas superficies de la espuma se puede aumentar usando un rodillo de laminación para prensar la espuma contra un rodillo de enfriamiento después de que la espuma salga de la matriz 14. También es posible grabar un patrón sobre una o ambas superficies de la espuma poniendo en contacto la espuma con un rodillo con patrón después de que salga de la matriz 14, usando técnicas de microrreplicación convencionales, tales como, por ejemplo, las descritas en las Patentes U.S. n^{os} 5.897.930 (Calhoun et al.), 5.650.215 (Mazurek et al.), y en la Publicación de Patente PCT nº WO 98/29516A (Calhoun et al.). El patrón de replicación se puede escoger a partir de un amplio intervalo de formas geométricas y tamaños, dependiendo del uso deseado de la espuma. La superficie sustancialmente lisa de la espuma extruida permite la microrreplicación de la superficie de la espuma hasta un grado mucho mayor de precisión y exactitud. Tal microrreplicación de elevada calidad de la presente superficie de la espuma también está facilitada por la capacidad de la espuma para resistir a ser triturada por la presión ejercida sobre la espuma durante el proceso de microrreplicación. Las técnicas de microrreplicación se pueden usar sin triturar significativamente la espuma, debido a que la espuma incluye microesferas expansibles que no se colapsan bajo la presión del rodillo de microrreplicación, en comparación con los agentes de espumación como el gas.

El procedimiento de extrusión se puede usar para preparar artículos de "espuma in situ". Tales artículos encuentran aplicación, por ejemplo, como juntas u otros artículos sellantes de huecos, artículos amortiguadores de la vibración, soportes para cintas, soportes para láminas retrorreflectantes, esteras contra la fatiga, soportes de artículos abrasivos, almohadillas adhesivas realzadas marcadoras del pavimento, etc. Los artículos de espuma in situ se pueden preparar controlando cuidadosamente la presión y la temperatura dentro de la matriz 14 y de la tubería 18 de transferencia, de forma que no se produzca la expansión de las microesferas en un grado apreciable. El artículo resultante se coloca entonces en un área deseada, por ejemplo, un área rebajada o una superficie abierta, y se calienta a, o se expone hasta, una temperatura suficientemente elevada para provocar la expansión de las microesferas.

Los artículos de espuma in situ también se pueden preparar incorporando un agente de soplado químico, tal como 4,4'-oxibis(bencenosulfonilhidrazida), en la composición extruible expansible. El agente de soplado se puede activar posteriormente a la extrusión, para provocar la expansión adicional, permitiendo de ese modo que el artículo rellene el área en el que se coloca.

El procedimiento de extrusión también se puede usar para preparar espumas en patrones que tienen áreas de densidades diferentes. Por ejemplo, aguas abajo del punto en el que el artículo sale de la matriz, el artículo se puede calentar selectivamente, por ejemplo usando un rodillo con un patrón, o una máscara de infrarrojos, para provocar la expansión de las microesferas en las áreas designadas del artículo.

La espuma también se puede combinar con una o más composiciones polímeras adicionales, por ejemplo en forma de capas, tiras, varillas, etc., preferiblemente coextruyendo composiciones polímeras extruibles adicionales con las composiciones extruibles que contienen las microesferas. La Fig. 7 ilustra un procedimiento preferido de coextrusión para producir un artículo que se caracteriza por una espuma intercalada entre un par de capas polímeras. Como se muestra en la Fig. 7, la resina polímera se añade opcionalmente a la primera extrusora 30 (por ejemplo, una extrusora de un solo tornillo), en la que es reblandecida y mezclada en estado fundido. La resina mezclada en estado fundido se alimenta entonces a una segunda extrusora 32 (por ejemplo, una extrusora de un solo tornillo o de doble tornillo), en la que se mezcla con cualquier aditivo deseado. La composición extruible resultante se dosifica entonces a las cámaras apropiadas de la matriz 14 a través de la tubería 34 de transferencia, usando una bomba 36 de engranaje. El artículo resultante es un artículo de tres capas que se caracteriza por un núcleo de espuma que tiene una capa polímera en cada una de sus caras principales.

También es posible realizar el procedimiento de coextrusión de forma que se produzca un artículo de dos capas, o de forma que se produzcan artículos que tengan más de tres capas (por ejemplo, 10-100 capas o más), equipando a la matriz 14 con un bloque de alimentación apropiado, o usando una matriz con múltiples aletas o con múltiples colectores. También se pueden incluir capas de ligadura, capas de aprestos o capas barrera, para potenciar la adhesión entre capas, o para reducir la difusión a través de la construcción. Además, también se puede mejorar la adhesión entre capas de una construcción que tiene múltiples capas (por ejemplo, A/B) de diferentes composiciones mezclando una fracción del material A en la capa B (A/AB). Dependiendo del grado de adhesión entre capas, ello dictará la concentración de A en la capa B. Los artículos de espuma de múltiples capas también se pueden preparar laminando capas polímeras adicionales al núcleo de espuma, o a cualquiera de las capas polímeras coextruidas después de que el artículo sale de la matriz 14. Otras técnicas que se pueden usar incluyen el revestimiento de la espuma extruida (es decir, el material extruido) con tiras u otras estructuras discretas.

Se pueden realizar sobre la espuma técnicas para después del procesamiento, que pueden incluir la laminación, el grabado, el revestimiento por extrusión, el revestimiento con disolventes, o la orientación, para impartir propiedades superiores. Las espumas pueden estar orientadas uniaxial o multiaxialmente (es decir, estiradas en una o más direcciones) para producir estructuras de espuma que contienen microvacíos entre o una separación de la matriz de espuma y las microesferas expansibles (véanse los Ejemplos 85-92). Las Figs. 12a-12d muestran microfotografías mediante SEM de la microestructura de la espuma del Ejemplo 86, antes (Figs. 12 a y 12b) y después (Figs. 12c y 12d) de la orientación uniaxial. Las Figs. 12a y 12c son vistas en sección transversal de la microestructura de la espuma como se puede ver en la dirección de la máquina (MD). Esto es, para las Figs. 12a y 12c, la espuma se seccionó perpendicularmente a la dirección en la que fluye la espuma a medida que sale de la matriz, y se observó en la dirección del flujo. Las Figs. 12b y 12d son vistas en sección transversal de la microestructura de la espuma como se puede observar en la dirección transversal de la banda (CD). Esto es, para las Figs. 12b y 12d, la espuma se seccionó paralelamente a la dirección en la que fluye la espuma a medida que sale de la matriz, y se observó en la dirección perpendicular a la dirección del flujo.

La selección de la matriz de la espuma, del tipo/concentración de las microesferas expansibles, y de las condiciones de orientación, puede afectar la capacidad para producir materiales de espuma con microvacíos. Las condiciones de orientación incluyen la temperatura, la dirección o direcciones de estiramiento, la velocidad del estiramiento, y el grado de estiramiento (es decir, la relación de orientación). Se cree que la adhesión interfacial entre la matriz de espuma y las microesferas expansibles debe ser tal que permita que se produzca al menos cierta desunión alrededor de las microesferas con el estiramiento (es decir, la orientación). También se cree que puede ser preferible una mala adhesión interfacial. Además, se ha encontrado deseable que la matriz de la espuma sea capaz de sufrir un alargamiento relativamente elevado (por ejemplo, al menos 100%). La orientación de las muestras de espuma puede provocar una reducción en la densidad de la espuma (por ejemplo, hasta alrededor de 50%) debido a la formación de microvacíos entre la matriz de la espuma y las microesferas, que se forman durante la orientación. Los microvacíos pueden permanecer después del proceso de estiramiento (orientación), o pueden desaparecer (es decir, colapsar, pero la interfaz permanece no unida). Además, la deslaminación entre la matriz de la espuma y las microesferas, con o sin una reducción notable de la densidad, puede dar como resultado una alteración significativa de las propiedades mecánicas de la espuma (por ejemplo, aumento de la flexibilidad, reducción de la rigidez, aumento de la debilidad de la espuma, etc.). Dependiendo de la aplicación final de la espuma, la selección del material y las condiciones de la orientación se pueden seleccionar para generar las propiedades deseadas.

Puede ser deseable que la composición polímera extruible sea reticulable. La reticulación puede mejorar la resistencia cohesiva de la espuma resultante. Puede ser deseable que la reticulación del polímero extruible comience al menos entre la etapa de mezclamiento en estado fundido y la salida del polímero a través de la abertura de la matriz, antes, durante o después de la espumación, tal como mediante el uso de energía térmica (es decir, curado activado por calor). Como alternativa o adicionalmente, la composición polímera extruible se puede reticular al salir de la matriz, tal como, por ejemplo, mediante exposición a radiación térmica, actínica o ionizante, o combinaciones de las mismas. La reticulación también se puede lograr usando métodos de reticulación química, basados en interacciones iónicas. El grado de reticulación se puede controlar a fin de influir en las propiedades del artículo de espuma acabado. Si el polímero extruido se lamina, como se describe en este documento, el material extruido polímero se puede reticular antes o después de la laminación. Los agentes de reticulación térmica adecuados para la espuma pueden incluir epoxis y aminas. Preferiblemente, las concentraciones son suficientemente bajas para evitar la reticulación excesiva o la formación de un gel antes de que la composición salga de la matriz.

Uso

Los artículos que contienen espuma son útiles en una variedad de aplicaciones que incluyen, por ejemplo, y no a título de limitación, aplicaciones aerospaciales, de automoción y médicas. Las propiedades de los artículos se adaptan para satisfacer las demandas de las aplicaciones deseadas. Los ejemplos específicos de aplicaciones incluyen artículos amortiguadores de la vibración, vendajes médicos, soportes de cintas, soportes de láminas retrorreflectantes, esteras contra la fatiga, soportes para artículos abrasivos, almohadillas adhesivas en realce marcadoras del pavimento, juntas, y composiciones sellantes.

La invención se describirá ahora adicionalmente mediante los siguientes ejemplos.

Ejemplos Métodos de Ensayo Rugosidad de la Superficie

La topología de la superficie como función del desplazamiento se midió usando un perfilómetro de triangulación con láser (Cyberscan 200, disponible de Cyberoptics de Minneapolis, MN). Todas las medidas se recogieron a temperatura ambiente usando un láser de HeNe (654 nm), con una resolución del selector del intervalo de punto de 1 micrómetro (PRS-40). El láser se programó para que se moviera a través de la muestra en saltos discretos de 25 micrómetros, con un total de 50 saltos (longitud total = 1250 micrómetros). El tamaño de la muestra midió 1250 x 1250 micrómetros. Los datos de la rugosidad se nivelaron restando un ajuste de regresión lineal de los datos, y situando la media a cero. La rugosidad de la superficie, Ra, se calculó usando la siguiente relación:

(I)R_{a} = \frac{1}{L_{m}} \int\limits^{L_{m}}_{0}|z(x)|dx

en la que R_{a} es la rugosidad de la superficie, L_{m} es la longitud de desplazamiento total, y z es la altura a un desplazamiento de x.

Adhesión con Pelado a 90º

Se laminó una lámina adhesiva de espuma sensible a la presión a una lámina de aluminio anodizado de 0,127 mm de grosor. Se cortó de la lámina una tira de cinta que mide 1,27 cm por 11,4 cm, y se aplicó a un sustrato metálico que estaba pintado con una composición de pintura para automoción de revestimiento base/revestimiento claro (RK-7072 de DuPont Co.). La tira se rebajó entonces usando cuatro pasadas totales de un rodillo metálico de 6,8 kg. La muestra se envejeció a una de las siguientes condiciones antes del ensayo:

1 hora a temperatura ambiente (22ºC)

3 días a temperatura ambiente (22ºC)

7 días a 70ºC

5 días a 100ºC y 100% de humedad

Tras el envejecimiento, el panel se montó en un aparato de ensayo de la tracción Instron^{TM}, de forma que la cinta se arrancó a un ángulo de 90 grados a una velocidad de 30,5 cm por minuto. Los resultados se determinan en libras por 0,5 pulgadas, y se convierten a newtons por decímetro (N/dm).

Adhesión con Pelado en T

Este ensayo se realizó según ASTM D3330-87 excepto como se especifica. Se laminó una tira de cinta de espuma, que mide 11,43 cm por 1,27 cm de ancho, entre dos tiras de aluminio anodizado (10,16 cm de longitud por 1,59 cm de anchura por 0,127 mm de grosor). La muestra de ensayo laminada se acondiciona durante al menos 1 hora a temperatura ambiente (22ºC), y después se ensaya para determinar la resistencia cohesiva usando un aparato medidor de la tracción Instron^{TM} a un pelado de 180º y una velocidad del cabezal de 77,42 centímetros por minuto. Los resultados del ensayo se registran en libras por media pulgada de anchura, y se convierten a newtons/decímetro (N/dm).

Tracción y Alargamiento

Este ensayo se realiza según ASTM D412-92 excepto como se especifica. Se corta una muestra de la espuma en una forma de "hueso de perro" que tiene una anchura de 0,635 mm en la parte central. Los extremos de la muestra se sujetan con abrazaderas en un aparato de tracción Instron, y se tira de ellos, separándolos, a una velocidad del cabezal de 50,8 cm por minuto. El ensayo mide el esfuerzo pico (en libras por pulgada al cuadrado, y se convierte a kiloPascales (kPas)), la cantidad de alargamiento o deformación pico (en % de la longitud original), y la energía pico (en libras por pies, y se convierte en julios (J)).

Resistencia al Cizallamiento Estático

Se laminó una tira de 2,54 cm por 2,54 cm de cinta de espuma adhesiva sensible a la presión a un panel de aluminio anodizado de 0,51 mm de grosor, que mide alrededor de 2,54 cm por 5,08 cm. Se colocó sobre la cinta un segundo panel del mismo tamaño, de forma que hay un solapamiento de 2,54 cm, y los extremos de los paneles se extienden de forma opuesta entre sí. La muestra se rebajó entonces con un rodillo metálico de 6,8 kg de forma que el área total de contacto de la muestra con el panel fue 2,54 cm por 2,54 cm. El panel preparado se acondicionó a temperatura ambiente, es decir alrededor de 22ºC durante al menos 1 hora. El panel se colgó entonces en un horno a 70ºC, y se colocó a 2 grados de la vertical, para evitar un fallo en modo de pelado. Se colgó en el extremo libre de la muestra un peso de 750 gramos. Se registró, en minutos, el tiempo requerido para que la muestra con el peso cayera del panel. Si no ocurría ningún fallo en 10.000 minutos, el ensayo se discontinuaba, y los resultados se registraban como 10.000+ minutos.

Composición 1 Termofusible

Se preparó una composición adhesiva sensible a la presión mezclando 90 partes de IOA (acrilato de isooctilo), 10 partes de AA (ácido acrílico), 0,15 partes de 2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona (Irgacure^{TM} disponible de Ciba Geigy) y 0,03 partes de IOTG (tioglicolato de isooctilo). La composición se colocó en envases que miden aproximadamente 10 cm por 5 cm por 0,5 de grosor, envases como se describen en la Patente U.S. nº 5.804.610, presentada el 28 de Agosto de 1997, expedida el 8 de Septiembre de 1998. La película de envasado fue un copolímero de etileno-acetato de vinilo de 0,0635 de grosor (película VA-24, disponible de CT Film de Dallas, TX). Los envases se sumergieron en un baño de agua y al mismo tiempo se expusieron a radiación ultravioleta a una intensidad de 3,5 milivatios por centímetro cuadrado y una energía total de 1627 milijulios por centímetro cuadrado, según se mide en unidades de NIST, para formar un adhesivo sensible a la presión envasado. El adhesivo resultante tuvo una IV (viscosidad intrínseca) de alrededor de 1,1 decilitros/gramo, un Mw de 5,6 x 10^{5} g/moles y un Mn de 1,4 x 10^{5} g/moles.

Composición 2 Termofusible

Se preparó un adhesivo empaquetado siguiendo el procedimiento para la Composición 1 Termofusible, excepto que se usaron 97 partes de IOA y 3 partes de AA.

Composición 3 Termofusible

Se preparó un adhesivo empaquetado siguiendo el procedimiento para la Composición 1 Termofusible, excepto que se usaron 80 partes de IOA y 20 partes de AA.

Composición 4 Termofusible

Se preparó una composición adhesiva sensible a la presión, termofusible, que tiene 96 partes de IOA y 4 partes de ácido metacrílico, siguiendo el procedimiento descrito en la Patente U.S. nº 4.833.179 (Young et al.), incorporada aquí como referencia en su totalidad.

Composición 5 Termofusible

Se preparó un adhesivo empaquetado siguiendo el procedimiento para la Composición 1 Termofusible, excepto que se usaron 46,25 partes de acrilato de isooctilo, 46,25 partes de acrilato de n-butilo (nBA), y 7,5 partes de ácido acrílico. Los adhesivos empaquetados se introdujeron en una extrusora de doble tornillo para formar compuestos con un 17% de agente de pegajosidad Escorez^{TM} 180 (disponible de Exxon Chemical Corp.), para formar la Composición 5 Termofusible.

Composición 6 Termofusible

Se preparó una composición adhesiva termofusible siguiendo el procedimiento para la Composición 5 Termofusible, excepto que la composición adhesiva empaquetada tenía 45 partes de IOA, 45 partes de nBA, y se usaron 10 partes de AA.

Composición 7 Termofusible

Se preparó una composición termofusible empaquetada siguiendo el procedimiento para la Composición 1 Termofusible, excepto que la composición en los paquetes también incluyó 0,25 partes de acriloxibenzofenona por cien partes de acrilato.

Composición 8 Termofusible

Se preparó una composición termofusible, que tiene 90 partes de IOA y 10 partes de AA, siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 1 de la Patente U.S. nº 5.637.646 (Ellis), incorporada aquí como referencia en su totalidad.

Composición 9 Termofusible

Se preparó una composición termofusible que tiene 95 partes de IOA y 5 partes de AA, siguiendo el procedimiento para la Composición 1 Termofusible.

Composición 10 Termofusible

Se preparó una composición termofusible que tiene 90 partes de acrilato de 2-etilhexilo y 10 partes de AA, siguiendo el procedimiento para la Composición 1 Termofusible.

Procedimiento de Extrusión

La composición termofusible empaquetada se alimentó a una extrusora de un solo tornillo de 51 mm (Bonnot), y se formó un compuesto. Las temperaturas en la extrusora y en la manguera flexible en el extremo de salida de la extrusora se ajustaron todas a 93,3ºC, y el caudal se controló con una bomba de engranajes Zenith. El adhesivo en compuesto se alimentó entonces a una extrusora de doble tornillo que giran en el mismo sentido, de 30 mm, con tres puertos para aditivos (Werner Pfleider), que funciona a una velocidad del tornillo de 200 rpm con un caudal de alrededor de 4,5 kilogramos/hora. La temperatura para todas las zonas en la extrusora de doble tornillo se ajustó a las temperaturas específicas indicadas en los ejemplos específicos. Se añadieron microesferas poliméricas expansibles aguas abajo al tercer puerto de alimentación a alrededor de tres cuartos del barril de la extrusora. Las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a las temperaturas indicadas para los ejemplos específicos. El extrusado se bombeó hasta una matriz de caída de 15,24 cm de ancho que se redujo hasta un grosor de 1,016 mm. Las láminas de espuma resultantes tuvieron un grosor de alrededor de 1 mm. La lámina extruida se moldeó sobre un rodillo de enfriamiento que se ajustó a 7,2ºC, se enfrió hasta alrededor de 25ºC, y después se transfirió sobre un forro de liberación de polietileno de 0,127 mm de grosor.

Ejemplos 1-5

Se prepararon láminas de espuma para los Ejemplos 1-5 usando la Composición 1 Termofusible en el procedimiento descrito anteriormente, usando cantidades variables de microesferas poliméricas expansibles que tienen una composición de corteza que contiene acrilonitrilo y metacrilonitrilo (F100D disponible de Pierce Stevens, Buffalo, NY). Las cantidades de microesferas, en partes en peso por 100 partes de composición adhesiva (EMS - pph), se muestran en la Tabla 1. Las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 93,3ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 193,3ºC. Después de enfriar, las láminas de espuma extruidas se transfirieron a una película de polietileno de 0,127 mm de grosor, y se reticularon usando una unidad de procesamiento mediante haces de electrones (ESI Electro Curtain) que funciona a un voltaje acelerador de 300 keV y a una velocidad de 6,1 metros por minuto. La dosis de haz de electrones medida fue 4 megaRads (mrads). Todas las espumas eran pegajosas. Las láminas de espuma en los Ejemplos 1, 2, 4 y 5 se unieron (por ejemplo, se laminaron) a un adhesivo de película de dos capas usando la presión de un rodillo laminador para obtener una cinta. La primera capa del adhesivo de película se preparó disolviendo 10 partes de poliamida (Macromelt 6240 de Henkel) en una mezcla de disolventes de 50 partes de isopropanol y 50 partes de n-propanol, disolviendo la disolución sobre un forro de liberación, y secando en un horno a 121ºC durante alrededor de 15 minutos. La segunda capa del adhesivo de película fue un adhesivo sensible a la presión, basado en disolventes, que tiene una composición de 65 partes de IOA, 30 partes de acrilato de metilo, y 5 partes de AA, obtenido según el método descrito en Re24906 (Ulrich). Entonces se colocó un forro de liberación sobre el adhesivo sensible a la presión, basado en disolventes, y el lado de la poliamida del adhesivo de película se laminó a presión a la espuma. Las cintas se ensayaron para determinar el adhesivo por pelado a 90º, la adhesión por pelado en T, la tracción y el alargamiento, y la resistencia al cizallamiento estático. En la Tabla 1 se muestran los resultados del ensayo y las densidades de espuma para todos los ejemplos.

La espuma del Ejemplo 1 tuvo una rugosidad de la superficie (R_{a}) de 29 micrómetros.

Ejemplo 6

Se preparó una lámina de espuma siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 3, excepto que las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 121ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 177ºC. Después de enfriar, la espuma se reticuló con una dosis de 8 mrads.

Ejemplos 7-9

Se prepararon cintas de espuma revestidas con adhesivo sensible a la presión siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 1, excepto que las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 121ºC y las cantidades de las microesferas fueron 6, 8 y 10 pph para los Ejemplos 7, 8 y 9, respectivamente.

Ejemplos 10-13

Se prepararon láminas de espuma siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 3, excepto que las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 82ºC, las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 104ºC, y según las condiciones especificadas a continuación.

Para el Ejemplo 10, se usaron 2 pph de microesferas poliméricas expansibles (F50D, disponible de Pierce Stevens), y el caudal de la extrusora fue 4,08 kg por hora.

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Para el Ejemplo 11, se usaron 2 pph de microesferas poliméricas expansibles, que tienen una composición de la corteza que contiene acrilonitrilo, cloruro de vinilideno y metacrilato de metilo (Expancel 461, microesferas encapsuladas disponibles de Akzo Nobel).

Para el Ejemplo 12, se usaron 2 pph de microesferas poliméricas expansibles, que tienen una composición de la corteza que contiene acrilonitrilo, metacrilonitrilo y metacrilato de metilo (Expancel 091, disponible de Akzo Nobel), las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 93,9ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 193,3ºC. La espuma se midió para determinar el espaciamiento libre medio. La rugosidad de la superficie (R_{a}) fue 14 micrómetros, y en la Figura 1(a) y 1(b) se muestra una porción de la espuma.

El Ejemplo 13 se preparó siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 12, excepto que se usaron 2 pph de microesferas poliméricas expansibles que tienen una corteza que contiene acrilonitrilo, metacrilonitrilo y metacrilato de metilo (microesferas F80SD, disponibles de Pierce Stevens), y las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 93,3ºC. Adicionalmente, se mezclaron 0,15 partes en peso, por cien partes, de acrilato de 2,4-bis(triclorometil)-6-4-metoxifenil)-s-triazina con las microesferas poliméricas expansibles, y se añadieron a la extrusora. La espuma resultante se reticuló con una lámpara de vapor de mercurio con 500 milijulios/centímetro cuadrado de energía (unidades de NIST). La espuma tuvo una rugosidad de superficie (R_{a}) de 33 micrómetros.

Ejemplos 14-15

Se prepararon cintas de espuma revestidas con adhesivo sensible a la presión siguiendo los procedimientos para los Ejemplos 2 y 3, respectivamente, excepto que las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 121ºC, y se añadió un 10% en peso de un agente de pegajosidad fundido (Escorez^{TM} 180 obtenido de Exxon Chemical Co.) al primer puerto en el barril de la extrusora. El caudal del extrusado fue 4,08 kg por hora de acrilato en el compuesto, y de 0,45 kg por hora de agente de pegajosidad. La espuma enfriada se reticuló con una dosis de 8 mrads.

Ejemplo 16

Se preparó una cinta de espuma revestida con adhesivo sensible a la presión siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 2, excepto que se mezclaron 0,2 partes por cien partes de acrilato de un agente de soplado químico (de 4,4'-oxibis(bencenosulfonilhidrazida) obtenida de Celogen OT de Uniroyal Chemical Co.) con las microesferas, y se añadieron a la extrusora.

Ejemplo 17

Se preparó una cinta de espuma revestida con adhesivo sensible a la presión siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 2, excepto que las temperaturas de la extrusora se mantuvieron a 110ºC. Se añadió, a una cantidad de 2 pph, una mezcla de 50 partes en peso de microesferas poliméricas expansibles F80SD y 50 partes de un agente de soplado químico mixto (BIH, una mezcla de 85% de bicarbonato de sodio y 15% de ácido cítrico, disponible de Boehringer-Ingelheim). El caudal de la extrusora fue 3,54 kg por hora. La espuma resultante se reticuló como en el Ejemplo 1, a una dosis de 6 mrads.

Ejemplo 18

Se preparó una lámina de espuma siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 3, excepto que se añadieron 1,6 pph de microesferas poliméricas expansibles F80SD, así como también 0,4 pph de burbujas de vidrio (S-32, disponible de Minnesota Mining & Manufacturing Company). Las microesferas y las burbujas de vidrio se mezclaron juntas antes de añadirlas a la extrusora.

La espuma tuvo una rugosidad de la superficie (R_{a}) de 24 micrómetros sobre una superficie principal, y de 21 micrómetros sobre la otra superficie principal.

Ejemplos 19-20

Se prepararon láminas de espuma siguiendo el procedimiento de extrusión anterior, usando la Composición 3 Termofusible y con 2 pph de microesferas poliméricas expansibles (F80SD). Las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 110ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 193ºC. El caudal de la extrusora fue 3,58 kg/h. El Ejemplo 20 también incluyó un plastificante (Santicizer 141 disponible de Monsanto), el cual se alimentó en la extrusora a 0,36 /h. Las espumas se reticularon siguiendo el procedimiento en el Ejemplo 1. El Ejemplo 19 se laminó adicionalmente al adhesivo de película del Ejemplo 1.

Ejemplo 21

Se preparó una lámina de espuma siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 20, excepto que se alimentó directamente la Composición 4 Termofusible en la extrusora de doble tornillo, y se usaron 4 pph de microesferas poliméricas expansibles F80SD.

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Ejemplos 22-27

Se prepararon láminas de espuma revestidas con adhesivo sensible a la presión, que tienen el adhesivo de película del Ejemplo 2, siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 2, excepto que se usaron microesferas poliméricas expansibles F80 en lugar de F100D, y las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 104ºC. Los aditivos también se alimentaron al primer puerto de la extrusora en el tipo y en cantidades, para tal ejemplo, según lo siguiente:

Ejemplo 22

Se añadió 10% en peso del extrusado de polietileno (Engage^{TM} 8200 disponible de Dow Chemical Co.) a la extrusora a un caudal de 0,45 kg/h en el primer puerto.

Ejemplo 23

Se añadieron 20% en peso del extrusado de copolímero de bloques de estireno-isopreno-estireno (Kraton^{TM} D1107 disponible de Shell Chemical Co.) a la extrusora, a un caudal de 0,9 kg/h. La espuma tuvo una rugosidad de la superficie (R_{a}) de 25 micrómetros en una superficie principal, y de 19 micrómetros en la otra superficie principal.

Ejemplo 24

Igual que el Ejemplo 23 excepto que no se laminó ningún otro adhesivo a la espuma.

Ejemplo 25

Se añadieron 25% en peso del extrusado de poliéster (Dynapol^{TM} 1402 disponible de Huls America) a la extrusora, a un caudal de 1,13 kg/h.

Ejemplo 26

Igual que el Ejemplo 25, excepto que no se laminó ningún otro adhesivo a la espuma.

Ejemplo 27

Se preparó una lámina de espuma revestida con adhesivo sensible a la presión usando la Composición 7 Termofusible y 2 pph de microesferas poliméricas expansibles (F80SD). Las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 104ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 193ºC. La espuma resultante se enfrió y se reticuló con una dosis de haces de electrones de 4 mrads a un voltaje de aceleración de 300 kiloelectrón voltios (Kev).

Ejemplo 28

Se preparó una lámina de espuma de una sola capa siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 3, excepto que se usó una matriz de coextrusión de paletas de 25,4 cm de ancho en lugar de una matriz de caída, la temperatura de la extrusora se ajustó a 104ºC, y se usaron microesferas poliméricas expansibles F80SD. No hubo flujo de material a través de las paletas externas. La espuma empleada se reticuló con una dosis de haces de electrones de 6 mrads a un voltaje de aceleración de 300 Kev.

Ejemplo 29

Se preparó una lámina de espuma siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 28, excepto que se usó a Composición 2 Termofusible.

Ejemplo 30

Se preparó una lámina de espuma siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 29, excepto que se usaron microesferas poliméricas expansibles F100D.

Ejemplos 31-33

Se prepararon láminas de espuma siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 28, excepto que las paletas exteriores se abrieron, y se coextruyó una capa de Composición 5 Termofusible sobre cada una de las superficies principales de la lámina de espuma. El grosor de la capa de la Composición 3 fue 50 micrómetros, 100 micrómetros y 150 micrómetros para los Ejemplos 31, 32 y 33, respectivamente. Las temperaturas de la extrusora y de la manguera para las capas adicionales se ajustaron a 177ºC. La lámina de espuma del Ejemplo 31 tuvo una rugosidad de la superficie de (R_{a}) 24 micrómetros.

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Ejemplo 34

Se preparó una lámina de espuma siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 31, excepto que las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 93,3ºC y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 171ºC, y se añadió un agente de pegajosidad. El caudal de alimentación de la extrusora fue de 4,08 kg/h para la Composición 1, y de 0,45 kg/h para un agente de pegajosidad (Escorez^{TM} 180). La Composición 5 Termofusible se coextruyó hasta un grosor de 100 micrómetros sobre cada superficie principal de la espuma. El material compuesto coextruido se reticuló con un haz de electrones a un voltaje acelerador de 275 Kev y a una dosis de 8 mrads.

Ejemplo 35

Se preparó una lámina de espuma siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 34, excepto que, en lugar del agente de pegajosidad, se añadió polietileno de baja densidad (Dowlex^{TM} 2517 disponible de Dow Chemical Co.) a la extrusora, a una velocidad de alimentación de 1,36 kg/h, y la Composición 1 se alimentó a un caudal de 3,18 kg/h. La Composición 6 Termofusible se coextruyó hasta un grosor de 50 micrómetros sobre cada superficie principal de la espuma. El material compuesto coextruido resultante se enfrió y se reticuló con un haz de electrones a un voltaje acelerador de 250 Kev y a una dosis de 6 mrads.

Ejemplos 36-37

Se prepararon láminas de espuma revestidas de adhesivo sensible a la presión siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 31, excepto que las microesferas usadas fueron una mezcla 50/50 de microesferas F80SD y F100D, y las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 93ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 171ºC. El Ejemplo 36 se reticuló con un voltaje acelerador de haces de electrones de 250 Kev y una dosis de 6 mrads. Las paletas externas de la matriz se abrieron para el Ejemplo 37, y la espuma se coextruyó con una capa de 0,15 mm de grosor de polietileno de baja densidad (Dowlex^{TM} 2517) sobre una superficie principal de la espuma. Después de enfriar, la capa de polietileno se pudo eliminar del adhesivo. Este ejemplo ilustra la espuma con adhesivo sensible a la presión con un forro. Además, el material compuesto de dos capas se puede reticular con un haz de electrones para unir a la espuma permanentemente al polietileno.

Ejemplo 38

Se preparó una lámina de espuma revestida con adhesivo sensible a la presión siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 28, excepto que la Composición 8 Termofusible se alimentó directamente a la extrusora de doble tornillo.

Ejemplo 39

Se preparó una lámina de espuma revestida con adhesivo sensible a la presión siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 19, excepto que se usó la Composición 9 Termofusible, y la velocidad de alimentación de la extrusora fue de 4,5 kg/h.

Ejemplo 40-42

Se prepararon láminas de espuma extruyendo la Composición 1 con copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA). El EVA usado para los Ejemplos 40, 41 y 42 fueron Elvax^{TM} 250 (índice de fusión de 25, contenido de acetato de vinilo de 28%), Elvax^{TM} 260 (índice de fusión de 6,0, contenido de acetato de vinilo de 28%), y Elvax^{TM} 660 (índice de fusión de 2,5, contenido de acetato de vinilo de 12%), respectivamente. Todos los EVA se obtuvieron de DuPont Co. La Composición 1 se alimentó a la extrusora a un caudal de 2,7 kg/h, y el EVA se alimentó a un caudal de 1,8 kg/h. Se usó una carga de 3 pph de microesferas poliméricas expansibles F100D. Las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 104ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 193ºC. Adicionalmente, los Ejemplos 40 y 41 se coextruyeron con una capa de 0,064 mm de grosor de Composición 1 Termofusible sobre ambas superficies principales de la espuma. Todas las espumas coextruidas se reticularon con un voltaje acelerador de haces de electrones de 300 Kev y con una dosis de 6 mrads. La rugosidad de la superficie (R_{a}) del Ejemplo 40 fue 27 micrómetros.

Ejemplo 43

Se preparó una lámina de espuma no pegajosa siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 40, excepto que sólo se extruyó EVA (Elvax^{TM} 250) con 3 pph de microesferas poliméricas expansibles (F100D). La rugosidad de la superficie (R_{a}) fue 23 micrómetros sobre una superficie principal de la espuma, y de 27 micrómetros sobre la otra superficie principal de la espuma.

Ejemplo 44

Se preparó una lámina de espuma siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 40, excepto que se usó, en lugar de EVA, un polietileno de alta densidad (Dowlex^{TM} IP-60 disponible de Dow Chemical Co.). Los caudales de la Composición 1 y del polietileno fueron 3,63 kg/h y 0,91 kg/h, respectivamente.

Ejemplo 45

Se preparó una lámina de espuma siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 44, excepto que se usó un polietileno de alta densidad (Dowlex^{TM} 2517). Los caudales de la Composición 1 y del polietileno fueron 3,18 kg/h y 1,36 kg/h, respectivamente.

Ejemplo 46

Se preparó una lámina de espuma siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 44, excepto que se extruyó la Composición 9 Termofusible con un poliéster (Dynapol^{TM} 1157 disponible de Huls) y 3 pph de microesferas poliméricas expansibles (F80). La temperatura de la extrusora se ajustó a 93ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 171ºC. Las planchas finales de la matriz se ajustaron a una temperatura de 199ºC para formar un grosor uniforme a lo largo de la lámina. Los caudales de la Composición 9 y del poliéster fueron 3,18 kg/h y 1,36 kg/h, respectivamente. La espuma resultante se enfrió y después se reticuló con un voltaje acelerador de haces de electrones de 275 Kev y con una dosis de 6 mrads.

Ejemplo 47

Se preparó una lámina de espuma no pegajosa siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 46, excepto que sólo se extruyó poliéster (Dynapol^{TM} 1157) con 4 pph de microesferas poliméricas expansibles (F80SD). La espuma tuvo una rugosidad de la superficie (R_{a}) de 27 micrómetros.

Ejemplo 48

Se preparó una espuma cilíndrica de 2,54 cm de diámetro siguiendo el procedimiento del Ejemplo 44, excepto que se alimentaron tanto la Composición 1 Termofusible y el polietileno de alta densidad a la extrusora a un caudal de 2,27 kg/h con 2 pph de microesferas poliméricas expansibles (F80SD). La matriz se retiró de forma que la espuma se extruyó desde la manguera hasta una forma cilíndrica.

Ejemplo 49

Se preparó una espuma cilíndrica de 1,27 cm de diámetro siguiendo el procedimiento del Ejemplo 23, excepto que se alimentaron tanto la Composición 1 Termofusible y el copolímero de bloques a la extrusora a un caudal de 2,27 kg/h con 2 pph de microesferas poliméricas expansibles (F80SD). La matriz se retiró, y la espuma se extruyó desde la manguera en una forma cilíndrica.

Ejemplos 50-52

Se preparó una lámina de espuma para el Ejemplo 50 alimentando un copolímero de bloques de estireno-isopreno-estireno (Kraton^{TM} D1107) a la extrusora de doble tornillo del Ejemplo 1, a un caudal de alimentación de 1,8 kg/h. Se alimentó un agente de pegajosidad (Escorez^{TM} 1310 LC, disponible de Exxon Chemical Co.) en el primer puerto, a un caudal de alimentación de 1,8 kg/h, y las microesferas poliméricas expansibles (F80SD) se alimentaron al tercer puerto a un caudal de 2 partes por cien partes de copolímero de bloques y de agente de pegajosidad. Las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 121ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 193ºC. El adhesivo de la espuma resultante tuvo una densidad de 33,7 lbs/ft^{3} (539,2 kg/m^{3}). Esta muestra poseyó características de liberación activadas por estiramiento (es decir, liberable por estiramiento) tales como las descritas en Bries et al. Patente U.S. nº 5.507.464, que se incorpora aquí como referencia.

En el Ejemplo 51, se preparó una lámina de espuma siguiendo el procedimiento del Ejemplo 51, excepto que se usaron 8 pph de microesferas poliméricas expansibles F80SD. El adhesivo de espuma resultante tuvo una densidad de 16,5 lbs/ft^{3} (264 kg/m^{3}).

En el Ejemplo 52, se preparó una lámina de espuma siguiendo el procedimiento del Ejemplo 51, excepto que el copolímero de bloques fue un copolímero de bloques de estireno-etileno-butileno-estireno (Kraton G1657 disponible de Shell Chemical Co.), y el agente de pegajosidad fue Arkon P-90 (disponible de Arakawa Chemical USA). El adhesivo de la espuma resultante tuvo una densidad de 36,9 lbs/ft^{3} (590,4 kg/m^{3}). Esta muestra también poseyó características de liberación activada por estiramiento, como se describe en la Patente U.S. de Bries et al. anteriormente incorporada, y en las Solicitudes Publicadas PCT.

Ejemplo 53

Se preparó una lámina de espuma siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 31, excepto que las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 93ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 171ºC. La espuma se coextruyó con una capa de 0,1 mm de adhesivo sobre cada superficie principal de la lámina. El adhesivo fue un copolímero de bloques de estireno-isopreno-estireno que se había hecho pegajoso (HL2646 disponible de HB Fuller). La espuma resultante tuvo una densidad de 29 lbs/ft^{3} (464 kg/m^{3}).

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Ejemplos 54-57

Se prepararon láminas de espuma alimentando polihexeno, que tiene una viscosidad intrínseca de 2,1, a la extrusora de doble tornillo a una velocidad de 4,5 kg/h, y microesferas poliméricas expansibles (F100D) a una velocidad de 2 pph para el Ejemplo 54 y de 4 pph para el Ejemplo 55. Las láminas de espuma para los Ejemplos 56 y 57 se prepararon siguiendo el procedimiento para los Ejemplos 54 y 55, respectivamente, excepto que el polihexeno se alimentó a la extrusora a una velocidad de 3,31 kg/h, y se alimentó un agente de pegajosidad (Arkon P-115 disponible de Arakawa Chemical USA) al primer puerto a una velocidad de 1,63 kg/h, y las microesferas poliméricas expansibles se mezclaron con 0,3 pph de 2,4-bis(triclorometil)-6-4-metoxifenil)-s-triazina antes de añadirlas a la extrusora.

Ejemplo 58

Se procesó la Composición 1 Adhesiva Termofusible en una extrusora de un solo tornillo Bonnot de 10,16 mm. La extrusora se hizo funcionar a temperatura ambiente, cociendo sólo en el calor generado mecánicamente para reblandecer y mezclar la composición. La mezcla se alimentó entonces en la Zona 1 de una extrusora de doble tornillo (extrusora de doble tornillo que giran en el mismo sentido, de 40 mm Berstorff (ZE-40), en la que se mezcló con microesferas poliméricas expansibles (F100). Se usó un diseño de tornillo formador de compuestos estándar, con un amasado hacia delante en la Zona 2, un amasado inverso en la Zona 4, Zona 6 y Zona 8 con elementos de transporte de autobarrido en las zonas restantes. La velocidad del tornillo fue 125 rpm, dando como resultado presiones de funcionamiento de 52,7 kilopascales, y caudales totales de 11,3 kg/h. Las temperaturas en la extrusora se ajustaron a 104ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 193ºC. El perfil de temperatura evitó la expansión durante la formación del compuesto, y minimiza la ruptura de las microesferas poliméricas expansibles. El flujo del material extruido se controló usando una bomba de engranajes Normag. Las microesferas poliméricas expansibles se dosificaron en la Zona 7 de la extrusora de doble tornillo, usando un alimentador Gehricke (GMD-60/2) a caudales de 0,23 kg/h. Una matriz de caída, de 15,24 cm de ancho, estrechada a 1 mm, se hizo funcionar a 193ºC. La banda se moldeó sobre un rodillo de moldeo enfriado, y se laminó a un forro de liberación a una velocidad de 1,5 metros por minuto. Tras el revestimiento, la lámina de espuma se reticuló mediante un haz de electrones, usando un ESI Electro Curtain a una dosis de 8 mrads a un voltaje acelerador de 300 keV. En la Figura 2(a) y 2(b) se muestra la espuma resultante. La espuma tuvo una rugosidad de la superficie (R_{a}) de 37 micrómetros.

Ejemplos 59-61

Estos ejemplos ilustran espumas que son adecuadas para uso en una aplicación de espuma in situ. Se preparó una lámina de espuma para el Ejemplo 59 siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 3, excepto que contenía 10 pph de microesferas poliméricas expansibles F80SD, y las temperaturas de la extrusora, de la manguera y de la matriz se ajustaron todas a 88ºC para minimizar la expansión de la espuma en la matriz. La espuma no se reticuló, y tuvo una densidad de 55 lbs/ft^{3} (880 kg/m^{3}). Después del calentamiento subsiguiente hasta una temperatura de 193ºC durante cinco minutos, la densidad se redujo a 13 lbs/ft^{3} (208 kg/m^{3}). Se preparó una espuma para el Ejemplo 60 siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 59, excepto que se usó la Composición 2 Termofusible, y las temperaturas de la extrusora, de la manguera y de la matriz se ajustaron todas a 104ºC. Después de enfriar, la espuma tuvo una densidad de 60 lbs/ft^{3} (960 kg/m^{3}). Después del calentamiento subsiguiente hasta una temperatura de 193ºC durante cinco minutos, la densidad se redujo hasta 15 lbs/ft^{3} (240 kg/m^{3}). Se preparó una lámina de espuma para el Ejemplo 61 siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 59, excepto que se alimentó poliéster (Dynapol^{TM} 1157) a la extrusora a un caudal de 9 kg/h, y las temperaturas para la extrusora, para la manguera y para la matriz se ajustaron todas a 110ºC. La lámina de espuma de 1,14 mm de grosor se reticuló con un voltaje acelerador de haces de electrones de 275 Kev y con una dosis de 6 mrads.

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(Tabla pasa a página siguiente)

1

2

3

4

Ejemplos 62-70 y Ejemplo Comparativo C1

Se prepararon espumas revestidas de adhesivo sensible a la presión siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 3 con cantidades variables de microesferas poliméricas expansibles mostradas en la Tabla 2. Las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 104ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 193ºC. Los Ejemplos 62-66 contenían microesferas F100D, y los Ejemplos 67-70 contenían microesferas F80SD. El Ejemplo Comparativo C1 no contenía microesferas. Ninguno de los ejemplos se reticuló. Los datos del ensayo de tracción (esfuerzo de pico), del alargamiento y del cizallamiento del solapamiento muestran que las propiedades de la espuma se pueden controlar mediante la cantidad de microesferas expansibles, y que la adición de las microesferas aumentó la resistencia de la espuma por encima de la misma composición que no tiene microesferas. El ensayo de cizallamiento del solapamiento usado es el mismo que el descrito anteriormente, excepto que el tamaño de la muestra era 2,54 cm x 1,27 cm, usando una carga de 1000 g a 25ºC.

5

Ejemplo 71

Se preparó una espuma revestida con adhesivo sensible a la presión siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 28, excepto que se usaron 5 pph de microesferas poliméricas expansibles F100D con la Composición 2 Termofusible, y se añadió un agente de pegajosidad hidrocarbonado (Foral^{TM} 85 disponible de Hercules, Inc. de Wilmington, Delaware). La composición termofusible se alimentó a la extrusora a un caudal de 2,9 kg/h, y el agente de pegajosidad se alimentó a la extrusora a un caudal de 1,7 kg/h. Las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 93ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 177ºC. La espuma resultante tenía un grosor de aproximadamente 0,38 mm, y se reticuló subsiguientemente con una dosis de haces de electrones de 8 mrads a un voltaje acelerador de 300 Kev. La espuma adhesiva se laminó a un laminado retrorreflectante flexible descrito en la Patente U.S. nº 5.450.235 (Smith et al.), incorporada aquí como referencia en su totalidad.

El laminado retrorreflectante con el adhesivo espumado se aplicó a temperatura ambiente a un barril de polietileno (obtenido de Traffix Devices, Inc. de San Clemente, California). El barril se colocó en un horno a alrededor de 49ºC durante 3 días. El barril se retiró del horno y se mantuvo a temperatura ambiente durante alrededor de 24 horas. Después, el barril se colocó en un camión a alrededor de -1ºC durante una semana. El laminado con el adhesivo evaluado no mostró deslaminación ni pandeo del barril al final del período de ensayo.

Coextrusión con Inclusión Adhesión Mediante Pelado

Las muestras de espuma de la coextrusión con inclusión se laminaron a una pieza de 0,127 mm de grosor de aluminio anodizado. Se cortó de la lámina una tira de la cinta, que mide 1,27 cm por 11,4 cm, y se aplicó a un sustrato de acero inoxidable. La tira se rebajó entonces usando cuatro pasadas totales usando un rodillo metálico de 6,8 kg. Las muestras se envejecieron durante 1 día a 22ºC, y 50% de humedad relativa. Después del envejecimiento, el panel se montó en un aparato medidor de la tracción Instron, de forma que la cinta se retiró tirando de ella a un ángulo de 90 grados a una velocidad de 12 pulgadas/min (30,5 cm/min). Las muestras se ensayaron tanto en la dirección de la máquina (es decir, la dirección en la que la espuma fluye de la matriz, o MD), siendo la dirección del pelado paralela a los filamentos, como en la dirección transversal de la banda (es decir, la dirección perpendicular a la dirección del flujo, o CD), siendo la dirección del pelado perpendicular a los filamentos. Los resultados se determinan en libras por 0,5 pulgadas, y se convierten a newtons por cm (N/cm).

Tracción y Alargamiento

Este ensayo se realizó según ASTM D412-92 excepto como se especifica. Se cortó una muestra de espuma en una forma de "hueso de perro", que tiene una anchura de 2,54 cm en la parte central. Los extremos de la muestra se sujetaron con abrazaderas en un aparato medidor de la tracción Instron, y se separaron, tirando de ellos, a una velocidad del cabezal de 12 pulgades/min (30,5 cm/min). El ensayo mide el esfuerzo pico (en libras por pulgada al cuadrado, y se convierte en kiloPascales (kPas)), y la cantidad de alargamiento o deformación pico (en % de la longitud original).

Resistencia al Cizallamiento Estático

Se laminó una tira de 2,54 cm por 2,54 cm de cinta de espuma con adhesivo sensible a la presión a un panel de acero inoxidable, de 0,51 mm de grosor, que mide alrededor de 2,54 cm por 5,08 cm. Se colocó un segundo panel del mismo tamaño sobre la cinta, de forma que hubo un solapamiento de 2,54 cm, y los extremos de los paneles se extienden de forma opuesta entre sí. La muestra se rebajó entonces con un rodillo metálico de 6,8 kg, de forma que el área total de contacto de la muestra con el panel fue de 2,54 cm por 2,54 cm. El panel preparado se acondicionó a temperatura ambiente, es decir, alrededor de 22ºC durante al menos 24 horas. El panel se colgó entonces en un horno a 25ºC, y se colocó formando un ángulo de 2 grados con la vertical para evitar un fallo en modo de pelado. Se colgó un peso de 1000 gramos del extremo libre de la muestra. El tiempo requerido para que la muestra con el peso caiga del panel se registró en minutos. Las muestras de cizallamiento estático se ensayaron para determinar el fallo, y cada muestra ensayada exhibió un modo de fallo cohesivo.

Ejemplos 72-84

Se prepararon muestras de espuma que contienen filamentos termoplásticos embebidos mediante una extrusión continua que se llevó a cabo usando una matriz de coextrusión especialmente diseñada, como se describe en la Solicitud de Patente U.S., presentada el 30 de Julio de 1999, titulada POLYMERIC ARTICLES HAVING EMBEDDED PHASES, (ARTÍCULOS POLIMÉRICOS QUE TIENEN FASES EMBEBIDAS), a nombre de los siguientes inventores: Scott G. Norquist, Dennis L. Krueger, Alan J. Sipinen, Robert H. Menzies, Thomas P. Hanschen, Ronald P. Leseman, Sharon N. Mitchell, James C. Nygard, Victor P. Thalacker y Jan Ockeloen, siendo cedida al mismo cesionario que la presente solicitud, y que tiene el número de Documento de Abogado 54324USA4A, que se incorpora aquí como referencia en su totalidad. En la Fig. 4 se muestra un diagrama esquemático de estos ejemplos. La matriz de espuma continua consistió en la Composición 1 Termofusible, con una concentración de IOTG de 0,1% en peso y 2 pph de microesferas expansibles F100D. El adhesivo se añadió a la zona 1 de una extrusora Leistritz^{TM} de doble tornillo que giran en el mismo sentido, completamente engranadas, de 34 mm, disponible de American Leistritz Extruder Corp., Somerville, New Jersey, equipada con una bomba de engranajes. Las microesferas se añadieron usando un alimentador Gericke (GMD-60) en la zona 9 de la extrusora de doble tornillo. El perfil de temperatura de la extrusora de doble tornillo fue: zona 1 = 93ºC (200ºF) y zonas 2-12 = 104ºC (200ºF). La configuración del tornillo de esta extrusora tuvo dos secciones de amasado antes de la adición de las microesferas, y una sección de amasado después de la adición de las microesferas, mientras que el resto del tornillo fueron elementos de transporte. La extrusora de doble tornillo tuvo una velocidad del tornillo de 100 rpm, una velocidad de la bomba de engranajes de 7 rpm, y una presión de cabeza de 9,1 MPa (1320 psi), que proporcionaron caudales de 13,6 kg/h (30 ln/h). El material en filamentos fue un copolímero de polietileno-poliocteno (Engage^{TM} 8200) que se alimentó a la matriz de coextrusión usando una extrusora de un solo tornillo de 32 mm (1,25 pulgadas) Killion^{TM} (modelo KTS-125 disponible de Davis-Standard Killion Systems, Cedar Grove, New Jersey), con una relación de longitud a diámetro de 24:1, y tres zonas de barril que se hicieron funcionar con un perfil de temperatura de zona 1 - 193ºC (380ºF), zona 2 - 210ºC (410ºF), y zonas 3 y 4 - 232ºC(450ºF). El tornillo tuvo un elemento de mezclamiento Saxton, con una relación de compresión de 3:1. La extrusora de 32 mm se hizo funcionar a 10 rpm, con una presión de cabeza de 5,1 MPa (740 psi), lo que proporcionó caudales de, 9 kg/h (2lb/h). Los filamentos se coextruyeron para que estuvieran embebidos en la espuma, usando una matriz Cloeren^{TM} de múltiples colectores de dos capas de 45 cm (18 pulgadas) (disponible como modelo 96-1502 de Cloeren Co., Orange, Texas), que se había modificado. A la paleta se le había hecho un orificio como se muestra en el caso previamente incorporado número de Documento de Abogado 54324USA4A, y el borde o la punta directriz se habían cortado para obtener un colector de paleta. La punta de la paleta tuvo orificios circulares, teniendo cada uno un diámetro de 508 micrómetros (20 mils)y separados por un espacio de 4,1 mm (0,160 pulgadas) y que se extienden desde la punta de la paleta 2,5 mm (0,100 pulgadas) en el flujo de la matriz. La matriz se hizo funcionar a 193ºC (380ºF). La espuma se moldeó sobre un forro de papel a una velocidad de salida de 1,2 m/min.(4 fpm), dando como resultado un grosor global de 625 micrómetros (25 mils). Las muestras se curaron subsiguientemente mediante haz de electrones, usando un haz de electrones ESI Electrocure a un voltaje acelerador de 300 keV y a una dosis de 6
megarads.

El Ejemplo 72 se preparó usando las condiciones anteriormente mencionadas con una matriz de espuma que consiste en la Composición 1 Termofusible (IOTG = 0,1%) y 2 pph de F100D. No había filamentos. Esto se logró haciendo que no funcionara la extrusora satélite KTS-125.

El Ejemplo 73 se preparó siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1, excepto que la concentración de F100D fue 4 pph.

El Ejemplo 74 se preparó mediante las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma de la Composición 1 Termofusible (IOTG = 0,1%) con 2 pph de F100D. Los filamentos consistieron en 10% en peso de elastómero de poliolefina Dow^{TM} Engage 8200.

El Ejemplo 75 se preparó mediante las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma de la Composición 1 Termofusible (IOTG = 0,1%) con 2 pph de F100D. Los filamentos consistieron en 20% en peso de elastómero de poliolefina Dow^{TM} Engage 8200.

El Ejemplo 76 se preparó mediante las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma de la Composición 1 Termofusible (IOTG = 0,1%) con 2 pph de F100D. Los filamentos consistieron en 30% en peso de elastómero de poliolefina Dow^{TM} Engage 8200.

El Ejemplo 77 se preparó mediante las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma de la Composición 1 Termofusible (IOTG = 0,1%) con 4 pph de F100D. Los filamentos consistieron en 10% en peso de elastómero de poliolefina Dow^{TM} Engage 8200.

El Ejemplo 78 se preparó mediante las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma de la Composición 1 Termofusible (IOTG = 0,1%) con 4 pph de F100D. Los filamentos consistieron en 20% en peso de elastómero de poliolefina Dow^{TM} Engage 8200.

El Ejemplo 79 se preparó mediante las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma de la Composición 1 Termofusible (IOTG = 0,1%) con 2 pph de F100D. Los filamentos consistieron en 10% en peso de elastómero termoplástico Shell Kraton D 1107.

El Ejemplo 80 se preparó mediante las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma de la Composición 1 Termofusible (IOTG = 0,1%) con 2 pph de F100D. Los filamentos consistieron en 20% en peso de elastómero termoplástico Shell Kraton D 1107.

El Ejemplo 81 se preparó mediante las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma de la Composición 1 Termofusible (IOTG = 0,1%) con 2 pph de F100D. Los filamentos consistieron en 30% en peso de elastómero termoplástico Shell Kraton D 1107.

El Ejemplo 82 se preparó mediante las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma de la Composición 1 Termofusible (IOTG = 0,1%) con 4 pph de F100D. Los filamentos consistieron en 10% en peso de polipropileno 3445 Exxon Escorene.

El Ejemplo 83 se preparó mediante las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma de la Composición 1 Termofusible (IOTG = 0,1%) con 4 pph de F100D. Los filamentos consistieron en 20% en peso de polipropileno 3445 Exxon Escorene.

El Ejemplo 84 se preparó mediante las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma de la Composición 1 Termofusible (IOTG = 0,1%) con 4 pph de F100D. Los filamentos consistieron en 30% en peso de polipropileno 3445 Exxon Escorene.

6

Discusión de la Tabla 3 y Figuras 8-10

La Tabla 3 presenta un resumen de los resultados de la densidad, de la adhesión por pelado, del cizallamiento estático y de la tracción/alargamiento, para los Ejemplos 72-84. Sólo se evaluaron muestras no reticuladas de coextrusión con inclusión, para determinar la resistencia al cizallamiento estático. Sólo se evaluaron muestras reticuladas para la determinación de la densidad, de la adhesión por pelado y de la tracción/alargamiento.

La Figura 8 muestra la fuerza de pelado según se aplica en una dirección (MD) paralela a la dirección del filamento, como función del desplazamiento, para los Ejemplos 73, 77 y 78. Esta Figura demuestra que, a medida que el material de filamento aumenta desde 0 hasta 20% en peso, la adhesión por pelado permanece esencialmente constante. La Figura 9 muestra la fuerza de pelado según se aplica en una dirección (CD) perpendicular a la dirección de los filamentos, como una función del desplazamiento, para los Ejemplos 73, 77 y 78. El Ejemplo 73 no muestra estructura, mientras que el Ejemplo 77 y 78 muestran un comportamiento dramáticamente diferente que se caracteriza por una frecuencia y amplitud características. La frecuencia entre los máximos en los Ejemplos 77 y 78 es exactamente la distancia entre los filamentos; obsérvese que este período no cambia con la concentración. Sin embargo, la amplitud entre los mínimos y los máximos sí cambia dramáticamente a medida que aumenta la concentración de filamento desde 10 hasta 20%. Además, los valores de la adhesión en la dirección CD son mayores que en la dirección MD. De este modo, mediante manipulación de la concentración de filamento y la distancia entre los filamentos, se puede diseñar un comportamiento de pelado con cualidades diversas tanto en la dirección paralela como perpendicular a la dirección del filamento.

La Figura 10 muestra la fuerza de pelado según se aplica en una dirección (MD) paralela a la dirección del filamento, como función de desplazamiento, para los Ejemplos 72, 79, 80 y 81. Esta Figura demuestra que, a medida que el material de filamento aumenta desde 0 hasta 30% en peso, la adhesión por pelado se reduce ligeramente. La Figura 11 muestra la fuerza de pelado según se aplica en una dirección (CD) perpendicular a la dirección del filamento, como una función de desplazamiento, para los Ejemplos 72, 79, 80 y 81. El Ejemplo 72 no muestra ninguna estructura, mientras que los Ejemplos 79, 80 y 81 muestran un comportamiento dramáticamente diferente que se caracteriza por una frecuencia y amplitud características. La frecuencia entre los máximos en los Ejemplos 79, 80 y 81 es exactamente la distancia entre filamentos; obsérvese que este período no cambia con la concentración. Sin embargo, en contraste con la Figura 9, la amplitud entre los máximos y los mínimos de la fuerza no cambia a medida que aumenta la concentración de filamento. Por lo tanto, el tipo de filamento también desempeña un papel en la determinación de las características de la relación de la fuerza de pelado/desplazamiento. Sin estar atados por la teoría, se cree que, a medida que las características del material de filamento se hacen muy distintas de la matriz de la espuma, aumenta la amplitud entre los máximos y los mínimos.

Otras propiedades únicas no obtenibles mediante un sistema de espuma de un solo componente, sino que es obtenible mediante la coextrusión con inclusión de estructuras discretas embebidas, pueden incluir, por ejemplo, la posibilidad del rasgado manual en dirección longitudinal a lo largo y entre los filamentos, la capacidad de liberación por estirado, propiedades mejoradas de tracción, adhesión adaptada a la medida de las necesidades (véanse las Figs. 9 y 11, y la discusión correspondiente).

La coextrusión con inclusión de filamentos termoplásticos en materiales de espuma puede aumentar dramáticamente las características de la fuerza de tracción y el alargamiento de estos materiales. Estas propiedades se pueden manipular eligiendo el material óptimo de filamento y la concentración óptima de filamento para producir propiedades de tracción que varían desde un esfuerzo elevado/alargamiento bajo hasta un esfuerzo bajo/alargamiento elevado. El comportamiento de adhesión tanto en la dirección paralela como perpendicular a la dirección del filamento se puede manipular cambiando el material de filamento, el espaciamiento del filamento, y la concentración del filamento.

Ejemplos 85-92

Espuma Orientada

Se prepararon muestras de espuma de una sola capa (B) y de tres capas (A-B-A) como en el Ejemplo 1, anterior, excepto según se señala a continuación. La capa A es una capa de piel de adhesivo sensible a la presión no espumada, formada usando la Composición 10 Termofusible. La capa B es una capa espumada formada usando la Composición 10 Termofusible, diversos componentes de la mezcla de polímero termoplástico, y diversas microesferas expansibles disponibles de Pierce Stevens, Buffalo, NY. La capa A tenía un grosor de aproximadamente 62,5 micrómetros, y la capa B tenía un grosor de aproximadamente 1000 micrómetros. Las temperaturas de la extrusora se ajustaron a 93,3ºC, y las temperaturas de la manguera y de la matriz se ajustaron a 176,7ºC. Los componentes de la mezcla termoplástica se añadieron en diversas concentraciones en la zona 1, se añadió la composición 10 termofusible en la zona 3, y las microesferas expansibles se añadieron en la zona 9. El material de adhesivo sensible a la presión en las capas A se alimentó usando una extrusora de un solo tornillo Bonnot de 5,08 cm (SSE).

Tanto las capas A como B se bombearon desde las extrusoras hasta un bloque de alimentación de múltiples capas, usando una tubería flexible de 1,27 cm de OD. Las capas A y B se combinaron en una disposición ABA, usando un bloque de alimentación Cloeren de tres capas (Cloeren Company, Orange, TX, modelo 96-1501), con un tapón selector ABA. Después de que las capas se combinaron en el bloque de alimentación, los materiales se conformaron en una lámina plana usando una matriz Ultraflex 40 (Extrusion Dies Incorporated, Chippawa Falls, WI) de 25,4 cm. El bloque de alimentación y la matriz se hicieron funcionar ambos a temperaturas de alrededor de 176ºC. La construcción ABA salió de la matriz y se moldeó en un tambor de moldeo de acero inoxidable con temperatura controlada, mantenido a 7ºC. Después de enfriar, la espuma se transfirió a un forro de polietileno de 0,127 mm de grosor, y se recogió en una bobinadora de película. Se obtuvieron construcciones de espuma de una sola capa desenganchando la SSE Bonnot. Las muestras de espuma se orientaron uniaxialmente a una relación en el intervalo de 2,5:1 hasta 8:1 (es decir, se estiraron en el intervalo de 2,5 hasta 8 veces su longitud), a temperatura ambiente.

El Ejemplo 85 se preparó usando las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma que consiste en 80% en peso en peso de Composición 1 Termofusible, 20% en peso de Dow Engage 8200 y 4 pph de F100D. No había capas de piel de adhesivo (es decir, capas A). Las muestras de espuma no reticuladas se orientaron uniaxialmente o se estiraron 2,5 veces su longitud original (relación 2,5:1), a temperatura ambiente.

El Ejemplo 86 se preparó siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 85, excepto que la composición de la matriz de espuma fue 40% en peso de la Composición 1 Termofusible, 60% en peso de Dow Engage 8200, y 4 pph de F100D.

El Ejemplo 87 se preparó usando las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma que consiste en 25% en peso en peso de Composición 10 Termofusible, 75% en peso de Shell Kraton D 1107, y 4 pph de F80SD. No había capas de piel de adhesivo. Las muestras de espuma no reticuladas se orientaron uniaxialmente a una relación de 8:1, a temperatura ambiente.

El Ejemplo 88 se preparó usando las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma que consiste en 50% en peso en peso de Composición 10 Termofusible, 50% en peso de DuPont Elvax 260, y 4 pph de F80SD. Había capas de piel de adhesivo de la Composición 10 Termofusible (ABA). Las muestras de espuma no reticuladas se orientaron uniaxialmente a una relación de 2,8:1, a temperatura ambiente.

El Ejemplo 89 se preparó siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 88, excepto que la composición de la matriz de espuma fue 50% en peso de la Composición 10 Termofusible, 50% en peso de DuPont Elvax 260, y 6 pph de F80SD. Estas muestras poseyeron un alargamiento mínimo, y no se pudieron orientar a temperatura ambiente.

El Ejemplo 90 se preparó siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 88, excepto que la composición de la matriz de espuma fue 50% en peso de la Composición 10 Termofusible, 50% en peso de DuPont Elvax 260, y 9 pph de F80SD. Estas muestras poseyeron un alargamiento mínimo, y no se pudieron orientar a temperatura ambiente.

El Ejemplo 91 se preparó usando las condiciones mencionadas anteriormente, con una matriz de espuma que consiste en 50% en peso en peso de Composición 10 Termofusible, 50% en peso de Shell Kraton D 1107, y 4 pph de F80SD. Había capas de piel de adhesivo de la Composición 10 Termofusible (ABA). Las muestras de espuma no reticuladas se orientaron uniaxialmente a una relación de 6:1, a temperatura ambiente.

El Ejemplo 92 se preparó siguiendo el procedimiento para el Ejemplo 91, excepto que la composición de la matriz de espuma fue 50% en peso en peso de Composición 10 Termofusible, 50% en peso de Shell Kraton D 1107, y 6 pph de F80SD. Había capas de piel de adhesivo de la Composición 10 Termofusible (ABA). Las muestras se orientaron uniaxialmente a una relación de 6:1, a temperatura ambiente.

7

Ejemplos 93-96

Reticulador Térmico

En el Ejemplo 93, se mezclaron 100 partes de la composición 10 termofusible con 2 partes de microesferas expansibles F80 y 5 partes del agente de reticulación N,N,N',N-tetraquis(2-hidroxietil)adipamida (disponible como Primid XL-552 de EMS Chemie), y se extruyeron a través de una matriz, a una temperatura menor que la temperatura de activación del reticulador, hasta un grosor de alrededor de 1 mm. La espuma resultante tuvo una cantidad pequeña de partículas de gel, pero no inhibió la formación y extrusión de la espuma. La espuma se laminó a un forro de liberación de poliéster revestido con silicona, y se enfrió. Se laminó al adhesivo un segundo forro de liberación de poliéster revestido con silicona, y el laminado se coció en un horno ajustado a 177ºC durante 30 minutos. Después de enfriar, las muestras se ensayaron para determinar la adhesión por pelado a 90º, según el ensayo descrito anteriormente, excepto que las muestras se aplicaron a un sustrato metálico revestido con una pintura para automoción DCT5002, y el envejecimiento se cambió según lo siguiente. Los resultados del ensayo, en newtons/decímetro, después del envejecimiento son:

20 minutos a 22ºC - 37,8 N/dm

3 días a 22ºC - 90,0 N/dm

3 días a 100ºC/100% de humedad - 186,3 N/dm

3 días a 70ºC - 565 N/dm

En los Ejemplos 94-96, los adhesivos se prepararon según el procedimiento del Ejemplo 93, excepto que los agentes de reticulación y las composiciones usados fueron los siguientes:

En el Ejemplo 94, 50,7 gramos de Composición 10 Termofusible, 1,1 gramos de microesferas expansibles F80, y 5 gramos de éter diglicidílico de bisfenol A (disponible como Epon^{TM} 828 de Shell Chemical Co.).

En el Ejemplo 95, 39 gramos de Composición 10 Termofusible, 0,8 gramos de microesferas expansibles F80, 4 gotas de una epoxi cicloalifática (disponible como SarCat K126 de Sartomer), 1 gota de tris-2,4,6-(dimetilaminometil)fenol (disponible como K-54 de Anchor Corp.).

En el Ejemplo 96, 39,2 gramos de Composición 10 Termofusible, 0,8 gramos de microesferas expansibles F80, 0,1 gramos de N,N,N',N-tetraquis(2-hidroxietil)adipamida disueltos en 2 gotas de agua.

Otras realizaciones están dentro de las siguientes reivindicaciones.

Claims

1. Un método para preparar una espuma polímera, comprendiendo dicho método:

(a): proporcionar una pluralidad de microesferas poliméricas expansibles y una composición polímera fundida que contiene menos de 20% en peso de disolvente, incluyendo cada microesfera polimérica expansible una corteza de polímero y un material central en forma de un gas, un líquido, o una combinación de los mismos, que se expande al calentarlo, provocando, a su vez, que la expansión del material central expanda a la corteza;

(b): mezclar en fundido la composición polímera fundida y la pluralidad de microesferas poliméricas expansibles, en condiciones de procesamiento, que incluyen temperatura y velocidad de cizallamiento, seleccionadas para formar una composición extruible expansible;

(c): extruir la composición extruible expansible a través de una matriz para formar la espuma polímera; y

(d): expandir al menos parcialmente una pluralidad de las microesferas poliméricas expansibles antes de que la composición extruible expansible salga de la matriz.

2. El método de la reivindicación 1, en el que, durante dicha etapa de expansión al menos parcial, las microesferas poliméricas expansibles se expanden mayoritariamente antes de que la composición extruible expansible salga de la matriz.

3. El método de la reivindicación 1, en el que durante dicha etapa de expansión al menos parcial, la pluralidad de las microesferas poliméricas expansibles se expande al menos parcialmente después de dicha etapa de mezclamiento en estado fundido, y antes de que la composición extruible expansible salga de la matriz.

4. El método de la reivindicación 1, que comprende además calentar la espuma polímera para expandir al menos parcialmente una pluralidad de microesferas poliméricas que son expansibles después de salir de la matriz.

5. El método de la reivindicación 1, que comprende además reticular la composición extruible expansible o la espuma polímera.

6. El método de la reivindicación 1, que comprende además coextruir la composición extruible expansible con al menos otra composición polímera extruible.

7. El método de la reivindicación 1, que comprende además coextruir la composición extruible expansible con al menos otra composición polímera extruible que es una composición polímera adhesiva.

8. El método de la reivindicación 1, que comprende además coextruir la composición extruible expansible con al menos otra composición polímera extruible en forma de una pluralidad de estructuras discretas unidas a o embebidas en la espuma polímera.

9. El método de la reivindicación 1, en el que la composición polímera muestra una viscosidad de cizallamiento, medida a una temperatura de 175ºC y a una velocidad de cizallamiento de 100 s^{-1}, de al menos alrededor de 30 pascales-segundo.

10. El método de la reivindicación 1, en el que la composición polímera contiene no más de 10% en peso de disolvente.

11. El método de la reivindicación 1, en el que las microesferas poliméricas expansibles se distribuyen de forma sustancialmente homogénea a través de la composición extruible expansible.

12. El método de la reivindicación 4, que comprende además adherir la espuma polímera a una superficie para formar una unión adhesiva y calentar la espuma polímera hasta expandir al menos parcialmente las microesferas poliméricas que son expansibles después de salir de la matriz.

13. El método de la reivindicación 4, que comprende además colocar la espuma polímera sobre una superficie y después expandir al menos parcialmente la pluralidad de las microesferas poliméricas que son expansibles después de salir de la matriz.

14. El método de la reivindicación 1, en el que al menos una superficie de la espuma polímera formada por la matriz es lisa, con un valor de Ra menor que 75 micrómetros, según se mide mediante perfilometría de triangulación con láser.

15. Un artículo que comprende la espuma polímera obtenible según el método de la reivindicación 1.

16. El artículo de la reivindicación 15, en el que la espuma polímera comprende una mezcla de dos o más polímeros suficientemente libres de reticulaciones uretánicas y reticulaciones de urea, para eliminar la necesidad de isocianatos en dicha espuma polímera.

17. El artículo de la reivindicación 15, en el que dicha espuma polímera se obtiene a partir de una composición extruible que tiene un peso molecular medio ponderal de al menos 10.000 g/moles.

18. El artículo de la reivindicación 15, en el que dicha espuma polímera es una mezcla que comprende un polímero adhesivo.

19. El artículo de la reivindicación 15, en el que la espuma polímera tiene una pluralidad de las microesferas poliméricas expansibles que aún son al menos parcialmente expansibles.

20. El artículo de la reivindicación 15, en el que la espuma polímera comprende dos o más polímeros, y al menos un polímero tiene una morfología seleccionada del grupo que consiste en esférica, elipsoidal, fibrilar, co-continua, o combinaciones de las mismas.

21. El artículo de la reivindicación 15, en el que la espuma polímera comprende un polímero adhesivo sensible a la presión, y al menos uno de dichos polímeros se selecciona del grupo que consiste en elastómeros termoplásticos insaturados, elastómeros termoplásticos saturados insolubles en acrilato, polímeros semicristalinos insolubles en acrilato, polímeros amorfos insolubles en acrilato, elastómeros que contienen grupos activables por radiación ultravioleta, y adhesivos sensibles a la presión y termofusibles preparados a partir de monómeros no fotopolimerizables.

22. El artículo de la reivindicación 15, en el que el artículo es uno del grupo que consiste en artículos adhesivos, juntas, artículos sellantes de cavidades, artículos amortiguadores de la vibración, soportes de cintas, soportes de láminas retrorreflectantes, esteras contra la fatiga, soportes de artículos abrasivos, almohadillas adhesivas en elevación marcadoras del pavimento, gasas médicas, y artículos sellantes.

23. El artículo de la reivindicación 15, en el que dicha espuma polímera está orientada axialmente.

24. El artículo de la reivindicación 15, en el que dicha espuma polímera es un adhesivo.

25. El artículo de la reivindicación 15, en el que dicha espuma polímera está reticulada.

26. El artículo de la reivindicación 15, en el que dicho artículo comprende al menos otra composición polímera en forma de una pluralidad de estructuras discretas unidas a o embebidas en dicha espuma polímera.

27. El artículo de la reivindicación 15, que comprende además un primer sustrato unido a dicha espuma polímera.

28. El artículo de la reivindicación 15, que comprende además un primer y un segundo sustratos, en el que la espuma polímera está intercalada entre dichos sustratos primero y segundo.

29. El artículo de la reivindicación 15, en el que dicha espuma polímera tiene una superficie que está en forma de patrón.

30. El artículo de la reivindicación 15, en el que dicha espuma polímera tiene una distribución uniforme de tamaños de dichas microesferas poliméricas.

31. El artículo de la reivindicación 15, en el que al menos una superficie formada de la espuma polímera formada por la matriz es lisa con un valor de Ra menor que 75 micrómetros, según se mide mediante perfilometría de triangulación con láser.

32. El artículo de la reivindicación 15, en el que las microesferas poliméricas se distribuyen de forma sustancialmente homogénea en toda la espuma polímera.

33. El artículo de la reivindicación 15, que comprende además una capa adhesiva unida a la espuma polímera.

34. El artículo de la reivindicación 33, en el que la capa adhesiva comprende un adhesivo sensible a la presión o un adhesivo activado por calor.

35. El artículo de la reivindicación 15, en el que la espuma polímera comprende al menos parte de un artículo de espuma in situ.

36. Un artículo que comprende:

un rebajo;

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un artículo de espuma in situ que comprende una espuma polímera obtenible mediante un método de la reivindicación 1, que comprende una matriz polímera y una pluralidad de microesferas poliméricas al menos parcialmente expandidas, y opcionalmente un agente de soplado activado, estando situado dicho artículo de espuma in situ en dicho rebajo, y rellenando parcial o completamente dicho rebajo.

37. El artículo de la reivindicación 36, en el que dicho artículo de espuma in situ es un artículo adhesivo.

38. El artículo de la reivindicación 36, en el que dicho rebajo está definido por al menos uno de un grupo que consiste en un espacio entre dos o más superficies, dos o más sustratos opuestos y separados entre sí, un orificio a través, y una cavidad.