ES2378806B1

ES2378806B1 - Elemento de espuma con sustancias hidrófilas incorporadas en el mismo.

Info

Publication number: ES2378806B1
Application number: ES201030070A
Authority: ES
Inventors: Manfred Marchgraber; Franz Schaufler
Original assignee: Eurofoam GmbH
Current assignee: Neveon Austria GmbH
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2013-02-22
Anticipated expiration: 2030-01-20
Also published as: FR2941234A1; GB2467225B; HU1000037D0; IT1397871B1; GB2493099A; SE1050067A1; HK1146697A1; CZ201049A3; EP2389409A2; GB201000945D0; BRPI1000036A2; CN101791179A; BRPI1000036B8; CN101791179B; EP2389409B1; AT507850B1; AT507850A2; US8906497B2; RU2010101879A; BRPI1000036B1

Abstract

La invención se refiere a un elemento de espuma (7) fabricado a partir de una espuma y partículas (11) de al menos una sustancia hidrófila tal como celulosa, superabsorbentes. El elemento de espuma (7) que contiene las partículas (11) tiene una capacidad reversible de absorber humedad. Una parte de las partículas (11) está completamente embebida en la espuma. Otra parte de las partículas (11) se dispone sobresaliendo fuera de una superficie (13) de la espuma, tal como paredes de las celdas (9) o redes de celdas (10).

Description

Elemento de espuma con sustancias hidróﬁlas incorporadas en el mismo.

Objeto de la invención

La invención se reﬁere a un elemento de espuma hecho de una espuma y partículas que comprende al menos una sustancia hidróﬁla incorporada en el plástico, tal como celulosa, superabsorbentes, y el elemento de espuma que contiene las partículas tiene una capacidad reversible de absorber humedad, como se describe en las reivindicaciones 1a7.

Antecedentes de la invención

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

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

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

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

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

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

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

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

Breve descripción de la invención

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

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

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

Independientemente de lo anterior, el objetivo de la invención también puede conseguirse sobre la base de los elementos caracterizantes deﬁnidos en la reivindicación 4. La ventaja obtenida como resultado de los elementos caracterizantes deﬁnidos en la reivindicación 4 se basa en el hecho de que puede conseguirse una alta absorción de humedad de la espuma, que es mayor que la de espuma convencional. Por lo tanto, no sólo es posible obtener una alta capacidad de absorber humedad, esta última es capaz de evaporarse del elemento de espuma al ﬁnalizar el uso en un período relativamente corto, haciéndola de este modo adecuada para el uso de nuevo. Si éste es el caso, un elemento de espuma seca está rápidamente listo para su uso de nuevo.

Independientemente de to anterior, el objetivo de la invención también puede conseguirse sobre la base del elemento caracterizante deﬁnido en la reivindicación 5. La ventaja obtenida como resultado de los elementos caracterizantes deﬁnidos en la reivindicación 5 es que, incluso con una espuma que no contiene sustancia hidróﬁla añadida, puede obtenerse una mayor absorción de humedad para una exposición a la humedad predeﬁnible, y esto puede mejorarse adicionalmente añadiendo partículas que absorben y evaporan rápidamente de nuevo la humedad. Como resultado, no solamente es posible absorber y almacenar una gran cantidad de humedad durante un período dado durante el uso, la humedad se evapora de nuevo rápidamente en el ambiente después del uso. Esto signiﬁca que un elemento de espuma seco está listo para su uso de nuevo después de un período de tiempo relativamente corto.

Independientemente de lo anterior, el objetivo de la invención también puede conseguirse sobre la base de los elementos caracterizantes deﬁnidos en la reivindicación 6. La ventaja obtenida como resultado de los elementos caracterizantes deﬁnidos en la reivindicación 6 se basa en el hecho de que la espuma propuesta como material inicial ya tiene una alta capacidad de absorción sin añadir la sustancia hidróﬁla, pero ésta puede adaptarse fácilmente a un intervalo de diferentes condiciones de uso incorporando adicionalmente las partículas, dependiendo de la cantidad usada como una proporción en peso. Al modiﬁcar la cantidad de partículas añadidas, no solamente puede ajustarse la gestión de la humedad del elemento de espuma, sino que también pueden ajustarse los diversos valores de resistencia y elasticidad asociados. Cuanto mayor sea la proporción de partículas, menor será la elasticidad, lo que puede compensarse aumentando el peso por volumen o densidad.

Independientemente de lo anterior, el objetivo de la invención también puede conseguirse sobre la base de los elementos caracterizantes deﬁnidos en la reivindicación 7. La ventaja obtenida como resultado de los elementos caracterizantes deﬁnidos en la reivindicación 7 se basa en el hecho de que, debido al aumento del peso por volumen o densidad junto con las partículas añadidas con la pretensión de obtener una buena gestión de la humedad, también pueden obtenerse valores de elasticidad suﬁcientes. Como resultado, no solamente es posible obtener una capacidad muy alta para absorber vapor de agua y para absorber humedad seguida de una rápida velocidad de evaporación, la elasticidad correspondiente y el efecto de soporte para el usuario asociado pueden ajustarse cómodamente de forma adecuada.

Añadiendo celulosa a la estructura de espuma como se deﬁne en la reivindicación 8, también es posible obtener una capacidad suﬁciente de absorber humedad o ﬂuido, y la humedad o ﬂuido absorbido se evapora a la atmósfera ambiente lo más rápido posible después del uso, de modo que se restaura la humedad de equilibrio. Como resultado, aunque sigue siendo cómodo de usar, la humedad absorbida por el elemento de espuma se evapora rápidamente. Si éste es el caso, incluso después de haber absorbido una gran cantidad de humedad, éste puede usarse de nuevo incluso después de un período de tiempo relativamente corto y un elemento de espuma seco está rápidamente listo para su uso de nuevo.

También es ventajosa otra realización deﬁnida en la reivindicación 9, según la cual, dependiendo de la estructura de espuma resultante de la espuma, la longitud de la ﬁbra puede ajustarse para asegurar el óptimo transporte de la humedad, para obtener tanto absorción rápida como evaporación rápida después del uso.

Una realización deﬁnida en la reivindicación 10 también es ventajosa puesto que permite una distribución aún mejor de las partículas de celulosa en la estructura de espuma a conseguir, como resultado de lo cual el elemento de espuma puede adaptarse fácilmente para adecuarse a diferentes aplicaciones.

La realización deﬁnida en la reivindicación 11 permite mejorar la capacidad de descarga de las partículas. La superﬁcie especíﬁca aumenta debido a la estructura de la superﬁcie, que es irregular y no completamente lisa, lo que contribuye a un extraordinario comportamiento de adsorción de las partículas de celulosa.

Otra realización deﬁnida en la reivindicación 12 ofrece la posibilidad de usar dichas partículas sin taponar los ﬁnos oriﬁcios en la placa del inyector, incluso cuando se usa el llamado espumado con CO2.

También es ventajosa otra realización deﬁnida en fa reivindicación 13 puesto que se evita una forma esférica como resultado y se obtiene una superﬁcie irregular sin deshilachamiento ﬁbroso ni ﬁbrillas. Se evita un diseño en forma de barra y esto conduce a una distribución eﬁcaz en la estructura de espuma.

Como resultado de la realización deﬁnida en la reivindicación 14, la capacidad de absorción y capacidad de evaporación del elemento de espuma pueden ajustarse fácilmente dependiendo de la proporción de celulosa añadida, permitiendo de este modo que se adapte a diferentes aplicaciones.

Como resultado de la realización deﬁnida en la reivindicación 15, la celulosa puede añadirse y desplazarse durante el proceso de fabricación al mismo tiempo que al menos otro aditivo, lo que signiﬁca que debe dejarse un margen para solamente un único aditivo cuando éste se mezcla en un componente de reacción.

También es ventajosa otra realización deﬁnida en la reivindicación 16, puesto que permite el uso de partículas que pueden prepararse fácilmente a partir de materiales naturales. Esto permite de nuevo adaptar la capacidad de absorción y evaporación de humedad del elemento de espuma para adecuarse a una gama de diferentes aplicaciones.

Una realización deﬁnida en la reivindicación 17 también es ventajosa, puesto que puede usarse un material natural pero, sin embargo, sigue siendo posible evitar olores desagradables.

Como resultado de la realización deﬁnida en la reivindicación 18, las partículas se recubren adicionalmente con un recubrimiento sin alterar la capacidad de absorber y evaporar la humedad. Esto proporciona protección adicional para las partículas en el interior del elemento de espuma y permite retardar o incluso impedir totalmente el deterioro de las partículas, especialmente en la región de los bordes de corte.

Según otra realización deﬁnida en la reivindicación 19 ó 20, se impide el mezclado mutuo de las partículas en uno de los materiales de base usados para preparar la espuma, asegurando de este modo una distribución uniforme de las partículas en el interior del elemento de espuma como un todo durante el proceso de espumado. Como resultado, puede conseguirse una distribución de partículas virtualmente uniforme por toda la sección transversal del elemento de espuma a producir.

También es ventajosa otra realización deﬁnida en la reivindicación 21, puesto que las partículas se disponen en la superﬁcie de paredes de las celdas y redes de celdas, lo que signiﬁca que hay una alta concentración de partículas para absorber la humedad y para la evaporación de la humedad en estas áreas de espumas con poros abiertos. Esto permite, por ejemplo, mejorar aún más el comportamiento de almacenamiento y de evaporación.

Como resultado de la realización deﬁnida en la reivindicación 22, el recubrimiento aplicado al elemento de espuma puede adaptarse para adecuarse a diferentes aplicaciones, puesto que la humedad puede ser absorbida por la superﬁcie del elemento de espuma, que también es de gran tamaño, y puede evaporarse a través de las partículas contenidas en el recubrimiento.

Como resultado de la realización deﬁnida en la reivindicación 23, la adición de un material natural tiene un efecto positivo sobre el usuario cuando éste entra en contacto directo o indirecto con el elemento de espuma. El material añadido, que contiene sustancias valiosas, también puede usarse para proporcionar un efecto curativo, relajante o protector.

Como resultado de la realización deﬁnida en la reivindicación 24, el elemento de espuma puede adaptarse fácilmente a una gama de diferentes aplicaciones.

Una realización deﬁnida en la reivindicación 25 es ventajosa, puesto que el elemento de espuma obtenido puede usarse en una gama de diferentes aplicaciones.

La inclusión de las partículas en el interior de la estructura de celdas como se deﬁne en la reivindicación 26, permite que la humedad sea absorbida por las partículas dispuestas en la región periférica de las paredes de las celdas y las redes de celdas, lo que signiﬁca que el espacio en el interior de las paredes de las celdas y redes de celdas también se usa para la gestión de la humedad. Esto signiﬁca que la humedad absorbida puede dirigirse desde las partículas dispuestas en la región periférica hacia el interior de la estructura de espuma. Esto mejora aún más la capacidad de absorción y la posterior evaporación de la humedad.

Según otra realización descrita en la reivindicación 27, se consigue un transporte aún mejor de la humedad en el interior del elemento de espuma.

El uso del elemento de espuma para una gama de diferentes aplicaciones también es ventajoso, puesto que mejora la comodidad de empleo durante el uso y el posterior tiempo de secado es también signiﬁcativamente más rápido. Esto es particularmente ventajoso en el caso de diferentes tipos de asientos y colchones, así como todos aquellos tipos de aplicaciones en las que el cuerpo exuda humedad.

Breve descripción de los dibujos

Para proporcionar una comprensión más clara, la invención se explicará con más detalle a continuación en referencia a los dibujos adjuntos.

Éstos son diagramas simpliﬁcados que ilustran lo siguiente:

La ﬁgura 1 es un primer gráﬁco que ilustra la absorción de humedad entre dos climas predeﬁnidos en base a diferentes muestras y diferentes puntos de muestreo.

La ﬁgura 2 es un segundo gráﬁco que ilustra la diferente capacidad de absorción de humedad de espuma convencional y espuma desplazada con partículas de celulosa.

La ﬁgura 3 es un tercer gráﬁco que ilustra las diferentes velocidades de evaporación de la humedad de espuma convencional y espuma desplazada con partículas de celulosa.

La ﬁgura 4 es un diagrama de barras que ilustra la absorción de vapor de agua por espuma plástica convencional y espuma plástica desplazada con partículas de celulosa.

La ﬁgura 5 es un diagrama simpliﬁcado a escala aumentada que ilustra un detalle del elemento de espuma con su estructura de espuma.

La ﬁgura 6 es un diagrama simpliﬁcado a escala aumentada que ilustra otro detalle de una estructura de espuma del elemento de espuma.

Las ﬁguras 7-15 son diagramas simpliﬁcados, muy esquemáticos, que ilustran diversas maneras en las que las partículas pueden incorporarse en la espuma y en el recubrimiento aplicado a ésta.

Realización preferente de la invención

En primer lugar, debe señalarse que las mismas partes descritas en las diferentes realizaciones se indican mediante los mismos números de referencia y los mismos nombres de componente y las descripciones realizadas en toda la descripción pueden transponerse en términos de signiﬁcado a las mismas partes que tienen los mismos números de referencia o mismos nombres de componente. Además, las posiciones seleccionadas para los ﬁnes de la descripción, tales como superior, inferior, lateral, etc., se reﬁeren al dibujo que se está describiendo especíﬁcamente y pueden transponerse en términos de signiﬁcado a una nueva posición cuando se está describiendo otra posición. Los elementos individuales o combinaciones dé elementos de las diferentes realizaciones ilustradas y descritas pueden interpretarse como soluciones inventivas independientes o soluciones propuestas por la invención por derecho propio.

Debe interpretarse que todas las cifras que se reﬁeren a intervalos de valores en la descripción incluyen todos y cada uno de los subintervalos, en cuyo caso, por ejemplo, debe entenderse que el intervalo de 1 a 10 incluye todos los subintervalos que empiezan a partir del límite inferior de 1 hasta el límite superior de 10, es decir, todos los subintervalos que empiezan a partir de un límite inferior de 1 o más y que terminan con un límite superior de 10 o menos, por ejemplo de 1 a 1,7, o de 3,2 a 8,1 o de 5,5 a 10.

En primer lugar se proporcionará una explicación más detallada de la sustancia hidróﬁla, que se proporciona en forma de celulosa por ejemplo, incorporada en la espuma plástica, en particular en el elemento de espuma fabricado a partir de ésta.

Sin embargo, también sería posible añadir otras sustancias hidróﬁlas. Éstas podrían ser superabsorbentes, por ejemplo, o como alternativa partículas hechas de una gama de diferentes materiales de madera. Estos materiales pueden tener un tamaño de partícula de menos de 400 μm. Si se usan partículas hechas de material de madera, es ventajoso que éstas estén recubiertas con una sustancia que inhibe o previene la putrefacción. Otra opción sería impregnarlas completamente. Independientemente de lo anterior, sin embargo, también sería posible recubrir las partículas de materiales de madera con un material plástico mediante un proceso de extrusión o embeberlas en éste y a continuación reducirías al tamaño de partícula deseado mediante un proceso de corte tal como desmenuzado o trituración.

El elemento de espuma se fabrica, por lo tanto, a partir de la espuma plástica y la sustancia hidróﬁla incorporada en ésta. La espuma plástica puede, a su vez, fabricarse a partir de una mezcla apropiada de componentes que pueden espumarse unos con otros, preferiblemente en forma líquida, de una manera que se conoce desde hace mucho tiempo.

Como ya se ha explicado anteriormente, se añaden ﬁbras de celulosa además del polímero absorbente de agua como carga extra en la memoria descriptiva de patente WO 2007/135 069 A1. Se pretende que éstas mejoren las propiedades mecánicas de la espuma, según sea necesario. A este respecto, sin embargo, se ha descubierto que la adición de aditivos ﬁbrosos hace más difícil procesar la mezcla inicial a espumar, puesto que su comportamiento de ﬂujo cambia. Por ejemplo, partículas de celulosa ﬁbrosas mezcladas con el componente de poliol en particular antes de espumar, le hartan más viscoso, lo que le podría hacer más difícil o incluso totalmente imposible de mezclar con el otro componente, concretamente isocianato, en el cabezal dosiﬁcador de la unidad espumante. Esto también podría hacer más difícil esparcir el compuesto de reacción mediante ﬂujo en la cinta transportadora de la unidad espumante. Las partículas de celulosa ﬁbrosas también podrían tener más de una tendencia a adherirse en las tuberías transportadoras para la mezcla de reacción, formando depósitos.

Como resultado, solamente es posible añadir aditivos ﬁbrosos dentro de ciertos límites. Cuanto menor sea la cantidad de aditivos ﬁbrosos en proporción, en particular ﬁbras de celulosa contadas cortas, menor es la capacidad de absorción de agua cuando ésta se añade a ta espuma. Incluso puede esperarse que la adición de pequeñas cantidades de polvo de celulosa ﬁbroso aumente la viscosidad, especialmente del componente de poliol. Aunque en principio es posible procesar dichas mezclas, hay que dejar un margen para la viscosidad alterada durante el procesamiento.

La celulosa y los hilos, ﬁbras o polvos preparados a partir de ésta se obtienen habitualmente procesando y triturando celulosa o como alternativa madera y/o plantas anuales, de una manera conocida de modo general.

Dependiendo de la naturaleza del proceso de producción, se obtienen polvos de diferentes calidades (pureza, tamaño, etc.). Lo que todos estos polvos tienen en común es una estructura ﬁbrosa, puesto que la celulosa natural de cualquier tamaño tiene una marcada tendencia a formar dichas estructuras ﬁbrosas. Incluso la MCC (celulosa microcristalina), que puede describirse como esférica, sigue estando hecha de piezas de ﬁbra cristalina.

Dependiendo de la microestructura, se realiza una distinción entre diferentes tipos de estructura de celulosa, en particular celulosa-I y celulosa-II. Estas diferencias entre estos dos tipos de estructura se describen detalladamente en la bibliografía de referencia pertinente y también pueden observarse usando tecnología de rayos X.

Una parte fundamental de polvos de celulosa consta de celulosa-I. La producción y el uso de polvos de celulosa-I está protegida por gran número de patentes. También están protegidos muchos detalles técnicos del proceso de trituración, por ejemplo. Los polvos de celulosa-I son de naturaleza ﬁbrosa, lo que no conduce a varias aplicaciones y puede ser incluso un impedimento. Por ejemplo, los polvos ﬁbrosos a menudo conducen a enganchones de las ﬁbras. También están asociados con una capacidad limitada de ﬂuir libremente.

Los polvos de celulosa con una base de celulosa-II actualmente son muy difíciles de encontrar en el mercado. Dichos polvos de celulosa con esta estructura pueden obtenerse a partir de una solución (habitualmente viscosa) o triturando productos de celulosa-II. Dicho producto podría ser, por ejemplo, celofán. Dichos polvos ﬁnos con un tamaño de grano de 10 μm y menos también pueden obtenerse solamente en cantidades muy pequeñas.

Las partículas de celulosa esféricas, no ﬁbrilares, con un tamaño de partícula en el intervalo entre 1 μm y 400 μm pueden producirse a partir de una solución de celulosa no derivatizada en una mezcla o sustancia orgánica y agua. Este tamaño de partícula también puede ser útil para todas las demás partículas añadidas. Esta solución se enfría en ﬂujo libre a por debajo de su temperatura de solidiﬁcación y a continuación se tritura la solución de celulosa solidiﬁcada. A continuación, el disolvente se retira mediante lavado y las partículas trituradas se secan. La posterior trituración se realiza habitualmente en un molino.

Es particularmente ventajoso que al menos algunos de los siguientes aditivos individuales se incorporen en la solución de celulosa preparada previamente antes de enfriaría y posteriormente solidiﬁcarla. Este aditivo puede seleccionarse entre el grupo que comprende pigmentos, sustancias inorgánicas tales como por ejemplo óxido de titanio, en particular dióxido de titanio por debajo del nivel estequiométrico, sulfato de bario, intercambiadores de iones, polietileno, polipropileno, poliéster, negro de humo, zeolita, carbón activado, superabsorbentes poliméricos o retardantesde la llama. Éstos se incorporan a continuación simultáneamente en las partículas de celulosa producidas posteriormente. Éstos pueden añadirse en diversos puntos mientras se produce la solución pero en cualquier caso antes de la solidiﬁcación. A este respecto, puede incorporarse del 1% en peso al 200% en peso de aditivos, con respecto a la cantidad de celulosa. Se ha descubierto que estos aditivos no se eliminan durante el lavado sino que permanecen en las partículas de celulosa y también conservan en gran medida su función. Si se incorpora carbón activado, por ejemplo, se descubrirá que su superﬁcie activa, que puede medirse usando el método BET por ejemplo, también se conserva intacta en la partícula acabada. No solamente los aditivos en la superﬁcie de las partículas de celulosa sino también aquellos en el interior se conservan completamente del mismo modo. Esto puede considerarse como particularmente beneﬁcioso puesto que solamente deben incorporarse pequeñas cantidades de aditivos en la solución de celulosa preparada previamente.

La ventaja de esto es que son solamente las partículas de celulosa que ya contienen los aditivos funcionales las que deben añadirse a ta mezcla de reacción para producir el elemento de espuma. Mientras que en el pasado se añadían todos los aditivos por separado y de forma individual a la mezcla de reacción, actualmente sólo es necesario tener en cuenta un tipo de aditivo cuando se determina el proceso de espumado. Esto evita cualquier ﬂuctuación incontrolable con respecto a la idoneidad de muchos de estos diferentes aditivos.

Como resultado de este enfoque, solamente se obtiene un polvo de celulosa, que está hecho de partículas con una estructura de celulosa-II. El polvo de celulosa tiene un tamaño de partícula en un intervalo con un límite inferior de 1 μm y un límite superior de 400 μm para un tamaño de partícula medio x50 con un límite inferior de 4 μm y un límite superior de 250 μm para una distribución de tamaño de partícula monomodal. El polvo de celulosa o las partículas tienen una forma de partícula aproximadamente esférica con una superﬁcie irregular y una cristalinidad en un intervalo con un límite inferior del 15% y un límite superior del 45% según el método Raman. Las partículas también tienen una superﬁcie especíﬁca (Adsorción a N2, BET) con un límite inferior de 0,2 m2/g y un límite superior de 8 m2/g para una densidad por unidad de volumen con un límite inferior de 250 g/l y un límite superior de 750 g/l.

La estructura de celulosa-II se produce disolviendo y precipitando de nuevo la celulosa, y las partículas son diferentes en particular a partir de las partículas hechas de celulosa sin una etapa de disolución.

El tamaño de partícula en el intervalo mencionado anteriormente con un límite inferior de 1 μm y un límite superior de 400 μm con una distribución de partículas caracterizada por un valor x50 con un límite inferior de 4 μm, en particular 50 μm, y un límite superior de 250 μm, en particular 100 μm, resulta afectado naturalmente por el modo operatorio usado para triturar durante el proceso de molienda. Sin embargo, esta distribución de partículas puede obtenerse de forma particularmente fácil adoptando el método de producción especíﬁco basado en solidiﬁcar una solución de celulosa de ﬂujo libre y debido a las propiedades mecánicas otorgadas al compuesto de celulosa solidiﬁcado. La aplicación de fuerzas de cizallamiento a una solución de celulosa solidiﬁcada en las mismas condiciones de trituración daría como resultado propiedades diferentes pero ﬁbrilosas.

La forma de las partículas usadas es aproximadamente esférica. Estas partículas tienen una relación axial (l:d) dentro de un límite inferior de 0,5, en particular 1, y un límite superior de 5 m en particular 2,5. Éstas tienen unasuperﬁcie irregular pero no muestran ningún deshilachamiento similar a ﬁbras o ﬁbrillas al microscopio. Éstas no son esferas con una superﬁcie completamente lisa. Dicha forma tampoco sería particularmente adecuada para las aplicaciones pretendidas.

La densidad por unidad de volumen de los polvos de celulosa descritos en este documento, que está entre un límite inferior de 250 g/l y un límite superior de 750 g/l, es signiﬁcativamente más alta que la de partículas ﬁbrilares comparables conocidas de la técnica anterior. La densidad por unidad de volumen tiene ventajas signiﬁcativas en términos de procesamiento, puesto que también mejora la compacidad del polvo de celulosa descrito y, entre otras cosas, también da como resultado una mejor capacidad de ﬂujo, miscibilidad en una gama de diferentes medios y menos problemas durante el almacenamiento.

En resumen, puede decirse que las partículas de polvo de celulosa resultantes son capaces de ﬂuir más libremente debido a su estructura esférica e inducir casi cualquier cambio de viscosidad debido a su estructura. La caracterización de las partículas por medio del equipo de ajuste del tamaño de partícula usado ampliamente en la industria también es más fácil y más signiﬁcativa debido a la forma esférica. La estructura de superﬁcie no completamente lisa e irregular da como resultado una mayor superﬁcie especíﬁca, lo que contribuye al extraordinario comportamiento de adsorción del polvo.

Independientemente de lo anterior, sin embargo, también sería posible mezclar un polvo de celulosa puro o partículas de éste con otras partículas de celulosa, que también contienen aditivos incorporados dentro de un límite inferior del 1% en peso y un límite superior del 200% en peso con respecto a la cantidad de celulosa. Algunos de estos aditivos individuales también pueden seleccionarse entre el grupo que comprende pigmentos, sustancias inorgánicas tales como por ejemplo óxido de titanio, en particular dióxido de titanio por debajo del nivel estequiométrico, sulfato de bario, intercambiadores de iones, polietileno, polipropileno, poliéster, carbón activado, superabsorbentes poliméricos y retardantes de la llama.

Dependiendo del método de espumado usado para producir las espumas, las partículas de celulosa esféricas han demostrado ser particularmente prácticas en comparación con las partículas de celulosa ﬁbrosas conocidas, especialmente en el caso de espumado con CO2. El espumado con CO2 puede realizarse usando el método de Novaﬂex-Cardio

o procesos similares, por ejemplo, en los que se usan placas de inyector con oriﬁcios particularmente ﬁnos. Las partículas gruesas y ﬁbrosas bloquearían inmediatamente los oriﬁcios del inyector y conducirían a otros problemas. Por esta razón, el alto grado de ﬁnura de las partículas de celulosa esféricas es particularmente ventajoso para este proceso de espumado especíﬁco.

El elemento de espuma y el enfoque para producir el elemento de espuma propuesto por la invención se explicarán a continuación con más detalle en referencia a varios ejemplos. Éstos deben interpretarse como posibles realizaciones de la invención pero la invención no se limita en absoluto al alcance de estos ejemplos.

Las cifras que se reﬁeren a humedad como un % en peso se reﬁeren a la masa o peso del elemento de espuma como un todo (espuma plástica, partículas de celulosa y agua o humedad).

Ejemplo 1

El elemento de espuma a producir puede fabricarse a partir de una espuma plástica tal como, por ejemplo, una espuma ﬂexible de poliuretano, y puede usarse toda una gama de diferentes opciones y métodos de fabricación. Dichasespumas tienen habitualmente una estructura de espuma de celda abierta. Ésta puede obtenerse usando una máquina de espumado “QFM” fabricada por la compañía Hennecke, y la espuma se produce en un proceso continuo mediante un proceso de dosiﬁcación a alta presión. Todos los componentes necesarios se dosiﬁcan de forma exacta bajo el control de un ordenador mediante bombas controladas y se mezclan usando el principio de agitación. En este caso particular, uno de estos componentes es poliol, que se desplaza con las partículas de celulosa descritas anteriormente. Puesto que tas partículas de celulosa se mezclan con un componente de reacción, poliol, deben realizarse diversos ajustes a la fórmula, tales como el agua, catalizadores, estabilizantes y TDI para neutralizar en gran medida el efecto del polvo de celulosa incorporado con ﬁnes de producción y los posteriores valores físicos obtenidos.

Se produjo una posible espuma basada en la invención con el 7,5% en peso de partículas de celulosa esféricas. Para ello, en primer lugar se produjo un polvo de celulosa esférico, que a continuación se añadió a un componente de reacción de la espuma a producir. En términos de cantidad, la proporción de partículas, en particular la celulosa, con respecto al peso total de la espuma, en particular la espuma plástica, puede estar dentro de un límite inferior del 0,1% en peso, en particular el 5% en peso, y un límite superior del 35% en peso, en particular el 20% en peso.

Ejemplo 2

(Ejemplo comparativo)

Para permitir una comparación con el ejemplo 1, se preparó un elemento de espuma a partir de una espuma plástica, que se produjo sin añadir polvo de celulosa o partículas de celulosa. Ésta podría ser espuma convencional, una espuma HR o una espuma viscosa, preparadas cada una mediante una fórmula conocida y a continuación espumadas.

El primer objetivo era evaluar si las partículas de celulosa se distribuían uniformemente por todas las capas del elemento de espuma resultante en términos de altura. Esto se realizaba determinando una llamada humedad de equilibrio en base a la captación de agua de las espumas en un clima estándar a 20ºC y el 55% de h.r. y en otro clima estandarizado a 23ºC y el 93% de h.r. Para ello, se tomaron piezas de muestra del mismo tamaño de los bloques de espuma fabricados como se especiﬁca en el ejemplo 1 y el ejemplo 2 a tres alturas diferentes y se midió la captación de agua en los dos climas estandarizados descritos anteriormente. A este respecto, 1,0 m representa la capa superior del bloque de espuma, 0,5 m la capa media y 0,0 m la capa inferior de la espuma a partir de la cual se tomaron las piezas de muestra a partir de la espuma plástica desplazada con partículas de celulosa. La altura total del bloque era de aproximadamente 1 m. La espuma plástica sin celulosa del ejemplo 2 se usó para hacer una comparación.

TABLA 1

Como puede observarse a partir de estas cifras, la espuma desplazada con partículas de celulosa absorbe signiﬁcativamente más humedad que la espuma libre de celulosa, tanto en el clima estándar como en el otro clima estandarizado con la humedad de equilibrio físico. También existe una coincidencia relativamente buena para los resultados de medición en términos de los diferentes puntos a partir de los que se tomaron las piezas de muestra (superior, media, inferior), lo que permite llegar a la conclusión de que existía una distribución homogénea de las partículas de celulosa en el elemento de espuma producido.

La Tabla 2 a continuación muestra las propiedades mecánicas de las dos espumas preparadas como se especiﬁca en el ejemplo1yelejemplo 2. Es claramente evidente que el tipo dé espuma preparado con partículas de celulosa tiene propiedades mecánicas comparables con la espuma que no estaba desplazada con partículas de celulosa. Esto indica un procesamiento sin problemas de los componentes de reacción, especialmente si estos incorporan las partículas de celulosa esféricas.

TABLA 2

La espuma sin partículas de celulosa añadidas debe tener los siguientes valores deseados para ambos tipos de espuma especiﬁcados:

El peso por volumen o densidad media del elemento de espuma como un todo está dentro de un intervalo con un límite inferior de 30 kg/m3 y un límite superior de 45 kg/m3.

La ﬁgura 1 proporciona la humedad de la espuma como un porcentaje para cuerpos de muestra del mismo tipo pero tomados de diferentes puntos del elemento de espuma total, como se ha descrito anteriormente. La humedad de la espuma como un [%] se representa en el eje de ordenadas. La proporción de polvo de celulosa o partículas de celulosa añadidas en este ejemplo es del 10% en peso y las partículas de celulosa son las partículas de celulosa esféricas descritas anteriormente. Estas diferentes muestras individuales con y sin aditivo se representan en el eje de abscisas.

Los puntos de medición para la humedad de la espuma de las muestras individuales mostrados como círculos representan el valor inicial y las mediciones mostradas como cuadrados son para la misma muestra pero después de un día de captación de humedad. Los valores iniciales inferiores se determinaron para el clima estándar descrito anteriormente y el otro valor mostrado para la misma muestra representa la captación de humedad en el otro clima estandarizado después de 24 horas a 23ºC y el 93% de h.r. La abreviatura h.r. signiﬁca humedad relativa o humedad del aire y se proporciona como un %.

La ﬁgura 2 representa la captación de humedad durante un período de 48 horas, estando los valores para tiempo (t) representados en el eje de abscisas en [h]. El estado inicial del cuerpo de muestra es de nuevo el del clima estándar de 20ºC y el 55% de h.r. deﬁnido anteriormente. El otro clima estandarizado a 23ºC y el 93% de h.r. pretende representar un clima según el uso o clima del cuerpo para permitir la determinación del período durante el cual la humedad de la espuma aumentaba como un % en peso. Los valores para humedad de la espuma se representan en el eje de ordenadas como un [%].

Una primera línea de gráﬁco 1 con puntos de medición mostrados como círculos representa un elemento de espuma con un tamaño de muestra predeﬁnido según el ejemplo 2 sin partículas de celulosa o polvo de celulosa añadidos.

Otra línea de gráﬁco 2 con puntos de medición mostrados como cuadrados representa la humedad de la espuma de un elemento de espuma al que se añadió el 7,5% en peso de partículas de celulosa o polvo de celulosa. Las partículas de celulosa son, de nuevo, las partículas de celulosa esféricas descritas anteriormente.

El gráﬁco que representa la captación de humedad durante 48 horas muestra que la humedad de equilibrio físico de “las espumas” en el “clima del cuerpo” se alcanza después de solamente un período de tiempo corto. A partir de esto, puede suponerse que la espuma desplazada con partículas de celulosa es capaz de absorber dos veces más humedad en 3 horas que una espuma basada en el ejemplo 2, sin partículas de celulosa añadidas.

Los valores de medición para la captación de humedad se obtuvieron almacenando las piezas de espuma con un volumen de aproximadamente 10 cm3 en una secadora con una humedad del aire establecida (usando solución saturada de KNO3 y el 93% de h.r.), habiendo secado previamente las muestras. Las muestras se retiraron de la secadora después de períodos deﬁnidos y se midió el aumento de peso (= captación de agua). Las ﬂuctuaciones de la captación de humedad pueden explicarse mediante el manejo de las muestras y una ligera falta de homogeneidad en las muestras.

La ﬁgura 3 ilustra el comportamiento de secado de un elemento de espuma con partículas de celulosa añadidas según el ejemplo 1 en comparación con una espuma según el ejemplo 2 sin dichas partículas de celulosa. Para ﬁnes de comparación, las dos piezas de muestra se envasaron en primer lugar en el “clima del cuerpo” durante 24 horas.Éste era de nuevo a 23ºC con una humedad relativa del 93%. Los valores para humedad de la espuma se representan en el eje de ordenadas como un [%] y el tiempo (t) en [min] se representa en el eje de abscisas. Los valores de % especiﬁcados para la humedad de la espuma son porcentajes en peso con respecto a la masa o peso de los elementos de espuma totales (espuma plástica, partículas de celulosa y agua o humedad).

Los puntos de medición mostrados de nuevo como círculos se reﬁeren al elemento de espuma según el ejemplo 2 sin partículas de celulosa añadidas, trazando una línea de gráﬁco 3 correspondiente que representa la disminución de la humedad. Los puntos de medición mostrados como cuadrados se determinaron para el elemento de espuma con partículas de celulosa añadidas. Otra línea de gráﬁco correspondiente 4 muestra del mismo modo pruebas de una rápida evaporación de la humedad. La proporción de partículas de celulosa era de nuevo del 7,5% en peso.

Está claro que la humedad de equilibrio del 2% ya se ha restaurado después de aproximadamente 10 minutos. Esto es considerablemente más rápido que el caso con una espuma conocida de la técnica anterior que requiere varias horas para que se evapore una cantidad de agua comparable.

Cuando el elemento de espuma desplazado con las partículas de celulosa en base a la modiﬁcación cristalina de celulosa-II se envasaba en el “clima del cuerpo” durante un período de 24 horas y a continuación se exponía al “clima estándar”, éste absorbía inicialmente un contenido de humedad de más del 5% en peso y el contenido de humedad se reducía en al menos el 2% en un período de 2 min después de haberlo introducido en el “clima estándar”.

A partir de los dos gráﬁcos que se muestran en las ﬁguras 2 y 3, puede observarse que el elemento de espuma desplazado con partículas, en particular las de celulosa, tiene una capacidad de más del 3,5% en peso de absorber humedad en el “clima del cuerpo” de 23ºC y humedad relativa del 93% y es, por lo tanto, mayor que el valor del elemento de espuma sin partículas añadidas.

A este respecto, también seria posible añadir aditivos al material o materiales de base usados para preparar la espuma plástica, para aumentar la capacidad de la propia espuma plástica para absorber humedad, incluso sin las partículas. Este aditivo habitualmente se añadeayse mezcla con el componente de poliol antes del espumado. Sin embargo, la desventaja de esto es que la elasticidad de la espuma plástica resultante cae y es menor que la de la misma espuma plástica producida sin el aditivo. Para aumentar la elasticidad de la espuma plástica, su peso por volumen debe aumentar, aumentando de este modo de nuevo la elasticidad. El peso por volumen o densidad debe seleccionarse de modo que sea mayor de 45 kg/m3. Lo mismo se aplica a espumas plásticas con partículas añadidas, incluso aunque no se añadieran aditivos a los materiales de base usados para preparar la espuma plástica con la pretensión de aumentar la capacidad de absorción de humedad.

Por ejemplo, con una espuma plástica sin sustancia hidróﬁla añadida, puede obtenerse una capacidad de absorción de humedad de más del 2,8% en peso en el “clima del cuerpo” de 23ºC y el 93% de humedad relativa.

La ﬁgura 4 es un diagrama de barras que representa la absorción de vapor de agua “Fi” según Hohenstein en [g/m2] y estos valores se representan en el eje de ordenadas. El valor “Fi” para un material es una medición que indica su capacidad para absorber vapor de agua. El valor Fi se determina evaluando el peso de la muestra al inicio de la medición y al ﬁnalizar la medición y la diferente de peso representa el vapor de agua absorbido durante un corto período.

El período durante el cual el vapor de agua se absorbió a partir del clima estándar de 20ºC y el 55% de h.r. deﬁnido anteriormente y en el clima estandarizado de 23ºC y el 93% de h.r. también deﬁnido anteriormente (clima de aplicación y clima del cuerpo) para los dos valores de medición obtenidos era de 3 (tres) horas. Los cuerpos de muestra eran del tipo de espuma “B” descrito anteriormente. Una primera barra del gráﬁco 5 representa el tipo de espuma “B” sin celulosa o partículas de celulosa añadidas. El valor medido en este caso era de aproximadamente 4,8 g/m2. El cuerpo de espuma desplazada con celulosa, por otro lado, mostraba un valor más alto de aproximadamente 10,4 g/m2 y esto se representa en otra barra del gráﬁco 6. Este otro valor es, por lo tanto, más alto que un valor de 5 g/m2 según Hohenstein.

Las ﬁguras5y6 ilustran un detalle de la espuma, en particular la espuma plástica, que forma el elemento de espuma 7 a mayor escala, en el que varias celdas 8 se ilustran esquemáticamente de forma simpliﬁcada. Por celda 8 se entiende una pequeña cavidad en la estructura de espuma, que está parcial y/o completamente rodeada por paredes de las celdas 9 y/o redes de celdas 10. Si las paredes de las celdas 9 son continuas y rodean a la cavidad que forma la celda 8 completamente, puede decirse que la estructura de espuma está basada en celdas cerradas. Si, por otro lado, las paredes de las celdas 9 o redes de celdas 10 son solamente parciales, puede decirse que la estructura de espuma está basada en celdas abiertas, en cuyo caso las celdas individuales 8 tienen una conexión ﬂuida entre sí.

Como también se ilustra de forma simpliﬁcada, las partículas 11 descritas anteriormente se disponen o se embeben en la espuma, en particular la espuma plástica, del elemento de espuma 7. Puede ser que solamente una cantidad parcial de las partículas 11 esté parcialmente embebida en la espuma plástica del elemento de espuma 7. Esto signiﬁca que estas cantidades parciales de partículas 11 sólo se disponen parcialmente en el interior de la espuma plástica y sobresalen de la pared de las celdas 9 o red de celdas 10 en dirección hacia la celda 8 que forma la cavidad. Regiones parciales de las partículas 11 están embebidas en la espuma plástica. Otra cantidad parcial de partículas 11 puede estar completamente embebida en la estructura de celdas de la espuma plástica, sin embargo, y están por lo tanto rodeadas completamente por ésta.

Como se ilustra en un formato simpliﬁcado en la parte superior izquierda de la ﬁgura 5, la estructura plástica de la espuma plástica está provista de un recubrimiento adicional 12 o tiene uno en su superﬁcie en una de las paredes de las celdas 9 o una de las redes de celdas 10. Este recubrimiento 12 puede aplicarse mediante un tanque de inmersión o impregnación pero también mediante algún otro proceso de recubrimiento. Este recubrimiento 12 debe tener una alta permeabilidad a la humedad y las partículas 11 también pueden estar contenidas en el ﬂuido usado para el recubrimiento 12. Esto puede conseguirse mezclando y de este modo desplazando las partículas 11 con el recubrimiento 12 en estado líquido y las partículas son retenidas o unidas por medio del recubrimiento 12 en forma de un proceso de adhesión durante el proceso de secado.

Independientemente de lo anterior, sin embargo, también sería posible que al menos algunas de las partículas 11 pero habitualmente todas las partículas 11 estén provistas de otro recubrimiento diferente, que también tiene una alta permeabilidad a la humedad o al vapor de agua.

Independientemente de lo anterior sin embargo, y como puede observarse a partir del detalle ilustrado en la ﬁgura 6, también sería posible que ninguna de las partículas 11 descritas anteriormente se disponga en la pared de las celdas 9 o red de celdas 10, y en su lugar las partículas 11 estén contenidas exclusivamente en el recubrimiento indicado esquemáticamente 12, donde se mantienen ﬁjadas para proporcionar la absorción de humedad deseada. Las partículas individuales 11 pueden estar hechas, su vez, de los diferentes materiales descritos anteriormente, y también seria posible usar cualquier combinación de partículas individuales 11. Estas diversas combinaciones de diferentes partículas 11 también serían posibles en términos de la disposición de las partículas 11 sobre o en las paredes de las celdas 9 o redes de celdas 10.

Las ﬁguras 7 a 15 proporcionan una ilustración simpliﬁcada del elemento de espuma 7, y el recubrimiento 12 descrito anteriormente puede aplicarse a al menos algunas regiones de su superﬁcie 13. Por motivos de sencillez y con la pretensión de asegurar que los diagramas son claros, las paredes de las celdas 8 y redes de celdas 9 se han omitido y el elemento de espuma 7 así como el recubrimiento 12 se muestran cada uno como un bloque a escala exagerada. La intención es proporcionar una ilustración más clara de las posibles maneras de disponer las partículas 11 en o sobre el elemento de espuma 7 y/o en o sobre el recubrimiento 12.

La ﬁgura 7 muestra el elemento de espuma 7 con las partículas 11 descritas anteriormente incorporadas en él, estando una proporción o una cantidad parcial de las partículas 11 dispuestas completamente dentro de la espuma mientras que otra proporción o cantidad parcial de las partículas 11 se dispone extendiéndose fuera de la superﬁcie 13 del material de espuma del elemento de espuma 7. A este respecto, una proporción o cantidad parcial de las partículas totales 11 se dispone en la región de la superﬁcie 13 de modo que sobresalen de la superﬁcie 13, mientras que una región parcial o porción parcial de estas partículas 11 sigue embebida en la espuma y está, por lo tanto, retenida por ésta, y ﬁjada. Por una proporción o cantidad parcial de partículas 11 se entiende una cantidad especíﬁca en términos de cantidad o dependiendo del número de piezas. La región parcial o porción parcial de la partícula 11 se reﬁere a un tamaño especiﬁcado de una partícula individual 11 en base al volumen.

La ﬁgura 8 ilustra otro elemento de espuma 7 que está provisto del recubrimiento 12 descrito anteriormente. Las partículas 11 están embebidas completamente en el elemento de espuma7yen este caso no hay partículas 11 que sobresalen fuera de la superﬁcie 13 del material de espuma del elemento de espuma 7. El recubrimiento 12, a su vez, está desplazado con partículas 11 y en este caso todas las partículas 11 sobresalen fuera de una superﬁcie 14 del recubrimiento 12. En este ejemplo de una realización, las partículas 11 se disponen en la región de la superﬁcie 14 del recubrimiento 12 y sobresalen fuera de ésta en mayor o menor medida -dependiendo de lo profundamente que estén embebidas -y son retenidas por el recubrimiento 12, puesto que una porción parcial de éstas sigue extendiéndose a través del recubrimiento 12.

La ﬁgura 9 ilustra otro elemento de espuma 7 que, a su vez, está provisto de un recubrimiento 12 en al menos la región de una de su superﬁcies 13. En este caso, algunas de las partículas 11 también están completamente embebidas en la espuma y una proporción o cantidad parcial de partículas 11 también sobresale fuera de la superﬁcie 13 de la espuma. Las partículas 11 en el recubrimiento 12 se disponen todas exclusivamente en la región de la superﬁcie 14 en este caso y sobresalen fuera de ésta en mayor o menor grado en al menos ciertas regiones, dependiendo de lo profundamente que estén embebidas. Como se ilustra, una partícula 11 en la región de contacto entre el recubrimiento 12 y la espuma del elemento de espuma 7 puede extenderse desde la espuma y a través del recubrimiento 12 puesto que una cantidad parcial de partículas 11 se dispone sobresaliendo fuera de la superﬁcie 13 de la espuma.

Las partículas 11 en la espuma ilustrada en la ﬁgura 10 se disponen de la misma manera que la descrita en relación con la ﬁgura 9. Una cantidad parcial de partículas 11 está, por lo tanto, totalmente embebida en la espuma del elemento de espuma 7 y una cantidad parcial de partículas 11 está, a su vez, dispuesta sobresaliendo fuera de la superﬁcie 13 de la espuma. Las partículas 11 del recubrimiento 12 en este caso se disponen completamente dentro del recubrimiento

12. Como se ilustra en el caso de una partícula 11, ésta sobresale fuera de la superﬁcie 13 de la espuma 7 a través de la superﬁcie 13 y, por lo tanto, también se extiende a través del recubrimiento 12 una vez que éste se ha aplicado.

En el caso del elemento de espuma 7 ilustrado en la ﬁgura 11, todas las partículas 11 se disponen completamente dentro de la espuma usada para fabricar el elemento de espuma 7. Las partículas 11 dispuestas en el recubrimiento 12 están hechas de una cantidad parcial que se dispone completamente dentro del recubrimiento 12 y otra cantidad parcial sobresaliendo fuera de la superﬁcie 14.

En la realización del elemento de espuma 7 ilustrado en la ﬁgura 12, las partículas 11 están completamente embebidas en la espuma y una cantidad parcial sobresale, a su vez, fuera de la superﬁcie 13 de la espuma. De nuevo, el recubrimiento 12 contiene una cantidad parcial de partículas 11 que se disponen completamente dentro del recubrimiento 12. Otra cantidad parcial de partículas 11 sobresale fuera de la superﬁcie 14 y una porción parcial de las partículas 11 está embebida en el recubrimiento 12.

En el caso de la realización ilustrada en la ﬁgura 13, las partículas 11 se disponen en la espuma de modo que sobresalen exclusivamente fuera de ciertas regiones de la superﬁcie 13 y una porción parcial de estas partículas 11 está embebida en la espuma. Las partículas 11 contenidas en el recubrimiento 12 están todas completamente embebidas en éste. Como se ilustra mediante solamente una partícula 11, ésta puede sobresalir fuera de la superﬁcie 13 de la espuma en el recubrimiento

En la realización ilustrada en la ﬁgura 14, la espuma no contiene ninguna de las partículas 11 descritas anteriormente. El recubrimiento 12, por otro lado, contiene tanto una cantidad parcial de partículas 11 que se disponen completamente dentro del recubrimiento 12 como otra cantidad parcial que sobresale fuera de la superﬁcie 14.

Finalmente, en el caso de la realización ilustrada en la ﬁgura 15, las partículas 11 están contenidas en la espuma exclusivamente sobresaliendo fuera de la superﬁcie 13 y una porción parcial de estas partículas 11 se dispone en la espuma. En este caso, no hay partículas 11 completamente embebidas en la espuma. El recubrimiento 12 contiene tanto una cantidad parcial de partículas 11 completamente embebida en el recubrimiento 12 como otra cantidad parcial de partículas 11 sobresaliendo fuera de la superﬁcie 14 en mayor o menor grado, dependiendo de lo profundamente que estén embebidas. En la región de contacto entre la espuma y el recubrimiento 12, se ilustran partículas 11 que sobresalen fuera de la superﬁcie 13 de la espuma del elemento de espuma 7 y que, por lo tanto, se extienden a través del recubrimiento 12.

El elemento de espuma está hecho de una espuma plástica, y se usó una espuma de PU como espuma preferida. Como se ha explicado anteriormente en relación con los diagramas individuales, se determinó la captación de humedad a partir de una llamada humedad de equilibrio que representa un “clima estándar” a 20ºC con una humedad relativa del 55%. Para estimular el uso, se deﬁnió otro clima estandarizado a 23ºC con una humedad relativa del 93%. Este otro clima estandarizado pretende representar la humedad absorbida durante el uso debido a un cuerpo de un ser vivo que exuda sudor, por ejemplo una persona. La celulosa incorporada en el elemento de espuma pretende dispersar la humedad absorbida durante el uso durante un período en un intervalo con un límite inferior de 1 hora y un límite superior de 16 horas de nuevo después del uso y, de este modo, restaurar todo el elemento de espuma a la humedad de equilibrio con respecto a la atmósfera ambiente. Esto signiﬁca que la humedad almacenada se evapora de la celulosa muy rápidamente después del uso, siendo emitida a la atmósfera ambiente y secando de este modo el elemento de espuma.

Como se ha mencionado anteriormente, puede decirse que existe una humedad de equilibrio cuando el elemento de espuma se ha expuesto a una de las atmósferas ambiente descritas anteriormente hasta el grado en el que el valor de humedad del elemento de espuma (humedad dé la espuma) esté en equilibrio con el valor de la humedad contenida en la atmósfera ambiente. Al alcanzar el nivel de humedad de equilibrio, ya no hay ningún intercambio de humedad entre el elemento de espuma y la atmósfera ambiente que rodea al elemento de espuma.

Los métodos de ensayo descritos anteriormente pueden funcionar de tal manera que el elemento de espuma se expone a la primera atmósfera ambiente con el primer clima en base a la temperatura y humedad relativa del aire predeﬁnidas, por ejemplo 20ºC y el 55% de h.r. hasta que se alcance la humedad de equilibrio en esta atmósfera ambiente, después de lo cual el mismo elemento de espuma se expone a una segunda, atmósfera ambiente cambiada o diferente, que es diferente de la primera atmósfera ambiente. Esta segunda atmósfera ambiente tiene un segundo clima con una temperatura más alta y/o una humedad relativa del aire más elevada que el primer clima, por ejemplo, 23ºC y el 93 % de h.r. Como resultado, el valor de la humedad de la espuma aumenta y la humedad es absorbida por la celulosa incorporada en la espuma. El mismo elemento de espuma se expone a continuación a la primera atmósfera ambiente de nuevo, y después del período de entre 1 hora y 16 horas especiﬁcado anteriormente, se restaura el valor inicial de la humedad de la espuma correspondiente a la humedad de equilibrio en base a la primera atmósfera ambiente. En este período, por lo tanto, la humedad absorbida por la celulosa desde la segunda atmósfera ambiente se evapora a la atmósfera ambiente y, como resultado, se reduce.

El valor más bajo de 1 hora especiﬁcado en este documento dependerá de la cantidad de líquido o humedad absorbida, pero también puede ser signiﬁcativamente más bajo, en cuyo caso puede ser de solamente varios minutos.

Independientemente de las partículas de celulosa esféricas descritas anteriormente, también es posible usar celulosa en forma de ﬁbras cortadas con una longitud de ﬁbra entre un límite inferior de 0,1 mm y un límite superior de 5 mm. Sin embargo sería posible, del mismo modo, usar celulosa en forma de ﬁbras trituradas con un tamaño de partícula entre un límite inferior de 50 μm y un límite superior de 0,5 mm.

Dependiendo de la aplicación, la espuma a producir tendrá diferentes propiedades de espuma y éstas se caracterizan por una gama de diferentes propiedades físicas. Por ejemplo, la densidad puede estar entre un límite inferior de 14 kg/m3 y un límite superior de 100 kg/m3.

La dureza a la compresión al 40% de compresión puede estar entre un límite inferior de 1,0 kPa, preferiblemente 2,5 kPa, y un límite superior de 10,0 kPa, preferiblemente 3,5 kPa. La elasticidad, según lo medido mediante el ensayo de caída de bola, puede tener un valor con un límite inferior del 5% y un límite superior del 70%. Sin embargo, este intervalo de valores también puede estar entre un límite inferior del 25%, preferiblemente el 35% y un límite superior del 60%, preferiblemente el 50%. Este método de ensayo se realiza de acuerdo con el estándar EN ISO 8307 y se determinan la altura del rebote y la elasticidad inversa paralela asociada.

Si el elemento de espuma producido está hecho de una espuma de poliuretano, en particular una espuma ﬂexible, éste puede producirse con una base tanto de TDI como una base de MDI. Sin embargo, también sería posible usar otras espumas tales como espuma de polietileno, espuma de poliestireno, espuma de policarbonato, espuma de PVC, espuma de poliimida, espuma de silicona, espuma de PMMA (polimetilmetacrilato), espuma de caucho, que forman una estructura en la que puede embeberse la celulosa. Dependiendo del material de espuma seleccionado, puede decirse que la espuma es una espuma plástica o como alternativa una espuma de caucho, por ejemplo espuma de látex. La alta captación de humedad dependerá a continuación del sistema de materia prima y el método usado para producir la espuma, puesto que la capacidad reversible de absorber humedad se obtiene incorporando o embebiendo la celulosa. Es preferible usar tipos de espuma con poros abiertos, que permiten un intercambio sin obstáculos de aire con la atmósfera ambiente. También es esencial asegurar que la celulosa se distribuye uniformemente en la estructura de la espuma, como se ha descrito anteriormente en relación con los ensayos. En ausencia de una estructura de espuma con poros abiertos, esto puede conseguirse mediante tratamientos conocidos para otorgar celdas abiertas.

Si se usa poliol como un material inicial para uno de los componentes de reacción, la celulosa puede añadírsele antes del espumado. La celulosa puede añadirse agitándola o dispersándola usando métodos conocidos en la industria. El poliol usando es el necesario para el tipo de espuma correspondiente y se añade en la cantidad requerida especiﬁcada en la fórmula. Sin embargo, hay que tener en cuenta el contenido de humedad de las partículas de celulosa cuando se determina la fórmula.

Como se ha explicado anteriormente, las partículas 11 se introducen preferiblemente en y se desplazan con los componentes que componen la espuma plástica antes del proceso de espumado. Para obtener una distribución uniforme dentro del material de base habitualmente líquido, es ventajoso que la diferencia entre el peso por volumen o densidad de las partículas 11 y el material inicial usado para fabricar la espuma plástica, por ejemplo poliol, esté en un intervalo de -el 10%, preferiblemente -preferiblemente -el 0,5%a-el 3,0%. Es particularmente ventajoso que las partículas 11 y el material inicial usado para fabricar la espuma plástica, por ejemplo poliol, tengan respectivamente un volumen por peso o densidad que es aproximadamente el mismo. Esto evitará cualquier hundimiento no intencionado y asegurará que se obtiene una distribución uniforme de partículas 11 en la espuma plástica a producir.

Por razones de calidad, actualmente hay planes para optar por una densidad de 45 kg/m3 y superior para las matrices.

Se añade el poliol al recipiente de mezclado por medio de bombas de dosiﬁcación en una cantidad medida de 60 kg/min a 150 kg/min y a una temperatura de entre 18ºC y 30ºC. La cantidad especiﬁcada de poliol debe estar adherida a exactamente de modo que las partículas 11 a mezclar, en particular la celulosa, puedan añadirse en una proporción de mezclado deﬁnida. La velocidad de mezclado de poliol con partículas 11 es de 5 partes + de 1 parte a 2 partes

+ 1 parte. Las partículas 11 no se introducen con un trasportador de tornillo conectado a tierra, de funcionamiento lento puesto que toda el área de mezclado está en un entorno protegido contra explosiones. Una mezcla de partículas 11, en particular el polvo de celulosa, con aire dará como resultado polvo explosivo en una proporción de mezclado especíﬁca.

La cantidad de partículas 11, tales como el polvo de celulosa, se añade al poliol a una velocidad establecida de 3 kg/min a 6 kg/min para asegurar que una distribución continua del disolvente en la región del tambor da como resultado una dispersión sin aglomerados. La dispersión ﬁnalizada se mezcla durante un período de entre 10 minutos y 20 minutos. Para obtener la nucleación óptima, la dispersión se desgasiﬁca con un vacío de -0,6 bares durante un período de 3 minutos. Una carga de gas adversa en la mezcla conduciría, de otro modo, a problemas durante la producción de espuma.

Otro factor crucial es el momento en el que el procesamiento tiene lugar una vez que se ha formado la dispersión. El procesamiento debe tener lugar en un período de una a tres horas. Si el procesamiento no tiene lugar en este período, la densidad (kg/m3) de la espuma a producir puede no adecuarse al valor requerido y mostrará, por lo tanto, variaciones pronunciadas.

El material calentado mediante el proceso de mezclado se devuelve a una temperatura de procesamiento de entre 20ºC y 25ºC de nuevo. A partir de este momento, la dispersión de poliol -partículas está lista para el procesamiento en la máquina de espumado.

Cuando se ajusta la fórmula de producción para la espuma a producir, todavía hay que tener en cuenta las actuales condiciones meteorológicas, tales como la presión del aire y la humedad relativa del aire. También debe dejarse un margen para la humedad en el polvo de celulosa preparado cuando se calculan los componentes. La temperatura de la materia prima también debe tenerse en cuenta para la “zona de crema” apropiada de la mezcla a espumar. El “subespumado” conducirá a defectos en el interior del bloque. Esto puede evitarse alterando la cantidad de amina añadida. La naturaleza de los poros abiertos puede regularse ajustando el catalizador de estaño, permitiendo de este modo la producción de bloques sin rasgado. De esta manera puede obtenerse una espuma de calidad óptima.

Una variación de la presión de la cámara de mezclado de entre 1,1 bares y 1,8 bares causa un cambio del tamaño de poro para producir la estructura de espuma deseada.

Otro factor importante para un proceso de espumado ideal es la velocidad de la cinta transportadora en combinación con la cantidad expulsada. Por ejemplo, la velocidad de introducción está entre 2 m/min y 5 m/min para una cantidad expulsada de entre 60 kg/min y 150 kg/min.

Además de producir bloques de una forma rectangular óptima, el sistema “Planiblock” también produce una distribución uniforme de dureza, densidad y partículas 11, en particular la celulosa, a través de la sección transversal o volumen de todo el bloque de espuma.

Los bloques se curan y enfrían en locales de almacenamiento protegidos contra las inclemencias meteorológicas. A este respecto, largos períodos de refrigeración de al menos veinte horas dan como resultado las mejores calidades.

Estos bloques en bruto con las partículas 11 incorporadas en ellos se envían a continuación a almacenamiento para un procesamiento adicional. Las partículas 11 contenidas en la espuma no afectan al posterior procesamiento de la espuma de ninguna manera.

La espuma se corta preferiblemente en varias máquinas con sistemas de de medición de correas que se extienden en forma de circunferencia. Además de realizar cortes rectos sencillos en máquinas de corte horizontales y máquinas de corte verticales, también es posible cortar formas más complicadas en direcciones bi y tri-dimensionales en copiadoras automáticas CNC y máquinas para cortar formas especiales.

También puede ser ventajoso que se añada aloe vera a la espuma, en particular la espuma plástica y/o partículas 11 y/o recubrimiento 12 como ingrediente o ingrediente activo. Esto puede realizarse añadiéndolo a o mezclándolo con y, de este modo, desplazando uno de los materiales de base o iniciales usados para preparar la espuma, en particular la espuma plástica y/o las partículas 11 y/o el recubrimiento 12 para el proceso de fabricación, independientemente de lo anterior, sin embargo, también sería posible añadir aloe vera como ingrediente o ingrediente activo a la espuma, en particular la espuma plástica y/o partículas 11 y/o recubrimiento 12 usando después una diversa gama de métodos conocidos. Estos podrían incluir, por ejemplo, un proceso de pulverización o un proceso de inmersión en un tanque de inmersión.

El elemento de espuma puede usarse para preparar productos plásticos de espuma individuales, en particular de plástico, y los productos pueden seleccionarse entre el grupo que comprende colchones, asientos o partes de asientos para vehículos tales como coches, trenes, aviones, mobiliario de camping, partes de chapado para vehículos a motor tales como chapado de puertas, recubrimiento del techo, chapado del maletero, chapado del compartimento para el motor, suelas de zapatos y otras partes de zapatos tales como plantillas para zapatos, acolchado para cinturones, acolchado para cascos, relleno para muebles, almohadas y cojines, relleno para apósitos.

Las realizaciones ilustradas como ejemplos representan posibles variantes del elemento de espuma con una sustancia hidróﬁla en forma de celulosa incorporada en la espuma plástica, y debe señalarse en esta fase que la invención no se limita especíﬁcamente a las variantes ilustradas especíﬁcamente, y en su lugar pueden usarse las variantes individuales en diferentes combinaciones unas con otras y estas posibles variaciones están al alcance del especialista en este campo técnico dada la enseñanza técnica descrita. Por consiguiente, todas las variantes concebibles que pueden obtenerse combinando detalles individuales de las variantes descritas e ilustradas son posibles y están dentro del alcance de la invención.

El objetivo subyacente en las soluciones inventivas independientes puede encontrase en la descripción.

Lista de números de referencia

1 Línea de gráﬁco.

2 Línea de gráﬁco.

3: Línea de gráﬁco.

4: Línea de gráﬁco.

5: Barra de gráﬁco.

6: Barra de gráﬁco.

7: Elemento de espuma.

8: Celda.

9: Pared de las celdas.

10: Red de celdas.

11: Partícula.

12: Recubrimiento.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Elemento de espuma (7) fabricado a partir de una espuma y partículas (11) de al menos una sustancia hidróﬁla tal como celulosa, superabsorbentes, y el elemento de espuma (7) que contiene las partículas (11) tiene una capacidad reversible de absorber humedad, caracterizado porque al menos una cantidad parcial de las partículas (11) está completamente embebida en la espuma y otra cantidad parcial de partículas (11) se dispone sobresaliendo fuera de una superﬁcie (13) de la espuma, tal como paredes de las celdas (9) o redes de celdas (10).
2.

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

Elemento de espuma (7) fabricado a partir de una espuma y partículas (11) de al menos una sustancia hidróﬁla tal como celulosa, superabsorbentes, y el elemento de espuma (7) desplazado con las partículas (11) tiene una capacidad reversible de absorber humedad, en particular de acuerdo con la reivindicación1ó2, caracterizado porque el elemento de espuma (7) desplazado con las partículas (11) tiene una elasticidad según el ensayo de caída de bola de acuerdo con EN ISO 8307 con un límite inferior del 5% y un límite superior del 70%.
4.

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

Elemento dé espuma (7) fabricado a partir de una espuma y partículas (11) de al menos una sustancia hidróﬁla tal como celulosa, superabsorbentes, y el elemento de espuma (7) que contiene las partículas (11) tiene una capacidad reversible de absorber humedad, en particular de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la espuma sin la sustancia hidróﬁla tiene una capacidad de absorción de más del 2,8% en peso a una humedad de equilibrio correspondiente a una temperatura de 23ºC y una humedad relativa del 93% y la espuma desplazada con las partículas (11) tiene una capacidad de absorción de más del 3,5% en peso correspondiente a una humedad de equilibrio a una temperatura de 23ºC y una humedad relativa del 93%.
6.

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

(11) con respecto al peso total de la espuma está en un intervalo con un límite inferior del 0,1% en peso, en particular el 5% en peso, y un límite superior del 35% en peso, en particular el 20% en peso.
7.

Elemento de espuma (7) fabricado a partir de una espuma y partículas (11) de al menos una sustancia hidróﬁla tal como celulosa, superabsorbentes, y el elemento de espuma (7) que contiene las partículas (11) tiene una capacidad reversible de absorber humedad, en particular de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el peso por volumen o densidad de la espuma desplazada con las partículas (11) es de más de 45 kg/m3.
8.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas (11) están hechas de celulosa y se seleccionan entre un tipo de estructura basado en la modiﬁcación cristalina de celulosa-I y/o celulosa-II.
9.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la celulosa se usa en forma de ﬁbras cortadas con una longitud de ﬁbra con un límite inferior de 0,1 mm y un límite superior de 5 mm.
10.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque la celulosa se usa en forma de ﬁbras trituradas con un tamaño de partícula con un límite inferior de 50 μm y un límite superior de 0,5 mm.
11.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la celulosa se usa en forma de partículas de celulosa esféricas.
12.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque las partículas de celulosa tienen un tamaño de partícula con un límite inferior de 1 μm y un límite superior de 400 μm.
13.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque las partículas de celulosa tienen una relación axial (l:d) con un límite inferior de 0,5, en particular 1, y un límite superior de 5, en particular 2,5.
14.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque una proporción de la celulosa con respecto al peso total de la espuma se selecciona de modo que esté entre un límite inferior del 0,1% en peso, en particular el 5% en peso, y un límite superior del 25% en peso, en particular el 20% en peso.
15.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones8a14, caracterizado porque la celulosa contiene aditivos seleccionados entre el grupo que comprende pigmentos, sustancias inorgánicas tales como óxido de titanio, óxido de titanio por debajo del nivel estequiométrico, sulfato de bario, intercambiadores de iones, polietileno, polipropileno, poliéster, negro de humo, zeolita, carbón activado, superabsorbentes poliméricos y retardantes de la llama.
16.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas (11) están hechas de materiales de madera y el tamaño de partícula es menor de 400 μm.
17.

Elemento de espuma (7) dé acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque las partículas (11) de materiales de madera están recubiertas con una sustancia para inhibir la putrefacción, en particular están impregnadas con ésta.
18.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas (11) están provistas de un recubrimiento que tiene una alta permeabilidad a la humedad y al vapor de agua.
19.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la diferencia entre el peso por volumen o densidad de las partículas (11) y el poliol usado para fabricar la espuma plástica está en un intervalo de ± el 10%, preferiblemente ± el 0,5% a ± el 3,0%.
20.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas (11) y el poliol usado para fabricar la espuma plástica tienen un peso por volumen o densidad que son aproximadamente el mismo uno que el otro.
21.

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

(11) está completamente embebida en el recubrimiento (12) y otra parte de las partículas (11) se dispone sobresaliendo fuera de la superﬁcie (14) del recubrimiento (12).
23.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se añade aloe vera a la espuma y/o las partículas (11) y/o el recubrimiento (12) como ingrediente activo.
24.

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

Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la espuma se selecciona entre un grupo constituido por espuma de poliuretano (espuma de PU), espuma de polietileno, espuma de poliestireno, espuma de policarbonato, espuma de PVC, espuma de poliimida, espuma de silicona, espuma de PMMA (polimetilmetacrilato) y espuma de caucho.
26.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque otra cantidad parcial de las partículas (11) está embebida en |a estructura de celdas de la espuma.
27.

Elemento de espuma (7) de acuerdo con la reivindicación 25 ó 26, caracterizado porque la espuma tiene una estructura de espuma de celda abierta.
28.

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

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 201030070

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 20.01.2010

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : C08J9/00 (2006.01) C08J9/35 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas

X

WO 03097345 A1 (H.H. BROWN SHOE TECHNOLOGIES INC.) 27.11.2003, página 1, líneas 12-21; página 4, líneas 21-33; página 9, líneas 10-23; página 16, línea 21 – página 17, línea 30; figuras 1,2. 1,28

X

ES 2251026 T3 (H.H. BROWN SHOE TECHNOLOGIES) 16.04.2006, página 2, líneas 5-12; página 5, líneas 19-44; figuras 2A,2B. 1,28

A

WO 2007135069 A1 (SCHÜTTE et al.) 29.11.2009, página 23, líneas 8-20; página 4, líneas 9-14; reivindicación 1. 1-28

A

DE 10116757 A1 (BASF AG) 10.10.2002, ejemplos. 1-28

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe 29.03.2012

Examinador M. Ojanguren Fernández Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201030070

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) C09J, C08J Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201030070

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 29.03.2012

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

Reivindicaciones 8-23 Reivindicaciones 1-7, 24-28 SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1-28 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

Base de la Opinión.-

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201030070

1. Documentos considerados.-

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento

Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01

WO 03097345 A1 (H.H. BROWN SHOE TECHNOLOGIES INC.) 27.11.2003

D02

ES 2251026 T3 (H.H. BROWN SHOE TECHNOLOGIES) 16.04.2006
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

El objeto de la presente solicitud es un elemento con capacidad reversible de absorber humedad fabricado a partir de espuma y partículas superabsorbentes de al menos una sustancia hidrófila tal como celulosa caracterizado porque al menos una cantidad parcial de las partículas está completamente embebida en la espuma y otra cantidad parcial de las partículas se dispone sobresaliendo fuera de una superficie de la espuma, tal como paredes de las celdas o redes de celdas. También se reivindica el uso de dicho elemento en colchones, asientos, partes de zapatos, rellenos, almohadas y cojines. El documento D1 divulga un elemento de espuma de poliuretano con particulas superabsorbentes que pueden ser de celulosa con una capacidad de absorción de la humedad reversible. Parte de las partículas superabsorbentes están embebidas en la espuma y otras se disponen de forma que sobresalen de las paredes de las celdas (ver figuras 1 y 2). Dichas espumas se utilizan entre otras cosas para fabricar suelas de zapatos. El documento D2 divulga un material compuesto para absorber y disipar fluidos corporales y humedad formado por una espuma de poliuretano y partículas superabsorbentes que están dispuestas en parte embebidas en la espuma y en parte en el borde de las celdas (ver fig. 2A y 2B). Por lo tanto, a la vista de los documentos citados, las reivindicaciones 1 y 25 a 28 no tienen novedad ni actividad inventiva. (art. 6.1 y 8.1 LP).

Las reivindicaciones dependientes 2 a 7 y 24, relativas a propiedades como elasticidad, profundidad de compresión o capacidad de absorción tanto del elemento de espuma con las partículas superabsorbente, como del elemento de espuma sin partículas, carecen también de novedad ya que se presupone que una misma composición y configuración del elemento absorbente (espuma de poliuretano con partículas superabsorbentes tales como celulosa) debe dar lugar a idénticas propiedades (art.6.1 y 8.1 LP). En cuanto a las características técnicas recogidas en las reivindicaciones dependientes 8 a 23, relativas a las características de las partículas superabsorbentes asi como a un recubrimiento adicional del elemento de espuma, se considera que en ausencia de un efecto técnico inesperado, corresponden a una mera relación de los distintos tipos y configuraciones posibles de fibras que el experto en la materia seleccionaría según las circunstancias, sin el ejercicio de actividad inventiva, para resolver el problema planteado y por tanto dichas reivindicaciones carecen de actividad inventiva (art. 8.1 LP).

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