MXPA01002803A - Espumas perforadas - Google Patents
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Abstract
Se proporcionan espumas de polímero termoplástico que tienen propiedades de aislamiento del ruido satisfactorias para aplicaciones demandantes, las cuales tienen resistencia mecánica, las cuales son económicas de fabricar y las cuales son hidrolíticamente estables. También se proporcionan los métodos para preparar estás espumas. Las espumas son Otiles en el manejo del sonido, el empaque amortiguado, la filtración y la absorción de fluidos y exhiben una o más de las siguientes propiedades:1) tamaño celular promedio mayor a aproximadamente 2 mm;2) estructura celular substancialmente abierta y 3) poros relativamente grandes que conectan las células. Con objeto de que la espuma sea acústicamente activa, la espuma debe poseer una estructura celular substancialmente abierta y una resistividad al flujo del aire relativamente baja. Las espumas con estructura celular substancialmente abierta y resistividad al flujo del aire relativamente baja se preparar mediante la abertura mecánica de una espuma que tiene un tamaño celular promedio mayor a aproximadamente 2 mm. En la mayoría de los casos, tal abertura mecánica crea poros relativamente grandes que conectan las células.
Description
ESPUMAS PERFORADAS
Campo de la Invención La presente invención se refiere a espumas en general y más particularmente a espumas de polímero termoplástico útiles en el manejo del sonido.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la industria de la construcción, es muy conocido el uso de paneles como paredes de división con objeto de subdividir el área de construcción en áreas separadas tales como habitaciones y oficinas. Normalmente consisten en un núcleo de fibra mineral aislante y dos capas de superficie externa que encierran el núcleo y un intervalo de aire o espacio hueco. Los materiales aislantes tales como fibras minerales se instalan entre las capas superficiales y en una manera tal que se proporciona aislamiento térmico y/o acústico. Sin embargo, una desventaja principal de tales divisiones o paneles que tienen núcleos de fibra mineral es la falta de resistencia mecánica de tales fibras, lo cual requiere, por consiguiente, de una costosa estructura de soporte o densificación. Además, los productos de fibra mineral son desagradables en el manejo ya que originan la irritación de la piel y posiblemente representan un daño a la salud. También se han utilizado espumas como materiales aislantes de sonido. Por ejemplo, la WO 95/141 36 describe paneles o elementos aislantes de múltiples capas que comprenden, en una modalidad preferida,
--aíafc t> «A ^ 2 - (a) dos capas superficiales externas y (b) un material de núcleo sintético suaves el cual es una capa de núcleo de espuma de célula cerrada, sintética, suave, continua, única, que tiene perfiles huecos. El material de núcleo se instala en contacto íntimo con ambas capas superficiales a 5 través de puntos de contacto en patrones alternos, proporcionando así espacios entre la capa de núcleo y la capa externa opuesta. Sin embargo, la espuma de célula cerrada utilizada como la capa de núcleo en la WO 95/141 36 proporciona un aislamiento de sonido menos satisfactorio para las aplicaciones demandantes. 10 La Patente de E.U. No. 4, 154,789 describe un panel resistente de espuma de resina termoplástica con capas dérmicas en ambas superficies de la misma y formada una célula grande alargada en la dirección del grosor del panel. El panel también tiene una capa intermedia más gruesa de 0.1 mm que yace aproximadamente a la mitad entre las
capas dérmicas. La amplia preparación incluye la compresión mecánica, contraria a la libre formación de espuma, para formar la capa intermedia. Aunque no se desea relacionarse con ninguna teoría en particular, la utilidad de una espuma polimérica en particular en el manejo de sonido (por ejemplo, la absorción de sonido y el aislamiento del sonido)
se cree por el inventor de la presente solicitud el ser dependiente de la espuma que tiene una o más de las siguientes propiedades: 1 ) un tamaño celular promedio mayor de aproximadamente 2 mm; 2)una estructura celular substancialmente abierta; y 3) un poro relativamente grande que conecta las células. Con objeto de que la espuma sea acústicamente
activa, la espuma debe poseer una estructura celular substancialmente
Í l .la abierta y una resistividad al flujo del aire relativamente baja. También se cree que una o más de estas mismas propiedades contribuye a la utilidad de una espuma para la filtración y absorción de fluido. Se conocen ciertas espumas de célula abierta, de poro grande. Sin embargo, también poseen una o más desventajas. Por ejemplo, las resinas termoestables tales como melamina y poliuretano semi-rígido pueden utilizarse para preparar espumas que muestren el poro grande deseado, y la estructura celular abierta que se cree se requieren para el manejo del sonido. Sin embargo, las resinas termoestables no son reciclables, son de fabricación costosa y no son adecuadas para utilizarse en ambientes húmedos o mojados debido a su inestabilidad hidrolítica. Las espumas de polímero termoplástico son generalmente de fabricación económica mediante un proceso de extrusión conveniente, son reciclables y exhiben estabilidad hidrolítica y, por consiguiente, ofrecen una ventaja sobre las resinas termoestables. Sin embargo, es difícil lograr una espuma termoplástica de poro grande con una estructura celular abierta mediante un proceso de extrusión directa conveniente. Estas dificultades existen debido a que la abertura celular y la expansión de la espuma se contradicen entre sí. Es decir, las células en crecimiento dentro de la espuma deben permanecer cerradas con objeto de crecer, pero el desarrollo de un poro grande requiere que deba desarrollarse un orificio sobre la pared celular poco antes del final de la expansión. Además, aunque se reporta que ciertas espumas de polímero termoplástico son útiles en el manejo del sonido, es cuestionable si su desempeño en el manejo del sonido es satisfactorio para una aplicación
._»>»> «M«so« jAaittaéi8¿u, -. jt <.>. , ^ «A, «_ demandante. (Ver, por ejemplo, DE 3,626,349 de Dynamit Nobel AG, publicada el 1 1 de febrero de 1988, DE 3,626,350 de Dynamit Nobel AG, publicada el 1 1 de febrero de 1988 y WO 95/14136 de Dow Chemical, publicada el 26 de mayo de 1995). Por consiguiente, en la materia, permanece la necesidad de espumas que proporcionen propiedades de aislamiento del ruido satisfactorias para aplicaciones demandantes, las cuales tengan resistencia mecánica, sean de fabricación económica y las cuales sean hidrolíticamente estables. Esa necesidad se cumple por la presente invención. De esta manera, la presente invención proporciona espumas de polímero termoplástico que tienen propiedades de aislamiento del ruido satisfactorias para aplicaciones demandantes, las cuales tienen resistencia mecánica, las cuales son de fabricación económica y las cuales son hidrolíticamente estables.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Por lo tanto, en una modalidad de la presente invención, se proporcionan espumas de polímero termoplástico que tienen un tamaño celular promedio mayor de aproximadamente 4 mm. En otra modalidad, se proporcionan espumas de polímero termoplástico que tienen un tamaño celular promedio de más de aproximadamente 2 mm en donde más de aproximadamente el 50 por ciento de las células se han abierto mediante medios mecánicos. En todavía otra modalidad , la presente invención proporciona
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una espuma de polímero termoplástico que tiene una resistividad al flujo del aire de menos de aproximadamente 800,000 Rayls/m y un tamaño celular promedio de más de aproximadamente 2 mm y en donde más de aproximadamente el 50 por ciento de las células se han abierto mediante medios mecánicos. En todavía otra modalidad, la presente invención proporciona procesos para preparar estructuras de espuma de polímero termoplástico que tienen un tamaño celular promedio de más de aproximadamente 2 mm y en donde más de aproximadamente el 50 por ciento de las células se han abierto mediante medios mecánicos. Las espumas de la presente invención son particularmente útiles en la absorción del sonido, el aislamiento del sonido, la absorción de fluidos, la filtración, el empaque amortiguado y otras aplicaciones que requieren de una o más de las siguientes propiedades: aislamiento del ruido o propiedades de atenuación del sonido, resistencia mecánica, fabricación económica y estabilidad hidrolítica.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 ilustra el proceso para preparar una espuma de la presente invención en donde las células cerradas dentro de una espuma se están abriendo mediante perforación. La figura 2 ilustra un proceso para preparar una espuma de la presente invención en donde las células cerradas alargadas dentro de una espuma se están abriendo mediante perforación. La figura 3 ilustra un proceso para preparar una espuma de la
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presente invención en donde las células cerradas alargadas dentro de una espuma se están abriendo mediante perforación en un ángulo oblicuo. La figura 4 ilustra un proceso para preparar una espuma de la presente invención en donde las células cerradas alargadas dentro de una 5 espuma se abren mediante compresión seguida por perforación. La figura 5 ilustra una curva de absorción de sonido de una espuma de la presente invención. La figura 6 ilustra una curva de absorción de sonido de una espuma de la presente invención. 10 La figura 7 ilustra una curva de absorción de sonido de una espuma de la presente invención. La figura 8 ilustra una curva de absorción de sonido de una espuma de la presente invención. La figura 9 ilustra un perfil de una espuma de la presente 15 invención, cuyo perfil se designa I. La figura 10 ilustra un perfil de una espuma de la presente invención, cuyo perfil se designa U. La figura 1 1 ilustra un perfil de una espuma de la presente invención, cuyo perfil se designa W. 20 DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La presente invención proporciona espumas de polímero termoplástico que tienen propiedades de aislamiento del ruido satisfactorias para aplicaciones demandantes, las cuales tienen
resistencia mecánica , son de fabricación económica y las cuales son
¿É¡ ¡^^^^^^£j ?Z&x&&^^^^^^ hidrolíticamente estables. Las espumas de la presente invención exhiben propiedades o combinaciones de propiedades que hasta el momento han sido difíciles, si no imposibles, de lograr. Por lo tanto, las espumas de la presente invención exhiben una o más de las siguientes propiedades: 1 ) tamaño celular promedio mayor de aproximadamente 2 mm; 2) estructura celular substancialmente abierta y 3) poro relativamente grande que conecta las células. Con objeto de que la espuma sea acústicamente activa, ia espuma debe poseer una estructura celular substancialmente abierta y una resistividad al flujo del aire relativamente baja. De acuerdo a la presente invención, las espumas con estructura celular substancialmente abierta y resistividad al flujo del aire relativamente baja se preparan mediante la abertura mecánica de una espuma que tiene un tamaño celular promedio mayor de aproximadamente 2 mm. En la mayoría de los casos, tal abertura mecánica crea poros relativamente grandes que conectan las células. Las resinas termoplásticas adecuadas para utilizarse en la presente invención incluyen todos los tipos de polímeros termoplásticos y mezclas que son espumables mediante procesos de extrusión. Los ejemplos de resinas de polímero termoplástico adecuadas para la presente invención incluyen, pero sin limitarse, resinas de poliestirenos y poliolefina, incluyendo resinas de polietileno, resinas de polipropileno, así como también mezclas de resinas de interpolímero de etileno-estireno (ESI) con resinas de poliolefina, tales como mezclas de polietileno y ESI o polipropileno y ESI , con resinas de polietileno, copolímeros de resinas de polietileno y prefiriéndose mezclas de resinas de polietileno. Los ejemplos de tales resinas son resinas de polietileno de baja densidad, tales como aquellas que tienen un índice de fusión de aproximadamente 0.4 dg/minuto y una densidad de 0.922 g/cm3. Una mezcla particularmente adecuada es una mezcla de un polietileno de baja densidad y un interpolímero de etileno-estireno, especialmente cuando la mezcla contiene al menos 50 por ciento en peso de polietileno de baja densidad. El interpolímero de etileno-estireno deseablemente tiene un contenido de estireno de al menos 60 por ciento en peso. El interpolímero de etileno-estireno arriba mencionado es un interpolímero substancialmente aleatorio que comprende en forma polimerizada i) uno o más monómeros de a-olefina y ii) uno o más monómeros aromáticos de vinilo o vinilideno y/o uno o más monómeros de vinilo o vinilideno alifáticos o cicloalifáticos estéricamente articulados y, opcionalmente iii) otro(s) monómero(s) etilénicamente no saturado(s) polimerizable(s). Según se utiliza en la presente, el término "interpolímero" se utiliza para indicar un polímero en donde al menos dos diferentes monómeros se polimerizan para elaborar el interpolímero. El término "substancialmente aleatorio" es el interpolímero substancialmente aleatorio que resulta de polimerizar i) uno o más monómeros de a-olefina y ii) uno o más monómeros aromáticos de vinilo o vinilideno y/o uno o más monómeros de vinilo o vinilideno alifáticos o cicloalifáticos estéricamente articulados y, opcionalmente iii) otro(s) monómero(s) etilénicamente no saturado(s) polimerizable(s), según se
utiliza en la presente generalmente significa que la distribución de los monómeros de dicho interpolímero puede describirse por el modelo estadístico de Bemoulli o por un primer o segundo modelo estadístico de orden Marcoviano, según se describe por J.C. Randall en POLYMER SEQUENCE DETERMINATION, Método NMR de Carbono-13, Academic Press Nueva York, 1977, pp. 71 -78. Preferentemente, el interpolímero substancialmente aleatorio que resulta de polimerizar uno o más monómeros de a-olefina y uno o más monómeros aromáticos de vinilo o vinilideno y opcionalmente otro(s) monómero(s) etilénicamente no saturado(s), no contienen más del 15 por ciento de la cantidad total de monómero aromático de vinilo o vinilideno en bloques de monómero aromático de vinilo o vinilideno de más de 3 unidades. Más preferentemente, el interpolímero no se caracteriza por un alto grado de ya sea isotacticidad o sindiotacticidad. Esto significa que en el espectro de NMR carbono-1 3 del interpolímero substancialmente aleatorio las áreas pico correspondientes a los carbonos de metileno y metina de cadena principal que representan ya sea secuencias de meso diad o secuencias racémicas diad no deben exceder 75 por ciento del área pico total de los carbonos de metileno y metina de cadena principal. Por el término subsecuentemente utilizado "interpolímero substancialmente aleatorio" se entiende un interpolímero substancialmente aleatorio producido a partir de los monómeros arriba mencionados. Los monómeros de a-olefina adecuados que son útiles para preparar el interpolímero substancialmente aleatorio incluyen , por ejemplo, monómeros de a-olefma que contienen desde 2 hasta 20, preferentemente
&h¿*s¿£Mí!ii^ ?a *~ desde 2 hasta 12, más preferentemente desde 2 hasta 8 átomos de carbono. Particularmente adecuados son etileno, propileno, buteno-1 , 4- metil-1 -penteno, hexeno-1 u octeno-1 o etileno en combinación con uno o más de propileno, buteno-1 , 4-metil-1-penteno, hexeno-1 u octeno-1 . Los más preferidos son etileno o una combinación de etileno con a-olefinas C3- 8. Estas a-olefinas no contienen un elemento aromático. Otro(s) monómero(s) etilénicamente no saturado(s) polimerizable(s) opcional(es) incluye(n) olefinas de anillo deformado tales como norborneno y alquilo C1 -10 o norbornenos substituidos con arilo C6-?o, siendo un interpolímero ejemplificativo etileno/estireno/norborneno. Los monómeros aromáticos de vinilo o vinilideno adecuados que pueden emplearse para preparar el interpolímero substancialmente aleatorio incluyen, por ejemplo, aquellos representados por la siguiente fórmula I Ar
(CH2)n
R1 — C — C(R2)2 (Fórmula I) en donde R1 se selecciona de radicales que consisten en radicales de hidrógeno y de alquilo que contienen desde 1 hasta 4 átomos de carbono, preferentemente hidrógeno o metilo; cada R2 se selecciona de manera independiente a partir del grupo de radicales que consiste en radicales de hidrógeno y alquilo que contienen desde 1 hasta 4 átomos de carbono,
preferentemente hidrógeno o metilo; Ar es un grupo fenilo o un grupo fenilo substituido con 1 a 5 substitutos seleccionados a partir del grupo que consiste en halo, alquilo C1-4, y haloalquilo C1-4; y n tiene un valor desde cero hasta 4, preferentemente desde cero hasta 2, más 5 preferentemente cero. Tales monómeros particularmente adecuados incluyen estireno y derivados del mismo substituidos con halógeno o alquilo inferior. Los monómeros preferidos incluyen estireno, estireno de a-metilo, los derivados de estireno substituidos con anillo de fenilo o alquilo inferior (C?-C4), tales como por ejemplo, orto-, meta- y para- 10 metilestireno, estireno de t-butilo, los estírenos halogenados con anillo, tales como cloroestireno, tolueno de para-vinilo o mezclas de los mismos. Un monómero de monovinilo aromático más preferido es estireno. Los interpolímeros substancialmente aleatorios más preferidos son interpolímeros de etileno y estireno y los interpolímeros de etileno,
estireno y al menos una a-olefina que contiene desde 3 hasta 8 átomos de carbono Los interpolímeros substancialmente aleatorios normalmente contienen desde 0.5 hasta 65, preferentemente desde 1 hasta 55, más preferentemente desde 2 hasta 50 por ciento moles de al menos un
monómero aromático de vinilo o vinilideno y/o monómero de vinilo o vinilideno alifático o cicloalifático estéricamente articulado y desde 35 hasta 99.5, preferentemente desde 45 hasta 99, más preferentemente desde 50 hasta 98 por ciento en mol de al menos una a-olefina alifática que tiene desde 2 hasta 20 átomos de carbono Estos interpolímeros
pueden prepararse de acuerdo a WO98/10014 incorporada en la presente
para referencia. Opcionalmente, puede agregarse un agente nucleante a la mezcla espumable. La cantidad de agente nucleante empleada para preparar las espumas de la presente invención variará de acuerdo al 5 tamaño celular deseado, la temperatura de formación de espuma y la composición del agente nucleante. Por ejemplo, cuando se desea un tamaño de espuma grande, debe utilizarse poco o nada de agente nucleante. Los agentes nucleantes útiles incluyen carbonato de calcio, estearato de bario, estearato de calcio, talco, arcilla, dióxido de titanio,
sílice, estearato de bario, tierra diatomácea, mezclas de ácido cítrico y bicarbonato de sodio. Cuando se utiliza, la cantidad de agente nucleante empleado puede variar desde 0.01 hasta 5 partes en peso por cientos de partes en peso de la mezcla de resina de polímero (pph). Los agentes de soplado útiles en la elaboración de la presente
espuma incluyen todos los tipos de agentes de soplado conocidos en la materia; agentes de soplado físicos y químicos y mezclas de los mismos, incluyendo agentes de soplado inorgánicos, agentes de soplado orgánicos y agentes de soplado químicos. Los agentes de soplado inorgánicos adecuados incluyen dióxido de carbono, nitrógeno, argón, agua, aire y
helio. Los agentes de soplado orgánicos incluyen hidrocarburos alifáticos que tienen de 1 -6 átomos de carbono, alcoholes alifáticos que tienen de 1 - 3 átomos de carbono e hidrocarburos alifáticos parcial y completamente halogenados que tienen 1 -4 átomos de carbono. Los hidrocarburos alifáticos incluyen metano, etano, propano, n-butano, isobutano, n- 25 pentano, isopentano y neopentano. Los alcoholes alifáticos incluyen
metanol, etanol, n-propanol e isopropanol. Los hidrocarburos alifáticos parcial y completamente halogenados incluyen clorocarbonos, fluorocarbonos y clorofluorocarbonos. Los clorocarbonos para utilizarse en esta invención incluyen metilcloruro, cloruro de metileno, cloruro de etilo y 1,1 ,1-tricloroetano. Los fluorocarbonos para utilizarse en esta invención incluyen fluoruro de metilo, fluoruro de metileno, fluoruro de etilo, 1,1-difluoroetano (HFC-152a), 1,1,1-trifluoroetano (HGC-143a), 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a), 1,1,2,2-tetrafluoroetano (HFC-134), pentafluoroetano, perfluoroetano, 2,2-difluoropropano, 1,1,1-trifluoropropano y 1,1,1,3,3-pentafluoropropano. Los clorofluorocarbonos parcialmente hidrogenados para utilizarse en esta invención incluyen clorodifluorometano (HCFC-22), 1,1-dicloro-1-fluoroetano (HCFC-141b), 1-cloro-1,1 -difluoroetano (HCFC-142b), 1 ,1-dicloro-2,2,2-trifluoroetano (HCFC-123) y 1-cloro-1,2,2,2-tetrafluoroetano (HCFC-124). Los clorofluorocarbonos completamente hidrogrenados también pueden utilizarse pero no se prefieren por razones ambientales. Los agentes de soplado químicos para utilizarse en esta invención incluyen azodicarbonamida, azodiisobutironitrilo, benzenosulfonilhidrazida, 4,4-oxibenzeno sulfonil-semicarbazida, p-tolueno sulfonil semicarbazida, N.N=-dimetil-N,N=-dinitrosotereftalamida y triazina de trihidrazina, bicarbonato de sodio, mezclas de bicarbonato de sodio y ácido cítrico. Las mezclas de todos estos agentes de soplado también se contemplan dentro del alcance de esta invención. Los agentes de soplado preferidos para los procesos de extrusión y discontinuo para la elaboración de perlas moldeables son los agentes de soplado físicos, prefiriéndose los agentes de soplado
^^¿^^^^^^^^^^^fe^g^^ orgánicos volátiles, prefiriéndose más los hidrocarburos bajos (por ejemplo, propano y butano). Los agentes de soplado preferidos para los procesos de espuma degradada son agentes de soplado que pueden descomponerse y nitrógeno. 5 La cantidad de agente de soplado incorporada en el material de fusión de polímero para elaborar un gel formador de espuma varía según se requiere para lograr una densidad predeterminada. Las espumas de la presente invención comprenden además opcionalmente un absorbedor de rayos infra-rojos (bloqueador de 0 transmisión) tal como negro de humo de gas natural, grafito o dióxido de titanio, para mejorar la capacidad de aislamiento térmico. Cuando se utiliza, el absorbedor de rayos infra-rojos comprende entre 1 .0 y 25 por en ciento en peso y preferentemente entre 2.0 y 10.0 por ciento en peso, en base al peso de la mezcla de polímero en la espuma. El negro de humo
de gas natural puede ser de cualquier tipo conocido en la materia tal como negro de humo de gas natural de horno, negro de humo de gas natural térmico, negro de humo de gas natural de acetileno y negro de humo de gas natural de canal. Se prefiere que las espumas de la presente invención exhiban 0 estabilidad dimensional. Un agente de control de estabilidad puede ser especialmente deseable en la producción de una lámina gruesa (es decir, de más de 4 mm) y productos de tablón (más gruesos de aproximadamente 1 2 mm) de estructura celular substancialmente cerrada de las espumas anteriores. En contraste, un agente de control de estabilidad adicional es 5 probablemente no necesario o indeseable cuando se forman espumas de
célula substancialmente abierta. La estabilidad dimensional se mide al tomar el volumen de la espuma durante el endurecimiento como un porcentaje del volumen inicial de la espuma, medida dentro de 30 segundos después de la expansión de la espuma. Utilizando esta definición, una espuma que recupera 80 por ciento o más del volumen inicial dentro de un mes es tolerable, aunque se prefiere una espuma que recupera 85 por ciento o más y se prefiere especialmente una espuma que recupera 90 por ciento o más. El volumen se mide mediante un método adecuado tal como desplazamiento cúbico de agua. Los agentes de control de estabilidad preferidos incluyen amidas y esteres de ácidos grasos C?0-24. Tales agentes se consideran en las Patentes de E.U. Nos. 3,644,230 y 4,214,054. Los agentes más preferidos incluyen estearamida de estearilo, monoestearato de glicerol y monoestearato de sorbitol. Típicamente, tales agentes de control de estabilidad se emplean en una cantidad que varía desde 0.1 hasta 10 partes por ciento de partes del polímero. También pueden incorporarse diversos aditivos en las espumas, tales como materiales de relleno inorgánicos, pigmentos, antioxidantes, limpiadores ácidos, absorbedores de rayos ultravioletas, retardadores de ignición, auxiliares del proceso o auxiliares de extrusión. Las espumas de polímero de la presente invención pueden prepararse mediante técnicas y procedimientos muy conocidos por un experto en la materia e incluyen procesos de extrusión así como también procesos discontinuos que utilizan un agente de soplado que puede
descomponerse y degradante, prefiriéndose los procesos de extrusión. En un proceso de extrusión, el tamaño de la célula se afecta por varios parámetros que incluyen el tipo y nivel de agente de soplado, el tipo de polímero, la geometría del orificio de la boquilla, la velocidad de cizallamiento en la boquilla, el nivel de agente nucleante, el uso de un agente agrandador de célula y la temperatura de formación de espuma. Cpn objeto de hacer grande el tamaño de la célula, el agente nucleante celular normalmente no se agrega. En su lugar, puede agregarse un agente agrandador de célula. Entre el resto de los parámetros, el tipo y nivel de agente de soplado tienen el mayor efecto sobre el tamaño de la célula. De manera ordinaria, los agentes de soplado que tienen una solubilidad relativamente elevada y un tamaño molecular pequeño a un nivel relativamente bajo proporcionan un tamaño celular grande. Los ejemplos de tales agentes de soplado incluyen propano, n-butano, isobutano, n-pentano, cloruro de metilo, cloruro de metileno, cloruro de etilo, metanol, etanol, éter de dimetilo, agua y un agente de soplado mezclado que contiene uno o más de estos agentes de soplado. Las resinas de polímero etilénico ramificadas preparadas mediante el método a presión elevada libre de radicales tienden a proporcionar células grandes cuando se expanden con estos agentes de soplado. Los aditivos agrandadores de tamaño celular son, en general, aquellos compuestos que se utilizan en resinas de polímero plastificantes. Los ejemplos de agrandadores de tamaño celular incluyen materiales cerosos que tienen un punto de fusión relativamente bajo como se describe en la Patente de E.U. No 4, 229, 396 y compuestos de peso molecular bajo no cerosos como se
- cribe en la Patente de E.U. No. 5,489,407. Además, una velocidad de sllamiento relativamente baja en el orificio de la boquilla da como ultado un tamaño celular grande. Las espumas de polímero de la presente invención pueden gradarse o no degradarse. Los procesos para elaborar estructuras de puma de polímero y procesarlas se consideran en C.P. Park, Polvolefin am, Capítulo 9, Handbook of Polymer Foams and Technology, editado
! r D. Klempner y K.C. Frisch, Hanser Publishers, Munich, Vienna, New srk Barcelona (1991 ). Las espumas no degradadas de la presente invención pueden aborarse mediante procesos de espumación por extrusión
. anvencionales. La estructura de la espuma generalmente se preparar ediante calentamiento de una resina de polímero termoplástico (es decir, aterial de polímero) para formar un material de polímero plastificado o andido, la incorporación en el mismo de un agente de soplado para formar n gel espumable, y la extrusión del gel a través de una boquilla para formar el producto de espuma. Antes de mezclarse con el agente de soplado, el material de polímero se calienta a una temperatura o por encima de su temperatura de transición a vidrio o punto de fusión. El agente de soplado puede incorporarse o mezclarse en el material de polímero fundido mediante cualquier medio conocido en la materia, tal como con un extrusor, mezcladora o lo similar. El agente de soplado se mezcla con el material de polímero fundido a una presión elevada suficiente para evitar la expansión substancial del material de polímero fundido y para dispersar el agente de soplado de manera homogénea en el
^ £3&j yg mismo. Opcionalmente, puede mezclarse un nucleador en el polímero fundido o mezclado en seco con el material de polímero antes de plastificarse o fundirse. El gel espumable típicamente se enfría a una temperatura inferior para optimizar las características físicas de la estructura de espuma. El gel se extruye o transporta entonces a través de una boquilla de forma deseada hacia una zona de presión reducida o inferior para formar la estructura de espuma. La zona de una presión inferior se encuentra a una presión inferior que la cual a la que se mantuvo el gel espumable antes de la extrusión a través de la boquilla. La presión inferior puede ser superatmosférica o subatmosférica (vacío), pero preferentemente se encuentra a un nivel atmosférico. Las espumas no degradadas de la presente invención pueden formarse en una forma de hebra coalescida mediante la extrusión de la resina de polímero termoplástico (es decir, el material de polímero) a través de una boquilla de múltiples orificios. Los orificios se instalan a fin de que ocurra el contacto entre las corrientes adyacentes del extruido fundido durante el proceso de formación de espuma y las superficies en contacto se adhieran entre sí con suficiente adhesión para dar como resultado una estructura de espuma unitaria. Las corrientes del extruido fundido que salen de la boquilla toman la forma de hebras o perfiles, los cuales deseablemente se espuman, coalescen y adhieren entre sí para formar una estructura unitaria. Deseablemente, las hebras o perfiles individuales coalescidos deben permanecer adheridos en una estructura unitaria para evitar la deslaminación de la hebra bajo tensiones encontradas en la preparación , configuración y uso de la espuma. Los aparatos y métodos para producir estructuras de espuma en forma de hebra coalescida se consideran en las Patentes de E.U. Nos. 3,573, 1 52 y 4,324,720. La presente estructura de espuma también puede conformarse 5 en perlas de espuma no degradada adecuadas para su moldeo en artículos. Las perlas de espuma pueden prepararse mediante un proceso de extrusión o un proceso discontinuo. En el proceso de extrusión, las hebras de espuma que surgen de una boquilla de múltiples orificios sujeta a un aparato de extrusión de espuma convencional se granulan para
formar perlas de espuma. En un proceso discontinuo, las partículas discretas de resina tales como bolitas de resina granuladas se: suspenden en un medio líquido en el cual son substancialmente insolubles tal como agua; se impregnan con un agente de soplado mediante la introducción del agente de soplado en el medio líquido a una presión y temperatura
elevadas en una autoclave u otro recipiente de presión; y se descargan rápidamente en la atmósfera o una región de presión reducida para expandir la forma de perlas de espuma. Este proceso se considera en las Patentes de E. U. Nos. 4,379,859 y 4,464,484. Las espumas degradadas de la presente invención pueden
prepararse mediante cualquier proceso de espuma degradada que emplee un agente de soplado que pueda descomponerse o mediante procesos de extrusión convencionales. Cuando se utiliza el proceso de espuma degradada que emplea un agente de soplado capaz de descomponerse, las espumas
degradadas de la presente invención pueden prepararse mediante
mezclado y calentamiento de la resina de polímero termoplástico (es decir, el material de polímero) con un agente de soplado químico capaz de descomponerse para formar un material de polímero plastificado o fundido espumable, extruyendo el material de polímero fundido espumable a través 5 de una boquilla, induciendo la degradación en el material de polímero fundido y exponiendo el material de polímero fundido a una temperatura elevada para liberar el agente de soplado a fin de formar la estructura de espuma. El material de polímero y el agente de soplado químico pueden mezclarse y la mezcla fundirse mediante cualquier medio conocido en la
materia tal como con un extrusor, mezcladora o lo similar. El agente de soplado químico se mezcla preferentemente en seco con el material de polímero antes de calentar el material de polímero hasta una forma fundida, pero también puede agregarse cuando el material de polímero se encuentre en fase fundida. La degradación puede inducirse mediante la
adición de un agente degradante o mediante radiación. La inducción de degradación y la exposición a una temperatura elevada para efectuar la formación de espuma o expansión puede ocurrir de manera simultánea o secuencial. Si se utiliza un agente degradante, se incorpora en el material de polímero de la misma manera que el agente de soplado químico.
Además, si se utiliza un agente degradante, el material de polímero fundido espumable se calienta o expone a una temperatura de preferentemente menos de 1 50°C para evitar la descomposición del agente degradante o el agente de soplado y evitar la degradación prematura. Si se utiliza una degradación por radiación , el material de polímero fundido
espumable se calienta o expone a una temperatura de preferentemente
menos de 160°C para evitar la descomposición del agente de soplado. El polímero fundido espumable se extruye o transporta a través de una boquilla de forma deseada para formar una estructura espumable. La estructura espumable se degrada y expande entonces a una temperatura 5 elevada (típicamente de 150°C a 250°C) tal como en un horno, para formar una estructura de espuma. Cuando se utiliza degradación por radiación, ta estructura espumable se irradia para degradar el material de polímero, el cual después se expande a la temperatura elevada como se describe arriba. La estructura puede conformarse ventajosamente en forma de
lámina o tablón delgado de acuerdo al proceso anterior mediante el uso de ya sea agentes degradantes o radiación. Además del uso de un agente degradante o radiación en el proceso de espuma degradada que emplea un agente de soplado capaz de descomponerse, la degradación también puede llevarse a cabo por medio
de degradación de silano como se describe en C.P. Park, supra, Capítulo 9 Las espumas degradadas de la presente invención también pueden conformarse en una estructura de tablón continua mediante un proceso de extrusión que utiliza una boquilla de saliente larga como se
describe en GB 2, 145,961A. En ese proceso, el polímero, agente de soplado capaz de descomponerse y agente degradante se mezclan en un extrusor, la mezcla se calienta para permitir que el polímero se degrade y el agente de soplado se descomponga en una boquilla de saliente larga; y la estructura de espuma se configura y conduce hacia afuera desde la
boquilla, lubricándose el contacto de la estructura de espuma y la boquilla
mediante un material de lubricación apropiado. Las espumas degradadas de la presente invención también pueden conformarse en perlas de espuma degradada adecuadas para su moldeo en artículos. Para elaborar las perlas de espuma, las partículas discretas de resina tal como bolitas de resina granuladas se: suspenden en un medio líquido en el cual son substancialmente insolubles tal como agua; se impregnan con un agente degradante y un agente de soplado a una presión y temperatura elevadas en una autoclave u otro recipiente de presión; y rápidamente se descargan hacia la atmósfera o una región de presión reducida para expandirse a la forma de perlas de espuma. En otra versión del proceso, las perlas de polímero se impregnan con agente de soplado, se enfrían, se descargan del recipiente y después se expanden mediante calentamiento o con vapor. En un derivado del proceso anterior, el monómero de estireno puede impregnarse en las bolitas suspendidas junto con el agente degradante para formar un interpolímero de injerto con el material de polímero. El agente de soplado puede impregnarse en las bolitas de resina mientras se encuentra en suspensión o, alternativamente, en un estado no hidroso. Las perlas expandibles se expanden entonces mediante calentamiento con vapor y se moldean mediante un método de moldeo convencional para las perlas de espuma de poliestireno expandibles. Las perlas de espuma pueden moldearse entonces mediante cualquier medio conocido en la materia, tal como cargar las perlas de espuma al molde, comprimir el molde para comprimir las perlas y calentar las perlas tal como con vapor para efectuar coalescencia y soldadura de
.
las perlas para formar el artículo. Opcionalmente, las perlas pueden pre-calentarse con aire u otro agente de soplado antes de cargarse en el molde. Las excelentes enseñanzas de los procesos y métodos de moldeo anteriores se encuentran en C.P. Park, supra, pp. 227-233, Patentes de E.U. Nos. 3,886, 100; 3,959, 189; 4, 168,353 y 4,429,059. Las perlas de espuma también pueden prepararse al preparar una mezcla de polímero, agente degradante y mezclas capaces de descomponerse en un dispositivo de mezclado adecuado o extrusor y conformar la mezcla en bolitas y calentar las bolitas hasta degradarse y expandirse. Otro proceso para elaborar perlas de espuma degradada adecuadas para moldearse en artículos es fundir el material de polímero y mezclarlo con un agente de soplado físico en un aparato de extrusión de espuma convencional para formar una hebra de espuma esencialmente continua. La hebra de espuma se granula o conforma en bolitas para formar perlas de espuma. Las perias de espuma se degradan entonces mediante radiación. Las perlas de espuma degradadas pueden coalescerse y moldearse entonces para formar diversos artículos según se describe arriba para los otros procesos de perla de espuma. Las enseñanzas adicionales de este proceso se encuentran en la Patente de E U No. 3,616,365 y C. P. Park, supra, pp 224-228. Además, puede emplearse la tecnología de degradación por silano en el proceso de extrusión Las enseñanzas de este proceso se encuentran en C P Park, supra, Capítulo 9 y en la Patente de E. U No 4,714,716 Cuando se utilizan los procesos de degradación por silano con procesos de extrusión convencionales, se injerta un polímero con un silano
•?lllte&tf s *»«a«i¿tewi funcional de vinilo o un silano funcional de azido y se extruye para formar espumas. Las espumas extruidas se exponen entonces al aire húmedo caliente para que se desarrolle la degradación. Las espumas degradadas de la presente invención pueden conformarse en forma de caña al mezclar el material de polímero, un agente degradante y un agente de soplado para formar una placa, calentar la mezcla en un molde a fin de que el agente degradante pueda degradar el material de polímero y el agente de soplado pueda descomponerse y expandir la espuma mediante la liberación de presión en el molde. Opcionalmente, la caña formada tras la liberación de presión puede recalentarse para efectuar una expansión adicional. La lámina de polímero degradado se elabora mediante la irradiación de una lámina de polímero con un haz de energía elevada o al calentar una lámina de polímero que contiene un agente degradante químico. El lámina de polímero degradado se corta en las formas deseadas y se impregna con nitrógeno bajo presión elevada y a una temperatura por encima del punto de ablandamiento del polímero. La liberación de presión efectúa la nucleación de burbujas y cierta expansión en la lámina. La lámina se recalienta en un recipiente de baja presión bajo una presión por encima del punto de ablandamiento y la presión se libera a fin de que la espuma pueda expandirse. Las espumas preparadas mediante los métodos anteriores exHiben densidades de desde 10 kg/m3 hasta 300 kg/m3, prefiriéndose las espumas que tienen densidades de desde 1 5 kg/m3 hasta 1 00 kg/m3, y prefiriéndose particularmente las espumas que tienen densidades de
desde 1 5 kg/m3 hasta 60 kg/m3. Además, las espumas preparadas mediante los métodos anteriores exhiben un tamaño celular promedio de desde 2 mm hasta 15 mm, prefiriéndose tamaños celulares de desde 2 mm hasta 10 mm, prefiriéndose más desde 3 mm hasta 10 mm, especialmente mayores de 3 mm y prefiriéndose particularmente desde 4 mm hasta 8 mm. Además, las espumas preparadas mediante los métodos anteriores pueden ser de célula abierta o cerrada, preferentemente de célula substancialmente abierta o substancialmente cerrada. Las espumas preparadas de acuerdo a los métodos anteriores pueden ser útiles en el manejo de sonido con etapas de proceso adicionales. Por ejemplo, las espumas preparadas mediante los métodos anteriores que tienen un tamaño celular promedio de más de aproximadamente 3 mm, especialmente más de aproximadamente 4 mm, pueden exhibir una resistividad al flujo del aire lo suficientemente baja para ser adecuadas en su uso como material de absorción de sonido sin tomar en cuenta otras propiedades que pueda poseer la espuma y sin necesidad de etapas de proceso adicionales. Típicamente, para usos finales de manejo del sonio, son deseables resistividades al flujo del aire de menos de aproximadamente 800,000 Rayls/m (es decir, 800,000 Pa s/m2), siendo crecientemente más deseables menos de 400,000 Rayls/m (es decir, 400,000 Pa s/m2), menos de 1 00,000 Rayls/m (es decir, 100,000 Pa s/m2) y menos de 50,000 Rayls/m (es decir, 800,000 Pa -s/m2), dependiendo del uso final de la espuma. Sin embargo, en el caso de que las espumas base preparadas mediante los métodos anteriores no exhiban suficientes propiedades de manejo del sonido, la adición o mejora de tales propiedades tal como 1 ) la estructura celular substancialmente abierta y 2) los poros relativamente grandes que conectan las células, pueden impartirse a la espuma base mediante la abertura de células cerradas dentro de la espuma base 5 mediante medios mecánicos. Como se estableció previamente, con objeto de que la espuma sea acústicamente activa, la espuma debe poseer una estructura celular substancialmente abierta y una resistividad al flujo del aire relativamente baja. De acuerdo a la presente invención, las espumas con estructura
celular substancialmente abierta y resistividad al flujo del aire relativamente baja se preparan mediante la abertura mecánica de una espuma que tiene un tamaño celular promedio mayor de aproximadamente 2 mm. En las mayoría de los casos, tal abertura mecánica crea poros relativamente grandes que conectan las células. Por ejemplo, las células
cerradas dentro de la espuma pueden abrirse mediante la aplicación de un medio para abrir células cerradas en una espuma de polímero termoplástico hasta al menos cierta porción de al menos una superficie de la espuma de polímero termoplástico base, siendo suficiente tal aplicación para dar como resultado que se abra al menos parte de la porción de
células cerradas dentro de la espuma de polímero base. La porción de células cerradas abiertas mediante los medios mecánicos dependerá por supuesto del grado de aplicación de los medios para abrir las células cerradas Por ejemplo, si está por abrirse un porcentaje más pequeño de células cerradas, la aplicación de los medios de abertura será solamente a
una porción de la superficie de la espuma base y/o se extenderá
solamente de manera parcial a través del grosor de la espuma base. Sin embargo, si está por abrirse un porcentaje mayor de células cerradas, la aplicación de los medios de abertura será a la mayor parte de la superficie de la espuma base y/o se extenderá más allá del grosor de la espuma base. La dirección de la aplicación de los medios para abrir las células cerradas no tiene importancia y puede llevarse a cabo ya sea perpendicular o en la dirección de la extrusión y puede llevarse a cabo en cualquier ángulo con respecto a la superficie de la espuma base. Los medios para abrir las células cerradas pueden ser cualquier medio suficiente para abrir células cerradas, pero típicamente incluirán perforación, división, compresión o combinaciones de los mismos. Típicamente, las perforaciones comprenden la punción de la espuma base con uno o más objetos afilados, apuntados. Los objetos afilados, apuntados incluyen agujas, púas, alfileres o clavos. Además, la perforación puede comprender perforación con taladro, corte con láser, corte de fluidos a presión elevada, pistolas de aire o proyectiles. La figura 1 ilustra una sección transversal de una espuma base 1 de la presente invención comprendida de una multiplicidad de células cerradas 2, perforándose la espuma 1 con una multiplicidad de objetos afilados, apuntados 3. Además, la espuma base puede prepararse para tener células alargadas al jalar la hebra de la espuma durante la expansión. Tal atracción da como resultado células alargadas sin cargar o incrementar con frecuencia el tamaño celular en la dirección horizontal. De esta
, .aa-aj-fc ;> ^ * A. ^¿¿s, * manera, la atracción da como resultado un tamaño celular promedio incrementado en la dirección perpendicular a la dirección vertical (promedio de EH) y facilita la perforación. La figura 2 ilustra una sección transversal de una espuma base 1 de la presente invención comprendida de una multiplicidad de células cerradas que se han alargado en la dirección de la extrusión 4, la cual se ha perforado después con una multiplicidad de objetos afilados, apuntados 3. La figura 3 ilustra una sección transversal de una espuma base 1 de la presente invención, comprendida de una multiplicidad de células cerradas que se han alargado en la dirección de la extrusión 4, la cual se ha perforado después con una multiplicidad de objetos afilados, apuntados 3 en un ángulo oblicuo. La perforación de la espuma base puede llevarse a cabo en cualquier patrón, incluyendo patrones cuadrados y patrones triangulares. Además, se prefiere que la distancia entre las perforaciones sea del orden del tamaño celular dentro de la espuma con objeto de perforar la mayoría de las células. Por consiguiente, cuando se desea que se perfore a una mayoría de las células, se prefiere que la perforación se lleve a cabo en una manera que de como resultado que las perforaciones se separen entre sí a distancias que no son mayores de dos veces el diámetro promedio de las células dentro de la espuma base, preferentemente no mayores de 1 .5 veces, más preferentemente iguales al diámetro promedio de las células dentro de la espuma base y más preferentemente menores al diámetro promedio de las células dentro de la espuma base. Aunque la selección de un diámetro particular del objeto afilado, apuntado con el cual perforar la espuma base depende de muchos factores, incluyendo el tamaño celular promedio, los objetos afilados, apuntados para separación propuesta de las perforaciones, útiles en la preparación de ciertas espumas de la presente invención, típicamente tendrán diámetros de desde 1 mm hasta 4 mm. 5 La separación puede llevarse a cabo mediante cualquier medio suficiente para separar al menos una porción de espuma e incluye cuchillos y sierras. La abertura de células de la espuma base mediante separación necesariamente solo abre aquellas células en la superficie de corte, dejando las células en el interior de la espuma sin cambios. Por
consiguiente, la separación no reduce la resistividad al flujo de aire a través de todo el grosor de la espuma. Sin embargo, el abrir las células superficiales mediante la separación puede ser suficiente para ciertas aplicaciones de manejo del sonido, especialmente si el tamaño celular es suficientemente grande y/o la espuma sin cortar restantes es
suficientemente delgada. Aunque no se desea relacionarse con ninguna teoría en particular, se cree por el inventor de la presente invención que para la absorción efectiva del sonido, no se requiere que exista resistividad baja al flujo de aire a través de todo el grosor de la espuma. Esto es debido a que existe una onda de aire de compresión que se
propaga mediante el movimiento de las moléculas de aire en una manera oscilatoria (es decir, las moléculas de aire se mueven hacia atrás y hacia el frente en una ubicación promedio fija, golpeando moléculas en la capa de aire adyacente y así sucesivamente). Las moléculas de aire en sí no se mueven una gran distancia hacia el final del grosor de la espuma. Por
lo tanto, no existe flujo de aire real durante la transmisión del sonido a
través de un substrato de espuma. Sin embargo, el sonido se disipa por el calor que se forma por el movimiento de las moléculas de aire hacia atrás y hacia adelante, originando fricción en las paredes celulares. Siendo una onda compresiva, la onda de sonido pasa a través de una película suave que bloquea su paso ya que el choque de las moléculas sobre una película en una dirección generalmente perpendicular a su movimiento origina que la película vibre, lo cual, a su vez, hace que el aire oscile en el otro lado. De este modo, unas cuantas capas delgadas de películas delgadas flexibles, tales como el núcleo interior sin cambios de una espuma de la presente invención cuyas células superficiales se han separado, no dañan excesivamente la capacidad de absorción de sonido de la espuma. La compresión como un medio para abrir las células puede llevarse a cabo mediante cualquier medio suficiente para ejercer fuerza externa a una o más superficies de la espuma y originar así que las células dentro de la espuma base se quemen y abran. La compresión durante o después de la perforación es especialmente efectiva en la ruptura de las paredes celulares adyacentes a los canales creados mediante perforación ya que puede crearse una diferencia de presión elevada a través de las paredes de la célula. Además, a diferencia del punzado con aguja, la compresión puede dar como resultado la ruptura de las paredes celulares que miran en toda dirección, creando así trayectorias tortuosas deseadas para la absorción del sonido. La abertura mecánica de células cerradas de la espuma base disminuye la resistividad al flujo de aire de la espuma base al crear poros de tamaño grande en las paredes celulares y puntales En cualquier caso, sin tomar en cuenta el medio en particular mediante el cual se realiza, tal abertura mecánica de células cerradas dentro de la espuma de polímero termoplástico base, sirve para mejorar la absorción de sonido, el aislamiento del sonido, la absorción de fluido y las propiedades de 5 filtración de la espuma. Por supuesto, el porcentaje de células mecánicamente abiertas dependerá de varios factores, incluyendo el tamaño celular, la forma de la célula, los medios de abertura (es decir, perforación, separación, compresión) y el grado de aplicación del medio para abrir,
aplicado a la espuma base. Para la máxima reducción de la resistividad al flujo de aire, se prefiere que más del 50 por ciento de las células cerradas dentro de la espuma base se abran mediante los medios mecánicos arriba descritos, prefiriéndose más mayor al 70 por ciento y siendo el más preferido más del 90 por ciento. Con objeto de maximizar el porcentaje de
células mecánicamente abiertas, se prefiere que su utilice una combinación de compresión y perforación para abrir las células, la figura 4 ilustra una sección transversal de una espuma base 1 de la presente invención comprendida de una multiplicidad de células cerradas que se han alargado en la dirección de la extrusión 4, las cuales se han
comprimido primero y después, mientras la espuma se comprime, , se han perforado con una multiplicidad de objetos afilados, apuntados 3. Además de la opción de incluir un retardador de ignición en el material de polímero antes de la extrusión según se discute previamente, las espumas de la presente invención también pueden impregnarse con un
retardador de ignición después de que se han extruído y preferentemente
Í . ^^ ajfcs.-- después de que se han sujetado a cualquier etapa de proceso adicional, tal como alargamiento mediante atracción y abertura mecánica de las células cerradas. Cuando se utilizan en el aislamiento del sonido, las espumas de la presente invención pueden utilizarse como la capa de núcleo en un panel de aislamiento de sonido de múltiples capas comprendido de una capa frontal, la capa de núcleo de espuma sujeta a la misma y una estructura a la cual se fija la capa de núcleo en puntos de contacto separados por medio de tiras, parches, punciones u otras salientes geométricas (generalmente llamadas puntos de contacto en lo subsecuente), dejando espacios entre la capa de núcleo y la estructura y, en el caso de distancias largas y/o capas frontales delgadas, topes de recorrido para mantener la capa de núcleo a una cierta distancia de la estructura. La estructura, a la cual se fija la capa de núcleo en puntos de contacto separados, puede ser una pared o un techo o cualquier otro elemento construccional adecuado. Alternativamente, la estructura puede ser una segunda capa frontal. El panel de emparedado resultante puede utilizarse como un elemento de partición o pared de partición. Los paneles son útiles en la construcción y otras industrias para mejorar las propiedades de aislamiento del sonido de construcciones y/o maquinaria. Los ejemplos de tales paneles se describen en WO 95/14136, publicada el 26 de Mayo de 1 995. Cuando se utiliza como una capa de núcleo en un panel de múltiples capas, las espumas de ia presente invención pueden formarse en un perfil en cualquier número de maneras. Por ejemplo, las espumas de la
fc&aaÁ * #?£¿te5b^-& a&u3& presente invención pueden perfilarse en una configuración recta. La figura 9 ilustra una espuma de la presente invención, perfilada de tal manera que está comprendida de un núcleo de espuma 5, el cual se encuentra en la forma de una configuración recta, designada I. Sin embargo, las espumas de la presente invención también pueden perfilarse de tal manera que exhiban una rigidez dinámica baja. Por ejemplo, las espumas de la presente invención pueden perfilarse de tal manera que estén comprendidas de un núcleo de espuma 5 al cual se han anexado tiras angostas de la misma o de otra espuma 6 en el mismo lado en ambos extremos del núcleo de espuma 5. El perfil de la figura 10 se designa U. Además, las espumas de la presente invención pueden perfilarse de tal manera que estén comprendidas de un núcleo de espuma 5 al cual se anexan de manera alterna tiras angostas de la misma o de otra espuma 6 en lados opuestos del núcleo de espuma 5 y tiras angostas de la misma o de otra espuma 6 en ambos lados y opuestas entre sí en ambos extremos del núcleo de espuma 5. El perfil de la figura 1 1 se designa W. Cuando la espuma de la presente invención se perfila así y se coloca entre los paneles cara a cara, estos diseños transforman la cadena compresiva para el panel frente a frente en una cadena flexural para el núcleo de espuma. Dada una distancia suficiente entre las tiras de soporte, la estructura proporciona ia rigidez dinámica muy baja deseada. En el caso del perfil W, las distancias entre los puntos medios de las tiras angostas 6 en el mismo lado del núcleo de espuma 5 son de al menos 250 mm y, preferentemente, entre 300 mm y 600 mm. En el caso del perfil U, las distancias entre los puntos medios de las tiras son de al menos 350 mm y,
preferentemente, entre 450 mm hasta 600 mm. Los siguientes ejemplos de espumas de la presente invención no deben considerarse limitantes. A menos que se indique de otro modo, todos los porcentajes, partes y proporciones se encuentran en peso. 5 Ejemplo 1 Este ejemplo ilustra las espumas a utilizarse en esta invención y un método para preparar las espumas mediante un proceso de extrusión. Las espumas que se enlistan en la Tabla I se prepararon mediante el uso de un aparato de extrusión de espuma comercial. El aparato fue un
extrusor de tipo tornillo que tiene dos zonas adicionales para mezclar y enfriar al final de las zonas secuenciales usuales de alimentación, fusión y medición. Se proporcionó una abertura para la inyección del agente de soplado en el cuerpo del extrusor entre la zona de medición y mezclado. Al final de la zona de enfriamiento, se anexó un orificio de boquilla que
tiene una abertura de forma generalmente rectangular. Un polietileno de baja densidad que tiene un índice de fusión de aproximadamente 0.4 dg/minuto (de acuerdo a ASTM D-1238, 190°C/2.16 kg) y una densidad de 0.922 g/cm3 se alimentó en el extrusor junto con una pequeña cantidad de monoestearato de glicerol a una
velocidad uniforme. No se agregó ningún agente nucleante con objeto de mantener grande el tamaño celular. Las temperaturas mantenidas en las zonas del extrusor fueron de 160°C en la zona de alimentación, 200°C en la zona de fusión, 210°C en la zona de medición y 190°C en la zona de mezclado Se inyectó isobutano en la zona de mezclado a una velocidad
uniforme de 1 1 .8 partes por cientos de partes (pph) de polímero Las
temperaturas de la zona de enfriamiento y el bloque de la boquilla se disminuyeron gradualmente para producir una buena espuma. A una temperatura de la zona de enfriamiento de 1 10°C y una temperatura de boquilla de 108°C, se obtuvo una espuma de célula substancialmente cerrada de aproximadamente 23 kg/m3 de densidad y un tamaño celular grande. La espuma, que era de aproximadamente 105 mm de grosor y aproximadamente 600 mm de amplitud, se guardó (PEF1 ) y después se extrajo para reducir su grosor a aproximadamente 80 mm, y la espuma extraída también se guardó (PEF2). Mediante atracción, se intentó agrandar las células en la dirección perpendicular a la dirección vertical. Como se muestra en la Tabla I, la atracción no solamente alargó las células en la dirección de la extrusión sino también incrementó el tamaño celular promedio. Un tamaño celular grande en ia dirección perpendicular a la dirección vertical (EH promedio) facilita la punción de orificios. Tabla I
*no es una espuma Ejemplificativa de esta invención
-¿wat*-"** ¿— J-Si r, '-.¿rt. - 1 Tamaño celular en dirección vertical' según se determina por ASTM D- 3756 2 Tamaño celular en dirección de la extrusión según se determina por ASTM D-3756 5 3 Tamaño celular en dirección horizontal según se determina por ASTM D- 3756 4 Tamaño celular promedio en dirección de extrusión y horizontal. 5 Tamaño celular promedio en las tres direcciones. Otras espumas de polietileno (PEF) listadas en la Tabla 1 se
prepararon esencialmente mediante el mismo procedimiento descrito para PEF1 y PEF2. El nivel de isobutano varió para cada espuma producida a fin de lograr la densidad deseada y se agregó una pequeña cantidad de agente nucleante para el control del tamaño celular. Todas las espumas tuvieron una estructura celular substancialmente cerrada. 15 Prueba 1 Pruebas de Punción de Orificios Las espumas se dividieron en placas de aproximadamente 55 mm de grosor y se punzonaron orificios a través de las placas de espuma en un patrón cuadrado de una separación predeterminada. Para punzonar
orificios en una separación de 1 0, 5 y 4 mm, se empleó una aguja de 2 mm de diámetro. Los orificios separados a 3 mm se punzonaron con una placa de punción que tiene una multiplicidad de agujas de 1 5 mm aseguradas en el patrón deseado El grado de punción de orificios puede expresarse convenientemente mediante la densidad de orificios (es decir, el número
de orificios por centímetro cuadrado) La punción en un patrón cuadrado
de 10, 5, 4 y 3 mm da como resultado una densidad de orificios de 1 , 4, 6.25 y 1 1 .1 orificios/cm2, respectivamente. De cada muestra de espuma, se perforó un espécimen cilindrico de 29 mm de diámetro para un grosor total de 55 mm y el contenido de célula abierta del espécimen se determinó por Procedimiento C de ASTM D-2856. Los datos de célula abierta se resumen en la Tabla II para cada espécimen de espuma y patrón de punción. Tabla II
0
*no es una espuma Ejemplificativa de esta invención 1 Contenido de célula abierta de espumas ya extruidas en por ciento. ND=no determinado 2 El volumen de las células superficiales de corte como un porcentaje del 0 volumen de espuma (según ASTM D-2856) 3 Contenido de célula abierta del cuerpo de la espuma punzonado con orificios a una separación de 10 mm en por ciento. 4 Contenido de célula abierta del cuerpo de la espuma punzonado con orificios a una separación de 5 mm en por ciento. 5 Contenido de célula abierta del cuerpo de la espuma punzonado con orificios a una separación de 4 mm en por ciento. 5 Contenido de célula abierta del cuerpo de la espuma punzonado con orificios a una separación de 3 mm en por ciento
Los datos indicaron claramente que mientras más grandes eran las células más fácil era desarrollar células abiertas mediante punción de orificios. Con objeto de punzonar una mayoría de las células, la separación de los orificios necesitó ser equivalente o menor al tamaño celular. Ya que los orificios de punción a la mayor densidad fueron lo más costoso, se prefiere una espuma que tenga el mayor tamaño celular. La punción de un orificio por centímetro cuadrado se practica de manera comercial en ciertas espumas que tienen un tamaño celular inferior a 2 mm. Cuatro orificios por centímetro cuadrado puede ser fácilmente aplicable. La punción de más de 4 orificios por centímetro cuadrado puede no ser imposible pero es difícil en la práctica. Además, el espécimen de una espuma macrocelular (por ejemplo, PEF1 y PEF2), sin punción de orificios, ya tenía un nivel elevado de células abiertas desarrolladas. La mayor parte del contenido elevado de célula abierta proviene de las células superficiales de corte del espécimen. Por ejemplo, las células de corte superficial del PEF2 sumaron un total de aproximadamente 59 por ciento del contenido total de 77 por ciento de célula abierta de la espuma. Prueba 2 Prueba de Compresión La espuma PEF1 del ejemplo 1 se punzó primero con una aguja de 2 mm de diámetro en un patrón cuadrado de 5 mm por 5 mm. La espuma punzonada tuvo un contenido de célula abierta de aproximadamente 93 5 por ciento (según se determinó por el Procedimiento C de ASTM D-2856) Un espécimen de espuma de 1 1 cm
$¿¿« oor 1 1 cm de sección transversal y 7 cm de grosor se cortó del tablón de espuma y se comprimió en la dirección del grosor mediante el uso de una prensa hasta que el grosor se volvió de 5 mm. Durante la compresión, se escuchó un sonido explosivo que indicó la ruptura de la célula. El contenido de célula abierta de la espuma se incrementó a 96.7 por ciento, lo cual se acerca al máximo contenido de célula abierta posible de la espuma (es decir, aproximadamente 97 por ciento). Evidentemente, la mayoría de las células cerradas restantes se abrieron por ráfaga mediante compresión. Prueba 3 Prueba del Flujo de Aire Esta prueba demostró que los canales de flujo más grandes se crearon más fácilmente mediante punción de orificios en una espuma de células mayores que en una espuma de células más pequeñas. El aparato ujilizado en esta prueba fue un examinador del flujo de aire similar a aquel descrito en ASTM D-3574 e ISO 9053 (Método A). Consiste en un pistón ífe aire de 1 0 cm de diámetro interior, el cual se acciona mediante el accionamiento de un examinador Instron, un soporte de muestra hecho de un tubo plástico de 7 cm de diámetro interior y una tapa, un manómetro de agua y tubos conectores ordenados El aire se bombeó a una velocidad fija a través de un espécimen cargado en el soporte y la caída de presión a través del espécimen se midió mediante el uso del manómetro. En la práctica, se seleccionaron tres espumas de diferentes tamaños celulares en esta prueba dos espumas de polietileno preparadas en el Ejemplo 1 , PEF4 y PEF5 y una espuma de polipropileno. La espuma
ás»»»h-? jt^/femso*.
de polipropileno tuvo una espuma de hebra coalescida preparada sobre una línea de extrusión de espuma que tiene una configuración similar a la del ejemplo 1 mediante el uso de una boquilla que tiene múltiples orificios. La espuma de polipropileno (PPF) tuvo un tamaño celular (3D promedio) de aproximadamente 0.4 mm, una densidad de aproximadamente 17 kg/m3 y un contenido de célula abierta de 84 por ciento (Procedimiento A de ASTM D-2856). Las espumas se dividieron paralelas a la dirección de la extrusión en placas de 35 mm de grosor. Un espécimen circular de 6.4 cm de diámetro se cortó de la placa y se cargó en el soporte de muestra. Se utilizó un material de retoque para sellar los bordes contra la superficie de la tubería. Primero, la caída de presión a través del espécimen se midió a una velocidad de aire baja (a una velocidad de pistón del orden de 1 a 1 .5 mm/minuto) para asegurar un sellado apropiado en los bordes y para determinar la resistencia al flujo de aire de la espuma naciente. Después, se punzonó un orificio a través del espécimen de espuma con una guja de diámetro predeterminado y se midió la caída de presión a una velocidad flujo apropiada. El procedimiento continuó hasta que se punzonaron 9 orificios en el espécimen. El flujo de aire por orificio se calculó a partir de la inclinación de la línea de regresión entre el flujo de aire por gradiente 0 de presión de unidad (caída de presión/grosor del espécimen) y el número de orificios. El flujo de aire indicó que tan bien fluía el aire a través de un orificio. Los datos de flujo de aire para los especímenes de espuma punzonados con agujas de 2, 3 y 4 mm se resumen en la Tabla ll l en unidades de m4/GPa s (metro cúbico por giga Pascal/metro por segundo). Para un tamaño de aguja dado, mientras más grande sea la célula de la
sa*^s-íW*i¿- espuma desarrollada los orificios de fkyjp de aire serán mayores que la espuma de células más pequeñas. Ajprirnás, mientras mayor sea la aguja desarrollada mayores serán los orificios de flujo de aire para todas las espumas que con la aguja más pequeña. El efecto del tamaño de la aguja en el flujo de aire fue mayor con una espuma que tiene el tamaño de partícula mayor. Tabla lll
*no es un Ejemplo de esta invención 1 Flujo de aire a través de un orificio punzonado con una aguja de 2 mm a través del cuerpo de la espuma. 2 Flujo de aire a través de un orificio punzonado con una aguja de 3 mm a través del cuerpo de la espuma. 3 Flujo de aire a través de un orificio punzonado con una aguja de 4 mm a través del cuerpo de la espuma.
Prueba 4 Comparación de Resistividad al Flujo de Aire v Absorción de Sonido Entre
Espumas de Tamaño Celular Variante El aparato utilizado en este ejemplo es un tubo de impedancia acústica Modelo 4206 y analizador de señales Modelo 3555, ambos suministrados por Brueel y Kjaer A/S, Naerum, Dinamarca. Este aparato se utiliza para medir un coeficiente de absorción de sonido de incidencia normal de una espuma de acuerdo al método descrito en ASTM E-1050. En la práctica, los especimenes de 29 mm de diámetro y 35 mm de grosor se separaron por perforación de las espumas utilizadas en la Prueba 3. Se punzonaron siete orificios en un espécimen en la dirección del grosor 5 mediante el uso de una aguja de un diámetro seleccionado. Los orificios se separaron aproximadamente de igual manera en un patrón triangular con uno de ellos punzonado en el centro y el resto en las esquinas de un hexágono que tiene lados de 9 mm. La densidad de orificios se calculó en aproximadamente 1.06 orificios/cm2. Se emplearon agujas de, 3 y 4 mm 0 de diámetro. La espuma naciente sin orificios también se examinó para la comparación. La resistencia al flujo de aire específica de los especimenes de espumas punzonadas con orificios se calculó a partir del flujo de aire por orificio mostrado en la Tabla lll. La resistencia al flujo de aire específica de las espumas nacientes se midió directamente. Los 5 coeficientes de la resistencia al flujo de aire específica y de absorción de sonido se resumen en la Tabla IV.
Tabla IV
15
1 El tamaño de la aguja utilizada para perforar orificios. 2 Resistencia al flujo específica del espécimen de 35 mm de grosor media en miles de Rayls. 3 Coeficiente de absorción de sonido a una frecuencia de 500 Hz determinada según ASTM E-1050. 4 Coeficiente de absorción de sonido a una frecuencia de 1000 Hz
determinada según ASTM E-1050. 5 Coeficiente de absorción de sonido a una frecuencia de 2000 Hz determinada según ASTM E-1050. 6 El máximo coeficiente de absorción de sonido a una frecuencia por debajo de 1600 Hz; NE = no existente. 7 La frecuencia donde ocurre la máxima absorción.
*£iét&ái,ms&X ¿cc. - sw8¡táBa»»&fe s¿--«J Todas las espumas nacientes tienen una elevada resistencia al flujo de aire especifica y la punción de orificios reduce dramáticamente la resistencia al flujo de aire. Nuevamente, mientras mayores son las células que tiene la espuma y más grandes las agujas utilizadas, mayor 5 será la reducción en la resistencia al flujo de aire específica. Las espumas nacientes absorben muy poco el sonido. Claramente, las espumas punzonadas con orificios absorben mejor el sonido que las espumas nacientes. En general, mientras más pequeña es la resistencia específica al flujo de aire, la espuma tendrá un mayor coeficiente de
absorción del sonido. Las curvas de absorción de sonido de las espumas punzonadas con orificios generalmente son como aquellas mostradas en la figura 5, donde se comparan las espumas punzonadas con aguja de 3 mm de diámetro. La curva de absorción de sonido va a través de un máximo a una frecuencia por debajo de 1000 Hz, declina y después va a través de
varias crestas en el rango de frecuencia de medición de 6400 Hz. Ya que las características de absorción de sonido por debajo de 2000 Hz y, lo más importante, aquellas por debajo de 1000 Hz, son de importancia primaria, aquellos datos se representan en la tabla IV y en la figura 5. En la figura 5, la espuma PEF4 de célula grande (Prueba No. 4.3) absorbe el sonido
mucho mejor que la PEF5 de célula más pequeña (Prueba No. 4.7) y el PPF (Prueba No. 4.1 1 ) aún cuando los especimenes de espuma se punzonaron con la misma aguja a la misma densidad de orificios. La diferencia en la capacidad de absorción de sonido no solamente proviene de la diferencia en la resistencia específica al flujo de aire Por ejemplo ,
la espuma PEF5 punzonada con una aguja de 4 mm absorbió el sonido
mucho peor que la espuma PEF4 punzonada con una aguja de 3 mm aún cuando la primera tenía la resistencia específica al flujo de aire inferior que la última. Puede deducirse de la Prueba 1 que mientras mayor se ve el tamaño celular de la espuma mayor es su volumen abierto mediante punción de orificios que la espuma de tamaño celular más pequeño. Prueba 5 Comparación del Contenido de Célula Abierta v la Absorción de Sonido Entre Espumas de Tamaño Celular Grande El efecto de la separación de orificios en la absorción de sonido y el contenido de célula abierta se investigó en esta prueba. Las espumas de célula grande como se prepararon en el Ejemplo 1 , nacientes y punzonadas con orificios, se sujetaron a la prueba de absorción de sonido de la Prueba 4. Los especimenes fueron los mismos que se utilizaron en la prueba de célula abierta en el Ejemplo 1 excepto que sus longitudes se acortaron aproximadamente a 35 mm. Los datos se resumen en la Tabla V.
• 5.a*.
Tabla V
ND = no determinado Ninguno = sin orificios punzonados (espuma naciente). 1 La separación entre los orificios en un patrón cuadrado. 2 El contenido de célula abierta según se determina por el Procedimiento C de ASTM D-2856; los mismos datos que en la Tabla I. 3 Coeficiente de absorción de sonido a 500 Hz determinados según ASTM D-1050. 4 Coeficiente de absorción de sonido a 1000 Hz determinados según ASTM D-1050. 5 Coeficiente de absorción de sonido a 2000 Hz determinados según ASTM D-1 050. 6 El máximo coeficiente de absorción de sonido a una frecuencia por debajo de 1600 Hz. 7 La frecuencia donde ocurre la máxima absorción
Todas las espumas mostraron capacidad activa de absorción de sonido. Sorprendentemente, las espumas nacientes de célula grande muestran excelentes capacidades de absorción de sonido (Prueba No. 5.1 y 5.6). Las curvas de absorción completa de estas espumas y la espuma naciente PEF4 (Prueba No. 4.1 ) se comparan en la figura 6. Las capacidades superiores de absorción de sonido de las espumas de célula grande son evidentes en la figura 6. La abertura de corte de las células en las superficies de los especimenes de espuma se realizó para contribuir a las propiedades sobresalientes de absorción de sonido de las espumas. En el caso del PEF2 macrocelular, la espuma naciente absorbió el sonido mejor que la espuma punzonada con orificios y la capacidad de absorción del sonido tiende a deteriorarse a medida que la densidad de orificios se incrementa para los orificios punzonados con una aguja de 2 mm. Esta hebra se observa más claramente en la figura 7. La absorción de sonido se afectó tanto por el contenido de célula abierta como por la resistencia específica al flujo de aire. Se sabe que una resistencia específica al flujo de aire demasiado baja es perjudicial para la absorción de sonido. Esto ofrece una explicación de por qué la absorción de sonido disminuye a medida que se incrementa la densidad de orificios. Un inverso aparente de la hebra con una espuma de orificios separados a 3 mm se debió probablemente al uso de una aguja más pequeña (diámetro de 1 .5 mm). En el PEF3, el espécimen de espuma punzonado con orificios a una separación de 1 0 mm proporcionó la mejor absorción de sonido (Prueba No. 5.7). En el PEF4, el cual tuvo un tamaño celular relativamente pequeño, un espécimen de espuma con orificios a una separación de 5 mm
(Prueba No. 5.12) absorbió el sonido ligeramente mejor que una con orificios a una separación de 10 mm (Prueba No. 5.1 1 ). Prueba 6 Efecto de la Película Frontal Sobre la Absorción del Sonido El efecto de la película dérmica y una anexa sobre las propiedades de absorción del sonido de especimenes de espuma PEF2 punzonados con orificios se investigó en esta prueba. Se utilizó una película adhesiva de marca DAF 899 (comercialmente disponible en The Dow Chemical Company) como la parte frontal para el espécimen de espuma. La película se preparó a partir de copolímero de etileno/ácido acrílico PRIMACORE* 3330 (Marca de The Dow Chemical Company). La película de aproximadamente 37 micrómetros de grosor se cubrió con hierro sobre la superficie de un espécimen de espuma cuya dermis se retiró. El hierro se revistió con una lámina de polímero de fluorocarbono de tertrafluoroetileno Teflon™ (Marca de Du Pont de Nemours Co.) con objeto de evitar que la película se pegara al hierro. Ambas espumas punzonadas a una separación de 10 mm y 5 mm se emplearon para las pruebas de este Ejemplo. Los especimenes frontales de la película se compararon con aquellos con dermis retiradas. En el caso del espécimen de espuma con orificios punzonados a una separación de 10 mm, lar5 prueba incluyó un espécimen que tiene la dermis dejada a un lado. El grosor de todos los especimenes se fijó a 35 mm y los coeficientes de absorción de sonido de los especimenes se determinaron con la superficie de la película o la dermis de frente a la fuente del sonido. Los resultados de la prueba de absorción del sonido se establecen en la Tabla IV y la
,§ *». *s¡ m& * - ^ ~ *.y„i» Figura VIII, donde se comparan los resultados de las Pruebas 6.4 y 6.5: Tabla VI
La separación entre los orificios en un patrón cuadrado en mm Como se muestra en la tabla y la figura 8, el anexo de película mejora dramáticamente el desempeño de absorción de sonido de las espumas a frecuencias bajas. En el caso del espécimen de espuma punzonado con orificios a una separación de 5 mm, la película mejoró la absorción de sonido en el rango de frecuencia entero por debajo de 1 000 Hz. Prueba 7 Desempeño de Aislamiento del Sonido a Medida que el Perfil de Baja Rigidez se Inserta en la Forma W En esta prueba, se investigó el desempeño de aislamiento del sonido de las espumas punzonadas con orificios a medida que se inserta una división de doble hoja. Las pruebas de transmisión del sonido se realizaron en un laboratorio de CEBTP. El equipo de reducción de la transmisión del sonido en CEBTP tuvo una fuente de 55 m3 de volumen y una habitación de recepción de 51 m3. En la mitad de la pared divisoria de 36 cm de grosor, se proporcionó una abertura de 0.96 m de amplitud, 1 .96 m de grosor y 12 cm de profundidad cuando se observaba desde la habitación de origen. El orificio se agrandó a 1 .08 m por 2.06 m de tamaño en el resto del grosor de la pared, donde se iba a instalar el panel de prueba. En la abertura se instaló un panel de 1 .05 por 2.05 m de tamaño. La pérdida de transmisión del sonido a través del panel instalado en la abertura se midió y calculó por un método descrito en ISO R 717-1 968. En la práctica, las espumas de polietileno de célula grande preparadas en el Ejemplo 1 se punzonaron en un patrón selecto de orificios con una aguja seleccionada como se muestra en la Tabla Vil. También se incluyó una espuma de poliuretano acústica en la prueba de comparación. Las espumas se perfilaron en una configuración de baja rigidez (W) como se muestra en la sección de notas de la Tabla VI. También se examinó una inserción recta (I) para la comparación de espumas. Se utilizaron hojas de madera prensada de 1 3 mm de grosor como las partes frontales de todos los paneles en este Ejemplo. Los paneles se colocaron juntos utilizando cola de panel comercial. Los espacios periféricos entre la pared y el borde del espécimen se rellenaron con una fibra de vidrio y después se sellaron con un material de retoque Tabla Vil
*No es un Ejemplo de esta invención. 1 W = Inserción con un núcleo de espuma de 35 mm de grosor soportado por tiras de 40 mm de amplitud y 7 mm de grosor separadas por 337 mm (distancia entre los puntos medios de las tiras en el mismo lado) de
manera alterna sobre el lado opuesto que contacta los frentes (ver figura 1 1 ) 1 = Un núcleo de placa recto de 54 mm de grosor (ver figura 9). 2 Diámetro de la aguja utilizada para punzonar los orificios en milímetros. 3 Separación entre los orificios punzonados en un patrón cuadrado en milímetros. 4 Contenido de célula abierta en por ciento determinado por Procedimiento C de ASTM D-2856, con un espécimen cilindrico de 45 mm de diámetro y 35 mm de longitud 25 5 índice de reducción del sonido medido en CEBTP en deciBeles (A).
Los datos de pérdida de transmisión del sonido a través de los paneles se resumen en términos de índices de reducción del sonido ponderados en A para un ruido rosa. Los datos se ordenan en el orden general de tamaño celular, tamaño de la aguja y la densidad de orificios. Una examinación de los datos reveló los parámetros que impactan el desempeño de aislamiento del sonido: la configuración de inserción; el tipo de espuma; el contenido de célula abierta; y la resistencia al flujo de aire (la densidad de orificios y el tamaño de la aguja). Los núcleos de espuma de la configuración de núcleo de baja rigidez (W) proporcionaron un aislamiento de sonido mucho mejor que una recta (I) (Pruebas de Comparación 7.2 y 7.14). Entre las espumas punzonadas con orificios con la configuración W, el contenido de célula abierta tuvo el mayor impacto sobre el aislamiento del sonido seguido por la resistencia al flujo de aire. Los perfiles de espuma PEF2 punzonados con orificios que tienen más del 90 por ciento de células abiertas proporcionaron un índice de reducción del sonido (SRI) entre 42 y 43 dB(A). El desempeño fue bastante satisfactorio, aunque un poco inferior al de una espuma de poliuretano. Los especimenes de espuma elaborados de espumas PEF2, PEF3 y PEF4, que contienen de 62 a 82 por ciento de células abiertas, demostraron un SRI en el rango de 40.0 a 41 .2 dB(A). Los especimenes de PEF4 punzonados con orificios en un patrón de 10 mm por 10 mm tuvieron un contenido de célula abierta de 52 a 55 por ciento y un SRI marginal en el rango de 37.6 a 39.1 dB(A). Entre ellos, un espécimen punzonado con orificios con la aguja grande produjo el mayor desempeño de aislamiento del sonido. El PEF5 de célula pequeña registró un desempeño no satisfactorio de 36.6 dB(A). Prueba 8 Desempeño de Aislamiento del Sonido a Medida que se Inserta un Perfil de Baia Rigidez en la Forma U En esta prueba, la espuma de PEF2 punzonada con orificios con una aguja de 2 mm en un patrón de 5 mm por 5 mm se cortó en un perfil de espuma de baja rigidez diferente como se muestra en las notas de la Tabla VIII, y se ensayó como una inserción para un panel de doble hoja. La configuración (U) consistió en una placa de espuma recta de 42 mm de grosor, la cual tenía soportes de 40 mm de amplitud y 7 mm de grosor en los extremos. El desempeño de aislamiento del sonido del núcleo de espuma U se examinó por el mismo procedimiento que en la Prueba 6. Los datos se resumen en la Tabla VIII. Tabla VIII
Inserción de 1 .05 m de amplitud con la forma mostrada en la figura 10 con un cuerpo de espuma de 42 mm de grosor y dos soportes de 40 mm de amplitud y 7 mm de grosor en los extremos. 2 Diámetro de la aguja utilizada para punzonar los orificios en milímetros. 3 Separación entre los orificios punzonados en un patrón cuadrado en milímetros. 4 Contenido de célula abierta en por ciento determinado por el Procedimiento C de ASTM D-2856, con un espécimen cilindrico de 45 mm de diámetro y 35 mm de longitud. 5 índice de reducción del sonido medido en CEBTP. Como se muestra, cuando la espuma macrocelular punzonada con orificios se inserta en un perfil U en un panel de doble hoja, proporciona un desempeño satisfactorio de aislamiento del sonido.
Prueba 9 Absorción de Agua Se cortó un espécimen de 12 cm por 3.5 cm de la espuma de polietileno punzonada con orificios que se utilizó en la Prueba 8 y se sumergió en agua plana durante aproximadamente 30 segundos. El espécimen se sacó del agua y se pesó después de que se escurrió la superficie de agua. Se encontró que el espécimen pesaba 10.5 veces más que el espécimen antes de sumergirse en agua. El agua podía exprimirse fácilmente del espécimen. Los resultados de la prueba indicaron que tal espuma macrocelular punzonada con orificios podía utilizarse para elaborar materiales que requieren la absorción de agua como un cojinete de limpieza. Prueba 10 Impregnación de Retardador de Ignición Los especimenes de espuma de aproximadamente 31 cm por
53 cm por 1 .25 cm se prepararon a partir de la espuma punzonada con orificios utilizada en la Prueba 8. Se preparó una solución acuosa al 30 por ciento de un material retardador de ignición proporcionado por Norfire AS de Noruega. El retardador de ignición apropiado indicó contener de 12 a 15 por ciento de sulfato de amonio, de 1 a 4 por ciento de cada uno de decahidrato de tetraborato de sodio, cloruro de sodio y fosfato de sodio. En la práctica, un espécimen de espuma se sumergió en la solución retardadora de ignición contenida en un recipiente poco profundo. Se observó que el espécimen de espuma absorbe rápidamente la solución retardadora de ignición. Cuando se saca de la solución, el espécimen
retuvo la mayor parte de la solución absorbida en el mismo. En la Prueba No. 103, la solución se exprimió del espécimen de espuma. Los especimenes impregnados con la solución se pesaron, secaron durante cuatro horas a una temperatura ambiente, después se mantuvieron en un horno a 60°C durante la noche. Los pesos de los especimenes de espuma se monitorearon durante el secado. En las Pruebas Nos. 10.2 y 10.3, los cristales retardadores de ignición que colgaban holgadamente en las superficies de los especimenes de espuma se desprendieron y se determinó la retención final del retardador de ignición en la espuma. Los especimenes de espuma se sujetaron a una prueba de índice de oxígeno limitante (LOI). Como se muestra en la Tabla IX, los especimenes de espuma absorben grandes cantidades de solución y el agua se seca de la espuma de célula abierta con facilidad relativa. El espécimen del cual se exprimió la solución (Prueba No. 10.3) mostró perder la mayor parte del agua absorbida durante 6 horas de secado (4 horas a temperatura ambiente y 2 horas a 60°C). Las espumas impregnadas con retardador de ignición exhiben LOIs relativamente elevados.
Tabla IX
No = la solución no se exprimió; S = la solución se exprimió después de la aplicación. 2 Cantidad de solución absorbida en un gramo de cuerpo de espuma. 3 Cantidad de solución remanente en un gramo de cuerpo de espuma después de secarse durante 4 horas a una temperatura ambiente. 15 4 Cantidad de solución remanente en un gramo de cuerpo de espuma después de secarse durante 2 horas a 60°C. 5 Cantidad de solución remanente en un gramo de cuerpo de espuma después de secarse durante 4 horas a 60°C. 6 Cantidad de solución remanente en un gramo de cuerpo de espuma después de secarse durante 16 horas a 60°C. 7 Cantidad final de retardador de ignición sólido retenida en un gramo de cuerpo de espuma después de exprimir. 8 índice de Oxígeno Limitante: concentración mínima de oxígeno, expresada como por ciento de volumen, en una mezcla de oxígeno y
nitrógeno que solo soportará la combustión de flama de un material inicialmente a temperatura ambiente bajo las condiciones de esta prueba.
Eiemplo 2 El aparato utilizado en este Ejemplo es una línea de extrusión de espuma comercial que tiene esencialmente la misma configuración que
la utilizada en el Ejemplo 1 En este Ejemplo, se prepararon tres espumas
de poliolefina macrocelulares adicionales a partir de una resina de polietileno de baja densidad y una mezcla de la resina con una resina de interpolímero de etileno-estireno (ESI). La resina de polietileno tuvo un índice de fusión de 1 .8 dg/minuto (a ?0°C/2.16 kg) y una densidad de 5 0.923 g/cm3. La resina de ESI utilizada fue la marca INDEX DS 201 producida por The Dow Chemical Company mediante el uso de un catalizador de geometría constreñida. La resina de copolímero de aproximadamente 70/30 de estireno/etileno tiene un índice de fusión (a
190°C/2.16 kg) de 1 .1 . Las espumas se prepararon a partir de una mezcla « 10 70/30 de la resina de polietileno y la resina de copolímero de ES así como también la resina de polietileno. El procedimiento de expansión de la espuma fue esencialmente el mismo que en el Ejemplo 1 . Las espumas preparadas en este Ejemplo se enlistan en la Tabla X. Se utilizó isobutano como el
agente de soplado a 9.13 pph para la preparación de todas las espumas. Como en el Ejemplo 1 , se agregó una pequeña cantidad de monoestearato de glicerol para el control de la estabilidad dimensional de la espuma. Para la preparación de la espuma de polietileno (PEF6) y la espuma de mezcla PE/ESI de ESF1 , se agregó una pequeña cantidad de talco en una
forma concentrada (50 por ciento de talco en el mismo polietileno) para el control del tamaño celular. El nivel de talco efectivo fue de 0.068 pph para la espuma PEF6 y 0.034 pph para ESF1 . No se agregó nucleador a ESF2. Ambas espumas ESF1 y ESF2 se prepararon a partir de la
misma mezcla 70/30 de polietileno y resina ESI. Se incorporó una
pequeña cantidad (0.05 pph) de antioxidante (Irganox 1010 de Ciba Geigy Corp.) en las tres espumas. A una temperatura de zona de enfriamiento de aproximadamente 1 10°C y una temperatura de boquilla de 1 1 1 °C, las tres formulaciones produjeron espumas de excelente calidad. Los tamaños transversales de las espumas fueron de aproximadamente 60 mm de grosor y 620 mm de amplitud. Como se muestra en la Tabla X, las espumas tienen aproximadamente 29 a 30 kg/m3 de densidad y tamaños celulares grandes. Los tamaños celulares promedio varían de 5.6 a 6.7 mm. Tabla X
Notas: (1 ) a (5) = lo mismo que en la Tabla I Prueba 1 1 Desarrollo de Célula Abierta mediante Punción de Orificios y Compresión Las espumas se cortaron en placas de 35 mm de grosor y se punzonaron orificios a una separación de 10 mm y 5 mm como una aguja de 2 mm de diámetro. Los especimenes de forma cilindrica que tienen 45 mm de diámetro se separaron por perforación de las placas. Uno de los especimenes que tiene una separación de orificio a 5 mm se comprimió
Si-.' hasta 95 por ciento de su grosor para desarrollar posteriormente^células abiertas. Todas las espumas comprimidas se recuperaron bien hasta casi su grosor original. Las células abiertas se determinaron mediante el uso de los especimenes cilindricos de 45 mm dé diámetro y 35 mm de grosor. 5 Los contenidos de célula abierta se determinaron mediante el procedimiento C de ASTM D-2856. Como se muestra en la Tabla XI, el alto nivel deseado de células abiertas se desarrolló mediante la punción de orificios, ya que la punción de orificios a una separación de 5 mm ya proporcionó los contenidos de célula abierta en el rango de 92 a 95 por 10 ciento, fue pequeño un desarrollo posterior de células abiertas mediante compresión. Como se anticipó, la ESF1 que tiene células ligeramente más pequeñas que el resto, desarrolla células ligeramente menos abiertas. Tabla XI
(1 ) Contenido de célula abierta del cuerpo de espuma punzonado a una
separación de 10 mm en por ciento. (2) Contenido de célula abierta del cuerpo de espuma punzonado a una separación de 5 mm en por ciento. (3) Contenido de célula abierta del cuerpo de espuma punzonado a una separación de 10 mm y después comprimida a 95% del grosor original en
por ciento.
? ? -i - 60 - Prueba 12 Propiedades Mecánicas y de Amortiguación de Vibración Las propiedades mecánicas y de amortiguación de la vibración de las espuma punzonadas con orificios se determinaron con objeto de 5 conocer la adecuabilidad de los materiales de espuma para utilizarse como una inserción en un panel de emparedado. La rigidez dinámica y el factor de pérdida se determinaron mediante el uso de una tabla de vibración. Un espécimen de espuma en forma de disco de 10 cm de diámetro y 35 mm de grosor se montó sobre una tabla de vibración. En la parte superior del
espécimen, se cargó un panel de partícula circular del mismo diámetro. El peso de la superficie del panel de partícula fue de aproximadamente 10 kg/m2. Se anexó un acelerómetro bajo la tabla y otro sobre la superficie superior del peso de panel de partícula. La tabla se agitó verticalmente en frecuencias aleatorias y la proporción de frecuencia de resonancia y
amortiguamiento se determinó a partir de las señales del acelerómetro mediante el uso de un analizador de señales Brueel y Kjaer Modelo 3555 según se utilizó en la Prueba 4. La rigidez dinámica se calculó a partir de la frecuencia de resonancia, y el factor de pérdida a partir de la proporción de amortiguamiento. Las propiedades mecánicas y de vibración de las
espumas se dan en la Tabla XII.
«¡(«M&rfHiikjfcrt faajg Tabla XII
(1 ) La separación entre los orificios en el patrón cuadrado en milímetros (2) La resistencia comprimida en la dirección vertical en kiloPascales determinada por ASTM D-3575. (3) El módulo compresivo en la dirección vertical en kiloPascales determinado por ASTM D-3575. (4) La resistencia a la tracción en la dirección vertical en kiloPascales determinada por ASTM D-3575. (5) El módulo de tracción en la dirección vertical en kiloPascales determinado por ASTM D-3575. (6) El alargamiento por tensión en la dirección vertical en por ciento determinado por ASTM C-3575. (7) La rigidez dinámica en megaNewtons por metro cúbico determinada con un espécimen de espuma de 35 mm de grosor con un peso superficial de 10 kilogramos por metro cuadrado. (8) El factor de pérdida determinado en la misma condición que para la determinación de la rigidez dinámica.
Como se muestra en la tabla, las espumas tienen resistencia compresiva y a la tracción adecuadas para utilizarse como una inserción de panel de emparedado Como se anticipó, la mezcla en la resina de ESI hizo más suave a la espuma . Las espumas mezcladas PE/ES I fueron más
resistentes según se indicó por un mayor alargamiento. La punción de orificios a una mayor densidad de separación a 5 mm dio como resultado una menor reducción en la resistencia compresiva. La mayor densidad de punción de orificios mostró tener un mayor impacto en la rigidez dinámica. Ventajosamente, la rigidez dinámica se redujo en mayor grado que la resistencia compresiva. Todas ias espumas exhiben buenas características de amortiguación con un factor de pérdida en el rango de 0.35 a 0.48. Como se esperó de la resina de ESI de amortiguación elevada, las espumas mezcladas con PE/ESI, en general, tuvieron factores de pérdida mayores que la espuma de PE, pero la diferencia entre las espumas de orificios separados a 10 m fue pequeña. De manera interesante, las espumas mezcladas con PE/ESI observaron un incremento ventajoso en el factor de pérdida a medida que se punzonaban más orificios. En contraste, la espuma de PE experimentó un decremento en el factor de pérdida a medida que se punzonaban más orificios en la misma. Prueba 1 3 Coeficiente de Absorción del Sonido Los coeficientes de absorción del sonido de las espumas macrocelulares punzonadas con orificios se midieron por ASTM E-1050 mediante el uso del aparato descrito en la Prueba 4. Como se muestra en la Tabla XIII, la composición de polímero tuvo un efecto menor en la capacidad de absorción del sonido de la espuma. Como se observó antes, una mayor densidad de orificios deterioró la capacidad de absorción del sonido. El buen desempeño de absorción del sonido de una espuma macrocelular se sustentó una vez más por las espumas punzonadas a una
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separación de 10 mm. Tabla XII
Notas: (1 ) La separación entre orificios en el patrón cuadrado en milímetros (2) Coeficiente de absorción del sonido a uunnaa ffrreeccuueenncciiaa ddee 225500 Hz determinada según ASTM E-1050. 15 (3) Coeficiente de absorción del sonido a una frecuencia de 500 Hz determinada según ASTM E-1 050. (4) Coeficiente de absorción del sonido a u i na frecuencia de 1000 Hz determinada según ASTM E-1050. (5) Coeficiente de absorción de sonido a una frecuencia de 2000 Hz determinada según ASTM E-1 050. (6) El máximo coeficiente de absorción del sonido a una frecuencia por debajo de 1600 Hz. (7) La frecuencia donde ocurre el máximo 20
" ^^jásj^^j^^Zz ^^i &üá^^- J?^ f-£.-?3&t¿^ ¿^ ss-.
Claims (83)
- * ** *$ - 64 - REIVINDICACIONES 1 . Una espuma de polímero termoplástico celular que tiene un diámetro celular promedio de más de 4 mm.
- 2. Una espuma de polímero termoplástico celular que tiene 5 un diámetro celular promedio de más de 2 mm en donde más del 50 por ciento de las células se ha abierto mediante medios mecánicos.
- 3. Una espuma de polímero termoplástico celular según la reivindicación 2, caracterizada porque el diámetro celular promedio es de más de 3 mm. 10
- 4. Una espuma de polímero termoplástico celular según la reivindicación 3, caracterizada porque el diámetro celular promedio es de más de 4 mm.
- 5. Una espuma de polímero termoplástico celular que tiene una resistividad al flujo de aire de menos de 800,000 Rayls/m y un 15 diámetro celular promedio de más de 2 mm, en donde más del 50 por ciento de las células se ha abierto mediante medios mecánicos.
- 6. Una espuma de polímero termoplástico celular según la reivindicación 5, caracterizada porque el diámetro celular promedio es de más de 3 mm. 20
- 7. Una espuma de polímero termoplástico celular según la reivindicación 6, caracterizada porque el diámetro celular promedio es de más de 4 mm.
- 8 Una espuma de polímero termoplástico celular según la reivindicación 5, caracterizada porque tiene una resistividad al flujo de 25 aire de menos de 400,000 Rayls/m
- 9. Una espuma de polímero termoplástico celular según la reivindicación 6, caracterizada porque tiene una resistividad al flujo de aire de menos de 400,000 Rayls/m.
- 10. Una espuma de polímero termoplástico celular según la reivindicación 7, caracterizada porque tiene una resistividad al flujo de aire de menos de 400,000 Rayls/m.
- 1 1 . Una espuma de polímero termoplástico celular según la reivindicación 5, caracterizada porque tiene una resistividad al flujo de aire de menos de 100,000 Rayls/m.
- 12. Una espuma de polímero termoplástico celular según la reivindicación 6, caracterizada porque tiene una resistividad al flujo de aire de menos de 100,000 Rayls/m.
- 1 3. Una espuma de polímero termoplástico celular según la reivindicación 7, caracterizada porque tiene una resistividad al flujo de aire de menos de 100,000 Rayls/m.
- 14. Una espuma de polímero termoplástico celular según la reivindicación 5, caracterizada porque tiene una resistividad al flujo de aire de menos de 50,000 Rayls/m.
- 15. Una espuma de polímero termoplástico celular según la reivindicación 6, caracterizada porque tiene una resistividad al flujo de aire de menos de 50,000 Rayls/m.
- 16. Una espuma de polímero termoplástico celular según la reivindicación 7, caracterizada porque tiene una resistividad al flujo de aire de menos de 50,000 Rayls/m.
- 1 7. Un proceso para preparar una estructura de espuma de polímero termoplástico celular, caracterizado porque comprende las etapas de: a) proporcionar una primer estructura de polímero termoplástico celular con un diámetro celular promedio de desde 2 mm hasta 15 mm, en donde al menos cierta' porción de las células de la misma son células cerradas; y b) aplicar un medio para abrir las células cerradas en una espuma de polímero termoplástico celular hasta al menos cierta porción de al menos una superficie de dicha primer estructura de espuma de polímero termoplástico, siendo suficiente tal aplicación para dar como resultado una estructura de espuma de polímero termoplástico celular que tiene un diámetro celular promedio de desde 2 mm hasta 15 mm en donde más del 50 por ciento de las células se ha abierto mediante la aplicación de los medios para abrir las células cerradas en una espuma de polímero termoplástico celular.
- 18. Un proceso según la reivindicación 17, caracterizado porque la primer estructura de espuma de polímero termoplástico celular es de células substancialmente cerradas.
- 19. Un proceso según la reivindicación 1 7, caracterizado porque la primer estructura de espuma de polímero termoplástico celular es de células substanciaimente abiertas.
- 20. Un proceso según la reivindicación 1 7, caracterizado porque la primer estructura de espuma de polímero termoplástico celular tiene un diámetro celular promedio de desde 2 mm hasta 10 mm.
- 21 . Un proceso según la reivindicación 20, caracterizado porque la primer estructura de espuma de polímero termoplástico celular tiene un diámetro celular promedio de desde 3 mm hasta 10 mm.
- 22. Un proceso según la reivindicación 21 , caracterizado porque la primer estructura de espuma de polímero termoplástico celular tiene un diámetro celular promedio de desde 4 mm hasta 8 mm.
- 23. Un proceso según la reivindicación 17, caracterizado porque la primer estructura de espuma de polímero termoplástico celular se prepara a partir de un polímero olefínico.
- 24. Un proceso según la reivindicación 23, caracterizado porque el polímero olefínico se selecciona a partir de polímero etilénicos, copolímeros o mezclas de los mismos.
- 25. Un proceso según la reivindicación 23, caracterizado porque el polímero olefínico es polipropileno.
- 26. Un proceso según la reivindicación 23, caracterizado porque el polímero olefínico es una mezcla de polipropileno y un interpolímero de etileno-estireno.
- 27. Un proceso según la reivindicación 24, caracterizado porque el polímero etilénico es un polietileno de baja densidad.
- 28. Un proceso según la reivindicación 24, caracterizado porque el polímero etilénico es una mezcla de polietileno y un interpolímero de etileno-estireno.
- 29. Un proceso según la reivindicación 28, caracterizado porque el interpolímero de etileno-estireno tiene un contenido de estireno de al menos 60 por ciento en peso
- 30. Un proceso según la reivindicación 28, caracterizado porque la mezcla de un polietileno de baja densidad y un interpolímero de etileno-estireno contiene al menos 50 por ciento en peso del polietileno de baja densidad.
- 31 . Un proceso según la reivindicación 17, caracterizado porque más del 70 por ciento de las células de la estructura de espuma de polímero termoplástico celular se han abierto mediante la aplicación de los medios para abrir las células cerradas en una espuma de polímero termoplástico celular.
- 32. Un proceso según la reivindicación 17, caracterizado porque más del 90 por ciento de las células de la estructura de espuma de polímero termoplástico celular se han abierto mediante la aplicación de los medios para abrir las células cerradas en una espuma de polímero termoplástico celular.
- 33. Un proceso según la reivindicación 17, caracterizado porque la estructura de espuma de polímero termoplástico celular tiene una resistividad al flujo de aire de menos de 800,000 Rayls/m.
- 34. Un proceso según la reivindicación 33, caracterizado porque la estructura de espuma de polímero termoplástico celular tiene una resistividad al flujo de aire de menos de 400,000 Rayls/m.
- 35. Un proceso según la reivindicación 34, caracterizado porque la estructura de espuma de polímero termoplástico celular tiene una resistividad al flujo de aire de menos de 100,000 Rayls/m.
- 36. Un proceso según la reivindicación 35, caracterizado porque la estructura de espuma de polímero termoplástico celular tiene una resistividad al flujo de aire de menos de 50,000 Rayls/m. ^ ^^ Á*. ¿ fsátító
- 37. Un proceso según la reivindicación 17, caracterizado porque dicho medio de abertura se selecciona a partir de perforación, separación, compresión o combinaciones de los mismos.
- 38. Un proceso según la reivindicación 37, caracterizado porque dicho medio de abertura incluye la separación.
- 39. Un proceso según la reivindicación 37, caracterizado porque dicho medio de abertura incluye la compresión.
- 40. Un proceso según la reivindicación 39, caracterizado porque dicho medio de abertura es la perforación seguida por compresión.
- 41 . Un proceso según la reivindicación 37, caracterizado porque dicho medio de abertura incluye la perforación.
- 42. Un proceso según la reivindicación 41 , caracterizado porque ia perforación comprende uno o más patrones cuadrados.
- 43. Un proceso según la reivindicación 41 , caracterizado porque la perforación se lleva a cabo en uno o más patrones triangulares.
- 44. Un proceso según la reivindicación 41 , caracterizado porque el medio de abertura es una compresión seguida por perforación.
- 45. Un proceso según la reivindicación 41 , caracterizado porque la perforación se lleva a cabo en una manera que da como resultado que las perforaciones se separen entre sí a distancias no mayores a dos veces el diámetro promedio de las células dentro de la primer estructura de espuma de polímero termoplástico celular.
- 46. Un proceso según la reivindicación 45, caracterizado porque ia perforación se lleva a cabo en una manera que da como resultado que las perforaciones se separen entre sí a distancias no 8»fcj-'^a-«Mtfe. mayores a 1 .5 veces el diámetro promedio de las células dentro de la primer estructura de espuma de polmiero termoplástico celular.
- 47. Un proceso según la reivindicación 46, caracterizado porque la perforación se lleva a cabo en una manera que da como resultado que las perforaciones se separen entre sí a distancias que son aproximadamente iguales al diámetro promedio de las células dentro de la primer estructura de espuma de polímero termoplástico celular.
- 48. Un proceso según la reivindicación 46, caracterizado porque la perforación se lleva a cabo en una manera que da como resultado que las perforaciones se separen entre sí a distancias que son inferiores al diámetro promedio de las células dentro de la primer estructura de espuma de polímero termoplástico celular.
- 49. Un proceso según la reivindicación 41 , caracterizado porque la perforación comprende la punción de la primer estructura de espuma de polímero termoplástico celular con uno o más objetos afilados, apuntados.
- 50. Un proceso según la reivindicación 49, caracterizado porque los objetos afilados, apuntados se seleccionan de agujas, alfileres, púas o clavos.
- 51 . Un proceso según la reivindicación 48, caracterizado porque la perforación comprende la punción de la primer estructura de espuma de polímero termoplástico celular mediante perforación, corte por láser, corte de fluido a presión elevada, pistolas de aire o proyectiles.
- 52. Una espuma según la reivindicación 1 , caracterizada porque comprende además un retardador de ignición.
- 53. Una espuma según la reivindicación 1 , caracterizada porque las espumas se han formado en un perfil que tiene una rigidez dinámica baja.
- 54. Una espuma según la reivindicación 1 , caracterizada porque la espuma se prepara a partir de un polímero olefínico.
- 55. Una espuma según la reivindicación 54, caracterizada porque el polímero olefínico se selecciona a partir de polímeros etilénicos, copolímeros o mezclas de los mismos.
- 56. Una espuma según la reivindicación 54, caracterizada porque el polímero olefínico es polipropileno.
- 57. Una espuma según ia reivindicación 54, caracterizada porque el polímero olefínico es una mezcla de polipropileno y un interpolímero de etileno-estireno.
- 58. Una espuma según la reivindicación 55, caracterizada porque el polímero etilénico es un polietileno de baja densidad.
- 59. Una espuma según la reivindicación 55, caracterizada porque el polímero etilénico es una mezcla de un polietileno de baja densidad y un interpolímero de etileno-estireno.
- 60. Una espuma según la reivindicación 59, caracterizada porque el interpolímero de etileno-estireno tiene un contenido de estireno de al menos 60 por ciento en peso.
- 61 Una espuma según la reivindicación 59, caracterizada porque la mezcla de un polietileno de baja densidad y un interpolímero de etileno-estireno contiene al menos 50 por ciento en peso del pohetileno de baja densidad &^« &gB£&á a£..
- 62. Una espuma según la reivindicación 53, caracterizada porque el perfil está comprendido de un núcleo de espuma termoplástica celular a la cual se han anexado tiras angostas de la misma o de una espuma de polímero termoplástico celular diferente, de manera alterna o en lados opuestos del núcleo de la espuma.
- 63. Una espuma según la reivindicación 62, caracterizada porque las distancias entre el punto medio de las tiras angostas de la espuma de polímero termoplástico celular son de al menos 250 mm.
- 64. Una espuma según la reivindicación 63, caracterizada porque las distancias entre los puntos medios de las tiras angostas de la espuma termoplástica celular en el mismo del núcleo de la espuma son desde 300 mm hasta 600 mm.
- 65. Una espuma según la reivindicación 53, caracterizada porque el perfil está comprendido de un núcleo de espuma termoplástica celular al cual se han anexado tiras angostas de la misma o de una estructura de espuma termoplástica celular diferente, en el mismo lado y en extremos opuestos del núcleo de la espuma.
- 66. Una espuma según la reivindicación 65, caracterizada porque las distancias entre los puntos medios de las tiras angostas son de al menos 350 mm.
- 67. Una espuma según la reivindicación 66, caracterizada porque las distancias entre los puntos medios de las tiras angostas son entre 450 mm y 600 mm.
- 68. Una espuma según la reivindicación 2, caracterizada porque la espuma se ha formado en un perfil que tiene una rigidez Safe» <»,-*J.>«i¡<ja~--i> i,»--* Sft * fe¿^ ¿a- . r * - 73 - dinámica baja.
- 69. Una espuma según la reivindicación 68, caracterizada porque el perfil está comprendido de un núcleo de espuma termoplástica celular al cual se han anexado tiras angostas de la misma o de una 5 espuma de polímero termoplástico celular diferente, de manera alterna y en lados opuestos del núcleo de la espuma.
- 70. Una espuma según la reivindicación 69, caracterizada porque las distancias entre el punto medio de las tiras angostas de espuma de polímero termoplástico celular son de al menos 250 mm. 10
- 71 . Una espuma según la reivindicación 70, caracterizada porque las distancias entre los puntos medios de las tiras angostas de espuma termoplástica celular en el mismo lado del núcleo de la espuma son desde 300 mm hasta 600 mm.
- 72. Una espuma según la reivindicación 68, caracterizada 15 porque el perfil está comprendido de un núcleo de espuma termoplástica celular a la cual se han anexado tiras angostas de la misma o de una estructura de espuma termoplástica celular diferente, en el mismo lado y en extremos opuestos del núcleo de espuma.
- 73. Una espuma según la reivindicación 72, caracterizada 20 porque las distancias entre los puntos medios de las tiras angostas son de al menos 350 mm.
- 74. Una espuma según la reivindicación 73, caracterizada porque las distancias entre los puntos medios de las tiras angostas son entre 450 mm hasta 600 mm. 25
- 75 Una espuma según cualquiera de las reivindicaciones 1 J*ÍH *3t ***l i¿Mü & ~ -»-5tJ- *r - 74 y 52 a 61 , caracterizada porque la espuma puede obtenerse mediante extrusión de un gel espumable, que comprende el polímero termoplástico que tiene un agente de soplado incorporado en el mismo, a través de una boquilla hacia una zona de presión inferior, la cual se encuentra a presión 5 atmosférica o subatmosférica.
- 76. Una espuma según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 52 a 61 , caracterizada porque la espuma se elabora mediante extrusión, las células se alargan y la orientación del alargamiento celular se encuentra en la dirección de la extrusión. 0
- 77. Una espuma según la reivindicación 76, caracterizada porque es de célula cerrada.
- 78. Una espuma según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 52 a 61 , caracterizada porque se encuentra en una forma de hebra coalescida. 5
- 79. Una espuma según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 52 a 61 , caracterizada porque tiene una porción de células previamente cerradas, abiertas mediante abertura celular mecánica.
- 80. Una espuma según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 52 a 61 , caracterizada porque se encuentra en la forma de perlas no 0 degradadas.
- 81 . Una espuma de polímero termoplástico celular que tiene un diámetro celular promedio de más de 2 mm, en donde más del 50 por ciento de las células se ha abierto mediante medios mecánicos medidos de acuerdo al Procedimiento C de ASTM D2856. 5
- 82. Una espuma según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 52 a 61 , caracterizada porque el polímero se ha injertado con un silano funcional de vinilo o un silano funcional de azido.
- 83. Una espuma según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 52 a 61 , caracterizada porque la espuma se ha degradado. LALS »3 X*¡>« RESUMÍ Se proporcionan es^u nas de poljmero termoplástico que tienen propiedades de aislamiento del ruido satisfactorias para aplicaciones demandantes, las cuales tLfnen resistencia mecánica, las cuales son económicas de fabricar y las cuales son hidrolíticamente estables. También se proporcionan los métodos para preparar estas espumas. Las espumas son útiles en el manejo del sonido, el empaque amortiguado, la filtración y la absorción de fluidos y exhiben una o más de las siguientes propiedades: 1 ) tamaño celular promedio mayor a aproximadamente 2 mm; 2) estructura celular substancialmente abierta y 3) poros relativamente grandes que conectan las células. Con objeto de que la espuma sea acústicamente activa, la espuma debe poseer una estructura celular substancialmente abierta y una resistividad al flujo del aire relativamente baja. Las espumas con estructura celular substancialmente abierta y resistividad al flujo del aire relativamente baja se preparar mediante la abertura mecánica de una espuma que tiene un tamaño celular promedio mayor a aproximadamente 2 mm. En la mayoría de los casos, tal abertura mecánica crea poros relativamente grandes que conectan las células.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US60/100,699 | 1998-09-17 |
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Publication Number | Publication Date |
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MXPA01002803A true MXPA01002803A (es) | 2001-11-21 |
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