AT511328B1 - Verfahren zur herstellung eines formschaumelementes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formschaumelements aus einem offenzelligen Polyurethanschaumstoff mit einer Rohdichte nach EN ISO 845 von 15 kg/m3 bis 130 kg/m3 und einer Härte nach DIN EN 3386 von maximal 6,5 kPa, der durch Umsetzung eines Isocyanats, eines Polyols und Wasser gebildet wird, wobei zumindest ein modifiziertes Cyclodextrin zugesetzt wird, dessen freie Hydroxylgruppen zumindest teilweise durch Gruppen, ausgewählt aus einer Gruppe umfassend C1- bis C10 Alkylgruppen, C1- bis C10- Alkoxygruppen, C1- bis C10 Carbonsäuren und Estergruppen ersetzt sind, die gegenüber Isocyanatgruppen inert sind. Das Cyclodextrin weist eine Hydroxylzahl von maximal 600 mg KOH/g auf, und wird in einer Menge zugesetzt, dass ein Verhältnis der Hydroxylfunktionalität nach DIN 53240 aus den Polyol(en) zu der Hydroxylfunktionalität nach DIN 53240 aus dem Cyclodextrin zwischen 250 mg KOH/g : 50 mg KOH/g und 27 mg KOH/g : 600 mg KOH/g beträgt.

Description

österreichisches Patentamt AT511 328B1 2012-11-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formschaumelements für eine Polsterung, eine Matratze, einen Teppich, ein Verkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug oder ein Möbel, basierend auf einem offenzeiligen Polyurethanschaumstoff mit einer Rohdichte nach EN ISO 845 ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 15 kg/m3 und einer oberen Grenze von 130 kg/m3 und einer Härte nach DIN EN 3386 von maximal 6,5 kPa, der durch Umsetzung von mehreren Komponenten umfassend zumindest ein Isocyanat, zumindest einem Polyol und Wasser gebildet wird, wobei weiter zumindest ein modifiziertes a-, ß- oder γ-Cyclodextrin zugesetzt wird, das eine Kavität aufweist, und dessen freie Hydroxylgruppen zumindest teilweise durch Gruppen ersetzt sind, die gegenüber Isocyanatgruppen inert sind, sowie die Verwendung eines eines a-, ß- oder γ-Cyclodextrins, in der Herstellung einer Polsterung, einer Matratze, eines Teppichs, eines Verkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug oder eines Möbels, zumindest teilweise bestehend aus einem Polurethanschaum.

[0002] Bei der Herstellung von Polyurethanschaummatratzen bzw. generell bei Produkten aus Polyurethanschäumen kommt es beim Fertigprodukt zur Ausbildung eines charakteristischen Geruchs, der erst nach einiger Zeit durch Auslagerung an der Luft verschwindet. Da Matratzen nach der Herstellung meist luftdicht verpackt werden gelangt diese Problematik bis zum Endkunden.

[0003] Die Verwendung von Cyclodextrinen zur Absorption von Geruch verursachenden Molekülen ist bereits im Stand der Technik beschrieben worden, beispielsweise im Raumspray Febreze®der Fa. Procter und Gamble.

[0004] Auch in die Patentliteratur hat die Verwendung von Cyclodextrinen unter anderem als „Geruchsneutralisierer" Einzug gefunden. So ist zum Beispiel aus der WO 2008/112712 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Hygiene- oder Wundversorgungsproduktes aus einem Geruchsstoffe absorbierenden Polyurethanschaumstoff bekannt, nach dem ein a-, ß- oder γ-Cyclodextrin in dem Schaumstoff vernetzt eingebaut wird.

[0005] Die DE 199 28 689 A1 und die WO 01/00723 A1 beschreiben ein Verfahren zur Herstellung von Polsterungen für Möbel, Teppiche oder Matratzen, basierend auf Polyurethanweichschaumstoffen wobei die Herstellung zur Deaktivierung von aminischen Katalysatoren in Poly-isocyanat- Polyadditionsprodukten in Gegenwart von organischen, cyclischen Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 200 bis 3000 g/mol durchgeführt wird um durch den Einschluss von Geruchsstoffen Foggingprobleme in den Griff zu bekommen. Als organische, cyclische Verbindungen werden gegebenenfalls modifizierte Cyclodextrine, Resorcinarene, Cyclophane und Cyclocalixarene genannt.

[0006] Aus der DE 10 2007 062 525 A1 sind auf Basis von Polyolen und Polyisocyanaten hergestellte Polyurethane bekannt, die 0,1 bis 45 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Polyolkomponente, Cyclodextrine und/oder Cylodextrinderivate in chemisch gebundener Form enthalten. Die Polyurethane werden unter Verwendung von Polyesterpolyolen, Polyetherpolyolen, Glykolen und/oder C1-C6-Alkandiolen sowie unter Verwendung von MDI, TDI, HDI und/oder IPDI in monomerer oder oligomerer Form hergestellt. Als Cyclodextrin wird a-, ß-oder γ-Cyclodextrin in monomerer, dimerer, primerer oder höher oligomerer Form eingesetzt, wobei das das Cyclodextrin ganz oder teilweise mit einem Wirkstoff beladen sein kann, insbesondere mit Geruchsstoffen, Insektiziden, Fungiziden oder Farbstoffen.

[0007] Die DE 197 45 527 A1 beschreibt ein Polyurethan, das einen oder mehrere cyclische Mehrfachzucker mit 2 bis 14 Zuckereinheiten beinhaltet, wobei mindestens ein Sauerstoff einer Hydroxylgruppe mindestens einer Zuckereinheit eines Mehrfachzuckers alkoxyliert ist. Das Polyurethan wird für Schäume, Fasern, Folien, Beschichtungen, Lacke und Formteile verwendet, wobei als Schäume Hartschäume beschrieben werden.

[0008] Aus der US 5,063,251 A ist es bekannt, zur Herstellung von Schaumstoffen in Cyclo-dextrin verpackte Treibmittel zu verwenden. 1 /15 österreichisches Patentamt AT511 328B1 2012-11-15 [0009] Aus der JP 07-053658 A ist die Herstellung eines Polyurethanschaumstoffes mit erhöhter Härte unter Verwendung von ß-Cyclodextrin bekannt.

[0010] Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, die Geruchsbelastung von Matratzen aus Polyurethanschäumen zu reduzieren.

[0011] Diese Aufgabe wird jeweils unabhängig durch das eingangs genannte Verfahren sowie durch die eingangs genannte Verwendung eines a-, ß- oder γ-Cyclodextrin gelöst, wobei bei dem Verfahren ein modifiziertes a-, ß- oder γ-Cyclodextrin eingesetzt wird, das eine Hydroxyl-zahl von maximal 600 mg KOH/g aufweist und das in einer Menge zugesetzt wird, dass ein Verhältnis der Hydroxylfunktionalität nach DIN 53240 aus den Polyol(en) zu der Hydroxylfunkti-onalität nach DIN 53240 aus dem a-, ß- oder γ-Cyclodextrin zwischen 250 mg KOH/g : 50 mg KOH/g und 27 mg KOH/g : 600 mg KOH/g beträgt, und die Gruppen, die gegenüber Isocyanat-gruppen inert sind, ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend C1- bis C10 Alkylgruppen, C1- bis C10- Alkoxygruppen, C1- bis C10 Carbonsäuren und Estergruppen, und das zur Maskierung von geruchsintensiven Verbindungen die während des Schäumprozesses entstehen und/oder als Verunreinigungen in den eingesetzten Edukten enthalten sind, verwendet wird.

[0012] Es sei bereits an dieser Stelle erwähnt, dass unter einem Formschaumelement ein Schaumstoffprodukt verstanden wird, dass bereits fertig aus der Schäumform entnommen werden kann, oder das aus größeren Formschaumblöcken herausgetrennt wird, beispielsweise herausgeschnitten wird. Insbesondere werden im Sinne der Erfindung unter einem Formschaumelement eine Polsterung, beispielsweise für Sitzmöbel, eine Matratze, eine Teppichschicht, ein Verkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug, wie z.B. ein Seitenverkleidungsteil oder ein Möbel, wie z.B. Sitzkissen, etc., oder ein (Reinigungs)Schwamm oder ein Filterschaum verstanden.

[0013] Von Vorteil ist dabei, dass durch den kovalenten Einbau des a-, ß- oder γ-Cyclodextrins in der Herstellung des Polyurethanschaums entstehende oder in das Reaktionsgemisch einge-brachte geruchsintensive Moleküle bereits zu einem sehr frühen Stadium „neutralisiert" werden, wodurch die nachfolgende Auslagerungszeit des Formschaumelementes deutlich reduziert werden kann. Für die Einlagerung dieser Moleküle in das a-, ß- oder γ-Cyclodextrin ist die relativ hohe Temperatur des Schäumprozesses von Vorteil, da einerseits die Kavität des a-, ß- oder γ-Cyclodextrin nicht ungewollt besetzt wird, andererseits die Beweglichkeit dieser Moleküle im Vergleich zu jener bei Raumtemperatur so groß ist, das die Einlagerung rascher erfolgt. Es erfolgt also mit anderen Worten ausgedrückt die Einlagerung dieser Moleküle von Anfang an und nicht im Verlauf eines später stattfindenden Zerfalls von Molekülen.

[0014] Unter dem Ausdruck „geruchsintensive Moleküle" werden im Rahmen der Erfindung Moleküle verstanden, die in bereits geringen Geruchsstoffkonzentrationen einen Geruchsreiz auslösen (vgl. auch DIN EN 13725). Ebenso werden darunter Moleküle verstanden, die als kurzlebige Verbindungen während des Schäumprozesses entstehen oder bereits in den Rohstoffen vorhanden sind und als „geruchsintensive Moleküle" oder deren Vorstufen einzuordnen sind. Es können also mit der Erfindung auch bereits Vorstufen zu diesen „geruchsintensiven Molekülen" in das a-, ß- oder γ-Cyclodextrin eingelagert werden, um auf diese Weise die Geruchsbeeinträchtigung zu verhindern bzw. zu reduzieren.

[0015] Durch die Verwendung eines modifiziertes a-, ß- oder γ-Cyclodextrins, die gut in großtechnischem Maßstab erhältlich sind, kann eine deutliche Kostensteigerung in der Herstellung des Formschaumelementes vermieden werden. Zudem ist die sterische Anpassung der Kavität dieser Moleküle einfacher durchführbar.

[0016] Das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin wird in einer Menge zugesetzt, dass ein Verhältnis der Hydroxylfunktionalität aus den Polyol(en) zu der Hydroxylfunktionalität aus dem Oligosaccharid zwischen 250 mg KOH/g : 50 mg KOH/g, insbesondere zwischen 150 mg KOH/g : 50 mg KOH/g, und 27 mg KOH/g : 600 mg KOH/g, insbesondere zwischen 27 mg KOH/g : 400 mg KOH/g, beträgt. Es kann damit eine Versteifung des Polyurethanschaums besser vermieden werden. 2/15 österreichisches Patentamt AT511 328B1 2012-11-15 [0017] Zur weiteren Verbesserung dieser Eigenschaften kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens vorgesehen sein, dass das modifiziertes a-, ß- oder γ-Cyclodextrin eine Hydroxylzahl zwischen 50 mg KOH/g und 370 mg KOH/g aufweist.

[0018] Durch den Einsatz eines a-, ß- oder γ-Cyclodextrins, dessen freie Hydroxylgruppen zumindest teilweise durch Gruppen ersetzt sind, die gegenüber Isocyanatgruppen inert sind, wird durch die Reduktion der Acidität des a-, ß- oder γ-Cyclodextrins eine höhere Vernetzung des a-, ß- oder γ-Cyclodextrins mit dem Polyurethanschaum vermieden, wodurch die Einlagerung von geruchsintensiven Molekülen in das a-, ß- oder γ-Cyclodextrin weniger behindert wird. Zudem wird damit eine zu hohe Härte bzw. eine Versteifung des Polyurethanschaums vermieden, ebenfalls bedingt durch die geringere Reaktivität des a-, ß- oder γ-Cyclodextrins gegenüber den Isocyanatgruppen.

[0019] Diese Gruppen zur Inertisierung des a-, ß- oder γ-Cyclodextrins gegenüber Isocyanatgruppen sind ausgewählt aus einer Gruppe umfassend verzweigte (cis- und trans-Formen) und unverzweigte C1-, C2-, C3-, C4-, C5-, C6-, C7-, C8-, C9-, C10-Alkylgruppen, beispielsweise Methyl-, Ethyl-, Propyl-, n-Butyl-, iso- Butyl-, n-Pentyl-, iso-Pentyl-, neo-Pentyl-, n-Hexyl-, 2-Methylpentyl-, 3-Methylpentyl-, 2,2-Dimethylbutyl-, 2,3-Dimethylbutyl-, n-Heptyl-, 2-Methylhexyl-, 3- Methylhexyl-, 2,2-Dimethylpentyl-, 2,3-Dimethylpentyl-, 2,4-Dimethylpentyl-, 3,3-Dimethylpentyl-, 3-Ethylpentyl-, 2,2,3-Trimethylbutyl-, n-Octyl-, 2-Methylheptyl-, 3-Methylheptyl-, 4- Methylheptyl-, 2,2-Dimethylhexyl-, 2,3-Dimethylhexyl-, 2,4-Dimethylhexyl-, 2,5-Dimethylhexyl-, 3,3-Dimethylhexyl-, 3,4-Dimethylhexyl-, 3-Ethylhexyl-, 2,2,3-Trimethylpentyl-, 2,2,4-

Trimethylpentyl-, 2,3,3-Trimethylpentyl-, 2,3,4-Trimethylpentyl-, 3-Ethyl-2-methylpentyl-, 3-Ethyl-3-methylpentyl-, 2,2,3,3-Tetramethylbutyl-, n-Nonyl-, 2-Methyloctyl-, 3-Methyloctyl-, 4-Methyloctyl-, 2,2-Dimethylheptyl-, 2,3-Dimethylheptyl-, 2,4-Dimethylheptyl-, 2,5-Dimethylheptyl-, 2,6-Dimethylheptyl-, 3,3-Dimethylheptyl-, 3,4-Dimethylheptyl-, 3,5-Dimethylheptyl-, 4,4-

Dimethylheptyl-, 3-Ethylheptyl-, 4-Ethylheptyl-, 2,2,3-Trimethylhexyl-, 2,2,4-Trimethylhexyl-, 2.2.5- Trimethylhexyl-, 2,3,3-Trimethylhexyl-, 2,3,4-Trimethylhexyl-, 2,3,5-Trimethylhexyl-, 3,3,4-Trimethylhexyl-, 3,3,5-Trimethylhexyl-, 3-Ethyl-2-methylhexyl-, 4-Ethyl-2-methylhexyl-, 3-Ethyl-3-methylhexyl-, 4-Ethyl-3-methylhexyl-, 2,2,3,3-Tetramethylpentyl-, 2,2,3,4-Tetramethylpentyl-, 2,2,4,4-Tetramethylpentyl-, 2,3,3,4-Tetramethylpentyl-, 3-Ethyl-2,2-dimethylpentyl-, 3-Ethyl-2,3-dimethylpentyl-, 3-Ethyl-2,4-dimethylpentyl-, 3,3-Diethylpentyl-, n-Decyl- Isomere von n-Decyl-Gruppen, sowie einfach und mehrfach ungesättigte und cyclische Isomere dieser Gruppen, wie z.B. Cyclohexylgruppen, Hexenylgruppen, verzweigte (cis- und trans-Formen) und unverzweigte C1-, C2-, C3-, C4-, C5-, C6-, C7-, C8-, C9-, C10-Alkoxygruppen und deren Isomere, wie beispielsweise Methoxy-, Ethoxy-, Propoxy-, n-Butoxy-, iso- Butoxy-, n-Pentoxy-, iso-Pentoxy-, neo-Pentoxy-, n-Hexoxy-, 2-Methylpentoxy-, 3-Methylpentoxy-, 2,2-Dimethylbutoxy-, 2,3-Dimethylbutoxy-, n-Heptoxy-, 2-Methylhexoxy-, 3-Methylhexoxy-, 2,2-Dimethylpentoxy-, 2,3-Dimethylpentoxy-, 2,4-Dimethylpentoxy-, 3,3-Dimethylpentoxy-, 3-Ethylpentoxy-, 2,2,3-Trimethylbutoxy-, n-Octoxy-, 2-Methylheptoxy-, 3-Methylheptoxy-, 4-Methylheptoxy-, 2,2-Dimethylhexoxy-, 2,3-Dimethylhexoxy-, 2,4-Dimethylhexoxy-, 2,5-Dimethylhexoxy-, 3,3-Dimethylhexoxy-, 3,4-Dimethylhexoxy-, 3-Ethylhexoxy-, 2,2,3-Trimethylpentoxy-, 2,2,4-Trimethylpentoxy-, 2,3,3-Trimethylpentoxy-, 2,3,4-Trimethylpentoxy-, 3-Ethyl-2-methylpentoxy-, 3-Ethyl-3-methylpentoxy-, 2,2,3,3-Tetramethylbutoxy-, n-Nonoxy-, 2-Methyloctoxy-, 3-Methyloctoxy-, 4-Methyloctoxy-, 2,2-Dimethylheptoxy-, 2,3-Dimethylheptoxy-, 2,4-Dimethylheptoxy-, 2,5-Dimethylheptoxy-, 2,6-Dimethylheptoxy-, 3,3-Dimethylheptoxy-, 3,4-Dimethylheptoxy-, 3,5-Dimethylheptoxy-, 4,4-Dimethylheptoxy-, 3-Ethylheptoxy-, 4-Ethylheptoxy-, 2,2,3-Trimethylhexoxy-, 2,2,4-Trimethylhexoxy-, 2,2,5-Trimethylhexoxy-, 2,3,3-Trimethylhexoxy-, 2,3,4-Trimethylhexoxy-, 2,3,5-Trimethylhexoxy-, 3,3,4-Trimethylhexoxy-, 3.3.5- Trimethylhexoxy-, 3-Ethyl-2methylhexoxy-, 4-Ethyl-2-methylhexoxy-, 3-Ethyl-3-methylhexoxy-, 4-Ethyl-3-methylhexoxy-, 2,2,3,3-Tetramethylpentoxy-, 2,2,3,4-Tetramethylpentoxy-, 2,2,4,4-Tetramethylpentoxy-, 2,3,3,4-Tetramethylpentoxy-, 3-Ethyl-2,2-dimethylpentoxy-, 3-Ethyl-2,3-dimethylpentoxy-, 3-Ethyl-2,4-dimethylpentoxy-, 3,3-Diethylpentoxy-, n-Decoxy- Isomere von n-Decoxy-Gruppen, sowie einfach und mehrfach ungesättigte und cyclische Isomere dieser Gruppen, wie z.B. Heptenoxy, Cyclohexanoxy, verzweigte (auch cyclische, gesättigte oder ungesättigte) oder unverzweigte (gesättigte oder ungesättigte) 3/15 österreichisches Patentamt AT511 328B1 2012-11-15 C1-, C2-, C3-, C4-, C5-, C6-, C7-, C8-, C9-, C10-Carbonsäuren sowie deren Isomere, wie z.B. Ethan-, Ethen-, Propan-, (iso)Butan-, (iso)Octan- oder (iso)Decan- sowie Cyclohexansäure, und Estergruppen.

[0020] Aufgrund der unterschiedlichen Größen dieser Gruppen ist eine gezielte Anpassung der Kavität an die einzulagernden geruchsintensiven Moleküle möglich. Zudem ist damit auch in großtechnischem Maßstab eine relativ einfache Anpassung der Kavität des a-, ß- oder γ-Cyclodextrins (bezüglich der Reaktivität und der Größe) an bestimmte geruchsintensive Moleküle erreichbar, sodass also das a-, ß- oder γ-Cyclodextrin gezielt auf eine bestimmte Molekülart bzw. eine bestimmte Verbindungsklasse bzw. -gruppe, die in die Kavität eingelagert werden soll, konditioniert werden kann, um damit die Selektivität der Geruchsreduktion durch das a-, ß-oder γ-Cyclodextrin zu erhöhen.

[0021] Besonders vorteilhaft ist es, wenn aus den voranstehend genannten Gründen ein modifiziertes a-, ß- oder γ-Cyclodextrin eingesetzt wird, dessen freie Hydroxylgruppen zumindest zu 50 % inertisiert sind, da damit diese Effekte deutlich verbessert werden.

[0022] Nach einer anderen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass ein hinsichtlich seiner Struktur „konusförmiges" modifiziertes a-, ß- oder γ-Cyclodextrin eingesetzt wird, dessen Konus einen oberen Durchmesser zwischen 0,045 nm, insbesondere 0,47 nm, und 0,53 nm, insbesondere 0,51 nm, sowie einen unteren Durchmesser zwischen 0,35 nm insbesondere 0,37 nm, und 0,47 nm, insbesondere 0,44 nm, bzw. dessen Konus einen oberen Durchmesser zwischen 0,83 nm, insbesondere 0,86 nm, und 1,3 nm, insbesondere 1,11 nm, sowie einen unteren Durchmesser zwischen 0,75 nm, insbesondere 0,81 nm, und 1 nm, insbesondere 0,92 nm, und der eine Höhe zwischen 0,50 nm, insbesondere 0,52 nm, und 0,80 nm, insbesondere 0,75 nm, aufweist. Damit eignet sich das a-, ß- oder γ-Cyclodextrin insbesondere für die Einlagerung von Estern, Aldehyden, Phthalaten, Spaltprodukten aus Urethanen und aromatische Verbindungen, also primär von Verbindungen die im Herstellungsprozess des Polyurethanschaums auftreten können.

[0023] Es ist möglich, dass das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin schaumförmig eingesetzt oder aufgeschäumt wird, um den Schaumcharakter, d.h. die Schaumstruktur, des Polyurethanschaums nicht bzw. nur geringförmig zu verändern.

[0024] Das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin kann ein Molekulargewicht zwischen 1100 g/mol und 6000 g/mol, insbesondere zwischen 1000 g/mol und 3000 g/mol, aufweisen, wodurch die Temperaturstabilität im Herstellungsprozess des Polyurethanschaums besser ist.

[0025] Das Aufschäumen des Polyurethanschaumstoffes wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 100 °C, insbesondere 100 °C, und 170 °C, insbesondere 150 °C, für die Herstellung von Blockschäumen bzw. bei einer Temperatur zwischen 20 °C, insbesondere 25 °C, und 45 KD, insbesondere 40 °C, für die Herstellung von Formschäumen durchgeführt, weil damit das Besetzen der Kavitäten mit anderen als den geruchsintensiven Molekülen reduziert werden kann.

[0026] Vorzugsweise wird das a-, ß- oder γ-Cyclodextrin in einem Anteil zwischen 0,5 pphp und 25 pphp (parts per hundred parts polyol, Gewichtsteile berechnet auf 100 Gewichtsteile Polyol), insbesondere zwischen 0,9 pphp und 19 pphp, eingesetzt.

[0027] Das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin kann als Suspension in dem oder einem der Polyol(e) zugesetzt werden. Dies hat den Vorteil, dass ein zusätzliches Lösungsmittel oder Suspensionsmittel zur Zudosierung des a-, ß- oder γ-Cyclodextrins in die Reaktionsmasse für den Polyurethanschaum vermieden werden kann. Insbesondere eignet sich diese Art der Zugabe auch für schlecht lösliche a-, ß- oder γ-Cyclodextrine. Als Nebeneffekt wird eine bessere Homogenisierung des a a-, ß- oder γ-Cyclodextrins in Bezug auf das Polyol erreicht.

[0028] Andererseits kann das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin aus demselben Grund der Vermeidung einer zusätzlichen Prozesschemikalie als wässrige Lösung zugesetzt werden.

[0029] Es ist aber auch möglich, dass das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin als partikulärer 4/15 österreichisches Patentamt AT511 328B1 2012-11-15

Feststoff zugesetzt wird, um die für den Schäumprozess benötigte Energie zu verringern, da das Lösungsmittel oder Suspensionsmittel während des Aufschäumens oder nach dem Aufschäumen nicht wieder entfernt werden muss, wenngleich letzteres von Vorteil in Hinblick auf das Abkühlungsverhalten des Polyurethanschaums sein kann. Die Einbringung als Feststoff hat zudem den Vorteil einer höheren Umweltverträglichkeit des Verfahrens.

[0030] Das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin kann mit einer Partikelgröße zwischen 5 pm und 100 pm, insbesondere zwischen 12 pm und 60 pm, eingesetzt werden, um damit dessen Homogenisierbarkeit zu verbessern.

[0031] Es ist auch möglich, dass das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin mit zumindest einem Wirkstoff beladen ist, sodass also mit einem Herstellungsschritt nicht nur geruchsintensive Moleküle gebunden werden sondern gleichzeitig eine Geruchsverbesserung oder eine Geruchsbeeinflussung des Formschaumelementes erreicht werden kann. Zudem ist es damit aber auch möglich, andere Wirkstoffe, die nicht auf die Verbesserung des Geruchs des Formschaumelementes abzielen, ohne zusätzlichen Herstellungsschritt in den Polyurethanschaum einzubringen.

[0032] Bevorzugt kann dabei der Wirkstoff ausgewählt sein aus einer Gruppe umfassend Insektizide, vor allem wirksam gegen Arthropoden, wie Bettwanzen oder Milben, medizinische Wirkstoffe, und Duftstoffe.

[0033] Die Duftstoffe können ausgewählt sein aus einer Gruppe umfassend Stoffe mit zitrusarti-gem Geruch, blumenartigem Geruch, Frische-Geruch, Geranium-artigen Geruch, weintraubenartigem Geruch, grapefruitartigem Geruch, grasartigem Geruch, grüner Note, kräuterartigem Geruch, lavendelartigem Geruch, zitronenartigem Geruch, Minze-artigem Geruch, Orangen-schalen-artigem Geruch, Pfefferminze-artigem Geruch, Kiefer-artigem Geruch, Rosen-artigem Geruch, Grüne Minze-artigem Geruch, holzartigem Geruch, sowie Mischungen daraus.

[0034] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

[0035] Bekannterweise werden Polyurethanschäume aus einem oder einem Gemisch von zumindest zwei Isocyanat(en) mit einer NCO-Funktionalität von 2 oder größer, beispielsweise TDI (Toluol-2,4-diisocyanat) oder MDI ((Diphenylmethandiisocyanat), gegebenenfalls eingesetzt als Präpolymer, einem oder einem Gemisch von mehreren Polyol(en) mit einer OH-Funktionalität von 2 oder größer, beispielsweise einem Polyetherpolyol oder einem Polyesterpolyol, sowie Wasser als Basiskomponenten für den Polyurethanschaum, sowie einem oder mehreren Hilfsstoffen, wie beispielsweise einem Katalysator bzw. Aktivator, einem Entschäumer, Farbmittel, etc., hergestellt. Umfassende Beispiele hierfür sind beispielsweise in den einleitend zum Stand der Technik genannten Druckschriften enthalten, sodass diesbezüglich darauf verwiesen sei, um nicht unnötigerweise den Stand der Technik zu wiederholen. Dieser Stand der Technik gehört daher in dem genannten Umfang zum Inhalt vorliegender Beschreibung.

[0036] Das zumindest eine Isocyanat und das zumindest eine Polyol werden vorzugsweise in einem Anteil zugesetzt, dass eine Verhältnis der Anzahl an NCO/OH in einem Bereich zwischen 0,95:1, insbesondere 0.98:1, und 1,20:1, insbesondere 1,15:1, erhalten wird.

[0037] Prinzipiell ist es auch möglich, Abfallschaumstoffe insbesondere aus Polyurthanweich-schaumstoffen, in partikulärer Form einzusetzen und mit Neuschaum zu einem so genannten Verbundschaumstoff zu verbinden.

[0038] Unter einem Polyurethanschaumstoff wird im Sinne der Erfindung ein offenzeiliger Polyurethanweichschaumstoff verstanden mit einer Rohdichte nach EN ISO 845 ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 15 kg/m3, insbesondere 20 kg/m3, und einer oberen Grenze von 130 kg/m3, insbesondere 60 kg/m3, und einer Härte nach DIN EN 3386von maximal 6,5 kPa, insbesondere maximal 6 kPa, verstanden, wie er üblicherweise in den voranstehend genannten Produkten, insbesondere in Matratzen, Verwendung findet.

[0039] Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass für die Herstellung des Polyurethanschaums 5/15 österreichisches Patentamt AT511 328B1 2012-11-15 zumindest ein modifiziertes a- und/oder ß- und/oder γ-Cyclodextrin eingesetzt wird, das eine Hydroxylzahl von maximal 600 mg KOH/g, insbesondere zwischen 50 mg KOH/g und 370 mg KOH/g, nach DIN 53240 aufweist, um damit geruchsintensive Verbindungen, die während des Schäumprozesses entstehen und/oder als Verunreinigungen in den eingesetzten Edukten enthalten sind, zu maskieren. Gegebenenfalls kann auch eine Mischung aus zumindest zwei unterschiedlich modifizierten a-, ß- oder γ-Cyclodextrinen eingesetzt werden, um damit unterschiedliche Geruchsstoffe selektiver maskieren zu können.

[0040] Insbesondere werden mit dem(den) modifizieren a-, ß- oder y-Cyclodextrin(en) Ester, beispielsweise Methyl 2-ethylhexanoat, und/oder Aldehyde, beispielsweise Butanal oder 2-Methyl-2-pentenal, und/oder Phthalate, beispielsweise Benzylbutylphtalat, und/oder Spaltprodukte aus Urethanen, und/oder aromatische Verbindungen, beispielsweise m- oder p-Xylen, maskiert.

[0041] Als Cyclodextrin wird bevorzugt ß-Cyclodextrin eingesetzt.

[0042] Zur Modifikation kann das unmodifizierte oder bereits modifizierte - es sind auch Mehrfachmodifikationen möglich, die gegebenenfalls gleichzeitig erfolgen können - insbesondere mit Acetylchlorid oder Dimethylsulfat,umgesetzt werden, entsprechend (A. A. Sutyagin, et al;„Regioselective Acetylation of b-Cyclodextrin"; Russian Journal of General Chemistry; (72); 2002; 147-150 bzw. Peter Bakö et al; "Methylation of cyclodextrins by phase-transfercatalysis"; Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry; (18); 1994; 307-314). Es werden damit a-, ß- oder γ-Cyclodextrine hergestellt, deren freie OH-Gruppen zumindest teilweise durch Gruppen ersetzt sind, die gegenüber den Isocyanatgruppen der eingesetzten Isocyanate inert sind, sodass eine Reaktion und Vernetzung der a-, ß- oder γ-Cyclodextrine mit den Isocyanten nur teilweise stattfindet. Vorzugsweise werden methylierte, acetylierte oder sylierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrine durch diese Modifikation hergestellt. Generell können als chemische Gruppen die voranstehend genannten verzweigten (auch cyclische, gesättigte oder ungesättigte) oder unverzweigten (gesättigten oder ungesättigten) C1-C10 Alkylgruppen verwendet werden, insbesondere Methylgruppen, Cyclohexylgruppen, (iso)-Butylgruppen, (iso)-Hexenylgruppen, verzweigte (auch cyclische, gesättigte oder ungesättigte), und/oder unverzweigte (gesättigte oder ungesättigte) C1-C10 Alkoxygruppen und deren Isomere, wie beispielsweise Methoxygruppen, Ethoxygruppen, Heptenoxygruppen, Cyclohexannoxygruppen, (iso)-Propoxygruppen, (iso)-Nonoxygruppen, (iso)-Decoxyguppen, verzweigte (auch cyclische, gesättigt oder ungesättigt) oder unverzweigte (gesättigte oder ungesättigte) C1-C10 Carbonsäuren sowie deren Isomeren (z.B. Ethan-, Ethen-, Propan-, (iso)Butan-, (iso)Octan-oder (iso)Decan- sowie Cyclohexansäure.

[0043] Generell sei bezüglich der verwendbaren Verbindungen bzw. Gruppen auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen.

[0044] Die Umsetzung der Hydroxygruppen des a-, ß- oder γ-Cyclodextrins erfolgt vorzugsweise bis zu einem Umsetzungsgrad von zumindest 50 %, vorzugsweise zumindest 60 %, bezogen auf die gesamte Anzahl an Hydroxygruppen im a-, ß- oder γ-Cyclodextrin. Beispielsweise kann die Acetylierung bis zu einem Umsetzungsgrad von 66 % bis 96 % erfolgen. Generell ist eine möglichst vollständige Inertisierung der Hydroxylgruppen zu bevorzugen, wobei allerdings eine 100 %-ige Umsetzung vermieden werden sollte, wenn das a-, ß- oder γ-Cyclodextrin kovalent in den Polyurethanschaum eingebunden werden soll. Letztere Ausführungsvariante ist die bevorzugte im Rahmen der Erfindung. In diesem Fall sollte der Umsetzungsgrad maximal 96 %, insbesondere maximal 88 %, betragen. Der Grad der Inertisierung kann z.B. im Falle der Acetylierung über Säurefänger und Menge des Acetylierungsmittels geregelt werden.

[0045] Neben der reinen Blockierung der Hydroxylgruppen gegen eine Reaktion mit den Iso-cyanantgruppen kann die Modifizierung auch dazu dienen, um die Größe der Kavität des a-, ß-oder γ-Cyclodextrins an das oder die einzulagernde(n) Molekül anzupassen, insbesondere an die voranstehend genannten Verbindungen. Unter dem Begriff „Kavität" wird dabei der Raum verstanden, der von dem a-, ß- oder γ-Cyclodextrin umschlossen wird, also beispielsweise der bei Cyclodextrinen bekannte, im weitesten Sinne als konisch zu bezeichnende Hohlraum. Es hat sich nämlich also vorteilhaft herausgestellt, wenn in Hinblick auf die einzulagernden 6/15 österreichisches Patentamt AT511 328B1 2012-11-15

Zielsubstanzen ein a-, ß- oder γ-Cyclodextrin verwendet wird, dessen Kavität möglichst an die Größe des Zielmoleküls angepasst ist. Insbesondere wird dabei ein modifiziertes a-, ß- oder γ-Cyclodextrin mit „konusförmiger" Struktur eingesetzt, dessen Konus (Kavität) einen oberen Durchmesser zwischen 0,045 nm, insbesondere 0,47 nm, und 0,53 nm, insbesondere 0,51 nm, sowie einen unteren Durchmesser zwischen 0,35 nm insbesondere 0,37 nm, und 0,47 nm, insbesondere 0,44 nm, bzw. dessen Konus einen oberen Durchmesser zwischen 0,83 nm, insbesondere 0,86 nm, und 1,3 nm, insbesondere 1,11 nm, sowie einen unteren Durchmesser zwischen 0,75 nm, insbesondere 0,81 nm, und 1 nm, insbesondere 0,92 nm, und der eine Höhe zwischen 0,50 nm, insbesondere 0,52 nm, und 0,80 nm, insbesondere 0,75 nm, aufweist.

[0046] Zur Einstellung der Größe der Kavität des a-, ß- oder γ-Cyclodextrins ist es von Vorteil, wenn dessen freie Hydroxylgruppen, zumindest teilweise mit im Vergleich zur Hydroxylgruppe größeren Gruppen versehen werden.

[0047] Nachdem das a-, ß- oder γ-Cyclodextrin unter die allgemeine Gruppe „Polyole" fällt, ist es möglich, dass ein Teil des zumindest einen weiteren, primär verwendeten, voranstehend genannten Polyols zur Herstellung des Polyurethanschaums durch das a-, ß- oder γ-Cyclodextrin ersetzt wird. Dabei kann das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin in einer Menge zugesetzt werden, dass ein Verhältnis der Hydroxylfunktionalität aus den neben dem a-, ß- oder γ-Cyclodextrin weiters in der Rektionsmischung vorhandenen Polyol(en) zu der Hydroxylfunktionalität aus dem Oligosaccharid zwischen 250 mg KOH/g : 50 mg KOH/g und 27 mg KOH/g : 600 mg KOH/g, insbesondere zwischen 150 mg KOH/g : 50 mg KOH/g und 27 mg KOH/g : 400 mg KOH/g, nach DIN 53240 beträgt.

[0048] Bezüglich der prinzipiellen Herstellung von Polyurethanschäumen und insbesondere auch in Hinblick auf die verwendeten Schäumungsanlagen sei auf den Stand der Technik verwiesen, der in diesem Umfang Teil vorliegender Beschreibung ist.

[0049] Das a-, ß- oder γ-Cyclodextrin kann auf mehrere Wege in die Reaktionsmischung zur Herstellung des Polyurethanschaums eingebracht werden. Einerseits besteht die Möglichkeit, dass das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin als Suspension in dem oder einem der weiters der Reaktionsmischung zugesetzten Polyol(e) zugegeben wird. Anderseits kann das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin als Lösung in dem Wasser, das beim Aufschäumen zur Erzeugung des C02 verwendet wird, zugesetzt werden. Das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin kann aber auch als partikulärer Feststoff zugesetzt werden. In letzterem Fall ist es von Vorteil, wenn das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin mit einer Partikelgröße zwischen 5 pm und 100 pm, insbesondere zwischen 12 pm und 60 pm, eingesetzt wird.

[0050] Es ist aber auch möglich, dass das a-, ß- oder γ-Cyclodextrin auf einem (inerten) Träger als Beschichtung aufgebracht in den Polyurethanschaumstoff eingebracht wird. Es ist damit eine Verbesserung der Effizienz bezogen auf die eingesetzte Menge des a-, ß- oder γ-Cyclodextrin erreichbar.

[0051] Die Herstellung des Polyurethanschaumstoffs wird bei Blockschaumstoffen vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 100 °C und 170 °C, insbesondere zwischen 100 °C und 150 °C, durchgeführt. Bei Formteilen beträgt die Temperatur 20-40°C. Es besteht weiters die Möglichkeit, dass das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin schaumförmig eingesetzt oder ebenfalls aufgeschäumt wird.

[0052] Das Molekulargewicht des verwendeten modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrins kann zwischen 1000 g/mol und 6000 g/mol, insbesondere zwischen 1000 g/mol und 3000 g/mol, betragen.

[0053] Es besteht weiters die Möglichkeit, dass das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin mit zumindest einem Wirkstoff beladen eingesetzt wird. Der Wirkstoff ist dabei insbesondere ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Insektizide, vor allem wirksam gegen Arthropoden, wie Bettwanzen oder Milben, medizinische Wirkstoffe, und Duftstoffe.

[0054] Die Duftstoffe können ausgewählt sein aus einer Gruppe umfassend Stoffe mit: 7/15 österreichisches Patentamt AT511 328B1 2012-11-15 [0055] (a) zitrusartigem Geruch, wie vorzugsweise Linalylpentanoat, Heptanal, Linalylisopen-tanoat dodecanal, Linalylformiat, α-p-Dimethylstyrol, p-Cymenol, Nonanal, ß-Cubebene, (Z)-Limonenoxid, cis-6-Ethenyltetrahydro-2,2,6-trimethylpyran-3-ol, cis-Pyranoidlinalooloxid, Dihyd-rolinalool, 6(10)-Dihydromyrcenol, Dihydromyrcenol, ß-Famesen, (Z)-ß-Farnesen, (Z)-Ocimen, (E)-Limonenoxid, Dihydroterpinylacetat, (+)-Limonen, (Epoxymethylbutyl)-methylfuran und/oder p-Cymen oder [0056] (b) blumenartigem Geruch, wie vorzugsweise Benzylalkohol, Phenylessigsäure, Tride-canal, p-Anisylalcohol, Hexanol, (E,E)-Farnesylaceton, Methylgeranat, trans-Crotonaldehyd, Tetradecylaldehyd, Methylanthranilat, Linalooloxid, Epoxylinalool, Phytol, lO-epi-y-Eudesmol, Neroloxid, Ethyldihydrocinnamat, γ-Dodecalacton, Hexadecanol, 4-Mercapto-4-methyl-2- penta-nol, (Z)-Ocimene, Cetylalkohol, Nerolidol, Ethyl-(E)-cinnamat, Elemicin, Pinocarveol, a-Bisabolol, (2R,4R)-Tetrahydro-4-methyl-2-(2-methyl-1 -propenyl)-2H-pyran, (E)-Isoelemicin, Methyl-2-methylpropanoat, Trimethylphenylbutenon, 2-Methylanisol, ß-Farnesol, (E)-Isoeugenol, Nitro-phenylethan, Ethylvanillat, 6-Methoxyeugenol, Linalool, ß-lonon, Trimethylphenylbutenon, Ethylbenzoat, Phenylethyl-benzoat, Isoeugenol und/oder Acetophenone oder [0057] (c) Frische-Geruch, wie vorzugsweise Methylhexanoat, Undecanon, (Z)-Iimonenoxid, Benzylacetat, Ethylhydroxyhexanoat, Isopropylhexanoat, Pentadecanal, ß-Elemene, a-Zingiberene, (E)-Limonenoxid, (E)-p-Mentha-2,8-dien-1-ol, Menthon, Piperiton, (E)-3-Hexenol und/oder Carveol oder [0058] (d) Geranium-artigen Geruch, wie vorzugsweise Geraniol, (E,Z)-2,4-Nonadienal, Octadi-enon und/oder o-Xylen oder [0059] (e) weintraubenartigem Geruch, wie vorzugsweise Ethyldecanoat und/oder Hexanon oder [0060] (f) grapefruitartigem Geruch wie vorzugsweise (+)-5,6-Dimethyl-8-isopropenylbicyclo [4.4.0]dec-1- en-3-on und/oder p-Menthenethiol oder [0061] (g) grasartigem Geruch, wie vorzugsweise 2-Ethylpyridin, 2,6-Dimethylnaphthalen, Hexanal und/oder (Z)-3-Hexenol oder [0062] (h) grüner Note, vorzugsweise 2-Ethylhexanol, 6-Decenal, Dimethylheptenal, Hexanol, Heptanol, Methyl-2-butenal, Hexyloctanoate, Nonansäure, Undecanon, Methylgeranat, Isobornylformiate, Butanal, Octanal, Nonanal, Epoxy-2-decenal, cis-Linalool, Pyranoxid, Nona-nol, ß, γ-Dimethylallylalkohol, (Z)-2-penten-1-ol, (Z)-3-hexenylbutanoat, Isobutylthiazol, (E)-2-nonenal, 2- Dodecenal, (Z)-4-Decenal, 2-Octenal, 2-hepten-1-al, Bicyclogermacrene, 2-Octenal, α-Thujene, (Z)-ß-Farnesene, (-)-y-Elemene, 2,4-Octadienal, Fucoserraten, Hexenylacetat, Ge-ranylaceton, Valencene, ß-Eudesmol, 1-Hexenol, (E)-2-Undecenal, Artemisia keton, Viridiflorol, 2,6-Nonadienal, Trimethylphenylbutenon, 2,4-Nonadienal, Butylisothiocyanat, 2-Pentanol, Ele-mol, 2-Hexenal, 3-Hexenal, (+)-(E)-Limonenoxid, cis-lsocitral, Dimethyloctadienal, Bornylformi-at, Bornylisovalerat, Isobutyraldehyd, 2,4-Hexadienal, Trimethylphenylbutenon, Nonanon, (E)-2-Hexenal, (+)-cis-Rosenoxide, Menthone, Coumarin, (Epoxymethylbutyl)-methylfuran, 2- He-xenol, (E)-2-hexenol und/oder Carvylacetat oder [0063] (i) kräuterartigem Geruch, vorzugsweise Octanon, Hexyloctanoat, Caryophyllenoxide, Methylbutenol, Safranal, Benzylbenzoat, Bornylbutyrat, Hexylacetat, ß-Bisabolol, Piperitol, ß-Selinene, α-Cubebene, p-Menth-1-en-9-ol, T-muurolol, (-)-Cubenol, Levomenol, Ocimene, a-Thujene, p-Menth-1-en-9-yl acetat, Dehydrocarveol, Artemisia alkohol, γ-Muurolene, Hydroxy-pentanon, (Z)-Ocimene, ß-Elemene, δ-Cadinol, (E)-ß-Ocimene, (Z)-Dihydrocarvone, a-Cadinol, Calamenen, (Z)-Piperitol. Lavandulol, ß-Bourbonene, (Z)-3-Hexenyl-2-methylbutanoat, 4-(1-Methylethylj-benzenemethanol, Artemisia keton, Methyl-2-butenol, Heptanol, (E)-Dihydrocarvon, p-2- Menthen-1-ol, α-Curcumene, Spathulenol, Sesquiphellandren, Citronel-lylvalerat, Bornylisovalerat, 1 ,5-Octadien-3-ol, Methylbenzoat, 2,3,4,5-Tetrahydroanisol und/oder Hydroxycalamenen oder [0064] (j) lavendelartigem Geruch, vorzugsweise Linalylvalerate und/oder Linalool oder 8/15 österreichisches Patentamt AT511 328B1 2012-11-15 [0065] (k) zitronenartigem Geruch, vorzugsweise Neral, Octanal, δ-3-Carene, Limonen, Gerani-al, 4-Mercapto-4-methyl-2-pentanol, Citral, 2,3-Dehydro-1 ,8-cineol und/oder a-Terpinen oder [0066] (I) Minze-artigem Geruch, vorzugsweise Menthone, Ethylsalicylat, p-Anisaldehyd, 2,4,5,7-Tetrahydro-3,6-dimethyl-benzofuran, Epoxy-p-menthene, Geranial, (Methylbutenyl)-me-thylfuran, Dihydrocarvylacetat, ß-Cyclocitral, 1 ,8-Cineol, ß-Phellandrene, Methylpentanon, (+)-Limonen, Dihydrocarveol (-)-Carvon, (E)-p-Mentha-2,8-dien-1-ol, Isopu-Iegylacetat, Piperiton, 2,3-Dehydro-1,8-cineol, α-Terpineol, DL-Carvon und/oder α-Phellandrene oder [0067] (m) Orangenschalen-artigem Geruch, vorzugsweise Decanal und/oder ß-Carene oder [0068] (n) Pfefferminze-artigem Geruch, vorzugsweise Methylsalicylat und/oder I-Menthol oder [0069] (o) Kiefer-artigem Geruch, vorzugsweise a-p-Dimethylstyrol, ß-Pinene, Bornylbenzoat, δ-Terpinen, Dihydroterpinylacetat und/oder α-Pinen oder [0070] (p) Rosen-artigem Geruch, vorzugsweise ß-Phenethylacetat, 2-Ethylhexanol, Ge-ranylvalerat, Geranylacetat, Citronellol, Geraniol, Geranylbutyrat, Geranylisovalerat, Cit-ronellylbutyrat, Citronellylacetat, Isogeraniol, Tetrahydro-4-methyl-2-(2-methyl-1 -propenyl)-2,5-cis-2H-pyran, Isogeraniol, 2-Phenylethylalkohol, Citronellylvalerat und/oder Citronellylisobutyrat, oder [0071] (q) Grüne Minze-artigem Geruch, vorzugsweise Carvylacetate und/oder Carveol, oder [0072] (r) holzartigem Geruch, vorzugsweise α-Muurolene, Cadina-1 ,4-dien-3-ol, Isocaryophyl-lene, Eudesmol, a-lonon, Bornylbutyrat, (E)-a-Bergamoten, Linalooloxid, Ethylpyrazin, 10-epi-y-Eudesmol, a-lonon, Bornylbutyrat, Germacrene B, trans-Sabinenhydrat, Dihydrolinalool, Iso-dihydrocarveol, ß- Farnesene, ß-Sesquiphellandren, δ-Elemene, α-Calacorene, Epoxy-ß-ionon, Germacrene D, Bicyclogermacrene, Alloaromadendrene, α-Thujene, oxo-ss-lonon, γ-Elemene. γ-Muurolene, Sabinene, α-Guaiene, a-Copaene, γ-Cadinene, Nerolidol, ß-Eudesmol, a-Cadinol, γ-Cadinene, 4,5-Dimethoxy-6-(2-propenyl)-1,3-benzodioxol, α-Gurjunen, Guaiol, a-Farnesene, γ-Selinene, 4-(1-Methylethyl)-benzenemethanol, Perillen, Elemol, α-Humulene, ß-Caryophyllene und/oder ß-Guaiene [0073] sowie Mischungen aus diesen Verbindungen.

[0074] Im Folgenden werden einige Ausführungsbeispiele wiedergegeben. Dabei sind sämtliche Angaben in den Tabellen in pphp, wie voranstehend definiert, zu verstehen.

[0075] 1. Modell- bzw. Referenzschäumung: [0076] Diese Formulierungen wurden auf Basis von „Referenzschäumen" entwickelt, und durchgeführt. Bei den Referenzschäumen wurden die folgenden Bedingungen/Rohmaterialien gewählt: [0077] Beispiel A: Formulierungen der Modell- bzw. Referenzschäumung mit Glycerinpropoxylat (Mn: -2800 g/mol) 1 2 3 4 5 2-Dimethylaminoethanol 0,13 0,13 0,13 0,13 0,12 Niax@ Silicone L-820 und DABCO DC-5906 0,64 0,68 0,67 0,65 0,63 Wasser 2,51 2,54 2,48 2,36 2,29 Cyclodextrin [methyliert, OH-Zahl (OHZ) = 3741 0,00 1,55 3,02 4,42 5,50 Glycerin Propoxylat [Mn~2800 g/moll 64,83 62,03 60,51 59,61 58,24 Zinn-Oktanoat 0,13 0,14 0,12 0,13 0,13 9/15 AT511 328B1 2012-11-15 österreichisches

Patentamt TDI 80 31,75 32,92 33,07 32,70 33,08 Komponenten 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 [0078] Für die Laborschäumungen wurden die Komponenten in der Reihenfolge der Auflistung (Tabelle oben) in 60 ml Polypropylen (PP)-Zentrifugenröhrchen eingewogen und jeweils nach Einbringung der einzelnen Komponenten durch Schütteln homogenisiert. Nach Beendigung der TDI 80 Zugabe wurde die Mischung abermals homogenisiert und zügig in das Schäumungsgefäß überführt. Die Schäumung begann nach kurzer Verzögerung, und der Weichschaumstoff Körper erhielt nach etwa 30 Sekunden sein finales Volumen.

[0079] Beispiel B) Formulierungen der mit industriellen Rohstoffen durchgeführten Schäumungen. 6 7 8 9 10 tert Amin, MW= 160,3 g/mol 0,11 0,11 0,11 0,11 0,10 Triethylenediamin 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 Silikon/Polyether Copolymer 0,22 0,22 0,21 0,21 0,20 Polyalkylenoxidmethylsiloxan Copolymer 0,35 0,34 0,33 0,33 0,32 Wasser 2,61 2,61 2,54 2,37 2,42 Cyclodextrin (methyliert, OH Zahl =374) 0,00 1,55 3,02 4,44 5,77 Polyol (OHZ= 47) 24,53 23,89 23,29 22,78 22,21 Dispersion eines anorganischen Füllstoffs in Polyol (OHZ = 32) 17,21 16,76 16,33 15,97 15,58 Dispersion von Styrolacrylnitril (SAN) in Polyol (OHZ =44) 21,98 21,41 20,87 20,41 19,90 Zinn-Octoat 0,29 0,28 0,27 0,27 0,26 TDI 80 32,63 32,77 32,96 33,07 33,17 Komponenten 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 [0080] Beispiel 1: Kaltschaum mit 5pphp eines methylierten Cyclodextrins eingebracht als Polyolsuspension pphp g OH Zahl Beschreibung 41 123 28 Trifunktionelles Polyetherpolyol (enthält zusätzlich 5pphp(15g) methyliertes Cyclodextrin, OHZ=374) 40 120 30 sorbitolbasiertes Polyol 9 27 32 Dispersion eines anorganischen Füllstoffs in Polyol 10 30 19 Melamin in Polyetherpolyol 0,15 0,45 Harnstoff/ carbamatbasiertes Amin 0,15 0,45 org. modifiziertes Polysiloxan 10/15 AT511 328B1 2012-11-15 österreichisches

Patentamt 1,5 4,5 Wässrige Harnstofflösung 1,25 3,75 1275 wässrige Sorbitollösung 0,25 0,75 1520 Glycerin 1,13 3,39 Wasser 0,5 1,5 Zinnoctoat 35,19 105,57 TDI 65 [0081] Die Amine und die Silikone (Aktivatormischung) werden eingewogen und nach der Zugabe aller Polyole (inkl. dem, in welchem das Cyclodextrin dispergiert ist) gut gemischt. Im nächsten Schritt wird das Wasser hinzugefügt und gut homogenisiert. Danach wird das Zinnoc-toat eingewogen und erneut gerührt. Abschließend wird die benötigte Menge an T80 unter Rühren hinzugefügt und die Mischung in eine bereitstehende Form gegossen.

[0082] Mechanische Eigenschaften eines nach Beispiel 1 hergestellten Schaums:

Stauchhärte 40% nach ISO 3386 [kPal Elastizität nach EN 53573 [%] Rohdichte nach EN ISO 845 [kg/m3l 5,2 35 37,2 [0083] Beispiel 2: Normalschaum mit 1,6 pphp eines methylierten Cyclodextrins (OH Z= 374), eingebracht in Form einer wässrigen Lösung. pphp g OH Zahl 0,1 0,15 Triethylenediamin 0,18 0,27 Tert. Amin MW=160,3 g/mol 0,55 0,83 Polyalkylenoxidmethylsiloxan Copolymer 0,35 0,53 Silikon/Polyether Copolymer 38,5 57,75 48 Polyetherpolyol 27 40,50 32 Dispersion eines anorganischen Füllstoffs in Polyol 34,5 51,75 33,5 Dispersion von Styrolacrylnitril (SAN) in Polyol 0,45 0,68 Zinnoctoat 4,07 6,11 1,59 pphp (2,38g) eines methylierten Cyclodextrins (OHZ=374) in Form einer 30 Gew% wässrigen Lösung 62,78 94,17 TDI 80 [0084] Die Amine und die Silikone (Aktivatormischung) werden eingewogen und nach der Zugabe der Polyolelbis 3 gut gemischt. Im nächsten Schritt wird das Wasser (enthält 30 Gew.-% methyliertes Cyclodextrin) hinzugefügt und gut homogenisiert. Danach wird das Zinnoctoat eingewogen und erneut gerührt. Abschließend wird die benötigte Menge an T80 unter Rühren hinzugefügt und die Mischung in eine bereitstehende Form gegossen. 11 /15 österreichisches Patentamt AT511 328B1 2012-11-15 [0085] Typische mechanische Eigenschaften eines nach Beispiel 2 hergestellten Schaums:

Stauchhärte 40% nach ISO 3386 [kPal Elastizität nach EN 53573 [%] Rohdichte nach EN ISO 845 [kg/m3l 6,96 42 23,47 [0086] Beispiel 3: Kaltschaum mit 5php eines acetylierten Cyclodextrins (eingebracht als Feststoff) phb 9 OH Zahl Beschreibung 22 66 28 Glycerin basiertes Polyetherpolyol 17 51 27 Dispersion von 25% Styrolacrylnitril (SAN) in Polyol 35 105 28 Sorbitol basiertes Polyol 9 27 32 Dispersion eines anorganischen Füllstoffs in Polyol 7 21 34 Dispersion von 40% Styrolacrylnitril (SAN) in Polyol 10 30 29 Melamin in Polyetherpolyol 5 15 193 Acetyliertes Cyclodextrin 0,1 0,3 Harnstoff/ carbamatbasiertes Amin 0,15 0,45 Org. modifiziertes Polysiloxan 1,5 4,5 Wässrige Harnstofflösung 0,65 1,95 1275 70%-ige wässrige Sorbitollösung 1 3 1520 Glycerin 0,88 2,64 Wasser 0,45 1,35 Zinnoctoat 35,56 104,85 TDI80 [0087] Die Polyole , Glycerin und Sorbitol werden der Reihe nach eingewogen. Danach wird unter Rühren die benötigte Cyclodextrinmenge zudosiert. Im nächsten Schritt erfolgt die Zugabe der Aktivatormischung (Amin, Harnstoff, Silikon). Nach Zugabe des Wassers wird erneut dispergiert. Nach Zugabe des Zinnoctoats wird abschließend unter Rühren das T80 zudosiert.

[0088] Typische mechanische Eigenschaften eines nach Beispiel 3 hergestellten Schaums:

Stauch härte 40% nach ISO 3386 [kPal Elastizität nach EN 53573 [%] Rohdichte nach EN ISO 845 [kg/m3l [kg/m3l 8,72 33 39,5 [0089] Geruchstest: [0090] Zur Bestimmung des Geruch-Adsorptionsverhaltens von mit modifiziertem Cyclodextrin 12/15 österreichisches Patentamt AT511 328B1 2012-11-15 modifizierten Polyurethanweichschaumstoffen wurde ein Geruchstest durchgeführt. Aufgrund der Tatsache, dass das Geruchsempfinden stark von der Konzentration der Geruchsstoffe abhängt, werden jeweils gleichgroße Proben der Schaumstoffe ausgeschnitten und für den Test auf Porzellanteller aufgelegt. Den Evaluatoren werden 6 Proben mit unterschiedlichem Gehalt an Cyclodextrin gereicht (Modellschäume 6, 7, 8, 9, 10, (Zusammensetzung und Herstellung siehe Ausführungsbeispiel B), sowie als Referenzschaum ein unmodifizerter Schaumstoff, der bereits eine Woche früher geschäumt wurde, und somit längere Zeit Geruchsstoffe abgeben konnte) und eine einheitliche Instruktion zum Bewertungssystem und dem Verfahren der Geruchsevaluierung gegeben. Nachdem die Testpersonen die Intensität der Gerüche der Schaumstoffe festgestellt haben, folgt eine Reihung nach der subjektiven Empfindung der Geruchsstärke. Ein Schaum mit der geringsten Geruchsintensität wird mit 0 und mit der stärksten mit 5 bewertet, entsprechend dem steigenden Geruch. Zum Neutralisieren der einseitigen Geruchsempfindung wurden den Evaluatoren Kaffeebohnen gereicht. Der Test wurde stets als Einzelbefragung durchgeführt und es würde darauf geachtet werden, Informationen und externe Einflüsse wie Licht und Lärm konstant zu halten.

[0091] Von den 20 befragten Testpersonen gaben 11 an bei der Weichschaumstoffprobe ohne Cyclodextrin-Dotierung die stärkste Geruchsbelastung festzustellen, wohingegen die Probe Nr. 10 (s.o.) bei 10 Beurteilern die geringste Geruchsbelastung aufweist, (siehe nachstehende Tabelle) 6 4 4 2 4 4 4 0 4 2 2 3 1 4 4 3 2 4 3 4 4 Σ 62 7 3 0 1 2 3 2 1 1 3 0 2 4 3 1 2 1 3 4 0 1 Σ 37 8 1 2 4 1 1 1 3 2 4 1 1 0 1 2 4 4 2 2 3 2 Σ 41 9 2 3 0 3 2 3 4 0 0 3 4 3 2 3 0 0 1 1 2 3 Σ 39 10 0 1 3 0 0 0 2 3 1 4 0 2 0 0 1 3 0 0 1 0 Σ 21 [0092] Interpretation: [0093] Augenscheinlich ist weiters, dass die undotierte Probe mit 62 von 200 Gesamtpunkten (31%) die geruchsintensivste Probe darstellt.

[0094] Bei der Probe Nr. 10 konnte festgestellt werden, dass sie mit 21 von 200 Gesamtpunkten (10,5 %) die am wenigsten geruchsintensive Probe ist.

[0095] Auffallend ist die Tatsache, dass die Geruchsbelastung bei dem modifizierten Polyurethan-Weichschaumstoff mit 5 Gew. % Cyclodextrin bezogen auf die Polyolkomponente eine im Gegensatz zum Modellschaum verringerte Adsorptionsleistung erkennbar ist.

[0096] Vergleich der Stauchhärte modifizierter Cyclodextrine unterschiedlicher OH Zahl (je 2,5 pphp). OH Zahl Stauchhärte 40% nach ISO 3386 [kPa] Schaum ohne Cyclodextrin 4,85 193 5,9 374 6,5 1035 6,8 [0097] Es kann beobachtet werden, dass durch eine kleinere OH Zahl die Zunahme der 13/15

Claims (8)

1. österreichisches Patentamt AT511 328B1 2012-11-15 Stauchhärte im Vergleich zu einem Schaum ohne Cyclodextrin reduziert wird. [0098] Aufgrund des Preises, der Verfügbarkeit und der universellen Einlagerungseigenschaften wird vorzugsweise ein ß-Cyclodextrin eingesetzt. [0099] Generell kann das a-, ß- oder γ-Cyclodextrin in dem Formschaumelement in einer Konzentration von maximal 25 pphp, insbesondere zwischen 0,5 pphp und 25 pphp, enthalten sein. [00100] Vorzugsweise wird das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin als Feststoff-Dispergierung eingesetzt. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines Formschaumelements für eine Polsterung, eine Matratze, einen Teppich, ein Verkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug oder ein Möbel, basierend auf einem offenzeiligen Polyurethanschaumstoff mit einer Rohdichte nach EN ISO 845 ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 15 kg/m3 und einer oberen Grenze von 130 kg/m3 und einer Härte nach DIN EN 3386 von maximal 6,5 kPa, der durch Umsetzung von mehreren Komponenten umfassend zumindest ein Isocyanat, zumindest einem Polyol und Wasser gebildet wird, wobei weiter zumindest ein modifiziertes a-, ß- oder γ-Cyclodextrin zugesetzt wird, das eine Kavität aufweist, und dessen freie Hydroxylgruppen zumindest teilweise durch Gruppen ersetzt sind, die gegenüber Isocyanatgruppen inert sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein modifiziertes a-, ß- oder γ-Cyclodextrin eingesetzt wird, das eine Hydroxylzahl von maximal 600 mg KOH/g aufweist, und dass das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin in einer Menge zugesetzt wird, dass ein Verhältnis der Hydroxylfunktionalität nach DIN 53240 aus den Polyol(en) zu der Hydroxylfunktionalität nach DIN 53240 aus dem a-, ß- oder γ-Cyclodextrin zwischen 250 mg KOH/g : 50 mg KOH/g und 27 mg KOH/g : 600 mg KOH/g beträgt, und dass die Gruppen, die gegenüber Isocyanatgruppen inert sind, ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend C1- bis C10 Alkylgruppen, C1- bis C10- Alkoxygruppen, C1 - bis C10 Carbonsäuren und Estergruppen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein modifiziertes a-, ß- oder γ-Cyclodextrin eingesetzt wird, das eine Hydroxylzahl zwischen 50 mg KOH/g und 370 mg KOH/g aufweist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein modifiziertes a-, ß-oder γ-Cyclodextrin eingesetzt wird, dessen freie Hydroxylgruppen zumindest zu 50 % iner-tisiert sind.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein modifiziertes a-, ß- oder γ-Cyclodextrin eingesetzt wird, dessen Konus einen oberen Durchmesser zwischen 0,045 nm und 0,53 nm sowie einen unteren Durchmesser zwischen 0,35 nm und 0,47 nm bzw. dessen Konus einen oberen Durchmesser zwischen 0,83 nm und 1,3 nm sowie einen unteren Durchmesser zwischen 0,75 nm und 1 nm und der eine Höhe zwischen 0,50 nm und 0,80 nm aufweist.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin schaumförmig eingesetzt oder aufgeschäumt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein modifiziertes a-, ß- oder γ-Cyclodextrin mit einem Molekulargewicht zwischen 1100 g/mol und 6000 g/mol eingesetzt wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschäumen des Polyurethanschaumstoffes bei einer Temperatur zwischen 100 °C und 170 °C für die Herstellung von Blockschäumen bzw. bei einer Temperatur zwischen 20 °C und 45 °C für die Herstellung von Formschäumen erfolgt.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das modifizierte a-, ß- oder γ-Cyclodextrin als Suspension in dem oder einem der Polyose) zugesetzt wird. 14/15