CZ20012821A3

CZ20012821A3 - Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice s pruľnou strukturou a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ20012821A3
Application number: CZ20012821A
Authority: CZ
Inventors: Sadao Nishibori; Yuichiro Nakamura
Original assignee: Ein Kohsan Co., Ltd.
Priority date: 2000-08-16
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2002-04-17
Also published as: AU779009B2; EP1182286A1; CN1338371A; BR0102975A; KR100810593B1; DE60139294D1; RU2274689C2; JP2002061059A; EP1182286B1; HUP0102423A3; CA2352717A1; CA2352717C; HU0102423D0; MXPA01007863A; HUP0102423A2; KR20020014662A; HK1042450A1; JP4499891B2; CN1205018C; PL348701A1

Description

Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice s pružnou strukturou a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Vynález se týká lisovaného výrobku na bázi pryskyřice s pružnou strukturou a zejména takového, který má vynikající vlastnosti v odolnosti proti nárazu, pokud jde o nosnost a je rovněž vhodný pro použití jako filtrační medium a způsobu výroby tohoto výrobku.

Dosavadní stav techniky

V současné době je hlavním zdrojem materiálu pro výrobu polštářů pro sedadla a postele polyuretanová pěna.

Dále byl v japonské publikaci Laid-Open Patent Publication (Kokai) č. 2000-51011 navržen polštář, který je vyroben částečným vzájemným slepováním syntetických vláken a přírodních vláken o jemnosti od 1 do 20 denier syntetickým pryžovým lepidlem.

Ještě další výplň sedadlových polštářů automobilových vozidel byla popsána v japonském patentu č. 2995325, ve kterém je povrchová část sedadla tvořena vysoce pružnou pěnou, která má jednovrstvovou' strukturu a vysoce pružná pěna je vyrobena z polyuretanové pěny, obsahující 10 % hmotnostních nebo méně tolylendiizokyanátu (TDI) a zbytek izokyanátu tvořeného difenylmethandiizokyanátem.

Obecně polyuretanové pěny při zátěži hluboko poklesnou a uživatel se při delším sezení na nich unaví. Také je velmi obtížné polyuretanové pěny recyklovat, protože to jsou termosetické pryskyřice. Proto mohou být polyuretanové pěny recyklovány pouze rozdrcením na drť drtičem a slepením drtin na materiál nazývaný pěnová drť (pás mrtvé pěny) nebo lze tyto polyuretanové pěny jen spálit pro získání tepelné energie. Způsob likvidace polyuretanových pěn zahrnuje skladování na skládkách a spalování. Stabilní skládky však nemohou být vytvořeny použitím polyuretanových pěn, protože volně ložené polyuretanové

9 9 * · • ·· pěny mají nízkou hustotu a jsou měkké a tak místa vhodná pro skládky jsou omezena. Dále spalování polyuretanových pěn způsobuje u většiny spaloven poškození a vyvíjejí se při něm toxické plyny, jejichž likvidace vyžaduje vysoké náklady. Není však žádný náhradní materiál, který by měl tak dobré vlastnosti jako polyuretanové pěny, pokud jsou použity jako materiál na polštáře sedadel, postele a podobně, a který by bylo možné vyrábět s nízkou výrobní cenou.

Navíc jsou polyuretanové pěny tak pružné, že pokud jsou použity na výplně polštářů automobilových sedadel, způsobují, že uživatel má pocit, jakoby byl zespodu zvedán a kolébán. Proto při delším řízení auta pociťuje uživatel tuhnutí chodidel a je více unaven. Navíc mají polyuretanové pěny následující nevýhody, které je třeba řešit:

Polyuretanové pěny je obtížné čistit a recyklovat. Aminový katalyzátor, používaný při výrobě polyuretanových pěn, se v nich zachytí a způsobuje nepříjemný zápach.

Polyuretanová pěna má jistou skladovací tepelnou vlastnost, která způsobuje, že je náchylná zatuchnout a lze se obávat, že pokud bude polyuretanová pěna vystavena intenzivními světlu po dlouhou dobu, může zahořet. Navíc, když vzplane, bude produkovat plyny kyanu, vodíku, chloridu a čpavku.

Ačkoliv rok 2020 byl stanoven jako poslední lhůta pro ukončení používání CFC náhrad jako zpěňovacích činitelů, není dodnes ještě objeveno náhradní činidlo, které by mělo tak výborné zpěňovací vlastnosti než CFC náhrada.

TDI (tolylendiizokyanát), který je izokyanát normálně používaný pro výrobu měkkých polyuretanových pěn, je velmi škodlivý materiál a Zpráva č. 25 Ministerstva práce japonské vlády předepisuje, že TDI musí být použito při koncentraci 0,005 ppm nebo menší. Na mnoha výrobních místech se neprovádějí důkladné kontroly TDI, což ohrožuje a ničí zdraví dělníků.

Výše zmíněné výplně polštářů pro sedadla automobilů, popsané v japonském patentu č. 2995325, představují zlepšení vlastností měkké polyuretanové pěny, ale mají typické nevýhody polyuretanových pěn.

Ačkoliv polštář popsaný v japonské publikaci Laid-Open Patent Publication č. 2000-51011 nabízí výhody v tom, že má vynikající vzduchovou prodyšnost a lze jej čistit, má i nevýhody v tom, že má nízkou životnost, komplikovaný způsob výroby a dost vysokou výrobní cenu. Dále lepivá pryž a polyuretan pro sesítění jsou termosetické pryže, které jsou obtížně recyklovatelné a jelikož polštář není jednosložkový, je obtížné recyklovat polštář.

Polštář popsaný v japonském patentu č. 254877 je vyroben tavným slepením polyesterových vláken o vysokém bodu tání s termoplastickými elastomery o nízkém bodu tání a proto musí být vyřešen problém spočívající v tom, že polštář se dá velmi obtížně recyklovat, jeho výrobní postup je komplikovaný a má značně vysokou výrobní cenu.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vyřešit výše uvedené problémy a získat pryžový polštářový prvek s pružnou strukturou, který lze recyklovat, vyrobit při nízkých nákladech, a který při zatížení příliš hluboko nepoklesne, aby uživatel necítil únavu ani po dlouhodobém užívání. Tento prvek by měl nahradit polyuretanovou pěnu, která se dá obtížně recyklovat a vykazuje všechny výše popsané nevýhody.

Navíc by vynález měl umožnit, aby pryže typu PE a podobné, které jsou regenerovány pro nové použití u termoplastických pryžových nádob pro balení pokrmového oleje a odpadů plastových zemědělských folií, byly regenerovány jako zboží s vysokou přidanou hodnotou. Pryžový polštářový prvek s pružnou strukturou podle vynálezu může být recyklován tolikrát, kolikrát je požadováno. Dále struktura polštáře podle vynálezu je vyrobena tak, že se jako materiálu použije směs polyolefinové pryskyřice, jako je PE a PP a vinylacetátové pryskyřice (dále jen VAC) nebo kopolymeru ethylenu a vinylacetátu (nadále jen EVA) nebo styrenu a butadienstyrenu (nadále jen SBS). Dalším předmětem vynálezu je vyřešit lisovaný výrobek na bázi pryskyřice s pružnou strukturou, který by

- 4 měl vynikající tlumicí vlastnosti při použití na polštáře do postelí a sedadel. Ještě dalším předmětem vynálezu je vyřešit způsob, který by umožňoval několika jednoduchými lisovacími kroky vyrobit lisovaný výrobek s vysokou tvarovací schopností a žádoucími fyzikálními vlastnostmi, jako je odolnost proti zátěžové síle, to je zatížitelnost, odolnost proti nárazu a podobně.

Uvedené nevýhody a nedostatky odstraňuje a vytýčený úkol splňuje lisovaný výrobek na bázi pryskyřice s pružnou strukturou, který podle vynálezu zahrnuje trojrozměrnou strukturu s předem danou objemovou hustotou, dále jen trojrozměrná struktura, přičemž tato trojrozměrná struktura je vytvořena přiváděním vláken do styku, jejich proplétáním a spojováním se sousedními vlákny do náhodných smyček nebo kadeří plných a/nebo dutých nekonečných vláken a/nebo krátkých vláken, vyrobených ze směsi polyolefinové pryskyřice a VAC, EVA nebo SBS.

Podstatou tohoto vynálezu je rovněž to, že trojrozměrná struktura má dutiny, které mají za následek vytváření míst o nízké a vysoké hustotě.

Poměr směsi vinylacetátového obsahu polyolefinové pryskyřice k VAC nebo EVA je 70 až 97 % hmotnostních ku 3 až 30 % hmotnostních, s výhodou 80 až 90 % hmotnostních ku 10 až 20 % hmotnostních. Jestliže je obsah VAC roven nebo nižší než 3 % hmotnostní, je odolnost proti nárazu trojrozměrné struktury nízká, zatímco když je obsah VAC stejný nebo vyšší než 30 % hmotnostních, velmi se pokazí tepelné vlastnosti.

Poměr směsi polyolefínová pryskyřice k SBS je 50 až 97 % hmotnostních ku 3 až 50 % hmotnostních s výhodou 70 až 90 % hmotnostních ku 10 až 30 % hmotnostním. Polyolefínová pryskyřice může být regenerovaná pryskyřice.

Plná nekonečná vlákna a/nebo krátká vlákna jsou o průměru například 0,3 až 3,0 mm, s výhodou 0,7 až 1,0 mm a dutá nekonečná vlákna a/nebo krátká vlákna jsou o průměru 1,0 mm až 3,0 mm, s výhodou 1,5 mm až 2,0 mm.

Dále má trojrozměrná struktura podle vynálezu objemovou hustotu 0,001 až 0,02 g/cm², s výhodou 0,02 až 0,1 g/cm². I když je možné vytvořit trojroz- 5 -

• ·		• ··	•	• ·	··	9 9
•	•		•	• ·	• ·	9	‘i	Φ 9
•	•	•		ě ·	• ·	9	•
•		•	♦	• ·	• ·	•	•
• ·		• ·		• ·	··	• ·		9 9

měrnou strukturu jen z plných vláken nebo jen z dutých vláken, pokud se však použije jejich směs, pak poměr plných vláken k dutým vláknům je například 0 až 50 ku 50 až 100. Navíc, pokud se použijí dutá vlákna v centrální části struktury a pokryjí se plnými vlákny, pak je možné zlepšit dotekový dojem.

Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle vynálezu se týká polštářového materiálu například pro sedadla automobilových vozidel nebo postelí. Když je objemová hustota rovna nebo nižší než 0,001 g/cm², sníží se její pevnost. Když je objemová hustota rovna nebo vyšší než 0,08 g/cm , není možné snížit její hmotnost a ztrácí se její pružnost.

Jestliže průměr vláken je roven nebo menší než 0,3 mm, ztrácí se pevnost vláken a zvyšuje počet částí vláken slepených k sobě natavením, což snižuje míru pórovitosti trojrozměrné struktury. A naopak, jestliže je průměr vláken stejný nebo větší než 3,0 mm, jsou vlákna nadměrně masivní a tím se netvoří smyčky ani kadeře, takže malý počet tekutých dávek vláken jsou vlákna slepená natavením, což snižuje pevnost trojrozměrné struktury. Průměr dutých vláken je 1,00 mm až 3,00 mm, s výhodou 1,5 mm až 2,00 mm. Jestliže poměr dutých vláken je stejný nebo menší než 10 %, nepřispívá ke snížení hmotnosti struktury, zatímco je-li tento poměr roven nebo větší než 80 %, vlastnosti struktury polštáře se zhorší.

Aby byla udržena pružnost a pevnost struktury jako polštáře a aby se snížila její hmotnost, je požadován poměr pórovitosti trojrozměrné struktury 91 až 99 %, s výhodou 93 až 96 %.

[ poměr dutin (%)] = (lx[objemová hustota] / [ hustota pryže]) x 100

Tento vynález dále řeší způsob výroby lisovaného výrobku na bázi pryskyřice s pružnou strukturou, tavným protlačováním polyolefínové pryskyřice na vlákna a přiváděním těchto vláken do styku, jejich proplétáním a spojováním sousedních vláken do náhodných smyček nebo vln nekonečných vláken, tím vytvoření trojrozměrné struktury s póry s předem danou objemovou hustotou,

- 6 * · · .. » · · · · * · * • · ·· ·· té · · ··· přičemž odtahová rychlost pro odvádění protlačovaných nekonečných vláken se mění pro vytvoření částí s vysokou objemovou hustotou, z nichž každá probíhá ve směru šířky této trojrozměrné struktury, přičemž tyto části jsou uspořádány v příslušných intervalech ve směru délky této trojrozměrné struktury.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladné provedení vynálezu je znázorněno na výkresech, kde obr. 1 představuje schéma, naznačující způsob výroby lisovaného výrobku na bázi pryskyřice s pružnou strukturou podle příkladu provedení vynálezu, obr. 2 schematický perspektivní pohled najedno příkladné provedení zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu, obr. 3 schematický pohled na další příkladné provedení zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu, obr. 4 schematický pohled na ještě další příkladné provedení zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu, obr. 5 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle příkladu 1, obr. 6 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle příkladu 2, obr. 7 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle příkladu 3, obr. 8 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle příkladu 4, obr. 9 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle příkladu 5, obr. 10 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle příkladu 6, obr. 11 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle příkladu 7, obr. 12 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle příkladu 8, obr. 13 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle příkladu 9, obr. 14 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle příkladu 10, obr. 15 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle příkladu 11, obr. 16 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle srovnávacího příkladu 1, obr. 17 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle srovnávacího příkladu 2, obr. 18 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle srovnávacího příkladu 3 a obr. 19 graf, znázorňující míru průhybu při zatížení stlačením podle srovnávacího příkladu 4.

- 7 . 9 · .. '· · *. ·« • · · • · φ '· · · • '· ♦ ··

Příklady provedení vynálezu

Trojrozměrná struktura, kterou vynález využívá, má dutiny a je tvořena nekonečnými vlákny a/nebo například krátkými vlákny, která jsou náhodně propletena a seskupena. Nekonečná vlákna a/nebo krátká vlákna tvoří množství smyček a závitů. Trojrozměrná struktura, výše popsaná, může být vytvořena následovně: termoplastická pryž, jako je například polyethylen a VAC, EVA nebo SBS jsou měřeny a smíchány za použití bubnu nebo řezacího podavače. Směs je podrobena tavnému protlačování větším počtem trysek při předem stanovené rychlosti, odtahována navíječkou, která bude zmíněna později, a tvarována do plných a/nebo dutých nekonečných vláken o jemnosti od 600 denier do 90000 denier, s výhodou 3000 denier do 30000 denier a ještě výhodněji od 6000 do 10000 denier. Vlákna v roztaveném stavu jsou vedena k vytvoření smyček o průměru 1 až 10 mm, s výhodou 1 mm až 5 mm a jsou odtahována navíječkou ve vodní lázni a současně jsou sousední vlákna vedena do vzájemného kontaktu ve vodní lázni pro zaplétám do náhodných smyček. Při odtahování vláken je odtahová rychlost nastavena na pomalé odtahování navíječkou po intervalech například 3 až 5 m, takže se zde vytváří trojrozměrná pružná struktura o tloušťce 10 až 200 mm a šířce 2000 mm, přičemž tato trojrozměrná pružná struktura má části o vysoké hustotě s vysokou objemovou hustotou o délce 30 cm až 50 cm v podélném směru, které se vytvoří tehdy, když se protlačovaný materiál získává při nízké odtahovací rychlosti a části o nízké objemové hustotě jiné, než části o vysoké objemové hustotě. Části vláken, které jsou ve styku a spletené, jsou alespoň částečně natavené a vzájemně slepené.

Nekonečná a/nebo krátká vlákna jsou s výhodou vyrobena z termoplastického elastomeru, například elastomeru z polypropylénu, polyesteru, nylonu nebo PVC.

Trojrozměrná pružná struktura může být vytvořena tak, že má části o nízké objemové hustotě a části o vysoké objemové hustotě, jak je požadováno. Objemová hustota u části s nízkou objemovou hustotou je v rozmezí 0,005 až

- 8 0,03 g/cm³, s výhodou v rozmezí 0,008 až 0,03 g/cm³, ale nej výhodněji 0,01 až

0,03 g/cm³, zatímco objemová hustota u části s vysokou objemovou hustotou je v rozmezí 0,03 až 0,08 g/cm³, s výhodou v rozmezí 0,04 až 0,07 g/cm³, ale nejvýhodněji 0,05 až 0,06 g/cm³.

Poměr dutin trojrozměrné struktury u části s nízkou objemovou hustotou se pohybuje v rozmezí 96 až 99 %, s výhodou 97 až 99 %, ale nejvýhodněji 97 až 98 %, zatímco poměr dutin u části s vysokou objemovou hustotou se pohybuje v rozmezí 91 až 97 %, s výhodou 92 až 96 %, ale nejvýhodněji 93 až 94 %.

Způsob výroby lisovaných výrobků je následující :

Nyní bude popsán způsob výroby lisovaných výrobků 30 na bázi pryskyřice s pružnou strukturou podle vynálezu. Je vhodné sušit a smíchat pryžový materiál v bubnu, buben bude popsán později, nebo v dávkovacím podavači nebo smíchat, případně roztavit a smíchat, aby se vytvořily granule, načež těmito granulemi plnit zásobník protlačovacího stroje.

Pryžový materiál, například složky polyethylen a SBS byly společně sušeny v bubnu (KR sušička vyrobená Katoriki Seisakusho) při 40 ot/min po dobu 15 min (obr. 1).

Tato směs byla plněna do násypky 11 jednoosého bubnu 10 s průměrem 65 mm a odtahována při 60 ot/min odtahovou rychlostí 1,0/min. Pryže byly roztaveny a hněteny při teplotě 200 °C pro příklady 1 až 6 a při teplotě 260 °C pro příklady 7 až 9 a protlačovány množstvím vstřikovacích otvorů, vytvořených v lisovací matrici, které měly předem daný průměr. Ještě přesněji řečeno, směs se podrobí tavnému protlačování při dané rychlosti větším množstvím trysek, odtahuje se odtahovým zařízením 13, které bude popsáno později, a tvaruje se do plných nebo dutých nekonečných vláken o předem daném průměru. Vlákna v propleteném stavu jsou nucena vytvářet smyčky a jsou odtahována odtahovým zařízením 13 do vodní lázně, kde sousední vlákna přijdou do vzájemného kontaktu, takže se navzájem proplétají a tvoří náhodné smyčky. Když jsou vlákna odtahována, rychlost odtahového zařízení 13 se nastaví na pomalou rychlost

- 9 v předem určených intervalech. Například, jestliže je rychlost odtahových válců 14 nastavena na nízkou rychlost pro tento časový úsek použitím časovače nebo podobného zařízení, je možní získat výrobek 30 na bázi pryskyřice s pružnou strukturou s částmi o vysoké a nízké hustotě, který zahrnuje části o vysoké objemové hustotě, které mají předem určenou délku ve směru délky výrobku na předem daných prostorových intervalech. To znamená, že výrobek 30 na bázi pryskyřice s pružnou strukturou může být vyroben vytvořením trojrozměrné pružné struktury jak byla popsána výše, která zahrnuje části o vysoké objemové hustotě, to je části s vysokou hustotou B, vytvořené při nízké odtahové rychlosti a další části o nízké objemové hustotě, části s nízkou hustotou A (obr.2). Odtahovaný materiál náhodně zavinutý nebo zachycený ve smyčkách se nechá ztuhnout ve vodní lázní 15 a vytahuje se z ní dvojicí vytahovacích válců 16 pro vytvoření výrobku 30 na bázi pryskyřice s pružnou strukturou. Tloušťka a objemová hustota protlačovaného materiálu jsou nastaveny mezi dvojicí odtahových válců 14 odtahového zařízení 13 v lázni 15. Když je materiál odtahován, je někdy obtížné jej zachytit odtahovými válci 14. Pro odstranění této nevýhody jsou vytvořeny části s ještě nižší hustotou, takže materiál je zachycován těmito část mi s ještě nižší hustotou a vytahován ven z vody (obr. 3).

Na obr. 4 je nakresleno stříhací zařízení 19 pro stříhání slisovaného tvaru, uspořádané ve vodní lázni 15. Stříhací zařízení 19 je uspořádáno v blízkosti odtahového zařízení 13 v oblasti pod ním. Ve vnitřní stěně vany 15, naproti stříha címu zařízení 19 je uloženo dopravní zařízení, tvořené dopravníkem Π, který má množství výstupků pro zasunutí do dutin každé samostatně lisované formy odstřižené stříhacím zařízením 19. Na obr. 4 je zakreslen přívodní ventil 25 vody a drenážní ventil 26 . Vlákna jsou náhodně spletena a zachycena do smyček, nechají se ztuhnout ve vodní lázni 15 a jsou pak vytahována vytahovacími válci 16 jako lisovaný výrobek 30 na bázi pryskyřice s pružnou strukturou. Jak je výše popsáno, byl získán lisovaný výrobek 30 na bázi pryskyřice s pruž10 -

nou strukturou, jehož tloušťka je například 30 mm a obsahuje část s vysokou hustotou v délce 30 cm za každou částí s nízkou hustotou v délce 3 m.

Lisovaný výrobek 30 na bázi pryskyřice s pružnou strukturou může být zpracován pomocí výše uvedené trojrozměrné struktury, která zahrnuje jeden typ vlastnosti kombinace plurality typů vlastností, vzájemně se od sebe lišících.

Příklady lisovaných výrobků: Lisované výrobky, které se liší v poměru slučování jednotlivých pryskyřičných materiálů:

Použitím kombinací pryskyřičných materiálů PE+VAC, PE+EVA a PP+SBS a použitím různého poměru sloučenin každé z těchto kombinací, byly vyrobeny lisované výrobky pružných struktur.

Poměr sloučenin, výrobní podmínky a charakteristické hodnoty, jako je objemová hustota, jsou zřejmé v příslušných tabulkách 1,2 a 3.

Příklad 1 až 3: PE + VAC

Příklad 4 až 6: PE + EVA

Příklad 7 až 9: PP + SBS

Tabulka 1

Poměr sloučenin v příkladech 1 až 9

	PE (%hmotn.)	PP (%hmotn.)	VAC (%hmotn.)	EVA (%hmotn.)	SBS (%hmotn.)
Přikladl	95		5
Příklad 2	90		10
Příklad 3	70		30
Příklad 4	89			11
Příklad 5	78			22
Příklad 6	34			66
Příklad 7		⁹⁵			5
Příklad 8		90			10
Příklad 9		70			30

- 11 Tabulka 2

Výrobní podmínky příkladů 1 až 9

lisovací matrice	výstupní rychlost	odtahová rychlost
300mm(š.), 50 mm(tl.)	28 kg/hod	1,0 m/min

Tabulka 3

Charakteristické hodnoty příkladů 1 až 9

objemová hustota	průměr	oblast	tloušťka
0,03 g/cm⁵	1,5 mm (dutiny)	300 x 300 mm	50 mm

Příklady vyrobených produktů, které se liší v objemové hustotě, byly vyrobeny z pryskyřičných materiálů s tímtéž poměrem sloučenin PE : VAC = 90 :

10. Způsob výroby pružných struktur bude popsán. Pryžové materiály byly smíchány za použití bubnu nazývaného KR míchačka (typu KRT-100) vyrobeného firmou Katoriki Seisakusho, při 40 ot/min za 15 min. Pružné struktury byly lisovány pomocí jednoosého protlačovacího stroje s průměrem 65 mm a odtahovány šroubovitou rotační rychlostí 60 ot/min při odtahových rychlostech 3,1 m/min a 0,6 m/min. Teplota pryží byla 200 °C.

Poměr sloučenin mezi pryžovými materiály, výrobní podmínky a charakteristické hodnoty, jako je objemová hustota, jsou zaneseny v příslušných tabulkách 4 až 6.

Příklady 10 a 11 (PE +VAC)

Tabulka 4

Poměr sloučenin v příkladech 10 a 11

	PE (%hmotn.)	VAC (%hmotn.)
Příklad 10	90	10
Příklad 11	90	10

Tabulka 5

Výrobní podmínky příkladů 10 a 11

	lisovací matrice	výstupní rychlost	odebírací rychlost
Příklad 10	300 mm (š.) x (tl.)	28 kg/hod	3,1 m/min
Přikladli	300 mm (š.) x (tl.)	28kg/hod	0,6 m/min

Tabulka 6

Charakteristické hodnoty příkladů 10 a 11

	objemová hustota	průměr	oblast	tloušťka
Přikladlo	0,01 g/cm³	1,5 mm (dutiny)	300 x 300 mm	50 mm
Přikladli	0,05g/cm³	1,5 mm (dutiny)	300 x 300 mm	50 mm

Srovnávací příklady

Polyuretanová pěna

Jako srovnávací příklad 1 byla připravena měkká polyuretanová pěna, která je hlavním navrhovaným materiálem pro polštářový prvek. Výrobní podmínky a vlastnosti výrobku měkkého polyuretanu jsou uvedeny v tabulce 7.

·· 9 »9-9	»9	9· 99i
• 4 ·	• 9	♦v 9; ·’-/ .¼¾	tik
9 9 9 9 · · ·	9 * ·* 9	9 · «
9 9 9 9	9' 9	9 9, 9
	9··	9 9 ··	>99

Srovnávací příklad 1 (polyuretanová pěna):

Tabulka 7

Hlavní surový materiál a výrobní podmínky srovnávacího příkladu 1

Způsob lisování	Lisování pěny za studená
Typ polyolu	polyetherpolyol (mezní 1. třída-OH)
Číslo funkční skupiny	3
Molekulární hmotnost	4500-6000
Pěnový stabilizátor	nízkoaktivní silikonový stabilizátor
Izokyanát	TDI - 80
Zpěňovací stroj	zpěňovací stroj pro několik ingrediencí (2 až 3)
Teplota lisovací matrice
během vstřikování	50°C
během lisovacího klidu	50°C
Doba formování	14 min

Běžná pružná struktura

PP ani žádné jiné sloučeniny se nepřidávají.

Pružné struktury byly vyrobeny jen z pryžového materiálu PP změnou objemové hustoty.

Pružné struktury byly lisovány pomocí jednoosého protlačovacího stroje s průměrem 65 mm a odtahovány rotační rychlostí šroubu 60 ot/min při odtahových rychlostech 0,6 m/min, 1,0 m/min a 3,1 m/min. Teplota pryží byla 260 °C. Poměr sloučenin, výrobní podmínky a charakteristické hodnoty, jako objemová hustota jsou uvedeny v příslušné tabulce 8,9 a 10.

Srovnávací příklady 2, 3 a 4 (jen PP):

Tabulka 8

Poměr sloučenin srovnávacích příkladů 2 až 4

	PP (%hmotn.)
Srovnávací příklad 2	100
Srovnávací příklad 3	100
srovnávací příklad 4	100

• íl
•	·-	t
• ·		V ♦
• ·	♦ ». ♦	9 *
	♦ ·	• ♦
9 9	··

• · ·'

Tabulka 9

Výrobní podmínky srovnávacích příkladů 2 až 4

	lisovací matrice	výstupní iychlost	odebírací rychlost
Srovnávací příklad 2	300 mm(š.)x50(tl.)	28 kg/hod	3,1 m/min
Srovnávací příklad 3	300 mm(š.)x50(tl.)	28 kg/hod	1.0 m/min
srovnávací příklad 4	300 mm(š.)x50(tl.)	28 kg/hod	0,6 m/min

Tabulka 10

Charakteristické hodnoty srovnávacích příkladů 2 až 4

	objemová hustota	průměr	oblast	tloušťka
Srovnávací příklad 2	0,01 g/cm³	1,5 mm (dutiny)	300 mm x 300 m	50 mm
Srovnávací příklad 3	0,03 g/cm³	1,5 mm (dutiny)	300 mm x 300 m	50 mm
Srovnávací příklad 4	0,05 g/cm³	1,5 mm (dutiny)	300 mm x 300 m	50 mm

Testy

Při testech byly zjištěny následující vlastnosti.

Test 1: Kompresní charakteristika

Test 2: Zbytková deformace po opakované kompresi

Test 3: Poměry nárazu a odrazu

Test 1: Kompresní charakteristika

Tento test byl proveden v souladu s testovací metodou JIS K 6400 pěny měkkého polyuretanu Příloha 1. Velikost testovaných vzorků je 300 (š.) x 300 (d) x 50 (tl.). Na obr. 5 až 19 jsou uvedeny diagramy poměrů deformace při zátěži stlačením.

- 15 *( » · · *·. * »... « * * · “ - · · ·· .r.*

·. · · · · · · ·· • · · · · '·' *í- ·♦ ·· ·· ϊ·«,

Polštářové prvky s pružnou strukturou, které jsou všechny uvedeny v příkladech a polyuretanová pěna, která je uvedena ve srovnávacím příkladu 1, jsou navzájem porovnávány. Žádný z příkladů nemá výraznou mez trvalé deformace, která se objevuje ve srovnávacím příkladu 1. To znamená, že polštářové prvky mají malé množství místního poklesu, čímž umožňují, že zatížení je přijímáno stejně v celé oblasti kontaktu s konstrukcí polštáře.

Dále, ve srovnávacím příkladu 1 je pozorováno pozvednutí zátěže, jestliže míra prohnutí překročí 50 %, zatímco takové zvýšení není pozorováno v žádném z příkladů. Dále, v příkladech může být trojrozměrná konstrukce účinně zdeformována až do asi 90 % své tloušťky. To dokazuje, že konstrukce nedává uživateli pocit dotyku dna, a že se může rychle obnovit, jakmile se zátěž odstraní, to je trojrozměrná struktura má vysokou odolnost při posazení.

Dále polštářové prvky s pružnou strukturou, které jsou všechny uvedeny v příkladech a běžné pružné konstrukce ve srovnávacích příkladech 2 až 4, jsou navzájem porovnávány. Srovnávací příklad 2 má mez trvalé deformace, požaduje vysokou zátěž v porovnání s deformací při stlačení, podstupuje plastickou deformaci a nejeví elastické obnovení. Ačkoliv srovnávací příklady 3 a 4 nemají mez trvalé deformace, pozná se zvýšení zátěže, když jeho míra překročí 50 %, což znamená, že uživateli dávají pocit dotyku dna. Dále podstupují plastickou deformaci a nevykazují elastické obnovení.

Jestliže slučovací poměr mezi pryskyřičnými materiály a objemovou hustotou se změní, je možné vyrobit polštářovou strukturu s požadovanou tvrdostí.

Test 2:

Tento test byl proveden v souladu s testovací metodou JIS K 6400 8,1A pěny měkkého polyuretanu. Velikost testovaných vzorků je 300 (š.) x 300 (d) x 50 (tl.).

- 16 φ· ·♦»* ··«· • i · '· ΦΦΦφ • ·. · · 9 999 »' 9 9 9! 9 9 9'9

9 9 Φ' · · ·'9

Φ· ·* 9 9‘9 9

Φ

Φφ

Φ

ΦΦΦ

Test byl proveden na zužujícím se rozsahu vzorků: Příklad 2 (PE+VAC, objemová hmotnost 0,03), srovnávací příklad 1 a srovnávací příklad 3 (PP, objemová hmotnost 0,03). Výsledky testu jsou zaznamenány v tabulce 11.

Tabulka 11

Výsledky měření zbytkové deformace po opakované kompresi

	Zbytková deformace po opakované kompresi (%)
Přikladl	93
Srovnávací příklad 1	95
Srovnávací příklad 3	75

Příklad 1 a srovnávací příklad 1 ukazují, že mají tutéž úroveň výkonnosti. Ačkoliv příklad 2 a srovnávací příklad 3 mají tutéž strukturu a liší se jen v pryskyřici, zbytková deformace se prudce snížila na 75 %. Lisovaný výrobek podle vynálezu má tutéž úroveň nastavení odolnosti jako má výrobek z polyuretanové pěny.

Test 3: Poměry nárazu a odrazu

Tento test byl proveden v souladu s testovací metodou JIS K 6400 9,2B pěny měkkého polyuretanu. Velikost testovaných vzorků je 300 (Š.) x 300 (d) x 50 (tl.). Předmětem testu byly stejné vzorky jako v testu 2. Výsledky testu jsou zaznamenány v tabulce 12.

Tabulka 12

Výsledky měření procentuální odolnosti proti nárazu

	odolnost proti nárazu (%)
Příklad 1	91
Srovnávací příklad 1	⁶⁵
Srovnávací příklad 3	70

- 17 totototo toto to· to to to to ·ι to to ·· to to to ·>

• to ♦ ♦' to· * · · • toto ·' to toto to ♦ · ·· ·« .«·

Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle vynálezu má odolnost proti nárazu 1,4krát vyšší, než výrobek z polyuretanové pěny.

Ačkoliv je obtížné recyklovat polyuretanovou pěnu, lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle vynálezu může být po použití regenerován na výrobek a je tedy vynikající, pokud jde o recyklaci.

Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle vynálezu může být vyráběn za nižší cenu, neboť lze pro jeho výrobu použít recyklované pryskyřice.

Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice nedává pocit dotyku dna a má velmi malé množství místního poklesu. Proto umožňuje rovnoměrné přijímání zátěže v celé oblasti kontaktu s konstrukcí polštáře. Z toho důvodu výrobek více zabraňuje únavě uživatele, než výrobek z polyuretanové pěny.

Protože struktura lisovaného výrobku na bázi pryskyřice podle vynálezu má zcela průchozí póry, je daleko lepší, pokud jde o prodyšnost, než polyuretanová pěna.

Ačkoliv při výrobě polyuretanové pěny se používají toxické látky jako je TDI a podobné, lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle vynálezu může být vyráběn aniž by se vyvíjely toxické plyny a tak zabezpečuje dobré pracovní podmínky.

_______________ Podle_yynálezuje^možné,recvklovat_re£enerované_Drvskvnce s wsokou-přidanou hodnotou. Proto nejširší nároky, které následují, nejsou směrovány na zařízení, které je uspořádáno zvláštním způsobem. Místo toho tyto nejširší nároky jsou míněny jako ochrana podstaty tohoto vynálezu. Vynález je zcela zřejmě nový a přináší vyšší účinek. Navíc není pro odborníka toto řešení nasnadě , pokud jde o dobu, kdy byl vynález vytvořen a pokud jde o současný stav techniky. Dále z hlediska převratné povahy tohoto vynálezu je zřejmé, že jde o vynález průkopnický. A proto jsou následující nároky formulovány velmi široce, aby ochránily vlastní podstatu vynálezu po právní stránce. Proto bude vidět, že znaky vynálezu, popsané výše a znaky, které vyplynuly z popisu jsou účinně dosa! i,ui iiiťmiitÍiiιι.ιΐ'ηΐ9ΐιιΐΕ ii 'ΐιτπ sr hlη i h i:i γ·τι - iil ir n nifnr

- 18 *4 a

ženy. Lze provést některé změny, týkající se konstrukce, ale budou spadat do rozsahu vynálezu, poněvadž vše, co vyplývá z popisu a připojených výkresů lze chápat tak, že to má ilustrativní, nikoliv omezující charakter. Je třeba tomu rozumět tak, že následující nároky mají pokrýt všechny znaky obecné i konkrétní výše popsaného vynálezu a všechny údaje v rozsahu vynálezu, které jako věc jazyka, by mohly do jeho rozsahu spadat. Dále bude popsán samotný vynález.

Claims

1. Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice s pružnou strukturou, vyznačující se tím,že zahrnuje trojrozměrnou strukturu s póry s předem danou objemovou hustotou, přičemž tato trojrozměrná struktura je tvarována přiváděním sousedních vláken do styku, jejich proplétáním a spojováním do náhodných smyček nebo kadeří plných a/nebo dutých nekonečných vláken a/nebo krátkých vláken, vyrobených ze směsi polyolefínové pryskyřice a VAC, EVA nebo SBS, přičemž trojrozměrná struktura má zvětšenu objemovou hustotu ve směru šířky a v příslušných intervalech ve směru délky.

2. Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle nároku 1, vyznačující se tím,že trojrozměrná struktura má dutiny, vytvářející nízké a vysoké hustoty.

3. Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m, že poměr směsi polyolefínové pryskyřice k VAC nebo EVA je 70 až 97 % hmotn. ku 3 až 30 % hmotn. s výhodou 80 až 90 % ku 10 až 20 % hmotn..

4. Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím,že poměr směsi polyolefínové pryskyřice k SBS je 50 až 97 % hmotn. ku 3 až 50 % hmotn. s výhodou 70 až 90 % ku 10 až 30 % hmotn..

5. Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím,že plná nekonečná vlákna a/nebo krátká vlákna mají průměr 0,3 až 3,0 mm, s výhodou 0,7 až 1,0 mm a dutá nekonečná vlákna a/nebo krátká vlákna mají průměr 1,0 až 3,0 mm, s výhodou 1,5 až 2,0 mm.

*· «*··

6. Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím,že trojrozměrná struktura má objemovou hustotu 0,001 až 0,08 g/cm³, s výhodou 0,02 až 0,06 g/cm³.

7. Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím,že trojrozměrná struktura je polštářový materiál pro sedadla automobilů nebo postelí.

8. Způsob výroby lisovaného výrobku na bázi pryskyřice podle nároků 1 až 7 s pružnou strukturou, vyznačující se t i m, že se získají vlákna tavným protlačováním polyolefínové pryskyřice na vlákna, která se přivádějí do styku, načež dochází k proplétáni a spojování sousedních vláken do náhodných smyček nebo kadeří z nekonečných vláken, tím k vytvoření trojrozměrné struktury s dutinami s předem danou objemovou hustotou, přičemž odtahová rychlost pro odtahování protlačovaných nekonečných vláken se mění pro vytvoření částí s vysokou objemovou hustotou, která probíhá ve směru šířky této trojrozměrné struktury a jsou uspořádány v příslušných intervalech ve směru délky této trojrozměrné struktury.

9. Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že trojrozměrná struktura má objemovou hustotu 0,005 až 0,03 g/cm³, s výhodou 0,008 až 0,03 g/cm³ a zejména 0,01 až 0,03 g/cm , v částech s nízkou hustotou a objemovou hustotu 0,03 až 0,08 g/cm³, s výhodou 0,04 až 0,07 g/cm³ a zejména výhodně 0,05 až 0,06 g/cm³, v částech s vysokou hustotou.

10. Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle nároku 9, vyznačující se t í m, že trojrozměrná struktura má poměr dutin 96 až 99 % , výhodně 97 až 99 % a zejména výhodně 97 až 98 % a poměr dutin 91 až 97 % , výhodně 92 až 96 % a zejména výhodně 93 až 94 % v částech o vysoké hustotě.

I

4··· 6· ·· 99 ^4» · · 9 9' ♦ • · 9 t 9 W · • 9 9 • 4 9 4 ' · 9 • · • t • · 9 9 • · 4 ♦ 4« >· 9 9

11. Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že poměr směsi plných vláken k dutým vláknům je 0 až 50 ku 50 až 100.

12. Lisovaný výrobek na bázi pryskyřice podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že vnější povrch dutých vláken je pokryt plnými vlákny.