CZ201048A3 - Penový prvek s celulózou pridanou v nem - Google Patents

Penový prvek s celulózou pridanou v nem Download PDF

Info

Publication number
CZ201048A3
CZ201048A3 CZ20100048A CZ201048A CZ201048A3 CZ 201048 A3 CZ201048 A3 CZ 201048A3 CZ 20100048 A CZ20100048 A CZ 20100048A CZ 201048 A CZ201048 A CZ 201048A CZ 201048 A3 CZ201048 A3 CZ 201048A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
foam
cellulose
moisture
upper limit
ambient atmosphere
Prior art date
Application number
CZ20100048A
Other languages
English (en)
Inventor
Innerlohinger@Josef
Marchgraber@Manfred
Schaufler@Franz
Suchomel@Friedrich
Original Assignee
Eurofoam Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eurofoam Gmbh filed Critical Eurofoam Gmbh
Publication of CZ201048A3 publication Critical patent/CZ201048A3/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C27/00—Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas
    • A47C27/14—Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas with foamed material inlays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47G—HOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
    • A47G9/00—Bed-covers; Counterpanes; Travelling rugs; Sleeping rugs; Sleeping bags; Pillows
    • A47G9/10—Pillows
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0085—Use of fibrous compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22—After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C08J9/228—Forming foamed products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/35—Composite foams, i.e. continuous macromolecular foams containing discontinuous cellular particles or fragments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0008—Foam properties flexible
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2205/00—Foams characterised by their properties
    • C08J2205/04—Foams characterised by their properties characterised by the foam pores
    • C08J2205/05—Open cells, i.e. more than 50% of the pores are open
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2401/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Rešení se týká penového prvku s hydrofilní látkou pridanou do peny ve forme celulózy s typem struktury založeném na krystalické modifikaci celulózy-II, pricemž penový prvek doplnený celulózou má reverzibilní kapacitu k absorpci vlhkosti, a podíl celulózy je mezi 0,1 a 10 hmotn. %. Hodnota vlhkosti peny odpovídající rovnovážné vlhkosti v první okolní atmosfére se zvyšuje behem používání ve druhé okolní atmosfére. Vlhkost absorbovaná celulózou II po použití se opet odparuje behem doby v rozmezí od 1 hodiny do 16 hodin, dokud se znovu neobnoví pocátecní hodnota vlhkosti peny odpovídající rovnovážné vlhkosti vuci první okolní atmosfére.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká pěnového prvku s hydrofilnim činidlem ve formě celulózy přidané v pěně, a pěnový prvek doplněný celulózou má reverzibilni kapacitu k absorpci vlhkosti, jak je popsáno v nárocích 1 až 3.
Dosavadní stav techniky
V současnosti se pěny používají v mnoha oblastech denního života. V mnoha z těchto aplikací jsou pěny v kontaktu s tělem, obvykle oddělené pouze jednou nebo více textilními mezilehlými vrstvami. Většina těchto pěn je vyrobena ze syntetických polymerů, jako například polyuretanu (PU), polystyrenu (PS), syntetické pryže, atd., které v podstatě nemají adekvátní absorpční kapacitu vody. Zejména během kontaktu s tělem po delší dobu nebo při provádění namáhavého cvičeni se vyvine nepříjemné fyzické klima kvůli velkému množství vlhkosti, která není absorbována. Pro většinu aplikací je tudíž nezbytné aby se těmto pěnám předaly hydrofilni vlastnosti.
Toho lze dosáhnout mnoha způsoby. Jedna možnost, popsaná například v patentovém spise DE 199 30 526 A, je způsobit, aby pěnová struktura polyuretanu byla pružná hydrofilni pěna. To se provede reakcí alespoň jednoho polyisokyanátu s alespoň jednou sloučeninou obsahující alespoň dvě vazby, které reagují s isokyanátem za
2492720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010 přítomnosti sulfonových kyselin obsahujících jednu nebo více hydroxylových skupin, a/nebo jejich soli a/nebo polyalkylen glykol etherů katalyzovaných monoolů. Tyto pěny se používají pro domácí houby nebo hygienické potřeby.
Další možnost je popsána v patentovém spise DE 101 16 757 Al, založená na hydrofilni alifatické polymethanové pěně s otevřenými póry a dodatečnou oddělovací vrstvou vyrobenou z celulózových vláken s hydrogelem přidaným do ní, který slouží jako úložné prostředky.
Patentový spis EP 0 793 681 B1 a německý překlad dokumentu DE 695 10 953 T2 popisují způsob výroby pružných pěn, ve kterých se používají superabsorpční polymery (SAPy), také známé jako hydrogely. SAPy, které se používají, mohou být předem smíchané s předpolymerem, který výrobci pěny značně usnadňuje uvedený způsob. Tyto SAPy se mohou například vybírat ze SAPů roubovaných škrobem nebo celulózou pomocí akrylonitrilu, kyseliny akrylové nebo akrylamidu jako nenasyceného monomeru. Tyto SAPy prodává společnost Hochst/Cassella pod názvem SANWET IM7000.
Patentový spis WO 96/31555 A2 popisuje pěnu s celulární strukturou a pěna také obsahuje superabsorpční polymery (SAPy). V tomto případě může být SAP vyroben ze syntetického polymeru nebo alternativně z celulózy. Pěna použitá v tomto případě je určena k absorpci vlhkosti a kapalin a zadržuje je v pěnové struktuře.
Patentový spis WO 2007/135069 Al popisuje podešve boty s absorpčními vlastnostmi vůči vodě. V tomto případě se vodu absorbující polymery přidávají před zpěnováním plastu. Takové vodu absorbující polymery se obvykle vyrábí
92720 (249272O_upr1.doc) 19.1.2010 polymerací vodného roztoku monomeru a pak volitelně rozmělněním hydrogelu. Vodu absorbující polymer a vysušený hydrogel vyrobený z něj se po jeho přípravě pak výhodně rozmělni a nechá projít sítem, a částice sítem prošlého, vysušeného hydrogelu, jsou výhodně menší než 1000 pm a výhodně větší než 10 pm. Navíc kromě hydrogelu, lze také přidat plnivo a přimíchat jej před procesem zpěnování, přičemž v tomto případě použitelná organická plniva obsahují například sazovou čerň, melamin, pryskyřici a celulózová vlákna, polyamidová, polyakrylonitrilová, polyuretanová nebo polyesterová vlákna na bázi složky aromatických a/nebo alifatických esterů kyseliny dikarbonové a uhlíkových vláken. Všechny látky se přidávají do reakční směsi vzájemně odděleně, pro vytvoření pěnového prvku.
Co se týče jejich vlastnosti, jsou pěny známé z dosavadního stavu techniky navrženy tak, aby byly schopny po dlouhou dobu ukládat a zadržovat vlhkost, kterou absorbují. Absorbovaná vlhkost a absorbovaná voda se obnoví do zcela původního stavu kvůli odpařování vlhkosti do okolní atmosféry až po době 24 hodin, jako je popsáno v dokumentu WO 2007/135069 Al.
Rychlost odpařováni je pro příliš nízká normální aplikace, jako například v matracích, vložkách do bot nebo v sedadlech automobilů, které se používají po několik hodin denně a mají tudíž mnohem méně než 24 hodin k odpařováni absorbované vlhkosti. V tomto kontextu lze hovořit o rovnovážné vlhkosti a o hodnotě vlhkosti takové, při které je pěna v rovnováze s vlhkosti obsažené v okolní atmosféře.
92720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010
Podstata vynálezu
Smyslem tohoto vynálezu je tudíž navrhnout pěnový prvek, který obsahuje materiál určený ke zlepšení jeho regulace vlhkosti ve smyslu rychlosti odpařování, lze jej však snadno zpracovávat při výrobě pěny.
Tohoto cíle je dosaženo tímto vynálezem na základě význakových znaků definovaných v nároku 1. Výhoda význakových znaků definovaných v nároku 1 spočívá ve skutečnosti, že přidání celulózy do pěnové struktury udělí dostatečně vysokou kapacitu k absorpci vlhkosti a kapaliny, ale absorbovaná vlhkost nebo kapalina se opět odpařuje do okolní atmosféry co nejrychleji ze stavu vyvolaného použitím, čímž se obnoví rovnovážná vlhkost. Použiti celulózy-II zamezuje nutnosti použít materiál s vláknitou strukturou, čímž se usnadni lití a zamezí se ve vzájemném zahákávání vláken. Doba odpařování závisí na zamýšleném účelu nebo aplikaci pěnového prvku a rovnovážná vlhkost by se měla obnovit například alespoň do 16 hodin po použití v případě matrací. V případě podešvi bot nebo vložek do bot může být tato doba dokonce kratší. Z toho důvodu se přidá jistý podíl celulózy jako hydrofilní látky, přičemž tato se přidá a smíchá současně s jednou ze složek tvořících pěnu při výrobě pěny. Nejen že celulóza udělí dostatečnou úložnou kapacitu, ale také má za následek rychlé odpařováni absorbované vlhkosti zpět do okolního prostředí. Díky poměru přidané celulózy lze absorpční kapacitu a rychlost odpařování pěnového prvku snadno přizpůsobovat tak, aby vyhovovala široké škále různých aplikací.
Nezávisle na výše uvedeném, cíle tohoto vynálezu lze také dosáhnout na základě význakových znaků definovaných
92720 (2492720_upr1 .doc) 19.1.2010
v nároku 2. Výhoda význakových znaků definovaných v nároku 2 spočívá ve skutečnosti, že přidání celulózy do pěnové struktury udělí dostatečně vysokou kapacitu k absorpci vlhkosti a kapaliny, ale absorbovaná vlhkost nebo kapalina se znovu odpařuje do okolní atmosféry co nej rychleji ze stavu vyvolaného použitím, čímž se obnoví rovnovážná vlhkost. Diky speciální kombinaci přidáni celulózy-II a díky získaným hodnotám hustoty získaným na základě toho, se získá velmi vysoká absorpce vodních výparů a absorpce vlhkosti. Díky vysoké hodnotě dočasného úložiště vlhkosti nebo vody, která může být absorbována v pěnovém prvku během používání, lze uživateli zajistit příjemný a suchý pocit při použití. Následkem toho se tělo nedostane do přímého kontaktu s vlhkostí.
Nezávisle na výše uvedeném lze dosáhnout cíle tohoto vynálezu také na základě význakových znaků definovaných v nároku 3. Výhoda získaná následkem význakových znaků definovaných v nároku 3 spočívá ve skutečnosti, že přidání celulózy do pěnové struktury uděluje dostatečně velkou kapacitu k absorpci vlhkosti a kapaliny, ale absorbovaná vlhkost nebo kapalina se znovu co nej rychleji odpařuje do okolní atmosféry ze stavu vyvolaného po použiti, čímž se obnoví rovnovážná vlhkost. Díky speciální kombinaci přidání celulózy-II a díky získaným hodnotám hustoty získaným na základě toho, se získá velmi vysoká absorpce vodních výparů a absorpce vlhkosti. Následkem toho se spolu s komfortním použitím vlhkost absorbované pěnovým prvkem odpařuje rychle. To se děje, dokonce i po absorbování velkého množství vlhkosti, pak se vysušený pěnový prvek může použít znovu dokonce i po relativně krátké době a je rychle znovu připraven k použití.
92720 (2492720jjpr1.doc) 19.1.2010
Je také výhodné další provedení definované v nároku 4, kde v závislosti na výsledné pěnové struktuře plastové pěny, lze nastavit délku vláken tak, aby se zajistil optimální přenos vlhkosti pro získáni jak rychlé absorpce, tak rychlého odpařování po použiti.
Provedení definované v nároku 5 je také výhodné protože umožňuje dosáhnout rovnoměrnější rozloženi celulózových částic v pěnové struktuře, následkem čehož může být pěnový prvek snadno upraven tak, aby vyhovoval různým aplikacím.
Provedeni definované v nároku 6 umožňuje zlepšit průtočnou kapacitu částic. Měrný povrch je zvětšený díky struktuře povrchu, která je nepravidelná a ne zcela hladká, což přispívá k vynikajícímu adsorpčnímu chování celulózových částic.
Další provedení definované v nároku 7 nabízí možnost používat tyto částice bez zanesení jemných otvorů v desce trysek i při použití tzv. CO2 zpěnování.
Výhodné je také další provedení definované v nároku 8, protože se díky němu zamezí v kulovém tvaru a získá se nepravidelný povrch bez vláknitého třepení a žilek. Zabrání se tyčovému tvaru a to podporuje účinné rozložení v pěnové struktuře.
Díky provedení definovanému v nároku 9 lze přidávat a doplňovat celulózu během výroby současně s alespoň jedním dalším additivem, což znamená, že je třeba vytvořit přípustnou odchylku pouze pro jediné additivum při jeho smíchávání do reakční složky.
2492720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010
Výhoda provedeni definovaného v nároku 10 je také ta, že lze získat pěnový prvek použitelný ve škále různých aplikací.
Podle dalšího provedení popsaného v nároku 11 je dosaženo ještě lepšího transportu vlhkosti uvnitř pěnového prvku.
Použití pěnového prvku pro škálu různých aplikací je také výhodné, protože zlepšuje komfort nošeni při používání a je také významně kratší následná doba vysoušení. To představuje výhodu zejména v případě různých typů sedadel a matrací a také u všech aplikací toho typu, kdy se vlhkost vylučuje z těla.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje
Tato zjednodušená schémata znázorňují následující:
Obr. 1 první schéma znázorňující absorpci vlhkosti mezi dvěma předem definovanými klimaty na základě různých vzorků a různých vzorkovacích' bodů;
Obr. 2 je druhý graf znázorňující odlišnou absorpční kapacitu vlhkosti běžné pěny a pěny s doplněnými celulózovýmí částicemi;
92720 (2492720_upr1.doc) 19,1.2010
Obr. 3 je třetí graf znázorňující různé rychlosti
odpařování vlhkosti běžné pěny a pěny s přidanými
celulózovými částicemi;
Obr. 4 je sloupcový graf znázorňující absorpci
vodních výparů běžnou plastovou pěnou a plastovou pěnou s doplněnými celulózovými částicemi.
Příklady provedeni vynálezu
Nejdříve je třeba zdůraznit, že stejné části popsané u různých provedení, jsou označené stejnými vztahovými značkami a stejnými názvy komponent a texty v popise mohou být transponovány ve smyslu významu u stejných částí nesoucích stejná vztahová čísla u stejných názvů komponent. Dále, popisované pozice, jako horní, spodní, postranní, atd., se týkají konkrétně popisovaného výkresu a mohou se transponovat ve smyslu významu na nové pozice při popisu jiné pozice. Jednotlivé znaky nebo kombinace znaků z různých znázorněných a popsaných provedení lze vykládat jako nezávislá řešení podle tohoto vynálezu nebo řešeni navržená tímto vynálezem sama o sobě.
Všechny výkresy, týkající se rozsahů hodnot v popise by se měly vykládat v tom významu, že obsahují libovolný a všechny částečné rozsahy, přičemž v tomto případě, například rozsah 1 až 10 je třeba chápat jako obsahující všechny částečné rozsahy počínaje spodní mezí 1 až do horní meze 10, tj. všechny částečné rozsahy začínající spodní mezí 1 nebo více a končící horní mezí 10 a méně, např. 1 až 1,7, nebo 3,2 až 8,1 nebo 5,5 až 10.
2492720 (2492720jJpr1.doc) 19.1.2010 ♦
Nejdříve bude uveden podrobnější popis hydrofilní látky, poskytnuté ve formě celulózy, přidané v plastové pěné, podrobněji v pěnovém prvku vyrobeném z ní. Pěnový prvek je tudíž vyroben z plastové pěny a také hydrofilní látky přidané do ní. Plastová pěna může být dále vyrobena z příslušně směsi složek, které mohou být spolu zpěněny, výhodně v kapalné formě, způsobem, který je již dlouho známý.
Jak již bylo vysvětleno výše, v patentovém spise WO 2007/135 069 Al se navíc přidávají celulózová vlákna jako plnivo kromě vody absorbujícího polymeru. Ty jsou určeny k vylepšení mechanických vlastností pěny podle potřeby. V tomto ohledu však bylo zjištěno, že přidání vláknitých additiv ztěžuje zpracováni výchozí směsi pro zpěnění, kvůli změnám jejího průtočného chování. Například částice vláknité celulózy smíchané s polyolovou složkou, zejména před zpěněním, způsobí jeho vyšší viskozitu, což by zkomplikovalo nebo dokonce znemožnilo smíchání s dalšími složkami, zejména isokyanátem, v dávkovači hlavě zpěnovací jednotky. Také by to mohlo ztížit rozprostírání reakční směsi tečením na dopravním pásu zpěnovací jednotky. Částice vláknité celulózy by také mohly mít větší tendenci uplívat na dopravních linkách pro reakční směs, s tvorbou nánosů.
Následkem toho je možné přidávat vláknitá additiva pouze v jistých mezích. Čím nižší je podíl množství vláknitých additiv, zejména celulózových na krátko řezaných vláken, tím nižší je absorpční kapacita vody, když se přidávají do pěny. Dokonce i při přidávání malých množství vláknitého celulózového prášku lze očekávat zvýšenou viskozitu, zejména polyolové složky. Přestože v principu lze
92720 (2492720_Upr1 .doc) 19.1. 2010
- 10 takovéto směsi zpracovávat, při zpracováni je třeba vytvořit přípustnou odchylku pro změněnou viskozitu.
Celulóza a příze, vlákna nebo prášky vyrobené z nich se obvykle získají zpracováním a rozemletím celulózy nebo eventuálně dřeva a/nebo jednoročních rostlin, způsobem, který je obecně známý.
V závislosti na povaze výrobního procesu se získají prášky různých kvalit (čistota, velikost, atd.). Co mají všechny tyto prášky společného, je vláknitá struktura, protože přirozená celulóza libovolné velikosti má patrnou tendenci vytvářet tyto vláknité struktury. Dokonce MCC (mikrokrystalická celulóza), která může být popsána jako kulovitá, je přesto tvořena kousky krystalických vláken.
V závislosti na mikrostruktuře se provádí rozlišování mezi různými typy struktur celulózy, zejména celulózy-I a celulózy-II. Tyto rozdíly mezi těmito dvěma typy struktury jsou dlouze popsány v příslušné odkazované literatuře a lze je vidět také pomocí rentgenové techniky.
Hlavní část celulózových prášků je tvořena celulózou-I. Výroba a použití prášků celulózy-I je chráněna mnoha patenty. Také chráněných je například mnoho technických podrobností o procesu mletí. Prášky celulózy-I jsou vláknité povahy, která není příliš prospěšná pro mnoho aplikaci a může se jednat dokonce o zábranu. Vláknité prášky například často vedou k zahákávání vláken. Jsou také spojeny s omezenou schopností volně téci.
Celulózové prášky na bázi celulózy-II je momentálně velice obtížné na trhu najít. Tyto celulózové prášky s touto
92720 (2492720 upr1.doc) 19.1.2010 strukturou lze získat buďto z roztoku (obvykle viskózy) nebo mletím produktů celulózy-II. Takový produkt může být například celofán. Tyto jemné prášky se zrnitostí 10 pm a méně lze také získat pouze ve velmi malých množstvích.
Kulovité, nevláknité celulózové částice s velikostí částic v rozsahu mezi lpm a 400 pm lze připravovat z roztoku nederivované celulózy ve směsi organické látky a vody.
Tento roztok se ochladí za volného protékání pod teplotu tuhnuti a vytuhnutý roztok celulózy se pak rozdrtí. Rozpouštědlo se pak promyje a rozdrcené částice se vysuší. Následující drcení se obvykle provádí v mlecím zařízení.
Je zvláště výhodné, když alespoň jednotlivé z následujících additiv se přidají do předem připraveného celulózového roztoku před jeho ochlazením a následným vytuhnutím. Toto additivum se může vybrat ze skupiny obsahující pigmenty, anorganické látky jako například oxid titanu, zejména pod-stechiometrický oxid titaničitý, síran barnatý, iontoměniče, polyethylen, polypropylen, polyester, sazová čerň, zeolit, aktivní uhlí, polymerické superabsorbery nebo zhášedla. Ty se pak zároveň přidávají do celulózových částic vytvářených následně. Lze v různých okamžicích během přípravy roztoku, je přidávat ale v každém případě před zatuhnutím. V tomto ohledu lze přidávat hmotn. % additiv do 200 hmotn. % vztaženo k množství celulózy. Bylo zjištěno, že tato additiva se neodstraní při promývání, ale zůstanou v celulózových částicích a také si značně udržují svou funkci. Pokud se přidává například aktivní uhlí, zjistilo se, že jeho aktivní povrch, který lze změřit například metodou BET, se také v dokončených částicích zachová netknutý. Zachovají se zcela nejenom
2492720 (2492720iJpn.doc) 19.1.2010
44 4 • • ··
• « 4· • 4 44 44 4 *
4 4 4 « « 4 4 4
• • • t 4 4 4 4 • «
« 4 4 · • 4 • ·
···* 4 0 4» 4 4«
additiva na povrchu celulózových částic, ale podobně se zachovají také ty uvnitř. To lze považovat za zvláště výhodné, protože pouze malá množství additiv se musí přidávat do předpřipraveného celulózového roztoku.
Výhodou toho je, že se jedná pouze o celulózové částice již obsahující funkční additiva, které se mají přidat do reakční směsi k přípravě pěnového prvku. Zatímco v minulosti se všechna additiva přidávala samostatně a jednotlivě do reakční směsi, je nyní nutné vzít v úvahu pouze jeden typ additiva při nastavování procesu zpěnování. To zamezuje jakýmkoli nekontrolovatelným fluktuacím vzhledem k vhodnosti mnoha z těchto různých additiv.
Výsledkem tohoto přístupu je, že se získá pouze jeden celulózový prášek, který je tvořen částicemi se strukturou celulózy - II. Celulózový prášek má velikosti částic v rozmezí se spodní mezí 1 pm a horní mezí 400 pm pro průměrnou velikost částic x50 se spodní mezí 4 pm a horní mezí 250 pm pro monomodální rozdělení velikosti částic. Celulózový prášek nebo částice mají přibližně kulovitý tvar částic s nepravidelným povrchem a krystalitou v rozmezí se spodní mezí 15 % a horní mezí 45 % na základě Ramanovy metody. Částice mají také měrný povrch (N2-adsorpce, BET) se Spodní mezí 0,2 m2/g a horní mezí 8 m2/g pro objemovou hmotnost se spodní mezí 250 g/1 a horní mezí 750 g/1.
Struktura celulózy-II se vytvoří rozpuštěním a opětovným vysrážením celulózy, a částice jsou odlišné zejména od částic vyrobených celulózy bez kroku rozpuštění.
Velikost částic ve výše uvedeném rozsahu se spodní mezí 1 pm a horní mezí 400 pm s rozdělením částic vyznačujícím se
92720 (2492720_upr1 doc) 19.1.2010 hodnotu x50 se spodní mezí 4 pm, výhodněji 50 pm, a horní mezí 250 pm, výhodně 100 pm, je přirozeně ovlivněna režimem provozu použitým k mletí při procesu mletí. Tohoto rozdělení částic lze však dosáhnout zvláště jednoduše přijetím konkrétního způsobu výroby, založeného na zatuhnutí volně tekoucího celulózového roztoku a kvůli mechanickým vlastnostem uděleným zatuhnuté celulózové sloučenině. Aplikaci smykových sil na zatuhnutý celulózový roztok za stejných podmínek mletí by mělo za následek odlišné ale vláknité vlastnosti.
Použitý tvar částic je přibližně kulovitý. Tyto částice mají poměr os (l:d) v rozsahu se spodní mezí 1 a horní mezí 2,5f. Mají nepravidelný povrch, nevykazují však pod mikroskopem žádné vláknové třepení a žilky. Nejedná se v žádném případě o koule s hladkým povrchem. Tento tvar by nebyl zvláště vhodný ani pro zamýšlené aplikace.
Zde popsaná objemová hmotnost celulózových prášků, která leží mezi spodní mezí 250 g/1 a horní mezí 750 g/1, je významně vyšší než u srovnatelných vláknových částic známých z dosavadního stavu techniky. Objemová hmotnost má významné výhody ve smyslu zpracování, protože také zlepšuje kompaktnost popsaného celulózového prášku a mezi jinými věcmi má také za následek lepší průtočnou kapacitu, mísitelnost v rozsahu jiného média a méně problémů při skladováni.
Celkově lze říci, že výsledné částice celulózového prášku jsou schopné téci volněji díky jejich kulovité struktuře a nevyvolávat skoro žádné změny ve viskozitě kvůli jejich struktuře. Charakterizovat částice pomocí vybavení pro určování velikosti částic široce průmyslově používaného,
92720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010 je také kvůli kulovitému tvaru snazší a dává větší smysl. Ne zcela hladká a nepravidelná struktura povrchu má za následek větší měrný povrch, což přispívá k vynikajícímu adsorpčnímu chování prášku.
Nezávisle na výše uvedeném by však bylo také možné smíchat čistý celulózový prášek nebo jeho částice s dalšími celulózovými částicemi, které také obsahují přidaná additiva v rozmezí se spodní mezí 1 hmotn. % a horní mezí 200 hmotn. % vztaženo k množství celulózy. Jednotlivá additiva lze vybrat také ze skupiny obsahující pigmenty, anorganické látky jako například oxid titanu, zejména stechiometrický oxid titaničitý, síran barnatý, iontoměniče, polyethylen, polypropylen, polyester, aktivní uhlí, polymerické superabsorbery a zhášedla.
V závislosti na použitém způsobu zpěnování k přípravě pěn, se ukázalo, že kulovité celulózové částice jsou zvláště praktické v porovnání se známými vláknitými celulózovými částicemi, zejména v případě CO2 zpěnování. CO2 zpěnování lze provádět metodou Novaflex-Cardio nebo podobnými postupy, například těmi, ve kterých se používají desky trysek se zvláště jemnými otvory. Hrubé a vláknité částice by okamžitě zablokovaly otvory trysek a vedly by k dalším problémům. Z tohoto důvodu má vysoký stupeň jemnosti kulových celulózových částic významnou výhodu s ohledem na tento konkrétní proces zpěnování.
Pěnový prvek a přístup k přípravě pěnového prvku, navrhované tímto vynálezem, budou nyní popsány podrobněji s odkazem na příklady. Ty by se měly vykládat jako možná provedeni tohoto vynálezu, vynález však není žádným způsobem omezen na rozsah těchto příkladů.
92720 (249272O_upr1.doc) 19.1.2010 •« * · * * * ** · · ·· • » « · · • · * · · v·*· · ·* ·· ··*
- 15 Obrázky týkající se vlhkosti jako hmotn. % jsou vztaženy ke hmotě nebo hmotnosti pěnového prvku jako celku (plastová pěna, celulózové částice a voda nebo vlhkost).
Příklad 1:
Vyráběný pěnový prvek se může vyrábět z plastové pěny, jako například polyuretanové pružné pěny, a může se použít celá škála různých možnosti a způsobů výroby. Tyto pěny mají obvykle strukturu pěny s otevřenými buňkami. Té může být dosaženo pomocí QFM zpěnovacího stroje vyráběného společností Hennecke, a pěna se vyrábí souvislým procesem vysokotlakého dávkování. Všechny nezbytné komponenty se přesně dávkují za řízení počítače regulovanými čerpadly a míchají se pomocí míchací látky. V konkrétním případě je jedna z těchto složek polyol, který je doplněn celulózovými částicemi popsanými výše. Protože celulózové částice se smíchají s jednou reakční složkou, polyolem, je třeba provádět různé úpravy vzorce, jako například voda, katalyzátory, stabilizátory a TDI pro značnou neutralizaci účinku celulózového prášku přidaného pro výrobní účely a následně získaných fyzických hodnot.
Jedna možná pěna podle tohoto vynálezu se vyrobila se
7,5 hmotn. % kulových celulózových částic. Za tímto účelem se nejdříve vyrobil prášek kuličkové celulózy, který se pak přidal do reakční složky vyráběné pěny. Co se týče kvality, podíl celulózy vztažený k celkové hmotnosti plastové pěny, výhodně může být plastová pěna v rozsahu se spodní mezí 0,1 hmotn. %, výhodněji 5 hmotn. %, a horní mezí 10 hmotn. %, výhodněji 8,5 hmotn. %.
92720 (2492720_Upr1.doc) 19.1.2010
Přiklad 2 (komparativní příklad):
Aby bylo možné porovnání s příkladem 1, vyrobil se pěnový prvek z plastové pěny, která se vyrobila bez přidání celulózového prášku nebo celulózových částic. Může se jednat o standardní pěnu, HR-pěnu nebo viskózni pěnu, přičemž každá je tvořena známým vzorcem a pak zpěněna.
Prvním cílem bylo přesvědčit se, zda celulózové částice byly rovnoměrně rozložené všemi vrstvami výsledného pěnového prvku co do výšky. To se provedlo určením takzvané rovnovážné vlhkosti založené na absorpci vody pěn ve standardním klimatu při 20 °C a relativní vlhkosti 55 % a v dalším standardizovaném klimatu při 23 °C a 93 % relativní vlhkosti. Za tímto účelem se odebraly kousky vzorků stejné velikosti z pěnových bloků vyrobených jak bylo popsáno v příkladu 1 a příkladu 2 ve třech různých výškách a změřila se absorpce vody ve dvou výše popsaných standardizovaných klimatech. V tomto ohledu 1,0 m představuje horní vrstvu pěnového bloku, 0,5 m prostřední vrstvu a 0,0 m spodní vrstvu pěny, ze které se odebraly kousky vzorků z plastové pěny doplněné celulózovými částicemi. Celkový výška bloku byla cca 1 m. Plastová pěna bez celulózy z příkladu 2 se použila pro porovnání.
2492720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010
Tabulka 1:
Vzorek Př. 1 Horní Př. 1 Prostřední Př. 1 Spodní Př. 2
Standardizované klima 1,6 % 1,6 % 1,5 % 0,7 %
Fyzická rovnovážná vlhkost 4,6 % 4,7 % 4,5 % 2,5 %
Jak lze vidět z těchto obrázků, pěna doplněná celulózovými částicemi absorbuje významně více vlhkosti, než pěna bez celulózy, jak ve standardním klimatu, tak v dalším standardizovaném klimatu s fyzickou rovnovážnou vlhkostí. Existuje také relativně dobrá shoda výsledků měření ve smyslu různých bodů, ze kterých se odebraly kousky vzorků (horní, prostřední, spodní), což umožňuje učinit závěr, že existovalo homogenní rozložení celulózových částic ve vytvořeném pěnovém prvku.
Níže uvedená Tabulka 2 vyjasňuje mechanické vlastnosti dvou pěn vyrobených podle popisu z příkladu 1 a příkladu 2. Je jasně zřejmé, že typ pěny vyrobené s celulózovými částicemi má porovnatelné mechanické vlastnosti jako pěna, která nebyla doplněna celulózovými částicemi. To udává bezproblémové zpracování reakčních složek, zejména pokud mají přidané kulové celulózové částice.
92720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010
- 18 Tabulka 2:
Typ pěny
A A B B
Podíl prášku (celulózové částice) 0 % 10 % 0 % 7,50 %
Hustota 33,0 kg/m3 33,3 kg/m3 38,5 kg/m3 43,8 kg/m3
Tvrdost stlačeni 40 % 3,5 kPa 2,3 kPa 2,7 kPa 3,0 kPa
Pružnost 48 % 36 % 55 % 50 %
Odolnost vůči roztržení 140 kPa 100 kPa 115 kPa 106 kPa
Expanze 190 % 160 % 220 % 190 %
Trvalá deformace za vlhka (22 h./70 % komp,/50°C/95 % r . v.) 6 % 50 % 6 % 9 %
Pěna bez přidaných celulózových částic by měla mít následující požadované hodnoty pro oba uvedené typy pěny:
92720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010 • *«
Typ pěny
A B
Hustota 33,0 kg/m3 38,5 kg/m3
Tvrdost stlačeni 40 % 3.4 kPa 2,7 kPa
Pružnost > 44 % > 45 %
Odolnost vůči roztržení > 100 kPa > 100 kPa
Expanze > 150 % > 150 %
Trvalá deformace za vlhka (22 h./70 % komp./50°C/95 % r. v.) <15 % < 15 %
Průměrná hmotnost na objem nebo hustota pěnového prvku jako celku je v rozmezí se spodní mezí 30 kg/m3 a horní mezí 45 kg/m3.
Obr. 1 udává vlhkost pěny jako procentní podíl pro těla vzorků stejného typu ale sejmuté z různých bodů celého pěnového prvku, jak je popsáno výše. Vlhkost pěny jako [%] je vyneseno na ose y. Podíl přidaného celulózového prášku nebo celulózových částic je v tomto příkladě 10 hmotn. % a celulózové částice jsou kulové celulózové částice popsané výše. Tyto různé jednotlivé vzorky s a bez additiva jsou vyneseny na ose x.
Body měření vlhkosti pěny jednotlivých vzorků, ukázané jako kruhy, představují počáteční hodnotu a měření ukázaná jako čtverce jsou pro stejný vzorek ale po jednom dni absorpce vlhkosti. Nižší počáteční hodnoty se určily pro
92720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010 standardní klima popsané výše, a další hodnota ukázaná pro stejný vzorek představuje absorpci vlhka v dalším standardizovaném klimatu po 24 hodinách při 23 °C a relativní vlhkosti 93 %. Zkratka r.v. znamená relativní vlhkost nebo vlhkost vzduchu a je uváděna v %.
Obr. 2 znázorňuje absorpci vlhkosti po dobu 48 hodin, hodnoty času (t) jsou vyneseny na ose x v [h] . Počáteční stav těla vzorku je opět stav ve standardním klimatu 20 °C a 55 % relativní vlhkosti, definovaném výše. Další standardizované klima při 23 °C a 93 % relativní vlhkosti má reprezentovat klima na základě použití nebo tělesné klima, aby bylo možné určit dobu, během které se zvýší vlhkost pěny, jako hmotn. %. Hodnoty vlhkosti pěny jsou vyneseny na ose y jako [%].
První linka _1 grafu s měřícími body ukázanými jako kroužky, představuje pěnový prvek s předem definovanou velikostí vzorku podle příkladu 2 bez přidaných celulózových částic nebo celulózového prášku.
Další linka 2_ grafu s měřícími body, ukázanými jako čtverečky, představuje vlhkost pěny pěnového prvku, do kterého se přidalo 7,5 hmotn. % celulózových částic nebo celulózového prášku. Celulózové částice jsou znovu kulové celulózové částice popsané výše.
Zanášení grafu absorpce vlhkosti po dobu 48 hodin ukazuje, že fyzická rovnovážná vlhkost pěn v tělesném klimatu se dosáhne již za velmi krátkou dobu. Z toho lze předpokládat, že pěna doplněná o celulózové částice, je schopna absorbovat dvakrát více vlhkosti ve 3 hodinách, než pěna podle příkladu 2 bez přidávaných celulózových částic.
92720 (2492720_upr1.důC) 19.1.2010
Hodnoty měření pro absorpci vlhkosti se získaly uložením kousků pěny s objemem cca 10 cm3 do laboratorní sušárny s nastavenou vlhkostí vzduchu (pomocí nasyceného roztoku KNO3 a 93 % relativní vlhkosti) , s tím, že se předtím uvedené vzorky vysušily. Vzorky se odstranily z laboratorní sušárny po definovaných dobách a změřil se nárůst hmotnosti (=absorpce vody). Kolísání v absorpci vlhkostí lze vysvětlit ošetřením vzorku a nepatrným nedostatkem homogenity ve vzorcích.
Obr. 3 znázorňuje chování při sušeni pěnového prvku s přidanými celulózovými částicemi podle příkladu 1 v porovnání z pěnou podle příkladu 2 bez těchto celulózových částic. Pro účely porovnání se dva kousky vzorků nejdříve udržovaly v tělesném klimatu po dobu 24 hodin. To bylo opět při 23 °C s relativní vlhkostí 93 %. Hodnoty vlhkosti pěny jsou vyneseny na ose y jako [%] a čas (t) v [min] je vynesen na ose x. Uvedené hodnoty % vlhkosti pěny jsou procentní hmotnostní podíly vztažené ke hmotě nebo hmotnosti celých pěnových prvků (plastová pěna, celulózové částice a voda nebo vlhkost) .
Body měření ukázané jako kolečka se opět týkají pěnového prvku podle příkladu 2 bez přidaných celulózových částic, přičemž tvoří odpovídající linku 2 grafu, představující pokles vlhkosti. Body měření ukázané jako čtverečky se určily pro pěnový prvek s přidanými celulózovými částicemi. Další odpovídající linka 2 grafu podobně ukazuje důkaz rychlého odpařování vlhkosti. Podíl celulózových částic byl opět 7,5 hmotn. %.
92720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010
Je jasné, že rovnovážná vlhkost 2 % se obnoví již po cca 10 minutách. To je významně rychlejší než v případě pěny známé z dosavadního stavu techniky, která vyžaduje několik hodin k odpaření porovnatelného množství vody.
Když se pěnový prvek s doplněnými celulózovými částicemi na základě krystalické modifikace celulózy-II udržoval v tělesném klimatu po dobu 24 hodin a pak se vystavil standardnímu klimatu, zpočátku absorboval obsah vlhkosti více než 5 hmotn. % a obsah vlhkosti se snížil alespoň o (2) % během doby 2 min po jeho vložení do standardního klimatu.
Obr. 4 je sloupcový graf znázorňující absorpci vodních výparů Fi podle Hohensteina v [g/m2] a tyto hodnoty jsou vyneseny na ose y.
Získaná doba, během které se vodní výpary absorbovaly ve standardním klimatu 20 °C a 55 % r.v. definovaném výše, a ve standardizovaném klimatu 23 °C a 93 % r.v. také definovaného výše (aplikační klima a tělesné klima) pro dvě hodnoty měření, byla 3 (tři) hodiny. Těla vzorků byla pěny typu B, popsané výše. První sloupec 5 grafu znázorňuje pěnu typu B bez přidané celulózy nebo celulózových částice. Změřená hodnota byla v tomto případě přibližně 4,8 g/mž. Pěnové tělo s doplněnou celulózou na druhou stranu vykazovalo vyšší hodnotu cca 10,4 g/m2 a ta je vynesena na dalším sloupci 6 grafu. Tato hodnota je tudíž vyšší než hodnota 5 g/m2 podle Hohensteina.
Pěnový prvek je vyroben z plastové pěny, a PU pěna se použila jako upřednostňovaná pěna. Jak bylo popsáno výše v souvislosti s jednotlivými schématy, absorpce vlhkosti se
2*92720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010 určila počínaje tzv. rovnovážnou vlhkostí představující standardní klima při 20 *C s relativní vlhkostí 55 %. Aby bylo možné simulovat použití, byla definováno další standardizované klima při 23 °C s relativní vlhkostí 93 %. Toto další standardizované klima má představovat vlhkost absorbovanou při použití kvůli tomu, že živé tělo, například osoba, vylučuje pot. Celulóza přidaná do pěnového prvku má rozptylovat vlhkost absorbovanou během používáni po dobu v rozmezí se spodní mezí 1 hodina a horní mezí 16 hodin znovu po použití a obnovit tak celý pěnový prvek na rovnovážnou vlhkost vůči okolní atmosféře. To znamená, že uložená vlhkost se odpařuje z celulózy velice rychle po použití, přičemž se vylučuje do okolní atmosféry a vysušuje tak pěnový prvek.
Jak je uvedeno výše, lze tvrdit, že rovnovážná vlhkost nastává, když byl pěnový prvek vystaven jedné z výše popsaných okolních atmosfér do té míry, že hodnota vlhkosti pěnového prvku (vlhkost pěny) je v rovnováze s hodnotou vlhkosti obsažené v okolní atmosféře. Při dosažení úrovně rovnovážné vlhkosti již nenastává žádná výměna vlhkosti mezi pěnovým prvkem a okolní atmosférou kolem pěnového prvku.
Výše popsané způsoby testování lze provádět tak, že se pěnový prvek vystavuje první okolní atmosféře s prvním klimatem na základě předem definované teploty a relativní vlhkosti vzduchu, například 20 °C a 55 % r.v., dokud se nedosáhne rovnovážné vlhkosti v této okolní atmosféře, přičemž poté se stejný pěnový prvek vystaví druhé, změněné nebo odlišné okolní atmosféře, která je jiná než první okolní atmosféra. Tato druhá okolní atmosféra má druhé klima s vyšší teplotou a/nebo vyšší relativní vlhkostí vzduchu než první klima, například 23 °C a 93 % r.v.. Následkem toho
92720 (249272O_upr1.doc) 19.1.2010 hodnota vlhkosti pěny narůstá a vlhkost je absorbována celulózou obsaženou v pěně. Stejný pěnový prvek se pak opět vystaví první okolní atmosféře a po výše uvedené době v rozmezí 1 hodiny a 16 hodin se obnoví počáteční hodnota vlhkosti pěny podle rovnovážné vlhkosti založené na první okolní atmosféře. Během této doby se tudíž vlhkost, absorbovaná celulózou ze druhé okolní atmosféry, odpařuje do okolní atmosféry, a následkem toho se snižuje.
Zde uvedená spodní hodnota 1 hodiny bude záviset na množství absorbované kapaliny nebo vlhkosti, ale může být také významně nižší, přičemž v tom případě se může jednat pouze o několik minut.
Nezávisle na výše popsané kulové celulózové částice je také možné použít celulózu ve formě řezaných vláken s délkou vláken v rozmezí se spodní mezí 0,1 mm a horní mezí 5 mm. Bylo by však podobně možné použít celulózu ve formě drcených vláken s velikostí částic v rozmezí se spodní mezí 50 pm a horní mezí 0,5 mm.
V závislosti na aplikaci bude mít vyráběná pěna různé vlastnosti pěny a tyto se vyznačují mnoha různými fyzikálními vlastnostmi.
Tvrdost stlačení při 40 % stlačení může být v rozmezí se spodní mezí 1,0 kPa a horní mezí 10,0 kPa. Pružnost změřená testem házení kuliček může mít hodnotu v rozmezí se spodní mezí 5 % a horní mezi 70 %. Způsob testování se provádí podle standardu EN ISO 8307 a určují se výška odrazu a s ním spojená zpáteční rovnoběžná pružnost.
92720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010
• ··
- 25 Pokud je pěnový prvek vyrobený z polyuretanové pěny, podrobněji pružné pěny, může se vyrábět jednak s bázi TDI a jednak s bází MDI. Bylo by však možné použit také jiné pěny, jako například polyethylenovou pěnu, polystyrénovou pěnu, polykarbonátovou pěnu, PVC pěnu, polyimidovou pěnu, silikonovou pěnu, PMMA (polymethyl metakrylátovou) pěnu, kaučukovou pěnu. Vysoká absorpce vlhkosti bude pak záviset na systému surového materiálu a použitého způsobu k výrobě pěny, protože reverzibilní kapacita absorpce vlhkosti se získá doplněním nebo začleněním celulózy. Je výhodné používat pěny typu s otevřenými póry, která umožňuje volnou výměnu vzduchu s okolní atmosférou. Je také podstatné zajistit, aby celulóza přidaná do pěnové struktury byla rovnoměrně rozmístěná, jak je popsáno výše v souvislosti s prováděnými testy. Nemá-li pěna otevřenou strukturu, lze jí specificky zpracovat známými způsoby, aby se získaly otevřené póry.
Pokud se použije polyol jako výchozí materiál pro jednu z reakčních složek, může se do něj přidat celulóza před zpěněním. Celulóza se může přidat tím, že se nalije dovnitř nebo se rozptýlí v průmyslu známými způsoby. Použitý polyol je ten, který je potřeba pro odpovídající typ pěny, a přidává se v potřebném množství určeném vzorcem. Při stanovování vzorce je však třeba vzít do úvahy obsah vlhkosti celulózových částic.
Pěnový prvek se může používat k vytváření jednotlivých plastových produktů a plastové produkty se mohou vybírat ze skupiny obsahující matrace, čalounění nábytku a polštáře.
Provedení znázorněná jako příklady představují možná varianty pěnového prvku s hydrofilní látkou ve formě
92720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010 celulózy přidané do plastové pěny, a je třeba nyní zdůraznit, že tento vynález není konkrétně omezen na určité znázorněné varianty, znázorněné varianty spíše lze používat vzájemně v různých kombinacích, přičemž tyto možné variace jsou v dosahu odborníka v tomto oboru, který je dán popsaným technickým popisem. Proto jsou možné všechny možné varianty, které lze získat zkombinováním jednotlivých detailů popsaných a znázorněných variant, a spadají do rozsahu tohoto vynálezu.
Cíl zastřešující nezávislá řešeni podle tohoto vynálezu lze najít v popise.

Claims (12)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Pěnový prvek s hydrofilni látkou ve formě celulózy přidané do pěny, přičemž pěnový prvek doplněný celulózou má reverzibilní kapacitu absorbovat vlhkost, vyznačující se tím, že celulóza je poskytnuta ve formě s typem struktury založeném na krystalické modifikaci celulózy-II, a podíl celulózy vztažený k celkové hmotnosti pěny se vybere z rozmezí se spodní mezí 0,1 hmotn. %, výhodně 5 hmotn. %, a horní mezí 10 hmotn. %, výhodně 8,5 hmotn. %, a hodnota vlhkosti pěny pěnového prvku narůstá z počáteční hodnoty vlhkosti pěny odpovídající rovnovážné vlhkosti vůči první okolní atmosféře s prvním klimatem založeným na předem definované teplotě a relativní vlhkosti během používání na hodnotu vlhkosti pěny související s druhou okolní atmosférou odlišnou od první okolní atmosféry s druhým klimatem založeným na teplotě a/nebo relativní vlhkosti vzduchu, která je vyšší než v prvním klimatu, a vlhkost absorbovaná celulózou II přidanou do pěnového prvku po použiti ve druhé okolní atmosféře, se odpařuje do první okolní atmosféry po dobu s trváním v rozmezí se spodní mezí 1 hodiny a horní mezí 16 hodin, dokud se znovu neobnoví počáteční hodnota vlhkosti pěny, odpovídající rovnovážné vlhkosti vůči první okolní atmosféře.
  2. 2. Pěnový prvek s hydrofilni látkou ve formě celulózy přidané do pěny, přičemž pěnový prvek doplněný celulózou má reverzibilní kapacitu absorbovat vlhkost, zejména podle nároku 1, vyznačující se tím, že celulóza je opatřena ve formě s typem struktury založeném na krystalické
    24 92720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010 modifikaci celulózy-II, a podíl celulózy vztažený k celkové hmotnosti pěny se vybere z rozsahu se spodní mezí 0,1 hmotn. %, výhodně 5 hmotn. %, a horní mezí 10 hmotn. %, výhodně 8,5 hmotn, %, a pěnový prvek má hustotu v rozsahu se spodní mezí 30 kg/m3 a horní mezí 45 kg/m3, a absorpce vodních výparů podle Hohensteina má hodnotu Fi větší než 5 g/m2.
  3. 3. Pěnový prvek s hydrofilní látkou ve formě celulózy přidané do pěny, přičemž pěnový prvek doplněný celulózou má reverzibilní kapacitu absorbovat vlhkost, zejména podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že celulóza je opatřena ve formě s typem struktury založeném na krystalické modifikaci celulózy-II, a podíl celulózy vztažený k celkové hmotnosti pěny se vybere z rozsahu se spodní mezí 0,1 hmotn. %, výhodně 5 hmotn. %, a horní mezí 10 hmotn. %, výhodně 8,5 hmotn. %, a pěnový prvek má hustotu v rozsahu se spodní mezí 30 kg/m3 a horní mezí 45 kg/m3, a hodnota počáteční více než 5% vlhkosti pěny pěnového prvku ze druhé okolní atmosféry se druhým klimatem se sníží alespoň o 2 % kvůli účinku první okolní atmosféry s prvním klimatem, založeným na 20 °C a relativní vlhkosti 55 %, do doby 2 minut.
  4. 4. Pěnový prvek podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že celulóza-II je opatřena ve formě řezaných vláken s délkou vláken v rozmezí se spodní mezí 0,1 mm a horní mezí 5 mm,
  5. 5. Pěnový prvek podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že celulóza-II je opatřena ve formě drcených vláken s velikostí částic v rozmezí se spodní mezí 50 pm a horní mezi 0,5 mm.
    24 92720 (2492720_upr1 doc) 19.1.2010 • ·· ·· ♦ · • · ·
  6. 6. Pěnový prvek podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že celulóza-II je opatřena ve formě kulových celulózových částic.
  7. 7.
    Pěnový prvek podle nároku 6, vyznačující tím, že kulové celulózové částice mají velikost částic v rozmezí se spodní mezí 1 pm a horní mezí 400 pm.
  8. 8.
    Pěnový prvek podle nároku 6 nebo 7, vyzna ču j í c í se tím, že kulové celulózové částice mají poměr os (l:d) v rozmezí se spodní mezí 1 a horní mezí 2,5.
  9. 9.
    prvek nároků,
    Pěnový vy značuj ící podle jednoho se tím, že z předcházejících celulóza obsahuje alespoň anorganické látky jako stechiometrický oxid titaničitý, síran polyethylen, polypropylen, polyester, aktivní uhlí, polymerické jednu z přísad látky ze skupiny například obsahující pigmenty, oxid titanu, podbarnatý, iontoměniče, sazová čerň, zeolit, superabsorbery nebo zhášedla.
  10. 10. Pěnový prvek podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že pěna se vybere ze skupiny obsahující polyuretanovou pěnu (PU pěnu), polyethylenovou pěnu, polystyrénovou pěnu, polykarbonátovou pěnu, PVC pěnu, polyimidovou pěnu, silikonovou pěnu, PMMA (polymethyl metakrylátovou) pěnu, kaučukovou pěnu.
  11. 11. Pěnový prvek podle jednoho z nároků 1 až 3 nebo 10, vyznačující se tím, že pěna má strukturu pěny s otevřenými buňkami.
    24 92720 (2492720_upr1.doc) 19.1.2010
  12. 12. Použiti pěnového prvku podle jednoho z nároků 1 až 11 k výrobě plastového produktu, a plastový produkt se vybere se skupiny obsahující matrace, čalounění nábytku, polštáře.
CZ20100048A 2009-01-22 2010-01-21 Penový prvek s celulózou pridanou v nem CZ201048A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0010009A AT507849B1 (de) 2009-01-22 2009-01-22 Schaumstoffelement mit darin eingelagerter zellulose

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ201048A3 true CZ201048A3 (cs) 2010-08-25

Family

ID=42167460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20100048A CZ201048A3 (cs) 2009-01-22 2010-01-21 Penový prvek s celulózou pridanou v nem

Country Status (19)

Country Link
US (1) US20110319261A1 (cs)
EP (1) EP2389408B1 (cs)
CN (1) CN101787200B (cs)
AT (1) AT507849B1 (cs)
BE (1) BE1019634A3 (cs)
BR (1) BRPI1001598A2 (cs)
CH (1) CH700280B1 (cs)
CZ (1) CZ201048A3 (cs)
DE (1) DE102010000116B4 (cs)
ES (1) ES2357207B1 (cs)
FR (1) FR2941233A1 (cs)
GB (1) GB2468556B8 (cs)
HK (1) HK1148297A1 (cs)
HU (1) HUP1000036A2 (cs)
IT (1) IT1397870B1 (cs)
PL (1) PL219320B1 (cs)
RU (1) RU2435800C2 (cs)
SE (1) SE1050066A1 (cs)
WO (1) WO2010083548A1 (cs)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT511412B1 (de) * 2011-04-20 2013-10-15 Chemiefaser Lenzing Ag Mörtelmischungen enthaltend celluloseregeneratfasern
AT512273B1 (de) 2011-11-16 2014-06-15 Chemiefaser Lenzing Ag Hydrophobe kunststoffe mit cellulosischer hydrophillierung
DE102012015539B4 (de) 2012-08-06 2017-05-04 Universität Bremen Schaummaterial und Verwendung desselben
AT513306A1 (de) 2012-09-06 2014-03-15 Chemiefaser Lenzing Ag Formkörper, enthaltend ein Elastomer sowie cellulosische Partikel
US20150119480A1 (en) 2013-10-28 2015-04-30 Royal Adhesives & Sealants Canada Ltd. Use of Gas Adsorbed to Moledular Sieves to Expand One-Component Foams upon Exposure to Moisture
DE102015000393A1 (de) 2014-01-21 2015-07-23 Frank Becher Verfahren zur Herstellung von geschlossen-porigen Erzeugnissen mit hohlen Zellen, mittels dessen der Druck in den Zellen kontrolliert während des Aufschäumens erhöht oder reduziert werden kann, sowie Erzeugnisse, die nach diesem Verfahren hergestellt werden
US10150848B2 (en) * 2014-07-31 2018-12-11 Case Western Reserve University Polymer cellulose nanocrystal composite aerogels
EP3101061A1 (de) 2015-06-05 2016-12-07 Breckle Matratzenwerk Weida GmbH Polyurethanweichschaumstoff
EP3814431B1 (en) * 2018-06-26 2023-05-31 Eastman Kodak Company Light-blocking articles with functional composition
WO2023031260A1 (de) 2021-08-31 2023-03-09 Cordenka Innovations GmbH Kompositmaterial

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3021290A (en) * 1958-10-27 1962-02-13 Gen Tire & Rubber Co Cellular polyrethane containing wood cellulose and method of preparing same
GB1063474A (en) * 1963-01-15 1967-03-30 Courtaulds Ltd Polyurethane foam
DE1719053B1 (de) * 1964-12-15 1971-01-07 Schickedanz Ver Papierwerk Weicher,zellstoffhaltiger Polyurethanschaumstoff sowie Verfahren zu dessen Herstellung
CH471846A (fr) * 1967-04-19 1969-04-30 Elekal Procédé de fabrication d'une mousse de polyuréthane souple et hydrophile
US3956202A (en) * 1973-11-14 1976-05-11 Kohkoku Chemical Industry Co. Ltd. Process for preparing low smoke-generating rigid polyurethane foam
US4254177A (en) * 1979-05-07 1981-03-03 W. R. Grace & Co. Fire-retardant product and method of making
US4615880A (en) * 1980-07-30 1986-10-07 Ceskoslovenska Akademie Ved Of Prague Dressing for wounds and the method for manufacturing thereof
DE3270438D1 (en) * 1981-09-30 1986-05-15 Leipzig Arzneimittel Absorbent wound dressing and processes for its production
DE3148710C2 (de) * 1981-12-09 1986-02-27 Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim Schaumstoffbahn
US4950597A (en) * 1988-05-25 1990-08-21 The University Of Texas Board Of Regents Modification of cellulose normally synthesizied by cellulose-producing microorganisms
BR9509743A (pt) * 1994-11-22 1997-10-21 Ici Plc Processo para a preparação de espumas flexíveis composição e artigo absorvente
US5719201A (en) 1995-03-30 1998-02-17 Woodbridge Foam Corporation Superabsorbent hydrophilic isocyanate-based foam and process for production thereof
DE19930526A1 (de) 1999-07-01 2001-01-04 Basf Ag Hydrophile Polyurethan-Weichschaumstoffe
DE10116757A1 (de) 2001-04-04 2002-10-10 Basf Ag Verwendung von offenzelligen, hydrophilen, aliphatischen Polymethan-Schaumstoffen in Hygieneartikeln
AU2003243198A1 (en) * 2002-05-15 2003-12-02 H. H. Brown Shoe Technologies, Inc. Doing Business As Dicon Technologies Moisture transpiration composite and products therefrom
DE102005011165A1 (de) * 2005-03-09 2006-09-14 Basf Ag Superabsorbierender Schaum, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
US20060246272A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-02 Zhang Xiaomin X Thermoplastic foam composite
CN101454396B (zh) 2006-05-22 2011-10-12 巴斯夫欧洲公司 呈现吸水性能的鞋底
JP2009203412A (ja) * 2008-02-29 2009-09-10 Inoac Corp 吸水性ポリウレタン発泡体

Also Published As

Publication number Publication date
GB201000950D0 (en) 2010-03-10
CH700280B1 (de) 2014-10-15
DE102010000116A1 (de) 2010-12-09
DE102010000116B4 (de) 2013-04-04
PL219320B1 (pl) 2015-04-30
SE1050066A1 (sv) 2010-07-23
IT1397870B1 (it) 2013-02-04
HUP1000036A2 (en) 2012-06-28
EP2389408B1 (de) 2016-08-24
ES2357207A1 (es) 2011-04-20
BRPI1001598A2 (pt) 2014-01-07
GB2468556A (en) 2010-09-15
WO2010083548A1 (de) 2010-07-29
HU1000036D0 (en) 2010-03-29
HK1148297A1 (en) 2011-09-02
BE1019634A3 (fr) 2012-09-04
US20110319261A1 (en) 2011-12-29
PL390249A1 (pl) 2010-08-02
CN101787200A (zh) 2010-07-28
FR2941233A1 (fr) 2010-07-23
RU2435800C2 (ru) 2011-12-10
RU2010101883A (ru) 2011-07-27
AT507849A2 (de) 2010-08-15
CH700280A2 (de) 2010-07-30
ES2357207B1 (es) 2012-02-28
EP2389408A1 (de) 2011-11-30
GB2468556B8 (en) 2012-03-07
CN101787200B (zh) 2012-08-08
AT507849B1 (de) 2011-09-15
AT507849A3 (de) 2011-08-15
GB2468556B (en) 2011-05-25
ITGE20100005A1 (it) 2010-07-23
GB2468556A8 (en) 2012-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ201048A3 (cs) Penový prvek s celulózou pridanou v nem
CZ201049A3 (cs) Penový prvek s hydrofilními látkami pridanými v nem
JPH11503181A (ja) 発泡ポリマー及びその製造方法
US20170247521A1 (en) Hydrophilic open cell foams with particulate fillers
JP6868964B2 (ja) 吸収性物品
JPS62227354A (ja) 親水性吸収性平面状材及びその製法