DE1544731A1

DE1544731A1 - Verfahren zur Herstellung eines elastischen,zellhaltigen Materials

Info

Publication number: DE1544731A1
Application number: DE19631544731
Authority: DE
Inventors: Simcox Donald James; Newnham John Leathem Matthew; Peter Merriman
Original assignee: Dunlop Rubber Co Ltd
Current assignee: Dunlop Rubber Co Ltd
Priority date: 1962-01-11
Filing date: 1963-01-09
Publication date: 1969-06-26
Also published as: NL287627A; SE308028B; JPS4841024B1; US3300421A; GB997334A

Description

Dunlop Rubber Company Limited, London N.W.1/Großbritannien

Verfahren zur Herstellung eines elastischen, zellhaltigen

Materials

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elastischen, zellhaltigen Materialien, insbesondere von elastischen, zellhaltigen Materialien, welche zur Verwendung bei Polstermaterialien und als Verpackungsmaterialien geeignet sind. Die elastischen, zellhaltigen Materialien, die die Erfindung betrifft, stammen von flüssigen Vorläufern her und umfassen Latex-Schaumkautschuk und elastische Polyurethanschäume und ebenso Materialien, die durch Zusammenbinden (oder durch "Wiederherstellung") von Bruchstücken elastischer, zellhaltiger Materialien erhalten wurden. Latex-Schaumkautschuk wird gewöhnlich aus einer in geeigneter

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Weise kompoundierten wäßrigen, natürlichen und/oder synthetischen Kautschukdispersion durch Schaumbildung, Gelieren und Vulkanisieren erhalten. Elastische Polyurethanschäume werden gewöhnlich aus einer flüssigen oder niederschmelzenden organische Kettenverbindung mit mindestens zwei mit Isocyanat reagierenden Gruppen, z.B. OH-ßesten, im Molekül und aus einer flüssigen oder niederschmelzenden organischen Verbindung mit mindestens zwei -NCX-Gruppen im Molekül erhalten, wobei X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom darstellt. Es können verschiedene Verbindungsarten als organische luttenverbindung«» verwendet werden, wie Polyester, Polyesteramide, Polyätherpolyole und Glyceride von Hydroxysäuren, Z.B. von denjenigen, die sich im Rizinusöl vorfinden. Der Polyurethanschaum kann aus den beiden eben angeführten Hauptauβgangsmaterialien zusammen mit Hilfsbestandteilen, wie sie den Fachleuten vertraut sind, z.B. Katalysatoren, Aktivatoren, vernetzende Bestandteile, Schaumstabilisiermittel, Hilfsaufblasmittel, faserige Füllstoffe, gemahlenes elastisches, zellhaltiges Abfallmaterial, Flammverzögerungsmittel, Antioxydantien und Farbmittel, entweder nach einem Einstufenverfahren oder über ein Präpolymeres, d.h. ein Zwischenreaktionsprodukt der beiden Hauptausgangsmaterialien, welches noch flüssig oder niederschmelzend ist und welches noch für die Reaktion verfügbare -NCX-Gruppen aufweist, erhalten werden.

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Gemäß der Erfindung wird ein elastisches, zellhaltiges Material, welches von einem flüssigen Vorläufer herstammt, mittels eineβ Verfahrens gefertigt, bei welchen in den flüssigen Vorläufer Körper einer praktisch festen, expandierten Glas- oder synthetischen Harzmasse einverleibt werden.

Ebenfalls wird gemäß einer speziellen Ausbildungsform der Erfindung ein zusammengesetztes elastisches, zellhaltiges Material nach einem Verfahren gefertigt, bei welchem Bruchstücke eines elastischen, zellhaltigen Materials, mit welchem Körper einer expandierten Polystyrolmasse und/oder eines anderen, praktisch festen, zellhaltigen Materials vermischt werden, zusammen verbunden werden.

Erfindungsgemäß werden als neues Material zusammengesetzte elastische, zellhaltige Materialien erhalten, die aus Bruchstücken eines elastischen, zellhaltigen Materials und aus Körpern einer expandierten Polystyrolmasse und/oder eines anderen, praktisch festen, zellhaltigen Materials, die verbunden sind, bestehen. Materialien dieser Art werden im allgemeinen in c:.er nachfolgenden Beschreibung als "verbundene elastische Bruchstückniaterialiei:" bezeichnete

Die vorstehend angeführten Körper aus einer praktisch festen, expandierten 31as- oder synthetischen Harzmasse bestehen insbesondere aus den praktisch einzelligen, expandierten Körpern,

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die als "Mikroballone" bezeichnet werden, d,h„ hohlen, praktisch kugelförmigen Körpern aus einer Glas- oder synthetischen Harzmasse. Die Mikroballone haben Durchmesser in typischen Fällen im Bereich von 2 bis 100 Mikron, d.h. 0,002 bis 0,100 mm. Verschiedene Qualitäten von Mikroballonen aus Glas- oder synthetischen Harzmassen sind im Handel verfügbar. Im allgemeinen liegt das Gewicht der expandierten Körper, falls das Material nicht von der Art der verbundenen elastischen Bruchstücke ist, bei 1/4- # bis 30 $> und vorzugsweise zwischen 2 und 10 i» des Gewichtes des entsprechenden elastischen, zellhaltigen Materials und/oder sein Schüttvolumen kann geeigneterweise 0,01 "fo bis 25 i° und vorzugsweise 0,08 # bis 10 # von demjenigen dee elastischen, zellhaltigen entsprechenden Materials sein. Die expandierten Körper können gegebenenfalls einer vorhergehenden Behandlung, beispielsweise mit einem Lösungsmittel, einem Reinigungsmittel oder einem Katalysator für die Umwandlung des flüssigen Vorläufers in das elastische, zellhaltige Material unterworfen werden, um die Haftung der expandierten Körper an das elastische, zellhaltige Material selbst zu steigern. Einige Beispiele **ta? für Katalysatoren zur Umwandlung des flüssigen Vorläufers in das elastische, zellhaltige Material, welche im Fall von elastischen Polyurethanschäumen verwendet werden können, sind tertiäre Amine und Eisen-III-acetylacetonat«

,Die expandierten Körper aus einer synthetischen Harzmasse,

ν- - 4

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die verwendet werden können, bestehen insbesondere aus Körpern, welche aus einer thermogehärteten, synthetischen Harzmasse, z.B. einer Harnstoffformaldehydharzmasse oder einer Phenolformaldehydharzmasse zusammengesetzt sind, und sie können mit Stickstoff gefüllt sein» Es wird angenommen, daß die beiden eben aufgeführten Harze geeignet sind, chemisch in einem bestimmten Ausmaß mit den Iso(thio)cyanat-Bestandteilen der Gemische, welche einen elastischen Polyurethanschaum bilden, sich umzusetzen, obwohl selbstverständlich die vorliegende Erfindung in keiner Weise von diesem Effekt abhängig ist. Demgegenüber ist es auch möglich, Körper aus einer expandierten Harzmasse zu verwenden, welche aus einer thermoplastischen, synthetischen Harzmasse bestehen, z,B. die Körper einer expandierten Polystyrolmasse, auf welche bereits in Verbindung mit den verbundenen elastischen Bruohstüokmaterialien Bezug genommen wurde»

Wenn Körper aus einer expandierten Polystyrolmasse verwendet werden, können sie in geeigneter Weise aus Körpern einer thermisch expandier-^eftbaren Polystyrolmasse herstammen, welche neben Polystyrol selbst eine flüchtige Flüssigkeit, beispielsweise ein Gemisch von Pentanen, enthält. Derartige expandierbare Körper können durch Erhitzen auf eine Temperatur in der Größenordnung von 100°0 expandiert werden. Im allgemeinen ist es bequem, Körper aus expandierter Polystyrolmasse mit Durchmessern von 0,1 mm bis 10 mm oder darüber zu verwenden. Einige spezifische Beispiele für andere Körper aus praktisch festen, zell-

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haltigen Materialien, welche in den verbundenen elastischen Fragmentmaterialien verwendet werden können, sind Bruchstükke, die erhalten wurden, indem zellhaltige Phenolformaldehydharzmaesen, feste zellhaltige Polyurethanmassen, zellhaltige Ebonitmassen und zellhaltige Polystyrolmassen (in massiver Form anstelle der eben beschriebenen Form) aufgeschnitten oder vermählen werden. Ganz gleich, wie die chemische Zusammensetzung der Körper der praktisch festen, zellhaltigen Materialien ist, können diese irgendeine beliebige Form haben, und sie können so Z₀B. auch von länglicher oder selbst von Faeerform sein.

Falls ein verbundenes elastischen Bruchstückmaterial gemäß der Erfindung hergestellt wird, können die Bruchstücke des verwendeten elastischen, zellhaltigen Materials in geeigneter Weise aus Bruchstücken eines elastischen Polyurethanschaums bestehen, sie können jedoch auch aus Bruchstücken eines Latex-SchaumMitschuks, eines expandierten Kautschuks oder z.B. einer elastischen, expandierten Vinylharzmasse bestehen. Weiterhin können Mischungen von zwei oder mehreren elastischen, zellhaltigen Materialien in Bruchstückform angewandt werden. Im allgemeinen ist es bequem, Bruchstücke mit Durchmessern von 0,1 mm bis 40 mm zu verwenden. Außer den Fragmenten aus elastischem, zellhaltigen Material und den Körpern aus einer expandierten Polystyrolmasse und/oder einem anderen, praktisch festen, zelligen Material

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kann das bei der herstellung eines verbundenen elastischen ^ruchstuekmaterials zusammengebundene Material gemäß der Erfindung gewünschtenfalls faserige und/oder andere, nicht-zellige Bestandteile enthalten. Beispielsweise kann hier regenerierte Rayonfaser enthalten sein, welche von der Reifenaufarbeitung herstammt^ und noch Teilchen von vulkanisierter Kautechukmasse damit verbunden aufweist. Das Gewichtsverhältnis der Körper aus einer expandierten Polystyrolmasse und/oder einem anderen, praktisch festen, zellhaltigen Material zu den Bruchstücken aus elastischem, zellhaltigen Material liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 30 #, wobei Verhältnisse von 3 bis 8 io im allgemeinen besonders wertvoll sind. Der Gewichtsanteil von eventuell regenerierter Rayonfaser oder anderen faserigen Bestandteilen zu den Bruchstücken aus elastischem, zellhaltigen Material kann in geeigneter Weise innerhalb des Bereiches von 1 bis 30 # liegen.

Im allgemeinen können die Körper aus einer expandierten Glasoder synthetischen Harzmasse in den flüssigen Vorläufer des elastischen, zellhaltigen Materials bei irgendeiner geeigneten Stufe einverleibt werden, und sie können so sowohl in einen geschäumten als auch ungeschäumten Vorläufer einverleibt werden, wobei «ie· es jedoch selbstverständlich ist, daß die Körper, falls die Verteilung einheitlich soll, gründlich dispergiert sein müssen. In dem spezifischeren Fall, bei welchem

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Bruchstücke aus elastischem, zellhaltigen Material und Körpern aus einer expandierten Polystyrolmasse und/oder einem anderen, praktisch festen, zellhaltigen Material, sei es,mit oder ohne weitere Zusätze, wie Pasern, miteinander verbunden werden sollen, wird es bevorzugt, daß eine flüssige Polyurethan-bildende Masse als Bindemittel verwendet wird, d.h· eine flüssige Masse, die hauptsächlich aus einer oder mehreren organischen Verbindungen mit mindettens zwei -KCO- oder -NCS-Resten im Molekül, beispielsweise einem Tolylendiisocyanat, und aus einer oder mehreren organischen Kettenverbindungen mitmmindestens zwei ein aktives Wasserstoffatom enthaltenden Gruppen im Molekül, beispielsweise einem Polyätherdiol, - triol oder -tetrol oder einen Polyester oder Polyesteramid, sich ableitet. Die flüssige Polyurethan-bildende Masse kann so formuliert sein, daß sie schäumt, d.h. daß sie ein verfestigtes Bindematerial ergibt, welches selbst ζeilhaltig ist. Ebenfalls kann die flüssige Polyurethan-bildende Masse von der Art sein, welche ein Präpolymeree ergibt, d.h. ein Zwischenreaktionsprodukt aus dem organischen Iso(thio)cyanat und der organischen Kettenverbindung, in welchem -NCO- oder NCS-Beste noch zur UmsetEung verfügbar sind, anstelle eines von der Art, mittels dessen die Bindung auf Grund einer Einstufen-Polyurethanbildungsreaktion bewirkt wird. Weitere Hinweise bezüglich der Bildung und Aufbringung von flüssigen Polyurethan-bildenden Massen zwecks Bildung von verbundenen elastischen Bruokstückmaterialien gemäß der Erfin-.dung ergeben sich aus den nachfolgenden Beispielen und aus den britischen Patentschriften 869 624, 898 272 sowie aus der britischen Patentanmeldung 7309/60. 9 0 9 8 2 6/122,4

Andere flüssige Bindemittel können zur Herstellung der verbundenen elastischen Bruchstückmaterialien außer den flüssigen Polyurethan-bildenden Massen verwendet werden, wobei es selbstverständlich ist, daß sie beim Verfestigen ein festes ' Bindematerial ergeben müssen, welches biegsam ist; einige Beispiele für andersartige Bindemittel sind Massen auf der Basis von flüssigen organischen Polysulfiden mit Epoxyharzen* und Kautschuke, welche zur Erzielung einen spontanen Gelierung kompoundiert sind. Im allgemeinen sollte das Grewiohtaverhältnis von flüssigem Bindemittel zu dem mit ihm zu verbindenden Material vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 1:2 bis 1:12 liegen.

Palis verbundene elastische Bruckstüokmaterialien gemäß der Erfindung hergestellt werden sollen, wird es bevorzugt, daß das zu verbindende Material unter Druck gesetzt werden sollte, ZoB. auf ein Volumen von 95 bis 50 $> seines Volumens im ungepreßten Zustand, nachdem es mit dem flüssigen Bindemittel vermischt ist, und zwar so lange, bis es eine entsprechend gesicherte Bindung aufweist,. So kann im Pail von Körpern aus dem zusammengesetzten elastischen, zellhaltigen Material, welche in einer Porm mit parallelen Wänden erzeugt werden, eine Beschickung des Materials innerhalb der Porm bequem mittels eines innen abschließenden Deckels geeigneterweise mit Belastung gepreßt werden.

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Sin besonderer Vorteil bei der erfindungsgemäßen Einverleibung der expandierten Körper in ein elastisches, zellahltigee Material besteht darin, daß eine sehr wertvolle Verbeeeerung, zumindest auf den Gebieten der Polsterei und Stoßabsorption bezüglich der Preßbelastungseigensohaften (Belastungeeinbeulung) eines gegebenen Materials erzielt werden kann. Insbesondere kann die Belastungskapazität (Härte) des Materials bei einer gegebenen Pressung (Sinbeulung) gesteigert werden, und/oder die Linearität der Belastungspreßkurve (Belastungseinbeulung) kann verbessert werden. Im letzteren Pail ergibt sich als praktisches Ergebnis ein höherer Komfort im Pail der Anwendung auf dem Polstergebiet oder ein Anstieg der Spitzenbremswirkung im Fall von Stoßabsorptionsanwendungen. In Zusammenhang mit diesen günstigen Sffekten erwies sich die Verwendung vtn Mikrcballonen mit den niedrigeren, im Handel erhältliohen Dichten besonders günstig. Palis eine sehr hohe Belaßtungskapazitat nicht gewünscht wird, kann die Anwendung der Erfindung noch insofern einen beträchtlichen Vorteil darstellen, als das entsprechende zellhaltige Material von verminderter Dichte sein kann und trotzdem eine gegebene Belastungskapazität bei verminderten Materialkosten besitzt auf Grund der Einverleibung der expandierten Körper aus den einzelnen Massen.

Bei einem verbundenen elastischen Bruchstückmaterial, welches duroh Verbinden eines gekrümelten elastischen Polyurethanschaums erhalten wurde, ist es möglich, durch erfindungsgemäße

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Einverleibung τοη 5 Gewichts·^ expandierter Körper aus PoIy-•trrolmasse, belogen auf die Polyurethankrüael, Anstiege be-■üglioh der Belastungekapazität von 50 bis 100 # zu erzielen, je naoh dta Grad der Pressung, bei welchem die Belastungskapaeitäten verglichen werden. Da die expandierbaren Polystyrol-■asaen relativ billig sind, wiegen die durch Einverleibung eines relativ kleinen Anteils von expandierten Körpern aus PoIystyrolmasse zu einem erfindungsgemäßen verbundenen elastischen Bruohetückmaterial erzielbaren Vorteile* die zusätzlichen Kosten des Polystyrolbestandteils im allgemeinen ganz erheblich auf.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Sämtliche Teile sind Gewichtsteile. In den Beispielen 71 8 und 9 ist die Herstellung von verbundenen elastischen Bruchstückmaterialien beschrieben.

Beispiel 1 '

4 Teile -vcn-Mikroballonen aus Harnst of f/ormaledehydharz mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,17 g/ccm, die unter der Warenbezeichnung ^MOol-foam Hicroballoon spheres"("Col-foam-Mikroballon-Kugeln") im Handel sind wurden in 100 Teile eines Glyzerin-zentrierten Polypropylenglykoltriols von einem Molekulargewicht von 3000, welches unter der Warenbezeichnung "Niax *■ Triol LG-56" im Handel ist, eingerührt. Unter Verwendung eines Hochgeschwindikeitsrührers wurde eine einheitliche Suspension

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in 3 Minuten erzielt. Nach einem Einstufenverfahren wurde dann ein elastischer Polyurethanschaum hergestellt, in dem zu dieser Suspension aufeinanderfolgend ein Teil des wasserlöslichen Silikons "L-520" der Union Carbide Ltd., 3,26 Teile lasser, 0,6 Teile einer Lösung von 1 Teil Diazabicyclooctan (Triäthylendiamin) in 5 Teilen Wasser, 0,4 Teile Zinn-II-octoat und 0,22 Teile N-Methylmorpholin zugegeben und dann d as öesamte mit hoher Geschwindigkeit 7 bis 8 Sekunden veifUhrt wurde.44· Teile eines Gemisches aus 80 Teilen 2,4-Tolylendiisocyanat und 20 Teilen 2,6-Tolylendiisocyanat wurden*dann während weiterer 7 bis 8 Sekunden eingerührt und das Gemisch in eine Papierbeutelform gegossen, wo es in der normalen Weis· aufschäumte und gelierte. Das Produkt bestand aus einem elastischen, offenporigen Schaum mit einer Dichte von 0/50 g/ccnu

Ein Kontrollschaum wurde in genau der gleichen Weise, mit der Ausnahme, daß die Mikroballone weggelassen wurden, hergestellt. Dieser zeigte eine Dichte von 0,031 g/ccm.

Die Belastungseinbeulungskurven der beiden Schäume wurden aufgetragen, und es wurde gefunden, daß der Schaum mit den Mikroball onen 1 ,44-fach härter war, d.h. eine 1,44-fach größere Last trug, als die Kontrolle bei einer 40^-igen Einbeulung ihrer ursprünglichen Dicke und daß er bei höheren Einbeulungen relativ .noch härter war« Diese Härtewerte geben zu dem Schluß Anlaß, daß bei einer gegebenen Dichte durch die Anwe-

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senheit des zellhaltigen Füllstoffes die Belastungskapazität verbessert und das "Durchbeulen" vermindert wird,. Bei einem Vergleich der Kosten ergibt es sich, daß die Materialkosten je Härteeinheit nur etwa 3/4 von denjenigen der Kontrolle betrugen.

Beispiel 2

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der 4 Teile Harnstofformaldehyd-Mikroballone jetzt 15 Teile mit Stickstoff gefüllter Mikroballone aus Phenolformaldehydharz mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,34 g/ccm verwendet wurden, welche unter der Warenbezeichnung "Bakelite Brand Microballoons type BJO-0930" gehandelt werden. Ein weiterer Unterschied bestand darin, daß im Hinblick auf diese größere Menge eines dichteren, zellhaltigen Füllstoffes der zusätzliche Wassergehalt und'das Tolylendiisocyanat jeweils um 10 $ gegenüber der Kontrolle, dofcu auf 4»14 Teile und bzw. 48,4 Teile gesteigert wurde. Dadurch wurde sichergestellt, daß die erhaltene Schaumdichte ähnlich derjenigen der Kontrolle in der Gegend von 0,029 g/ccm lage

Die Jinbeulungshärte bei 40 $ betrug das 1,39-fache derjenigen der Kontrollprobe mit einer Dichte von 0,031» und es trat ebenfalls ein Verfestigungseffekt bei höheren Einbeulungen auf, wodurch das Durchbeulen vermindert wurde. Weiterhin war in diesem Fall die Belastungseinbeulungskurve näher bei linear als diejenige der Kontrolle, was einen KomfortZuwachs bei Anwendungen

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in der Polsterei bedeutet. Die Materialkosten je Härteeiiüieit betrugen nur das etwa 0,77-fache derjenigen der Kontrollproben.

Beispiel 3

Es wurde ein Polyurethan-Präpolymeres hergestellt, indem 100 Teile des Polyäthertriols nach Beispiel 1 mit 0,089 % Wassergehalt mit 0,05 Teilen Triäthylendiamin und 9,6 Teilen Tolylendiisocyanat vermischt wurden. Das ^uemisch wurde gerührt, und während 1/2 Stunde stieg die Temperatur auf 52⁰C und blieb dort gleichmäßig. Am Ende von 2 Stunden wurden weitere 20,9 Teile Tolylendiisocyanat zugegeben und mit dem Rühren eine weitere Stunde fortgefahren. Der Ansatz wurde dann der Abkühlung überlassen,, Am nächsten Tag wurde der Isocyanatgruppengehalt bestimmt und auf 10 $ durch Zugabe von weiteren 5,36 Teilen Tolylendiisocyanat eingestellt,

100 Teile dieses Präpolymeren wurden mit hoher Geschwindigkeit mit 2,9 Teilen der Harnstofformaldehyd-Mikroballone nach Beispiel 1 verrührt und dann mit weiteren 1,2 Teilen Tolylendiisocyanat.

Zur Schaumherstellung wurde dieses Gemisch mit hoher Geschwindigkeit während etwa 11 Sekunden gerührt, wobei die folgenden Bestandteile rasch aufeinanderfolgend zugesetzt wurdeng 0,5 Teile Polydimethylsiloxanöl MS-200 von 50 Centistoke der Midland Silicones Ltd., 0,4 Teile Triäthylamln, 1 Teil N-^ethylmorpholin und

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3,12 Teile Wasser. Das Gemisch wurde in eine Papierbeutelform gegossen, und es schäumte und verfestigte sich in der üblichen Weise zu einem elastischen Schaum. Nach Rollen des Schaums, um geschlossene Poren aufzubrechen, zeigte er eine Dichte von 0,032 g/com.

Ein Kontrollschaum wurde in genau der gleichen Weise hergestellt, jedoch wurden die Mikroballoneweggelassen. Dieser zeigte eine Dichte von 0,033.

Die Einbeulungshärte bei 40 $> war 1,4-4-fach größer als diejenige der Kontrolle, und es trat der übliche Vorteil des verminderten Durchbeulens bei höheren Einbeulungen auf. Die BeIastungseinbeulungskurve war etwas glatter, was für einen etwas gesteigerten Komfort spricht.

Beispiel 4

Ss wurde gemäß dem Verfahren nach Beispiel 3 gearbeitet, mit der Ausnahme, daß 8 Teile der Phenolformaldehyd-Mikroballone nach Beispiel 2 anstelle der Harnstofformaldehyd-Mikroballone verwendet wurden. In diesem Fall betrug die Schaumdichte 0,032, und es trat keine bemerkenswerte Unterschiedlichkeit bezüglich der Härte im Vergleich zur Kontrolle auf. Jedoch ergab sich eine stärker lineare Belastungseinbeulungskurve, selbst bis zu einer Einbeulung von 60 #, was eine beträchtliche Komfortzunahme anzeigt.

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Beispiel 5 ·

Ein Gemisoh aus zentrifugiertem, konzentrierten natürlichen Kautschuklatex und aus eine synthetischen Kautschuklatex mit 70:30 Butadien:Styrol von hohem feststoffgehalt, der gefrieragglomeriert war, wurde kompoundiert und enthielt die folgenden Bestandteile:

Polymeres aus natürlichem Kautschuklatex ' 50 Teile Kaiiumοleatseife 0,1 ^M

Polymeres aus synthetischem Kautschuklatex 50 ^fl Schwefel 2,0 ^H

N,N'-Di-ß-naphthyl-p-phenylendiamin 0,55"

Zinkmerkaptobenzothiazol 1,5 ^M

Zinkdiäthyldithiocarbamat 0,5 "

Zu dieser kompoundierten Mischung wurden 10 Gewichtsteile von zellhaltigen Mikroballonen aus Harnetofformaldehydharz, die unter der Warenbezeichnung ^MColfoam"-Mikroballon-Kugeln gehandelt werden, mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,17 g/ccm gegeben. Das erhaltene kompoundierte Gemisch wurde unter Verwendung einer Umlaufmischmaschine geschäumt, und während des Schäumens wurden 0,4 Teile Kaliumoleatseife, 3,0 Teile Zinkoxyd, 0,1 Teil laurylpyridniumchlorid und 2,0 Teile Natriumsilicofluorid zugesetzt. Der erhaltene Schaum, er ein gu-

annehmbares
tes und sratwwiJÜHmHexAussehen aufwies, wurde in eine Form zur

Verfestigung gegeben und dann in Dampf bei 10O⁰O während 30 Minuten vulkanisiert. Das Produkt wurde aus der Form ausgestreift,

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gewaschen und getrocknet und seine Dichte und Preßhärte bei 4-0 io Pressung gemessen,, Das Produkt hatte eine gute und annehmbare Struktur un;d eine Dichte von 0,1150 g/ocm. Seine Preßhärte war 150 g/cm bei 40 fi Pressung,

Ein Kontrollprodukt wurde ohne Zusatz der Mikroballone, jedoch sonst in gleicher Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß der zweite Zusatz von Kaliumoleatseife 0,15 Teile anstelle von 0,4 Teilen betrug«. Die Dichte dieses Kontrollproduktes war 0,1155 g/ ecm, und seine Preßhärte betrug 75 g/cm bei 40$-iger Pressung. Das Produkt mit den 10 Teilen zellhaltiger Harnstofformaldehydharz-Mikroballone zeigt infolgedessen einen Härteanstieg von 100 9& bei praktisch derselben Produkt dichte.

Beispiel 6

Ein Produkt wurde gemäß dem in Beispiel 5 für das Kontrollprodukt beschriebenen Verfahren hergestellt, mit der Ausnahme, daß vor der Schäumung dort 10 Teile zellhaltiger Phenolformaidehydharz-Mikrobalione zugegeben wurden, die von der Union Carbide ltd. mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,54 g/cem unter der Bezeichnung "BJO-0930" verkauft werden. Nach Vulkanisieren, Waschen und Trocknen zeigte das Produkt, welches von guter, annehmbarer Struktur war, eine Dichte von 0,oo50 g/cem und eine Preßhärte von 96,5 g/cm bei 40$-iger Pressung. Diese Härte entspricht einem Anstieg um 28 $ im Vergleich mit dem zu derselben Dichte gefertigten Kontrollprodukt.

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Beispiel 7

2s wurde ein flüssiges Bindemittel hergestellt, inx-dem während 2 Stunden 100 Teile eines Polyäthertetrols, welches aus Äthylendiamin zuerst durch Umsetzung mit Propylenoxyd und anschließend mit Äthylenoxyd, so daß die vier Polyoxypropylenketten an der Spitze mit Oxyäthyleneinheiten versehen waren, erhalten wurde, welches unter der Warenbezeichnung "Tetronic 701" im Handel ist, und 28 Teile eines Gemisches im Verhältnis 80:20 von 2,4- und 2,6-Tolylendiisocyanat verrührt wurden. Nach Ablauf der beiden Stunden war das Material praktisch wieder auf Raumtemperatur nach einer exothermen Reaktion gekommen. 1,3 Teile Zinn-II-octoat-Katalysator wurden unter Rühren während 2 Minuten zugegeben.

Die verwendeten Bruchstücke aus elastischem, zellhaltigen Material bestanden aus gekrümeltem,elastischen Polyurethanschaumabfall und bestanden aus unregelmäßig geformten Stücken mit Durchmessern zur Hauptsache im Bereich von 3 bis 30 mm und mit Dichten zur Hauptsache im Bereich von 0,024 bis 0,048 g/ccm» Körper aus expandierter Polystyrolmasse wurden verwendet, die aus Granula bestanden, welche durch Expandieren von aufblähbaren Polystyrolperlen mit angenäherten ursprünglichen Durchmessern von 0,2 bis 0,6 mm durch Erhitzenderselben während

15 Minuten bei 100⁰C in Dampf bei Atmosphärendruck und anschließendes Trocknen derselben in Luft erhalten worden waren. Die Polyurethankrümel und die Polystyrolkörner wurden zusammen

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_ 19 -

in den Verhältnissen von 19 Teilen:1 Teil während 5 Minuten vermischt und dann während 10 Minuten mit dem flüssigen Bindemittel in dem Verhältnis von 1 Teil Bindemittel:^ Teile Mischung von Krümeln und Körnern vermischt.

lockere

Das schwach klebrige, jedoch ««-erhaltene Material wurde in eine offene, rechtwinklige Polyäthylenform überbracht und die Beschickung auf 60 i* ihrer 'ursprünglichen Höhe mittels eines innenschließenden Deckels gepreßt. Die Anordnung wurde ungestört mit dem am Ort belassenen Deckel während 30 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen. Nach Entfernung aus der Form wurde der geformte Block aus dem erhaltenen zusammengesetzten» zellhaltigen Material in der Atmosphäre während 30 Minuten stehengelassen, so daß seine geringfügige Elebrigkeit verschwand. Er zeigte eine Dichte von 0,065 g/ocm.

Ein Kontrollmaterial wurde zu derselben Dichte gefertigt, in dem keine expandierten Polystyrolkörner verwendet wurden, und die Belastungs/Preßeigenschaften der beiden Materialien wurden verglichen. Das polystyrölhaltige Material trug eine größere Last bei allen beobachteten Preßwerten und zeigte eine größere relative Verbesserung der Belastungskapazität, wenn die Zusammenpressung gesteigert wurde. So war es bei einer Pressung von 60 io der ursprünglichen Dicke mehr als zweimal so hart wie die Kontrollprobe, d.h„ es trug über das Zweifache der Last, und bei 80 -fö der ursprünglichen Dicke war es noch 1,75 mal so ■hart wi-e die Kontrolle«

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Beispiel 8

Bs wurde gemäß dem Verfahren nach Beispiel 7 gearbeitet, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis von Körnern zu Krümeln von 1:19 auf 1:9 gesteigert wurde.

Das erhaltene Material hatte wiederum eine Dichte von 0,065 g/ ecm und trug erneut eine größere Belastung bei sämtlichen beobachteten Preßwerten als die Kontrolle und zeigte eine größere relative Verbesserung der Belastungskapazität, wenn die Pres sung anstieg. So war bei einer Pressung von 80 fd der ursprünglichen Dicke seine Belastungskapazität 3,3-fache derjenigen der Kontrolle·

Beispiel 9

Dasjangewandte Verfahren war im allgemeinen ähnlich demjenigen von Beispiel 7, jedoch wurden in diesem Pail Krümel und Körner ergänzt durch regenerierte Rayonfaser, die aus der Reifenaufarbeitung herstammte^ und leuchen von vulkanisierte Kautschukmasse damit verbunden trug· Die Anteile an angewandtem gebun denen Material waren 1 Teil Körner: 17 Teilen Krumen und 2 Teilen Paser. Körner und Paser wurden zuerst miteinander während 15 Minuten vermischt, anschließend wurden die Krümel zugegeben und das Gemisch während 5 Minuten gerührt. Dann wurde das flüssige Bindemittel, wie in den Beispielen 7 und 8, zugegeben und mit dem Rühren 10 Minuten fortgefahren. Das Verhältnis von Bindematerial zu gebundenem Material war wie vorher 1 Teils -5 Teilen.

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Ein wie in den Beispielen 7 und 8 gefertigter geformter Block zeigte eine Dichte von 0,065 g/ccm. Bs wurden seine Belastungspreßeigenschaften ebenso wie diejenigen eines Kontrollmaterials von derselben Dichte untersucht. Das letztere bestand aus Krumen und Paser indem Verhältnis 9 Teiles 1 Teil, wobei kein expandiertes Polystyrol zugegeben war, und wurde erhalten, indem 15 Minuten gemischt wurde, dann 1 Teil flüssiges Bindemittel zu jeweils 7 Teilen Krumen und Faser zugegeben wurde, erneut 15 Minuten gemischt und, wie vorstehend ausgeführt, geformt wurde. Bei einer Pressung von 60 $> der ursprünglichen Dichte war die Belastungskapazität des polystyrolhaltigen Materials nach diesem Beispiel die 1,38-fache derjenigen des Kontrollmaterials nach diesem Beispiel und die 1,56-fache derjenigen des Kontrollmaterials nach Beispiel 7.

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Claims

- 22 Patentansprüche

1.) Verfahren zur Herstellung eines elastischen, zellhaltigen, aus einem flüssigen Vorläufer herstammenden Materials, dadurch gekennzeichnet, daß in den flüssigen Vorläufer Körper aus einer praktisch festen, expandierten Glas- oder synthetischen Harzmasse einverleibt werden.

2o) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß praktisch einzellige, hohle, praktisch kugelförmige Körper mit Durchmessern im Bereich von 0,002 bis 0,100 mm in den flüssigen Vorläufer einverleibt werden,,

3o) Verfahren nach Beispiel 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Körper aus einer expandierten Harnstofformaldehyd-, Phenolformaldehyd- oder einer anderen thermogehärteten synthetischen Harzmasse in den flüssigen Vorläufer einverleibt werden.

4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Körper aus einer expandierten Polystyrolmaese in den flüssigen Vorläufer einverleibt werden«

5o) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der expandierten Körper 2 bis 10 % des

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Gewichts des entsprechenden elastischen, zellhaltigen Materials beträgt.

6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttvolumen der expandierten Körper 0,08 $ bis 10 # desjenigen des entsprechenden elastischen, zellhaltigen Materials beträgt,,

7.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

aus

daß der flüssige Vorläufer/einer kompoundierten, wäßrigem Kauschukdiepersion besteht.

8.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Vorläufer aus einer Mischung, die einen elastischen Polyurethänschaum bildet, besteht.

9.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bruchstücke eines elastischen, zellhaltigen Materials, mit Körpernaus einer expandierten Polystyrqlmasse und/oder aus einem anderen, p"a\rktisch festen, zellhal tigen Material verbundenwerden.

10.) Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchstücke aus elastischem, zellhaltigen Material aus Bruchstücken aus elastischem Polyurethanschaura bestehen.

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11») Verfahren nach Anspruch 9 ©der 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchstücke mm .elastischem, zellhaltigen Material atae ^ruohetüokan eines Latexschaurakautschuks

12.) Verfilzen nach Anspruch S Ms 11, dadurch gekennzeichnet, da£ dac suesoaiBiiengebimdGne Material weiterhin faserige und/ oder «ader« ttieht-ze₄llhaltigQ Bestandteil® enthält.

15«) Verfg&ren naeli ineprnGii 9 bis 12,dadurch gekennzölohnet, daß d&e defficM der llSrper aue expanSier-aör Pt-Xystyrol-

Bjasst nai/ei.er fism eaäeran, praktieoh festen, zellhsliüig""-¹ Materifel 3 Μ® θ $ öss E-e^isMe der Ep^ciurcücks aee eis- i₁ Eollh&ltigen Materials beträgt.

Terfahren ssgsM iiißprüeii 9 Ms ¹J^₉ daöiireli. gekennzeichnet_? daS die Briefes ticke bmb elast-iGöheia_s sellhaltlgen Material, die körper CaiQ axpanelierter Polystyrolaasse und/oder einer anderen, praktissli f'3stso._s z©llhaltig*a Masse und eventuell weit er f» Bestandteile mittels einer flüssigen Polyurethanbildenden EQ336 zmaaiamengebunden «erden.

15«) Verfahren ii^aSi Anspruch 1 bis H, dadurch gekennzeichnet, dafi Körper aus einer expandierten Harnetofformaldehyd-, Phenolformaldehyd- oder einer anderen thermogehftrteten synthetischen Harzmasse einverleibt werden.

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