DE19517702C1 - Verwendung einer wäßrigen Dispersion als Gleitmittel für das Beziehen geschäumter Formkörper aus Polyurethanschaum - Google Patents

Verwendung einer wäßrigen Dispersion als Gleitmittel für das Beziehen geschäumter Formkörper aus Polyurethanschaum

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Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung hochmolekularer Polyether auf Polyoxypropylen-Basis als Gleitmittel für das Beziehen ge­ schäumter Formkörper, insbesondere Polsterelemente, aus Poly­ urethanschaum.
Elastische Polyurethanschäume im Raumgewicht von 30 bis 70 g/dm² weisen gewöhnlich, bedingt durch eine offene Zell­ struktur, stumpfe Oberflächen auf, die ein nachträgliches Be­ ziehen mit Stoff erschweren, so daß eine erhebliche Reibung auftritt. Es zeigt sich auch, daß der mit Stoff oder Leder be­ zogene Schaumstoff bei Belastung aufgrund der ständig auftre­ tenden Reibung Quietschgeräusche abgibt.
Man hat bisher versucht, dieses Problem durch Aufbringen von Gleitmitteln auf die Schaumkörperoberfläche zu lösen. Hierzu sind Siliconölemulsionen und auch Mineralölemulsionen auf dem Markt verfügbar. Diese Emulsionen werfen jedoch Probleme auf, da die Gefahr der Beschmutzung des Arbeitsplatzes besteht und der Schaum sehr leicht geschädigt werden kann, zumal das Auf­ bringen des Gleitmittels häufig in der Nähe des Schäumplatzes erfolgt.
Insbesondere bei der Herstellung von Polsterteilen in der Auto­ mobilindustrie besteht zudem die Gefahr der Verschmutzung der Bezugsstoffe. Beim Hantieren der mit Silicon beschmutzten Teile besteht außerdem die Gefahr der Beeinträchtigung der Karosse­ rielackierung.
Es bestand daher ein Bedarf nach einem Gleitmittel, das seiner Funktion in vollem Umfang gerecht wird, und dabei
  • - physiologisch einwandfrei und unbedenklich ist
  • - siliconfrei ist und
  • - frei von Mineralölen und schaumschädigenden Substanzen ist und die damit verbundenen Nachteile vermeidet.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung einer wäßrigen Dispersion aus wasserunlöslichen, flüssigen Polyoxypropylen- oder partiell Polyoxypropylen­ polyoxyethylenethern mit einem mittleren Molekulargewicht von 6 000 bis 10 000 und einer Viskosität von 2 500 bis 6 000 mPa·s und Emulgatoren als Gleitmittel für das Beziehen geschäumter Formkörper, insbesondere Polsterelemente, aus Polyurethan­ schaum.
Die Polyoxypropylenether können in Blockform oder statistisch verteilt Oxyethyleneinheiten enthalten. Jedoch muß die Anzahl dieser Oxyethyleneinheiten so niedrig sein, daß die Bedingungen der Wasserunlöslichkeit, des flüssigen Aggregatzustandes und der Viskosität erfüllt werden. Grenzen für den Anteil an Oxy­ ethyleneinheiten können deshalb nicht gegeben werden, da sich der mögliche Anteil u. a. nach dem Molekulargewicht des Copoly­ merisates richtet. Allgemein gilt, daß mit steigendem Mol­ gewicht der tolerierbare Anteil an Oxyethyleneinheiten größer wird. Die erfindungsgemäßen Polyether werden durch Anlagerung der Alkylenoxide an zwei- oder mehrwertige Startalkohole herge­ stellt.
Bevorzugt sind oxyethylengruppenfreie Polyoxypropylendiolether.
Sie können z. B. dadurch hergestellt werden, daß man Pro­ pylenoxid unter Verwendung eines Katalysators an zweiwertige Startalkohole anlagert. Beispiele geeigneter Startalkohole sind Propandiol, Butandiol, Hexandiol.
Der bevorzugte Polyether besteht in der Regel zu 100% aus Pro­ pylenoxid, weist ein Molgewicht von 6 000 bis 10 000 auf und hat eine Viskosität von 2 500 bis 6 000 mPa·s. Ein eventueller Ethylenoxidanteil sollte äußerst niedrig liegen und 15% nicht überschreiten.
Dieser hochmolekulare Polyether ist in der vorliegenden Form nicht applizierbar. Mittels nichtionischer Emulgatoren sind da­ mit Emulsionen bis zu 50% Wirkstoff herstellbar. Bevorzugt ist ein Polyethergehalt von 35%.
Als Emulgatoren sind nichtionische Produkte geeignet, wie z. B. Fettalkohol-EO-Addukte oder auch Anlagerungsprodukte von Ethy­ lenoxid an Fettsäuren. Gut geeignet sind Emulgatoren, die einen HLB-Wert von 16 bis 19 aufweisen, wie z. B. Polyoxyethylen­ stearinsäureester mit 50 bis 100 Einheiten Ethylenoxid. Die so hergestellte Emulsion ist niedrigviskos und läßt sich in der vorliegenden Form, aber auch in Verdünnungen mit Wasser, ein­ wandfrei applizieren. Für den Sprühauftrag wird eine Konzen­ tration von 10% Wirksubstanz bevorzugt.
Die Anwendung erfolgt in der Regel unmittelbar nach dem Entfor­ men des Schaumkörpers, d. h. in der Nähe des Verschäumungspro­ zesses. Von besonderer Bedeutung bei der Anwendung ist, daß das erfindungsgemäße Mittel keine Schaumgifte bzw. entschäumenden Substanzen aufweist.
Der entformte Schaumkörper wird in der Regel auf einem Transportband weiterbefördert. Der Gleitmittelauftrag erfolgt während des Transportes mittels luftzerstäubender Sprühpisto­ len. Der Auftrag kann manuell oder mittels automatischer Sprüh­ anlagen erfolgen. Die Auftragsmenge beträgt ca. 5 g für einen geschäumten Vordersitz, das bedeutet bei einer vorgegebenen Auftragsleistung von 75 g/Minute eine Sprühzeit von 4 Sekunden. Dabei wird ein Materialdruck von 0,5 bar und ein Zerstäuber­ druck von 2,0 bar eingestellt. Der Durchmesser der verwendeten Runddüse beträgt 0,5 mm. Der Auftrag erfolgt in der Regel ein­ seitig auf der stark konturierten Sitzfläche.
Beim Weitertransport des über die exotherme Reaktion erwärmten Formkörpers trocknet der Wirkstoff des Gleitmittels auf, so daß ein zusammenhängender Film entsteht.
Der Gleitmittelfilm verbleibt auf dem Formkörper. Er erfüllt beim Beziehen des Schaumkörpers die Funktion als Gleitmittel und erleichtert somit diesen Vorgang erheblich. Er verbleibt auch an den Berührungsflächen zwischen Formkörper und Bezugsstoff und reduziert nachhaltig und dauerhaft die Rei­ bungskräfte, so daß beim Gebrauch der Polsterelemente keine Quietschgeräusche auftreten können.
Beispiel 1
a) Zur Herstellung einer Zubereitung des Gleitmittels werden in einem 1,5-l-Rührgefäß 50 g Wasser und 50 g eines Polyoxy­ ethylenstearinsäureesters mit 100 Einheiten Ethylenoxid vorgelegt. Zu dieser Vorlage werden portionsweise 350 g eines Polyoxypropylendiolethers (im mittleren Molekular­ gewicht von 8 000) zugegeben und mit einem scherkraftreichen Rührer innig vermischt. Zu dieser hochviskosen Dispersion werden portionsweise 550 g Verdünnungswasser scherkraftarm eingerührt. Es entsteht eine stabile feinteilige Emulsion.
Zur Herstellung einer anwendungsfertigen, sprühfähigen Zubereitung werden 30 Gewichtsteile der Zubereitung, die das Gleitmittel enthält, mit 70 Gewichtsteilen Wasser vermischt.
b) Zur Überprüfung der Zubereitung des Gleitmittels wird ein Kaltschaumkissen von einer Größe 10 × 40 × 40 cm geschäumt.
Dazu wird eine Modellformulierung verwendet, wie sie üblicherweise zur Herstellung von Automobilsitzen eingesetzt wird. Diese baut auf einem hochmolekularen Polyethertriol vom Molekulargewicht 6 000 auf, enthält die üblichen Zu­ schlagsstoffe, wie Aminkatalysatoren, Vernetzer, Siliconstabilisatoren und Wasser als Treibmittel und wird mit einem Isocyanatgemisch, bestehend aus 80 Teilen Toluolendiisocyanat und 20 Teilen Diphenylmethandiisocyanat, verschäumt. Es ergibt sich ein formverschäumtes Raumgewicht von 45 g/dm².
Unmittelbar danach wird die anwendungsfertige wäßrige Zube­ reitung des Gleitmittels mittels einer luftzerstäubenden Sprühpistole mit einer Runddüse von 0,5 mm Durchmesser auf den entformten Formkörper allseitig 4 Sekunden lang besprüht und somit ein zusammenhängender Film erzeugt. Der materialfördernde Druck beträgt 0,5 bar und der Luftzerstäuberdruck 2,0 bar. Der Durchsatz der Pistole be­ trägt 75 g/Minute. Der mit dem Gleitmittel besprühte Formkörper wird zur Verdunstung des Wassers 15 Minuten getrocknet.
Darüber wird ein Bezugsstoff gezogen, wie er in der Auto­ mobilindustrie verwendet wird. Es wird eine sehr gute Gleitwirkung und ein einwandfreies Beziehen festgestellt. Nachträglich wird das bezogene Schaumkissen gewalkt. Es ist keine Geräuschbildung feststellbar.
Das bezogene Schaumkissen wird 1/2 Jahr lang bei 40°C in einem Wärmeschrank gelagert. Danach wird der Walkvorgang wiederholt. Es ist keine Geräuschbildung feststellbar.
Beispiel 2 (ohne Gleitmittel)
Es wird in analoger Weise gemäß Beispiel 1a) ein Schaumkissen hergestellt und, ohne daß zuvor ein Gleitmittel aufgesprüht wird, ein Bezugsstoff darüber gezogen. Es zeigt sich eine sehr hohe Friktion beim Beziehen und ein Quietschen beim Walken des bezogenen Formkörpers.
Vergleichsbeispiel (nicht erfindungsgemäß)
a) Es wird eine 10%ige wäßrige Lösung eines nicht erfindungs­ gemäßen wasserlöslichen Polyethertriols im mittleren Mole­ kulargewicht von 5 000, Ethylenoxid-Gehalt 16% und Propy­ lenoxid-Gehalt 84%, in analoger Weise gemäß Beispiel 1b) überprüft. Diese zeigt nach dem Aufsprühen keine Rückfettung auf dem Formkörper. Beim Beziehen des Formkörpers wird die gewünschte Gleitwirkung nicht erzielt. Beim Walken sind Quietschgeräusche deutlich hörbar.
b) Es wird zum Vergleich ein Produkt vom Stand der Technik überprüft. Dabei handelt es sich um eine wäßrige nicht­ ionische Dispersion mit 10% Wirkstoff. Dieser besteht aus einem Polydimethylsiloxan und Paraffinwachs. Diese Emulsion wird in analoger Weise gemäß Beispiel 1b) auf einen zuvor hergestellten Formkörper appliziert.
Dieses Produkt vom Stand der Technik entspricht zwar der Funktion als Gleitmittel, jedoch zeigen die beschichteten Schaumteile eine übermäßig starke Rückfettung, so daß beim Hantieren Siliconrückstände übertragen werden. Bekanntlich wünscht die Automobilindustrie siliconfreie Hilfsstoffe, die nicht lackschädlich sind.

Claims (3)

1. Verwendung einer wäßrigen Dispersion aus wasserunlöslichen, flüssigen Polyoxypropylen- oder partiell Polyoxypropylen­ polyoxyethylenethern mit einem mittleren Molekulargewicht von 6 000 bis 10 000 und einer Viskosität von 2 500 bis 6 000 mPa·s und Emulgatoren als Gleitmittel für das Beziehen geschäumter Formkörper, insbesondere Polsterelemente, aus Polyurethanschaum.
2. Verwendung einer Dispersion nach Anspruch 1, die Polyoxy­ propylen- oder partiell Polyoxypropylenpolyoxyethylenether mit einem mittleren Molekulargewicht von 7 000 bis 9 000 enthält.
3. Verwendung einer Dispersion nach Anspruch 1 und 2, die einen Polyoxypropylendiolether enthält.
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