DE3123062A1 - "geschaeumter, elastischer formkoerper, sowie ein verfahren zu seiner herstellung" - Google Patents

"geschaeumter, elastischer formkoerper, sowie ein verfahren zu seiner herstellung"

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DE3123062A1 DE19813123062 DE3123062A DE3123062A1 DE 3123062 A1 DE3123062 A1 DE 3123062A1 DE 19813123062 DE19813123062 DE 19813123062 DE 3123062 A DE3123062 A DE 3123062A DE 3123062 A1 DE3123062 A1 DE 3123062A1
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Description

Helmut Schaofcr, Ccr.ro Maaaioro/Itnlia
Philipp Schacher, Hannover/BPD -'■ -'- - '■■" Ol 23062 rarsten Picker, Hannover/P-PD
Oe.s ch ο um te r, elastischer Formkörper, sowie ein
Die Erfinduna betrifft einen aeschäumten, ein« tischen Formkörper mit einer niedrigen Pichte und einer hervorragenden Ilvdrolvsenstabilitüt und keiner oiior nur einer aerincen Was se ra\if nähme und einer au ton Elastizität auch bei KfUte.
Der in einer Form durch eine Polyaddition von flüssigem Polyisocyanat und flüssiaem Polybutadien in Anwesenheit von Vinyl j denchlorid-Copolymerisat heraontell. te und dabei geschäumte Formkörper ist insbesondere rür alle Anv/ondunnon riceicmot, v/o Fouchhictkoj I: und W.'i π'.κ? nioi.chy.oif-.in nuf ihn einwirken und unvermni d] i ch rn'nd, v/i ο 7..B. bei Schuhsohlen, für C.olfaohuhe, Arbei tr,schuhe un<T derrjleichen. Ferner betrifft die Erfindung, die an einer Schuhsohle erläutert wird, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Formkörpors.
Es ist bekannt, aus flüssiaen Peaktionsnartnern, die durch eine Polyaddition elastisch -f^est werden, apr.rhriuir.be PoIvurethansohlen und Schuhteile mit einer niedriann Dichte herzustellen. Die dafür verv/endeten peaktionr,nnrtner sinri: Polyisocyanate und OH-Grupnen enthaltende Polyester oder Polyöther. Die Schaurrbilduna erfolat mitteln oi ner Flüssiakoit mit oinem niedriaon Siedepunkt und/rv'or riurnh ro,
v/as zu einem Schaum führt, der mindestens teilweise o^enzellia ist. Diese Schuhsohlen weisen noch irrer erhebliche Nachteile auf, so daß sie selbsb bei normale"1 Schuhwez''., unter dem Einfluß von Wärme und Feuchtiake.it oft schon nach v/oniaen Taacn brechen. Der dadurch entstehen'1«"· Schaden beträcTt v/eltweit mehrere Fill DM ia'hrlieh. Auch die aerade noch ausreichende KfiXtecl antizita't fuhrt inr.lipr.ondero Ίοί.
BAD
Pol y.'i l-.hor-Pfil vurothnnr.ohlon h.'iufirt '/.um 'ToHion, vnr al loin dann, wenn <llo Sohlen vorher mit: ii Ik a Ii si-hon odor p.nnron Medien odor mit feuchter Wime Kontakt: hatten. Kino 'fitere Um η oho für eine 7.orstörunrr von Soh.1on besteht mioh darin . daß sich Straßenstaub und Schmutz in den offenen Zollen ablaacrt und durch die Abrollbev/onuna bein Cohen die dünnen tfellwände zerstört.
Woaon dieser Nachteile ist allgemein bekannt auch p;ir normale aor-.chlossene Straftenschuhe, die boi.r Abrollen leicht biea.sam sind, keine Polyurethanschaun'.-Sohlcn mit einem quer zur Sohle verlaufendem Profil ?.\\ verwenden.
Dlo'io bck«mnkf!n Ncicliteil.o vcrbioton Ocn l-'.inr.ntz von Polvurethan-Schaumsohlon überall dort, v?o die Rchuhr« unyorpieidlich hohen Temperaturen bei Λην;οsonhe.it von Wanr.or ausgesetzt sind Auch die hohe Wasseraufnahine und die darnj t zusammonh;inqonden, sich unkontrollierbar vcr<ind<" rdcn elektrischen Ri ctg η Schafte η stehen einen lü.nsatz dort in Weac, v/o die Sohlen möalichst gleichbleibende Isolierciaenschaften aufv/eisen müssen, wie z.B. bei speziellen A.rbeits schuhen
Der Erf.induna liegt die Aufgabe zuarunde, durch eine Polyaddition von im wesentlichen flüs^iacn Kunststoffen oi.nen oonch.'iumton , el as hi R oho η Formkörper, insbcsondero eine Schuhsohle mit einer niedrigen Dichte zu schaffen, die dennoch kein oder nur weniT Nasser aufnimmt, r\i>--; ei no hervorraaende hydrolytische .Stabilität besitzt, die bostöndia ist aenen alkalische und saure Medien, und die kältefest ist. Ks crehört auch zur Aufgabe c^ar Erfindung, die Rutsch festigkeit und Schwerentflammbarkeit zu verljossern. damit die Sohlen ohne Risiko auch für Snort-, Arbeits-, Perc-, Sicherheits- und Militärschuhe verv/G^iet v/erdon können.
Erfindunrrso-emäR enthält der Formkörper mindestens IPj Ocwichtr.Drozcnt Polybutadien mit endständigen on-Orunoen bezogen a\)f den aesamten Polvolanteil, vorzugsweise jedoch
Ao^
wird der Formkörper allein aus Polybutadien und PoIyisocyanat gebildet und enthält Mikrohohlkugel^ aus Vinylidenchlorid-Copolymerisat.
Ein erfinduncrsgemäRer Formkörper, dessen Polvolkomponente zu 18 Gewichtsprozent aus Polybutadien bestand, lind dessen aeschäumte, geschlossenzelliwa Struktur allein durch die Vinylidenchlorid-Copolymerisat zustande kam, besitzt bereits eine 'etwas doppelt so aute TTvdrolvsenbeständigkeit wie ein Polyurethanschaum sonst aleicher Pozeptur und Dichte, der aber ohne Mikrohohlkuaeln und ohne Polybutadien hergestellt wurde. Ein Formkörper, dessen Polyol-Komponente allein aus Polybutadien hostand, und bei dem die ßchaumstruktur mittels der prorUiktvortoessornden Mikrohohlkugcln erzielt v/urde, besitzt o.i nc mindestens 2,5mal bessere Ilydrolysenbeständigkeit in Vergleich mit herkömmlichen Polyurothanschäumen auf Esther oricr fttherbasis, die mittels CO2 oder einem flüssigem Treibmittel geschäumt wurden.
Der erfindungsgemäße Formkörper nimmt kein oder kaum VJusser auf, weil der elastomere Kunststoff, an dessen Aufbau Butadien beteiligt ist, sich allein schon rTiin.stiaer verhält als Polyester oder Polyether und weil in die Geschlossenen, mit einer dünnen Hülle aus Vinylidenchlorid-Copolvmerisat gebildeten Zellen absolut kein Wasser eindrinaen kann. Aufgrund seines Auffoaus und seiner Schaumstruktur verfügt der erfinduncfsgemMße Formkörper auch fiber eine nute Beständigkeit gegenüber alkalischen und sauren Medien und über kalkulierbare elektrische Eiaenschaften, sowie über hervorragende zug- und druckelastische Eigenschaften, auch J.ei Kälte.
Der erfindungsgemäße Formkörper besitzt ferner eine crute Rutschfestigkeit bei Normaltemperatur, insbesondere aber bei Kälte^ Diese Eigenschaften in Verbinduna mit den vorgenannten erlaubt es ihn auch als Peifen für Fahrzeuge zu verwenden.
Der erfindungsgemäße Formkörper besitzt eine Dichte von of19 bis o,87 vorzugsweise von o,25 bis o,48 und enthält Mikrohohlkugeln mit unterschiedlichen Durchmessern von Io bis loo Mikron
BAD ORIGINAL
Dor crfindunnsgemäße Formkörper is't "ä^lso* min"dcstens*"teilwc i no oJ.n Pol ylmkndi on-Gun>mi körper, flor 'lurch Ό inc· Polyaddition crebildet wurde, und der einaebettet Mikrohohlkuaeln enthalt, dio fest und untrennbar mti: dom elastnneren Kunststoff verbunden sind. Der hohle Kern der Mikrohohlkuaeln enthält Gin Gas, welches durch die dünnen elastischen !Füllen nun Vinylidenchlorid-Copolymerisat, die r in as um von dem Gebildeten elastomeren Kunststoff ummantelt sind, nicht entweichen kann, dadurch besitzt der Formkörper auch hervorragende druckelastische Eigenschaften. IUo dünnen Füllen der Mikrohohlkugel verhindern aber nicht nur,, das für die Druckelastizitcit vorhandene Gas am entweichen,, sie soraon auch dafür, daß der erfindungsgemäße Formkörner trotz niedriger Dichte kein oder kaum Wasser und Schmutz aufnimmt. Der erfindungsgemäe Formkörner ist vorzuaswei.se olnc Schuhsohle oder ein Teil einer Schuhsohle, er kann aber auch nin beliebiger in einer Form hergestellter Körper sein.
'/•uv Herstellung des erfindunasnem'iften Formkörner geht die Erfindung aus von ansich bekannten Kunststoffen, nämlich· FU- oder Polyisocyanaten und einem Polybutadien mit OP-Oruppen allein oder in Abmischuncr mit einem Polvol, wie ?. .Π # Polyester oder Polyether und kleinsten kompakten Teilchen aus Vinylidenchlorid-Copolymerisat, die eingekapselt ein Treibmittel enthalten, sowie einem beliebiaom Vernetzunasmittel, wie z.R# Butandiol -1,4 und anderen Zusätzen vie Katalysatoren, Pigmente, Weichmacher und dergleichen.
Der Schutzanspruch beschränkt sich also nur auf einen Formkörper mit den wesentlich verbesserten Eigenschaften dor cromäR dom Anspruch 1 folgende Merkmale aufweist; Geschäumter, elastischer Formkörper mit einer niedrinen Dichte, vorzugsweise eine Schuhsohle, dadurch crekennzcichnet, daß der Formkörper durch eine Polyaddition von Polyisocyanat: und einem Reaktionspartner, der mindestens IH Gewichtsprozent Polybutadien enthält gob.i ldet wurde und daß er eingebettet elastische Mikrohohlkugel mit unterschiedlichen Durchmessern enthält, deren dünne Hülle aus Polyvinylidenchlorid-Copolvmerisat besteht, und
doron hohler Korn oin Gas onth'ilt, und dafi für·«ο HM11on fest und untrennbar mit dem elastomeren Kunststoff verbunden sind ^
Die Herstellung kann einfach auf bekannten Polvurethan-Verarbeitungsmaschinen erfolgen. Die Reaktionspartner können entsprechend einer bestimmten Rezeptur dosiert und vermischt werden, wobei die Mikrohohlkuneln oder dio kompakten Copolymerisatteilchen dem Polvbutadien bzw# der Polybutadien enthaltenden Komponente beigemischt v/erden.
Aus den Reaktionspartnern kann aber aurh ein Prepolymer auf bekannteV/eise heraestellt werden, wo Ich fir. anschließend mit beliebigen Vernetzern vorfestiot wird. Tn diesem F;ill worden die Mikrohohlkucreln oder die kleinsten kompakten Copolymorisatteilchen dem flüssiaem Vornctznr. v;io ζ .Γ· dem Butandiol-1,4 beigemischt.
Bei einem erfinduncTScremSßem Verfahren werden jedoch die Mikrohohlkugel aus kleinsten kompakten Teilchen, die aus einem Vinylidenchlorid-Copolymerisat bestehen, und die ein Treibmittel enthalten in situ »mittels Wärme bei einer Temperatur zwischen + 9o° C und I7o° C in der Oder in einem Teil der Nicht-Isocyanat-Komponente erzeugt m Bei einem ganz besonders bevorzugtem Verfahren jedoch werden die Mikrohohlkugel!! in situ im dem Formkörper direkt während seiner Herstellung aus den kleinsten kompakten Copolymerisatteilchen mittels Reaktionswärme qebildet. Diese kompakten Teilchen, die durch Wärmezufuhr die Mikrohohlkugel bilden, sind unter dem Warenzeichen "Expancel" bekannt, und von der Firma Kema-Nord in Sundsval/Schweden zu beziehen.
Die Herstellung eines erfinduncrsaemäßen Formkörpers (Schuhsohle für Golfschuhe) wird anhand eines Beispiels beschrieben· In 5o gr# Polybutadien mit endständigen OH-Gruppen werden Io gr$ Butandiol-1,4 und 4 qr. Exnancel
BAD ORIGINAL
(kleinste kompakte Teilchen) und "ό", 3 " ar. Katälysätor"eLnaerührt. Danach wird diese Komponente mit 5.1 ar. eines Di-Isocyanate-, mit einem NCO-Gchalt von 1°)?. kurz und intensiv vermischt und in eine Metallform mit einer Temperatur von + 7o° C einaefüllt. Danach wird die Form verschlossen. Nach 3 Minuten v/ird die Schuhsohle mit einer Dichte von o,4 2 der Form entnommen und aetostat. Im Geaonsatz zu einer herkömmlichen Polyurethansohio mit aleichcr Dichte nimmt die erfindungsaemäße Hohle, die; fast ausschließlich aeschlossene Zellen besitzt, kaum Wasser a.f. Ihre mechanische Eiaenschaft (7-ua- und Druckelastizit?t) war nach einer Lagerung von 2o Taaen in + 75 C v/armen Wasser unverändert, ebenso die Bruchdehnuna. Bei einer herkömmlichen Polyurethansohle waren die Festiakeitseigenscha^tcn um mehr als 5o% ungünstiger.
Die ca m 4% kompakte Teilchen (bezoaen auf das Gesamtaewicht) bildeten durch die Reaktionswärme von ca. Ho C einen geschäumten, gummiartigen Formkörper mit optimalen Fli acnschaften, wie sie von Polyurethanschnum nicht erreicht werden. Der Formkörper ist in seinen Eigenschaften veraleichbar mit einem geschäumten Gummiformkörper, welcher durch eine aufwendige und energieverzehrende Vulkanisation heraestellt v/ird. Die ansich bekannten Polybutadiene mit endständigen OH-Gruppen sind bekannt unter dem Markennamen "Poly bd" und zu beziehen durch die Metallaesellschaft AG., fi Frankfurt ].
Die Erfindung zeigt einön Weg, wie aus dem nicht hyaroskopischen Butadienen Formkörper mit geschlossenen Zellen hergestellt worden können. Im Gegensatz zu don Polyolen auf Ester-oder tttherbasis, die hyaroskopisch sind und mit Wasser leicht geschäumt werden können, war dieses bei den Polybutadienen bisher schwierig oder unmöalich.
Der erfindunasaemäP.e Formkörper ist aufgrund seines aroflen Volumonanteils an Mikrohohlkugel, deren Hüllen unbrennbar sind, selbst schwer entflammbar.
Lrfindungsgemäß können in dem Formkörper Pefestiaungs- oder Versteifunaselemente mit einaeschäumt werden. Ferner kann
BAD ORIGINAL
der Formkörper selbst an einen anderen Oeoenstand annosch.'fumt werden, wie ζ. Π_ cine Schuhsohle direkt an das Schuhoberteil
Erfindungsnemäfl kann das Vinylidenchlorid-Connlvmcrisat-Kompaktteilchen enthaltende Reaktionsaemisch auch in eine kalte oder wenia warme Form eingebracht worden, damit dio Paakt.i.onswa'rir.o teilweise von der Fori" aii^ronon'men v/ird. Dadurch entstehen Formkörper mit einer kompakten oder nahezu kompakten Oberfläche und einer zellicnn Struktur im Innerenf Diese Formkörper verfügen neben don bekannten Kirrenschaften zusätzlich noch über verbesserte Abrieb-ο irons cha f ton und sind besonders aeeinnet ^ir Schuhe unr1 Formteile, die naturgemtlR einem errofton Verschlriß unter-.1 ionon, v/io ζ B Bornschuhen
Tr1 PaHn1On der Erfindung 1st es auch möcTlich rif-ir I'olvbui,;ulion cnthnltondcn Reakhi onsnartnor nnlicn Ίηη klo i iiüI cn kompakten TeiJchen, aus v;elchem dio Mikrohohlkuacln oo~ bildet v/erden, auch andere flüssige Treibmittel, z.R Flourkohlenv/asserstof fe und/oder kloinnte Monden Was π or ?,u3iusetzenr damit der Formkörper, falls es apvn'inscht v/ird, neben den geschlossenen Zellen auch offene Zollen besitzt.
BAD ORIGINAL

Claims (1)

  1. Λ η β ρ r Π c Ii "ο
    Geschäumter, elastischer Formkörper ri fc oinor niedrigen Dichte und einer nuten Hydrolysenstabilitat, vorzugsweise eine Schuhsohio odor ein Teil einer Schuhsohle, dadurch gekennzeichnet , daß er durch eine PoIv addition von Polyisocvanat und einem Ponkl.ionnpartner, der mindestens 18 Ocwichtsnrozont Polybutadien enthält, aebildet wurde, urr1 dnf or einacbettet elastische Mikrohohlkuaeln mit unterschiedlichen Durchmessern enthalt, doran dflnne IlüUcriaun Vinyl idenchlorid-Oopolymori 1JnI: lior,toh(>ii und deren hohler Kern ein Gas enthalt, und daß diese Hüllen fest und untrennbar mit dom elastome ren Kunststoff verwunden sind.
    2) Formkörper nach Anspruch !.,dadurch π ο kennzeichnet , daß die Mikrohohlkuaeln
    μηχ eine Größe von Io bis loo M4k-^ert besitzen.
    3_) Formkörper nach einem der Ansprüche 1 odor 2, dadurch crekennzei clinct , daß der Formkörper neben dem Geschlossener, durch dio Mikrohohlkugeln gebildeten Zellen auch noch offene durch ein flüssiges Treibmittel aobj :Mokr·. Zollen aufweist
    4.) Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberfläche kompakt oder nahezu kompakt int.
    5_) Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß er Versteifuncjs und/oder Befestigunaselemente enthölt
    6.) Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet , daß er durch Anschäumen untrennbar mit einem anderen Körper verbunden ist
    I BAD ORIGINAL
    7.) Verfahren zur Herstellung eines Formkörper* nach einem der Ansprüche ] bis 6, dadurch σ e kennzeichnet , daft kleinste kompakte Teilchen aus Vinylidenchlorid-Copolymerisat dem Polybutadien enthaltenden P-eaktionspnrtner hoicrefilqt werden, und daß die Mikrohohlkucreln inittels Reaktionswärme w'ihrend der BiIdunor des Formkörnern entstehen,
    (\ ) Verfahren zur Herstellunn eines Formknrnors nach einem der vorancrecrangenen Ansprüche , dadurch rrekennzeichnet . daft die Mikrohohlkucreln in dem Polybutadien enthaltenden Peaktionspartnor oder in einem Teil von ihm bei einer Temperatur von mehr als + 9o° C aebildet worden.
    BAD ORlGfMAL
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