DE69012378T2 - Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands mit einer elastomerischen Aussenseite und einem Kern aus Schaumstoff. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands mit einer elastomerischen Aussenseite und einem Kern aus Schaumstoff.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gegenständen in einer Formhöhlung, welche eine äußere Schicht aus einem mikrozellulären oder nichtzellulären Elastomer und einen mindestens teilweise aus einem synthetischen Schaum bestehenden Kern entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 aufweisen.
  • Solche Gegenstände können beispielsweise durch Anwendung der bekannten, klassischen Integralschäumverfahren für Polyurethane hergestellt werden.
  • Diese Integralschäumverfahren umfassen zumindest für einige Anwendungsgebiete entscheidende Nachteile, so ist zum Beispiel eine relativ hohe Schaumdichte erforderlich, um einen Gegenstand mit fester Hautbildung zu erhalten, der z.B. die strengen in der Automobilindustrie anzuwendenden Anforderungen im Hinblick auf physikalische Eigenschaften und das optische Erscheinungsbild bestimmter Teile wie Lenkrad, Kopfund Armstützen, Amaturenbrett etc. erfüllt.
  • In Folge der hohen Schaumdichte werden aber relativ harte Gegenstände erhalten. Darüber hinaus machen die klassischen Verfahren wie die Ausbildung einer Haut die Verwendung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen als Blähmittel erforderlich.
  • In der US-A-4 251 476 wird ein Verfahren zur Herstellung von Zierrädern für Fahrzeuge beschrieben, welches das Aufsprühen einer dünnen Schicht eines filmbildenden, in einem flüchtigen Lösungsmittel enthaltenen Elastomeren auf die Innenwand einer Form, das anschließende Schließen der Form und die darauf folgende Injektion eines Polyurethanreaktionsgemisches in die auf diese Weise gebildete Formhöhlung umfaßt.
  • Sowohl aufgrund der Tatsache, daß auf diesem Wege nur ein sehr dünner Film mit einer Dicke im Bereich von Mikrometern gebildet wird, als auch um ein im Handel verkäufliches Produkt zu erhalten, muß man dafür sorgen, daß das in die Form injizierte Reaktionsgemisch eine ausreichend starke und dichte Haut gegenüber dem dünnen Film bildet, da letzterer als solcher nur eine geiinge mechanische Festigkeit aufweist. Infolgedessen ist, wenn sich beispielsweise in dem ausgehärteten Reaktionsgemisch gegenüber dem Film eine Gasblase gebildet hat, der Film allein niemals beständig genug zum Überdecken dieser Gasblase. Das bedeutet aber, daß im allgemeinen bei diesem Verfahren ebenfalls Integralschäumtechniken für Polyurethane angewendet werden, und als Folge davon auch die mit diesen verbundenen Nachteile auftreten, wie bereits oben erwähnt wurde.
  • In der Automobilindustrie besteht die Tendenz, Teile mit einem minimalen Gewicht zu entwickeln, wodurch das Gesamtgewicht der Fahrzeuge geseukt werden kann; dies führt wiederum zu einem verringerten Energieverbrauch.
  • Infolgedessen trachtet die Automobilindustrie danach, Formgegenstände mit einer relativ geiiingen Dichte, und zwar unterhalb von 700 g/dm³, und einer verringerten Härte, z.B. mit einer Shore A-Härte unterhalb von 50, letzteres insbesondere für einen sogenannten "soft touch", zu entwickeln.
  • Diese Bestrebungen werden auch von der Möbelindustrie beispielsweise bei der Entwicklung von Sitzmöbeln verfolgt.
  • Weiterhin wird heutzutage der Einsatz von Fluorchlorkohlenwasserstoffen als Blähmittel bei der Herstellung von synthetischen Schäumen immer mehr vermieden, da diese anerkanntermaßen die Zerstörung der Ozonschicht in der Stratosphäre verursachen und gleichzeitig den Treibhauseffekt auf der Erde verstärken.
  • Um die verschiedenen Nachteile der Intergralschäumverfahren zu vermeiden, betrifft die Erfindung ein gemäß des Oberbegriffes von Anspruch 1 definiertes Verfahren, bei dem das Elastomer zunächst auf inindestens einen Formteil aufgebracht wird und im zweiten Schritt zum Erhalt des synthetischen Schaums ein Reaktionsgemisch nach dem Schließen der Form in die Formhöhlung injiziert wird.
  • Ein solches Verfahren ist in Patent Abstracts of Japan, Bd.7, Nr.215 (M-244) [1360], S. 144 M 244 (JP-A-58 110 225 Kasai Kogyo K.K.) offenbart. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine zweiteilige Form verwendet. Wie in der US-A-4 251 476 wird die Elastomerschicht lediglich auf einen Formteil aufgebracht, so daß die Notwendigkeit entfällt, die beiden auf die verschiedenen, einander gegenüberstehenden Formteile aufgebrachten Elastomerschichten miteinander zu verbinden. Tatsächlich besteht in dieser Hinsicht das Problem, eine ausreichend stabile Verbindung zwischen zwei solchen Elastomerschlchten zu erzielen.
  • Um eine solche stabile Verbindung zu erhalten, ist das erfindungsgemaße Verfahren durch die Merkmale von Anspruch 1 charakterisiert. Insbesondere wird die Elastomerschicht auch auf die Kontaktstellen von mindestens einem der Formteile solchermaßen aufgebracht, daß diese Elastomerschicht beim Schließen der Form mindestens in Richtung der Formhöhlung weggedrückt wird, so daß eine Verstärkung auf der Innenseite der Nahtstelle gebildet wird.
  • Ein Verfahren, welches zum Auftragen der Elastomerschicht auf die Formteile eingesetzt werden kann, ist das in der belgischen Patentanmeldung Nr. 8700792, entsprechend EP-A-0 303 305, beschriebene Sprühverfahren.
  • Gemäß einer interessanten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im ersten Schritt, wenn sich die Form in ihrer geöffiieten Stellung befindet, mittels Sprühen eine Elastomerschicht einer bestimmten Farbe auf die Oberfläche eines Formteils und ebenfalls mittels Sprühen eine Elastomerschicht einer anderen bestimmten Farbe auf die Oberfläche des anderen Formteils aufgebracht; danach wird die Form im wesentlichen unmittelbar vor Beginn des oben definierten zweiten Schrittes geschlossen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein wassergeschäumtes Reaktionsgemisch aus aromatischen Isocyanatverbindungen und Verbindungen mit aktivem Wasserstoff wie Polyolen, die im wesentlichen frei von Fluorchlorkohlenwasserstoffen sind, zur Herstellung des Polyurethanschaumes in der Formhöhlung eingesetzt.
  • Gemaß einer weiteren bevorzugten Ausffihrungsform der Erfindung wird eine Elastomerschicht aus einem lichtbeständigen Polyurethan auf der Oberfläche der Formhöhlung gebildet.
  • Einige Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger spezieller, erfindungsgemäßer Ausführungsformen; diese Beschreibung ist nur beispielhaft gegeben und soll die Erfindung, wie sie in den angefügten Ansprüchen definiert ist, nicht beschränken; die im Anschluß verwendeten Bezugszeichen beziehen sich auf die anliegenden Abbildungen.
  • Abbildung 1 ist eine schematische Darstellung der verschiedenen Schritte einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Abbildung 2 enthält eine weitere Darstellung der aufeinander folgenden Schritte einer zweiten Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Verfahrens.
  • Abbildung 3 gibt in etwas größerem Maßstab eine schematische Darstellung eines spezifischen Merkmals einer bestimmten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wieder.
  • Abbildung 4 stellt einen schematischen, senkrechten Schnitt einer bestimmten Ausführungsform einer Form vor Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
  • In den Abbildungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder analoge Merkmale.
  • Im allgemeinen betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Gegenständen in einer Formhöhlung, welche eine äußere Schicht aus einem mikrozellulären oder nichtzellulären Elastomer und einen mindestens teilweise aus einem synthetischen Schaum bestehenden Kern aufweisen. Die chemischen Zusammensetzungen sowohl des Elastomeren als auch des synthetischen Schaumes können sehr unterschiedlich sein. Außerdem müssen das Elastomer und der synthetische Schaum nicht zwangsläufig derselben Gruppe synthetischer Materialien angehören.
  • In Abbildung 1 ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt.
  • In einem vorbereitenden Schritt wird die Formoberfläche 1 der beiden Teile 2 und 3, aus denen die verwendete Form 4 besteht, mittels einer Sprühkanone 5 zur leichteren Entnahme der geformten Gegenstände mit einem Trennmittel bedeckt. In einigen Fällen hat das Trermmittel daneben auch einen signifikanten Einfluß auf den Schimmer des geformten Gegenstandes; das Trennmittel besteht beispielsweise aus einem Gemisch aus Siliconen, Wachs und Lösungsmittel. Der vorbereitende Schritt wird in geöffnetem Zustand der Form durchgeführt.
  • Danach wird ein flüssiges Reaktionsgemisch, welches aus einer Reihe von Komponenten besteht, jedoch im wesentlichen kein Lösungsmittel oder nur eine begrenzte Menge an Lösungsmittel, z.B. im Bereich von 5 %, enthält, mit Hilfe einer Sprühkanone 6 auf die Formoberfläche 1 beider Formteile 2 und 3 zum Erhalt einer Elastomerschicht 7 aufgesprüht, wobei die Dicke der Schicht mindestens 0,3 mm und maximal 5 mm beträgt und vorzugsweise zwischen 1 und 2 mm liegt. Dieses kann gemäß dem in der belgischen Patentanmeldung Nr 8700792 desselben Anmelders beschriebenen Verfahren ausgeführt werden. Danach wird die Form 4 durch Zusammenfügen der zwei Formteile 2 und 3 geschlossen.
  • In einem zweiten Schritt wird vor dem vollständigen Aushärten des Elastomeren, d.h. wenn dieses noch etwas klebrig ist, zum Erhalt eines synthetischen Schaumes ein zweites Reaktionsgemisch in den durch die geformte Elastomerschicht 7 definierten Raum 8 der Formhöhlung injiziert.
  • Schließlich wird im dritten Schritt, nachdem der synthetische Schaum 9 vollständig ausgehärtet ist und mit der Elastomerschicht 7 ein Ganzes bildet, der erhaltene Gegenstand aus der Form entnommen.
  • Ein Hauptgrund für die Beschränkung des Lösungsmittelgehaltes ist die darin bestehende Möglichkeit, durch Aufsprühen eine ausreichend dicke Schicht 7 zu formen, da dann, wenn das Reaktionsgemisch wie in den bekannten Verfahren in Anwesehheit eines relativ hohen Lösungsmittelgehaltes, z.B. 20 %, aufgesprüht wird, im allgemeinen lediglich eine relativ dünne Schicht von einigen Mikrometern erhalten werden kann.
  • In einigen Fällen wird eine Füllung 10 wie beispielsweise ein Metalfrahmen, ein Holzstück, ein synthetisches oder Stoffgewebe in den Hohlraum der Formhöhlung eingebracht, bevor der synthetische Schaum in letztere injiziert wird.
  • Die Injektion der Reaktionsgemisches zum Erhalt eines synthetischen Schaumes 9 wird ebenfalls mit Hilfe einer Sprühkanone 11 durchgeführt, wobei deren Düse 12 mit einer im oberen Teil 2 der Form 4 zur Verfügung gestellten Öffnung 13 verbunden ist; der obere Teil der Form ist dabei de facto der Formdeckel.
  • Zu diesem Zweck kann beispielsweise das sogenannte "RIM"-Verfahren (Reaktionsspritzgußverfahren) eingesetzt werden.
  • In Abbildung 2 ist schematisch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei dem eine etwas kompliziertere Form 4 verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform weist der Bodenteil 3 z.B. eine Unterschneidung 14 auf, die es zur Entnahme des geformten Gegenstandes aus der Form 4 erforderlich macht, daß der Formteil 3 aus mindestens zwei separaten Hälften 3a und 3b besteht, welche zur Entnahme auseinander gezogen werden können, wie es durch die Pfeile in Abbildung 2 angedeutet ist.
  • Gemäß dieser Ausführungsform des erfindungsgemaßen Verfahrens kann die Elastomerschicht 7 beispielsweise zu dem Zeitpunkt aufgetragen werden, an dem die Formteile 3a und 3b voneinander getrennt sind. Das bietet unter anderem den Vorteil, daß auf diese Weise die gesamte Oberfläche der Form 1 für die Sprühkanone 6 an allen Stellen leicht zugänglich ist.
  • Darüber hinaus ist es gemäß dieser Ausführungsform auch möglich, die Formoberfläche 1 beider Teile 3a und 3b mit Elastomerschichten 7a bzw. 7b mit unterschiedlichen Farben zu besprühen. Infolgedessen können ebenso Gegenstände mit zwei oder mehr Farben hergestellt werden, wobei die Tremilinie zwischen beiden Farben sehr klar und scharf ist. Dies hängt hauptsächlich von der Präzision der Formkonstniktion selbst ab.
  • Sind einmal nach Aufsprühen der Elastomerschicht 7 die beiden Hälften 3a und 3b aneinandergedrückt, erfolgen die anderen Behandlungen analog zu denjenigen der ersten Ausführungsform, wie es in Abbildung 1 gezeigt ist. Gegebenenfalls kann in den Hohlraum der Form eine Füllung 10 eingebracht werden, bevor die Hälften 3a und 3b aneinandergedrückt werden, z.B. dann, wenn die Füllung sich bis in die Unterschneidung 14 erstreckt, wie in Abbildung 2 gezeigt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine aus einem lichtbeständigen Polyurethan bestehende Elastomerschicht 7 gebildet.
  • Die durch Zusammengeben mehrerer Reaktionspartner erhaltene Elastomerschicht kann mittels des sogenannten "luftfreien" Mehrkomponentensystems ohne Lösungsmittel aufgetragen werden.
  • Die Zeitspanne zwischen dem Auftragen der Elastomerschicht und dem Einsprühen des synthetischen Schaumes in den durch diese Schicht definierten Hohlraum 8 kann von großer Bedeutung sein. In der Tat muß dafür gesorgt werden, daß einerseits die Elastomerschicht noch klebrig genug ist, um eine gute Haftung des synthetischen Schaumes an der Schicht zu gewährleisten, und daß andererseits die Elastomerschicht schon eine zur Vermeidung einer destruktiven Reaktion des synthetischen Schaums mit der Schicht ausreichende Stabilität aufweist. Diese Zeitspanne kann sehr unterschiedlich ausfallen und hängt natürlich von der Beschaffenheit des Elastomeren wie auch des synthetischen Schaums ab. Wenn ein Elastomer und ein Schaum auf Polyurethanbasis eingesetzt werden, darin beträgt sie jedoch im allgemeinen 15 bis 60 Sekunden
  • Es kann weiterhin wichtig sein, eine vorgeheizte Form einzusetzen, wobei für Polyurethan vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 60 ºC aufgeheizt wird.
  • Die Beschaffenheit des verwendeten synthetischen Schaumes kann außerdem sehr stark variieren, da z.B. das äußere Erscheinungsbild des geformten Gegenstandes nur durch die Elastomerschicht 7 bestimmt wird. Vorteilhafterweise wird zum Formen eines Polyurethanschaumes im Hohlraum 8 der Form ein wassergeschäumtes Reaktionsgemisch aus aromatischen Isocyanaten und Verbindungen mit aktivem Wasserstoff, wie Polyolen, eingesetzt, welche im wesentlichen frei von Fluorchlorkohlenwasserstoffen sind.
  • Die Dichte des synthetischen Schaums kann gänzlich unabhängig von der Elastomerschicht 7 gesteuert werden; dieses steht, wie oben beschrieben wurde, in krassem Gegensatz zu dem Fall, daß die klassischen Integralschäumverfahren verwendet werden.
  • Daneben sind die optischen Gesichtspunkte des Kernschaumes selbstverständlich nicht von Bedeutung; unter der Voraussetzung, daß die Härte dem herzustellenden Gegenstand angepaßt wird, können auch die sogenannten aromatischen Polyurethansysteme, die nicht lichtbeständig sind, eingesetzt werden.
  • Weiterhin kann der Kernschaum, ebenfalls je nach Beschaffenheit des geformten Gegenstandes, flexibel, halbsteif oder steif sein.
  • In Abbildung 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens detaillierter dargestellt.
  • Eine Aufgabe dieser speziellen Ausführungsform ist es, Produkte mit nahezu unsichbarer Nahtstelle herzustellen.
  • Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß eine mindestens zwei wechselseitig bewegliche Formteile 2 und 3 umfassende Form 4 eingesetzt, wobei die Form in einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand gebracht werden kann und die Kanten 7' ihrer Ecken (Trennflächen) in der geschlossenen Stellung im wesentlichen hermetisch abschließen.
  • Bei Verwendung einer solchen Form wird die Elastomerschicht in dem oben beschriebenen ersten Schritt nicht nur auf die die Formhöhlung 8 der Form 4 definierende Oberfläche aufgetragen, sondern auch auf die Kanten 7', wie aus Abbildung 3 deutlich hervorgeht. Sofort nach Auftragen des Reaktionsgemisches zum Erhalt der Elastomerschicht, d.h. zu einem Zeitpuhkt, wo letztere noch flüssig ist, wird die Form unter Druck geschlossen, so daß der auf den Kanten 7' befindliche Teil der Elastomerschicht nahezu vollständig weggedrückt wird, mindestens zum Teil in Richtung auf die Formhöhlung zum Herstellen einer internen, ringförmigen Verdickung 16 und vorzugsweise ebenfalls auf die entgegengesetzte Seite der Kanten außerhalb der Form; dies ist auch aus Abbildung 3 klar ersichtlich, in welcher der nach außen weggedrückte Elastomerüberschuß durch die Bezugszahl 17 bezeichnet wird. Im Verlauf jedes Zyklus' wird letzterer als Abfall entfernt. Auf diese Weise wird eine nahezu unsichtbare Nahtstelle auf der Außenseite der Elastomerschicht in der Nähe des Bereiches erhalten, an welchem die Kanten 7' beider Formteile 2 und 3 miteinander abschließen. Zusätzlich bildet die Verdickung 16 auf der inneren Seite der Naht eine nützliche Verstärkung.
  • In vorteilhafter Weise sind die Kanten 7' bevorzugt flach, wobei mindestens eine Kante 7' eines Formteils 2 oder 3 eine Breite von mindestens 0,5 mm und vorzugsweise von 2 bis 10 mm in Abhängigkeit von der Form und der Spezifikation des zu formenden Gegenstandes und der Natur der zum Bilden der Elastomerschicht 7 verwendeten Reaktionsgemisches. Üblicherweise ist jedoch zu bevorzugen, daß die Kanten 7' beider Formteile 2 und 3 eine beschränkte Breite haben, um zu vermeiden, daß das an der äußeren Seite der Form befindliche, schon weggedrückte Polyurethan weiteres Material daran hindert, zwischen den Kanten 7' weggedrückt zu werden.
  • Schließlich ist in Abbildung 4 eine spezielle Ausführungsform einer Form zur Herstellung von Gegenständen mit einem inneren Hohlraum mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt.
  • Damit darin, wenn beide Formteile 2 und 3 gegeneinander gedrückt werden, ein Teil der auf den Kanten 7' befindlichen, noch flüssigen Elastomerschicht auf kontrollierte Weise in die in diesem Fall ringförmige Formhöhlung hinein als auch aus letzterer hinaus weggedrückt werden kann - dieses auch an der Innenseite der Form - weist mindestens eines der Formteile 2 und 3, aber vorzugsweise beide, eine in der Mitte befindliche Aussparung 18 auf, welche das an der Innenseite der inneren Ecke der Form auswärts gepreßte überschüssige Elastomer aufnehmen kann. Die Tiefe der Aussparung hängt natürlich in gewisser Weise von der Beschaffenheit der Form und der auf dieses Formteil aufgebrachten Elastomermenge ab. Eine Tiefe von 10 mm ist üblicherweise geeignet.
  • Um das erfindungsgemäße Verfahren zu erläutern, sollen im Anschluß zwei spezielle Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und insbesondere der chemischen Zusammensetzungen sowohl der Elastomerschicht als auch des synthetischen Schaumes gegeben werden, wobei der Schaum für die Injektion in den Hohlraum 8 der Formhöhlung geeignet ist.
    • Beispiel 1
  • Auf der inneren Oberfläche einer aus zwei Teilen bestehenden Form - diese Form kann mittels eines Deckels, wie in Abbildung 2 schematisch gezeigt, geschlossen werden - wurde eine Elastomerschicht gebildet, nachdem diese innere Oberfläche sowie die Innenseite des Deckels mit einem Trennmittel auf Basis von Siliconen, Wachs und Lösungsmittel überzogen worden war. Die Elastomerschicht wurde durch Aufsprühen eines Polyol-Cyanat-Reaktionsgemisches mit einer Fließgeschwindigkeit von 25 g/s erhalten, wobei der Druck der Polyolkomponente 150 bar und derjenige der Isocyanatkomponente 100 bar betrug. 1. Eigenschaften des Polyols (erste Komponente) Zubereitung in Gewichtsprozent Polyethertriol, welches durch Zugabe von Propylenoxid und Ethylenoxid zu Glycerin als Initiator erhalten wird (OH-Index: 35 Gehalt an primären OH- Gruppen: 80 %): Ethylenglykol: N,N'-Dimethylbutandiamin: Bleioctoat (33 % metall. Blei): Farbpaste: Eigenschaften Viskosität bei in MPas Dichte (ºC) 2. Eigenschaften des Isocyanates (zweite Komponente) Zubereitung in Gewichtsprozent Quasipräpolymer (100 Teile Isophorondiisocyanat + 13,28 Teile Dipropylenglykol - Endgehalt an NCO-Gruppen : 26 %): Dimethylzinndineodecanoat
    • Eigenschaften
  • Viskosität bei 25 ºC in MPas 1450
  • Viskosität bei 45 ºC in MPas 350
  • Viskosität bei 65 ºC in MPas 50
  • Dichte (21 ºC) 1,07
    • Verhältnis:
  • Polyolkomponente/Isocyanatkomponente = 115,7/68,1 = 1,7
  • Unmittelbar nachdem das Elastomer auf die innere Oberfläche und die Trennähte der Form aufgetragen war, wurde letztere geschlossen und ein Reaktionsgemisch zum Erhalt eines halbsteifen Polyurethanschaums nach 25 bis 25 Sekunden durch eine im Formdeckel befindliche Öffnung in den geschlossenen Hohlraum der Form eingesprüht. Dieses Reaktionsgemisch entsprach der folgenden Zubereitung:
    • a) Polyolkomponente
  • - 100 Teile Quervernetzungsmittel aus Polyetherpolyol mit einem Hydroxylindex von 1010, bekannt unter dem Warenzeichen "U2311" von BP chemicals
  • - 4 Teile Wasser
  • - 0,5 Teile 2-Methylimidazol
  • - 0,2 Teile Trimethylaminoethylethanolamin, bekannt unter dem Warenzeichen "Dabco T" von Air Products"
  • - 1,0 Teil Polydimethylsiloxan-Polyether-Copolymer, bekannt unter dem Warenzeichen "RS091" von BP chemicals
  • - 2,0 Teile Polyetherpolyolzellenöffners, bekannt unter dem Warenzeichen "PU3170" von Bayer
    • b) Isocyanatkomponente
  • 67,74 Teile eines Methyldüsocyanatpräpolymers (MDI) mit einer Funktionalität von 2,49 und einer NCO-Zahl von 30,6, bekannt unter dem Warenzeichen "ISO VM 50" von ICI.
  • Nach etwa 6 Minuten - zu diesem Zeitpunkt war das Reaktionsgemisch vollständig ausgehärtet - wurde der auf diese Weise geformte Gegenstand entnommen.
    • Beispiel 2
  • In diesem Beispiel wurde dieselbe Form wie in Beispiel 1 verwendet. Die gebildete Elastomerschicht wurde durch Aufsprühen eines Polyol-Isocyanat-Reaktionsgemisches mit einer Fließgeschwindigkeit von 10 g/s erhalten, wobei der Druck der Polyolkomponente ebenfalls 150 bar und der der Isocyanatkomponente 100 bar betrug. 1. Eigenschaften des Polyols (erste Komponente) Zubereitung (in Gewichtsprozent) Polyethertriol desselben Typs wie in Beispiel Dabco 33 Lv (Triethylendiamin: in einer Lösung aus DPG): Butandiol: Farbpaste:
    • Eigenschaften
  • Viskosität bei 25 ºC in MPas 1060
  • Viskosität bei 45 ºC in MPas 320
  • Dichte (21 ºC) 1,02
    • 2. Eigenschaften des Isocyanates (zweite Komponenten Zubereitungen
  • Isocyanat RMA 200 (Upjohn): 43,5
    • Eigenschaften
  • Viskosität bei 25 ºC in MPas 620
  • Viskosität bei 45 ºC in MPas 126
  • Dichte (21 ºC) 1,21
    • Verhältnis:
  • Polyolkomponente/Isocyanatkomponente = 105,15/43,5 = 2,42
  • Sobald das Elastomer auf die innere Oberfläche aufgetragen war, wurde letztere geschlossen und ein Reaktionsgemisch zum Erhalt eines Polyurethans nach 15 bis 20 Sekunden durch eine im Formdeckel befindliche Öffnung in den geschlossenen Hohlraum der Form eingesprüht.
  • Dieses Reaktionsgemisch entsprach der folgenden Zubereitung:
    • a) Polyolkomponente
  • - 100 Teile Quervernetzungsmittel aus Polyetherpolyol mit einem Hydroxylindex von 36, bekannt unter dem Warenzeichen "PBA 6500" von ICI
  • - 2,75 Teile Wasser
  • - 0,15 Teile eines Aminkatalysators mit retardierender Wirkung, bekannt unter dem Warenzeichen "X 8154" von Air Products
  • - 0,1 Teile eines Gemisches aus Bis-(dimethylaminoethyl)-ether (70 %) und Dipropylengklykol (30 %), bekannt unter dem Warenzeichen "A 1" von Union Carbide
  • - 0,6 Teile Dimethylhexadecylamin, bekannt unter dem Warenzeichen "DM16D" von Air Products
  • - 0,6 Teile Polydimethylsiloxan-Polyether-Copolymer, bekannt unter dem Warenzeichen "B4113" von Goldschmidt
  • - 2,0 Teile Polyetherpolyolzellenöffners, bekannt unter dem Warenzeichen "PU3170" von Bayer
  • - 0,1 Teile Dimethylaminopropylamin, bekannt unter dem Warenzeichen "DMAPA" von Air Products
    • b) Isocyanatkomponente
  • 67,74 Teile eines Methyldiisocyanatpräpolymers (MDI) mit einer Funktionalität von 2,28 und einer NCO-Zahl von 25, bekannt unter dem Warenzeichen "VM 28" von ICI.
  • Nach etwa sieben Minuten - zu diesem Zeitpuukt war das Reaktionsgemisch vollständig ausgehärtet - wurde der auf diese Weise geformte Gegenstand entnommen.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich in keiner Weise auf die oben dargestellten Ausführungsformen beschränkt; im Rahmen der Erfindung können viele Modifikationen in Betracht gezogen werden, unter anderem im Hinblick auf die Natur des verwendeten Polymers, des synthetischen Schaums und auch der Teclmik zum Aufsprühen der Polymerschicht und zur Injektion des synthetischen Schaums. Auf diese Weise kann es in einigen Fällen möglich sein, eine nicht vollständig geschlossene Form zu verwenden, wobei darin der synthetische Schaum im wesentlichen unbehindert schäumen kann.
  • Weiterhin kann die Form sehr verschiedenartig sein, jeweils in Abhängigkeit von dem zu formenden Gegenstand. Die Form kann beispielsweise aus zwei verschiedenen wechselseitig über Scharniere miteinander verbundenen Teilen bestehen, die darin mit Hilfe eines hydraulischen Systems in eine offene und eine geschlossene Position gebracht werden können.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen in einem Formhohlraum, welche eine äußere Schicht aus einem mikrozellulären oder nichtzellulären Elastomer (7) und einen Kern umfassend einen synthetischen Schaum aufweisen, bei dem man eine Form (4) verwendet, welche mindestens zwei wechselseitig bewegliche Formteile (2, 3) aufweist, die aufeinander bezogen jeweils in eine geöffnete bzw. geschlossene Position gebracht werden können, und bei dem man:
- in einem ersten Schritt durch Aufsprühen eines ersten Reaktionsgemisches auf mindestens eines der Formteile (2, 3) das Elastomer aufbringt,
- in einem zweiten Schritt vor dem vollständigen Aushärten des Elastomeren die Formteile in die geschlossene Position bringt und zum Erhalt des synthetischen Schaumes (9) ein zweites Reaktionsgemisch in die geschlossene Form (4) injiziert und
- in einem dritten Schritt, nachdem der synthetische Schaum (9) im wesentlichen vollständig ausgehärtet ist und mit der Elastomerschicht (7) ein Ganzes bildet, den erhaltenen Gegenstand aus der Form entnimmt,
wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß
eine Form (4) verwendet wird, deren Teile (2, 3) Ecken mit in der geschlossenen Position miteinander in Kontakt stehende Kanten (7') aufweisen, und daß in dem ersten Schritt auf beide Formteile (2, 3) und auch auf die Kanten (7') von wenigstens einer der Formecken (2, 3) eine Elastomerschicht aufgebracht wird und in dem zweiten Schritt mindestens ein Teil der sich auf den Kontaktstellen (7') befindenden Elastomerschicht (7) wenigstens in Richtung auf die Formhöhlung (8) durch Schlie-Ben der Form (4) weggedrückt wird, solange das Elastomer noch im wesentlichen flüssig ist, wodurch die Elastomerschichten (7) in beiden Formteilen (2, 3) miteinander verbunden werden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Form (4) mit Formteilen (2) und (3) verwendet, deren Kanten (7') in der geschlossenen Position im wesentlichen hermetisch abschließen.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Form (4) mit Formteilen (2) und (3) verwendet, deren Kanten (7') eine solche Breite haben, daß beim Schließen der Form die zwischen den Kanten (7') befindliche, im wesentlichen noch flüssige Elastomerschicht sowohl in den Formhohlraum hinein als auch zur entgegensgesetzten Seite der Kanten (7') weggedrückt wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Form (4) mit Formteilen (2) und (3) verwendet, deren Kanten (7') im wesentlichen ganz flach sind und eine Breite von mindestens 0,5 mm und vorzugsweise von 2 bis 10 mm haben.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Schritt zu dem Zeitpunkt, in dem die Form in der geöffneten Position ist, eine Elastomerschicht (7a) mit einer vorherbestimmten Farbe durch Aufsprühen auf die Oberfläche (1) eines Formteils (2) und ebenfalls durch Sprühen eine Elastomerschicht (7b) in einer anderen vorherbestimmten Farbe auf die Oberfläche des anderen Formteils (3) aufgebracht wird, wonach die Form nahezu sofort, bevor das zweite Reaktionsgemisch injiziert wird, geschlossen wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man vor Beginn des zweiten Schrittes ein Einspritzteil in den Formhohlraum einbringt.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Bilden eines Polyurthanschaumes im Hohlraum der Form ein wassergeschäumtes Reaktionsgemisch aus aromatischen Isocyanatverbindungen und Verbindungen mit aktivem Wasserstoff wie Polyolen verwendet, welche im wesentlichen frei von Fluorchlorkohlenwasserstoffen sind.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elastomerschicht aus zwei oder mehr Reaktionspartnern gebildet wird, indem man diese Reaktionsparmer ohne Lösungsmittel nach dem sogenannten "luftfreien" Mehrkomponentensystem aufsprüht.
9. Verfahren gemaß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche des Formhohlraums eine Elastomerschicht (7) aus einem lichtbeständigen Polyurethan gebildet wird.
10. Verfahren gemaß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man nach einer Reaktionszeit von 15 bis 60 Sekunden der Elastomerschicht (7) auf der Formoberfläche (1) den synthetischen Schaum (9) in den jeweiligen Innenraum (8) des Formhohlraums injiziert.
11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Form (4) verwendet, welche vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 60 ºC erhitzt wird.
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