EP2156767B1 - Feder - Google Patents

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EP2156767B1
EP2156767B1 EP09010232A EP09010232A EP2156767B1 EP 2156767 B1 EP2156767 B1 EP 2156767B1 EP 09010232 A EP09010232 A EP 09010232A EP 09010232 A EP09010232 A EP 09010232A EP 2156767 B1 EP2156767 B1 EP 2156767B1
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EP
European Patent Office
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spring
semi
pet
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bending
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EP09010232A
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Diemer and Dr Jaspert GbR
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Diemer and Dr Jaspert GbR
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C23/00—Spring mattresses with rigid frame or forming part of the bedstead, e.g. box springs; Divan bases; Slatted bed bases

Definitions

  • the present invention relates to a bending or torsion spring, in particular a screw, sheet, spiral, plate, torsion bar or diaphragm spring, made of plastic.
  • Spring mattresses are usually equipped with metal springs. However, these have several disadvantages. For example, if the mattress is destroyed, there is a considerable risk of injury from the metal springs. It has therefore already been proposed to use plastic springs in spring mattresses. However, these are unsatisfactory in terms of their material properties. In particular, these have a higher setting amount or height loss than metal springs. In addition, decreases in the known plastic springs over time, the spring rate.
  • a hollow body such as a spring
  • a copolyester polymer elastomeric material for example, there is known a method of making a hollow body, such as a spring, which may be made of a copolyester polymer elastomeric material.
  • a mattress which contains hollow body spring elements made of plastic, wherein it may be the plastic, for example, a polyester elastomer.
  • thermoset such as polyester
  • Object of the present invention is therefore to provide such a spring with particularly good properties.
  • the spring should have an excellent settling behavior, ie a small amount of settling over time.
  • the spring should be permanently elastic and have a high endurance.
  • this object is achieved by the provision of a bending or torsion spring, in particular a screw, sheet, spiral, plate, rod or diaphragm spring containing at least one semi-crystalline polyester, wherein the degree of crystallinity of the partially crystalline polyester is at least 20% ,
  • a polyester is understood to mean all types of polyester, ie in particular homopolyesters, copolyesters, terpolyesters and the like.
  • the degree of crystallinity of the semicrystalline polyester is preferably at least 30%, particularly preferably at least 40%, very particularly preferably at least 50% and most preferably at least 60%.
  • the degree of crystallinity is understood here as a mass fraction, i. this refers to the mass of the polyester.
  • various measuring methods are available, such as, for example, density measurement, differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction, infrared (IR) spectroscopy or nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • IR infrared
  • NMR nuclear magnetic resonance
  • any polyester may be used as the partially crystalline polyester. Only, for example, polyalkylene terephthalates, polyarylene terephthalates, polyalkylene isophthalates, polyarylene isophthalates, polyalkylene naphthalates and any mixtures of two or more of the aforementioned compounds may be mentioned in this context.
  • the semi-crystalline polyester is selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene terephthalate (PPT), polyethylene isophthalate (PEI), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene naphthalate (PBN), polyethylene terephthalate isophthalate copolyester ( PETIP) and any mixtures of two or more of the aforementioned compounds.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PPT polypropylene terephthalate
  • PEI polyethylene isophthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PBN polybutylene naphthalate
  • PETIP polyethylene terephthalate isophthalate copolyester
  • the spring contains semicrystalline PET.
  • PET can be adjusted comparatively easily to a desired and in particular to a high degree of crystallinity.
  • waste PET can be used as a raw material, which is relatively inexpensive.
  • PET is commercially available in large quantities and toxicologically harmless.
  • PET even at higher temperatures of for example 80 ° C, a high breaking strength, high dimensional stability, high hardness, high rigidity and high toughness.
  • the semi-crystalline PET has a degree of crystallinity of from 20 to 90%, more preferably from 40 to 80%, completely more preferably from 50 to 80% and most preferably from 50 to 75%.
  • semicrystalline PET having an arbitrary degree of polymerization or molecular weight
  • the degree of polymerization of the semi-crystalline PET may be 80 to 250, preferably 120 to 200, and more preferably 140 to 170
  • the weight average molecular weight of the semi-crystalline PET may be 16,000 to 50,000 g / mol, preferably 24,000 to 40,000 g / mol, and more preferably 28,000 to 34,000 g / mol.
  • the melting point of the semi-crystalline PET which depends on both the degree of crystallinity of the PET and the degree of polymerization of the PET, 235 to 280 ° C, more preferably 245 to 265 ° C and most preferably 250 to 260 ° C. is.
  • a preferred example of commercially available semi-crystalline PET, which can be used in the inventive spring is Arnite A04 900 ® from DSM.
  • the bending or torsion spring according to the invention consists of at least 50% by weight of partially crystalline polyester. Particularly good results are obtained, in particular, if the bending or torsion spring according to the invention consists of at least 80% by weight and particularly preferably at least 90% by weight of partially crystalline polyester. If no additives are added to the polyester, it is very particularly preferred that the bending or torsion spring according to the invention consists entirely of semicrystalline polyester, that is to say contains 100% by weight of semicrystalline polyester.
  • the bending or torsion spring according to the invention 50 to 100 wt .-%, particularly preferably 80 to 100 wt .-%, most preferably 90 to 100 wt .-% and most preferably 100 wt .-% semicrystalline PET contains.
  • the semicrystalline PET can also be used in admixture with one or more other polyesters, preferably partially crystalline polyesters.
  • a mixture of semicrystalline PET and partially crystalline PBT wherein this mixture can consist, for example, of at least 80% by weight of semicrystalline PET and at most 20% by weight of partially crystalline PBT.
  • Further examples of such a mixture are mixtures of at least 90% by weight of semicrystalline PET and at most 10% by weight of partially crystalline PBT, of at least 95% by weight of partially crystalline PET and at most 5% by weight of partially crystalline PBT or of at least 98% by weight % semicrystalline PET and at most 2% by weight semicrystalline PBT.
  • most preferred is pure semi-crystalline PET.
  • the spring consists of a semi-crystalline polyester, to which one or more additives are added.
  • additives are nucleating agents for increasing the crystallinity, pigments for adjusting a desired color of the spring and fillers for adjusting the mechanical properties.
  • suitable fillers are glass fibers, glass beads, talc and any mixtures of two or more of the aforementioned compounds.
  • the bending or torsion spring is made of 80 to 99.9% by weight, preferably 90 to 99.5% by weight, and more preferably 95 to 99% by weight of partially crystalline Polyester, preferably partially crystalline PET, and from 0.1 to 20 wt .-%, preferably from 0.5 to 10 wt .-% and particularly preferably from 1 to 5 wt .-% of at least one additive or more additives.
  • the bending or torsion spring according to the invention very particularly preferably consists of semicrystalline PET, to which one or more additives have optionally been added.
  • the bending or torsion spring also from a possibly additive (s) containing mixture of semi-crystalline polyester and amorphous polyester, preferably from a mixture of semi-crystalline PET and amorphous PET exist.
  • the core of the spring made of semicrystalline PET and the edge region of the spring may be made of amorphous PET.
  • the core of the spring consists of amorphous PET and the edge region of the spring consists of semicrystalline PET.
  • the bending or torsion spring has a set amount of less than 10%, preferably less than 4%, and more preferably less than 1%.
  • the setting amount is determined on the basis of EN ISO 3385 in the version of May 1995, in contrast to the test method described in EN ISO 3385, which standardizes the determination of the reduction in thickness and hardness of flexible foams, which are to serve as padding material instead of a load of 750 N, a surface load of 0.5 N / cm 2 is used and a stamp with a flat geometry is used. Consequently, the spring is placed as a test specimen in the test device described in EN ISO 3385 centered under a cylindrical punch which has a diameter of 250 mm ⁇ 1 mm and whose lower edge is flat. The punch is then pressed onto the spring over 80,000 load cycles with a surface load of 0.5 N / cm 2 . From the Heights of the spring before and after the 80,000 load cycles are then calculated the set amount.
  • Another object of the present invention is a method for producing a previously described bending or torsion spring, in which from a composition containing at least one polyester, preferably by injection molding, a bending or torsion spring is formed and at least a portion of the polyester before or after Forms is converted into semi-crystalline polyester.
  • the composition to be molded consists of at least 90% by weight of PET and up to 10% by weight of additive (s).
  • semicrystalline polyester preferably semicrystalline PET
  • injection-molded into a bending or torsion spring is injection-molded into a bending or torsion spring.
  • amorphous polyester preferably amorphous PET
  • a bending or torsion spring for example, before it is subsequently heat treated at a sufficiently high temperature for a sufficiently long time to at least partially make the amorphous polyester semi-crystalline To convert polyester.
  • waste polyester and preferably waste PET
  • bending or torsion spring can be produced particularly cost-effectively.
  • amorphous polyester preferably amorphous PET
  • the spring after injection molding is preferred for 5 to 10 minutes at a temperature of 120 to 140 ° C to convert the amorphous polyester to semi-crystalline polyester.
  • a suitable commercially available amorphous PET is Arnite® D04 300 from DSM.
  • the polyester, or preferably the PET into semicrystalline polyester or partially crystalline PET only in individual regions of the spring in the final heat treatment step.
  • the heat treatment can be carried out so that a sufficiently high temperature is achieved only in the edge region of the spring for the conversion of amorphous to semi-crystalline PET, so that the heat treatment results in a spring whose core consists of amorphous and therefore non-brittle PET and whose edge region consists of semicrystalline PET.
  • the heat treatment may be performed so that the core of the spring is made of semi-crystalline PET and the edge portion of the spring is made of amorphous PET.
  • the present invention relates to the use of a previously described bending or torsion spring as a spring in a Federkemmatratze, as a support element for a mattress or as a support element for a slatted base.

Landscapes

  • Springs (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Biege- oder Torsionsfeder, und zwar insbesondere eine Schrauben-, Blatt-, Spiral-, Teller-, Drehstab- oder Membranfeder, aus Kunststoff.
  • Federkernmatratzen werden üblicherweise mit Metallfedern ausgerüstet. Diese weisen jedoch mehrere Nachteile auf. Beispielsweise besteht bei einer Zerstörung der Matratze eine erhebliche Verletzungsgefahr durch die Metallfedern. Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, in Federkernmatratzen Kunststofffedern einzusetzen. Diese sind jedoch hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften unbefriedigend. Insbesondere weisen diese einen höheren Setzbetrag bzw. Höhenverlust als Metallfedern auf. Zudem nimmt bei den bekannten Kunststofffedern im Laufe der Zeit die Federhärte ab.
  • Aus der GB 2 180 618 A ist ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers, wie beispielsweise einer Feder, bekannt, welche aus einem Copolyesterpolymer-Elastomermaterial bestehen kann.
  • In der EP 0 853 901 A2 wird eine Matratze beschrieben, welche Hohlkörper-Federelemente aus Kunststoff enthält, wobei es sich bei dem Kunststoff beispielsweise um ein Polyester-Elastomer handeln kann.
  • In der EP 1 872 692 AI wird eine Feder zur Verwendung in Schaumstoff beschrieben, wobei die Feder aus einem Duroplast, wie beispielsweise Polyester, hergestellt wird.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine solche Feder mit besonders guten Eigenschaften bereitzustellen. Insbesondere soll die Feder ein exzellentes Setzverhalten, also einen geringen Setzbetrag mit der Zeit, aufweisen. Zudem soll die Feder dauerelastisch sein und eine hohe Dauerbelastbarkeit aufweisen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Bereitstellung einer Biege- oder Torsionsfeder, insbesondere einer Schrauben-, Blatt-, Spiral-, Teller-, Stab- oder Membranfeder, welche wenigstens einen teilkristallinen Polyester enthalt, wobei der Kristallinitätsgrad des teilkristallinen Polyesters mindestens 20 % beträgt.
  • Diese Lösung basiert auf der Erkenntnis, dass durch den Einsatz von teilkristallinem Polyester Federn erhalten werden können, welche nicht nur eine hohe Dauerelastizität und eine hohe Dauerbelastbarkeit aufweisen, sondern welche sich insbesondere auch durch ein exzellentes Setzverhalten, also durch einen äußerst geringen Setzbetrag, auszeichnen. Dabei ist das Setzverhalten tendenziell umso besser, je höher der Kristallinitätsgrad des Polyesters ist. Dies ermöglicht es, die Federeigenschaften durch Auswählen eines geeigneten Polyesters und eines optimalen Kristallinitätsgrades des Polyesters nahezu beliebig einzustellen.
  • Unter einem Polyester werden im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung alle Arten von Polyester verstanden, also insbesondere Homopolyester, Copolyester, Terpolyester und dergleichen.
  • In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird es vorgeschlagen, dass der Kristallinitätsgrad des teilkristallinen Polyesters bevorzugt mindestens 30 %, besonders bevorzugt mindestens 40 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 50 % und höchst bevorzugt mindestens 60 % beträgt. Der Kristallinitätsgrad wird hier als Massenbruch verstanden, d.h. dieser bezieht sich auf die Masse des Polyesters. Zur Bestimmung des Kristallinitätsgrades stehen verschiedene Messverfahren zur Verfügung, wie beispielsweise Dichtemessung, dynamische Differenzkalorimetrie (DSC), Röntgenbeugung, Infrarot- (IR-) Spektroskopie oder Kernspinresonanz- (NMR-) Spektroskopie. Die hier genannten Werte für den Kristallinitätsgrad beziehen sich auf mit DSC (mit einer Aufheizrate von 10°C/Min.) bestimmte Werte.
  • Besonders gute Ergebnisse, insbesondere im Hinblick auf ein ausreichend gutes Setzverhalten, werden insbesondere erhalten, wenn der Kristallinitätsgrad des teilkristallinen Polyesters 20 bis 90 %, bevorzugt 40 bis 80 %, besonders bevorzugt 50 bis 80 % und ganz besonders bevorzugt 50 bis 75 % beträgt.
  • Grundsätzlich kann als teilkristalliner Polyester jeder beliebige Polyester eingesetzt werden. Lediglich beispielsweise seien in diesem Zusammenhang Polyalkylenterephthalate, Polyarylenterephthalate, Polyalkylenisophthalate, Polyarylenisophthalate, Polyalkylennaphthalate und beliebige Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen genannt.
  • Gute Ergebnisse werden insbesondere erhalten, wenn der teilkristalline Polyester aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polypropylenterephthalat (PPT), Polyethylenisophthalat (PEI), Polyethylennaphthalat (PEN), Polybutylennaphthalat (PBN), Polyethylenterephthalatisophthalatcopolyester (PETIP) und beliebigen Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen besteht.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Feder teilkristallines PET. Ein besonderer Vorteil von PET ist es, dass PET vergleichsweise einfach auf einen gewünschten und insbesondere auf einen hohen Kristallinitätsgrad eingestellt werden kann. Zudem kann als Rohstoff beispielsweise Abfall-PET eingesetzt werden, welches vergleichsweise kostengünstig ist. Ferner ist PET kommerziell in großen Mengen verfügbar und toxikologisch unbedenklich. Schließlich weist PET, auch bei höheren Temperaturen von beispielsweise 80°C, eine hohe Bruchfestigkeit, eine hohe Formbeständigkeit, eine hohe Härte, eine hohe Steifigkeit und eine hohe Zähigkeit auf. Vorzugsweise weist bei dieser Ausführungsform das teilkristalline PET einen Kristallinitätsgrad von 20 bis 90 %, besonders bevorzugt von 40 bis 80 %, ganz besonders bevorzugt von 50 bis 80 % und höchst bevorzugt von 50 bis 75 % auf.
  • Grundsätzlich kann teilkristallines PET mit einem beliebigen Polymerisationsgrad bzw. Molekulargewicht eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Polymerisationsgrad des teilkristallinen PET 80 bis 250, vorzugsweise 120 bis 200 und besonders bevorzugt 140 bis 170, und kann das gewichtsgemittelte Molekulargewicht des teilkristallinen PET 16.000 bis 50.000 g/mol, vorzugsweise 24.000 bis 40.000 g/mol und besonders bevorzugt 28.000 bis 34.000 g/mol, betragen. Desweiteren ist es bevorzugt, dass der Schmelzpunkt des teilkristallinen PET, welcher sowohl von dem Kristallinitätsgrad des PET als auch von dem Polymerisationsgrad des PET abhängt, 235 bis 280°C, besonders bevorzugt 245 bis 265°C und ganz besonders bevorzugt 250 bis 260°C beträgt.
  • Ein bevorzugtes Beispiel für kommerziell erhältliches teilkristallines PET, welches in der erfindungsgemäßen Feder eingesetzt werden kann, ist Arnite® A04 900 von der Firma DSM.
  • In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird es vorgeschlagen, dass die erfindungsgemäße Biege- oder Torsionsfeder wenigstens zu 50 Gew.-% aus teilkristallinem Polyester besteht. Besonders gute Ergebnisse werden insbesondere erhalten, wenn die erfindungsgemäße Biege- oder Torsionsfeder wenigstens zu 80 Gew.-% und besonders bevorzugt wenigstens zu 90 Gew.-% aus teilkristallinem Polyester besteht. Sofern dem Polyester keine Additive zugesetzt werden, ist es ganz besonders bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Biege- oder Torsionsfeder vollständig aus teilkristallinem Polyester besteht, also 100 Gew.-% teilkristallinen Polyester enthält. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Biege- oder Torsionsfeder 50 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt 80 bis 100 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 90 bis 100 Gew.-% und höchst bevorzugt 100 Gew.-% teilkristallines PET enthält.
  • Das teilkristalline PET kann auch in Mischung mit einem oder mehreren anderen Polyestern, vorzugsweise teilkristallinen Polyestern, eingesetzt werden. Beispielsweise werden auch mit einer Mischung aus teilkristallinem PET und teilkristallinem PBT gute Ergebnisse erhalten, wobei diese Mischung beispielsweise aus wenigstens 80 Gew.-% teilkristallinem PET und maximal 20 Gew.-% teilkristallinem PBT bestehen kann. Weitere Beispiele für eine solche Mischung sind Mischungen aus wenigstens 90 Gew.-% teilkristallinem PET und maximal 10 Gew.-% teilkristallinem PBT, aus wenigstens 95 Gew-% teilkristallinem PET und maximal 5 Gew.-% teilkristallinem PBT bzw. aus wenigstens 98 Gew-% teilkristallinem PET und maximal 2 Gew.-% teilkristallinem PBT. Am meisten bevorzugt ist jedoch reines teilkristallines PET.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die Feder aus einem teilkristallinen Polyester, dem ein oder mehrere Additive zugesetzt sind. Beispiele für solche Additive sind Nukleierungsmittel zur Erhöhung der Kristallinität, Pigmente zur Einstellung einer gewünschten Farbe der Feder und Füllstoffe zur Einstellung der mechanischen Eigenschaften. Nicht beschränkende Beispiele für geeignete Füllstoffe sind Glasfasern, Glaskugeln, Talk und beliebige Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen.
  • Bei der vorgenannten Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Biege- oder Torsionsfeder aus 80 bis 99,9 Gew.-%, bevorzugt aus 90 bis 99,5 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 95 bis 99 Gew.-% teilkristallinem Polyester, vorzugsweise teilkristallinem PET, und aus 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt aus 0,5 bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 1 bis 5 Gew.-% wenigstens eines Additivs oder mehrerer Additive besteht.
  • Wie dargelegt besteht die erfindungsgemäße Biege- oder Torsionsfeder ganz besonders bevorzugt aus teilkristallinem PET, dem ggf. ein oder mehrere Additive zugesetzt sind. Alternativ dazu kann die Biege- oder Torsionsfeder auch aus einer ggf. Additiv(e) enthaltenden Mischung aus teilkristallinem Polyester und amorphen Polyester, bevorzugt aus einer Mischung aus teilkristallinem PET und amorphen PET, bestehen. Beispielsweise kann der Kern der Feder aus teilkristallinem PET und der Randbereich der Feder aus amorphen PET bestehen. Ferner ist es auch möglich, dass der Kern der Feder aus amorphen PET besteht und der Randbereich der Feder aus teilkristallinem PET besteht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Biege- oder Torsionsfeder einen Setzbetrag von weniger als 10 %, bevorzugt von weniger als 4 % und besonders bevorzugt von weniger als 1 % auf. Der Setzbetrag wird in Anlehnung an die EN ISO 3385 in der Fassung von Mai 1995 bestimmt, wobei in Abweichung von dem in der EN ISO 3385 beschriebenen Prüfverfahren, welches die Bestimmung der Minderung der Dicke und Härte bei Weichschaumstoffen, die als Polstermaterial dienen sollen, normiert, anstelle einer Belastung von 750 N eine Flächenbelastung von 0,5 N/cm2 angewendet wird und ein Stempel mit einer ebenen Geometrie eingesetzt wird. Folglich wird die Feder als Probekörper in der in der EN ISO 3385 beschriebenen Prüfvorrichtung mittig unter einem zylindrischen Stempel, welcher einen Durchmesser von 250 mm ± 1 mm aufweist und dessen unteren Kante eben ist, angeordnet. Der Stempel wird dann über 80.000 Belastungszyklen mit einer Flächenbelastung von 0,5 N/cm2 auf die Feder gedrückt. Aus den Höhen der Feder vor und nach den 80.000 Belastungszyklen wird dann der Setzbetrag errechnet.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer zuvor beschriebenen Biege- oder Torsionsfeder, bei dem aus einer wenigstens einen Polyester enthaltenden Zusammensetzung, vorzugsweise durch Spritzgießen, eine Biege- oder Torsionsfeder geformt wird und wenigstens ein Teil des Polyesters vor oder nach dem Formen in teilkristallinen Polyester umgewandelt wird. Vorzugsweise besteht die zu formende Zusammensetzung aus wenigstens 90 Gew.-% PET und bis zu 10 Gew.-% Additiv(en).
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird teilkristalliner Polyester, bevorzugt teilkristallines PET, durch Spritzgießen zu einer Biege- oder Torsionsfeder geformt.
  • Alternativ dazu ist es auch möglich, amorphen Polyester, bevorzugt amorphes PET, beispielsweise durch Spritzgießen zu einer Biege- oder Torsionsfeder zu formen, bevor diese anschließend bei einer ausreichend hohen Temperatur für eine ausreichend lange Zeit wärmebehandelt wird, um den amorphen Polyester zumindest teilweise zu teilkristallinem Polyester umzuwandeln. Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise Abfall-Polyester und bevorzugt Abfall-PET eingesetzt werden, welches auf diese Weise wiederverwertet wird. Mit dieser Verfahrensvariante lassen sich Biege- oder Torsionsfeder besonders kostengünstig herstellen.
  • Bei der letztgenannten Verfahrensalternative, bei der amorpher Polyester, vorzugsweise amorphes PET, durch Spritzgießen zu einer Biege- oder Torsionsfeder geformt wird, wird die Feder nach dem Spritzgießen vorzugsweise für 5 bis 10 Minuten bei einer Temperatur von 120 bis 140°C wärmebehandelt, um den amorphen Polyester zu teilkristallinem Polyester umzuwandeln. Ein Beispiel für ein geeignetes kommerziell erhältliches amorphes PET ist Arnite® D04 300 von der Firma DSM.
  • Bei der letztgenannten Ausführungsform ist es auch möglich, bei dem abschließenden Wärmebehandlungsschritt den Polyester bzw. vorzugsweise das PET nur in einzelnen Bereichen der Feder zu teilkristallinem Polyester bzw. teilkristallinem PET umzuwandeln. Beispielsweise kann die Wärmebehandlung so durchgeführt werden, dass nur in dem Randbereich der Feder eine für die Umwandlung von amorphen zu teilkristallinem PET ausreichend hohe Temperatur erreicht wird, so dass durch die Wärmebehandlung eine Feder erhalten wird, deren Kern aus amorphen und daher nicht spröden PET besteht und deren Randbereich aus teilkristallinem PET besteht. Alternativ dazu kann die Wärmebehandlung auch so durchgeführt werden, dass der Kern der Feder aus teilkristallinem PET besteht und der Randbereich der Feder aus amorphen PET besteht.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer zuvor beschriebenen Biege- oder Torsionsfeder als Federkern in einer Federkemmatratze, als Stützelement für eine Matratze oder als Stützelement für einen Lattenrost.

Claims (15)

  1. Biege- oder Torsionsfeder, insbesondere Schrauben-, Blatt-, Spiral-, Teller-, Stab- oder Membranfeder, wobei die Feder wenigstens einen teilkristallinen Polyester enthält, wobei der Kristallinitätsgrad des teilkristallinen Polyesters mindestens 20 % beträgt.
  2. Biege- oder Torsionsfeder nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Kristallinitätsgrad des teilkristallinen Polyesters mindestens 30 %, bevorzugt mindestens 40 %, besonders bevorzugt mindestens 50 % und höchst bevorzugt mindestens 60 % beträgt.
  3. Biege- oder Torsionsfeder nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Kristallinitätsgrad des teilkristallinen Polyesters 20 bis 90 %, bevorzugt 40 bis 80 %, besonders bevorzugt 50 bis 80 % und ganz besonders bevorzugt 50 bis 75 % beträgt.
  4. Biege- oder Torsionsfeder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der teilkristalline Polyester aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Polyalkylenterephthalaten, Polyarylenterephthalaten, Polyalkylenisophthalaten, Polyarylenisophthalaten, Polyalkylennaphthalaten und Mischungen hiervon besteht.
  5. Biege- oder Torsionsfeder nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der teilkristalline Polyester aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polypropylenterephthalat (PPT), Polyethylenisophthalat (PEI), Polyethylennaphthalat (PEN), Polybutylennaphthalat (PBN), Polyethylenterephthalatisophthalatcopolyester (PETIP) und Mischungen hiervon besteht.
  6. Biege- oder Torsionsfeder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der teilkristalline Polyester PET mit einem Kristallinitätsgrad von 20 bis 90 %, bevorzugt von 40 bis 80 %, besonders bevorzugt von 50 bis 80 % und ganz besonders bevorzugt von 50 bis 75 % ist.
  7. Biege- oder Torsionsfeder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    diese 50 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 80 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt 90 bis 100 Gew.-% und höchst bevorzugt 100 Gew.-% teilkristallinen Polyester, vorzugsweise teilkristallines PET, enthält.
  8. Biege- oder Torsionsfeder nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    diese aus 80 bis 99,9 Gew.-%, bevorzugt aus 90 bis 99,5 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 95 bis 99 Gew.-% teilkristallinem Polyester, vorzugsweise teilkristallinem PET, und aus 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt aus 0,5 bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 1 bis 5 Gew.-% wenigstens eines Additivs besteht.
  9. Biege- oder Torsionsfeder nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    diese als Additiv wenigstens ein Pigment, wenigstens ein Nukleierungsmittel und/oder wenigstens einen Füllstoff enthält, wobei der Füllstoff vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Glasfasern, Glaskugeln, Talk und Mischungen hiervon besteht.
  10. Biege- oder Torsionsfeder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    diese teilkristallines PET und amorphes PET enthält, wobei der Kern der Feder aus teilkristallinem PET besteht und der Randbereich der Feder aus amorphen PET besteht.
  11. Biege- oder Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    diese teilkristallines PET und amorphes PET enthält, wobei der Kern der Feder aus amorphen PET besteht und der Randbereich der Feder aus teilkristallinem PET besteht.
  12. Biege- oder Torsionsfeder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    diese einen Setzbetrag von weniger als 10 %, bevorzugt von weniger als 4 % und besonders bevorzugt von weniger als 1 % aufweist.
  13. Verfahren zum Herstellen einer Biege- oder Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem aus einer wenigstens einen Polyester enthaltenden Zusammensetzung eine Biege- oder Torsionsfeder geformt wird und wenigstens ein Teil des Polyesters vor oder nach dem Formen in teilkristallinen Polyester umgewandelt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    amorpher Polyester, vorzugsweise amorphes PET, durch Spritzgießen zu einer Biege- oder Torsionsfeder geformt wird und die Feder danach für 5 bis 10 Minuten bei einer Temperatur von 120 bis 140°C wärmebehandelt wird.
  15. Verwendung einer Biege- oder Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Federkern in einer Federkernmatratze, als Stützelement für eine Matratze oder als Stützelement für einen Lattenrost.
EP09010232A 2008-08-18 2009-08-07 Feder Not-in-force EP2156767B1 (de)

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PL09010232T PL2156767T3 (pl) 2008-08-18 2009-08-07 Sprężyny

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