KR20030077609A - 스프링 부재 - Google Patents

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KR20030077609A
KR20030077609A KR10-2003-7010426A KR20037010426A KR20030077609A KR 20030077609 A KR20030077609 A KR 20030077609A KR 20037010426 A KR20037010426 A KR 20037010426A KR 20030077609 A KR20030077609 A KR 20030077609A
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하이데만요세프
브뢰닌그카이
둘트마이어요세프
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바스프 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 1개 이상의 커넥터(iii)에 의해 서로 접속된 적어도 2개의 탄성 모울딩(i)과 탄성 모울딩(ii)을 주성분으로 하는 스프링 부재에 관한 것이다.

Description

스프링 부재{SPRING ELEMENT}
폴리우레탄 탄성중합체로부터 제조된 스프링 기능을 지닌 부재는 자동차 내에, 예를 들면 샤시(chassis) 내부에 사용되며, 잘 알려져 있다. 부재는 특히 진동 댐퍼 및 스프링 부재로서 자동차에서 사용된다. 요즘 이러한 스프링 부재는 차체에 충격 흡수 장치를 링크하거나, 나선형 스틸 스프링으로부터 진동을 완화하거나, 또는 그 밖에 샤시 서스팬션에 진행 스프링 특징을 제공하는 기능을 갖는다. 이러한 유형의 탄성 링크 장치(lingkage)는 주행의 안락함을 개선시키고 고도의 주행 안전성을 제공한다.
자동차 각 모델의 특징 및 특성이 매우 상이하기 때문에, 스프링 부재는 각 샤시에 대한 이상적인 매치(match)를 달성하기 위해서 다양한 모델에 개별적으로 적합시켜야 한다. 스프링 부재의 개발시 고려해야 할 인자의 예로는 차량의 무게, 특수 모델의 샤시, 충격 흡수 장치 및 사용하고자 하는 나선형 스틸 스프링, 그리고 또한 원하는 스프링 특징이 있다. 이것 이외에도, 각각의 용액은 자동차의 특정한 디자인에 매치되어야 한다.
성기 언급한 이유들로 인하여, 특수 스프링 부재의 디자인의 경우 공지된 용액은 일반적으로 신규한 자동차 모델의 경우에 채택될 수 없다. 개발된 각각의 신규한 자동차 모델은 그 모델의 특수 요건을 충족시키는, 스프링 부재의 새로운 형상을 개발하는 것이 필요하다.
본 발명은 1개 이상의 커넥터(iii)에 의해 서로 접속된 적어도 2개의 탄성 모울딩(i)과 탄성 모울딩(ii)을 주성분으로 하는 스프링 부재에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명의 스프링 부재를 포함하는 자동차에 관한 것이다.
도 1은 특수 용도로 개발된 최적합한 스프링 부재의 예를 도시한 것이다. 도 2는 스프링 부재의 평면도이고, 한편 도 3 및 4는 다른 도면을 도시한 것이다. 도 5는 커넥터(iii)의 디아그램이고, 한편 도 6은 탄성 모울딩(ii)에 치수를 부여한 것이며, 도 7은 탄성 모울딩(i)에 치수를 부여한 것이다.
도면들로부터 알 수 있는 바와 같이, 바람직한 스프링 부재는 (i)의 경우 높이(iv) 57.5 mm 및 최대 직경(v) 49 mm, (ii)의 경우 높이(vii) 40 mm 및 최대 직경(vii) 85 mm, 그리고 전체 스프링 부재의 경우 높이(viii) 119 mm 내지 123 mm 및 최대 직경(ix) 84 mm 내지 86 mm를 갖는다. (x)는 (ii)와 접촉해 있는 나선형 스프링의 단부를 나타낸 것이다. (x)는 포지티브-연동 링크 장치에 의해 (ii)에 접속될 수 있다. 그러므로, 설명된 스프링 부재의 용도의 예로는 나선형 스프링용 보조 스프링으로서 또는 나선형 스틸 스프링을 완화하는 수단으로서 용도가 있다. 도면에서 주어진 길이는 단위[mm]를 갖는다.
스프링을 제조하는 물질 이외에도, 스프링 부재의 기능에 영향을 미치는 또 다른 특수 인자는 그 부재의 3차원 디자인이다. 스프링 부재의 형상은 나선형 스프링의 변위부에 한정적인 제한부를 배치하여, 고객들이 요구하는 바와 같이, 주행 자동차의 형성된 안정성에 있어서 제어된 개선점을 유도한다. 그러므로, 이러한 스프링 부재의 3차원 형상은 각각의 자동차 모델에 대하여 개별적으로 개발되어야 한다.
본 발명의 댐핑 부재는, 적절한 경우, 폴리우레아 구조를 함유할 수 있는 폴리이소시아네이트 다중 첨가 생성물, 예컨대 폴리우레탄 및/또는 폴리우레아를 주성분으로 하는 탄성중합체, 예를 들면 폴리우레탄 탄성중합체를 주성분으로 한다. 이 탄성중합체는 기포(cell) 직경이 바람직하게는 0.01 mm 내지 0.5 mm, 특히 바람직하게는 0.01 mm 내지 0.15 mm인, 폴리이소시아네이트 다중 첨가 생성물을 주성분으로 하는 마이크로다공질 탄성중합체인 것이 바람직하다. 이 탄성중합체는 초반부에서 설명한 물리적 특성을 갖는 것이 바람직하다. 폴리소시아네이트 다중 첨가 생성물을 주성분으로 하는 탄성중합체 및 이것의 제법은 잘 알려져 있고, 예를 들면 EP-A 62 835호, EP-A 36 994호, EP-A 250 969호, DE-A 195 48 770호 및 DE-A 195 48 771호에 설명되어 있다.
상기 부재는 관용적으로 이소시아네이트를 이 이소시아네이트에 대하여 반응성을 지닌 화합물과 반응시킴으로써 제조한다.
다공질 폴리이소시아네이트 다중 첨가 생성물을 주성분으로 하는 탄성중합체는 보통 반응성 출발물질 성분들이 서로 반응하는 모울드 내에서 제조한다. 여기서 사용된 모울드는 일반적이고 통상적인 모울드, 예를 들면 금속 모울드일 수 있고, 그 형상은 스프링 부재가 본 발명에 따른 3차원 형성을 갖도록 보장한다.
폴리이소시아네이트 다중 첨가 생성물은, 예를 들면 1 단계 공정 및 2 단계 공정으로 다음과 같은 출발 물질들, 즉
(a) 이소시아네이트,
(b)이소시아네이트에 대한 반응성을 갖는 화합물,
(c) 물, 및 필요한 경우
(d) 촉매,
(e) 발포제, 및/또는
(f) 보조제 및/또는 첨가제, 예를 들면 폴리실록산 및/또는 지방산 설포네이트를 사용함으로써 제조할 수 있다.
모울드의 내벽의 표면 온도는 보통 40℃ 내지 95℃, 바람직하게는 50℃ 내지 90℃이다.
모울딩은 NCO/OH 비율 0.85 내지 1.20를 사용하여 제조하는 것이 유리하며, 여기서 가열된 출발 물질 성분들은 혼합하고, 모울딩의 바람직한 밀도에 따른 이들 출발 물질의 양은 가열된 모울드, 바람직하게는 누설방지 밀봉을 보장할 수 있는 모울드 내로 도입한다.
5 분 내지 60 분 후, 모울딩은 경화되므로, 모울드로부터 제거할 수 있다.
모울드 내로 도입된 반응 혼합물의 양은 보통 상기 언급한 밀도를 형성된 모울딩에 부여하도록 결정된다.
출발물질 성분은 보통 15℃ 내지 120℃, 바람직하게는 30℃ 내지 110℃의 모울드 내로 도입된다. 모울딩을 제조하기 위한 압축화(compaction)의 정도는 1.1 내지 8, 바람지하게는 2 내지 6이다.
다공질 폴리이소시아네이트 다중 첨가 생성물은 저압 기법에 의해, 또는 특히 개방형 모울드 또는 바람직하게는 밀폐형 모울드에서 반응성 주입 모울딩(RIM)에 의해 원-삿 공정으로 제조하는 것이 유용하다. 반응은 특히 밀폐형 모울드에서 압축화와 함께 수행하는 것이 바람직하다. 반응성 주입 모울딩의 설명에 관한 예로는 문헌[H. Piechota 및 H. Rohr, in "Integralschaumstoffe", Carl Hanser-Verlag, Munich, Vienna 1975; D.J. Prepelka 및 J.L. Wharton in Journal of Cellular Plastics, March/April 1973, pp. 76-84]의 것들이 있다.
1개 이상의 공급 노즐을 구비한 혼합 체임버를 사용하는 경우, 출발물질 성분들은 개별적으로 도입하여 혼합 체임버 내에서 친밀하게 혼합할 수 있다. 이것은 2-성분 방법에 의해 조작하는 것이 유리한 것으로 입증되어 있다.
하나의 특히 유리한 실시양태에서는, 2 단계 공정을 이용하여, NCO기를 함유하는 예비중합체를 먼저 제조한다. 이러한 목적을 위해서, 성분(b)은 과량의 (a)와 보통 80℃ 내지 160℃, 바람직하게는 110℃ 내지 150℃에서 반응한다. 이 반응 시간은 이론적인 NCO 함량을 달성하도록 조정된다.
그러므로, 본 발명에 따르면, 모울딩은 2 단계 공정에서 (a)와 (b)를 반응시켜서 이소시아네이트기를 갖는 예비중합체를 제조하는 제1 단계를 이용하고, 이 예비중합체를 모울드 내에서 필요한 경우 초반부에 설명한 다른 성분들을 포함하는 가교제 성분과 반응시키는 제2 단계를 이용함으로써 제조하는 것이 바람직하다.
모울드로부터 진동 댐퍼의 제거 용이성을 개선시키기 위해서, 모울드의 내부 표면을, 적어도 제조 실시 초기에서, 종래의 외부 모울드 박리제, 예컨대 왁스 또는 실리콘을, 또는 특히 비누 수용액과 함께 주성분으로 하는 상기 박리제로 코팅하는 것은 유리한 것으로 입증되어 있다.
모울딩의 크기 및 기하구조에 따라, 평균 모울드 잔류 시간은 5초 내지 60초이다.
모울드 내에서 모울딩을 제조 후, 모울딩은 1 시간 내지 48 시간 동안 보통 70℃ 내지 120℃에서 어닐링 처리하는 것이 바람직하다.
다음은 폴리이소시아네이트 다중 첨가 생성물을 제조하기 위한, 당업자에게 잘 알려진 출발물질 성분들에 관하여 언급한 것이다:
사용된 이소시아네이트(a)는 잘 알려진 (시클로)지방족 및/또는 방향족 폴리이소시아네이트일 수 있다. 본 발명의 복합 부재를 제조하는 데 특히 적합한 화합물은 방향족 디이소시아네이트, 바람직하게는 디페닐메탄 2,2'-, 2,4'- 및/또는 4,4'-디이소시아네이트(MDI), 나프탈렌 1,5-디이소시아네이트(NDI), 톨릴렌 2,4- 및/또는 2,6-디이소시아네이트(TDI), 3,3'-디메틸바이페닐 디이소시아네이트, 1,2-디페닐에탄 디이소시아네이트 및 페닐렌 디이소시아네이트, 및/또는 지방족 이소시아네이트, 예컨대 도데칸 1,12-디이소시아네이트, 2-에틸부탄 1,4-디이소시아네이트, 2-메탈펜탄 1,5-디이소시아네이트, 부탄 1,4-디이소시아네이트, 및 바람직하게는 헥사메틸렌 1,6-디이소시아네이트, 및/또는 시클로지방족 디이소시아네이트, 예를 들면 시클로헥산 1,3- 및 1,4-디이소시아네이트, 헥사히드로톨릴렌 2,4- 및 2.6-디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디이소시아네이트, 바람직하게는 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메실시클로헥산 및/또는 폴리이소시아네이트, 예컨대 폴리페닐 폴리메틸렌 폴리이소시아네이트이다. 이소시아네이트는 순수한 화합물의 형태로, 혼합물로 및/또는 개질된 형태로, 예를 들면 우렛디온, 이소시아누레이트, 알로파네이트 또는 비우렛으로, 바람직하게는 이소시아네이트 예비중합체로서 공지된, 우레탄기 및 이소시아네이트기를 함유하는 반응 생성물의 형태로 사용할 수 있다. 비개질되거나 개질된 디페닐메탄 2,2'-, 2,4'- 및/또는 4,4'-디이소시아네이트(MDI), 나프탈렌 1,5-디이소시아네이트(NDI), 3,3-디메틸바이페닐 디이소시아네이트, 톨릴렌 2,4- 및/또는 2,6-디이소시아네이트(TDI), 및/또는 이들 이소시아네이트의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
이소시아네이트에 대하여 반응성을 갖는 사용된 화합물(b)은 잘 알려진 폴리히드록시 화합물, 바람직하게는 2 내지 3의 작용기 및 바람직하게는 60 내지 6000, 특히 바람직하게는 500 내지 6000, 구체적으로 800 내지 5000의 분자량을 갖는 것들일 수 있다. (b)로서 사용되는 것이 바람직한 화합물로는 히드록실기를 함유하는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리알콜, 및/또는 폴리카르보네이트가 있다.
(b)로서 사용된 것이 바람직한 화합물은, 폴리에스테르 폴리알콜이며, 또한 하기에서 폴리에스테르 폴리올이라고도 칭한다. 적합한 폴리에스테르 폴리올을 제조하는 한가지 방식은 2개 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 디카르복실산과 2가 알콜을 출발 물질로 한다. 사용될 수 있는 디카르복실산의 예로는 지방족 디카르복실산, 예컨대 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산 및 세바크산, 그리고 방향족 디카르복실산, 예컨대 프탈산, 이소프탈산 및 테레프탈산이 있다. 디카르복실산은 개발적으로 사용하거나 또는 혼합물로서 사용할 수 있다. 폴리에스테르 폴리올을 제조하기 위해서, 폴리에스테르 폴리올은 필요한 경우 카르복실산 대신에 상응하는 카르복실산 유도체, 예를 들면 알콜 부위 내에 1개 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산 에스테르, 카르복실산 무수물 또는 카르보닐 클로라이드를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 2가 알콜의 예로는 2개 내지 16개의 탄소 원자, 바람직하게는 2개 내지 6개의 탄소 원자을 갖는 글리콜, 예를 들면 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,10-데칸디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,3-프로판디올, 및 디프로필렌 글리콜이 있다. 원하는 특성에 따라, 이들 2가 알콜은 단독으로 또는 필요한 경우 서로의 혼합물로 사용할 수 있다.
사용하는 것이 바람직한 폴리에스테르 폴리올로는 에탄디올 폴리아디페이트, 1,4-부탄디올 폴리아디페이트, 에탄디올 부탄디올 폴리아디페이트, 1,6-헥산디올 네오펜틸 글리콜 폴리아디페이트, 1,6-헥산디올 1,4-부탄디올 폴리아디페이트, 2-메틸-1,3-프로판디올 1,4-부탄디올 폴리아디페이트, 및/또는 폴리카프로락톤이 있다. 에스테르기를 함유하는 적합한 폴리옥시알킬렌 글리콜, 실질적으로 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜은 유기 디카르복실산, 바람직하게는 지방족 디카르복실산, 특히아디프산, 그리고 수평균 분자량이 162 내지 600인 폴리옥시메틸렌 글리콜 및 필요한 경우 지방족 디올, 특히 1,4-부탄디올으로부터 제조된 축중합물(polycondensates)이다. 에스테르기를 함유하는 다른 적합한 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜은 ε-카프로락톤의 축합합으로부터 제조한 축중합물이다.
카르보네이트기를 함유하는 적합한 폴리옥시알킬렌 글리콜, 실질적으로는 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜은 알킬 카르보네이트를 사용하거나 아릴 카르보네이트 또는 포스겐을 사용하여 이들 화합물로부터 제조한 축중합물이다.
성분(b)의 실시양태의 실시예는 DE-A-195 48 771호(페이지 6, 라인 26-59)에 제시되어 있다.
이소시아네이트에 대한 반응성을 지닌 상기 설명한 성분들 이외에도, 또한 (b) 분자량이 500 이하, 바람직하게는 60 내지 499인 저분자량 사슬 연장제 및/또는 저분자량 가교제, 예를 들면 2가 및 3가 알콜, 2가, 3가 및 4가 폴리옥시알킬렌 폴리올, 및 알킬-치환된 방향족 디아민 중에서, 또는 상기 언급한 사슬 연장제 및/또는 가교제 중 적어도 2가지로 이루어진 혼합물들 중에서 선택된 것들을 사용할 수도 있다.
(b1)로서 사용할 수 있는 화합물들의 예로는 2개 내지 12개의 탄소 원자, 바람직하게는 2개, 4개 또는 6개의 탄소 원자를 갖는 알칸디올, 예를 들면 에탄디올, 1,3-프로판디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 및 바람직하게는 1,4-부탄디올, 4개 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 디알킬렌 글리콜, 예를 들면 디에틸렌 글리콜 및 디프로필렌 글리콜,및/또는 2가, 3가 및 4가 폴리옥시알킬렌 폴리올이 있다.
그러나, 다른 적합한 화합물은 분지쇄형 및/또는 불포화 알칸디올, 보통 12개 이하의 탄소 원자를 갖는 것들, 예를 들면 1,2-프로판디올, 2-메틸- 또는 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 부트-2-엔-1,4-디올, 및 부트-2-인-1,4-디올, 테트라프탈산과 2개 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 글리콜과의 디에스테르, 예를 들면 테트라프탈산의 비스(에틸렌 옥사이드) 또는 비스(1,4-부탄디올) 에스테르, 히드록시퀴논 또는 레조르시놀, 예를 들면 1,4-디(β-히드록시에틸)히드로퀴논 또는 1,3-디(β-히드록시에틸)레조르시놀의 히드록시알킬렌 에테르, 2개 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알칸올아민, 예를 들면 에탄올아민, 2-아미노프로판올, 및 3-아미노-2,2-디메틸프로판올, 및 N-알킬디알칸올아민, 예를 들면 N-메틸- 및 N- 에틸디에탄올아민이다.
보다 큰 작용성 가교제(b1)로서 언급할 수 있는 예로는 3가 알콜 및 보다 큰 작용성 알콜, 예를 들면 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜탄에리트리톨 및 트리히드록시시클로헥산, 및 또한 트리알칸올일아민, 예를 들면 트리에탄올아민이 있다.
사용할 수 있는 사슬 연장제로는 알킬-치환된 방향족 폴리아민, 바람직하게는 분자량이 122 내지 400인 것들, 특히 아미노기에 오르토 위치한 하나 이상의 알킬 치환체를 갖고, 입체 장애 의한 아미노기의 반응성을 감소시키는 1차 방향족 디아민이 있으며, 이들 디아민은 실온에서 액체이고, 사용된 조건 하에서 상대적으로 고분자량, 바람직하게는 2작용성 이상의 화합물(b)과 적어도 어느 정도, 바람직하게는 완전히 혼화 가능하다.
공업적으로 용이하게 얻을 수 있는 다음과 같은 화합물은, 즉 1,3,5-트리에틸-2,4-페닐렌디아민, 1-메틸-3,5-디에틸-2,4-페닐렌디아민, 1-메틸-3,5-디에틸-2,4- 및 -2,6-페닐렌 디아민(DETDA로도 공지됨)으로부터 제조된 혼합물, 알킬 라디칼 내에 1개 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 3,3'-디- 또는 3,3',5,5'-테트라알킬-치환된 4,4'-디아미노디페닐메탄, 특히 메틸, 에틸 또는 이소프로필 라디칼을 함유하는 3,3', 5,5'-테트라알킬-치환된 4,4'-디아미노디페닐메탄으로부터 제조된 이성질체 혼합물, 또는 상기 언급한 테트라알킬-치환된 4,4'-디아미노디페닐메탄 및 DETDA로부터 제조한 기타 혼합물은 본 발명의 모울딩을 제조하는 데 사용할 수 있다.
특수한 기계적 특성을 달성하기 위해서, 또한 알킬 치환된 방향족 폴리아민을 상기 언급한 저분자량 다가 알콜, 바람직하게는 2가 알콜 및/또는 3가 알콜, 또는 디알킬렌 글리콜과의 혼합물로 사용하는 것이 유용할 수 있다.
그러나, 방향족 디아민은 전혀 사용하지 않는 것이 바람직하다. 그러므로, 본 발명의 생성물은 방향족 디아민의 부재 하에서 제조하는 것이 바람직하다.
다공질 폴리이소시아네이트 다중 첨가 생성물의 제조는 물(c)의 존재 하에서 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 물은 우레아 기를 형성시키는 가교제로서, 그리고 이소시아네이트기와의 반응으로 인하여 이산화탄소를 형성시키는 발포제서도 모두 작용할 한다. 물은 이와 같이 이중 기능을 갖고 있기 때문에, 본 명세서에서 (e)와 (b)로 별도로 열거되어 있다. 그러므로, 물은 정의상 성분 (b) 또는 (c) 내에 존재하지 않지만, 정의상 (c)로서 예외적으로 열거된다.
적절히 사용할 수 있는 물의 양은 성분(b)의 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.3 중량% 내지 3.0 중량%이다. 물의 일부 또는 전부는 황산화된 지방산의 수용액의 형태로 첨가할 수 있다.
반응을 가속화시키기 위해서, 잘 알려진 촉매(d)는 예비중합체의 제조 동안 또는 그 밖에, 필요한 경우, 예비중합체와 가교제 성분과의 반응 동안 반응 혼합물에 첨가할 수 있다. 촉매(d)는 개별적으로 또는 그 밖에 서로 혼합하여 첨가할 수 있다. 촉매는 유기금속 화합물, 예컨대 유기 카르복실산의 주석(II) 염, 예를 들면 주석(II) 디옥토에이트, 주석(II) 디라우레이트, 디부틸주석 디아세테이트 또는 디부틸주석 디라우레이트, 또는 3급 아민, 예컨대 테트라메틸에틸렌디아민, N-메틸모르폴린, 디에틸벤질아민, 트리에틸아민, 디메틸시클로헥실아민, 디아자바이시클로옥탄, N,N'-디메틸피페라진, N-메틸-N'-(4-디메틸아미노)부틸피페라진, N,N,N',N'', N'''-펜타메틸디에틸렌디아민 등이 비람직하다.
사용할 수 있는 다른 촉매, 즉 아미딘, 예를 들면 2,3-디메틸-3,4,5,6-테트라히로피리미딘, 트리스(디알킬아미노알킬)-s-헥사히드로트리아진, 특히 트리스(N,N-디메틸아미노프로필)-s-헥사히드로트리아진, 테트라알킬암모늄 히드록사이드, 예를 들면 테트라메틸암모늄 히드록사이드, 알칼리 금속 히드록사이드, 나트륨 메틸레이트 및 칼륨 이소프로필레이트, 및 또한 10개 내지 20개의 탄소 원자를 갖고, 필요한 경우 측쇄 OH기를 갖는 장쇄 지방산의 알칼리 금속염이다.
달성하고자 하는 반응성에 따라, 촉매(d)의 사용량은 예비중합체를 기준하여 0.001 중량% 내지 0.5 중량%이다.
필요한 경우, 통상적인 발포제(e)는 폴리우레탄의 제조할 때 사용할 수 있다. 적합한 발포제의 예로는 다중 첨가 반응에서 발생된 열로 인하여 증발하는 저비점 액체이다. 적합한 액체로는 유기 폴리이소시아네이트 대하여 비활성이고, 100℃ 이하의 비점을 갖는 것들이다. 사용하는 것이 바람직한 이러한 유형의 액체의 예로는 할로겐화된 탄화수소, 바람직하게는 불소화된 탄화수소, 예를 들면 메틸렌 클로라이드 및 디클로로모노플루오로메탄, 과불소화되거나 일부 불소화된 탄화수소, 예를 들면 트리플루오로메탄, 디플루오로메탄, 디플루오로에탄, 테트라플루오로에탄 및 헵타플루오로프로판, 탄화수소, 예를 들면 n-부탄, 이소부탄, n-펩탄 및 이소펜탄 및 또는 이들 탄화수소의 공업적 혼합물, 프로판, 프로필렌, 헥산, 헵탄, 시클로부탄, 시클로펜탄 및 시클로헥산, 디알킬 에테르, 예를 들면 디메틸 에테르, 디에틸 에테르 및 푸란, 카르복실산 에스테르, 예컨대 메틸 포르메이트 및 에틸 포르메이트, 케톤, 예를 들면 아세톤, 및/또는 불소화되고/되거나 과불소화된 3급 알킬 아민, 예를 들면 퍼플루오로디메틸이소프로필아민이 있다. 또한, 이들 저비점 액체 서로의 혼합물 및/또는 상기 저비점 액체와 다른 치환되거나 비치환된 탄화수소와의 혼합물을 사용할 수도 있다.
우레아기를 함유하는 탄성중합체로부터 이러한 다공질 탄성 모울딩을 제조하는 데 저비점 액체의 가장 유용한 양은 원하는 밀도에 따라 좌우되며, 또한 바람직하게는 부수적으로 사용된 물의 양에 따라 좌우된다. 성분(b)의 중량을 기준으로 하여 1 중량% 내지 15 중량%, 바람직하게는 2 중량% 내지 11 중량%의 양이 일반적으로 만족스러운 결과를 제공한다. 물(c)은 사용된 유일한 발포제인 것이 특히 바람직할 수 있다.
본 발명에 따르면, 보조제 및 첨가제(f)는 모울딩을 제조할 때 사용할 수 있다. 여기에 포함된 것들의 예로는 잘 알려진 표면 활성 물질, 가수분해 안정화제, 충전제, 항산화제, 기포 조정제, 난연제 및 또는 염료가 있다. 표면-활성 물질로서 사용할 수 있는 화합물은 출발 물질의 균질화를 촉진시키는 작용을 하고, 필요한 경우 기포 구조를 조정하는 데 적합한 것들이다. 예를 들면, 본 발명의 유화제에 첨가되며 유화 작용을 갖는 화합물, 예컨대 지방산의 아민염, 예를 들면 디에틸암모늄 올레이트, 디에탄올암모늄 스테아레이트 및 디에탄올암모늄 리시놀레이트, 그리고 황산염, 예를 들면 도데실벤젠설폰산 또는 디나프틸메탄디설폰산의 알칼리 금속염 또는 암모늄염을 언급할 수 있다. 또한, 포움 안정화제, 예를 들면 옥실화된 알킬페놀, 옥세틸화된 지방산 알콜, 파라핀 오일, 캐스타 오일 에스테르, 리시놀산 에스테르, 터키스(Turkis) 레드 오일, 및 땅콩 오일 및 기포 조절제, 예컨대 파라핀 및 지방 알콜을 언급할 수 있다. (f)로서 사용할 수 있는 다른 물질은 폴리실록산 및/또는 지방산 설포네이트이다. 사용된 폴리실록산은 잘 알려진 화합물, 예컨대 폴리메틸실록산, 폴리디메틸실록산 및/또는 폴리옥시알킬렌-실리콘 공중합체일 수 있다. 폴리실록산은 25℃에서 20 mPas 내지 2000 mPas의 점도를 갖는 것이 바람직하다. 사용된 지방산 설포네이트는 상업적으로도 구입 가능한 잘 알려진 황산화된 지방산일 수 있다. 황산화된 캐스타 오일은 지방산 설포네이트로서 사용하는 것이 바람직하다.
표면-활성 물질의 통상적으로 사용된 양은 성분(b) 100 중량부를 기준으로하여 0.01 중량부 내지 5 중량부이다.
본 발명의 목적은 완전한 압축시 스프링 특성 및 치수에 관하여 현재까지 달성되지 않던 변화성 수준으로 스프링 부재를 위한 디자인을 개발하는 것인다. 스프링 부재의 이러한 개별적인 조정을 달성하는 방법은 단순하고 신속해야 한다. 또한, 특수한 신규 자동차 모델을 위해 개발된 스프링 부재는 나선형 스틸 스프링의 매우 우수한 방음 완충을 제공해야 하고, 또한 샤시 서스펜션을 위한 특수한 진행 스프링 특징을 생성시켜야 하며, 동시에 이러한 모델에 부여된 특수 요건에 순응하고, 특히 매우 우수한 주행 안락함 및 매우 우수한 주행 안전감을 제공한다.
본 발명자들은 언급한 다른 목적이 달성되는 바와 같이 이러한 목적이 초반부에 설명한 스프링 부재에 의해 달성된다는 점을 발견하게 되었다. 도 1은 커넥터(iii) 상의 2개의 탄성 모울딩(i) 및 탄성 모울딩(ii)을 주성분으로 하여 이루어진 본 발명의 스프링 부재를 도시한 것이다. 치수는 [mm]로 제공된다. 본 발명의 목적에 있어서, 탄성 모울딩은 탄성 물질, 예컨대 고무 또는 공지된 합성 탄성중합체, 예를 들면 바람직한 폴리이소시아네이트 다중 첨가 생성물을 주성분으로 하는 모울딩이다.
본 발명의 이점은 바람직하게는 비탄성인 커넥터(iii)가 상이한 특성 및 형상을 지닌 탄성 모울딩을 조합할 수 있다는 점에서 발견된다. 현재까지 스프링 부재가 1개의 탄성 모울딩을 포함하였기 때문에, 변화성이 1개 이상의 탄성 모울딩, 바람직하게는 2개의 탄성 모울딩의 본 발명의 조합에 의해 현저히 증가된다. 또한, 본 발명의 기술 교시내용의 원칙은, 예를 들면 2개 이상의 탄성 모울딩을 서로 연결하는 데 하나 이상의 커넥터(iii)를 사용할 수 있으며, 예를 들면 사이에 2개의 커넥터가 존재하는 3개의 탄성 모울딩을 서로 연결하는 데 2개의 커넥터를 사용할 수 있다. 본 발명의 개시내용은 전체 스프링 부재의 스프링 특징의 신속하고 간단한 개별적인 적용을 허용한다. 또한, 커넥터(iii)의 체적 비율이 필요에 따라 다양할 수 있기 때문에, 스프링 부재로 충전하고자 하는 임의의 주어진 체적의 경우 필요에 따라 최대 압축시 치수를 다양하게 할 수 있다. 본 발명의 목적에 있어서, 최대 압축시 치수는 최대 하중(압축) 하에 탄성 모울딩의 잔류 높이이다. (iii)에 의한 (i) 및 (ii)의 동봉의 일부 정도가 존재하기 때문에, 즉 (iii)이 바람직하게는 (i) 및 (ii)의 주변부의 일부를 동봉하기 때문에, 동일한 재료가 (i) 및 (ii)에 대하여 사용된다고 할지라도, 이들 스프링 특징은 변경될 수 있는데, 이것은 변화성을 더욱더 증가시킬 수 있다.
탄성 모울딩은 보통 공지된 합성 탄성중합체, 예컨대 고무, 바람직하게는 폴링소시아네이트 다중 첨가 생성물을 주성분으로 하고, 특히 바람직하게는 적절한 경우 폴리우레아 구조를 함유할 수 있는 다공질(cellular) 폴리우레탄 탄성중합체를 주성분으로 하며, 특히 DIN 53420에 따른 밀도가 200 kg/m3내지 1100 kg/m3, 바람직하게는 300 kg/m3내지 800 kg/m3이고, DIN 53571에 따른 인장 강도가 ＞ 2 N/mm2, 바람직하게는 2 N/mm2내지 8 N/mm2이며, DIN 53571에 따른 신장률이 ≥300% 이상, 바람직하게는 300% 내지 700%이고, DIN 53515에 따른 인열 전달 저항성(tear propagation resistance)이 ≥8 N/mm, 바람직하게는 8 N/mm 내지 25 N/mm인 다공질 폴리우레탄 탄성중합체를 주성분으로 한다.
스프링 부재 내에 존재하는 탄성 모울딩, 바람직하게는 2개의 탄성 모울딩(i) 및 탄성 모울딩(ii)은 DIN 53420에 따른 밀도가 상이한 것이 바람직하다. 이것은 현재까지 달성되지 않았던 스프링 특징의 달성을 허용한다.
스프링 부재 내에 존재하는 2개의 탄성 모울딩은 상기 주어진 각각의 파라미터가 상이한 것이 특히 바람직하다. 폴리우레탄 탄성중합체의 제조는 본 명세서의 후반부에 설명되어 있다. 출발물질 성분들의 변화, 이들 성분의 중량 비율, 및 모울드에서의 압축은 상이한 특성을 갖는 모울딩을 획득할 수 있게 한다. 이것은 당업자에게 잘 알려진 것이다.
커넥터(iii)는 잘 알려진 물질, 예컨대 플라스틱 또는 금속, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리옥시메틸렌, PVC, ABS, 폴리스티렌, 열가소성 폴리우레탄, 알루미늄, 스틸, 구리, 철을 주성분으로 할 수 있다. (iii)은 치밀한(compact) 플라스틱 또는 금속을 주성분으로 하는 것이 바람직하고, 비탄성 물질을 주성분으로 하는 것이 특히 바람직하다.
링크하는 공지된 방법은 (i) 및 (ii)을 (iii)에 접속하는 데 이용할 수 있다. 탄성 모울딩을 (iii)에 접속하는 데 이용된 방법들의 예로는 포지티브-연동법, 결합법, 마찰 연동법 및 이들 방법의 조합이 있다. 이러한 유형의 한가지 접속(포지티브-연동 링크 장치)는 도 1에 도식적으로 도시되어 있다. 거넥터는 탄성 모울딩(i) 및 탄성 모울딩(ii)이 배후에 체결되어 있는 림(rim)(xi)을 갖는다.
(i), (ii) 및 (iii)은, 예를 들면 샤시 장입의 접속 로드가 통과할 수 있는 구멍을 갖는 것이 바람직하다. (ii)는 나선형 스프링에 스프링 부재를 링크할 때 사용할 수 있는 것이 바람직하다.

Claims (9)

1개 이상의 커넥터(iii)를 통해 서로 접속된 적어도 2개의 탄성 모울딩(i)과 탄성 모울딩(ii)을 주성분으로 하는 스프링 부재.
제1항에 있어서, 탄성 모울딩은 폴리이소시아네이트 다중 첨가 생성물을 주성분으로 하는 것인 스프링 부재.
제1항에 있어서, 탄성 모울딩은 다공질 폴리우레탄 탄성중합체를 주성분으로 하는 것인 스프링 부재.
제1항에 있어서, 탄성 모울딩은 DIN 53420에 따른 밀도가 200 kg/m3내지 1100 kg/m3이고, DIN 53571에 따른 인장 강도가 ≥2 N/mm2이며, DIN 53571에 따른 신장률이 ≥300%이고, DIN 53515에 따른 인열 전달 저항성이 ≥8 N/mm인 다공질 폴리우레탄 탄성중합체를 주성분으로 하는 것인 스프링 부재.
제1항에 있어서, DIN 53420에 따른 밀도가 상이한 2개의 탄성 모울딩을 포함하는 스프링 부재.
제4항에 있어서, 제4항에 기재된 파라미터들이 각각 상이한 2개의 모울딩을 포함하는 스프링 부재.
제1항에 있어서, 커넥터가 치밀한 플라스틱 또는 금속을 주성분으로 하는 것인 스프링 부재.
제1항에 있어서, (i)는 높이(iv) 57.5 mm 및 최대 직경(v) 49 mm를 갖고, (ii)는 높이(vi) 40 mm 및 최대 직경(vii) 85 mm를 가지며, 전체 스프링 부재는 높이(viii) 119 mm 내지 123 mm 및 최대 직경(ix) 84 mm 내지 86 mm를 갖는 것인 스프링 부재.
제1항 내지 제8항 어느 하나의 항에 기재된 스프링 부재를 포함하는 자동차.
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