KR20230133383A - 주조 금형보다 큰 주조 부품 - Google Patents

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KR20230133383A
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크리스티안 마티아스 헤이카우스
알렉산더 리히터
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바스프 폴리우레탄스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 하나 이상의 연결 요소를 통해 이동 가능한 방식으로 서로 연결되는 적어도 2개의 세그먼트로 구성되는 부품 및 이의 제조 방법을 제공하고, 여기서 부품은 주조 금형의 주조 공간에서 주조되는 주조품 또는 주조품의 부분으로 구성되고, 부품은, 부품이 축 A를 따라 이의 최대 길이 L에 도달하도록 이동 가능한 연결 요소(들)를 통해 정렬되는 경우, 그 주조 공간의 최대 범위보다 길다.

Description

주조 금형보다 큰 주조 부품
본 발명은 주조 금형의 주조 공간의 최대 공간적 범위보다 긴 부품, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
성형품의 주조는 고도로 자동화된 방식으로 수행될 수 있기 때문에 많은 수의 부품에 있어서 매우 효율적인 제조 방법이다. 매우 다양한 요건의 상이한 프로파일을 가진 주조품의 제조는, 예를 들면, 제DE 10 2005 008 263 A1호 또는 제US 1,220,072호로부터 공지되어 있다. 그러나, 주조 금형의 범위를 능가하는 부품에 대한 요구가 때때로 존재한다.
따라서 본 발명의 목적은 부품이 주조 공간의 치수보다 긴 주조품으로부터 부품을 생성하는 것이었다. 놀랍게도, 이는 주조품이 세그먼트화되고 이러한 세그먼트가 이동 가능한 연결 요소를 통해 연결됨으로써 달성되었다. 따라서 본 발명은 제1항에 따른 주조품의 제조 방법, 및 제13항에 따른 이러한 방식으로 제조된 주조품을 제공한다.
도 1은 그 위에서 도 2에 도시된 부품이 제조될 수 있는 주조품을 보여준다. 도 1a은 단면이 반원형이고, 연결 요소로서 주조품이 점선을 따라 절단된 후에도 유지되어 주조품을 크기에 맞게 절단함으로써 형성되는 2개의 세그먼트를 연결하는 비드를 가진 주조품의 측면도를 보여준다. 도 1b는 상면도로, 도 1c는 투시도로 돌출 연결 요소를 가진 주조품을 보여준다.
도 2는 그 안에서 점선을 따라 이를 절단함으로써 도 1에 도시된 주조품으로부터 제조된 부품을 보여주고, 이는 부품이 이의 최대 길이 L에 도달하고 도 1에 도시된 주조품의 너비의 2배 이상 길도록, 비드로부터 형성되고 축 A를 따라 접혀진 연결 요소를 통해 서로 연결되는 2개의 세그먼트로 구성된다.
본 발명의 주제는, 실시양태 1에서, 하나 이상의 연결 요소를 통해, 바람직하게는 이동 가능한 방식으로, 서로 연결되는 적어도 2개의 세그먼트로 구성되는 부품의 제조 방법이고, 여기서 제1 단계에서, 주조품은 주조 금형의 주조 공간에서 주조되고,
a) 주조품은 부품의 연결 요소 및 세그먼트를 포함하거나,
b) 주조품은 부품의 연결 요소 및 세그먼트를 포함하도록 주조 후 가공되고,
제2 단계에서, 부품은, 이것이 축 A를 따라 이의 최대 길이 L에 도달하고 이러한 최대 길이 L이 주조 공간의 최대 범위 M보다 길도록, 연결 요소에서 굽혀진다. 오로지 개별적인 세그먼트로만 구성된 부품과 비교하여, 연결 요소에 의해 연결된 개별적인 세그먼트로부터의 본 발명의 방법에 의한 부품은 많은 이점을 갖는다. 이는 많은 응용 분야에서 자주 더 다루기 쉽다. 예를 들면, 2개의 분리된 세그먼트로 구성된 부품과 비교하여, 부품이, 예를 들면, 연결된 방식으로 결합될 수 있고, 그 결과, 때때로 다중 작업, 예를 들면, 접착제 적용을 생략하는 것이 가능하기 때문에, 부품의 어셈블리는 연결 요소에 의해 더 단순하게 만들어질 수 있다. 연결 요소를 통한 세그먼트의 연결은 힘이 세그먼트 사이에서 전달되는 것을 가능하게 한다. 부품이 접착제 결합에 의해 적용되는 경우, 이는 그 중에서도 연결 요소의 영역에서 세그먼트의 가장자리의 접착의 개선을 위하여 이용될 수 있다. 연결 요소는 또한 인접한 영역에 부하를 방출하는데 이용될 수 있다. 연결 요소의 길이는 특히 심지어 결합 작업에서도 변하지 않는 2개의 세그먼트 사이의 규정된 거리를 확립하는데 사용될 수 있다. 연결 요소로부터 야기된 간격은 그 중에서도 케이블 또는 도관의 통로를 위하여 이용될 수 있다. 연결 요소 그 자체, 및 또한 세그먼트는 다양한 구성을 가질 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 연결 요소는 원형 또는 타원형이다. 다른 바람직한 실시양태에서, 연결 요소는 판상이다. 연결 요소는 이들의 인접한 에지의 중간에서 세그먼트를 연결할 수 있지만, 이들은 또한 세그먼트의 한 면에 더 가까울 수 있다. 이는, 예를 들면, 세그먼트가 표면에 접착제 결합된 경우, 유리할 수 있다. 연결 요소가 결합 표면 위에 직접적으로 있는 경우, 이들은 마찬가지로 접착제 결합될 수 있다. 세그먼트 복합체가 표면에 대한 더 용이하고 더 우수한 접착제 결합 가능성을 갖는다는 점에서 유리하다. 특히 연결 요소가 판상 형태이고 이러한 판상이 세그먼트 사이에서 또한 표면에 결합될 수 있는 것들인 경우, 이는 바람직한 실시양태에서 이점을 갖는다. 이점은, 예를 들면, 세그먼트 복합체의 더 우수한 접착, 더 용이한 가공성, 토양 또는 수분의 침투로부터 결합 부위의 더 우수한 보호이다.
세그먼트는 부품에 의해 요구되는 바에 따라 본 발명의 방법에 의해 구성된다. 반대 표면은 동일하거나 상이한 형태일 수 있다. 부품의 바람직한 세그먼트는 평평한 바닥 위에 고정을 가능하게 하는 적어도 1개의 평평한 표면을 갖는다. 다른 바람직한 실시양태는 이들의 설치 부위에 대한 이들의 표면 구성에 관하여 맞춰진다. 바람직한 실시양태에서, 세그먼트는, 예를 들면, 고정, 양각, 표면 구성 등을 위하여 홀과 같은 추가의 구성 요소를 포함한다. 방법은 적어도 2개의 세그먼트가 부품에서 연결 요소를 통해 서로 결합되도록 설계된다. 그러나, 방법은 또한 부품이 또한 연결 요소를 통해 서로 연결되는 2개 이상의 세그먼트로 구성될 수 있도록 설계될 수 있다. 연결 요소를 통해 연결된 세그먼트는 또한 세그먼트 복합체로서 지칭된다.
실시양태 1 또는 이의 임의의 바람직한 실시양태의 모든 특징을 포함하는, 방법의 바람직한 실시양태 2에서, 주조 금형의 주조 공간은, 3개의 공간 방향으로, 최대 높이 h, 최대 너비 b 및 최대 깊이 t를 갖고, 부품의 최대 길이 L에 하기 조건 중 하나가 적용된다:
또는
실시양태 2 또는 이의 임의의 바람직한 실시양태의 모든 특징을 포함하는, 방법의 바람직한 실시양태 3에서, 추가로, 깊이 t는 너비 b 이하이고, 너비 b는 높이 h 이하이고, 부품의 최대 길이 L에 하기 조건이 적용된다:
실시양태 2 또는 이의 임의의 바람직한 실시양태의 모든 특징을 포함하는, 방법의 바람직한 실시양태 4에서, 부품의 최대 길이 L에 추가로 하기 조건이 적용된다:
실시양태 1 또는 이의 임의의 바람직한 실시양태의 모든 특징을 포함하는, 방법의 바람직한 실시양태 5에서, 주조 금형의 주조 공간은, 3개의 공간 방향으로, 최대 높이 h, 최대 너비 b 및 최대 깊이 t를 갖고, 부품의 최대 길이 L은 깊이 t, 너비 b 또는 높이 h의 적어도 2배만큼 길다.
실시양태 2 또는 이의 임의의 바람직한 실시양태의 모든 특징을 포함하는, 방법의 바람직한 실시양태 6에서, 추가로, 깊이 t는 너비 b 이하이고, 너비 b는 높이 h 이하이고, 부품의 최대 길이 L은 높이 h의 적어도 2배이다.
세그먼트 복합체는 또한 연결 요소를 통해 연결된 2개 이상의 세그먼트가 1개의 주조품으로부터 제조된다는 점에서 상기 언급된 최대 길이의 몇배를 가질 수 있다. 개별적인 세그먼트의 적절한 구성을 통해 세그먼트 복합체의 모든 가능한 중간 길이를 제조하는 것이 여기서 가능하다. 바람직한 실시양태에서, 개별적인 세그먼트 및 연결 요소는 균일하게 제조된다. 세그먼트 복합체는 단순한 방식으로, 바람직하게는 세그먼트 복합체에서 외부 세그먼트의 길이를 조절함으로써 길이가 조절될 수 있다. 이는 일반적으로 가장 단순한 방식이다. 특정한 설치 조건은 바람직한 실시양태에서 세그먼트 복합체의 다양한 세그먼트가 상이한 형상이고/거나 상이한 길이를 갖는 것을 필요로 할 수 있다.
상기 임의의 실시양태 또는 이의 임의의 바람직한 실시양태의 모든 특징을 포함하는, 방법의 바람직한 실시양태 7에서, 주조 공간에서 주조되는 주조품은 이미 세그먼트 및 연결 요소를 갖는다. 이러한 세그먼트 및 연결 요소는 바람직하게는 이미 완성된 부품에서의 것들에 상응한다. 이들은 추가의 가공 작업에 의해 또는 미가공된 형태로 완성된 부품에서의 세그먼트 및 연결 요소의 특정한 형태를 추정할 수 있다. 이러한 제조 방법은 많은 추가의 작업 없이 이미 부품을 바로 사용할 수 있다는 이점을 갖는다. 물론 주조 에지 또는 주조 채널의 제거와 같은 통상적인 처리를 피하는 것이 가능하지는 않다. 비싸지 않은 제조의 목적을 위하여, 주조 후 최소의 추가 작업 단계를 필요로 하는 가공 작업이 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 제거된 주조품에, 한다 하더라도, 오직 불균형적으로 높은 수준의 복합성을 가진 주조 금형에 장착될 수 있는 부품의 개별적인 구성 요소를 추가하는 것이 필요할 수 있다. 예시로서 바람직하게는, 여기서 홀, 양각, 다이컷, 또는 크기에 맞는 절단(cutting-to-size), 또는 이의 조합이 언급된다.
상기 실시양태 1 내지 6 중 어느 하나 또는 이의 임의의 바람직한 실시양태의 모든 특징을 포함하는, 방법의 바람직한 실시양태 8에서, 개별적인 세그먼트 또는 연결 요소, 또는 세그먼트 및 연결 요소는 주조품을 크기에 맞게 절단함으로써 수득된다. 이러한 제조 방법은 주조 금형을 위한 제조 비용을 절감할 수 있고, 주조 금형을 채우는 작업이 가능하게는 미세한 림(limb)이 있는 주조품의 경우보다 더 빠르게 구성될 수 있다는 이점을 갖는다. 동시에, 이러한 실시양태는 자동적으로 실시양태 7과 비교하여 적어도 1개의 추가 작업 단계, 주조의 준비를 필요로 한다. 주조의 준비는 또한 크기에 맞는 절단으로 지칭된다. 크기에 맞는 절단은 임의의 준비 방식을 의미하는 것으로 이해된다. 바람직한 크기에 맞는 절단 방법은 또한 절단 도구로도 지칭되는 날카로운 물품에 의한 절단이다. 바람직한 절단 도구는 칼, 전단기, 집게, 톱, 전기 아크, 레이저, 워터젯 또는 압축 공기이다. 다양한 절단 도구가 조합되어 사용될 수 있다. 바람직한 절단 도구는 워터젯이다. 워터젯의 이점은 절단 에지가 매우 깔끔하고, 따라서 물질의 과열이 거의 없다. 추가로, 워터젯의 사용은 매우 자유로운 성형을 가능하게 한다. 물품의 갯수 및 제조 비용에 따라, 실시양태 7 및 실시양태 8은 둘 다 유리할 수 있다. 두 실시양태 모두에서, 상기 기재된 바와 같이 사실상 임의의 형상의 세그먼트 및 연결 요소를 원칙적으로 제조하는 것이 가능하다.
상기 실시양태 8 또는 이의 임의의 바람직한 실시양태의 모든 특징을 포함하는, 방법의 바람직한 실시양태 9에서, 부품은 장방형 주조품으로부터 제조되었다. 장방형 주조품은 매우 단순한 방식으로 제조 가능하고, 하기 기재된 부품의 바람직한 준비 형태에서 사용된 물질의 매우 적은 폐기물이 발생한다는 점에도 유리하다.
상기 실시양태 9 또는 이의 임의의 바람직한 실시양태의 모든 특징을 포함하는, 방법의 바람직한 실시양태 10에서, 장방형 주조품은 적어도 2개의 세그먼트가 적어도 1개의 연결 요소를 통해 연결된 채로 있도록, 워터젯으로 크기에 맞게 절단된 바람직하게는 장방형 세그먼트를 제공하도록 준비된다. 장방형 세그먼트 형상은 특히 장방형 주조품으로부터의 준비 작업에서 폐기물의 낮은 수준을 야기한다. 장방형 세그먼트의 제조를 위한 구획은 바람직하게는 주조품의 표면 중 하나와 평행하게 만들어진다.
상기 실시양태 8 내지 10 중 어느 하나 또는 이의 임의의 바람직한 실시양태의 모든 특징을 포함하는, 방법의 바람직한 실시양태 11에서, 연결 요소는 다른 장방형 주조품의 표면으로부터 돌출된다. 이러한 돌출 연결 요소는 또한 비드로 지칭된다. 원칙적으로, 또한 바람직하게는 장방형 주조품을 준비함으로써 연결 요소를 제조하는 것이 가능할 것이다. 또한 비드로 지칭되는 다른 장방형 본체로부터 돌출된 연결 요소는 용이하게 제조 가능하고, 이는 상응하는 컷아웃이 주조 금형에 용이하게 도입될 수 있다는 것을 의미하고, 높은 기계적 강도를 특징으로 갖는다. 후속 연결 요소는 바람직하게는 연결 요소를 통해 연결된 채로 있는 세그먼트의 면의 에지 위에 비드로서 배치된다.
상기 실시양태 11 또는 이의 임의의 바람직한 실시양태의 모든 특징을 포함하는, 방법의 바람직한 실시양태 12에서, 적어도 1개의 연결 요소는 주조품의 표면에 수직인 단면에서 타원형 또는 반원형이다. 이는 이러한 비드 형상이 용이하게 제조 가능하고 특히 안정하다는 이점을 갖는다.
원칙적으로, 부품은 임의의 주조 가능한 물질로 구성될 수 있고, 중합체가 바람직하다. 바람직한 예는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 셀룰로이드, 고무, 폴리아미드(PA), 폴리락테이트(PLA), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리우레탄(PU), 폴리비닐클로라이드(PVC)를 포함한다. 폴리아미드, 폴리우레탄 및 폴리스티렌이 바람직하다. 폴리아미드, 폴리우레탄 및 폴리스티렌이 바람직하다. 폴리우레탄이 매우 특히 바람직하다. 물질은 또한 발포될 수 있다. 특히 바람직한 발포된 물질은 미세다공성 폴리우레탄이다. 폴리우레탄의 제조, 특히 미세다공성 폴리우레탄의 제조는, 예를 들면, 제WO 2009/037207호, 제WO2016/033307호 또는 제WO 2018/087387호에 기재되어 있다.
이와 관련하여 "미세다공성"이 의미하는 것은 셀이 바람직하게는 0.01 mm 내지 0.5 mm, 더 바람직하게는 0.01 mm 내지 0.15 mm의 직경을 갖는다는 것이다.
미세다공성 폴리우레탄은 더 바람직하게는 하기 물질 성질 중 적어도 하나를 갖는다: 200 내지 1300 kg/m3, 바람직하게는 270 내지 1200 kg/m3의 DIN EN ISO 1183-1 A에 따른 밀도, ≥ 20 N/mm2, 바람직하게는 > 40 N/mm2, 더 바람직하게는 20 내지 80 N/mm2의 DIN 53504에 따른(DIN EN ISO 527에 따른) 인장 강도, ≥ 200%, 바람직하게는 ≥ 230%, 더 바람직하게는 300% 내지 700%의 DIN 53504에 따른(DIN EN ISO 527에 따른) 파단 신율, 및/또는 ≥ 6 N/mm, 바람직하게는 ≥ 8 N/mm, 더 바람직하게는 ≥ 10 N/mm의 DIN ISO 34-1 B(b)에 따른 인열 전파 저항. 추가의 바람직한 실시양태에서, 미세다공성 폴리우레탄은 이러한 물질 성질 중 2개, 추가로 바람직하게는 3개를 갖고, 특히 바람직한 실시양태는 언급된 물질 성질 4개를 모두 갖는다.
미세다공성 폴리우레탄계 엘라스토머는 전형적으로 금형에서 제조되고, 여기서 반응성 출발 부품이 혼합된 다음, 서로 반응한다. 여기서 사용될 수 있는 금형은 일반적으로 통상적인 금형, 예를 들면, 금속 금형이고, 이는 이들의 형상에 의해 주조품이 본 발명의 3차원 형상을 갖도록 보장한다.
폴리우레탄은 널리 공지된 공정에 의해, 예를 들면, 하기 출발 물질
(a) 이소시아네이트,
(b) 이소시아네이트에 반응성인 화합물,
(c) 물
을 사용하여 임의로
(d) 촉매,
(e) 발포제,
(f) 보조제 및/또는 첨가제
의 존재하에 단일 단계 또는 2 단계 공정으로 제조될 수 있다.
미세다공성 폴리우레탄의 제조는 유리하게는 0.85 내지 1.20의 NCO/OH 비로 수행되고, 여기서 가열된 출발 부품은 혼합되고, 주조 금형으로 원하는 성형 밀도에 상응하는 양으로 도입된다. 주조품은 60분 이하 후에 경화된다. 주조 금형으로 도입되는 반응 혼합물의 양은 바람직하게는 수득된 성형품이 이미 기재된 밀도를 갖도록 하는 것이다.
출발 부품은 바람직하게는 주조 금형으로 15℃ 내지 120℃, 바람직하게는 30℃ 내지 110℃의 온도에서 도입된다. 주조품의 제조를 위한 압축 정도는 1.1 내지 8, 바람직하게는 2 내지 6이다.
미세다공성 폴리우레탄은 적절하게 저압 방법에 의해, 또는 특히 반응형 사출 성형(RIM) 기술에 의해, 개방되거나 바람직하게는 폐쇄된 주조 금형에서 "원샷(one shot)" 공정으로 제조된다. 반응은 특히 폐쇄된 주조 금형에서 압축하에 수행된다. 반응형 사출 성형 기술은, 예를 들면, 문헌[Piechota and H. Rohr in "Integralschaumstoffe" [Integral Foams], Carl Hanser-Verlag, Munich, Vienna 1975; D.J. Prepelka and J.L. Wharton in Journal of Cellular Plastics, March/April 1975, pages 87 to 98, and U. Knipp in Journal of Cellular Plastics, March/April 1973, pages 76-84]에 기재되어 있다.
사용되는 이소시아네이트(a)는 흔히 공지된 지환족, 지방족 및/또는 방향족 폴리이소시아네이트일 수 있다. 본 발명의 복합체 요소의 제조에 특히 적합한 것은 방향족 디이소시아네이트, 바람직하게는 디페닐메탄 2,2'-, 2,4'- 및/또는 4,4'-디이소시아네이트(MDI), 나프틸렌 1,5-디이소시아네이트(NDI), 톨릴렌 2,4- 및/또는 2,6-디이소시아네이트(TDI), 테트라메틸렌크실렌 2,4-디이소시아네이트(TMXDI), 3,3'-디메틸디페닐 디이소시아네이트, 디페닐에탄 1,2-디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트(PPDI), 및/또는 (사이클로)지방족 이소시아네이트, 예를 들면, 바람직하게는 헥사메틸렌 1,6-디이소시아네이트(HDI), 디사이클로헥실메탄 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디이소시아네이트(H12 MDI), 1-이소시아나토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아나토메틸사이클로헥산, 및/또는 폴리이소시아네이트, 예를 들면, 폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트이다. 이소시아네이트는 순수한 화합물의 형태, 혼합물 및/또는 개질된 형태, 예를 들면, 우레트디온, 이소시아누레이트, 알로파네이트 또는 비우레트의 형태, 바람직하게는 이소시아네이트 예비중합체로 지칭되는 우레탄 및 이소시아네이트 기를 함유하는 반응 생성물의 형태로 사용될 수 있다. 임의로 개질된 디페닐메탄 2,2'-, 2,4'- 및/또는 4,4'-디이소시아네이트(MDI), 나프틸렌 1,5-디이소시아네이트(NDI), 톨릴렌 2,4-, 2,6-디이소시아네이트(TDI) 및/또는 3,3'-디메틸디페닐 디이소시아네이트 및/또는 이들 이소시아네이트의 혼합물의 사용이 바람직하다.
이소시아네이트 반응성 화합물(b)은 적어도 1.8 및 최대 3.0 제레비티노프(Zerewitinoff) 활성 수소 원자의 통계적 평균을 갖고, 이 숫자는 또한 이소시아네이트 반응성 화합물(b)의 작용성으로 지칭되고, 1 몰량으로부터 1개의 분자에 있어서 이론적으로 계산된 분자에서의 이소시아네이트 반응성 기의 양을 나타낸다. 작용성은 바람직하게는 1.8 내지 2.6, 추가로 바람직하게는 1.9 내지 2.2, 특히 2이다. 폴리에스테르디올, 바람직하게는 폴리카프로락톤, 및/또는 폴리에테르폴리올, 바람직하게는 폴리에테르디올, 더 바람직하게는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및/또는 부틸렌 옥사이드를 기반으로 한 것들, 바람직하게는 폴리프로필렌 글리콜이 특히 바람직하다. 특히 바람직한 폴리에테르는 폴리테트라하이드로푸란(PTHF)이다.
하기 군으로부터의 폴리에스테롤이 특히 바람직하다: 아디프산, 석신산, 펜탄디오산, 세바스산 또는 이의 혼합물 및 1,2-에탄디올 및 1,4-부탄디올의 혼합물을 기반으로 한 코폴리에스테르, 아디프산, 석신산, 펜탄디오산, 세바스산 또는 이의 혼합물 및 1,4-부탄디올 및 1,6-헥산디올의 혼합물을 기반으로 한 코폴리에스테르, 아디프산 및 3-메틸-1,5-펜탄디올을 기반으로 한 폴리에스테르 및/또는 폴리테트라메틸렌 글리콜(폴리테트라하이드로푸란, PTHF). 아디프산 및 에탄-1,2-디올 및 부탄-1,4-디올의 혼합물을 기반으로 한 코폴리에스테르, 또는 아디프산, 석신산, 펜탄디오산, 세바스산, 또는 이의 혼합물을 기반으로 한 폴리에스테르 및 폴리테트라메틸렌 글리콜(PTHF)이 특히 바람직하다. 미세다공성 폴리우레탄의 추가의 중요 구성원은 물이다. 물은 발포제로서 작용한다. 이는 그 자체로 사용되거나 다른 발포제와 함께 사용될 수 있다. 물을 단독 발포제로서 사용하는 것이 바람직하다.
반응을 가속화하기 위하여, 예비중합체의 제조 및, 임의로, 예비중합체와 가교제 성분의 반응 둘 다에서 흔히 공지된 촉매(e)를 반응 혼합물에 가하는 것이 가능하다. 촉매(e)는 개별적으로 첨가되고 또한 서로 혼합물로서 첨가될 수 있다. 이들은 바람직하게는 유기금속 화합물, 예를 들면, 유기 카복실산의 주석(II) 염, 예를 들면, 주석(II) 디옥토에이트, 주석(II) 디라우레이트, 디부틸주석 디아세테이트 및 디부틸주석 디라우레이트, 또는 바람직하게는 카복실산의 비스무트 염이고; 비스무트는 산화 상태가 바람직하게는 2 또는 3, 특히 3이다. 사용되는 카복실산은 바람직하게는 6 내지 14개의 탄소 원자, 더 바람직하게는 8 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 카복실산이다. 적합한 비스무트 염의 예는 비스무트(III) 네오데카노에이트, 비스무트 2-에틸헥사노에이트 및 비스무트 옥타노에이트, 및 3차 아민, 예를 들면, 테트라메틸에틸렌디아민, N-메틸모르폴린, 디에틸벤질아민, 트리에틸아민, 디메틸사이클로헥실아민, 디아자비사이클로옥탄, N,N'-디메틸피페라진, N-메틸,N'-(4-N-디메틸아미노)부틸피페라진, N,N,N',N",N"-펜타메틸디에틸렌디아민 등이다.
추가의 유용한 촉매는 아미딘, 예를 들면, 2,3-디메틸-3,4,5,6-테트라하이드로피리미딘, 트리스(디알킬아미노알킬)-s-헥사하이드로트리아진, 특히 트리스(N,N-디메틸아미노프로필)-s-헥사하이드로트리아진, 테트라알킬암모늄 수산화물, 예를 들면, 테트라메틸암모늄 수산화물, 알칼리 금속 수산화물, 예를 들면, 수산화나트륨, 및 알칼리 금속 알콕사이드, 예를 들면, 나트륨 메톡사이드 및 칼륨 이소프로폭사이드, 및 또한 10 내지 20개의 탄소 원자 및 임의로 펜던트 OH기를 가진 장쇄 지방산의 알칼리 금속 염을 포함한다.
확립되는 반응성에 따라, 촉매(e)는 예비중합체를 기준으로 0.001 중량% 내지 0.5 중량%의 양으로 사용된다.
임의로 폴리우레탄 제조에 통상적인 발포제(f)를 사용하는 것이 가능하다. 적합한 예는 발열성 중첨가 반응의 효과하에 증발하는 저비점 액체를 포함한다. 적합한 액체는 유기 폴리이소시아네이트에 대하여 비활성이고 100℃ 미만의 비점을 갖는 것들이다. 이러한 종류의 액체의 예는 할로겐화, 바람직하게는 플루오르화 탄화수소, 예를 들면, 메틸렌 클로라이드 및 디클로로모노플루오로메탄, 퍼플루오르화 또는 부분적 플루오르화 탄화수소, 예를 들면, 트리플루오로메탄, 디플루오로메탄, 디플루오로에탄, 테트라플루오로에탄 및 헵타플루오로프로판 탄화수소, 예를 들면, n- 및 이소부탄, n- 및 이소펜탄, 및 또한 이러한 탄화수소의 공업용 등급 혼합물, 프로판, 프로필렌, 헥산, 헵탄, 사이클로부탄, 사이클로펜탄 및 사이클로헥산, 디알킬 에테르, 예를 들면, 디메틸 에테르, 디에틸 에테르 및 푸란, 카복실릭 에스테르, 예를 들면, 메틸 포르메이트 및 에틸 포르메이트, 케톤, 예를 들면, 아세톤, 및/또는 플루오르화 및/또는 퍼플루오르화 3차 알킬아민, 예를 들면, 퍼플루오로디메틸이소프로필아민이다. 또한 이들 저비점 액체를 서로 및/또는 다른 치환되거나 치환되지 않은 탄화수소와의 혼합물로서 사용하는 것이 가능하다.
결합된 형태의 우레아기를 포함하는 엘라스토머로 구성된 이러한 다공성 탄성 성형품의 제조를 위한 저비점 액체의 가장 적절한 양은 달성되는 의도된 밀도, 및 바람직하게는 첨가에서 사용되는 물의 양에 따라 좌우된다. 일반적으로 부품 (b)의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 15 중량%, 바람직하게는 2 중량% 내지 11 중량%의 양은 만족스러운 결과를 제공한다. 더 바람직하게는, 물(d)은 독점적으로 발포제로서 사용된다.
본 발명의 성형품의 제조에서, 보조제(g)를 사용하는 것이 가능하다. 이들은, 예를 들면, 흔히 공지된 계면활성 물질, 거품 안정화제, 셀 조절제, 충전제, 난연제, 핵 형성제, 산화 지연제, 안정화제, 항균제, 윤활제 및 이형 보조제, 염료 및 안료를 포함한다.
유용한 계면활성 물질은, 예를 들면, 출발 물질의 균질화를 촉진하는데 사용되고 임의로 셀 구조를 조절하는데 적합한 화합물을 포함한다. 예는 유화제, 예를 들면, 피마자유 설페이트 또는 지방산의 나트륨 염 및 지방산과 아민의 염, 예를 들면, 디에틸아민 올레에이트, 디에탄올아민 스테아레이트, 디에탄올아민 리시놀레에이트, 설폰산의 염, 예를 들면, 도데실벤젠- 또는 디나프틸메탄디설폰산 및 리시놀레산의 알칼리 금속 또는 암모늄 염; 거품 안정화제, 예를 들면, 실록산-옥시알킬렌 공중합체 및 다른 유기실록산, 에톡실화 알킬페놀, 에톡실화 지방 알코올, 파라핀 오일, 피마자유 에스테르 또는 리시놀레익 에스테르, 터키 레드 오일 및 땅콩유, 및 셀 조절제, 예를 들면, 파라핀, 지방 알코올 및 디메틸폴리실록산을 포함한다. 또한 측면 기로서 폴리옥시알킬렌 및 플루오로알칸 라디칼을 갖는 올리고머 폴리아크릴레이트가 유화 작용, 셀 구조 및/또는 이의 안정화를 개선시키는데 적합하다. 계면활성 물질은 전형적으로 더 높은 분자량 폴리하이드록실 화합물(b) 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 5 중량부의 양으로 사용된다.
충전제, 특히 보강 충전제는 그 자체로 공지된 통상적인 유기 및 무기 충전제, 보강제 및 중량제를 의미하는 것으로 이해된다. 특정한 예는 무기 충전제, 예를 들면, 규토질 광물, 예를 들면, 시트 실리케이트, 예를 들면, 안티고라이트, 세르펜틴, 호른블렌드, 암피볼, 크리소타일, 탈크; 금속 산화물, 예를 들면, 카올린, 산화알루미늄, 규산알루미늄, 산화티타늄 및 산화철, 금속 염, 예를 들면, 백악, 중정석 및 무기 안료, 예를 들면, 황화카드뮴, 황화아연 및 또한 유리 입자를 포함한다. 유용한 유기 충전제의 예는 카본 블랙, 멜라민, 팽창성 그래파이트, 로진, 사이클로펜타디에닐 수지 및 그래프트 중합체를 포함한다.
사용되는 보강 충전제는 바람직하게는 섬유, 예를 들면, 탄소 섬유 또는 유리 섬유를 포함하고, 특히 높은 내열성 또는 매우 높은 강성이 필요한 경우, 섬유는 접착 촉진제 및/또는 사이즈와 함께 제공될 수 있다.
무기 및 유기 충전제는 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있고, 반응 혼합물로 형성 부품 (a) 내지 (c)의 중량을 기준으로 전형적으로 0.5 중량% 내지 50 중량%, 바람직하게는 1 중량% 내지 30 중량%의 양으로 도입된다.
적합한 난연제는, 예를 들면, 트리크레실 포스페이트, 트리스(2-클로로에틸) 포스페이트, 트리스(2-클로로프로필) 포스페이트, 트리스(1,3-디클로로프로필) 포스페이트, 트리스(2,3-디브로모프로필) 포스페이트 및 테트라키스(2-클로로에틸) 에틸렌디포스페이트이다.
이미 언급된 할로겐 치환된 포스페이트 외에도, 본 발명에 따라 제조된 다공성 PU 엘라스토머의 방염에 유용한 것은 무기 난연제, 예를 들면, 적린, 산화알루미늄 수화물, 삼산화안티몬, 삼산화비소, 암모늄 폴리포스페이트 및 칼슘 설페이트 또는 시아누르산 유도체, 예를 들면, 멜라민, 또는 적어도 2개의 난연제의 혼합물, 예를 들면, 암모늄 포스페이트 및 멜라민, 및 임의로 전분 및/또는 팽창성 그래파이트의 혼합물이다. 일반적으로, 형성 부품 (a) 내지 (c)의 모든 100 중량부를 기준으로 언급된 난연제 또는 혼합물 5 내지 50 중량부, 바람직하게는 5 내지 25 중량부를 사용하는 것이 적절한 것으로 확인되었다.
사용되는 핵 형성제는, 예를 들면, 형성 부품 (a) 내지 (c)의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이하의 양의 탈크, 플루오르화칼슘, 나트륨 페닐포스피네이트, 산화알루미늄 및 미분된 폴리테트라플루오로에틸렌일 수 있다.
본 발명의 다공성 PU 엘라스토머에 첨가될 수 있는 적합한 산화 지연제 및 열 안정화제는, 예를 들면, 주기율표의 1족의 금속의 할로겐화물, 예를 들면, 나트륨 할로겐화물, 칼륨 할로겐화물, 리튬 할로겐화물, 임의로 구리(I) 할로겐화물, 예를 들면, 클로라이드, 브로마이드 또는 요오다이드와 조합된 것, 입체 장애 페놀, 하이드로퀴논, 및 또한 이들 기의 치환된 화합물 및 이의 혼합물을 포함하고, 이는 바람직하게는 형성 부품 (a) 내지 (c)의 중량을 기준으로 1 중량% 이하의 농도로 사용된다.
가수분해 안정화제의 예는 다양한 치환된 카보디이미드, 예를 들면, 문서 DE-A 19821668, DE-A 19821666, DE-A 10004328, DE-A 19954500, DE-A 19809634 또는 DE-A 4318979에 기재된 바와 같은, 예를 들면, 2,2',6,6'-테트라이소프로필디페닐카보디이미드 또는 1,3-비스(1-메틸-1 이소시아나토에틸)벤젠 기반의 카보디이미드이고, 이는 일반적으로 형성 부품 (a) 내지 (c)의 중량을 기준으로 2.0 중량% 이하의 양으로 사용된다.
일반적으로 마찬가지로 형성 부품 (a) 내지 (c)의 중량을 기준으로 1 중량% 이하의 양으로 첨가되는 윤활제 및 이형제는 스테아르산, 스테아릴 알코올, 스테아릭 에스테르 및 스테아라미드, 및 또한 펜타에리트리톨의 지방산 에스테르이다.
추가로 유기 염료, 예를 들면, 니그로신, 안료, 예를 들면, 이산화티타늄, 황화카드뮴, 황화카드뮴 셀렌화물, 프탈로시아닌, 울트라마린 블루 또는 카본 블랙을 첨가하는 것이 가능하다.
상기 언급된 다른 통상적인 보조제 및 첨가제에 관한 추가의 세부사항은 기술 문헌에서 찾을 수 있다.
상기 실시양태 또는 이의 임의의 바람직한 실시양태의 모든 특징을 포함하는, 방법의 바람직한 실시양태 13에서, 구성분은 미세다공성 폴리우레탄으로 구성된다.
본 발명의 주제의 추가의 부분 및 실시양태 14는 상기 실시양태 1 내지 13 중 어느 하나 또는 이의 임의의 바람직한 실시양태에 따른 방법에 의해 제조된 부품이다.

Claims (13)

  1. 하나 이상의 연결 요소를 통해 서로 연결된 적어도 2개의 세그먼트를 포함하는 부품의 제조 방법으로서,
    제1 단계에서, 주조품은 주조 금형의 주조 공간에서 주조되고,
    a) 주조품은 부품의 연결 요소 및 세그먼트를 포함하거나,
    b) 주조품은 부품의 연결 요소 및 세그먼트를 포함하도록 주조 후 가공되고,
    제2 단계에서, 부품은, 이것이 축 A를 따라 이의 최대 길이 L에 도달하고 이러한 최대 길이 L이 주조 공간의 최대 범위 M보다 길도록, 연결 요소에서 굽혀지는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 주조 금형의 주조 공간이, 3개의 공간 방향으로, 최대 높이 h, 최대 너비 b 및 최대 깊이 t를 갖고, 부품의 최대 길이 L에 하기 조건 중 하나가 적용되는 것인 방법:

    또는
    .
  3. 제2항에 있어서, 깊이 t가 너비 b 이하이고, 너비 b가 높이 h 이하이고, 부품의 최대 길이 L에 하기 조건이 적용되는 것인 방법:
  4. 제2항에 있어서, 부품의 최대 길이 L에 하기 조건이 적용되는 것인 방법:
  5. 제1항에 있어서, 주조 금형의 주조 공간이, 3개의 공간 방향으로, 최대 높이 h, 최대 너비 b 및 최대 깊이 t를 갖고, 부품의 최대 길이 L이 깊이 t, 너비 b 또는 높이 h의 적어도 2배인 방법.
  6. 제2항에 있어서, 깊이 t가 너비 b 이하이고, 너비 b가 높이 h 이하이고, 부품의 최대 길이 L이 높이 h의 적어도 2배인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 개별적인 세그먼트 또는 연결 요소, 또는 세그먼트 및 연결 요소가 주조품을 크기에 맞게 절단함으로써 수득되는 것인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 부품이 장방형 주조품으로부터 제조되는 것인 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 세그먼트가 적어도 1개의 연결 요소를 통해 연결된 채로 유지되도록, 장방형 주조품을 크기에 맞게 절단하여 장방형 세그먼트를 제공하는 것인 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1개의 연결 요소가 다른 장방형 주조품의 표면으로부터 돌출되는 것인 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1개의 연결 요소가 굽힘 면에 수직인 단면에서 타원형 또는 반원형인 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 부품이 미세다공성 폴리우레탄으로 구성되는 것인 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 부품.
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