PL179559B1

PL179559B1 - Sposób wytwarzania poliuretanu piankowego do opakowan PL PL PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL179559B1
Application number: PL95318523A
Authority: PL
Inventors: Henri L S A Mispreuve; Ulrich Tribelhorn; Simon Waddington
Original assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 2000-09-29
Also published as: US5484820A; RU2144046C1; HU220293B; US5538779A; NO970500L; DE69509901D1; EP0773967B1; ES2131844T3; CA2195655C; FI970471A; FI970471A0; CA2195655A1; NO970500D0; DE69509901T2; JPH10504337A; PL318523A1; CZ34297A3; WO1996004325A1; EP0773967A1; HUT76684A

Abstract

1. Sposób wytwarzania poliuretanu piankowego do opakowan, zawierajacego komórki otwarte lub wzajemnie polaczone, o gestosci calkowitej od 20 do 40 kg/m3 oraz wartosci G, mierzonej dla pianek o grubosci 75 mm, wynoszacej 75 lub mniej przy naprezeniu statycznym wiekszym lub równym 0,4 psi (2,75 kPa), który polega na reakcji poliizocyjanianu z kompo- zycja polieterolowa w obecnosci wody, znamienny tym, ze (a) stosuje sie kompozycje polieterolowa, która w stosunku do sumy czesci wagowych skladników (i) i (ii), zawiera: (i) od 25 do 65% polieterolu, zawierajacego srednio od 2 do 4 grup hydroksylowych w czasteczce, o ciezarze równowaznikowym od 150 do 500; i (ii) od 35 do 75% polieterolu, zawierajacego srednio od 2 do 6 grup hydroksylowych w czasteczce, o ciezarze równowaznikowym od 600 do 3 000 i zawartosci tlenku etylenu co naj- mniej 50% wag.; (b) stosuje sie wode w ilosci od 1 do 8 czesci na 100 czesci wagowych kompozycji polie- terolowej; (c) poliizocyjanian stosuje sie w ilosci wystarczajacej do zapewnienia podczas reakcji indeksu izocyjanianowego wynoszacego od 50 do 150, srednia zawartosc grup izocyjaniano- wych w poliizocyjanianie wynosi od 2,3 do 3,5 i obejmuje on difenyloizocyjanian metylenu oraz co najmniej 40% wag. polifenyloizocyjanianu polimetylenu. PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania poliuretanu piankowego do opakowań, nadającego się szczególnie do pakowania kruchych i delikatnych wyrobów⁷.

Kruche i delikatne wyroby, obejmujące, na przykład przyrządy elektroniczne, delikatne szkło i wrażliwe na wstrząsy chemikalia, żeby nie ulec uszkodzeniu podczas transportu lub przechowywania, wymagają specjalnego zabezpieczenia. Do dobrze znanych praktyk należy wykorzystywanie, jako materiałów ściśle otaczających wyrób lub jako podkładek pod wyrób wewnątrz zamkniętego, sztywnego lub półsztywnego pudełka lub innego opakowania, materiałów opakowaniowych z piankowych tworzyw sztucznych amortyzujących wstrząsy, takich jak pianki polistyrenowe lub poliuretanowe. Techniki takie znane są, na przykład, z patentów USA nr nr 2 897 641,3 190 422,3 173 535,3 415 364 i 3 750 871. Gdy jako materiał opakowaniowy wybiera się piankę poliuretanową, zazwyczaj jest to pianka poliuretanowa sztywna lub półsztywna o gęstości od 8 do 15 kg/m³. Chociaż sztywne lub półsztywne pianki opakowaniowe spełniająrolę ograniczającą

179 559 ruch fizyczny pakowanego wyrobu, to często obserwuje się, że ich zdolność do tłumienia wstrząsów na skutek uderzeń i drgań nie zawsze zaspakaja wymagania przemysłu.

Jako alternatywne, w zastosowaniu do opakowań, można rozważyć użycie elastycznych i półelastycznych pianek poliuretanowych, uznawanych za lepsze pod względem własności tłumienia dźwięków i drgań. Jednakże zdolność przenoszenia obciążeń charakteryzująca takie pianki nie zawsze zaspakaja wymagania przemysłu dotyczące opakowań delikatnych wyrobów. Zatem byłoby pożądane opracowanie pianki poliuretanowej do stosowania w opakowaniach, która mogłaby skutecznie tłumić wstrząsy na skutek uderzeń i drgania oraz która miałaby interesujące własności przenoszenia obciążeń. Byłoby również pożądane, aby poza poprawą wymienionych własności, pianka taka mogła wykazywać większąwytrzymałość zmęczeniową. Piankę o większej wytrzymałości zmęczeniowej można byłoby brać pod uwagę, w zastosowaniu do opakowań, jako materiał wielokrotnego użycia, bez konieczności wyrzucania jej bezzwłocznie po użyciu.

Poza wyżej wymienionymi wymaganiami użytkowymi, pożądana byłaby możliwość wytwarzania pianki poliuretanowej w procesie, w którym nie występowałaby lub występowałaby w nieznacznym stopniu emisja do środowiska substancji lotnych uważanych za niepożądane w środowisku. W szczególności byłoby pożądane uniknięcie stosowania pewnych chlorowcowanych środków porotwórczych, które uważane są za niszczące warstwę ozonową w atmosferze ziemskiej.

Dostosowując się do powyższych potrzeb zgłaszający opracowali sposób wytwarzania pianek poliuretanowych, które są szczególnie odpowiednie do pakowania delikatnych lub kruchych wyrobów. Podatność takich wyrobów na uszkodzenia pod wpływem wstrząsu lub drgań można wyrazić jako czynnik G (G-factor). Przez termin „kruche” na ogół rozumie się wyroby podatne na uszkodzenia, kiedy narażone są na działanie czynnika G o wartościach liczbowych wynoszących od 20G do 40G; przez termin „delikatne” rozumie się wyroby, które podatne są na uszkodzenia, kiedy narażone sąna działanie czynnika G o wartościach liczbowych wynoszących powyżej 40G aż do 100G. Wyrób uważa się za bardziej podatny na uszkodzenia im niższą wartość liczbowąmajego czynnikG. Zatemjeśli pianka poliuretanowa ma być stosowanajako materiał opakowaniowy, to powinna wystarczająco ograniczać narażenie wyrobu na potencjalne uszkodzenie przez siłę G.

Poliuretany piankowe wytworzone sposobem według wynalazku mają strukturę komórkową, zawierającą komórki otwarte lub wzajemnie połączone, gęstość całkowitą od 20 do 40 kg/m³ oraz wartość G, mierzoną dla pianek o grubości 75 mm, wynoszącą 75 lub mniej przy naprężeniu statycznym większym lub równym 0,4 psi (2,75 kPa).

Według wynalazku sposób wytwarzania poliuretanów piankowych o strukturze komórkowej i wskazanych powyżej własnościach, który polega na reakcji poliizocyjanianu z kompozycją polieterolową w obecności wody, charakteryzuje się tym, że:

(a) kompozycja polieterolową, w stosunku do sumy części wagowych składników (i) i (ii), zawiera:

(i) od 25 do 65% polieterolu, zawierającego średnio od 2 do 4 grup hydroksylowych w cząsteczce, o ciężarze równoważnikowym od 150 do 500; i (ii) od 35 do 75% polieterolu, zawierającego średnio od 2 do 6 grup hydroksylowych w cząsteczce, o ciężarze równoważnikowym od 600 do 3 000 i zawartości tlenku etylenu co najmniej 50% wag.;

(b) stosuje się wodę w ilości od 1 do 8 części na 100 części wagowych kompozycji polieterolowej;

(c) poliizocyjanian stosuje się w ilości wystarczającej do zapewnienia podczas reakcji indeksu izocyjanianowego wynoszącego od 50 do 150, średnia zawartość grup izocyjanianowych w poliizocyjanianie wynosi od 2,3 do 3,5 i obejmuje on difenyloizocyjanian metylu oraz co najmniej 40% wag. polifenyloizocyjanianu polimetylcnu.

Pianki poliuretanowe o komórkach otwartych, wytworzone sposobem według wynalazku, charakteryzuje średnią gęstość całkowitąwynoszącąod 20 do 40, akorzystnie od 25 do 35 kg/m3. Pianki o komórkach otwartych odznaczająsię interesującą trwał ością wymiarów, nie zawsze wykazywaną przez pianki o komórkach zamkniętych, co jest wysoce pożądane, kiedy takie pianki

179 559 mają być stosowane do opakowań. Ponadto pianki wytworzone sposobem według wynalazku można charakteryzować tym, że dla próbek o grubości 75 mm, wykazują wartość G wynoszącą 75 lub mniej przy naprężeniu statycznym większym lub równym 0,4 psi (2,75 kPa), korzystnie 60 lub mniej przy naprężeniu statycznym większym lub równym 0,3 psi (2 kPa), a bardziej korzystnie 50 lub mniej przy naprężeniu statycznym większym lub równym 0,3 psi (2 kPa). Przez wyrażenie „wartość G” rozumie się, że pianka ma zdolność do dostatecznego tłumienia wstrząsów i drgań, takiego że jest mało prawdopodobne, aby pakowany wyrób w warunkach normalnych był narażony na działanie siły G większej niż ta wartość liczbowa. Im wyższa wartość G pianki, tym może być ona mniej odpowiednia do pakowania kruchych i delikatnych wyrobów. Korzystnie pianki wytworzone sposobem według wynalazku wykazują wartość G od 20G do 75G przy naprężeniu statycznym od 0,4 do 1,5 psi (2,75 do 9,65 kPa), a korzystnie wartość od 20G do 50G przy naprężeniu statycznym od 0,3 do 1,5 psi (2 do 9,65 kPa). Wartość G można oznaczyć stosując tradycyjnąmetodę badawczą, w tym BS7539 (1992) Section 2, Method 1, w której wybrane ciężary spuszcza się z odpowiedniej wysokości na próbkę pianki o danej grubości. Należy zauważyć, że jeżeli grubość próbki pianki zmniejsza się, to obserwowana wartość G staje się wyższa. Z tego powodu wartość G różnych pianek, żeby porównywalnie ich miało sens, powinna być oznaczana dla próbek o podobnej orientacji komórek i grubości.

Obecnie uważa się, że interesujące własności tłumienia przenoszenia wstrząsów, wykazywane przez pianki, związane są z temperaturą zeszklenia poliuretanów, przy czym korzystnie polimer powinien mieć temperaturę zeszklenia zbliżoną do zakresu temperatur eksploatacji, często otoczenia, w którym pianki mogą być wykorzystywane w zastosowaniach. W tym celu pianki wytworzone sposobem według wynalazku, korzystnie powinny wykazywać temperaturę zeszklenia w zakresie od -40°C do +60°C, korzystnie od -10°C do +55°C, a bardziej korzystnie od 0°C do +50°C.

Kompozycja polieterolowa

Kompozycja polieterolowa, w stosunku do sumy części wagowych pierwszego i drugiego składnika, zawiera: jako pierwszy składnik, od 25 do 65% polieterolu, zawierającego średnio od 2 do 4 grup hydroksylowych w cząsteczce i o ciężarze równoważnikowym od 150 do 500; i jako drugi składnik, od 35 do 75% polieterolu, zawierającego średnio od 2 do 6 grup hydroksylowych w cząsteczce, o ciężarze równoważnikowym od 600 do 3 000 i zawartości tlenku etylenu co najmniej 50% wag.

Pierwszy składnik występuje w ilości korzystnie od 30, a bardziej korzystnie od 35 i korzystnie aż do 60% wag. Dla polieterolu, występującego jako pierwszy składnik, hydroksylowy ciężar równoważnikowy wynosi korzystnie od 200, bardziej korzystnie od 250 i korzystnie do 450, a bardziej korzystnie do 400. Taki polieterol korzystnie zawiera średnio od 2,5 do 3,6 grup hydroksylowych w cząsteczce. Polieterole odpowiadające temu opisowi stosuje się w sposobie według wynalazku w celu nadania finalnemu polimerowi pożądanej temperatury zeszklenia. Do polieteroli, odpowiednich do zastosowaniajako pierwszy składnik, należąpoliole wytworzone przez reakcję tlenku alkilenu, takiego jak na przykład tlenek etylenu, tlenek propylenu, tlenek butylenu lub mieszaniny dwóch lub więcej takich tlenków, z inicjatorem zawierającym wodór aktywny. Typowe inicjatory obejmują wodę, glikole alkilenowe, takie jak glikol propylenowy, glicerynę, trimetylolopropan lub etylenodiaminę. Przykładami odpowiednich, dostępnych na rynku polieteroli sąprodukty oznaczone jako Voranol™ CP 260, Voranol™ CP 450, Voranol™ CP 700 i Voranol™ CP 1000, wszystkie wytwarzane przez The Dow Chemical Company.

Drugi składnik polieterolowy, wyróżniający się wyższym hydroksylowym ciężarem równoważnikowym i zawartością tlenku etylenu zwiększa kompatybilność kompozycji poliolowej z wodą i nadaje wytworzonym finalnym piankom struktury o komórkach otwartych. W tym celu drugi składnik występuje w ilości korzystnie od 40 i korzystnie do 70, a bardziej korzystnie do 65% wag. Dla drugiego składnika polieterolowego hydroksylowy ciężar równoważnikowy wynosi korzystnie od 800, bardziej korzystnie od 1000 i korzystnie do 2500, a bardziej korzystnie do 2000. Zawartość tlenku etylenu w drugim składniku poliolowym korzystnie wynosi co najmniej 60, a bardziej korzystnie co najmniej 70 i korzystnie do 90% w stosunku do całkowitego ciężaru

179 559 drugiego poliolu. Do polieteroli, odpowiednich do zastosowaniajako drugi składnik, należą poliole wytworzone przez reakcję tlenku alkilenu, w tym tlenku etylenu i ewentualnie tlenku propylenu, tlenku butylenu lub mieszanin dwóch lub więcej takich tlenków, z inicj atorem zawieraj ącym wodór aktywny. Typowe inicjatory obejmująwodę, glikole alkilenowe, takie jak glikol propylenowy, glicerynę, trimetylolopropan, etylenodiaminę, pentaerytryt lub sorbit. Przykładami odpowiednich, dostępnych na rynku polieteroli sąprodukty oznaczone jako Voranol™ CP 1421 i Voranol™ 4053, oba wytwarzane przez The Dow Chemical Company.

Gdy występuje potrzeba poprawienia własności przenoszenia obciążeń przez poliuretan, korzystnie do syntezy pianek stosuje się rozdrobniony polimer organiczny. Do odpowiednich do tego celu rozdrobnionych polimerów organicznych należą polimery typu kopolimeru styren: akrylonitryl, (SAN), polimocznika (PHD), poliizocyjanian-poliamina (PIPA) i kopolimeru styren-butadien (SB). Rozdrobnione polimery organiczne stosuje się w ilości od 0,5 do 15, korzystnie od 1do 12, a bardziej korzystnie od 2 do 10 części na 100 części wagowych całej kompozycj i polieterolowej. Gdy rozdrobniony polimer organiczny stanowi polimer SB, korzystnie można go wprowadzić jako lateks wodny do procesu spieniania, ewentualnie wstępnie wymieszać z kompozycją poliolową, a zawarta w nim woda podnosi wydajność spieniania.

Odpowiednie lateksy wodne styren-butadien sądostępne na rynku i obejmująprodukty firmy Goodyear oznaczone jako LPF 6733A, LPF 6758A oraz produkty wytwarzane przez firmę Enichem, w tym oznaczone jako Intex 2003 i Intex 132. Gdy rozdrobniony polimer organiczny stanowi kopolimer styren:akrylonitryl (SAN), polimocznik (PHD) lub polimer typu poliizocyjanian-poliamina (PIPA), można go wprowadzać jako zawiesinę w polieterolu, ewentualnie inny niż pierwszy i drugi składnik polieterolowy. Takie układy polimerowopolieterolowe sądostępne na rynku. Do przykładów odpowiednich i korzystnych, dostępnych na rynku układów polimer SAN-poliole należą produkty firmy The Dow Chemical Company oznaczone jako Voralux™ w połączeniu z kodami oznaczeń HN200 do HN206, HL100 do HL400.

Środek porotwórczy

Jak wspomniano, sposobem według wynalazku pianki wytwarza się w obecności wody, występującej w ilości od 1 do 8, korzystnie od 2,5 do 8, a bardziej korzystnie od 3,5 do 6,5 części na 100 części całkowitego ciężaru kompozycji poliolowej. Woda reaguje z poliizocyjanianem, co prowadzi do wytwarzania się dwutlenku węgla, który następnie działa jako środek porotwórczy, dostarczając polimer finalny o zmniejszonej gęstości. Wydajność spieniania, którą daje woda można podnieść stosując fizyczne środki porotwórcze. Do przykładów takich fizycznych środków porotwórczych należą fluoropochodne węglowodorów i chlorofluoropochodne węglowodorów, takie jak na przykład dichlorotrifluoroetan (R-123), dichlorofluoroetan (R-141a), chlorodifluoroetan (R-142b), tetrafluoroetan (R-134a) i chlorodifluorometan (R-22); węglowodory, takie jak butan, pentan, cyklopentan, heksan i cykloheksan; oraz wychwytywane gazy, takie jak powietrze, argon, azot i ditlenek węgla. Ditlenek węgla można również wprowadzać przez rozkład termiczny, na przykład adduktów amina/ditlenek węgla, spowodowany efektem egzotermicznym reakcji wytwarzania poliuretanów. W wysoce korzystnej realizacji wynalazku środek porotwórczy składa się z wody.

Poliizocyjan ian

Poliizocyjanian stosowany do wytwarzania pianek sposobem według wynalazku ma średnią zawartość grup izocyjanianowych od 2,3 do 3,5, korzystnie od 2,5 do 3,2, a bardziej korzystnie od 2,7 do 3,1 i obejmuje difenyloizocyjanian metylu oraz polifenyloizocyjanian polimetylenu. Polifenyloizocyjanian polimetylenu występuje w ilości co najmniej 40, korzystnie co najmniej 50, bardziej korzystnie co najmniej 55 i korzystnie do 80% w stosunku do całkowitego ciężaru kompozycji poliizocyjanianowej. Difenyloizocyjanian metylenu zazwyczaj stanowi mieszaninę 2,4'- i 4,4'-izomerów Korzystnie takie izomery występująw stosunku wagowym od 98:2 do 50:50. Całkowita ilość poliizocyjanianów użyta do wytwarzania pianek poliuretanowych powinna być wystarczająca do zapewnienia podczas reakcji indeksu izocyjanianowego wynoszącego typowo od 50 do 150, korzystnie od 65, a bardziej korzystnie od 70 i korzystnie do 130, bardziej korzystnie do 120, a najbardziej korzystnie do 95. Indeks izocyjanianowy reakcji wynoszący 100 odpowiada jednej grupie izocyjania6

179 559 nowej na atom wodoru reaktywny w stosunku do grupy izocyjanianowej, pochodzący z wody i kompozycji pololowej.

Poza wyżej wymienionymi składnikami, w procesie spieniania ewentualnie występują inne substancje, w tym katalizatory promujące wytwarzanie uretanów, stabilizatory piany, środki zmniejszające palność i środki antystatyczne, takie jak na przykład Stature™ 11, produkowany przez The Dow Chemical Company. Do stabilizatorów piany należą surfaktanty krzemowe, na przykład kopolimery siloksan-tlenek alkilenu, takie jak produkty sprzedawane pod nazwą handlowąTegostab przez firmę Th. Goldschmidt, w tym BF-2370 i B-4900 oraz produkty sprzedawane przez firmę OSi, w tym produkt oznaczony jako L620. Odpowiednie katalizatory, które można stosować do ułatwiania tworzenia się grup uretanowych obejmująaminy trzeciorzędowe i związki metaloorganiczne, zwłaszcza związki cyny. Do przykładowych trzeciorzędowych związków aminowych należą N,N-dimetylocykloheksyloamina, N,N-dimetylobenzyloamina, N,N-dimetyloetanoloamina, bis-(dimetyloaminoetylo)eter i l ,4-diazobicyklo[2,2,2]oktan; a do związków cyny kaprylan cyny (II) i dilaurynian dibutylocyny. Korzystnie jako katalizatory można stosować kombinacje związków aminowych i/lub związków cyny. Gdy występuje potrzeba nadania pewnego stopnia uniepalnienia piankom poliuretanowym, jako katalizatory można stosować związki zawierające antymon, fosfor lub azot, w tym na przykład melaminę, tris(chloroetylo)fosfonian lub korzystnie nie zawierające chlorowca związki fosforu, w tym na przykład trietylofosforan.

Gdy pianki poliuretanowe wytwarza się sposobem według wynalazku, poliizocyjanian kontaktuje się w warunkach reakcji z kompozycjąpoliolową w obecności środka porotwórczego i, ewentualnie, rozdrobnionego polimeru organicznego. Przed reakcją z poliizocyjanianem korzystnie może być wstępne wymieszanie kompozycji poliolowej, środka porotwórczego i ewentualnie rozdrobnionego polimeru organicznego. Odpowiednie procedury wytwarzania pianek do opakowań, w tym dalszy opis ewentualnych dodatków, które korzystnie mogą występować, przedstawiono, na przykład w „Polyurethanes Handbook” Guntera Oertel'a, Hanser Publishers, Munich, ISBN 0-0,-948920-2 (1985); „Reaction polymers” W. Guma i innych, Hanser Publishers, Munich, ISBN 3-446-15690-9 (1992).

Wynalazek zilustrowano następującymi przykładami, w których wszystkie części i procenty są wagowe, jeśli nie stwierdzono inaczej. Przedstawione własności wytworzonych pianek badano według następujących procedur badawczych:

Gęstość

Ugięcie pod obciążeniem ściskającym (Compression load deflection) (CLD) Obciążenie przy wciskaniu (Indentation load deflection) (ILD) Wytrzymałość na rozciąganie Wydłużenie

Wytrzymałość na rozdzieranie Odbojność Przepływ powietrza Odkształcenie trwałe po ściskaniu Wartość G

ISO 845-88

ISO 3386.1-86

ISO 2439.80 ISO Π98-83 ISO 1798-83

ASTM D 3574-86 ASTM D 3574-86 ASTM D 3574-86

ISO 1856-80 BS7539 (1992)

Następujących substancji użyto w przykładach do wytwarzania pianek poliuretanowych. Poliol A: Voranol CP 1100, poliol otrzymany z tlenku propplenu i glicerynn jako incjatora, o ciężarze równoważnikowym 330, sprzedawany przez firmę The Dow Chemical Company.

Poliol B: Voranul CC 1121, or^^y^ann z gliccrzno'j jao inicjatora, z

Π^Οη pzrpniryu i z tlenku etylenu (70% wag.), o ciężarze równoważnikowym 1670, sprzedawany przez firmę The Dow Chemical Company.

179 559

Poliol C: Voralux HN201, poliol otrzymany z gliceryny jako inicjatora, z tlenku propylenu i tlenku etylenu, o ciężarze równoważnikowym 1870, zawierający 21% wag. rozdrobnionego polimeru styren-akrylonitryl, sprzedawany przez firmę The Dow Chemical Company.

Izocyjanian A: Surowy difenyloizocyjanian metylenu o zawartości grup NCO 31% wag., zawartości polifenyloizocyjanianu polimetylenu - 60% wag. i średniej zawartości grup NCO w cząsteczce - 2,7.

Katalizator A Dabco 33LV, katalizator zastrzeżony, oparty na tri etylenodiaminie, sprzedawany przez firmę Air Products.

Katalizator B: NIAX A-1, katalizator zastrzeżony, oparty na bis(n,n-dimetyloaminoetylo)eterze, sprzedawany przez firmę OSi Specialities Inc.

Katalizator C: kaprylan cyny(II).

Surfakant A: Tegostab BF 2370, surfaktant zastrzeżony, oparty na silikonie, sprzedawany przez firmę Th Goldschmidt AG.

Przykład 1

Piankę poliuretanową wytwarza się stosując wysokociśnieniowe urządzenie mieszająco/dozujące Hennecke UBT, pracujące przy wsadzie poliolu 35 kg/min z wszystkimi strumieniami składników w temperaturze 20°C. Recepturę stosowaną do wytwarzania pianek i zbadane własności fizyczne uzyskanych pianek przedstawiono poniżej w tabeli I.

Tabela 1

Części wagowe	Pianka 1	Pianka 2	Pianka 3	Pianka 4	Pianka 5	Pianka 6	Pianka 7	Pianka 8	Pianka 9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Poliol A	40	40	40	40	40	40	40	40	50
Poliol B	50	50	50	50	50	50	50	50	50
Poliol C	10	10	10	10	10	10	10	10	/
Surfaktant A	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2
Katalizator A	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
Katalizator B	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Katalizator C	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,3	0,2
Woda	3,5	3,5	3,5	4,0	4,0	4,0	4,5	4,5	4,0
Poliizocyjanian A	79,3	82,9	86,5	87	91	95	94,7	99	75,1
Indeks izocyjanianowy	110	115	120	110	115	120	110	115	90
Gęstość (kg/m³)	38,6	38,1	39,9	35,7	37,1	37,0	30,7	31,6	30,9
Przepływ powietrza (m /min)	0,029	0,047	0,030	0,033	0,035	0,039	0,021	0,047	0,116
Odbojność (%)	18,5	19	22,5	18,5	20,5	22,0	24,0	23,5	10
Wytrzymałość na rozciąganie (kPa)	140	131	129	173	157	185	130	162	113
Wydłużenie (%)	35,8	35,4	30,7	39,3	27	26,5	33,9	26,5	69

179 559 cd. tabeli 1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Wytrzymałość na rozdzie ranie (N/m)	154	162	123	209	131	132	143	147	418
CLD, 40% (kPa)	16,8	16,5	18,4	17,5	20	24,4	17,3	22,7	7,3
ILD, 40% (N)	550	538	598	568	655	748	593	778	/
ILD, 65%/25%	3,34	3,39	3,63	3,65	4,05	4,01	3,77	3,73	/

Przykład 2

Wartość G, lub działanie tłumiące, pianek, które wytworzono w przykładzie 1, badano według procedury badawczej BS 7539 (1992) Section 2, Method 1. Działanie to badano stosując próbki pianek o grubości 75 mm, przy wysokości zrzucania wynoszącej 900 mm i naprężeniu statycznym 13,448,5,171,6,895,8,619, i 10,343 kPa. Znalezione wartości G przedstawiono w tabeli II.

Tabela II.

Zaobserwowane wartości G

Naprężenie statyczne (kPa)	Pianka 1	Pianka 2	Pianka 3	Pianka 4	Pianka 5	Pianka 6	Pianka 7	Pianka 8
1,724	39	36	38	45	41	/	/	36
3,448	24	25	24	26	22	32	/	25
5,171	21	20	23	20	20	27	/	25
6,895	22	22	22	22	19	22	/	26
8,619	/	/	/	/	/	22	/	/
10,343	/	/	/	/	/	26	/	/

Ponadto zauważono, że jeśli dla tej samej próbki pianki wartość G obserwowano ponownie po wielokrotnym (3) zrzucaniu, widoczny byłjedynie wzrost o 5 do 10 jednostek. Przedstawione wyniki wskazują, że pianki wytwarzane sposobem według wynalazku wykazują niskie wartości G w szerokim zakresie naprężeń statycznych. Dla porównania, dla tradycyjnej pianki, w postaci elastycznej płyty, przenoszącej duże obciążenia, o gęstości 35 kg/mt³, zaobserwowano następujące działanie, które przedstawiono w tabeli III. W przeciwieństwie do pianek według wynalazku, pianka w postaci elastycznej płyty wykazywała wartość G, która rosła w znaczny sposób, gdy obserwowano ją po wielokrotnym zrzucaniu. Minimalny wzrost wartości G dopuszcza pianki do powtórnego użyciajako materiału opakowaniowego, ponieważ wciąż wykazują one zdolność do wystarczającego tłumienia wstrząsów i drgań, aby zmniejszyć do minimum uszkodzenie pakowanego wyrobu.

Tabela III

Naprężenie statyczne (kPa)	0,172	0,344	0,689	1,378	2,069	2,758	3,448
Wartość G	53	34	34	32	70	80	110

Niskie wartości G, zwłaszcza przy wyższych naprężeniach statycznych, wykazywane przez pianki wytwarzane sposobem według wynalazku sprawiają, że są one szczególnie odpowiednie do stosowania w przemyśle opakowaniowym, a zwłaszcza do pakowania lekkich kruchych wyrobów. Przez „lekkie” typowo rozumie się wyroby o ciężarze mniejszym niż 5 kg.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania poliuretanu piankowego do opakowań, zawierającego komórki otwarte lub wzajemnie połączone, o gęstości całkowitej od 20 do 40 kg/m³ oraz wartości G, mierzonej dla pianek o grubości 75 mm, wynoszącej 75 lub mniej przy naprężeniu statycznym większym lub równym 0,4 psi (2,75 kPa), który polega na reakcji poliizocyjanianu z kompozycją polieterolową w obecności wody, znamienny tym, że (a) stosuje się kompozycję polieterolową, która w stosunku do sumy części wagowych składników (i) i (ii), zawiera:

(i) od 25 do 65% polieterolu, zawierającego średnio od 2 do 4 grup hydroksylowych w cząsteczce, o ciężarze równoważnikowym od 150 do 500; i (ii) od 35 do 75% polieterolu, zawierającego średnio od 2 do 6 grup hydroksylowych w cząsteczce, o ciężarze równoważnikowym od 600 do 3 000 i zawartości tlenku etylenu co najmniej 50% wag.;

(b) stosuje się wodę w ilości od 1 do 8 części na 100 części wagowych kompozycji polieterolowej;

(c) poliizocyjanian stosuje się w ilości wystarczającej do zapewnienia podczas reakcji indeksu izocyjanianowego wynoszącego od 50 do 150, średnia zawartość grup izocyjanianowych w poliizocyjanianie wynosi od 2,3 do 3,5 i obejmuje on difenyloizocyjanian metylenu oraz co najmniej 40% wag. polifenyloizocyjanianu polimetylenu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że poliizocyjanian ma średnią zawartość grup funkcyjnych od 2,5 do 3,1 i obejmuje co najmniej 50% wag. polifenyloizocyjanianu polimetylenu.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycja polieterolową zawiera od 35 do 60% składnika (i), o ciężarze równoważnikowym od 350 do 400.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycja polieterolową zawiera od 40 do 65% składnika (ii), o ciężarze równoważnikowym od 1 000 do 2 500 oraz zawartości tlenku etylenu co najmniej 60% wag.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycja polieterolową zawiera dodatkowo: (iii) od 0,5 do 15%, w stosunku do ciężaru całkowitego kompozycji, rozdrobnionego polimeru organicznego.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że rozdrobniony polimer organiczny stanowi polimer styren/akrylonitryl, polimocznik, polimer styren/butadien lub poliizocyjanian/poliamina.