PL219320B1

PL219320B1 - Element z tworzywa piankowego ze środkiem hydrofilowym osadzonym w szkielecie tworzywa piankowego oraz zastosowanie elementu z tworzywa piankowego

Info

Publication number: PL219320B1
Application number: PL390249A
Authority: PL
Inventors: Josef Innerlohinger; Manfred Marchgraber; Franz Schaufler; Friedrich Suchomel
Original assignee: Eurofoam Gmbh
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2015-04-30
Also published as: CZ201048A3; HUP1000036A2; WO2010083548A1; CN101787200A; ITGE20100005A1; CH700280A2; IT1397870B1; GB2468556B; DE102010000116B4; CH700280B1; GB2468556B8; ES2357207B1; SE1050066A1; HK1148297A1; GB201000950D0; RU2435800C2; AT507849B1; AT507849A3; FR2941233A1; BRPI1001598A2

Description

Przedmiotem wynalazku jest element z tworzywa piankowego ze środkiem hydrofilowym osadzonym w szkielecie tworzywa piankowego i utworzonym przez celulozę, przy czym element z tworzywa piankowego z dodaną celulozą ma odwracalną zdolność pochłaniania wilgoci.

Tworzywa piankowe są dzisiaj używane względnie stosowane w wielu dziedzinach życia codziennego. W wielu z tych zastosowań, tworzywa piankowe znajdują się w kontakcie z ciałem, najczęściej oddzielone tylko przez jedną lub kilka tekstylnych warstw pośrednich. Większość takich tworzyw piankowych jest wykonana z syntetycznych polimerów, takich jak poliuretan (PU), polistyren (PS), kauczuk syntetyczny i tak dalej, które mają zasadniczo niewystarczającą zdolność pochłaniania wody. Zwłaszcza przy dłuższym kontakcie z ciałem lub też przy intensywnych czynnościach wywołujących wydzielanie potu, ze względu na wysoką, nie wchłoniętą wilgoć tworzą się nieprzyjemne dla ciała warunki. Zatem, dla większości zastosowań konieczna jest hydrofilowa postać takich tworzyw piankowych.

Można to natomiast osiągać w najróżniejszy sposób. Jedna możliwość polega na tym, jak jest to przykładowo przedstawione w opisie DE 199 30 526 A, by ukształtować hydrofilowo już szkielet piankowy poliuretanowego miękkiego tworzywa piankowego. Odbywa się to przez reakcję wymiany przynajmniej jednego poliizocyjanianu z przynajmniej jednym związkiem z przynajmniej dwoma związkami reaktywnymi z izocyjanianem w obecności kwasów siarkowych, mających jedną lub kilka grup hydroksylowych, i/lub są otrzymywane ich sole i/lub etery glikolu polialkilenowego zapoczątkowane monoolami. Takie tworzywa piankowe stosuje się przykładowo jako gąbkę używaną w gospodarstwie domowym lub do artykułów higienicznych.

Kolejna możliwość jest przedstawiona w opisie DE 101 16 757 A1, w przypadku którego stosuje się mające otwarte komórki, hydrofilowe alifatyczne polimetanowe tworzywo piankowe z dodatkową własną warstwą z włókien celulozowych z sadzonym w niej hydrożelem jako środkiem magazynującym.

Z opisu EP 0 793 681 B1 względnie niemieckiego tłumaczenia DE 695 10 953 T2 jest znany sposób wytwarzania pianek miękkich, w przypadku którego używa się tak zwane superabsorbujące polimery (SAPs), które można określać również jako hydrożele. Przy tym, stosowane SAPs można wstępnie zmieszać z polimerem wstępnym, co powoduje, że sposób jest bardzo prosty dla producenta pianki. Takie SAPs mogą być wybrane z SAPs szczepionych skrobią albo celulozą z zastosowaniem na przykład akrylonitrylu, kwasu akrylowego albo akryloamidu jako nienasyconego monomeru. Takie SAPs są rozprowadzane na przykład przez firmę Hochst/Casella pod nazwą SANWET IM7000.

W opisie WO 96/31555 A2 jest przedstawione tworzywo piankowe ze strukturą komórkową, przy czym tworzywo piankowe zawiera natomiast superabsorbujące polimery (SAPs). Przy tym, SAP może być utworzony z syntetycznego polimeru względnie jednak również z celulozy. Stosowane tu tworzywo piankowe służy do absorbowania wilgoci względnie cieczy i do zatrzymywania ich w szkielecie piankowym.

Z opisu W02007/135069 A1 są znane podeszwy do butów o właściwościach absorbujących wodę. Przy tym, dodaje się polimery absorbujące wodę już przed spienianiem tworzywa sztucznego. Takie polimery absorbujące wodę otrzymuje się zazwyczaj przez polimeryzację wodnego roztworu monomeru i ewentualnie następujące potem rozdrabnianie hydrożelu. Polimer absorbujący wodę względnie utworzony z niego wysuszony hydrożel, następnie po jego wytwarzaniu korzystnie miele się i przesiewa, przy czym stosowane są tu wielkości cząstek przesianego, wysuszonego hydrożelu korzystnie poniżej 1000 μm i korzystnie powyżej 10 μm. Dodatkowo, przed spienianiem można domieszać względnie wmieszać jeszcze dodatkowo do hydrożelu wypełniacze, przy czym jako organiczne wypełniacze mogą być tu stosowane przykładowo sadza, melamina, kalafonia oraz włókna celulozowe, włókna poliamidowe, poliakrylonitrylowe, poliuretanowe, poliestrowe na bazie aromatycznych i/lub alifatycznych estrów kwasu dwukarboksylowego i włókna węglowe. Przy tym, wszystkie substancje dodaje się osobno od siebie do mieszaniny reakcyjnej w celu wytwarzania elementu z tworzywa piankowego.

Tworzywa piankowe znane w stanie techniki mają takie właściwości, że magazynują i zatrzymują przez dłuższy okres pochłoniętą przez nie wilgoć. Pochłonięta wilgoć względnie absorbowana woda zostanie dopiero po okresie 24 godzin oddana z powrotem do stanu wyjściowego względem wilgoci atmosfery otoczenia, jak można tę informację uzyskać z opisu WO 2007/135069 A1.

Ta prędkość oddawania jest o wiele za niska dla normalnego sposobu użycia, na przykład materaców, podeszew do butów albo siedzeń pojazdów, które są używane przez wiele godzin dziennie, a zatem mają znacznie mniej niż 24 godziny czasu do oddania pochłoniętej wilgoci. Przy tym, można

PL 219 320 B1 mówić o tak zwanej wilgoci równowagowej, przy czym jest ona tą wartością wilgoci, w przypadku której pianka jest w równowadze z wilgocią, zawartą w atmosferze otoczenia.

U podstaw niniejszego wynalazku leży zatem zadanie opracowania elementu z tworzywa piankowego, który w celu polepszenia swego dysponowania wilgocią, pod względem prędkości oddawania wilgoci zawiera materiał, który może być ponadto jeszcze łatwo wspólnie przerabiany przy wytwarzaniu pianki.

Element z tworzywa piankowego ze środkiem hydrofilowym osadzonym w szkielecie tworzywa piankowego i utworzonym przez celulozę, przy czym element z tworzywa piankowego z dodaną celulozą ma odwracalną zdolność pochłaniania wilgoci, według wynalazku charakteryzuje się tym, że celuloza jest utworzona przez typ strukturalny modyfikacji krystalicznej celulozy II i że udział celulozy względem masy całkowitej tworzywa piankowego jest wybrany w dolnej granicy 0,1% wag., zwłaszcza 5% wag. i górnej granicy 10% wag., zwłaszcza 8,5% wag., natomiast jest podwyższona wartość wilgotności pianki elementu z tworzywa piankowego bazując na wartości wyjściowej wilgotności pianki odpowiednio do wilgoci równowagowej względem pierwszej atmosfery otoczenia z pierwszym klimatem z zadaną temperaturą 20°C i względną wilgotnością powietrza 55% podczas użycia w zmienionej względem pierwszej atmosfery otoczenia drugiej atmosferze otoczenia z drugim klimatem z temperaturą wyższą względem pierwszego klimatu 23°C i/lub wyższą względną wilgotnością powietrza 93%, a wilgoć pochłaniana przez celulozę II osadzoną w elemencie z tworzywa piankowego po użyciu w drugiej atmosferze otoczenia, po okresie w pierwszej atmosferze otoczenia z czasem trwania w zakresie z dolną granicą 1 godziny i górną granicą 16 godzin jest z powrotem oddana aż do ponownego osiągnięcia wartości wyjściowej wilgotności pianki odpowiednio do wilgoci równowagowej względem pierwszej atmosfery otoczenia.

₃

Korzystnie element z tworzywa piankowego ma gęstość w dolnej granicy 30 kg/m³ i górnej gra32 nicy 45 kg/m³, a pochłanianie pary wodnej według Hohenstein'a ma wartość Fi powyżej 5 g/m². We₃ dług wynalazku element z tworzywa piankowego ma ciężar objętościowy w dolnej granicy 30 kg/m³3 i górnej granicy 45 kg/m³, a wartość wilgotności pianki elementu z tworzywa piankowego jest zmniejszona z powyżej 5% bazując na drugiej atmosferze otoczenia z drugim klimatem po oddziaływaniu pierwszej atmosfery otoczenia z pierwszym klimatem 20°C i z wilgotnością względną wynoszącą 55% w ciągu okresu 2 min. o przynajmniej 2%.

Korzystnie w elemencie z tworzywa piankowego według wynalazku celuloza II jest utworzona w postaci krajanki włókien o długości włókien z dolną granicą 0,1 mm i górną granicą 5 mm. Celuloza II jest utworzona w postaci mielonych włókien o wielkości cząstek z dolną granicą 50 μm i górną granicą

0,5 mm.

Celuloza II jest utworzona przez sferyczne cząstki celulozy, przy czym sferyczne cząstki celulozy mają wielkość cząstek z dolną granicą 1 μm i górną granicą 400 μm.

Korzystnie, sferyczne cząstki celulozy mają stosunek osiowy (1:d) w dolnej granicy 1 i w górnej granicy 2,5.

Korzystnie w elemencie z tworzywa piankowego według wynalazku celuloza zawiera przynajmniej jeden z dodatków z grupy obejmującej pigmenty, substancje nieorganiczne, takie jak tlenek tytanu, podstechiometryczny tlenek tytanu, siarczan baru, wymieniacz jonów, polietylen, polipropylen, poliester, sadza, zeolity, węgiel aktywny, polimerowe superabsorbery lub środki ogniochronne.

Według wynalazku tworzywo piankowe stanowi pianka poliuretanowa (pianka PU).

Tworzywo piankowe ma strukturę piankową o otwartych komórkach.

Element z tworzywa piankowego według wynalazku jest stosowany do utworzenia wyrobu z tworzywa sztucznego, przy czym wyrób z tworzywa sztucznego jest wybrany z grupy obejmującej materace, tapicerkę meblową, poduszki.

Zaleta, wynikająca z elementu według wynalazku polega na tym, że przez dodanie celulozy do szkieletu piankowego otrzymuje się wystarczająco dużą zdolność pochłaniania dla wilgoci względnie cieczy, jednak pochłonięta wilgoć względnie ciecz, po obciążeniu przez używanie jest tak szybko jak to możliwe oddawana z powrotem do atmosfery otoczenia, tak że jest ponownie osiągana wilgoć równowagowa. Przez zastosowanie celulozy II unika się w ten sposób materiału ze strukturą włóknistą, przez co polepsza się sypkość i unika się wzajemnego zahaczania się na włóknach. Okres oddawania zależy od celu zastosowania względnie celu użycia elementu z tworzywa sztucznego, a wilgoć równowagowa ma być ponownie osiągana po użyciu jako materaca przykładowo najpóźniej po 16 godzinach. W przypadku podeszew do butów albo wkładek do butów ten okres należy ustalić jako jeszcze krótszy. Zatem, jako środek hydrofitowy dodaje się pewien udział celulozy, która zostaje równocześnie

PL 219 320 B1 domieszana albo wmieszana podczas wytwarzania pianki do jednego ze składników, tworzących piankę. Przez celulozę uzyskuje się nie tylko wystarczającą zdolność magazynowania, lecz również szybkie ponowne oddawanie pochłoniętej wilgoci z powrotem do otoczenia. Przez dodany udział celulozy uzyskuje się to, że w ten sposób można łatwo dostosować do najróżniejszych przypadków użycia zdolność pochłaniania i oddawania elementu z tworzywa piankowego.

W elemencie według wynalazku przez dodanie celulozy do szkieletu piankowego otrzymuje się wystarczająco wysoką zdolność przyjmowania wilgoci względnie cieczy, jednak pochłonięta wilgoć względnie ciecz po obciążeniu przez używanie jest oddawana tak szybko jak to możliwe z powrotem do atmosfery otoczenia, tak że uzyskuje się z powrotem wilgoć równowagową. Przez specjalną kombinację dodawania celulozy II i osiągane przy tym wartości gęstości uzyskuje się bardzo wysokie pochłanianie pary wodnej względnie pochłanianie wilgoci. Przez wysoką wartość pośredniego magazynowania wilgoci względnie wody, która jest pochłaniana w elemencie z tworzywa piankowego podczas użycia, można zapewnić użytkownikowi bardzo przyjemne uczucie suchości podczas używania. Przez to, ciało nie wchodzi w ten sposób w bezpośredni kontakt z wilgocią.

Przez dodanie celulozy do szkieletu piankowego otrzymuje się wystarczająco wysoką zdolność pochłaniania dla wilgoci względnie cieczy, jednak pochłonięta wilgoć względnie ciecz jest po obciążeniu przez używanie tak szybko jak to możliwe oddawana z powrotem do atmosfery otoczenia, tak że uzyskuje się z powrotem wilgoć równowagową. Przez specjalną kombinację dodawania celulozy II i osiągane przy tym wartości gęstości uzyskuje się bardzo wysokie pochłanianie pary wodnej względnie pochłanianie wilgoci. Przez to, przy dobrym komforcie zastosowania możną osiągnąć szybkie oddawanie wilgoci pochłoniętej w elemencie z tworzywa piankowego. Zatem, jest możliwe, także po wysokim pochłonięciu wilgoci, podjęcie ponownego użycia już po stosunkowo krótkim okresie i dysponowanie przy tym ponownie równocześnie suchym elementem z tworzywa piankowego.

Korzystna jest również kolejna postać wykonania elementu według wynalazku, gdyż w ten sposób w zależności od wytworzonego szkieletu piankowego pianki z tworzywa sztucznego może być następnie dostosowywana długość włókna, aby móc osiągnąć w ten sposób optymalny transport wilgoci, zarówno dla szybkiego pochłaniania jak i dla szybkiego oddawania po użyciu.

Korzystne jest ponadto wykonanie według którego można osiągnąć jeszcze drobniejsze rozmieszczenie cząstek celulozy utworzonej w postaci mielonych włókien w obrębie szkieletu piankowego, a przez to element z tworzywa piankowego można łatwo dopasować do najróżniejszych celów użycia.

Możliwe jest także polepszenie sypkości cząstek. Przez niezupełnie gładką i nieregularną strukturę powierzchniową prowadzi to do podwyższonej powierzchni specyficznej, która przyczynia się do doskonałego zachowania adsorpcyjnego cząstek celulozy.

Ponadto istnieje możliwość użycia takich cząstek również w przypadku tak zwanego spieniania

CO₂, nie zatykając przy tym drobnych otworów w płycie dyszowej.

Korzystne jest również dalsze wykonanie, w którym sferyczne cząstki celulozy mają stosunek osiowy (1:d) od 1 do 2,5, ponieważ unika się w ten sposób kształtu kulek i uzyskuje się nieregularną powierzchnię bez włóknistych wystrzępień albo fibryli. Unika się przez to prętowego wykonania i osiąga się korzystne rozmieszczenie w obrębie szkieletu pianki.

W elemencie z tworzywa piankowego celulozę można równocześnie podczas jej wytwarzania wzbogacać przynajmniej jednym dodatkowym dodatkiem względnie można dodawać przynajmniej jeden dodatkowy dodatek i w ten sposób dla domieszania do składnika reakcji trzeba uwzględnić tylko pojedynczy dodatek.

Według wynalazku można otrzymać element z tworzywa piankowego, który może znaleźć zastosowanie w najróżniejszych przypadkach użycia i w którym osiąga się transport wilgoci jeszcze w obrębie elementu z tworzywa piankowego.

Ponadto, jest jednak korzystne również zastosowanie elementu z tworzywa piankowego do najróżniejszych celów użycia, gdyż w ten sposób można polepszyć nie tylko komfort noszenia podczas używania, lecz następujący potem czas suszenia postępuje znacznie szybciej. Jest to korzystne właśnie w przypadku najróżniejszych siedzeń, materaców oraz wszystkich tych postaci użycia, w przypadku których jest oddawana wilgoć przez ciało.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia pierwszy wykres, na którym jest pokazane pochłanianie wilgoci między dwoma zadanymi klimatami różnych fragmentów próbki z różnym miejscem pobierania próbki, fig. 2 - drugi wykres, który pokazuje różne pochłanianie wilgoci tradycyjnej pianki i pianki z dodanymi cząstkami

PL 219 320 B1 celulozy, fig. 3 - trzeci wykres, który pokazuje różne oddawanie wilgoci tradycyjnej pianki i pianki z dodanymi cząstkami celulozy, a fig. 4 przedstawia wykres belkowy, który pokazuje pochłanianie pary wodnej tradycyjnej pianki z tworzywa sztucznego i w porównaniu do tego pianki z tworzywa sztucznego z dodanymi cząstkami celulozy.

Na wstępie należy stwierdzić, że w różnie opisywanych postaciach wykonania, jednakowe części są zaopatrzone w jednakowe oznaczniki względnie jednakowe oznaczenia elementów konstrukcyjnych, przy czym ujawnienia zawarte w całym opisie mogą zostać odpowiednio przeniesione na jednakowe części z jednakowymi oznacznikami względnie jednakowymi oznaczeniami elementów konstrukcyjnych. Również dane odnośnie położenia, wybrane w opisie, takie jak na przykład góra, dół, bok i tak dalej odnoszą się do bezpośrednio opisywanej oraz przedstawionej figury i należy je przenieść przy zmianie położenia odpowiednio na nowe położenie. Ponadto, również pojedyncze cechy albo kombinacje cech z pokazanych i opisanych różnych przykładów wykonania mogą stanowić same w sobie niezależne, wynalazcze albo zgodne z wynalazkiem rozwiązania.

Wszystkie dane odnośnie zakresów wartości w przedmiotowym opisie należy rozumieć w taki sposób, że współobejmują one ich dowolne i wszystkie zakresy częściowe, na przykład dane 1 do 10 należy rozumieć w taki sposób, że są wspólnie objęte wszystkie zakresy częściowe, poczynając od dolnej granicy 1 i górnej granicy 10, to znaczy wszystkie zakresy częściowe zaczynają się z dolną granicą 1 lub więcej i kończą się z górną granicą 10 albo mniej, na przykład 1 do 1,7, albo 3,2 do 8,1 albo 5,5 do 10.

Najpierw zostanie bliżej omówiony środek hydrofilowy, utworzony przez celulozę osadzony w piance z tworzywa sztucznego, zwłaszcza w wytworzonym z niej elemencie z tworzywa piankowego. Zatem, tworzy się element z tworzywa piankowego z pianki z tworzywa sztucznego oraz osadzonego w nim środka hydrofilowego. Pianka z tworzywa sztucznego ze swej strony może zostać utworzona przez odpowiednie zmieszanie spienianych ze sobą składników, występujących korzystnie w postaci płynnej, jak jest to już dostatecznie znane.

Jak już na wstępie opisano, w opisie WO 2007/135 069 A1 oprócz absorbujących wodę polimerów jako dodatkowy wypełniacz podane są włókna celulozowe. Mają one ewentualnie wzmacniać właściwości mechaniczne tworzywa piankowego. Okazało się tu jednak, że dodanie dodatków w postaci włókien utrudnia obróbkę spienianej mieszanki wyjściowej, gdyż zmieniają się jej właściwości przepływowe. Przykładowo, włókniste cząstki celulozy, które zostają wmieszane przed spienianiem zwłaszcza do składnika poliolowego, uczyniłyby go bardziej gęstopłynnym, co utrudnia lub nawet przeszkadza w zmieszaniu z kolejnym składnikiem, mianowicie izocyjanianem w głowicy dozującej instalacji do spieniania. Również może jednak zostać utrudnione także rozprzestrzenianie się masy reakcyjnej przez przepływ na taśmie transportowej instalacji do spieniania. Ponadto, włókniste cząstki celulozy mogą osadzać się również we wzmożonym stopniu jako osad w transportowych przewodach doprowadzających dla mieszanki reakcyjnej.

Zatem, dodawanie dodatków w postaci włókien jest możliwe tylko w pewnych granicach. Im mniejszy udział ilościowy dodatków w postaci włókien, zwłaszcza celulozowych krótkich włókien ciętych, tym mniejsza będzie również zdolność pochłaniania wody, gdy doda się je do tworzywa piankowego. Należy zatem liczyć się również już przy dodatku włóknistego proszku celulozowego w niewielkich ilościach ze wzrostem lepkości, zwłaszcza składnika poliolowego. Takie mieszanki nadają się wprawdzie zasadniczo do obróbki, przy czym jednak podczas obróbki należy zwracać uwagę na zmienioną lepkość.

Celulozę, względnie wytworzone z niej nici, włókna albo proszek otrzymuje się przeważnie przez przeróbkę i zmielenie błonnika lub też drewna i/lub roślin jednorocznych, jak jest to ogólnie znane.

Zależnie od nakładu przy wytwarzaniu otrzymuje się proszki różnej jakości (czystość, wielkość i tak dalej). Wspólne dla wszystkich proszków jest to, że mają one włóknistą strukturę, gdyż naturalna celuloza ma w każdym rzędzie wielkości wyraźną tendencję do tworzenia takich struktur włóknistych. Również MCC (celuloza mikrokrystaliczna), opisywana jako sferyczna, składa się mimo tego z krystalicznych fragmentów włókien.

Zależnie od mikrostruktury rozróżnia się różne typy strukturalne celulozy, zwłaszcza celulozę I i celulozę II. Te różnice między tymi obydwoma typami strukturalnymi są wyczerpująco opisane w literaturze specjalistycznej i mogą być ponadto stwierdzone rentgenograficznie.

Przeważająca część proszków celulozowych składa się z celulozy I. Wytwarzanie i wykorzystywanie proszków celulozy I objęte jest dużą ilością praw ochronnych. Chronione są tam na przykład również liczne techniczne szczegóły mielenia. Proszki celulozy I mają naturę włóknistą, co dla wielu

PL 219 320 B1 zastosowań nie jest bardzo korzystne, względnie jest nawet przeszkodą. Zatem, włókniste proszki mogą często prowadzić do zahaczania się włókien. Wiąże się z tym również ograniczona sypkość.

Proszki celulozowe na bazie celulozy II obecnie prawie nie występują w handlu. Takie proszki celulozowe z tą strukturą można otrzymać jako roztwór (najczęściej wiskoza) lub przez rozdrobnienie produktów celulozy II. Taki produkt stanowiłby przykładowo celofan. Ponadto, tak drobne proszki o wielkości ziarna 10 μm i mniej są również dostępne tylko w bardzo niewielkich ilościach.

Wytwarzanie sferycznych, niefibrylowych cząstek celulozy o wielkości cząstek w zakresie od 1 μm do 400 μm może przykładowo odbywać się z roztworu nie derywatyzowanej celulozy w mieszaninie z substancji organicznej i wody. Przy tym, ten roztwór ochładza się ze swobodnym przepływem poniżej jego temperatury krzepnięcia i następnie zakrzepnięty roztwór celulozowy rozdrabnia się. Następnie, wymywa się rozpuszczalnik, a rozdrobnione, wymyte cząstki suszy się. Następujące potem rozdrabnianie odbywa się najczęściej za pomocą młyna.

Szczególnie korzystne jest, gdy już do przygotowanego roztworu celulozy przed jego ochładzaniem i następującym potem krzepnięciem, wprowadza się razem przynajmniej pojedyncze z wymienionych następnie dodatków. Ten dodatek może być wybrany z grupy obejmującej pigmenty, substancje nieorganiczne, takie jak przykładowo tlenki tytanu, zwłaszcza podstechiometryczny tlenek tytanu, siarczan baru, wymieniacz jonów, polietylen, polipropylen, poliester, sadza, zeolity, węgiel aktywny, polimerowe superabsorbery lub środki ogniochronne. Są one wówczas tak samo wspólnie zawarte w wytarzanych później cząstkach celulozy. Dodawanie może odbywać się przy tym w dowolnych momentach w wytwarzaniu roztworu, w każdym przypadku jednak jeszcze przed zakrzepnięciem. Można przy tym wmieszać 1% wag. do 200% wag. dodatków, w odniesieniu do ilości celulozy. Okazało się, że te dodatki podczas wymywania nie są usuwane, lecz pozostają w cząstkach celulozy i zachowują jeszcze dalece swą funkcję. Można zatem stwierdzić, przykładowo przy wmieszaniu węgla aktywnego, że jego aktywna powierzchnia, którą można mierzyć na przykład metodą BET, pozostaje całkowicie zachowana również w gotowych produktach. Nie tylko dodatki znajdujące się na powierzchni cząstki celulozy, lecz również znajdujące się we wnętrzu są zatem dalej całkowicie dostępne. Jest to uznawane za szczególnie ekonomiczne, gdyż do przygotowanego roztworu celulozy trzeba dodać tylko niewielkie ilości dodatków.

Ma to tę zaletę, że do mieszaniny reakcyjnej do wytwarzania elementu z tworzywa piankowego należy dodać tylko cząstki celulozy z zawartymi już w nich dodatkami funkcjonalnymi. W przypadku znanego dotychczas osobnego domieszania wszystkich dodatków pojedynczo do mieszaniny reakcyjnej, trzeba uwzględnić tu dla wykonania spienienia tylko jeden rodzaj dodawania. Przez to można unikać niekontrolowanych wahań właściwości wielu różnych tych dodatków modyfikujących.

Przez to postępowanie otrzymuje się obecnie proszek celulozowy, składający się z cząstek, mających strukturę celulozy II. Proszek celulozowy ma wielkość cząstek w zakresie z dolną granicą 1 μm i górną granicą 400 μm przy średniej wielkości cząstek x50 z dolną granicą 4 μm i górną granicą 250 μm przy monomodalnym rozkładzie wielkości cząstek. Ponadto, proszek celulozowy względnie cząstki mają niemal w przybliżeniu sferyczny kształt cząstek o nieregularnej powierzchni, przy czym krystaliczność mieści się w zakresie z dolną granicą 15% i górną granicą 45% według metody Ramana.

₂

Ponadto, cząstki mają powierzchnię specyficzną (adsorpcja N2, BET) z dolną granicą 0,2 m²/g i górną ₂ granicą 8 m²/g przy gęstości nasypowej z dolną granicą 250 g/l i górną granicą 750 g/l. Struktura celulozy II jest otrzymywana przez rozpuszczanie i ponowne wytrącanie celulozy i odróżnia ona niniejsze cząstki zwłaszcza od cząstek wytworzonych z celulozy bez etapu rozpuszczania.

Na wielkość cząstek w uprzednio opisanym zakresie z dolną granicą 1 μm i górną granicą 400 μm i rozmieszczeniem cząstek charakteryzowanym przez wartość x50 z dolną granicą 4 μm, zwłaszcza 50 μm i górną granicą 250 μm, zwłaszcza 100 μm wpływa naturalnie sposób eksploatacji przy rozdrabnianiu przez mielenie. Przez szczególny sposób wytwarzania przez krzepnięcie swobodnie przepływającego roztworu celulozy i wywołane przez to właściwości zakrzepniętej masy celulozowej, można jednak szczególnie łatwo osiągnąć ten rozkład cząstek. Roztwór celulozowy zakrzepnięty pod obciążeniem ścinającym miałby w jednakowych warunkach rozdrabniania inne, jednak zwłaszcza fibrylarne właściwości.

Kształt stosowanych cząstek jest w przybliżeniu sferyczny. Te cząstki mają stosunek osiowy (d:g) w dolnej granicy 1 i górnej granicy 2,5. Mają one nieregularną powierzchnię, nie wykazują jednak pod mikroskopem włóknistych wystrzępień i fibryli. Zatem w żadnym wypadku nie chodzi o kulki z gładką powierzchnią. Taki kształt nie byłby jednak również szczególnie korzystny dla zamierzonych zastosowań.

PL 219 320 B1

Również gęstość nasypowa opisanych tu proszków celulozowych, leżąca między dolną granicą 250 g/l i górną granicą 750 g/l, jest wyraźnie wyższa niż gęstość nasypowa porównywalnych, fibrylarnych cząstek ze stanu techniki. Gęstość nasypowa ma istotne zalety ze strony techniki procesowej, ponieważ wyraża również zwartość opisanych tu proszków celulozowych, a zatem między innymi lepszą sypkość, podatność na wmieszanie do najróżniejszych ośrodków i bezproblemową zdolność do składowania.

Reasumując jeszcze raz stwierdza się, że otrzymane cząstki z proszku celulozowego mają ze względu na swą sferyczną strukturę polepszoną sypkość i prawie nie wykazują zachowania strukturalno-lepkiego. Scharakteryzowanie cząstek za pomocą szeroko rozprzestrzenionych w przemyśle przyrządów typu Particel-Sizing jest również ze względu na sferyczną postać prostsze i wymowniejsze. Niecałkowicie gładka i nieregularna struktura powierzchniowa prowadzi do podwyższonej powierzchni specyficznej, która przyczynia się do podwyższonego doskonałego zachowania adsorpcyjnego proszków.

Niezależnie od tego, byłoby jednak również możliwe, zmieszanie czystego proszku celulozowego względnie utworzonych z niego cząstek z kolejnymi cząstkami celulozy, które dodatkowo zawierają włączone dodatki w dolnej granicy 1% wag. i górnej granicy 200% wag. w odniesieniu do ilości celulozy. Poszczególne z tych dodatków mogą natomiast być wybrane z grupy obejmującej pigmenty, substancje nieorganiczne, takie jak przykładowo tlenki tytanu, zwłaszcza podstechiometryczny tlenek tytanu, siarczan baru, wymieniacz jonów, polietylen, polipropylen, poliester, węgiel aktywny, polimerowe superabsorbery i środki ogniochronne.

W zależności od stosowanego sposobu spieniania w celu wytwarzania tworzywa piankowego, zwłaszcza przy spienianiu CO₂, sferyczne cząstki celulozy w porównaniu ze znanymi włóknistymi cząstkami celulozy okazały się szczególnie korzystne. Spienianie CO₂ może odbywać się przy tym przykładowo według sposobu Novaflex-Cardio lub podobnych sposobów, przy czym stosuje się tu szczególnie drobne otwory w płytach dyszowych. Zgrubne i włókniste cząstki zatkałyby natychmiast otwory dyszowe i przysporzyłyby dalszych problemów. Zatem, właśnie w przypadku tego sposobu spieniania jest korzystny wysoki stopnień rozdrobnienia sferycznych cząstek celulozy.

Zgodny z wynalazkiem element z tworzywa piankowego względnie postępowanie w celu wytwarzania elementu z tworzywa piankowego zostanie następnie bliżej wyjaśnione na podstawie kilku przykładów. Należy je rozumieć jako możliwe postacie wykonania wynalazku, przy czym wynalazek nie jest w żadnym wypadku ograniczony do zakresu tych przykładów.

Dane odnośnie wilgoci w % wag. odnoszą się do masy względnie ciężaru całego elementu z tworzywa piankowego (pianka z tworzywa sztucznego, cząstki celulozowe i woda względnie wilgoć).

P r z y k ł a d 1:

Wytwarzany element z tworzywa piankowego może być utworzony z pianki z tworzywa sztucznego, jak przykładowo z poliuretanowego miękkiego tworzywa piankowego, przy czym mogą natomiast znaleźć tu zastosowanie najróżniejsze możliwości wytwarzania i sposoby. Takie pianki mają zazwyczaj strukturę piankową o otartych komórkach. Może to odbywać się przykładowo na maszynie do spieniania „QFM“ firmy Hennecke, przy czym tworzywo piankowe wytwarza się w sposobie dozowania wysokociśnieniowego w ciągłym procesie. Wszystkie wymagane składniki są dokładnie dozowane ze wsparciem komputera poprzez sterowane pompy i są mieszane według zasady mieszania. Jeden z tych składników stanowi w przedmiotowym przypadku poliol, który ma dodane uprzednio opisane cząstki celulozy. Ze względu na domieszanie cząstek celulozy do składnika reakcyjnego poliolu są konieczne jeszcze różne dopasowania receptury, takiej jak wody, katalizatorów, stabilizatorów oraz TDI, aby dalece zneutralizować wpływ domieszanego proszku celulozowego w celu wytwarzania i osiąganych następnie wartości fizycznych.

Wytworzono możliwą zgodną z wynalazkiem piankę z 7,5% wag. sferycznych cząstek celulozy. W tym celu, najpierw wytworzono sferyczny proszek celulozowy, który dodano w następnej kolejności do składnika reakcyjnego wytwarzanego tworzywa piankowego. Udział ilościowy celulozy odnośnie masy całkowitej tworzywa piankowego, zwłaszcza pianki z tworzywa sztucznego może mieścić się przy tym w dolnej granicy 0,1% wag., zwłaszcza 5% wag. i górnej granicy 10% wag., zwłaszcza 8,5% wag.

P r z y k ł a d 2 (przykład porównawczy):

W celu porównania z przykładem 1 wytworzono tu z pianki z tworzywa sztucznego element z tworzywa piankowego, który został wytworzony bez dodania proszku celulozowego względnie cząstek celulozy. Może przy tym chodzić o piankę standardową, piankę HR względnie piankę wiskozową, które zostały każdorazowo wytworzone i spienione w znanej recepturze.

PL 219 320 B1

Najpierw próbowano stwierdzić, czy dodane cząstki celulozy są pod względem wysokości równomiernie rozmieszczone we wszystkich warstwach wytworzonego elementu z tworzywa piankowego.

Przeprowadzano to w taki sposób, że na podstawie pochłaniania wody tworzywa piankowego w klimacie normalnym w 20°C i 55% w.w. oraz w kolejnym klimacie standaryzowa nym w 23°C i 93% w.w. ustalono tak zwaną wilgoć równowagową. W tym celu, na trzech różnych wysokościach bloku z tworzywa piankowego, wytworzonego w przykładzie 1 oraz przykładzie 2, pobrano jednakowo duże fragmenty próbki i zmierzono każdorazowo pochłanianie wody w obydwu uprzednio opisanych klimatach standaryzowanych. Przy tym, 1,0 m oznacza górną warstwę bloku z tworzywa piankowego, 0,5 m środkową warstwę, a 0,0 mm dolną warstwę tworzywa piankowego do pobierania fragmentów próbki z pianki z tworzywa sztucznego z dodanymi do niej cząstkami celulozy. Wysokość całkowita bloku wynosiła około 1 m. Jako porównanie służyła bezcelulozowa pianka z tworzywa sztucznego z przykładu 2.

T a b e l a 1:

Próbka	Przykład 1 góra	Przykład 1 środek	Przykład 1 dół	Przykład 2
Klimat normalny	1,6%	1,6%	1,5%	0,7%
Wilgoć równowagowa ciała	4,6%	4,7%	4,5%	2,5%

Jak można zauważyć z podanych wartości liczbowych, pianka z dodanymi do niej cząstkami celulozy pochłania zarówno w klimacie normalnym, jak i w kolejnym klimacie standaryzowanym z wilgocią równowagową ciała znacznie więcej wilgoci względem bezcelulozowego tworzywa piankowego. Także różne miejsce pobierania fragmentów próbek (góra, środek, dół) pokazuje stosunkowo dobrą zgodność wyników pomiarów, przez co można wyciągać wnioski o jednorodnym rozmieszczeniu cząstek celulozy w wytworzonym elemencie z tworzywa piankowego.

Następna tabela 2 pokazuje właściwości mechaniczne obydwu tworzyw piankowych według przykładu 1 i przykładu 2. Można wyraźnie zauważyć, że typy tworzywa piankowego z dodanymi cząstkami celulozy mają porównywalne właściwości mechaniczne jak tworzywo piankowe bez dodanych cząstek celulozy. Świadczy to o bezproblemowej przetwarzalności składników reakcyjnych, zwłaszcza gdy są w nich dołączone sferyczne cząstki celulozy.

T a b e l a 2:

	Typy pianki
	A	A	B	B
Udział proszku (cząstki celulozy)	0%	10%	0%	7,50%
Ciężar objętościowy	33,0 kg/m³	33,3 kg/m³	38,5 kg/m³	43,8 kg/m³
Twardość spęczania 40%	3,5 kPa	2,3 kPa	2,7 kPa	3,0 kPa
Sprężystość	48%	36%	55%	50%
Wytrzymałość na zerwanie	140 kPa	100 kPa	115 kPa	106 kPa
Rozciąganie	190%	160%	220%	190%
wet compression set (22 godz./70% nacisk.50°C/95% w. w.)	6%	50%	6%	9%

Element z tworzywa piankowego bez dodanych cząstek celulozy powinien mieć dla obydwu podanych typów pianki następujące wartości zadane:

PL 219 320 B1

	Typy pianki
	A	B
Ciężar objętościowy	33,0 kg/m³	38,5 kg/m³
Twardość spęczania 40%	3,4 kPa	2,7 kPa
Sprężystość	>44%	>45%
Wytrzymałość na zerwanie	>100 kPa	>100 kPa
Rozciąganie	>150%	>150%
wet compression set (22 godz./70% nacisk.50°C/95% w. w.)	<15%	<15%

Przeciętny ciężar objętościowy względnie gęstość całego elementu z tworzywa piankowego ₃ mieści się przy tym w zakresie w dolnej granicy 30 kg/m^A i górnej granicy 45 kg/m .

Na fig. 1 jest pokazana wilgotność pianki w procentach jednorodnych korpusów próbnych jednak w różnym położeniu pobierania z całego elementu z tworzywa piankowego, jak zostało to już uprzednio opisane. Przy tym, wilgotność pianki w [%] jest naniesiona na rzędnej. Udział dodanego proszku celulozowego względnie cząstek celulozy wynosi w tym przykładzie 10% wag., a w przypadku cząstek celulozy chodzi natomiast o uprzednio opisane sferyczne cząstki celulozy. Te poszczególne różne pobrania próbki z dodatkiem i bez dodatku są naniesione na odciętej.

Przedstawione kołami punkty pomiarowe dla wilgotności pianki poszczególnych fragmentów próbki stanowią wartość wyjściową, przy czym punkty pomiarowe przedstawione w kwadratach pokazują jednakowy fragment próbki jednak po jednym dniu pochłaniania wilgoci. Niższe wartości wyjściowe zostały ustalone w przypadku uprzednio opisanego klimatu normalnego, przy czym kolejna naniesiona wartość w przypadku jednakowego fragmentu próbki przedstawia pochłanianie wilgoci w kolejnym klimacie standaryzowanym po 24 godzinach w 23°C i 93% w.w. Skrót w.w. oznacza wilgotność względną względnie wilgotność powietrza i jest podany w %.

Na fig. 2 jest pokazany przebieg pochłaniania wilgoci przez okres 48 godzin, przy czym wartości czasu (t) na odciętej są naniesione w [h]. Przy tym, stan wyjściowy korpusu próbki stanowi uprzednio określony klimat normalny wynoszący 20°C i 55% w. w. Kolejny klimat standaryzowany w 23°C i 93% w. w. ma przedstawiać klimat użycia względnie klimat ciała, aby móc w ten sposób stwierdzić okres wzrostu wilgotności pianki w % wag. Wartości wilgotności pianki są naniesione w [%] na rzędnej.

Zatem, pierwsza linia 1 wykresu z zaznaczonymi kołami punktami pomiarowymi pokazuje element z tworzywa piankowego ze wstępnie określoną wielkością próbki według przykładu 2 bez dodanych cząstek celulozy względnie proszku celulozowego.

Kolejna linia 2 wykresu z punktami pomiarowymi, przedstawionymi jako kwadraty, pokazuje wilgotność pianki elementu z tworzywa piankowego, do którego zostało dodane 7,5% wag. cząstek celulozy względnie proszku celulozowego. W przypadku cząstek celulozy chodzi natomiast o uprzednio opisane sferyczne cząstki celulozy.

Przebieg pochłaniania wilgoci przez 48 godzin pokazuje, że wilgoć równowagowa ciała „pianki” w „klimacie ciała” jest osiągnięta już po krótkim czasie. Zatem, można zauważyć, że tworzywo piankowe z dodanymi cząstkami celulozy, w ciągu 3 godzin może pochłonąć podwójnie dużo wilgoci jak tworzywo piankowe według przykładu 2 bez dodanych cząstek celulozy.

Wartości pomiarowe dla pochłaniania wilgoci zostały stwierdzone przez przechowywanie frag₃ mentów tworzywa piankowego przy objętości około 10 cm³ w eksykatorze z ustawioną wilgotnością powietrza (ponad nasyconym roztworem KNO₃ i 93% w.w.) po uprzednim wysuszeniu próbek. Po określonych czasach poszczególne próbki zostały wyjęte z eksykatora i zmierzono przyrost ciężaru (= pochłanianie wody). Wahania pochłaniania wilgoci tłumaczy się posługiwaniem się próbkami oraz lekkimi niejednorodnościami próbek.

Na fig. 3 jest pokazane zachowanie schnięcia elementu z tworzywa piankowego z dodanymi cząstkami celulozy według przykładu 1 w porównaniu do tworzywa piankowego z przykładu 2 bez takich cząstek celulozy. W celu porównania, obydwa fragmenty próbek najpierw kondycjonowano 24 godziny w „klimacie ciała”. Wykazało to natomiast w 23°C wilgotność względną 93%. Wartości wilgotności pianki są natomiast naniesione na rzędnej w [%], czas (t) w [min] na odciętej. Podane wartości % wilgotności pianki są procentem wagowym w odniesieniu do masy względnie ciężaru

PL 219 320 B1 całego elementu z tworzywa piankowego (pianka z tworzywa sztucznego, cząstki celulozy i woda względnie wilgoć).

Punkty pomiarowe przedstawione w kołach dotyczą natomiast elementu z tworzywa piankowego według przykładu 2 bez dodanych cząstek celulozy, przy czym została naniesiona odpowiednia linia 3 wykresu, pokazująca spadek wilgotności. Punkty pomiarowe, przedstawione jako kwadraty, są określone przez element z tworzywa piankowego z dodanymi cząstkami celulozy. Odpowiednia kolejna linia 4 wykresu pokazuje również szybki spadek wilgotności. Udział cząstek celulozy wynosił natomiast 7,5% wag.

Jest tu wyraźne, że wilgoć równowagowa 2% osiągana jest z powrotem już po około 10 minutach. Jest to znacznie szybciej niż w przypadku tworzywa piankowego według stanu techniki, w którym oddawanie porównywalnej ilości wody trwa wiele godzin.

Gdy natomiast kondycjonowano element z tworzywa piankowego z dodanymi cząstkami celulozy modyfikacji krystalicznej celulozy II przez okres 24 godzin w „klimacie ciała” i następne wystawiono na działanie „klimatu normalnego” to przyjął on w „klimacie ciała” najpierw zawartość wilgoci powyżej 5% wag. i w ciągu okresu 2 min po wprowadzeniu do „klimatu normalnego zmniejszył zawartość wilgoci o przynajmniej dwa (2) % wag.

Na fig. 4 jest przedstawione na wykresie belkowym pochłanianie pary wodnej „Fi” według Ho₂ hestein'a w [g/m²], przy czym te wartości są naniesione na rzędnej.

Okres, w którym nastąpiło pochłanianie pary wodnej poczynając od uprzednio określonego klimatu normalnego 20°C i 55% w.w. w również uprzednio opisanym klimacie standardowym w 23°C i 93% w.w. (klimat użycia względnie klimat ciała), wynosił dla obydwu ustalonych wartości pomiarowych 3 (trzy) godziny. W przypadku korpusów próbnych chodzi każdorazowo o uprzednio opisane typy pianki „B”. Zatem, pierwsza belka wykresu 5 pokazuje typ pianki „B” bez dodanej celulozy ₂ względnie cząstek celulozy. Wartość pomiarowa wynosi tu około 4,8 g/m². Korpus piankowy z dodaną ₂ celulozą wykazywał natomiast wyższą względem tego wartość około 10,4 g/m² i jest ona przedstawio₂ na na kolejnej belce wykresu 6. Zatem, ta kolejna wartość mieści się ponad wartością 5 g/m² według Hohenstein'a.

Element z tworzywa piankowego zostaje utworzony z pianki z tworzywa sztucznego, przy czym jako korzystne tworzywo piankowe stosowana jest pianka PU. Jak wyjaśniono uprzednio w przypadku poszczególnych wykresów, dla określenia pochłaniania wilgoci punktem wyjścia jest tak zwana wilgoć równowagowa, która stanowi „klimat normalny” i ma w 20°C wilgotność względną 55%. Dla symulacji użycia określono kolejny, klimat standaryzowany, mający w 23°C wilgotność względną 93%. Ten kolejny klimat standaryzowany ma przedstawiać przykładowo wprowadzanie wilgoci podczas używania przez wydzielające pot ciało istoty żywej, zwłaszcza człowieka. W tym celu, celuloza osadzona w elemencie z tworzywa piankowego, powinna znowu oddać wilgoć pochłoniętą podczas użycia po zakończeniu używania w ciągu okresu w zakresie z dolną granicą 1 godziny i górną granicą 16 godzin i w ten sposób cały element z tworzywa piankowego powinien przyjąć wilgoć równowagową względem atmosfery otoczenia. Oznacza to, że celuloza po zakończeniu używania bardzo szybko oddaje zmagazynowaną w niej wilgoć do atmosfery otoczenia i przez to następuje schnięcie elementu z tworzywa piankowego.

Jak już wymieniono na wstępie, jest mowa wówczas o wilgoci równowagowej, gdy element z tworzywa piankowego jest tak długo wystawiony na działanie jednej z uprzednio opisanych atmosfer otoczenia, aż wartość wilgotności elementu z tworzywa piankowego (wilgotność pianki) będzie w równowadze z wartością wilgotności, zawartą w atmosferze otoczenia. Przy osiągnięciu wilgoci równowagowej nie występuje już wówczas wzajemna wymiana wilgoci między elementem z tworzywa piankowego i atmosferą otoczenia, otaczającą element z tworzywa piankowego.

Zatem, uprzednio opisaną metodę badania można przeprowadzać przykładowo w taki sposób, że element z tworzywa piankowego jest tak długo wystawiony na działalnie pierwszej atmosfery otoczenia z pierwszym klimatem z wstępnie określoną temperaturą i względną wilgotnością powietrza, jak na przykład 20°C i 55% w.w. aż z tą atmosferą otoczenia zostanie osiągnięta wilgoć równowagowa, a następnie ten sam element z tworzywa piankowego jest wystawiony na działalnie drugiej atmosfery otoczenia, zmienionej względnie odmiennej względem pierwszej atmosfery otoczenia. Ta druga atmosfera otoczenia ma drugi klimat z wyższą względem pierwszego klimatu temperaturą i/lub wyższą względną wilgotnością powietrza, jak na przykład 23°C i 93% w.w. Przy tym, wzrasta wartość wilgotności pianki, przy czym wilgoć jest pochłaniana przez celulozę, osadzoną w tworzywie piankowym. Następnie, ten sam element z tworzywa piankowego wystawia się ponownie na działanie pierwszej

PL 219 320 B1 atmosfery otoczenia, przy czym następnie po uprzednio podanym okresie między 1 i 16 godzinami jest znowu osiągnięta wartość wyjściowa wilgotności pianki odpowiednio do wilgoci równowagowej odnośnie pierwszej atmosfery otoczenia. Zatem, w ciągu tego okresu, wilgoć pochłonięta uprzednio przez celulozę w drugiej atmosferze otoczenia zostaje ponownie oddana do atmosfery otoczenia, a zatem zredukowana.

Podana tu dolna granica 1 godziny jest zależna od ilości pochłoniętej cieczy względnie wilgoci i może jednak mieścić się wyraźnie poniżej tej wartości i wynosić również tylko kilka minut.

Niezależnie od uprzednio opisanych sferycznych cząstek celulozy jest również jeszcze możliwe, utworzenie celulozy w postaci krajanki włókien o długości włókien w dolnej granicy 0,1 mm i górnej granicy 5 mm. Byłoby jednak jeszcze również możliwe, aby celuloza była utworzona w postaci zmielonych włókien o wielkości cząstek w dolnej granicy 50 μm i górnej granicy 0,5 mm. Wytwarzane tworzywo piankowe ma zależnie od przypadku zastosowania różne właściwości tworzywa piankowego, charakteryzujące się najróżniejszymi właściwościami fizycznymi.

Twardość spęczania przy 40% naciskaniu może mieć dolną granicę 1,0 kPa i górną granicę 10,0 kPa. Sprężystość podczas testu spadającej kulki może mieć wartość z dolną granicą 5% i górną granicą 70%. Ten sposób testowania przeprowadza się według normy EN ISO 8307 i określa się przy tym wysokość odskakiwania i wiążącą się z tym odbojność.

Jeśli w przypadku wytwarzanego elementu z tworzywa piankowego chodzi o element z poliuretanowego tworzywa piankowego, zwłaszcza miękkiego tworzywa piankowego, to może być ono wytworzone zarówno na bazie TDI, jak i na bazie MDI. Mogą znaleźć jednak zastosowanie również inne tworzywa piankowe, takie jak przykładowo pianka polietylenowa, pianka polistyrenowa, pianka poliwęglanowa, pianka PVC, pianka poliimidowa, pianka silikonowa, pianka PMM (polimetakrylan metylu), pianka kauczukowa, które tworzą szkielet piankowy, w którym może zostać osadzona celuloza. Wysokie pochłanianie wilgoci jest przy tym niezależne od systemu surowcowego oraz od tego, według jakiego sposobu zostało wytworzone tworzywo piankowe, gdyż odwracalna zdolność pochłaniania wilgoci jest uzyskiwana przez wprowadzenie, względnie osadzenie celulozy. Korzystnie, stosuje się typy tworzywa piankowego z otwartymi komórkami, umożliwiające niezakłóconą wymianę powietrza z atmosferą otoczenia. Jest również istotne także jednorodne rozmieszczenie celulozy, dodanej do szkieletu piankowego, jak zostało to już opisane przy przeprowadzonych uprzednio próbach. Jeśli miałby nie występować szkielet piankowy z otwartymi komórkami, to można je wykonać z otwartymi komórkami przez celowe i znane obróbki wtórne.

Jeśli jako materiał wyjściowy stosuje się jako jeden ze składników reakcyjnych poliol, można tam dodawać celulozę przed spienianiem. Dodawanie może odbywać się przez wmieszanie względnie dyspergowanie celulozy według ich znanych w branży metod. Funkcję poliolu pełni taki, który jest konieczny dla odpowiedniego typu tworzywa piankowego i jest on dodawany w ilości koniecznej w recepturze. Należy przy tym uwzględnić jeszcze zawartość wilgoci cząstek celulozy przy układaniu receptury. Element z tworzywa piankowego może służyć do utworzenia poszczególnych wyrobów z tworzywa sztucznego, przy czym wyrób z tworzywa sztucznego jest wybrany z grupy obejmującej materace, tapicerkę meblową i poduszki.

Przykłady wykonania pokazują możliwe warianty wykonania elementu z tworzywa piankowego z osadzonym w piance z tworzywa sztucznego środkiem hydrofilowym, utworzonym przez celulozę, przy czym należy w tym miejscu zauważyć, że wynalazek nie jest ograniczony do jego przedstawionych wariantów wykonania lecz są raczej możliwe również różne wzajemne kombinacje poszczególnych wariantów wykonania i ta możliwość odmiany ze względu na naukę odnośnie postępowania technicznego przez przedmiotowy wynalazek mieści się w zakresie umiejętności specjalisty z tej dziedziny techniki. Zakresem ochrony są zatem również współobjęte wszystkie ewentualne warianty wykonania, możliwe przez kombinacje poszczególnych szczegółów przedstawionego i opisanego wariantu wykonania.

PL 219 320 B1

Zestawienie oznaczników linia wykresu linia wykresu linia wykresu linia wykresu belka wykresu belka wykresu

Zastrzeżenia patentowe

Claims

1. Element z tworzywa piankowego ze środkiem hydrofilowym osadzonym w szkielecie tworzywa piankowego i utworzonym przez celulozę, przy czym element z tworzywa piankowego z dodaną celulozą ma odwracalną zdolność pochłaniania wilgoci, znamienny tym, że celuloza jest utworzona przez typ strukturalny modyfikacji krystalicznej celulozy II i że udział celulozy względem masy całkowitej tworzywa piankowego jest wybrany w dolnej granicy 0,1% wag., zwłaszcza 5% wag. i górnej granicy 10% wag., zwłaszcza 8,5% wag., natomiast jest podwyższona wartość wilgotności pianki elementu z tworzywa piankowego bazując na wartości wyjściowej wilgotności pianki odpowiednio do wilgoci równowagowej względem pierwszej atmosfery otoczenia z pierwszym klimatem z zadaną temperaturą 20°C i względną wilgotnością powietrza 55% podczas użycia w zmienionej względem pierwszej atmosfery otoczenia drugiej atmosferze otoczenia z drugim klimatem z temperaturą wyższą względem pierwszego klimatu 23°C i/lub wyższą względną wilgotnością powietrza 93%, a wilgoć pochłaniana przez celulozę II osadzoną w elemencie z tworzywa piankowego po użyciu w drugiej atmosferze otoczenia, po okresie w pierwszej atmosferze otoczenia z czasem trwania w zakresie z dolną granicą 1 godziny i górną granicą 16 godzin jest z powrotem oddana aż do ponownego osiągnięcia wartości wyjściowej wilgotności pianki odpowiednio do wilgoci równowagowej względem pierwszej atmosfery otoczenia.

2. Element z tworzywa piankowego według zastrz. 1, znamienny tym, że element z tworzywa piankowego ma gęstość w dolnej granicy 30 kg/m^{3 4 5 6 7 8 9 10} i górnej granicy 45 kg/m³, a pochłanianie pary ₂ wodnej według Hohenstein'a ma wartość Fi powyżej 5 g/m².

3. Element z tworzywa piankowego według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że element z tworzywa piankowego ma ciężar objętościowy w dolnej granicy 30 kg/m³ i górnej granicy 45 kg/m³, a wartość wilgotności pianki elementu z tworzywa piankowego jest zmniejszona z powyżej 5% bazując na drugiej atmosferze otoczenia z drugim klimatem po oddziaływaniu pierwszej atmosfery otoczenia z pierwszym klimatem 20°C i z wilgotnością względną wynoszącą 55% w ciągu okresu 2 min. o przynajmniej 2%.

4. Element z tworzywa piankowego według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że celuloza II jest utworzona w postaci krajanki włókien o długości włókien z dolną granicą 0,1 mm i górną granicą 5 mm.

5. Element z tworzywa piankowego według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że celuloza II jest utworzona w postaci mielonych włókien o wielkości cząstek z dolną granicą 50 μm i górną granicą 0,5 mm.

6. Element z tworzywa piankowego według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że celuloza II jest utworzona przez sferyczne cząstki celulozy.

7. Element z tworzywa piankowego według zastrz. 6, znamienny tym, że sferyczne cząstki celulozy mają wielkość cząstek z dolną granicą 1 μm i górną granicą 400 μm.

8. Element z tworzywa piankowego według zastrz.7, znamienny tym, że sferyczne cząstki celulozy mają stosunek osiowy (l:d) w dolnej granicy 1 i w górnej granicy 2,5.

9. Element z tworzywa piankowego według zastrz. 1 albo 7, albo 8, znamienny tym, że celuloza zawiera przynajmniej jeden z dodatków z grupy obejmującej pigmenty, substancje nieorganiczne, takie jak tlenek tytanu, podstechiometryczny tlenek tytanu, siarczan baru, wymieniacz jonów, polietylen, polipropylen, poliester, sadza, zeolity, węgiel aktywny, polimerowe superabsorbery lub środki ogniochronne.

10. Element z tworzywa piankowego według zastrz. 1 albo 7, znamienny tym, że tworzywo piankowe stanowi pianka poliuretanowa (pianka PU).

PL 219 320 B1

11. Element z tworzywa piankowego według zastrz. 10, znamienny tym, że tworzywo piankowe ma strukturę piankową o otwartych komórkach.

12. Zastosowanie elementu z tworzywa piankowego określonego zastrz. 1 - 11 do utworzenia wyrobu z tworzywa sztucznego, przy czym wyrób z tworzywa sztucznego jest wybrany z grupy obejmującej materace, tapicerkę meblową, poduszki.