WO2008074705A1 - Anisotropic cellular elastomers - Google Patents

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WO2008074705A1 PCT/EP2007/063748 EP2007063748W WO2008074705A1 WO 2008074705 A1 WO2008074705 A1 WO 2008074705A1 EP 2007063748 W EP2007063748 W EP 2007063748W WO 2008074705 A1 WO2008074705 A1 WO 2008074705A1
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Gitta Egbers
Maximilian RÜLLMANN
Johann-Diedrich Brand
Manja Nürnberger
Steffen Mayer
Claus Gabriel
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Abstract

The present invention relates to cellular elastomers, wherein the cellular elastomer comprises magnetizable particles, which have a chain-shaped orientation parallel to one another. In addition, the invention relates to a method for producing cellular elastomers, preferably cellular polyurethane elastomers, with cellular polyurethane elastomers having a density according to DIN EN ISO 845 between 200 kg/m3 and 5000 kg/m3 (wherein the weight of said magnetizable particles is taken into consideration) being particularly preferred. The cellular elastomers are produced in the presence of magnetizable particles such that said magnetizable particles are present in the cellular elastomer. The production of the cellular elastomers is carried out in the presence of a preferably artificial magnetic field, which has a flux density of greater than 0.01 tesla, preferably a flux density of between 0.05 and 2 tesla. In addition, the present invention relates to cellular elastomers obtained in this way, particularly shoe soles comprising the inventive cellular elastomers.

Description

Anisotrope zellige Elastomere Anisotropic cellular elastomers
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft zellige Elastomere, wobei das zellige Elastomer ma- gnetisierbare Teilchen enthält, die eine kettenförmige Ausrichtung parallel zueinander aufweisen. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf Verfahren zur Herstellung von zelligen Elastomeren, bevorzugt zelligen Polyurethanelastomeren, besonders bevorzugt zelligen Polyurethanelastomeren mit einer Dichte nach DIN EN ISO 845 zwischen 200 kg/m3 und 5000 kg/m3 (wobei das Gewicht der u.g. magnetisierbaren Teilchen berücksichtigt ist), wobei man die zelligen Elastomere in Gegenwart von magnetisierbaren Teilchen herstellt, so dass diese magnetisierbaren Teilchen in dem zelligen E- lastomer vorliegen, und die Herstellung der zelligen Elastomeren in Gegenwart eines bevorzugt künstlichen Magnetfeldes durchführt, das eine Flussdichte von größer als 0,01 Tesla, bevorzugt mit einer Flussdichte zwischen 0,05 und 2 Tesla aufweist. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung derart erhältliche zellige Elastomere, insbesondere Schuhsohlen enthaltend die erfindungsgemäßen zelligen Elastomere.The present invention relates to cellular elastomers wherein the cellular elastomer contains magnetizable particles having a chain-like orientation parallel to each other. In addition, the invention relates to processes for the preparation of cellular elastomers, preferably cellular polyurethane elastomers, more preferably cellular polyurethane elastomers having a density according to DIN EN ISO 845 between 200 kg / m 3 and 5000 kg / m 3 (taking into account the weight of ug magnetizable particles wherein the cellular elastomers are prepared in the presence of magnetizable particles so that these magnetizable particles are present in the cellular elastomer, and the preparation of the cellular elastomers is carried out in the presence of a preferably artificial magnetic field having a flux density greater than 0, 01 Tesla, preferably with a flux density between 0.05 and 2 Tesla. Moreover, the present invention relates to cellular elastomers obtainable in this way, in particular shoe soles comprising the cellular elastomers according to the invention.
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind den Ansprüchen, der Be- Schreibung und den Beispielen zu entnehmen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale des erfindungsgemäßen Gegenstandes nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further embodiments of the present invention can be taken from the claims, the description and the examples. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained of the subject matter according to the invention can be used not only in the particular combination specified, but also in other combinations, without departing from the scope of the invention.
Zellige, beispielsweise mikrozellige Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte, üblicherweise Polyurethane und/oder Polyisocyanurate, die gegebenenfalls Harnstoffstrukturen enthalten können und erhältlich sind durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind allge- mein bekannt.Cellular, for example, microcellular polyisocyanate polyaddition products, usually polyurethanes and / or polyisocyanurates, which may optionally contain urea structures and are obtainable by reacting isocyanates with isocyanate-reactive compounds and processes for their preparation are generally known.
Eine besondere Ausgestaltung dieser Produkte sind zellige, insbesondere mikrozellige Polyurethanelastomere, die sich von üblichen Polyurethanschaumstoffen durch ihre wesentlich höhere Dichte von üblicherweise 150 bis 700 kg/m3, ihre besonderen physi- kaiischen Eigenschaften und die dadurch bedingten Anwendungsmöglichkeiten unterscheiden. Häufig werden diese zelligen Polyurethanelastomere in Form von Schaumstoffen mit einer kompakten Oberfläche und einem zelligen Kern, sogenannten Polyu- rethanintegralweichschaumelastomeren, eingesetzt. Derartige Integralschaumstoffe finden beispielsweise Anwendung als Schuhsohle, zum Beispiel für Straßenschuhe, Sportschuhe, Sandalen und Stiefel. Dabei kann das Polyurethanweichintegral- schaumelastomere als Laufsohle, als Zwischensohle sowie für Dekorteile eingesetzt werden. Bekannte Schuhsolen haben eine konstante Dämpfung über der gesamten Sohlenfläche. Für optimale biomechanische Performance der Sohlen, zur Erhöhung des Komforts und zur Vorbeugung von Verletzungen ist eine lokal variierende Kompressions- steifigkeit wünschenswert. So könnte zum Beispiel im Bereich des Vorfußes die Sohle härter, im Bereich der Ferse weicher sein. Eine derartige lokale Variation der Kom- pressionssteifigkeit ist momentan nur über relativ aufwändige Verfahren möglich, wobei die Formulierung des Elastomers, bevorzugt des Polyurethan-Systems, beim Herstellen der Sohle variiert wird. Dies erfordert aber einen sehr hohen apparativen Aufwand und ist daher unwirtschaftlich.A particular embodiment of these products are cellular, in particular microcellular polyurethane elastomers, which differ from conventional polyurethane foams by their substantially higher density of usually 150 to 700 kg / m 3 , their particular physical properties and the possible applications thereof. Frequently, these cellular polyurethane elastomers are used in the form of foams having a compact surface and a cellular core, so-called polyurethane integral flexible foam elastomers. Such integral foams are used, for example, as a shoe sole, for example for street shoes, sports shoes, sandals and boots. In this case, the polyurethane soft integral foam elastomer can be used as an outsole, as a midsole and for decorative parts. Known shoe soles have a constant cushioning over the entire sole surface. For optimal biomechanical performance of the soles, to increase comfort and to prevent injuries, locally varying compression stiffness is desirable. For example, in the area of the forefoot the sole could be harder, softer in the heel area. Such a local variation of the compressive stiffness is currently only possible by means of relatively complicated processes, the formulation of the elastomer, preferably of the polyurethane system, being varied during the production of the sole. However, this requires a very high expenditure on equipment and is therefore uneconomical.
Bei der Herstellung von zelligen elastomeren Schuhsohlen, bevorzugt Polyurethansohlen wird aus organisatorischen Gründen in vielen Fällen das gleiche Ausgangsmaterial, beispielsweise das gleiche Polyurethansystem verwendet, um Sohlen für verschiedene Schuhgrößen zu fertigen. Bei größeren Schuhgrößen ist meist das Körpergewicht des Trägers größer als bei kleineren Schuhgrößen. Hier wäre eine größere Kompressions- steifigkeit der Sohle wünschenswert. Dies wäre ebenfalls nur durch Verwendung unterschiedlicher Formulierungen für das zellige Elastomer, beispielsweise unterschiedlicher Polyurethan-Systeme, für unterschiedliche Schuhgrößen möglich. Dies wäre nur unter erhöhtem Aufwand möglich.For the production of cellular elastomeric shoe soles, preferably polyurethane soles, for organizational reasons, in many cases the same starting material, for example the same polyurethane system, is used to manufacture soles for different shoe sizes. For larger shoe sizes, the body weight of the wearer is usually greater than for smaller shoe sizes. Here a greater compression stiffness of the sole would be desirable. This would also be possible only by using different formulations for the cellular elastomer, for example, different polyurethane systems, for different shoe sizes. This would only be possible with increased effort.
Aufgabe der Erfindung war es somit, zellige Elastomere, bevorzugt zellige Polyisocya- nat-Polyadditionsprodukte, besonders bevorzugt zellige Polyurethanelastomere, insbesondere Polyurethanintegralweichschaumstoffe, zu entwickeln, die aus einer Reaktionsmischung mit konstanter Zusammensetzung erhalten werden, wobei die Kompres- sionssteifigkeit entlang einer Richtung, nämlich bei Schuhsohlen in der vertikalen Richtung, eingestellt werden kann.It was therefore an object of the invention to develop cellular elastomers, preferably cellular polyisocyanate polyaddition products, more preferably cellular polyurethane elastomers, in particular polyurethane integral flexible foams, which are obtained from a reaction mixture of constant composition, the compression stiffness being along one direction, namely Shoe soles in the vertical direction, can be adjusted.
Weiter war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zellige Elastomere, bevorzugt zellige Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte, besonders bevorzugt zellige Polyurethane- lastomere, insbesondere Polyurethanweichintegralschaumstoffe, zu entwickeln, wobei in unterschiedlichen lokalen Bereichen eines zelligen Elastomers eine unterschiedliche Kompressionssteifigkeit und/oder Elastizität entlang einer Richtung, bei Schuhsohlen in der vertikalen Richtung, eingestellt werden kann.A further object of the present invention is to develop cellular elastomers, preferably cellular polyisocyanate polyaddition products, more preferably cellular polyurethane elastomers, in particular intractable polyurethane flexible foams, different compression stiffness and / or elasticity along one direction in different local regions of a cellular elastomer Shoe soles in the vertical direction, can be adjusted.
Diese Aufgaben konnten durch zellige Elastomere gelöst werden, die magnetisierbare Teilchen enthalten, wobei die magnetisierbaren Teilchen eine kettenförmige Ausrichtung parallel zueinander aufweisen.These objects could be achieved by cellular elastomers containing magnetizable particles, wherein the magnetizable particles have a chain-like orientation parallel to each other.
Als zellige Elastomere kommen allgemein bekannte Elastomere in Betracht, die in Ge- genwart von magnetisierbaren Teilchen hergestellt werden können, beispielsweise Elastomere auf Basis von Ethylenvinylacetat oder Polyisocyanat- Polyadditionsprodukten. Wie eingangs bereits dargestellt sind Elastomere auf Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten bevorzugt.Suitable cellular elastomers are generally known elastomers which can be prepared in the presence of magnetizable particles, for example elastomers based on ethylene vinyl acetate or polyisocyanate Polyaddition. As already indicated, elastomers based on polyisocyanate polyaddition products are preferred.
Derartige Elastomere sind ohne die ausgerichteten magnetisierbaren Teilchen allge- mein bekannt und vielfältig beschrieben. Bevorzugt handelt es sich bei den Elastomeren um mikrozellige Elastomere auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditions- produkten, bevorzugt mit Zellen mit einem Durchmesser von 0,005 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt 0,01 bis 0, 5 mm.Such elastomers are generally known and widely described without the aligned magnetizable particles. The elastomers are preferably microcellular elastomers based on polyisocyanate polyaddition products, preferably with cells having a diameter of 0.005 mm to 2 mm, particularly preferably 0.01 to 0.5 mm.
Vorzugsweise sind erfindungsgemäße Elastomere ohne äußere Einwirkung, insbesondere bereits ohne Einwirkung eines künstlichen Magnetfeldes anisotrope zellige E- lastomere, wobei die Anisotropie dadurch definiert ist, dass der Elastizitätsmodul, bestimmt im Druckversuch in Anlehnung an DIN ISO 7743., in einer von 3 orthogonalen Richtungen mindestens um den Faktor 1 ,5 größer ist, als in den anderen beiden Raumrichtungen. Dabei wurden die Probenkörper entsprechend Verfahren B aus DIN ISO 7743 verklebt. Im weiteren unterscheidet sich das Verfahren zur Bestimmung der Anisotropie der erfindungsgemäßen Elastomeren vom in DIN ISO 7743 beschriebenen Verfahren dadurch, dass die Druckeigenschaften bei einer Prüfgeschwindigkeit von 30 mm/min gemessen wurden anstelle der in der Norm angegebenen 10 mm/min. Weiter wurden zur Bestimmung der Anisotropie der erfindungsgemäßen Elastomeren als Probenkörper Scheiben mit 9,6 mm Durchmesser und 4,0 mm Höhe anstelle der in der Norm geforderten Scheiben mit 29 mm Durchmesser und 12,5 mm Höhe eingesetzt. Der Druckmodul der erfindungsgemäßen Elastomere wurde aus der Kraft- Verformungskurve bei einer gegebenen Verformung von 2% statt der in DIN ISO 7743 geforderten 10% bzw. 20% bestimmt. Die maximale Deformation betrug 4%, statt 25%.Elastomers according to the invention are preferably elastomers without external action, in particular already without the action of an artificial magnetic field, wherein the anisotropy is defined by the modulus of elasticity determined in a compression test based on DIN ISO 7743. in at least one of three orthogonal directions by a factor of 1, 5 is greater than in the other two spatial directions. The specimens were bonded according to Method B from DIN ISO 7743. Furthermore, the method for determining the anisotropy of the elastomers according to the invention differs from the method described in DIN ISO 7743 in that the printing properties were measured at a test speed of 30 mm / min instead of the specified in the standard 10 mm / min. Further, disks having a diameter of 9.6 mm and a height of 4.0 mm were used instead of the disks of 29 mm diameter and 12.5 mm height required in the standard for determining the anisotropy of the elastomers according to the invention. The pressure modulus of the elastomers of the invention was determined from the force-deflection curve at a given strain of 2% instead of the 10% and 20% requirements of DIN ISO 7743, respectively. The maximum deformation was 4%, instead of 25%.
Die erfindungsgemäßen anisotropen Eigenschaften bzw. die einstellbare Kompressi- onssteifigkeit und /oder der einstellbare Elastizitätsmodul der zelligen Elastomere werden bevorzugt dadurch erzeugt, dass das zellige Elastomer magnetisierbareTeilchen, bevorzugt magnetisierbare Teilchen mit ferro- oder ferrimagnetischen Eigenschaften, enthält, die im Elastomer zumindest teilweise in einer geordneten Verteilung vorliegen. Dabei sind die magnetisierbaren Teilchen vorzugsweise kettenförmig angeordnet, wobei die Ketten parallel zueinander angeordnet sind. Dabei verlaufen die Ketten vorzugsweise linear, das heißt parallel zu einer Raumrichtung, oder bogenförmig, bei- spielsweise U-förmig, besonders bevorzugt linear. Die magnetisierbaren Teilchen im Elastomer können dabei lokal unterschiedlich stark ausgerichtet sein. Die lokale Ausrichtung im Elastomer kann bei festgehaltenem Füllgrad beispielsweise durch das Verhältnis des mittleren Teilchenabstandes senkrecht zu den Ketten zum mittleren Teilchenabstandes entlang der Ketten bestimmt werden. Je größer dieses Verhältnis bei gegebenem Füllgrad durch magnetisierbare Teilchen ist, desto stärker ausgeprägt ist die lokale Ausrichtung. Die kettenförmigen Anordnungen der magnetisierbaren Teilchen können durchgängig durch den gesamten Formkörper des zelligen Elastomeren sein, aber auch kürzer. Kürzere Ketten ergeben sich beispielsweise durch Unterbrechungen aufgrund der zelligen Struktur.The anisotropic properties or the adjustable compression stiffness and / or the modulus of elasticity of the cellular elastomers according to the invention are preferably produced by the fact that the cellular elastomer contains magnetisable particles, preferably magnetisable particles with ferromagnetic or ferrimagnetic properties, which in the elastomer at least partially in one ordered distribution. The magnetizable particles are preferably arranged in a chain, wherein the chains are arranged parallel to each other. The chains preferably run linearly, that is to say parallel to a spatial direction, or arcuately, for example U-shaped, particularly preferably linear. The magnetizable particles in the elastomer can be locally aligned differently strong. The local orientation in the elastomer can be determined, for example, by the ratio of the average particle spacing perpendicular to the chains to the average particle spacing along the chains, while the degree of filling is held fixed. The larger this ratio for a given degree of filling by magnetizable particles, the more pronounced is the local orientation. The chain-like arrangements of the magnetizable particles can be continuous throughout the entire body of the cellular elastomer be, but also shorter. Shorter chains result, for example, from interruptions due to the cellular structure.
Bevorzugt weisen die magnetisierbaren Teilchen in dem zelligen Polyurethanelastomer eine kettenförmige Ausrichtung entlang einer Raumrichtung auf und sind entsprechend anisotrop ausgerichtet. Diese kettenförmige Ausrichtung ist das Ergebnis der Wirkung eines Magnetfeldes auf die magnetisierbaren Teilchen während der Herstellung des zelligen Elastomers und die Fixierung dieser Ausrichtung durch das Aushärten des zelligen Elastomers. Unter dem Ausdruck kettenförmige Ausrichtung ist zu verstehen, dass die magnetisierbaren Teilchen in Aneinanderreihungen vorliegen. Die Aneinanderreihungen (Ketten) durchziehen das Material entlang einer Raumrichtung, nämlich entlang der Raumrichtung, in der das Material den höheren Elastizitätsmodul aufweist. Es liegen bevorzugt mehrere parallel angeordnete Aneinanderreihungen vor. Der mittlere Abstand der Aneinanderreihungen wird kleiner, wenn der Füllgrad durch magneti- sierbare Teilchen zunimmt.Preferably, the magnetizable particles in the cellular polyurethane elastomer have a chain-like orientation along a spatial direction and are correspondingly anisotropically aligned. This chain alignment is the result of the action of a magnetic field on the magnetizable particles during the preparation of the cellular elastomer and the fixation of this orientation by the curing of the cellular elastomer. The term chain-like orientation is to be understood as meaning that the magnetizable particles are arranged in juxtaposition. The strands (chains) traverse the material along a spatial direction, namely along the spatial direction in which the material has the higher modulus of elasticity. There are preferably several parallel juxtapositions. The mean distance of the juxtapositions becomes smaller as the degree of filling by magnetizable particles increases.
Das zellige Elastomer enthält bevorzugt zwischen 1 und 95 Gew.-%, bevorzugt zwischen 10 und 75 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 10 und 40 Gew-% magneti- sierbare Teilchen, bezogen auf das Gesamtgewicht des zelligen Elstomers enthaltend die magnetisierbaren Teilchen.The cellular elastomer preferably contains between 1 and 95% by weight, preferably between 10 and 75% by weight, particularly preferably between 10 and 40% by weight of magnetizable particles, based on the total weight of the cellular elastomer containing the magnetisable particles.
Die Einarbeitung von magnetisierbaren Teilchen in zellige Elastomere ist aus der WO 2006/007882 bekannt, wobei die magnetisierbaren Teilchen im zelligen Elastomeren ungeordnet vorliegen. Die isotrope oder auch anisotrope Einarbeitung von magneti- sehen Teilchen in kompakte Elastomere ist aus der US 6,476,1 13 B1 , derThe incorporation of magnetizable particles in cellular elastomers is known from WO 2006/007882, wherein the magnetizable particles are present disordered in the cellular elastomer. The isotropic or anisotropic incorporation of magnetic particles into compact elastomers is known from US Pat. No. 6,476,113 B1, US Pat
US 2005/01 16194 A1 oder der WO 2006/024457 A1 bekannt. Als magnetisierbare Teilchen können alle magnetisierbaren Teilchen, wie beispielsweise in den oben genannten Schriften beschrieben, eingesetzt werden. Bevorzugt eingesetzte magnetisierbare Teilchen sind im Folgenden unter (f) beschrieben.US 2005/01 16194 A1 or WO 2006/024457 A1. As magnetizable particles, it is possible to use all magnetisable particles, as described, for example, in the abovementioned publications. Preferably used magnetizable particles are described below under (f).
Zellige Elastomere und ihre Herstellung sind allgemein bekannt und vielfältig beschreiben. So ist die Herstellung zelliger Elastomere auf der Basis von Polyisocyanat- Polyadditionsprodukten beispielsweise in EP-A 62 835, EP-A 36 994, EP-A 250 969, DE-A 195 48 770 und DE-A 195 48 771 , sowie in EP897402, DE10227187, DE10227186 oder DE10227185 beschrieben. Besonders bevorzugt werden Elastomere auf Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten mit kompakter Oberfläche und zelligem Kern, sogenannnte Polyurethanweichintegralschaumelastomere, eingesetzt.Cellular elastomers and their preparation are well known and widely described. Thus, the production of cellular elastomers based on polyisocyanate polyaddition products, for example, in EP-A 62 835, EP-A 36 994, EP-A 250 969, DE-A 195 48 770 and DE-A 195 48 771, as well as in EP897402 DE10227187, DE10227186 or DE10227185. Elastomers based on polyisocyanate polyaddition products having a compact surface and a cellular core, so-called flexible polyurethane integral foam elastomers, are particularly preferably used.
Als Polyurethanweichintegralschaumelastomere mit zelligem Kern und kompakter O- berfläche, im Folgenden auch als Polyurethanintegralschaumstoffe bezeichnet, werden Polyurethan-Schaumstoffe nach DIN 7726 mit einer Randzone, die bedingt durch den Formgebungsprozess eine höhere Dichte als der Kern aufweist, verstanden. Die über den Kern und die Randzone gemittelte Gesamtrohdichte erfindungsgemäßer Polyurethanintegralschaumstoffe liegt dabei vorzugsweise im Bereich von 150 kg/m3 bis 5000 kg/m3, besonders bevorzugt von 200 bis 2000 kg/m3 und insbesondere von 200 bis 1500 kg/m3, wobei das Gewicht der magnetisierbaren Teilchen berücksichtigt ist, das heißt inklusive des Gewichts der magnetisierbaren oder magnetischen Teilchen.Polyurethane integral foam elastomers with a cellular core and a compact surface, also referred to below as integral polyurethane foams, are polyurethane foams according to DIN 7726 with a marginal zone which, due to the shaping process, has a higher density than the core. The above The total raw density of polyurethane integral foams according to the invention, averaged over the core and the edge zone, is preferably in the range from 150 kg / m 3 to 5000 kg / m 3 , more preferably from 200 to 2000 kg / m 3 and in particular from 200 to 1500 kg / m 3 Weight of the magnetizable particles is taken into account, that is, including the weight of the magnetizable or magnetic particles.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von anisotropen zelligen Elastomeren, bevorzugt zelligen Polyurethanelastomeren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die zelligen Elastomere in Gegenwart von magnetisierbaren Teilchen herstellt, so dass diese magnetisierbaren Teilchen in dem zelligen Elastomer vorliegen, und die Herstellung der zelligen Elastomeren in Gegenwart eines Magnetfeldes durchführt, das eine Flussdichte von größer als 0,01 Tesla, bevorzugt zwischen 0,05 und 2 Tesla, aufweist. Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßes Elastomeres eine Dichte nach DIN EN ISO 845 zwischen 150 kg/m3 und 5000 kg/m3 besonders bevorzugt von 200 bis 2000 kg/m3 und insbesondere von 200 bis 1500 kg/m3 auf, wobei das Gewicht der magnetisierbaren Teilchen berücksichtigt ist, das heißt inklusive des Gewichts der magnetisierbaren oder magnetischen Teilchen.The process according to the invention for the preparation of anisotropic cellular elastomers, preferably cellular polyurethane elastomers, is characterized in that the cellular elastomers are prepared in the presence of magnetizable particles so that these magnetizable particles are present in the cellular elastomer, and the preparation of the cellular elastomers in the presence of a magnetic field having a flux density greater than 0.01 Tesla, preferably between 0.05 and 2 Tesla. Preferably, an elastomer of the invention has a density according to DIN EN ISO 845 between 150 kg / m 3 and 5000 kg / m 3 more preferably from 200 to 2000 kg / m 3 and in particular from 200 to 1500 kg / m 3 , wherein the weight of magnetizable particles, that is inclusive of the weight of the magnetizable or magnetic particles.
Dabei wird die Herstellung bevorzugt in einer Form durchgeführt. Besonders bevorzugt stellt man erfindungsgemäße zellige Polyurethanelastomere in einer Form durch Umsetzung von (B) Isocyanaten mit (A) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen her, wobei in mindestens einer der Ausgangskomponenten, d.h. (A) und/oder (B), ma- gnetisierbare Teilchen enthalten sind.In this case, the preparation is preferably carried out in a mold. It is particularly preferred to prepare cellular polyurethane elastomers of the invention in a form by reacting (B) isocyanates with (A) isocyanate-reactive compounds, wherein in at least one of the starting components, i. (A) and / or (B), magnetizable particles are contained.
Dabei ist das Volumen der Form zumindest teilweise von einem Magnetfeld erfüllt, dessen Feldlinien bogenförmig, beispielsweise U-förmig verlaufen, oder vorzugsweise parallel zu der Raumrichtung verlaufen, in der das zellige Elastomer einen größeren Elastizitätsmodul aufweisen soll. Das magnetische Feld kann mittels Permanentmagneten und/oder Elektromagneten erzeugt werden. Die Herstellung von kompakten Elastome- ren in Gegenwart eines Magnetfeldes ist in [Ginder et al., Magnetorheological Elastomers: Properties and Applications, SPIE Vol. 3675, pp131] der WO 2006/024457 und in der US 2005/01 16194 A1 beschrieben. Ist die Flussdichte innerhalb der Form unterschiedlich, werden Elastomere mit lokal unterschiedlichen Eigenschaften, wie Elastizitätsmodul, ohne Variation des Ausgangsmaterials erhalten.In this case, the volume of the mold is at least partially filled by a magnetic field whose field lines are arcuate, for example U-shaped, or preferably parallel to the spatial direction in which the cellular elastomer is to have a greater modulus of elasticity. The magnetic field can be generated by means of permanent magnets and / or electromagnets. The preparation of compact elastomers in the presence of a magnetic field is described in [Ginder et al., Magnetorheological Elastomers: Properties and Applications, SPIE Vol. 3675, pp131] of WO 2006/024457 and in US 2005/01 16194 A1. If the flux density is different within the mold, elastomers having locally different properties, such as Young's modulus, are obtained without varying the starting material.
Wenn das Magnetfeld mittels Permanentmagneten erzeugt wird, werden zwei Permanentmagnete bevorzugt derart angeordnet, dass der Nordpol des einen Magneten und der Südpol des anderen Magneten dem Forminnenraum zugewandt ist. Die Magnete befinden sich bevorzugt in den Formwänden oder auch außerhalb der Formwände. Als Materialien für die Permanentmagnete kommen alle ferro- oder ferrimagnetischen Substanzen in Frage, bevorzugt ferromagnetische Metalle, insbesondere bevorzugt werden Neodym-Eisen-Bor Verbindungen verwendet, die eine besonders hohe perma- nente Magnetisierung erlauben. Derartige Magnete sind beispielsweise erhältlich bei dem Internetversand supermagnete.de. Die Permanentmagnete befinden sich entweder schon vor der Befüllung der Form in den Formwänden oder außerhalb der Formwände oder sie werden erst nach dem Befüllen der Form, aber bevor die Verfestigung nennenswert fortgeschritten ist, in ihre Positionen gebracht.When the magnetic field is generated by means of permanent magnets, two permanent magnets are preferably arranged such that the north pole of one magnet and the south pole of the other magnet face the mold interior. The magnets are preferably in the mold walls or outside the mold walls. Suitable materials for the permanent magnets are all ferromagnetic or ferrimagnetic substances, preferably ferromagnetic metals, particularly preferably neodymium-iron-boron compounds which have a particularly high permeability. allow magnetization. Such magnets are available for example from the Internet supermagnete.de. The permanent magnets are either already in the mold walls or outside the mold walls before filling the mold or they are brought into their positions only after the filling of the mold, but before the solidification has progressed significantly.
Bei Verwendung von Elektromagneten ist üblicherweise ein Joch aus ferro- oder ferri- magnetischem Material, bevorzugt weichmagnetischem Eisen, von einem elektrischen Leiter umwickelt. Das Joch dient zur Verstärkung der magnetischen Flussdichte und dazu, das magnetische Feld zu leiten. Die Polschuhe des Jochs sind in die Wände der Form eingelassen oder befinden sich außerhalb der Form und die Form dazwischen in dem mit magnetischem Feld erfüllten Raum. Das vom Elektromagneten erzeugte Magnetfeld wird entweder schon vor dem Befüllen der Form oder bevorzugt nach dem Befüllen, aber bevor die Verfestigung nennenswert fortgeschritten ist, eingeschaltet. Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung des Magnetfeldes besteht in der Kombination von Permanent- und Elektromagneten. Das Feld der Permanentmagnete kann durch einen Elektromagneten kompensiert werden, um einen feldfreien Zustand, z.B. beim Befüllen der Form, zu erzielen, andererseits kann das Feld der Permanentmagnete durch den Elektromagneten verstärkt werden, um die benötigten magnetischen Fluss- dichten, insbesondere bei großen Querschnitten des zelligen Elastomeren in Richtung der Magnetfeldlinien, erzielen zu können.When electromagnets are used, usually a yoke made of ferromagnetic or ferromagnetic material, preferably soft magnetic iron, is wound around by an electrical conductor. The yoke serves to increase the magnetic flux density and to conduct the magnetic field. The pole shoes of the yoke are embedded in the walls of the mold or are outside the mold and the mold therebetween in the magnetic field filled space. The magnetic field generated by the electromagnet is switched on either before the filling of the mold or preferably after filling, but before the solidification has progressed significantly. Another way to generate the magnetic field is the combination of permanent and electromagnets. The field of permanent magnets may be compensated by an electromagnet to provide a field-free state, e.g. When filling the mold to achieve, on the other hand, the field of the permanent magnets can be amplified by the electromagnet in order to achieve the required magnetic flux densities, especially for large cross sections of the cellular elastomer in the direction of the magnetic field lines.
Eine spezielle Ausführung der Kombination Form/Magnet besteht in einem Magnetaufbau (Elektro- oder Permanentmagnet oder Kombination aus beiden) im Bereich einer Form-Befüllungseinrichtung (z.B. Mischkopf) und einer Taktstrasse oder einem Karussell von Formen, die eine nach der anderen dem Magnetfeld ausgesetzt werden.A special embodiment of the combination of shape / magnet consists of a magnet assembly (electric or permanent magnet or combination of both) in the region of a mold-filling device (eg mixing head) and a clocking line or a carousel of molds which are exposed one after the other to the magnetic field ,
Das Design der Permanentmagnete, bzw. der Elektromagneten kann bevorzugt der gewünschten Geometrie des zelligen Elastomeren und den gewünschten mechani- sehen Eigenschaften angepasst werden.The design of the permanent magnets or of the electromagnets can preferably be adapted to the desired geometry of the cellular elastomer and the desired mechanical properties.
Das Magnetfeld wird bevorzugt mindestens so lange aufrecht erhalten, bis das Elastomer hinreichend weit ausgehärtet ist und die magnetisierbaren Teilchen in ihrer Anordnung fixiert sind.The magnetic field is preferably maintained at least until the elastomer has cured sufficiently far and the magnetizable particles are fixed in their arrangement.
Als Material der Form kann ein unmagnetisches Material wie Aluminium gewählt werden, um das Magnetfeld, erzeugt durch die Permanent- und/oder Elektromagnete, nicht zu stören, andererseits kann zumindest in einigen Bereichen gezielt ein magnetisches Material eingesetzt werden, um das magnetische Feld, erzeugt durch die Per- manent- und/oder Elektromagnete, in optimaler Weise zu beeinflussen.As the material of the mold, a non-magnetic material such as aluminum can be selected so as not to disturb the magnetic field generated by the permanent magnets and / or electromagnets, on the other hand, at least in some areas, a magnetic material can be selectively used to generate the magnetic field through the permanent magnets and / or electromagnets, in an optimal way to influence.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen zelligen Polyurethanformkörper, insbesondere der zelligen Polyurethanintegralschaumstoffe, erfolgt dabei vorzugsweise indem man (a) organische Polyisocyanate mit (b) mindestens einer höhermolekularen Verbindung mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen, (c) Kettenverlängerungsmitteln und/oder Vernetzungsmitteln, (d) Treibmitteln, (e) Katalysatoren, (f) magnetisierbaren Teilchen und (g) gegebenenfalls sonstigen Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen ver- mischt, in eine Form gibt und unter Einwirkung eines Magnetfelds aushärtet. Dabei umfassen die Isocyanate (B) die organischen Polyisocyanate (a) und die gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen (A) zumindest die Verbindung (b).The preparation of the cellular polyurethane shaped bodies according to the invention, in particular of the cellular integral polyurethane foams, is preferably carried out by (a) organic polyisocyanates with (b) at least one higher molecular weight compound having at least two reactive hydrogen atoms, (c) chain extenders and / or crosslinking agents, (d) blowing agents, (e) catalysts, (f) magnetizable particles and (g) optionally other auxiliaries and / or additives are mixed, placed in a mold and cured under the action of a magnetic field. The isocyanates (B) comprise the organic polyisocyanates (a) and the isocyanate-reactive compounds (A) at least the compound (b).
Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethanformkörper verwendeten or- ganischen und/oder modifizierten Polyisocyanate (a) umfassen die aus dem Stand der Technik bekannten aliphatischen, cycloaliphatischen und aromatischen zwei- oder mehrwertigen Isocyanate (Bestandteil a-1 ) sowie beliebige Mischungen daraus. Beispiele sind 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, die Mischungen aus monomeren Diphenylmethandiisocyanaten und höherkernigen Homolo- gen des Diphenylmethandiisocyanats (Polymer-MDI), Tetramethylendiisocyanat, He- xamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 2,4- oder 2,6- Toluylendiisocyanat (TDI) oder Mischungen der genannten Isocyanate.The organic and / or modified polyisocyanates (a) used for producing the polyurethane moldings according to the invention comprise the aliphatic, cycloaliphatic and aromatic di- or polyfunctional isocyanates known from the prior art (constituent a-1) and also any desired mixtures thereof. Examples are 4,4-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, the mixtures of monomeric diphenylmethane diisocyanates and higher-nuclear homologues gene of diphenylmethane diisocyanate (polymeric MDI), tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 2, 4- or 2,6-toluene diisocyanate (TDI) or mixtures of said isocyanates.
Bevorzugt wird 4,4'-MDI verwendet. Das bevorzugt verwendete 4,4'-MDI kann 0 bis 20 Gew.-% 2,4' MDI und geringe Mengen, bis etwa 10 Gew.-%, allophanat- oder ureto- niminmodifizierte Polyisocyanate enthalten. Es können auch geringe Mengen Polyphe- nylenpolymethylenpolyisocyanat (Polymer-MDI) eingesetzt werden. Die Gesamtmenge dieser hochfunktionellen Polyisocyanate sollte 5 Gew.-% des eingesetzten Isocyanats nicht überschreiten.Preferably, 4,4'-MDI is used. The preferred 4,4'-MDI can contain from 0 to 20% by weight of 2,4'-MDI and small amounts, to about 10% by weight, of allophanate- or uro-amino-modified polyisocyanates. It is also possible to use small amounts of polyphenylene polymethylene polyisocyanate (polymeric MDI). The total amount of these high-functionality polyisocyanates should not exceed 5% by weight of the isocyanate used.
Die Polyisocyanatkomponente (a) wird bevorzugt in Form von Polyisocyanatprepoly- meren eingesetzt. Diese Polyisocyanatprepolymere sind erhältlich, indem vorstehend beschriebene Polyisocyanate (a-1) im Überschuss, beispielsweise bei Temperaturen von 30 bis 100 0C, bevorzugt bei etwa 80 0C, mit Polyolen (a-2), zum Prepolymer um- gesetzt werden. Vorzugsweise wird zur Herstellung der erfindungsgemäßen Prepoly- mere 4,4'-MDI zusammen mit uretoniminmodifiziertem MDI und handelsüblichen Polyolen auf Basis von Polyestern, beispielsweise ausgehend von Adipinsäure, oder Po- lyethern, beispielsweise ausgehend von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, verwendet.The polyisocyanate component (a) is preferably used in the form of polyisocyanate prepolymers. These polyisocyanate prepolymers are obtainable by reacting the above-described polyisocyanates (a-1) in excess, for example at temperatures of 30 to 100 ° C., preferably at about 80 ° C., with polyols (a-2) to give the prepolymer. For the preparation of the prepolymers of the invention, 4,4'-MDI is preferably used together with uretonimine-modified MDI and commercially available polyols based on polyesters, for example starting from adipic acid, or polyethers, for example starting from ethylene oxide and / or propylene oxide.
Polyole (a-2) sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise beschrieben im "Kunststoffhandbuch, Band 7, Polyurethane", Carl Hanser Verlag, 3. Auflage 1993, Kapitel 3.1.Polyols (a-2) are known to the person skilled in the art and described, for example, in "Kunststoffhandbuch, Volume 7, Polyurethanes", Carl Hanser Verlag, 3rd edition 1993, Chapter 3.1.
Prepolymere auf Etherbasis werden vorzugsweise erhalten durch Umsetzung von Po- lyisocyanaten (a-1 ), besonders bevorzugt 4,4'-MDI, mit 2- bis 3-funktionellen Polyo- xypropylen- und/oder Polyoxypropylen-Polyoxyethylenpolyolen. Ihre Herstellung erfolgt zumeist durch die allgemein bekannte basisch katalysierte Anlagerung von Propyleno- xid allein oder im Gemisch mit Ethylenoxid an H-funktionelle, insbesondere OH- funktionelle Startsubstanzen. Als Startsubstanzen dienen beispielsweise Wasser, Ethy- lenglykol oder Propylenglykol beziehungsweise Glycerin oder Trimethylolpropan. Wei- ter können als Katalysatoren auch Multimetallcyanidverbindungen, sogenannte DMC- Katalysatoren, eingesetzt werden. Beispielsweise können als Komponente (a-2) PoIy- ether verwendet werden, wie sie nachstehend unter (b) beschrieben sind.Ether-based prepolymers are preferably obtained by reacting polyisocyanates (a-1), more preferably 4,4'-MDI, with 2- to 3-functional polyoxypropylene and / or polyoxypropylene-polyoxyethylene polyols. Their production takes place usually by the well-known basic catalyzed addition of propylene oxide alone or in admixture with ethylene oxide to H-functional, in particular OH-functional starter substances. Examples of starter substances used are water, ethylene glycol or propylene glycol or glycerol or trimethylolpropane. Furthermore, as catalysts it is also possible to use multimetal cyanide compounds, so-called DMC catalysts. For example, as component (a-2), polyethers can be used, as described below under (b).
Bei Verwendung von Ethylenoxid/Propylenoxidmischungen wird das Ethylenoxid be- vorzugt in einer Menge von 10-50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Alkyle- noxid, eingesetzt. Der Einbau der Alkylenoxide kann hierbei blockweise oder als statistisches Gemisch erfolgen. Besonders bevorzugt ist der Einbau eines Ethylenoxid- Endblocks ("EO-cap"), um den Gehalt an reaktiveren primären OH-Endgruppen zu erhöhen. Das zahlenmittlere Molekulargewicht der Polyole (a-2) liegt vorzugsweise zwischen 1750 und 4500 g/mol.When using ethylene oxide / propylene oxide mixtures, the ethylene oxide is preferably used in an amount of 10-50% by weight, based on the total amount of alkylene oxide. The incorporation of the alkylene oxides can be carried out in blocks or as a random mixture. Particularly preferred is the incorporation of an ethylene oxide end block ("EO cap") to increase the content of more reactive primary OH end groups. The number average molecular weight of the polyols (a-2) is preferably between 1750 and 4500 g / mol.
Gegebenenfalls werden den genannten Polyolen bei der Herstellung der Isocyanatpre- polymere übliche Kettenverlängerer oder Vernetzungsmittel zugegeben. Solche Substanzen sind im folgenden unter (c) beschrieben. Besonders bevorzugt werden als Kettenverlängerer oder Vernetzungsmittel Dipropylenglycol oder Tripropylenglycol eingesetzt.If appropriate, customary chain extenders or crosslinking agents are added to the said polyols in the preparation of the isocyanate prepolymers. Such substances are described below under (c). Particular preference is given to using dipropylene glycol or tripropylene glycol as chain extender or crosslinking agent.
Höhermolekulare Verbindungen (b) mit mindestens zwei gegen Isocyanatgruppen reaktiven H-Atomen können beispielsweise Polyetherole oder Polyesterole sein.Higher molecular weight compounds (b) having at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms may be, for example, polyetherols or polyesterols.
Polyetherole werden nach bekannten Verfahren hergestellt, beispielsweise durch anionische Polymerisation mit Alkalihydroxiden oder Alkalialkoholaten als Katalysatoren und unter Zusatz mindestens eines Startermoleküls, das 2 bis 3 reaktive Wasserstoffatome gebunden enthält, oder durch kationische Polymerisation mit Lewis-Säuren, wie Antimonpentachlorid oder Borfluorid-Etherat aus einem oder mehreren Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest. Geeignete Alkylenoxide sind beispielsweise Tetrahydrofuran, 1 ,3-Propylenoxid, 1 ,2- bzw. 2,3-Butylenoxid und vorzugsweise Ethylenoxid und 1 ,2-Propylenoxid. Weiter können als Katalysatoren auch Multimetallcyanidverbindungen, sogenannte DMC-Katalysatoren, eingesetzt werden. Die Alky- lenoxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Bevorzugt werden Mischungen aus 1 ,2-Propylenoxid und Ethylenoxid, wobei das Ethylenoxid in Mengen von 10 bis 50 % als Ethylenoxid-Endblock eingesetzt wird ("EO-cap"), so daß die entstehenden Polyole zu über 70 % primäre OH-Endgruppen aufweisen. Als Startermolekül kommen Wasser oder 2- und 3-wertige Alkohole, wie Ethylenglykol, 1 ,2- und 1 ,3-Propandiol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, 1 ,4-Butandiol, Glycerin oder Trimethylolpropan in Betracht.Polyetherols are prepared by known processes, for example by anionic polymerization with alkali metal hydroxides or alkali metal alkoxides as catalysts and with the addition of at least one starter molecule containing 2 to 3 reactive hydrogen atoms bonded, or by cationic polymerization with Lewis acids such as antimony pentachloride or borofluoride etherate from a or more alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms in the alkylene radical. Suitable alkylene oxides are, for example, tetrahydrofuran, 1, 3-propylene oxide, 1, 2 or 2,3-butylene oxide and preferably ethylene oxide and 1, 2-propylene oxide. Further, as catalysts, it is also possible to use multimetal cyanide compounds, so-called DMC catalysts. The alkylene oxides can be used individually, alternately one after another or as mixtures. Preference is given to mixtures of 1, 2-propylene oxide and ethylene oxide, wherein the ethylene oxide is used in amounts of 10 to 50% as ethylene oxide endblock ("EO-cap"), so that the resulting polyols have more than 70% of primary OH end groups , Suitable starter molecule are water or dihydric and trihydric alcohols, such as ethylene glycol, 1, 2- and 1, 3-propanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1, 4-butanediol, glycerol or trimethylolpropane into consideration.
Die Polyetherpolyole, vorzugsweise Polyoxypropylen-polyoxyethylen-polyole, besitzen eine Funktionalität von 2 bis 3 und Molekulargewichte von 1.000 bis 8.000, vorzugsweise von 2.000 bis 6.000 g/mol.The polyether polyols, preferably polyoxypropylene polyoxyethylene polyols, have a functionality of from 2 to 3 and molecular weights of from 1,000 to 8,000, preferably from 2,000 to 6,000 g / mol.
Polyesterpolyole können beispielsweise aus organischen Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise aliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise Diolen, mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, hergestellt werden. Als Dicarbonsäuren kommen beispielsweise in Betracht: Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Decandicarbonsäure, Maleinsäure, Fumar- säure, Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure. Die Dicarbonsäuren können dabei sowohl einzeln als auch im Gemisch untereinander verwendet werden. Anstelle der freien Dicarbonsäuren können auch die entsprechenden Dicarbonsäurederivate, wie z.B. Dicarbonsäureester von Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Dicar- bonsäureanhydride eingesetzt werden. Vorzugsweise verwendet werden Dicarbonsäu- regemische aus Bernstein-, Glutar- und Adipinsäure in Mengenverhältnissen von beispielsweise 20 bis 35 : 35 bis 50 : 20 bis 32 Gew.-Teilen, und insbesondere Adipinsäure. Beispiele für zwei und mehrwertige Alkohole, insbesondere Diole sind: Ethandiol, Diethylenglykol, 1 ,2- bzw. 1 ,3-Propandiol, Dipropylenglykol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,5- Pentandiol, 1 ,6-Hexandiol, 1 ,10-Decandiol, Glycerin und Trimethylolpropan. Vorzugs- weise verwendet werden Ethandiol, Diethylenglykol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,5-Pentandiol und 1 ,6-Hexandiol. Eingesetzt werden können ferner Polyesterpolyole aus Lactonen, z.B. ε- Caprolacton oder Hydroxycarbonsäuren, z.B. ω-Hydroxycapronsäure.Polyester polyols may be prepared, for example, from organic dicarboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms, preferably aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 6 carbon atoms, polyhydric alcohols, preferably diols having 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms. Suitable dicarboxylic acids are, for example: succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid. The dicarboxylic acids can be used both individually and in admixture with each other. Instead of the free dicarboxylic acids, the corresponding dicarboxylic acid derivatives, e.g. Dicarboxylic acid esters of alcohols having 1 to 4 carbon atoms or dicarboxylic anhydrides are used. Dicarboxylic acid mixtures of succinic, glutaric and adipic acid in ratios of, for example, from 20 to 35:35 to 50:20 to 32 parts by weight, and in particular adipic acid, are preferably used. Examples of dihydric and polyhydric alcohols, especially diols, are: ethanediol, diethylene glycol, 1,2- or 1,3-propanediol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1, 10 -Decandiol, glycerol and trimethylolpropane. Preferably used are ethanediol, diethylene glycol, 1, 4-butanediol, 1, 5-pentanediol and 1, 6-hexanediol. Polyester polyols may also be employed from lactones, e.g. ε-caprolactone or hydroxycarboxylic acids, e.g. ω-hydroxycaproic acid.
Zur Herstellung der Polyesterpolyole können die organischen, z.B. aromatischen und vorzugsweise aliphatischen Polycarbonsäuren und/oder -derivate und mehrwertigen Alkohole katalysatorfrei oder vorzugsweise in Gegenwart von Veresterungskatalysatoren, zweckmäßigerweise in einer Atmosphäre aus Inertgas, wie z.B. Stickstoff, Koh- lenmonoxid, Helium, Argon u.a. in der Schmelze bei Temperaturen von 150 bis 2500C, vorzugsweise 180 bis 2200C, gegebenenfalls unter vermindertem Druck, bis zu der gewünschten Säurezahl, die vorzugsweise kleiner als 10, besonders bevorzugt kleiner als 2 ist, polykondensiert werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird als Veresterungsgemisch bei den oben genannten Temperaturen bis zu einer Säurezahl von 80 bis 30, vorzugsweise 40 bis 30, unter Normaldruck und anschließend unter einem Druck von kleiner als 500 mbar, vorzugsweise 50 bis 150 mbar, polykondensiert. Als Veresterungskatalysatoren kommen beispielsweise Eisen-, Cadmium-, Kobalt-,For the preparation of the polyester polyols, the organic, for example aromatic and preferably aliphatic polycarboxylic acids and / or derivatives and polyhydric alcohols catalyst-free or preferably in the presence of esterification catalysts, conveniently in an atmosphere of inert gas, such as nitrogen, carbon monoxide, helium, argon, inter alia the melt at temperatures of 150 to 250 0 C, preferably 180 to 220 0 C, optionally under reduced pressure, to the desired acid number, which is preferably less than 10, more preferably less than 2, polycondensed. According to a preferred embodiment, the esterification mixture at the abovementioned temperatures up to an acid number of 80 to 30, preferably 40 to 30, under normal pressure and then under a pressure of less than 500 mbar, preferably 50 to 150 mbar, polycondensed. Examples of esterification catalysts are iron, cadmium, cobalt,
Blei-, Zink-, Antimon-, Magnesium-, Titan- und Zinnkatalysatoren in Form von Metallen, Metalloxiden oder Metallsalzen in Betracht. Die Polykondensation kann jedoch auch in flüssiger Phase in Gegenwart von Verdünnungs- und/oder Schleppmitteln, wie z.B. Benzol, Toluol, XyIoI oder Chlorbenzol zur azeotropen Abdestillation des Kondensationswassers durchgeführt werden. Zur Herstellung der Polyesterpolyole werden die organischen Polycarbonsäuren und/oder -derivate und mehrwertigen Alkohole vorteil- hafterweise im Molverhältnis von 1 : 1 bis 1 ,8, vorzugsweise 1 : 1 ,05 bis 1 ,2 polykondensiert.Lead, zinc, antimony, magnesium, titanium and tin catalysts in the form of metals, metal oxides or metal salts into consideration. However, polycondensation can also be done in liquid phase in the presence of diluents and / or entrainers, such as benzene, toluene, xylene or chlorobenzene for the azeotropic distillation of the condensation water are performed. For the preparation of the polyester polyols, the organic polycarboxylic acids and / or derivatives and polyhydric alcohols are advantageously polycondensed in a molar ratio of 1: 1 to 1.8, preferably 1: 1, 05 to 1.2.
Die erhaltenen Polyesterpolyole besitzen vorzugsweise eine Funktionalität von 2 bis 4, insbesondere von 2 bis 3, und ein Molekulargewicht von 480 bis 3000, vorzugsweise 1000 bis 3000 g/mol.The polyesterpolyols obtained preferably have a functionality of 2 to 4, in particular of 2 to 3, and a molecular weight of 480 to 3000, preferably 1000 to 3000 g / mol.
Vorzugsweise werden als höhermolekulare Verbindung (b) Mischungen, enthaltend Polyetherole und Polyesterole eingesetzt.Preferably used as relatively high molecular weight compound (b) are mixtures containing polyetherols and polyesterols.
Als Polyole eignen sich ferner polymermodifizierte Polyole, vorzugsweise polymermodifizierte Polyesterole oder Polyetherole, besonders bevorzugt Pfropf-Polyether- bzw. Pfropf-Polyesterole, insbesondere Pfropf-Polyetherole. Hierbei handelt es sich um ein sogenanntes Polymerpolyol, welches üblicherweise einen Gehalt an, bevorzugt thermoplastischen, Polymeren von 5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 55 Gew.-%, beson- ders bevorzugt 30 bis 55 Gew.-% und insbesondere 40 bis 50 Gew.-%, aufweist. Diese Polymerpolyesterole sind beispielsweise in WO 05/098763 und EP-A-250 351 beschrieben und werden üblicherweise durch radikalische Polymerisation von geeigneten olefinischen Monomeren, beispielsweise Styrol, Acrylnitril, (Meth)Acrylaten, (Meth)Acrylsäure und/oder Acrylamid, in einem als Pfropfgrundlage dienenden PoIy- esterol hergestellt. Die Seitenketten entstehen im allgemeinen durch Übertragung der Radikale von wachsenden Polymerketten auf Polyesterole oder Polyetherole. Das Po- lymer-Polyol enthält neben dem Propfcopolymerisaten überwiegend die Homopolyme- re der Olefine, dispergiert in unverändertem Polyesterol bzw. Polyetherol. In einer bevorzugten Ausführungsform werden als Monomere Acrylnitril, Styrol, Acrylnitril und Styrol, insbesondere bevorzugt ausschließlich Styrol verwendet. Die Monomere werden gegebenenfalls in Gegenwart weiterer Monomere, eines Makromers, eines Moderators und unter Einsatz eines Radikal-Initiators, meist Azo- oder Peroxidverbindungen, in einem Polyesterol oder Polyetherol als kontinuierlicher Phase poly- merisiert. Dieses Verfahren ist beispielsweise in DE 1 11 394, US 3 304 273, US 3 383 351 , US 3 523 093, DE 1 152 536 und DE 1 152 537 beschrieben.Also suitable as polyols are polymer-modified polyols, preferably polymer-modified polyesterols or polyetherols, particularly preferably graft polyether or graft polyesterols, in particular graft polyetherols. This is a so-called polymer polyol, which usually has a content of, preferably thermoplastic, polymers of 5 to 60 wt .-%, preferably 10 to 55 wt .-%, more preferably 30 to 55 wt .-% and in particular 40 to 50 wt .-%, having. These polymer polyesterols are described, for example, in WO 05/098763 and EP-A-250 351 and are usually prepared by free-radical polymerization of suitable olefinic monomers, for example styrene, acrylonitrile, (meth) acrylates, (meth) acrylic acid and / or acrylamide Polyol ester serving graft base prepared. The side chains are generally formed by transferring the radicals from growing polymer chains to polyesterols or polyetherols. In addition to the graft copolymers, the polymer polyol predominantly contains the homopolymers of the olefins dispersed in unchanged polyesterol or polyetherol. In a preferred embodiment, the monomers used are acrylonitrile, styrene, acrylonitrile and styrene, particularly preferably exclusively styrene. If appropriate, the monomers are polymerized in the presence of further monomers, a macromer, a moderator and using a free-radical initiator, usually azo or peroxide compounds, in a polyesterol or polyetherol as the continuous phase. This process is described, for example, in DE 1 11 394, US Pat. No. 3,304,273, US Pat. No. 3,383,351, US Pat. No. 3,523,093, DE 1 152 536 and DE 1 152 537.
Während der radikalischen Polymerisation werden die Makromere mit in die Copoly- merkette eingebaut. Dadurch bilden sich Blockcopolymere mit einem Polyester- bzw. Polyether- und einem Poly-acrylnitril-styrol-Block, welche in der Grenzfläche von kontinuierlicher Phase und dispergierter Phase als Phasenvermittler wirken und das Agglomerieren der Polymerpolyesterolpartikel unterdrücken. Der Anteil der Makromere be- trägt üblicherweise 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Herstellung des Polymerpolyols eingesetzten Monomere.During radical polymerization, the macromers are incorporated into the copolymer chain. This forms block copolymers with a polyester or polyether and a poly-acrylonitrile-styrene block which act as phase mediators in the interface of continuous phase and dispersed phase and suppress the agglomeration of the polymer polyesterol particles. The proportion of macromers usually carries 1 to 20 wt .-%, based on the total weight of the monomers used to prepare the polymer polyol.
Ist in der höhermolekularen Verbindung (b) Polymerpolyol enthalten, liegt dies vor- zugsweise zusammen mit weiteren Polyolen vor, beispielsweise Polyetherolen, PoIy- esterolen oder Mischungen aus Polyetherolen und Polyesterolen. Besonders bevorzugt ist der Anteil an Polymerpolyol größer als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (b). Die Polymerpolyole können beispielsweise, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (b) in einer Menge von 7 bis 90 Gew.-%, oder von 11 bis 80 Gew.-% enthalten sein. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Polymerpolyol um Polymerpolyesterol oder Polymerpolyetherol.If polymer polyol is present in the relatively high molecular weight compound (b), this is preferably present together with other polyols, for example polyetherols, polyesterols or mixtures of polyetherols and polyesterols. Particularly preferably, the proportion of polymer polyol is greater than 5 wt .-%, based on the total weight of component (b). The polymer polyols may be contained, for example, based on the total weight of component (b) in an amount of 7 to 90 wt .-%, or from 11 to 80 wt .-%. The polymer polyol is particularly preferably polymer polyesterol or polymer polyetherol.
Als Kettenverlängerungsmittel und/oder Vernetzungsmittel (c) werden Substanzen mit einem Molekulargewicht von vorzugsweise kleiner 500 g/mol, besonders bevorzugt von 60 bis 400 g/mol eingesetzt, wobei Kettenverlängerer 2 gegenüber Isocyanaten reaktive Wasserstoffatome und Vernetzungsmittel 3 gegenüber Isocyanat reaktive Wasserstoffatome aufweisen. Diese können einzeln oder bevorzugt in Form von Mischungen eingesetzt werden. Vorzugsweise werden Diole und/oder Triole mit Molekulargewichten kleiner als 400, besonders bevorzugt von 60 bis 300 und insbesondere 60 bis 150 eingesetzt. In Betracht kommen beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische und/oder araliphatische Diole mit 2 bis 14, vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie Ethylenglykol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,10-Decandiol, 1 ,2-, 1 ,3-, 1 ,4-Dihydroxycyclohexan, Diethylenglykol, Dipropylenglykol und vorzugsweise 1 ,4-Butandiol, 1 ,6-Hexandiol und Bis-(2-hydroxyethyl)-hydrochinon, Triole, wie 1 ,2,4-, 1 ,3,5-Trihydroxy-cyclohexan, GIy- cerin und Trimethylolpropan, und niedermolekulare hydroxylgruppenhaltige Polyalkyle- noxide auf Basis Ethylen- und/oder 1 ,2-Propylenoxid und den vorgenannten Diolen und/oder Triolen als Startermoleküle. Besonders bevorzugt werden als Kettenverlängerer ^) Monoethylenglycol, 1 ,4-Butandiol und/oder Glycerin eingesetzt.As chain extenders and / or crosslinking agents (c) are substances having a molecular weight of preferably less than 500 g / mol, more preferably from 60 to 400 g / mol used, wherein chain extenders have 2 isocyanate-reactive hydrogen atoms and crosslinking agent 3 to isocyanate-reactive hydrogen atoms. These can be used individually or preferably in the form of mixtures. Preference is given to using diols and / or triols having molecular weights of less than 400, more preferably from 60 to 300 and in particular from 60 to 150. Suitable examples are aliphatic, cycloaliphatic and / or araliphatic diols having 2 to 14, preferably 2 to 10 carbon atoms, such as ethylene glycol, 1, 3-propanediol, 1, 10-decanediol, 1, 2, 1, 3, 1, 4-Dihydroxycyclohexane, diethylene glycol, dipropylene glycol and preferably 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and bis (2-hydroxyethyl) hydroquinone, triols such as 1,2,4-, 1,3,5-trihydroxycyclohexane , Glycerin and trimethylolpropane, and low molecular weight hydroxyl-containing polyalkylene noxides based on ethylene and / or 1, 2-propylene oxide and the aforementioned diols and / or triols as starter molecules. Particularly preferred chain extenders ^) monoethylene glycol, 1, 4-butanediol and / or glycerol are used.
Sofern Kettenverlängerungsmittel, Vernetzungsmittel oder Mischungen davon Anwendung finden, kommen diese zweckmäßigerweise in Mengen von 1 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 1 ,5 bis 50 Gew.-% und insbesondere 2 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponenten (b) und (c), zum Einsatz.If chain extenders, crosslinking agents or mixtures thereof are used, these are expediently used in amounts of from 1 to 60% by weight, preferably from 1.5 to 50% by weight and in particular from 2 to 40% by weight, based on the weight of the components (b) and (c) are used.
Ferner sind bei der Herstellung von Polyurethanschaumstoffen Treibmittel (d) zugegen. Diese Treibmittel enthalten gegebenenfalls Wasser (als Bestandteil (d-1 ) bezeichnet). Als Treibmittel (d) können neben Wasser (d-1) noch zusätzlich allgemein bekannte chemisch und/oder physikalisch wirkende Verbindungen eingesetzt werden (dabei werden die weiteren chemischen Treibmittel als Bestandteil (d-2) und die physikali- sehen Treibmittel als Bestandteil (d-3) bezeichnet). Unter chemischen Treibmitteln versteht man Verbindungen, die durch Reaktion mit Isocyanat gasförmige Produkte bilden, wie beispielsweise Wasser oder Ameisensäure. Unter physikalischen Treibmitteln versteht man Verbindungen, die in den Einsatzstoffen der Polyurethan-Herstellung gelöst oder emulgiert sind und unter den Bedingungen der Polyurethanbildung verdampfen. Dabei handelt es sich beispielsweise um Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, und andere Verbindungen, wie zum Beispiel perfluorierte Alkane, wie Perfluorhexan, Fluorchlorkohlenwasserstoffe, und Ether, Ester, Ketone und/oder Acetale, beispielsweise (cyclo)aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, oder Fluorkohlenwasserstoffe, wie Solkane® 365 mfc der Firma Solvay Fluorides LLC. In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Treibmittel eine Mischung enthaltend mindestens eines dieser Treibmittel und Wasser eingesetzt, insbesondere Wasser als alleiniges Treibmittel. Wird kein Wasser als Treibmittel eingesetzt, werden vorzugsweise ausschließlich physikalische Treibmittel verwendet.Furthermore, blowing agents (d) are present in the production of polyurethane foams. These blowing agents optionally contain water (referred to as component (d-1)). In addition to water (d-1), additionally generally known chemically and / or physically active compounds can be used as propellant (d) (the further chemical propellants being component (d-2) and the physical propellant being component (i.e. -3). Chemical blowing agents are compounds which form gaseous products by reaction with isocyanate, such as, for example, water or formic acid. Under physical blowing agents One understands compounds which are dissolved or emulsified in the starting materials of polyurethane production and evaporate under the conditions of polyurethane formation. These are, for example, hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, and other compounds, such as perfluorinated alkanes such as perfluorohexane, chlorofluorocarbons, and ethers, esters, ketones and / or acetals, for example (cyclo) aliphatic hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms, or hydrofluorocarbons as Solkane ® 365 mfc from Solvay Fluorides LLC. In a preferred embodiment, the blowing agent employed is a mixture containing at least one of these blowing agents and water, in particular water as the sole blowing agent. If no water is used as blowing agent, preferably only physical blowing agents are used.
Der Gehalt an (d-1 ) Wasser beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform von 0,1 bis 2 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 1 ,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,3 bis 1 ,2 Gew.-%, insbesondere 0,4 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (a) bis (g), ohne Berücksichtigung der magnetisierbaren Teilchen (f).The content of (d-1) water in a preferred embodiment is from 0.1 to 2 wt .-%, preferably 0.2 to 1, 5 wt .-%, particularly preferably 0.3 to 1, 2 wt. %, in particular 0.4 to 1 wt .-%, based on the total weight of components (a) to (g), without consideration of the magnetizable particles (f).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden der Umsetzung der Komponenten (a), (b) und gegebenenfalls (d) als zusätzliches Treibmittel Mikrohohlkugeln, die physikalisches Treibmittel enthalten, zugegeben. Die Mikrohohlkugeln können auch im Gemisch mit den vorstehend genannten zusätzlichen chemischen Treibmitteln (d-2) und/oder physikalischen Treibmitteln (d-3) eingesetzt werden.In a further preferred embodiment, the reaction of the components (a), (b) and optionally (d) as an additional propellant hollow microspheres containing physical blowing agent added. The hollow microspheres can also be used in admixture with the abovementioned additional chemical blowing agents (d-2) and / or physical blowing agents (d-3).
Die Mikrohohlkugeln bestehen üblicherweise aus einer Hülle aus thermoplastischem Polymer und sind im Kern mit einer flüssigen, niedrig siedenden Substanz auf Basis von Alkanen gefüllt. Die Herstellung solcher Mikrohohlkugeln ist beispielsweise in US 3 615 972 beschrieben. Die Mikrohohlkugeln weisen im allgemeinen einen Durchmesser von 5 bis 50 μm auf. Beispiele für geeignete Mikrohohlkugeln sind unter dem Handelsnamen Expancell® der Firma Akzo Nobel erhältlich.The hollow microspheres usually consist of a shell of thermoplastic polymer and are filled in the core with a liquid, low-boiling substance based on alkanes. The production of such hollow microspheres is described, for example, in US Pat. No. 3,615,972. The hollow microspheres generally have a diameter of 5 to 50 microns. Examples of suitable hollow microspheres are available from Akzo Nobel under the trade name Expancell® ®.
Die Mikrohohlkugeln werden im allgemeinen in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (b), (c) und (d) zugesetzt.The hollow microspheres are generally added in an amount of 0.5 to 5 wt .-%, based on the total weight of components (b), (c) and (d).
Als Katalysatoren (e) zur Herstellung der Polyurethanschaumstoffe werden bevorzugt Verbindungen verwendet, welche die Reaktion der Hydroxylgruppen enthaltenden Verbindungen der Komponente (b) und gegebenenfalls (c) mit den organischen, gegebenenfalls modifizierten Polyisocyanaten (a) stark beschleunigen. Genannt seien beispielsweise Amidine, wie 2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin, tertiäre Amine, wie Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, N-Methyl-, N-Ethyl-, N-Cyclohexyl- morpholin, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-butandiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-hexandiamin, Pentamethyl-diethylentriamin, Tetramethyl- diaminoethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff, Dimethylpiperazin, 1 ,2- Dimethylimidazol, 1-Aza-bicyclo-(3,3,0)-octan und vorzugsweise 1 ,4-Diaza-bicyclo- (2,2,2)-octan und Alkanolaminverbindungen, wie Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl- und N-Ethyl-diethanolamin und Dimethylethanolamin. Ebenso kommen in Betracht organische Metallverbindungen, vorzugsweise organische Zinnverbindungen, wie Zinn-(ll)-salze von organischen Carbonsäuren, z.B. Zinn-(ll)-acetat, Zinn-(ll)- octoat, Zinn-(ll)-ethylhexoat und Zinn-(ll)-laurat und die Dialkylzinn-(IV)-salze von organischen Carbonsäuren, z.B. Dibutyl-zinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinn- maleat und Dioctylzinn-diacetat, sowie Bismutcarboxylate, wie Bismut(lll)- neodecanoat, Bismut-2-ethylhexanoat und Bismut-octanoat oder Mischungen davon. Die organischen Metallverbindungen können allein oder vorzugsweise in Kombination mit stark basischen Aminen eingesetzt werden. Handelt es sich bei der Komponente (b) um einen Ester, werden vorzugsweise ausschließlich Aminkatalysatoren eingesetzt.As catalysts (e) for the preparation of the polyurethane foams, preference is given to using compounds which greatly accelerate the reaction of the hydroxyl-containing compounds of component (b) and optionally (c) with the organic, optionally modified polyisocyanates (a). Examples which may be mentioned are amidines, such as 2,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidine, tertiary amines, such as triethylamine, tributylamine, dimethylbenzylamine, N-methyl-, N-ethyl-, N-cyclohexylmorpholine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N', N'-tetramethylbutanediamine, N, N, N ', N'-tetramethylhexanediamine, pentamethyldiethylenetriamine, tetramethyldiminoethyl ether, bis (dimethylaminopropyl ) urea, dimethylpiperazine, 1, 2 Dimethylimidazole, 1-azabicyclo- (3,3,0) -octane and preferably 1,4-diaza-bicyclo- (2,2,2) -octane and alkanolamine compounds such as triethanolamine, triisopropanolamine, N-methyl- and N- Ethyldiethanolamine and dimethylethanolamine. Likewise suitable are organic metal compounds, preferably organic tin compounds, such as tin (II) salts of organic carboxylic acids, for example tin (II) acetate, tin (II) octoate, tin (II) ethyl hexoate and tin (II) laurate and the dialkyltin (IV) salts of organic carboxylic acids, for example dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin maleate and dioctyltin diacetate, and bismuth carboxylates such as bismuth (III) neodecanoate, bismuth 2-ethylhexanoate and Bismuth octanoate or mixtures thereof. The organic metal compounds can be used alone or preferably in combination with strongly basic amines. When component (b) is an ester, it is preferred to use only amine catalysts.
Vorzugsweise verwendet werden 0,001 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 2 Gew.- % Katalysator bzw. Katalysatorkombination, bezogen auf das Gewicht der Komponen- te (b).Preference is given to using from 0.001 to 5% by weight, in particular from 0.05 to 2% by weight, of catalyst or catalyst combination, based on the weight of component (b).
Als magnetisierbare Teilchen (f) können alle bekannten magnetisierbaren Teilchen eingesetzt werden. Solche Teilchen bilden in einem externen Magnetfeld ein eigenes Magnetfeld aus. Dabei können diese gegebenenfalls auch in einem von externen Magnetfeldern freien Raum ein eigenes Magnetfeld aufweisen, das eigene Magnetfeld wird aber durch ein externes Magnetfeld verstärkt. Bevorzugt werden Ferro- oder Ferri- magnetika, besonders bevorzugt weichmagnetische Ferro- oder Ferrimagnetika eingesetzt. Solche Teilchen sind beispielsweise in WO 2006/007882, US 6,476,1 13 B1 , der US 2005/0116194 A1 oder WO 2006/024457 A1 beschrieben.As magnetizable particles (f), it is possible to use all known magnetizable particles. Such particles form their own magnetic field in an external magnetic field. These may also have their own magnetic field in a space free from external magnetic fields, but the own magnetic field is amplified by an external magnetic field. Preference is given to using ferromagnets or ferromagnets, particularly preferably soft-magnetic ferro- or ferrimagnetics. Such particles are described, for example, in WO 2006/007882, US Pat. No. 6,476,113 B1, US 2005/0116194 A1 or WO 2006/024457 A1.
Vorzugsweise werden als Materialien für die magnetisierbaren Teilchen der vorliegenden Erfindung Eisen, Kobalt, Nickel, auch in nichtreiner Form, und Legierungen daraus, wie Eisen-Kobalt, Eisen-Nickel, magnetischer Stahl, Eisen-Silizium, und/oder de- ren Mischungen, oxidkeramische Werkstoffe, wie kubische Ferrite, Perowskite und Granaten der allgemeinen Formel MO-Fβ2θ3, wobei M für ein oder mehrere Metalle steht, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ti, Cd und Mg, Mischferrite, wie MnZn-, NiZn-, NiCo-, NiCuCo-, NiMg-, CuMg-Ferrite und/oder deren Mischungen, und Partikel aus Eisencarbid, Eisennitrid, Legierungen von Vanadi- um, Wolfram, Kupfer und Mangan und/oder deren Mischungen und Magnetit (Fβ3θ4), eingesetzt.Preferably, as materials for the magnetizable particles of the present invention, iron, cobalt, nickel, even in non-pure form, and alloys thereof, such as iron-cobalt, iron-nickel, magnetic steel, iron-silicon, and / or their mixtures, oxide ceramic materials, such as cubic ferrites, perovskites and garnets of the general formula MO-Fβ2θ3, where M is one or more metals selected from the group consisting of Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ti, Cd and Mg Mixed ferrites such as MnZn, NiZn, NiCo, NiCuCo, NiMg, CuMg ferrites and / or mixtures thereof, and particles of iron carbide, iron nitride, alloys of vanadium, tungsten, copper and manganese and / or their Mixtures and magnetite (Fβ3θ4) used.
Besonders bevorzugt werden als magnetisierbare Teilchen Eisenpulver, insbesondere feinverteiltes Eisenpulver und wiederum bevorzugt Carbonyleisenpulver, welches vor- zugsweise aus Eisenpentacarbonyl hergestellt ist, gas- und/oder wasserverdüstes Eisenpulver, gecoatetes Eisenpulver und Mischungen dieser Eisenpulver untereinander sowie Mischungen dieser Eisenpulver mit anderen magnetisierbaren Teilcheneinge- setzt. Die magnetisierbaren Teilchen können bevorzugt eine mittlere längste Ausdehnung zwischen 0,01 bis 1000 μm aufweisen.Particularly preferred magnetizable particles are iron powder, in particular finely divided iron powder and again preferably carbonyl iron powder, which is preferably prepared from iron pentacarbonyl, gas and / or water atomized iron powder, coated iron powder and mixtures of these iron powders with one another and mixtures of these iron powders with other magnetizable particles. puts. The magnetizable particles may preferably have a mean longest extent between 0.01 to 1000 microns.
Die Form der magnetisierbaren Teilchen kann gleichmäßig oder unregelmäßig sein. Beispielsweise kann es sich um sphärische, Stäbchen- oder nadeiförmige Teilchen handeln. Dabei ist die sphärische Form, d. h. die Kugelform oder eine der Kugelform ähnliche Form, besonders dann bevorzugt, wenn hohe Füllgrade angestrebt werden.The shape of the magnetizable particles may be uniform or irregular. For example, they can be spherical, rod-shaped or needle-shaped particles. Here, the spherical shape, d. H. the spherical shape or a shape similar to the spherical shape, especially preferred when high filling levels are desired.
Wenn sphärische Teilchen verwendet werden, beträgt der mittlere Durchmesser [d5o] vorzugsweise 0,01 bis 1000 μm, besonders bevorzugt 0,1 bis 100 μm, insbesondere 0,5 bis 10 μm. Die vorgenannten Größenordnungen für den mittleren Durchmesser sind insbesondere für die Herstellung der erfindungsgemäßen zelligen Elastomere vorteilhaft, weil sie zu einer besseren Redispergierbarkeit und einer besseren Fließfähigkeit der mit den Teilchen beladenen PU Komponenten führen.When spherical particles are used, the average diameter [d 5 o] is preferably 0.01 to 1000 μm, more preferably 0.1 to 100 μm, particularly 0.5 to 10 μm. The above-mentioned orders of magnitude for the average diameter are particularly advantageous for the preparation of the cellular elastomers according to the invention because they lead to a better redispersibility and better flowability of the PU components loaded with the particles.
Wenn keine sphärischen Teilchen verwendet werden, beträgt die mittlere längste Ausdehnung der erfindungsgemäß vorgesehenen magnetisierbaren Teilchen vorzugsweise 0,01 bis 1000 μm, bevorzugt 0,1 bis 500 μm. Wenn als magnetisierbares Teilchen Metallpulver verwendet wird, so kann dieses beispielsweise durch Reduktion entspre- chender Metalloxide erhalten werden. Gegebenenfalls schließt sich an die Reduktion noch ein Sieb- oder Mahlprozess an. Weitere Wege zur Herstellung entsprechend geeigneter Metallpulver ist die elektrolytische Abscheidung oder die Herstellung von Metallpulver über Wasser- oder Gasverdüsung. Es können auch Mischungen magneti- sierbarer Teilchen zum Einsatz kommen. Insbesondere kann die Größenverteilung der verwendeten magnetisierbaren Teilchen auch bimodal sein.If no spherical particles are used, the mean longest dimension of the magnetizable particles provided according to the invention is preferably 0.01 to 1000 μm, preferably 0.1 to 500 μm. If metal powder is used as the magnetizable particle, this can be obtained, for example, by reduction of corresponding metal oxides. Optionally, the reduction is followed by a sieving or milling process. Other ways to prepare correspondingly suitable metal powder is the electrolytic deposition or the production of metal powder via water or gas atomization. It is also possible to use mixtures of magnetizable particles. In particular, the size distribution of the magnetizable particles used can also be bimodal.
Vorzugsweise werden 1 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 75 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 40 Gew-% magnetisierbare Teilchen (f), bezogen auf das Gesamtgwicht der Komponenten (a) bis (g) verwendet.Preference is given to using from 1 to 95% by weight, preferably from 10 to 75% by weight, particularly preferably from 10 to 40% by weight, of magnetizable particles (f), based on the total weight of components (a) to (g).
Der Reaktionsmischung zur Herstellung der Polyurethanschäume können gegebenenfalls auch noch Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe (g) zugegeben werden. Genannt seien beispielsweise oberflächenaktive Substanzen, Schaumstabilisatoren, Zellregler, Trennmittel, Gummivulkanistionshilfsmittel, Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente, Hydrolyse- Schutzmittel, geruchsabsorbierende Substanzen und fungistatische und/oder bakteri- ostatisch wirkende Substanzen.Optionally, auxiliaries and / or additives (g) may also be added to the reaction mixture for the preparation of the polyurethane foams. Examples which may be mentioned are surface-active substances, foam stabilizers, cell regulators, release agents, rubber vulcanization assistants, fillers, dyes, pigments, hydrolysis protectants, odor-absorbing substances and fungistatic and / or bacteriostatic substances.
Als oberflächenaktive Substanzen kommen z.B. Verbindungen in Betracht, welche zur Unterstützung der Homogenisierung der Ausgangsstoffe dienen und gegebenenfalls auch geeignet sind, die Zellstruktur zu regulieren. Genannt seien beispielsweise Emul- gatoren, wie die Natriumsalze von Ricinusölsulfaten oder von Fettsäuren, sowie Salze von Fettsäuren mit Aminen, z.B. ölsaures Diethylamin, stearinsaures Diethanolamin, ricinolsaures Diethanolamin, Salze von Sulfonsäuren, z.B. Alkali- oder Ammoniumsalze von Dodecylbenzol- oder Dinaphthylmethandisulfonsäure, und Ricinolsäure; Schaumstabilisatoren, wie Siloxan-Oxalkylen-Mischpolymerisate und andere Organopolysilo- xane, oxethylierte Alkylphenole, oxethylierte Fettalkohole, Paraffinöle, Ricinusöl- bzw. Ricinolsäureester, Türkischrotöl und Erdnussöl, und Zellregler, wie Paraffine, Fettalkohole und Dimethylpolysiloxane. Zur Verbesserung der Emulgierwirkung, der Zellstruktur und/oder Stabilisierung des Schaumes eignen sich ferner oligomere Acrylate mit Polyoxyalkylen- und Fluoralkanresten als Seitengruppen. Die oberflächenaktiven Substanzen werden üblicherweise in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Komponente (b), eingesetzt.Suitable surface-active substances are, for example, compounds which serve to assist the homogenization of the starting materials and, if appropriate, are also suitable for regulating the cell structure. Examples which may be mentioned are emulsifiers, such as the sodium salts of castor oil sulfates or of fatty acids, and also salts of fatty acids with amines, for example diethylamine, stearic acid diethanolamine, ricinoleic diethanolamine, salts of sulfonic acids, for example alkali metal or ammonium salts of dodecylbenzene- or dinaphthylmethanedisulfonic acid, and ricinoleic acid; Foam stabilizers, such as siloxane-oxalkylene copolymers and other organopolysiloxanes, ethoxylated alkylphenols, ethoxylated fatty alcohols, paraffin oils, castor oil or ricinoleic acid esters, Turkish red oil and peanut oil, and cell regulators, such as paraffins, fatty alcohols and dimethylpolysiloxanes. To improve the emulsifying effect, the cell structure and / or stabilization of the foam, oligomeric acrylates having polyoxyalkylene and fluoroalkane radicals as side groups are also suitable. The surface-active substances are usually used in amounts of from 0.01 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of component (b).
Als geeignete Trennmittel seien beispielhaft genannt: Umsetzungsprodukte von Fettsäureestern mit Polyisocyanaten, Salze aus Aminogruppen enthaltenden Polysiloxa- nen und Fettsäuren, Salze aus gesättigten oder ungesättigten (cyclo)aliphatischen Carbonsäuren mit mindestens 8 C-Atomen und tertiären Aminen sowie insbesondere innere Trennmittel, wie Carbonsäureester und/oder -amide, hergestellt durch Veresterung oder Amidierung einer Mischung aus Montansäure und mindestens einer aliphati- schen Carbonsäure mit mindestens 10 C-Atomen mit mindestens difunktionellen Alka- nolaminen, Polyolen und/oder Polyaminen mit Molekulargewichten von 60 bis 400 g/mol, wie beispielsweise in EP 153 639 offenbart, Gemischen aus organischen Aminen, Metallsalzen der Stearinsäure und organischen Mono- und/oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydride, wie beispielsweise in DE-A-3 607 447 offenbart, oder Gemischen aus einer Iminoverbindung, dem Metallsalz einer Carbonsäure und gegebenenfalls einer Carbonsäure, wie beispielsweise in US 4 764 537 offenbart.Examples of suitable release agents are: reaction products of fatty acid esters with polyisocyanates, salts of amino-containing polysiloxanes and fatty acids, salts of saturated or unsaturated (cyclo) aliphatic carboxylic acids having at least 8 carbon atoms and tertiary amines, and in particular internal release agents such as carboxylic esters and or amides prepared by esterification or amidation of a mixture of montanic acid and at least one aliphatic carboxylic acid having at least 10 carbon atoms with at least difunctional alkanolamines, polyols and / or polyamines having molecular weights of 60 to 400 g / mol, such as For example, in EP 153 639 discloses mixtures of organic amines, metal salts of stearic acid and organic mono- and / or dicarboxylic acids or their anhydrides, such as disclosed in DE-A-3,607,447, or mixtures of an imino compound, the metal salt of a carboxylic acid and optionally a carbon acid, such as for example in US 4,764,537 disclosed.
Als Gummivulkanisationshilfsmittel sind die an sich bekannten, für die Vulkanisation von Gummi üblichen Vernetzungsungshilfsmittel zu verstehen. Im einzelnen seien beispielhaft genannt: Vulkanisationsmittel, wie Schwefel, Peroxide, Metalloxide, Aktivatoren, wie Metalloxide, z.B. die Kombination aus Zinkoxid und Stearinsäure, Beschleuni- ger, wie Thiorame, Guanidine, Thiazole, Sulfenamide und Dithiocarbamate. Diese sind beispielsweise beschrieben in P.A. Ciullo, „The rubber formulary", Hoyes Publications, 1999, ISBN: 0-8155-1434-4.Rubber vulcanization aids are to be understood as the vulcanization auxiliaries customary for the vulcanization of rubber. Specific examples are: vulcanizing agents, such as sulfur, peroxides, metal oxides, activators, such as metal oxides, e.g. the combination of zinc oxide and stearic acid, accelerators such as thiorams, guanidines, thiazoles, sulfenamides and dithiocarbamates. These are described, for example, in P.A. Ciullo, "The rubber formulation", Hoyes Publications, 1999, ISBN: 0-8155-1434-4.
Als Füllstoffe, insbesondere verstärkend wirkende Füllstoffe, sind die an sich bekann- ten, üblichen organischen und anorganischen Füllstoffe, Verstärkungsmittel, Beschwerungsmittel, Beschichtungsmittel usw. zu verstehen. Im einzelnen seien beispielhaft genannt: anorganische Füllstoffe, wie silikatische Mineralien, beispielsweise Schichtsilikate, wie Antigorit, Bentonit, Serpentin, Hornblenden, Amphibole, Chrisotil und Talkum, Metalloxide, wie Kaolin, Aluminiumoxide, Titanoxide, Zinkoxid und Eisenoxide, Metallsalze wie Kreide und Schwerspat, und anorganische Pigmente, wie Cadmiumsul- fid, Zinksulfid sowie Glas u.a. Vorzugsweise verwendet werden Kaolin (China Clay), Aluminiumsilikat und Copräzipitate aus Bariumsulfat und Aluminiumsilikat sowie natür- liehe und synthetische faserförmige Mineralien, wie Wollastonit, Metall- und insbesondere Glasfasern verschiedener Länge, die gegebenenfalls geschlichtet sein können. Als organische Füllstoffe kommen beispielsweise in Betracht: Russ, Melamin, KoI- lophonium, Cyclopentadienylharze und Pfropfpolymerisate sowie Cellulosefasern, Po- lyamid-, Polyacrylnitril-, Polyurethan-, Polyesterfasern auf der Grundlage von aromatischen und/oder aliphatischen Dicarbonsäureestern und insbesondere Kohlenstofffasern.Fillers, in particular reinforcing fillers, are understood to be the conventional organic and inorganic fillers, reinforcing agents, weighting agents, coating compositions, etc., which are known per se. Specific examples are: inorganic fillers, such as silicate minerals, for example phyllosilicates, such as antigorite, bentonite, serpentine, hornblende, amphiboles, chrysotile and talc, metal oxides, such as kaolin, aluminas, titanium oxides, zinc oxide and iron oxides, metal salts such as chalk and barite, and inorganic pigments, such as cadmium sulphide, zinc sulphide and glass, etc. Preference is given to using kaolin (china clay), aluminum silicate and coprecipitates of barium sulphate and aluminum silicate, and also natural lhe and synthetic fibrous minerals, such as wollastonite, metal and in particular glass fibers of various lengths, which may optionally be sized. Suitable organic fillers are, for example, carbon black, melamine, rosin, cyclopentadienyl resins and graft polymers and also cellulose fibers, polyamide, polyacrylonitrile, polyurethane and polyester fibers based on aromatic and / or aliphatic dicarboxylic acid esters and in particular carbon fibers.
Die anorganischen und organischen Füllstoffe können einzeln oder als Gemische ver- wendet werden und werden der Reaktionsmischung vorteilhafterweise in Mengen von 0,5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponenten (a) bis (c), zugegeben, wobei jedoch der Gehalt an Matten, Vliesen und Geweben aus natürlichen und synthetischen Fasern Werte bis 80 Gew.-% erreichen kann.The inorganic and organic fillers can be used individually or as mixtures and are advantageously added to the reaction mixture in amounts of from 0.5 to 50% by weight, preferably from 1 to 40% by weight, based on the weight of the components (a) to (c), but the content of mats, nonwovens and woven fabrics of natural and synthetic fibers can reach values up to 80% by weight.
Die Komponenten (a) bis (g) werden zur Herstellung eines erfindungsgemäßen zelligen Polyurethanformkörpers in solchen Mengen miteinander vermischt, dass das Äquivalenzverhältnis von NCO-Gruppen der Polyisocyanate (a) zur Summe der reaktiven Wasserstoffatome der Komponenten (b), (c) und (c) 1 : 0,8 bis 1 : 1 ,25, vorzugsweise 1 : 0,9 bis 1 : 1 ,15 beträgt. Im Rahmen der Erfindung wird die Mischung der Kompo- nenten (a) bis (g) bei Reaktionsumsätzen kleiner 90 %, bezogen auf die Isocya- natgruppen, als Reaktionsmischung bezeichnet.The components (a) to (g) are mixed together to produce a cellular polyurethane molded article according to the invention in amounts such that the equivalence ratio of NCO groups of the polyisocyanates (a) to the sum of the reactive hydrogen atoms of the components (b), (c) and ( c) 1: 0.8 to 1: 1, 25, preferably 1: 0.9 to 1: 1, 15. In the context of the invention, the mixture of components (a) to (g) at reaction conversions of less than 90%, based on the isocyanate groups, is referred to as the reaction mixture.
Die erfindungsgemäßen Polyurethanformkörper, insbesondere die Polyurethanintegralschaumstoffe, werden vorzugsweise nach dem 2 step-Verfahren hergestellt. Da- zu wird zunächst ein Isocyanatprepolymer hergestellt und dieses dann mit den Komponenten (b) bis (g), falls vorhanden, mit Hilfe der Niederdrucktechnik in geschlossenen, zweckmäßigerweise temperierten Formwerkzeugen, wie oben beschrieben, hergestellt. Diese Verfahrensweisen zur Herstellung von Polyurethanelastomeren ohne magnetisierbare Teilchen (f) werden beispielsweise beschrieben von Piechota und Röhr in "Integralschaumstoff', Carl-Hanser-Verlag, München, Wien, 1975, oder im „Kunststoff-handbuch", Band 7, Polyurethane, 3. Auflage, 1993, Kapitel 7. Diese Verfahrensweise können analog angewendet werden, wobei die Form, wie oben beschrieben, von einem Magnetfeld erfüllt ist.The polyurethane moldings according to the invention, in particular the integral polyurethane foams, are preferably prepared by the 2-step process. To this end, an isocyanate prepolymer is first prepared and this is then prepared with the components (b) to (g), if present, by means of the low-pressure technique in closed, suitably tempered molds, as described above. These procedures for the preparation of polyurethane elastomers without magnetizable particles (f) are described for example by Piechota and Röhr in "Integralschaumstoff ', Carl Hanser Verlag, Munich, Vienna, 1975, or in the" Plastics Handbook ", Volume 7, Polyurethanes, 3rd Edition, 1993, Chapter 7. This procedure can be applied analogously, with the mold, as described above, being filled with a magnetic field.
Die Ausgangskomponenten (a) bis (g) werden dazu vorzugsweise bei einer Temperatur von 15 bis 90 0C, besonders bevorzugt von 25 bis 55 0C gemischt und die Reaktionsmischung gegebenenfalls unter erhöhtem Druck in das geschlossene Formwerkzeug eingebracht. Die Vermischung kann mechanisch mittels eines Rührers oder einer Rührschnecke oder unter hohem Druck im sogenannten Gegenstrominjektionsverfah- ren durchgeführt werden. Die Formwerkzeugtemperatur beträgt zweckmäßigerweise 20 bis 160 0C, vorzugsweise 30 bis 120 0C, besonders bevorzugt 30 bis 60 0C. Die Menge der in das Formwerkzeug eingebrachten Reaktionsmischung wird so bemessen, dass der erhaltenen Formkörper eine Dichte von 150 bis 5000 kg/m3, insbesondere von 200 bis 2000 kg/m3 aufweisen, wobei die Masse der magnetisierbaren Teilchen berücksichtigt ist. Die Verdichtungsgrade zur Herstellung der Polyurethanin- tegralschaumstoffe liegen im Bereich von 1 ,1 bis 8,5, vorzugsweise von 2,1 bis 7,0.The starting components (a) to (g) are preferably mixed at a temperature of 15 to 90 0 C, more preferably from 25 to 55 0 C and introduced the reaction mixture optionally under elevated pressure in the closed mold. The mixing can be carried out mechanically by means of a stirrer or a stirring screw or under high pressure in the so-called countercurrent injection method. The mold temperature is expediently 20 to 160 ° C., preferably 30 to 120 ° C., particularly preferably 30 to 60 ° C. The amount of the reaction mixture introduced into the mold is such that the resulting molded body has a density of 150 to 5000 kg / m 3 , in particular from 200 to 2000 kg / m 3 , wherein the mass of the magnetizable particles is taken into account. The degrees of densification for the preparation of the polyurethane integral foam are in the range from 1.1 to 8.5, preferably from 2.1 to 7.0.
Ein erfindungsgemäßer Polyurethanformkörper, insbesondere ein Polyurethanintegralschaumstoff wird vorzugsweise als Schuhsohle, beispielsweise als Zwischensohle oder Laufsohle, bevorzugt als Zwischensohle verwendet. Dabei kann zur Herstellung des Schuhs der erfindungsgemäße Polyurethanformkörper nach dessen Herstellung am Schuhoberteil, beispielsweise durch Nähen oder Kleben, befestigt werden.An inventive polyurethane molded body, in particular a polyurethane integral foam is preferably used as a shoe sole, for example as a midsole or outsole, preferably as a midsole. In this case, for the production of the shoe of the polyurethane molded body according to the invention after its production on the shoe upper, for example by sewing or gluing, are attached.
Wird der erfindungsgemäße Polyurethanformkörper, insbesondere der Polyurethanintegralschaumstoff, als Zwischensohle verwendet, wird meist eine Laufsohle aus Gum- mi eingesetzt. Zur Herstellung des Verbundmaterials aus Laufsohle und Zwischensohle wird der erfindungsgemäße Polyurethanformkörper in einer Form wie oben beschrieben hergestellt, wobei in die Form vor dem Einbringen der Polyurethanreaktionsmischung eine Gummisohle eingelegt wird. Nach dem Aushärten kann ein Verbundmaterial, bestehend aus Gummilaufsohle und erfindungsgemäßem Polyurethanformkörper, aus der Form entnommen werden. Alternativ wird ein erfindungsgemäßer Schuh mittels Direkteinspritzungsverfahren hergestellt. Dabei wird die Polyurethanreaktivmischung in eine Form gegeben, die eine Laufsohle aus Gummi enthält und durch das Schuhoberteil abgeschlossen wird.If the polyurethane molded body according to the invention, in particular the polyurethane integral foam, used as a midsole, an outsole made of rubber is usually used. To produce the composite of outsole and midsole, the polyurethane molded article according to the invention is produced in a mold as described above, wherein a rubber sole is inserted into the mold before introduction of the polyurethane reaction mixture. After curing, a composite material, consisting of rubber outsole and inventive polyurethane molded body, are removed from the mold. Alternatively, a shoe according to the invention is produced by means of direct injection. In this case, the polyurethane reactive mixture is placed in a mold containing an outsole made of rubber and is completed by the shoe upper.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es beispielsweise möglich, ausgehend von der gleichen Mischung zur Herstellung von Elastomeren, bevorzugt von der gleichen Polyurethanreaktionsmischung, Schuhsohlen zu erhalten, die unterschiedliche Kompressionssteifigkeiten aufweisen, indem man bei deren Herstellung ein unterschiedlich starkes Magnetfeld entlang der späteren Belastungsrichtung anlegt.With the aid of the method according to the invention, it is possible, for example, starting from the same mixture for producing elastomers, preferably from the same polyurethane reaction mixture, to obtain shoe soles having different compression stiffnesses by applying a different strength magnetic field along the later loading direction during their production.
Weiter ist es auch möglich, ausgehend von der gleichen Mischung zur Herstellung von Elastomeren, bevorzugt von der gleichen Polyurethanreaktionsmischung, Schuhsohlen herzustellen, die im Bereich der Vordersohle eine höhere Kompressionssteifigkeit aufweisen als im Fersenbereich, indem man im Bereich der Vordersohle ein stärkeres Magnetfeld entlang der späteren Belastungsrichtung anlegt als im Fersenbereich.Furthermore, starting from the same mixture for producing elastomers, preferably from the same polyurethane reaction mixture, it is also possible to produce shoe soles which have a higher compression stiffness in the front sole area than in the heel area, by applying a stronger magnetic field along the later sole in the area of the front sole Loading direction applies as in the heel area.
Dabei bildet sich jeweils im Bereich des Magnetfeldes die o.g. anisotrope Mechanik aus und das Material erhält in Richtung des Magnetfeldvektors, d.h. für Schuhsohlen üblicherweise in vertikaler Richtung eine deutlich höhere Kompressionssteifigkeit und damit auch eine deutlich größere Kompressionssteifigkeit als die Bereiche der Sohle, die bei der Herstellung keinem oder einem geringeren Magnetfeld ausgesetzt waren. Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens ist, dass sich die mechanischen Eigenschaf- ten in Abhängigkeit der Stärke des während der Herstellung angelegten Magnetfelds stufenlos in einem weiten Bereich eingestellt werden können, ohne dass die Zusammensetzung der Mischung zur Herstellung des erfindungsgemäßen zelligen Elastomeren, bevorzugt der Polyurethanreaktionsmischung, geändert werden muss. Weiter zeigt ein erfindungsgemäßes Elastomer auch eine Anisotropie im Zugmodul. Der Zugmodul kann nach dem gleichen Verfahren bestimmt werden wie der Druckmodul, d.h. nach dem oben beschriebenen Verfahren in Anlehnung an DIN ISO 7743. Dadurch dass die Probekörper mit den Platten der Prüfmaschine verklebt werden, können auch Zugbelastungen aufgebracht werden. Die Anisotropie eines erfindungsgemäßen Elastomers in der Dehnung beträgt vorzugsweise 1 ,3 und mehr.In each case, the above-mentioned anisotropic mechanism is formed in the region of the magnetic field and the material is given a significantly higher compression rigidity in the direction of the magnetic field vector, ie for shoe soles in the vertical direction, and thus also a significantly greater compression stiffness than the regions of the sole used in the production were exposed to no or a lower magnetic field. A particular advantage of this method is that the mechanical properties can be adjusted continuously in a wide range depending on the strength of the magnetic field applied during the preparation, without the composition of the mixture for the preparation of the cellular elastomer according to the invention, preferably the polyurethane reaction mixture, must be changed. Furthermore, an elastomer according to the invention also exhibits anisotropy in the tensile modulus. The tensile modulus can be determined by the same method as the printing module, ie by the method described above in accordance with DIN ISO 7743. By virtue of the fact that the specimens are glued to the plates of the testing machine, tensile loads can also be applied. The anisotropy of an elastomer of the invention in the elongation is preferably 1, 3 and more.
Bei zyklischer Druck- oder Zugbelastung des erfindungsgemäßen Elastomers zeigt sich parallel zur Orientierungsrichtung der Eisenteilchen ein deutlich stärker ausge- prägtes Hystereseverhalten als in senkrechter Orientierung.At cyclic pressure or tensile loading of the elastomer according to the invention, a hysteresis behavior which is markedly more pronounced parallel to the direction of orientation of the iron particles than in a perpendicular orientation.
Weiter zeigt ein erfindungsgemäßes Elastomer magnetorheologische Eigenschaften, d.h. bei Anlegen eines Magnetfeldes parallel zur Orientierungsrichtung der Carbonyl- eisenteilchen und des Magnetfeldvektors nimmt der komplexe Schubmodul, gemessen in oszillatorischer Scherung bei Frequenzen zwischen 0,1 und 10 Hz, zu. Die Orientierungsrichtung der Carbonyleisenteilchen entspricht der Richtung des Schergradienten. Die Zunahme des Schubmoduls ist reversibel, d.h. bei Abschaltung des Magnetfeldes geht der Modul wieder auf seinen Ausgangswert zurück.Further, an elastomer of the present invention exhibits magnetorheological properties, i. When a magnetic field is applied parallel to the orientation direction of the carbonyl iron particles and the magnetic field vector, the complex shear modulus, measured in oscillatory shear at frequencies between 0.1 and 10 Hz, increases. The orientation direction of the carbonyl iron particles corresponds to the direction of the shear gradient. The increase of the shear modulus is reversible, i. when the magnetic field is switched off, the module returns to its initial value.
Weiter zeigt ein erfindungsgemäßes Elastomer eine höhere spezifische elektrische Leitfähigkeit parallel zu den kettenförmigen Strukturen der Carbonyleisenteilchen als senkrecht dazu. Darüber hinaus findet man bei zunehmendem Kompressionsdruck zunächst eine Zunahme der spezifischen Leitfähigkeit und dann, nach Durchlaufen eines Maximums, wieder eine Abnahme. Dieses Verhalten findet sich sowohl bei Mes- sung parallel als auch senkrecht zur Orientierungsrichtung der Carbonyleisenteilchen. Die erhöhte spezifische Leitfähigkeit parallel zu den kettenförmigen Strukturen der Carbonyleisenteilchen, d.h. für Schuhsohlen in vertikaler Richtung, ist günstig für Sicherheitsschuhe, für die eine antistatische Ausrüstung gefordert wird.Furthermore, an elastomer according to the invention exhibits a higher specific electrical conductivity parallel to the chain-like structures of the carbonyl iron particles than perpendicular thereto. Moreover, as the compression pressure increases, there is an increase in specific conductivity and, after passing through a maximum, a decrease again. This behavior is found both when measuring parallel and perpendicular to the orientation direction of the carbonyl iron particles. The increased specific conductivity parallel to the chain-like structures of the carbonyl iron particles, i. for shoe soles in the vertical direction, is favorable for safety shoes, for which an antistatic equipment is required.
Das erfindungsgemäße Elastomer zeigt vorzugsweise zusätzlich zur Orientierung der Eisenpartikeln in kettenförmigen Strukturen auch eine Anisotropie in der Zellmorphologie. Die Schaumzellen sind auch in kettenförmigen Strukturen angeordnet, das bedeutet, die Zellwände, die parallel zur Richtung des bei der Präparation angelegten Magnetfeldes orientiert sind, bilden annähernd durchgängige Wände. Die Zellwände, die senkrecht zur Richtung des bei der Präparation angelegten Magnetfeldes orientiert sind, sind eher zufällig angeordnet. Durch die nachfolgenden Beispiele soll die Erfindung näher erläutert werden.The elastomer according to the invention preferably also exhibits anisotropy in the cell morphology in addition to the orientation of the iron particles in chain-like structures. The foam cells are also arranged in chain-like structures, that is, the cell walls, which are oriented parallel to the direction of the magnetic field applied in the preparation, form approximately continuous walls. The cell walls, which are oriented perpendicular to the direction of the magnetic field applied in the preparation, are arranged rather randomly. By the following examples, the invention will be explained in more detail.
Beispiele Beispiel 1 : Polyurethan-Schuhsystem mit CarbonyleisenpulverExamples Example 1: Polyurethane shoe system with carbonyl iron powder
Gemäß Tabelle 1 wurde ein Polyurethanformschaumstoff bei einem Massenverhältnis A:B von 100 : 26,2 hergestellt. Damit betrug das molare Verhältnis von Isocyanatgrup- pen zu gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen, einschließlich Wasser, 0,98, was ei- nem Isocyanatindex von 98 entspricht.According to Table 1, a polyurethane molded foam was prepared at a mass ratio A: B of 100: 26.2. Thus, the molar ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups, including water, was 0.98, which corresponds to an isocyanate index of 98.
Tabelle 1Table 1
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Dabei bedeutet:Where:
Polyol: Polyesterpolyol auf Basis von Adipinsäure, 1 ,4-Butandiol, gestartet mit EthylenglycolPolyol: polyester polyol based on adipic acid, 1,4-butanediol, started with ethylene glycol
KV: MonoethylenglykolKV: monoethylene glycol
Stabilisator 1 : Elastostab H01 ® (BASF) Stabilisator 2: Tegostab B8443® (Degussa) Katalysator: Amin-Katalysator, Lupragen N 203® (BASF) ISO 187/3®: Isocyanat-Prepolymer der Firma Elastogran auf Basis von 4,4'-MDI, Polyester-Polyolen und ggf. Zusatz von niedermolekularen Diolen, NCO-Gehalt = 16,0 %. Index: Verhältnis aus Isocyanatgruppen und reaktiven Wasserstoffatomen* 100 Die in Beispiel 1 eingesetzte Menge an Carbonyleisenpulver entspricht einer Eisenmenge von 39,6 Gew.-% bezogen auf das Gesamtsystem. Als Carbonyleisenpulver diente der Typ EQ der BASF Aktiengesellschaft mit einem mittleren Durchmesser [dso] von 2,5 bis 3,5 μm.Stabilizer 1: Elastostab® H01 ® (BASF) Stabilizer 2: Tegostab B8443 ® (Degussa) Catalyst: amine catalyst Lupragen N 203 ® (BASF) ISO 187/3 ®: Isocyanate prepolymer from Elastogran based on 4,4 ' -MDI, polyester polyols and optionally addition of low molecular weight diols, NCO content = 16.0%. Index: Ratio of isocyanate groups and reactive hydrogen atoms * 100 The amount of carbonyl iron powder used in Example 1 corresponds to an amount of iron of 39.6% by weight, based on the overall system. The carbonyl iron powder used was the EQ type from BASF Aktiengesellschaft with a mean diameter [dso] of 2.5 to 3.5 μm.
Das Carbonyleisenpulver wurde der auf 400C erwärmten A-Komponente zugemischt und anschließend die B-Komponente zugemischt. Das System wurde in die auf 400C vorgeheizte Form gegossen. Die Form mit dem System wurde anschließend im Ofen 5 min. bei 400C gehalten und dann entformt. Die Systemeinwaage wurde so gewählt, dass sich eine Dichte von 850 kg/m3 ergibt.The carbonyl iron powder was mixed with the A component heated to 40 ° C., and then the B component was mixed. The system was poured into the preheated to 40 0 C mold. The mold with the system was then in the oven for 5 min. kept at 40 0 C and then removed from the mold. The system weight was chosen to give a density of 850 kg / m 3 .
Die Form erlaubt die Herstellung von scheibenförmigen Probekörpern mit Durchmesser 31 mm und Dicke 10 mm. Im Boden und im Deckel der Form sind quaderförmige Dauermagnete eingelassen. Die Magnete haben eine quadratische Grundfläche von 4 mal 4 cm2. Der Abstand der Magnete beträgt bei geschlossener Form 12 mm und die resultierende magnetische Flussdichte im Zwischenraum ca. 0,6 Tesla (gemessen bei leerer Form). Abgesehen von den Magneten besteht die Form aus nichtmagnetischen Metallen.The mold allows the production of disc-shaped specimens with a diameter of 31 mm and a thickness of 10 mm. In the bottom and in the lid of the form cuboid permanent magnets are embedded. The magnets have a square base area of 4 by 4 cm 2 . The distance between the magnets is 12 mm when the mold is closed and the resulting magnetic flux density in the intermediate space is approximately 0.6 Tesla (measured when the mold is empty). Apart from the magnets, the shape consists of non-magnetic metals.
Das PU System wurde bei geöffneter Form auf den Boden der Form gegossen, hinter dem sich der eine Magnet befindet. Dann wurde die Form zugeklappt und somit der zweite Magnet in Position gebracht und das Magnetfeld zum Ausrichten der Eisenpartikel entlang der Scheibenachse aufgebaut.The PU system was poured with the mold open on the bottom of the mold, behind which there is a magnet. Then the mold was collapsed, thus placing the second magnet in position and building up the magnetic field for aligning the iron particles along the disk axis.
Die Charakterisierung der fertigen Proben mit dem Rasterelektronenmikroskop zeigt deutlich kettenförmige Strukturen der Carbonyleisenteilchen entlang der Raumrichtung in der die Magnetfeldlinien orientiert waren. Der Druckmodul des derart hergestellten Materials, bestimmt in Anlehnung an DIN ISO 7743 (die Abweichungen vom in der Norm beschriebenen Verfahren werden oben in der Beschreibung erläutert), beträgt entlang der Orientierungsrichtung der Eisenpartikel 30 MPa und in den beiden Raumrichtungen senkrecht dazu 3,1 MPa. D.h. in Kompression beträgt die Anisotropie des Elastizitätsmoduls 30 : 3,1 = 9,7.The characterization of the finished samples with the scanning electron microscope clearly shows chain-like structures of the Carbonyleisenteilchen along the spatial direction in which the magnetic field lines were oriented. The printing modulus of the material produced in this way, determined on the basis of DIN ISO 7743 (the deviations from the methods described in the standard are explained above in the description), is 30 MPa along the orientation direction of the iron particles and 3.1 MPa in the two spatial directions perpendicular thereto , That in compression, the elastic modulus anisotropy is 30: 3.1 = 9.7.
Weitere Eigenschaften des Elastomers nach Beispiel 1 :Further properties of the elastomer according to Example 1:
Das Elastomer nach Beispiel 1 zeigt auch eine Anisotropie im Zugmodul Der Zugmodul kann nach dem gleichen Verfahren bestimmt werden wie der Druckmodul, d.h. nach dem oben beschriebenen Verfahren in Anlehnung an DIN ISO 7743. Dadurch dass die Probekörper mit den Platten der Prüfmaschine verklebt werden, können auch Zugbe- lastungen aufgebracht werden. Der Zugmodul parallel zu der Orientierungsrichtung der Carbonyleisenteilchen beträgt 14,3 MPa, senkrecht zur Orientierungsrichtung 3,1 MPa. D.h. in Zugbelastung beträgt die Anisotropie des Elastizitätsmoduls 14,3 : 3,1 = 4,6 und ist damit kleiner als in Druckbelastung.The elastomer according to Example 1 also exhibits anisotropy in the tensile modulus. The tensile modulus can be determined by the same method as the pressure modulus, ie by the method described above in accordance with DIN ISO 7743. By virtue of the fact that the specimens are adhesively bonded to the plates of the testing machine also tensile loads are applied. The tensile modulus parallel to the orientation direction of the carbonyl iron particles is 14.3 MPa, perpendicular to the orientation direction 3.1 MPa. In other words, in tensile load, the anisotropy of the modulus of elasticity is 14.3: 3.1 = 4.6 and is thus smaller than under compressive load.
Bei zyklischer Druck- oder Zugbelastung des Materials zeigt sich parallel zur Orientie- rungsrichtung der Eisenteilchen ein deutlich stärker ausgeprägtes Hystereseverhalten als in senkrechter Orientierung. Bei einer Deformationsgeschwindigkeit von 30 mm/min und einer Maximaldeformation von 4% beträgt die dissipierte Energie pro Einheitsvolumen pro Be- und Entlastungszyklus bei paralleler Orientierung 7226 J/m3 in Kompression und 2935 J/m3 in Dehnung. Bei senkrechter Orientierung beträgt die dissipier- te Energie pro Einheitsvolumen 820 J/m3 in Kompression und 1215 J/m3 in Dehnung. Die Probekörper waren zylindrisch, mit 4 mm Höhe und 9,6 mm Durchmesser.In the case of cyclic compression or tensile loading of the material, the hysteresis behavior is much more pronounced parallel to the orientation direction of the iron particles than in a perpendicular orientation. At a deformation rate of 30 mm / min and a maximum deformation of 4%, the dissipated energy per unit volume per parallel orientation loading and unloading cycle is 7226 J / m 3 in compression and 2935 J / m 3 in elongation. When oriented vertically, the dissipated energy per unit volume is 820 J / m 3 in compression and 1215 J / m 3 in elongation. The specimens were cylindrical, 4 mm high and 9.6 mm in diameter.
Das Elastomer nach Beispiel 1 zeigt magnetorheologische Eigenschaften, d.h. bei Anlegen eines Magnetfeldes parallel zur Orientierungsrichtung der Carbonyleisenteilchen und des Magnetfeldvektors nimmt der komplexe Schubmodul, gemessen in oszillatorischer Scherung bei Frequenzen zwischen 0,1 und 10 Hz, zu. Die Orientierungsrichtung der Carbonyleisenteilchen entspricht der Richtung des Schergradienten. Die Zunahme des Schubmoduls ist reversibel, d.h. bei Abschaltung des Magnetfeldes geht der Modul wieder auf seinen Ausgangswert zurück. Die Größe des relativen magnetorheologi- sehen Effektes beim Speichermodul G' beträgt 7% bei einer Scherfrequenz von 1 Hz und einer Scheramplitude von 0,1 %. Megnetorheologische Effekte bei kompakten E- lastomeren, sogenannten Magnetorheologische Elastomeren, und ihre Messung sind z.B. in WO 2006/024457 A1 beschrieben.The elastomer of Example 1 exhibits magnetorheological properties, i. upon application of a magnetic field parallel to the orientation direction of the carbonyl iron particles and the magnetic field vector, the complex shear modulus, measured in oscillatory shear at frequencies between 0.1 and 10 Hz, increases. The orientation direction of the carbonyl iron particles corresponds to the direction of the shear gradient. The increase of the shear modulus is reversible, i. when the magnetic field is switched off, the module returns to its initial value. The magnitude of the relative magnetorheological effect in the storage modulus G 'is 7% at a shear frequency of 1 Hz and a shear amplitude of 0.1%. Megnetorheological effects in compact elastomers, so-called magnetorheological elastomers, and their measurement are described in e.g. in WO 2006/024457 A1.
Das Elastomer nach Beispiel 1 zeigt eine höhere spezifische elektrische Leitfähigkeit parallel zu den kettenförmigen Strukturen der Carbonyleisenteilchen als senkrecht dazu. Darüber hinaus findet man bei zunehmendem Kompressionsdruck zunächst eine Zunahme der spezifischen Leitfähigkeit und dann, nach Durchlaufen eines Maximums, wieder eine Abnahme. Dieses Verhalten findet sich sowohl bei Messung parallel als auch senkrecht zur Orientierungsrichtung der Carbonyleisenteilchen. Das Maximum in der druckabhängigen spez. Leitfähigkeit, gemessen bei einer Spannung von U = 10 Volt, liegt für parallele Orientierung bei ca. 1 ,2 • 10"6 S/cm und ca. 6 bar, für senkrechte Orientierung bei ca. 1 ,8-10"10 S/cm und ca. 5,5 bar.The elastomer of Example 1 exhibits a higher specific electrical conductivity parallel to the chain-like structures of the carbonyl iron particles than perpendicular thereto. Moreover, as the compression pressure increases, there is an increase in specific conductivity and, after passing through a maximum, a decrease again. This behavior is found both when measured parallel and perpendicular to the direction of orientation of the carbonyl iron particles. The maximum in the pressure-dependent spec. Conductivity, measured at a voltage of U = 10 volts, for parallel orientation is approx. 1, 2 · 10 -6 S / cm and approx. 6 bar, for vertical orientation approx. 1, 8-10 "10 S / cm and about 5.5 bar.
Das Elastomer nach Beispiel 1 zeigt zusätzlich zur Orientierung der Eisenpartikeln in kettenförmigen Strukturen auch eine Anisotropie in der Zellmorphologie. Die Schaumzellen sind auch in kettenförmigen Strukturen angeordnet, das bedeutet, die Zellwände, die parallel zur Richtung des bei der Präparation angelegten Magnetfeldes orientiert sind, bilden annähernd durchgängige Wände. Die Zellwände, die senkrecht zur Richtung des bei der Präparation angelegten Magnetfeldes orientiert sind, sind eher zufällig angeordnet. Diese Anisotropie in der Zellmorphologie ist auf die durch Wech- selwirkung des Magnetfeldes und der magnetisierbaren Teilchen hervorgerufenen Fließvorgänge bei der Schaumbildung zurückzuführen.The elastomer according to Example 1, in addition to the orientation of the iron particles in chain-like structures, also exhibits anisotropy in the cell morphology. The foam cells are also arranged in chain-like structures, that is, the cell walls, which are oriented parallel to the direction of the magnetic field applied in the preparation, form approximately continuous walls. The cell walls, which are oriented perpendicular to the direction of the magnetic field applied in the preparation, are arranged rather randomly. This anisotropy in cell morphology is due to the attributable to the magnetic field and the magnetizable particles caused flow processes in the foaming.
Nicht erfindungsgemäße Vergleichsbeispiele:Non-inventive comparative examples:
Vergleichsbeispiel 2: Die Herstellung des Elastomers erfolgte wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass kein Carbonyleisenpulver eingesetzt wurde und dass die Aushärtung ohne Anlegen eines Magnetfeldes erfolgte.Comparative Example 2: The preparation of the elastomer was carried out as in Example 1 with the exception that no carbonyl iron powder was used and that the curing took place without application of a magnetic field.
Vergleichsbeispiel 3: Die Herstellung des Elastomers erfolgte wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass kein Carbonyleisenpulver eingesetzt wurde. Dabei wurde wie in Beispiel 1 beschrieben ein Magnetfeld angelegt.Vergleichsbeispiel 4: Die Herstellung des Elastomers erfolgte wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass die Aushärtung ohne Anlegen eines Magnetfeldes erfolgte..Comparative Example 3: The preparation of the elastomer was carried out as in Example 1 with the exception that no carbonyl iron powder was used. A magnetic field was applied as described in Example 1. Comparative Example 4 The preparation of the elastomer was carried out as in Example 1, except that the curing took place without application of a magnetic field.
Die folgende Tabelle zeigt die mechanische Anisotropie in Kompression der Materialien nach Beispiel 1 bis 4:The following table shows the mechanical anisotropy in compression of the materials according to Examples 1 to 4:
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Nur bei Verwendung von magnetisierbaren Teilchen und eines Magnetfeldes bei der Herstellung erhält man die Anisotropie im Druckmodul. Only when using magnetizable particles and a magnetic field in the preparation to obtain the anisotropy in the printing module.

Claims

Patentansprüche claims
1. Zelliges Elastomer, dadurch gekennzeichnet, dass das zellige Elastomer ma- gnetisierbare Teilchen enthält, die eine kettenförmige Ausrichtung parallel zu- einander aufweisen.1. Cellular elastomer, characterized in that the cellular elastomer contains magnetizable particles which have a chain-like orientation parallel to each other.
2. Zelliges Elastomer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenförmige Ausrichtung im Elastomer unterschiedlich stark ausgeprägt ist.2. Cellular elastomer according to claim 1, characterized in that the chain-like orientation in the elastomer is pronounced to different degrees.
3. Zelliges Elastomer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenförmige Ausrichtung linear oder bogenförmig ist.3. Cellular elastomer according to claim 1 or 2, characterized in that the chain-shaped alignment is linear or arcuate.
4. Zelliges Elastomer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenförmige Ausrichtung linear ist.4. Cellular elastomer according to claim 3, characterized in that the chain-like orientation is linear.
5. Zelliges Elastomer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein zelliges Polyurethanelastomer handelt.5. Cellular elastomer according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is a cellular polyurethane elastomer.
6. Zelliges Elastomer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Polyurethanintegalschaumstoff handelt.6. Cellular elastomer according to claim 5, characterized in that it is a Polyurethanintegalschaumstoff.
7. Zelliges Elastomer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein zelliges Polyurethanelastomer mit einer Dichte nach DIN EN ISO 845 zwischen 150 und 5000 kg/m3 handelt, wobei sich die Dichte auf das Gesamtgewicht des zelligen Polyurethanelastomers bezieht.7. Cellular elastomer according to claim 5 or 6, characterized in that it is a cellular polyurethane elastomer having a density according to DIN EN ISO 845 between 150 and 5000 kg / m 3 , wherein the density refers to the total weight of the cellular polyurethane elastomer.
8. Zelliges Elastomer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetisierbare Teilchen in dem zelligen Elastomer Eisenpulver, bevorzugt Carbonyleisenpulver enthalten ist.8. Cellular elastomer according to one of claims 1 to 7, characterized in that as magnetizable particles in the cellular elastomer iron powder, preferably carbonyl iron powder is included.
9. Zelliges Elastomer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetisierbare Teilchen in dem zelligen Elastomer Carbonyleisenpulver enthalten ist.9. Cellular elastomer according to claim 8, characterized in that is contained as magnetizable particles in the cellular elastomer carbonyl iron powder.
10. Zelliges Elastomer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisierbaren Teilchen eine sphärische, Stäbchen- oder na- delförmige Form aufweisen.10. Cellular elastomer according to one of claims 1 to 9, characterized in that the magnetizable particles have a spherical, rod-shaped or needle-shaped form.
1 1. Zelliges Elastomer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass als magnetisierbare Teilchen sphärische Teilchen in dem zelligen Elastomer vorliegen, die einen mittleren Durchmesser [dso] zwischen 0,01 bis 1000 μm aufweisen. 1 1. A cellular elastomer according to any one of claims 1 to 10, characterized in that as magnetizable particles spherical particles in the cellular elastomer are present, which have a mean diameter [dso] between 0.01 to 1000 microns.
12. Zelliges Elastomer nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass als magnetisierbare Teilchen in dem zelligen Elastomer solche vorliegen, die eine mittlere längste Ausdehnung zwischen 0,01 bis 1000 μm aufweisen.12. Cellular elastomer according to one of claims 1 to 11, characterized in that the magnetizable particles in the cellular elastomer are those which have a mean longest extent between 0.01 to 1000 microns.
13. Zelliges Elastomer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zellige Elastomer zwischen 1 und 95 Gew.-% magnetisierbare Teilchen enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht des zelligen El- stomers enthaltend die magnetisierbaren Teilchen.13. Cellular elastomer according to one of claims 1 to 12, characterized in that the cellular elastomer contains between 1 and 95 wt .-% magnetizable particles, based on the total weight of the cellular elastomer containing the magnetizable particles.
14. Verfahren zur Herstellung von zelligen Elastomeren, dadurch gekennzeichnet, dass man die zelligen Elastomere in Gegenwart von magnetisierbaren Teilchen herstellt, so dass diese magnetisierbaren Teilchen in dem zelligen Elastomer vorliegen, und die Herstellung der zelligen Elastomeren in einem14. A process for the preparation of cellular elastomers, characterized in that one prepares the cellular elastomers in the presence of magnetizable particles, so that these magnetizable particles are present in the cellular elastomer, and the preparation of the cellular elastomers in one
Magnetfeld durchführt, das eine Flussdichte von größer als 0,01 Tesla aufweist.Performs magnetic field having a flux density greater than 0.01 Tesla.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussdichte des Magnetfelds in dem Bereich, in dem das zellige Elastomer hergestellt wird, lokal unterschiedlich ist.15. The method according to claim 14, characterized in that the flux density of the magnetic field is locally different in the region in which the cellular elastomer is produced.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass man in einer Form durch Umsetzung von (a) Isocyanaten mit (b) gegenüber Isocya- naten reaktiven Verbindungen zellige Polyurethanelastomere herstellt, wobei in mindestens einer der Ausgangskomponenten magnetisierbare Teilchen enthaltend sind.16. The method according to claim 14 or 15, characterized in that one prepares in a mold by reacting (a) isocyanates with (b) isocyanate-reactive compounds cellular polyurethane elastomers, wherein in at least one of the starting components containing magnetizable particles.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zellige E- lastomer ein elastischer Polyurethanformkörpers mit kompakter Oberfläche und zelligem Kern ist, wobei man a) Isocyanate mit b) mindestens einer höhermolekularen Verbindung mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen, c) gegebenenfalls Kettenverlängerungsmittel und/oder Vernetzungsmittel, d) Treibmittel, e) Katalysatoren, f) magnetisierbare Teilchen und g) gegebenenfalls sonstige Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe zu einer Reaktionsmischung vermischt, in eine Form gibt und unter Einwirkung eines Magnetfelds, das eine Flussdichte von größer 0,01 Tesla aufweist, zum Polyurethanformkörper aushärtet. 17. The method according to claim 16, characterized in that the cellular E-lastomer is an elastic polyurethane molded article with a compact surface and cellular core, wherein a) isocyanates with b) at least one higher molecular weight compound having at least two reactive hydrogen atoms, c) optionally chain extenders and f) magnetizable particles and g) optionally other auxiliaries and / or additives mixed into a reaction mixture, in a mold and under the action of a magnetic field having a flux density of greater than 0.01 Tesla has hardened to polyurethane molding.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Form von einem Magnetfeld erfüllt ist, dessen Feldlinien parallel zu der Raumrichtung verlaufen, in der das zellige Elastomer einen größeren E- lastizitätsmodul aufweisen soll.18. The method according to claim 16 or 17, characterized in that the volume of the mold is filled by a magnetic field, whose field lines are parallel to the spatial direction, in which the cellular elastomer is to have a larger e- modulus of elasticity.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetisierbare Teilchen solche auf Basis von Eisenpulver, bevorzugt Carbonyleisenpulver enthalten sind.19. The method according to any one of claims 14 to 18, characterized in that as magnetizable particles are those based on iron powder, preferably carbonyl iron powder.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetisierbare Teilchen solche auf Basis von Carbonyleisenpulver enthalten sind.20. The method according to claim 19, characterized in that are included as magnetizable particles based on carbonyl iron powder.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisierbaren Teilchen eine sphärische, Stäbchen- oder nadeiförmige Form aufweisen.21. The method according to any one of claims 14 to 20, characterized in that the magnetizable particles have a spherical, rod-shaped or needle-shaped form.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass als magnetisierbare Teilchen sphärische Teilchen in dem zelligen E- lastomer vorliegen, die einen mittleren Durchmesser [dso] zwischen 0,01 bis22. The method according to any one of claims 14 to 21, characterized in that are present as magnetizable particles spherical particles in the cellular E-lastomer having a mean diameter [dso] between 0.01 to
1000 μm aufweisen.1000 μm.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetisierbare Teilchen in dem zelligen Elastomer solche vorlie- gen, die eine mittlere längste Ausdehnung zwischen 0,01 bis 1000 μm aufweisen.23. The method according to any one of claims 14 to 22, characterized in that as magnetizable particles in the cellular elastomer those present gene having a mean longest extent between 0.01 to 1000 microns.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das zellige Elastomer zwischen 1 und 95 Gew.-% magnetisierbaren Teilchen enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht des zelligen Elstomers enthaltend die magnetisierbaren Teilchen.24. The method according to any one of claims 14 to 23, characterized in that the cellular elastomer contains between 1 and 95 wt .-% magnetizable particles, based on the total weight of the cellular Elstomers containing the magnetizable particles.
25. Zelliges Elastomer erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 24.25. Cellular elastomer obtainable by a process according to any one of claims 14 to 24.
26. Schuhsohle, enthaltend ein zelliges Elastomer nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder 25.26. Shoe sole comprising a cellular elastomer according to one of claims 1 to 13 or 25.
27. Schuhsohle nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ei- ne Zwischensohle oder um eine Laufsohle handelt. 27. Shoe sole according to claim 26, characterized in that it is a midsole or an outsole.
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