!HU000004099T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 004 099
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA C08J 9/34
(21) Magyar ügyszám: E 05 823147 (22) A bejelentés napja: 2005. 12. 03. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20050823147 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1833893 A1 2006. 06. 22. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1833893 B1 2008. 07. 09.
(51) Int. Cl.:
(30) Elsõbbségi adatok: 20040366267 2004. 12. 17.
(73) Jogosult: Bayer MaterialScience AG, 51368 Leverkusen (DE)
JP
(72) Feltalálók: NAKAMURA, Masafumi, Suita City, Osaka 565-0853 (JP); SUZUKI, Masaru, Sanda City, Hyogo 669-1544 (JP); MAEDA, Hitoshi, Osaka City, Osaka 545-0041 (JP) (54)
B29C 44/04 C08G 18/76 C08G 18/79 (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 06063702 PCT/EP 05/012976
(74) Képviselõ: Schläfer László, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest
Eljárás poliuretánhab öntött termék elõállítására
(57) Kivonat
HU 004 099 T2
A találmány tárgya eljárás poliuretán öntött termék elõállítására, anely eljárásban egy olyan öntõberendezést használnak, amely elkülönítve poliizocianátkomponens(eke)t és kétfajta poliolkomponenst biztosít. Az eljárás során egy elsõ poliuretánkeverék folyadékot, amely egy poliizocianátot és egy poliolkomponenst tartalmaz habosítószer nélkül, betáplálásának befejezését megelõzõen egy második poliuretánkeverék folyadékot,
amely egy poliizocianátot és egy második poliolkomponenst tartalmaz habosítószerrel, táplálnak az öntõberendezésbe. Az eljárás egyetlen lépésben egy olyan poliuretánhab öntött terméket eredményez, amely héjjal ellátott, vagy nagy sûrûségû résszel, amelyet az öntött termék azon részein alakítanak ki, ahol arra szükség van, és ahol a héj és a nagy sûrûségû rész, valamint a habosított mag arányai szabadon változtathatóak.
A leírás terjedelme 10 oldal Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1
HU 004 099 T2
A találmány területe A jelen találmány egy poliuretán öntött termék elõállítási eljárására vonatkozik, amely termék egy nagy sûrûségû részt és egy kis sûrûségû habosított magot tartalmaz bármilyen arányban. A találmány háttere Nagy sûrûségû felületi rétegû (amelyre ezt követõen „héj”-ként hivatkozunk) poliuretánhab öntött termékek igen jó felületi tulajdonságokat mutatnak az olyan alkalmazásoknál, amelyek eltérnek azoktól az alkalmazásoktól, ahol a termék más anyagból készült héjjal borított, mint például a matracoknál és párnáknál. Ezért rugalmas poliuretánhabot és félig merev poliuretánhabot gyakran alkalmaznak bútorokban, személygépkocsik utasterének alkatrészeiben, mint például kéztartók, kormánykerekek és sebességváltó gombok, továbbá cipõtalpakban és sporteszközökben. A merev poliuretánhabot számos helyen alkalmazzák, mint például fûrészáru utánzatként és szerkezeti anyagként. Az olyan termékek, mint például a gépjármû kormánykerék és a cipõtalp, amelyeknél nagy használati kopással szembeni ellenállóság szükséges, például rendszerint a felületén héjjal bevont öntött tagból (vagy a cipõ esetén az aljánál) készül, amelynek belsõ része (magja) a kívánalmaknak megfelelõen kisebb sûrûségû a jobb komfortérzet biztosításához. A kerékpárnyergek szintén rendszerint héjjal bevontak, mivel azon a felületen, amellyel a biciklizõ teste érintkezik, és ahol a nyereg a biciklire van felszerelve, nagy szilárdság szükséges, miközben a belsõ rész kisebb sûrûségû és lágyabb a kerékpározás közbeni jobb komfortérzet biztosítására. Ahhoz, hogy a felszíni festett réteg jobb megjelenésû legyen, a felületi rétegnek nagy sûrûségûnek kell lennie. A merev poliuretánhabból elõállított szerkezeti anyagoknál szintén általános egy héj biztosítása az öntött termék felületének festéséhez a jobb megjelenés biztosítására, miközben a magot kis sûrûségû, habosított anyagból kell elõállítani az öntött termék tömegének csökkentéséhez. Az adott poliuretánhab öntött termék nagyobb kereskedelmi értékû lesz és szélesebb körben alkalmazható, ha a héj azon a részen van kialakulva, ahol a használat során szükséges, és a habos anyagból elõállított mag kisebb sûrûségû és a kívánt mûködésnek megfelelõen kisebb szilárdságú. Poliuretán habosítására szolgáló módszerként az egyik ismert technológia szerint egy olyan habosítóberendezést alkalmaznak, amelyben szén-dioxidot, vagy úgynevezett alacsony forráspontú folyadékot, mint például fluorozott szénhidrogént alkalmaznak habosítóanyagként, míg harmadik komponensként egy színezõkomponenst adagolnak, amit a habosítóberendezésben biztosítanak. Habosítóberendezések, amelyeket speciálisan habosított poliuretán termékek elõállítására fejlesztettek ki legalább három komponens adagolásával és keverésével, a kereskedelmi forgalomban szintén beszerezhetõek.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 2
2
Azonban ez a berendezés és ezek az öntési technikák azt feltételezik, hogy olyan öntött terméket kaphatunk, amely öntött termék bármely részében a sûrûség, a szilárdság és az összetétel egységes. Ezért a habosítóberendezésben egységes összetételû nyersanyag betáplálása a cél, beleértve a habosítóanyagot is, a nyersanyag betáplálása során az elejétõl a végéig. A Plastics, 24. kötet, 8. szám, 118. oldal irodalmi helyen azt ismertetik, hogy egy külsõ héjjal ellátott öntött termék, úgynevezett integrált héjas poliuretánhab önthetõ egyidejûleg egy olyan folyékony habosítóanyag alkalmazásával, amelynek forráspontja alacsony, szobahõmérséklet közeli, mint például fluorozott szénhidrogénnel, a habosítási reakciók különbségére alapozva, amelyet a hõmérséklet-különbség eredményez a belsõ magrész és a külsõ réteg, ami az öntõformával érintkezik az öntéskor, között, valamint azt közlik, hogy ez az öntési eljárás ismert technológia. Poliuretánhab öntött termék elõállítására szolgáló eljárást poliuretángyanta habosítóberendezés alkalmazásával a Polyurethane World Congress ’97, 185. oldal irodalmi helyen ismertetnek, ahol a habosításhoz szükséges komponenseket, mint például egy izocianátot, egy poliolt, egy katalizátort, egy térhálósító szert, és egy alacsony forráspontú habosítóanyagot, mint például fluorkarbonokat, egymástól elkülönülõen töltenek be adagolószivattyúk segítségével a megfelelõ tartályokból a keverõfejbe. Az Urethane Technology, 1994. október/november, irodalmi helyen eljárást ismertetnek víz alkalmazásával, ami a legáltalánosabban használt habosítóanyag poliuretángyantához. Azonban ezzel a módszerrel igen nehéz megfelelõ héjat kialakítani a poliuretán öntött terméken. A JP–A–5–59146 számú szabadalmi iratban eljárást ismertetnek héj kialakítására egy poliuretángyanta öntött terméken, ahol a nyersanyagok reaktivitását nagyobb mennyiségû, az uretán reakciót elõsegítõ katalizátor, vagy térhálósító szer alkalmazásával növelik, miközben a poliuretánhoz használt nyersanyagok viszkozitását megnövelik. A JP–A–5–305629 számú szabadalmi iratban pirolízis típusú habosítóanyagot alkalmazó módszert ismertetnek. A JP–A–6–1820 számú szabadalmi iratban ismertetett eljárás szerint a vizet hidrátsó formájában adagolják a víz és a habosítóanyag, valamint az izocianát közötti reakció szabályozására. A Plastics, 24. kötet, 8. szám, 118. oldal címû irodalmi helyen ismertetett technológia szerint a külsõ héj és a habosított mag aránya közel állandó, a héj nem alakítható ki csak azokon a részeken, ahol az szükséges, hogy kialakuljon az öntött termékben, a sûrûség nem változtatható és az egyes részek szilárdsága nem változtatható. A Polyurethane World Congress ’97, 185. oldal irodalmi helyen ismertetett elõállítási eljárás szerint az öntési technológiákat, a berendezést és a további eszközöket, amelyeket a legalább három komponens betáplálására és keverésére használnak, hogy a poliuretánhabosított öntött termékeket elõállítsák, oly módon ter-
1
HU 004 099 T2
vezik, hogy a nyersanyagokat, beleértve alacsony forráspontú cseppfolyós habosítóanyagot, konstans arányban folyamatosan mérik össze, keverik és táplálják be. Ezért a héjazat aránya a habosított maghoz viszonyítva hozzávetõlegesen állandó. Így a héj nemcsak azokon a részeken alakítható ki, ahol az szükséges hogy kialakuljon az öntött termékben, a sûrûség és az egyes részek szilárdsága nem változtatható. Az Urethane Technology, 1994. október/november címû irodalmi helyen, valamint a JP–A–5–59146, JP–A–5–305629 és a JP–A–6–1820 számú szabadalmi iratokban eljárásokat ismertetnek héj kialakítására egy poliuretánhab öntött terméken. Azonban kielégítõ héjréteggel ellátott öntött terméket nem kapnak. Továbbá, habár lehetséges olyan stabil poliuretánhab öntött termék elõállítása, amelyben a héj aránya a habosított maghoz viszonyítva állandó, nem lehetséges olyan poliuretánhab öntött termék elõállítása, amelyben a héj aránya a habosított maghoz viszonyítva változik, és a héj vagy a nagyobb sûrûségû rész csak azokon a részeken biztosítható, amelyeken a héj vagy a nagy sûrûségû rész ténylegesen szükséges az öntött terméknél. Így, habár a hagyományos módszerekkel egységes tulajdonságú poliuretán öntött termék önthetõ, az ilyen hagyományos módszerekkel mégsem állítható elõ a kívánt öntött termék, mivel bonyolult a héjat szelektíven az öntött termék azon felületén kialakítani, ahol a héj ténylegesen szükséges, valamint bonyolult megváltoztatni a sûrûséget, vagy a szilárdságot az egyes helyeken a héj és a habosított magréteg arányának igény szerinti megváltoztatásával. Kielégítõ módszerek nem léteznek. A találmány összefoglalása A jelen találmány eljárást biztosít, egyetlen lépésben, egy poliuretánhab öntött termék elõállítására, amelyen a héj az öntött termék azon részein van szelektíven kialakítva, amelyeken a héj ténylegesen szükséges, és ahol a héj és a kis sûrûségû habosított mag aránya, és az egyes részek sûrûsége vagy szilárdsága igény szerint változtatható. A találmány részletes ismertetése A jelen találmányt az alábbiakban illusztráció céljából, és korlátozó jelleg nélkül ismertetjük. A leírásban dalton egységekben (Da) megadott ekvivalens tömegek és molekulatömegek szám szerinti átlagos ekvivalens tömegek és szám szerinti átlagos molekulatömegek, amennyiben másképpen nem jelezzük. A jelen találmány eljárást biztosít egy poliuretán öntött termék elõállítására, (a) egy vagy két poliizocianátkomponensbõl és (b) két poliolkomponensbõl, az eljárás során egy olyan öntõberendezést biztosítunk, amely elkülönülten tudja biztosítani a poliizocianátkomponens(eke)t és két poliolkomponenst, egy elsõ poliuretánkeverék folyadékot, amely egy poliizocianátot és egy elsõ poliolkomponenst tartalmaz habosítóanyag nélkül, táplálunk be egy öntõformába az öntõberendezés segítségével, és legalább 0,1 másodperccel azt
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 3
2
megelõzõen, hogy az elsõ poliuretánkeverék folyadék betáplálását befejeznénk, egy második poliuretánkeverék folyadékot táplálunk az öntõformába, amely egy poliizocianátot és egy második poliolkomponenst tartalmaz habosítóanyaggal. A jelen találmány egy olyan poliuretánhab öntött termék elõállítását teszi lehetõvé, amelynek átlagos sûrûsége 0,2–0,8 g/cm3, amelyben az öntött termék egy héjat és/vagy egy nagy sûrûségû részt tartalmaz, és egy kis sûrûségû habosított magot szelektíven az öntött termék azon részeinél, ahol arra valójában szükség van, és a héj és/vagy a nagy sûrûségû rész aránya a kis sûrûségû habosított maghoz viszonyítva tetszõlegesen változtatható. Továbbá, mivel a héjat, vagy a nagy sûrûségû részt szelektíven az öntött termék azon részén biztosítjuk, ahol arra valójában szükség van, az öntött termék sûrûsége csökkenthetõ, miközben olyan tulajdonságokat tarthatunk meg, amelyek hasonlóak a technika állásából ismertekhez. A jelen találmányban tartályokkal felszerelt poliuretángyanta habosítóberendezés alkalmazható, amelyek egy poliuretángyanta öntéséhez szükséges komponenseket tartalmazzák, például egy poliizocianátkomponenst, és egy poliolkomponenst, valamint – amennyiben szükséges – egy habosítóanyagot, adagolószivattyúkat a komponensek beméréséhez és adagolásához, és egy keverõfejet a komponensek keveréséhez. A jelen találmány szerint különbözõ habosítóberendezések alkalmazhatóak a poliuretánhab öntõberendezéshez, mint például alacsony nyomású habosítóberendezés, amelyben a poliizocianátkomponenst és a poliolkomponenst 0,1–5 MPa nyomáson, elõnyösen hozzávetõlegesen 2 MPa nyomáson, mérjük be és töltjük be a keverõfejbe (egy reakció lejátszatására és keverésre szolgáló berendezés, amely a komponenseket összekeveri és a keveréket betölti az öntõformába), és a komponensek egy, a keverõfejben biztosított keverõben keverednek össze, valamint nagynyomású poliuretán habosítóberendezés, amely a komponenseket nagy nyomáson, 10 MPa vagy magasabb nyomáson, elõnyösen a 12–25 MPa nyomáson végzett ütköztetéssel keveri össze egy keverõfejben. A nagynyomású poliuretán habosítóberendezés különösen elõnyös. Szükséges, hogy a jelen találmányban alkalmazott poliuretán öntõberendezés két elkülönült poliuretánkeverék folyadékot legyen képes betáplálni az öntõformába. Szükséges, hogy a poliuretán öntõberendezés független adagolószivattyúkat tartalmazzon, amelyek legalább három komponenst mérnek össze és táplálnak be egy keverõfejbe, amikor az öntõberendezést egy fajta poliizocianátkomponenshez és két fajta poliolkomponenshez használjuk, vagy az szükséges, hogy az öntõberendezés olyan független adagolószivattyúkat tartalmazzon, amelyek négy fajta komponenst mérnek össze és táplálnak be egy keverõfejbe, amikor az öntõberendezést két fajta poliizocianátkomponenshez és két fajta poliolkomponenshez használjuk. Két poliuretán öntõberendezés együttese is alkalmazható az öntéshez, habár két keverõfej szükséges,
1
HU 004 099 T2
amikor két öntõberendezést együttesen alkalmazunk. Az öntõforma a poliuretánkeverék folyadékhoz a RIM eljárásban elõnyösen csak egy bemenetû azért, hogy a kis sûrûségû habosított magréteget képezõ második poliuretánkeverék folyadék egyenletesen táguljon és nyomja ki az elsõ poliuretánkeverék folyadékot a folyási centrumból, ami körül a héjat és a nagy sûrûségû részt képezõ elsõ poliuretánkeverék folyadék áramlik. Elõnyösen egy idõzítõt szerelünk fel, amely az elsõ poliuretánkeverék folyadékról a második poliuretánkeverék folyadékra való átváltást szabályozhatja, azaz azt a funkciót, hogy a keverõfejbe betáplálást 0,1 másodperces, elõnyösen 0,01 másodperc idõközzel megindítja és befejezi. A RIM (reaktív fröccsöntés) eljárásban, ahol a poliuretánkeverék folyadékot egy injektálási kapun keresztül injektáljuk egy zárt öntõformába, az elsõ poliuretánkeverék folyadék, amit már elõbb betöltöttünk, az injektálási kapu körül marad, és a forma teljes térfogatát kitölti a második poliuretánkeverék folyadék, amelyet ezt követõen töltünk be, injektálási nyomásának vagy a habosítási reakcióval elõállt nyomásnak hatására. Mivel az elsõ poliuretánkeverék folyadék tömeg mozgása ellenállásba ütközik az öntõforma felületével érintkezve, a második poliuretánkeverék folyadék a folyási kinetikának megfelelõen az alagút hatás alatt átfolyik az öntõforma belsõ terének központi részén, miközben az elsõ poliuretánkeverék folyadéknak az a része, amely nincs érintkezésben az öntõforma felületével, kitölti a forma belsõ terét és érintkezésbe kerül az öntõforma felületével. Az elsõ poliuretánkeverék folyadék, amely érintkezésbe lép az öntõforma felületével, kialakítja a héjat az öntött forma felületén. A második poliuretánkeverék folyadék, amelyet késõbb táplálunk be, habosodik az öntõformában, mivel az tartalmazza elsõdlegesen a habosítóanyagot, és ily módon egy habosított mag alakul ki, amelynek sûrûsége kisebb, mint az elsõ poliuretánkeverék folyadékból kialakított héjé. Az öntött terméken kialakított héj aránya és vastagsága az elsõ poliuretánkeverék folyadék mennyiségével szabályozható, amelyet korábban injektálunk be. Az elsõ poliuretánkeverék folyadék mennyiségét a kívánt héj vastagságának és arányának megfelelõen határozzuk meg. Amikor az öntött termék komplex alakú változó vastagsággal és szélességgel, mivel az elsõ poliuretánkeverék folyadék nemcsak a felületét, hanem a vastagság irányában az egészét is elfoglalhatja, a második poliuretánkeverék folyadék csak a mag részbe folyhat, amelyben a második poliuretánkeverék folyadék könnyen folyik. Nem mindig szükséges, hogy az elsõ poliuretánkeverék folyadék az öntött termék teljes felületét betakarja. Az elsõ poliuretánkeverék folyadék csak a szükséges részt fedheti (például legalább 30%¹át, célszerûen legalább 50%¹át a teljes felületnek). Mivel az elsõ poliuretánkeverék folyadék betáplálási ideje hosszabb, a kialakított héj vastagodhat, és az elsõ keverék folyadék nagyobb mennyisége biztosítható a szükséges helyen. Az elsõ reakciókeverék folyadék mennyisége, amelyet a második poliuretánkeverék
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 4
2
folyadék injektálása elõtt injektálunk, elõnyösen legalább 10 tömeg%, például 10–50 tömeg%, az elsõ poliuretánkeverék folyadék és a második poliuretánkeverék folyadék teljes mennyiségére számítva, amelyet az öntõformába injektáltunk. Azonban a reakció befejezése elõtt, és mielõtt a beinjektált elsõ poliuretánkeverék folyadék elveszti a folyékonyságát, a második poliuretánkeverék folyadék beinjektálása szükséges. Amikor az elsõ poliuretánkeverék folyadék még folyékony, könnyen eloszlik az öntõformában. Az elsõ poliuretánkeverék folyadék injektálási ideje elõnyösen legalább 0,1 másodperc, elõnyösebben 0,15 másodperc–3,0 másodperc. Az idõintervallum az elsõ poliuretánkeverék folyadék injektálásának befejezõdésétõl a második poliuretánkeverék folyadék injektálásának megkezdéséig elõnyösen ettõl rövidebb, és a befejezés és a megkezdés egyidejû lehet. Például, amikor mind az elsõ és mind második poliuretánkeverék folyadékot alkalmazunk poliizocianátkomponensként, ezek folyamatosan táplálhatók be, és a poliolkomponens változtatható. Szintén lehetséges, hogy az elsõ poliuretánkeverék folyadékot azután injektáljuk az öntõformába, miután a befejeztük a második poliuretánkeverék folyadék injektálását az öntõformába, és így csak az elsõ poliuretánkeverék folyadék marad az injektálási kapu közelében és a kapunál. Ennek eredményeként nagy sûrûségû rész alakítható ki ezen a helyen. Amikor a termékben szükségtelen injektálási kaput levágjuk, a nagyobb cellaméretû habosított mag nem jelenik meg a vágott felületen, így megoldódnak a technika jelenlegi állásában meglévõ olyan problémák, mint például a festési hiba és kis hõellenállóság. A nagy sûrûségû rész arányát az injektálási kapu közelében és a kapunál, valamint az öntött termék közelében kialakult nagy sûrûségû rész arányát, ami az injektálási kapuval érintkezik, az öntõformába injektált elsõ poliuretánkeverék folyadék mennyisége szerint határozzuk meg a második poliuretánkeverék folyadék beinjektálásának befejezését követõen az öntõformába. Miután a második poliuretánkeverék folyadék beinjektálását befejeztük az öntõformába, az öntõformába injektált elsõ poliuretánkeverék folyadék mennyisége elõnyösen legalább 1,0 tömeg%, elõnyösöbben 1,0–5,0 tömeg% az elsõ poliuretánkeverék folyadék és a második poliuretánkeverék folyadék teljes tömegére számítva, amelyeket az öntõformába injektáltunk. Továbbá, amikor az elsõ poliuretánkeverék folyadék injektálását azt követõen kezdjük, miután a második poliuretánkeverék folyadék injektálását befejeztük, az idõintervallum a második poliuretánkeverék folyadék injektálásának befejezésétõl az elsõ poliuretánkeverék folyadék injektálásának megkezdéséig elõnyösen rövidebb, és a befejezés és a megkezdés folyamatos lehet. Például, amikor mind az elsõ és mind a második poliuretánkeverék folyadékot alkalmazunk poliizocianátkomponensként, ezek folyamatosan adagolhatóak, és a poliolkomponens változtatható.
1
HU 004 099 T2
A második poliuretánkeverék folyadék kibocsátási sebességének szabályozása szintén szükséges. Amikor a kibocsátási sebesség túl nagy, az elsõ poliuretánkeverék folyadék, amelyet elõre injektáltunk, kimosódhat a második poliuretánkeverék folyadék nyomásával, amit késõbb injektálunk. A kibocsátási sebesség elõnyösen 800 g/másodperc vagy ez alatti érték, elõnyösebben 50–800 g/másodperc, amely sebesség az öntött termék méretétõl függ. A poliizocianátkomponens és poliolkomponens 25 °C¹os hõmérsékleten mért viszkozitását tekintve a nagy sûrûségû rész kialakítására szolgáló elsõ poliuretánkeverék folyadékban, a poliizocianátkomponens viszkozitása elõnyösebben nem több, mint 2000 mPa·s, elõnyösebben 30 mPa·s–1000 mPa·s, és a poliolkeverék viszkozitása elõnyösen nem több, mint 10 000 mPa·s, elõnyösebben 500 mPa·s–5000 mPa·s. Amikor a viszkozitások ilyen tartományban vannak, az elsõ poliuretánkeverék folyadék könnyen kinyomódik és átfolyik a második poliuretánkeverék folyadék hatására a kisebb sûrûségû rész kialakítására, és az elsõ poliuretánkeverék folyadék könnyen eloszlik az öntõformában. A poliizocianátkomponens és a poliolkomponens 25 °C hõmérsékleten mért viszkozitásai a második poliuretánkeverék folyadékban elõnyösen ugyanazon tartományba esnek, mint a poliizocianátkomponens és a poliolkomponens viszkozitásai az elsõ poliuretánkeverék folyadékban. Az injektálás teljes idõtartamát az öntõformába elõnyösen 1,0 másodperc, vagy ennél hosszabb idõre szabályozzuk, például 1,2–10 másodperc idõtartamra. Az injektálás teljes idõtartamának legalább 1,5 másodpercre szabályozásával az öntõformába, elõnyösen könnyen válthatnak az elsõ poliuretánkeverék folyadékról a második poliuretánkeverék folyadékra, azaz könnyen kialakítható a héjréteg kis sûrûségû részhez viszonyított aránya az öntött termékek egyes részein. Az idõzítés kiválasztásával az injektálás kezdetének és befejezésének szabályozása válik lehetõvé oly módon, hogy a héj és a habosított mag arányát változtassuk. Olyan öntött termék elõállítása válik lehetségessé, amely jól láthatóan kialakult héjat és habosított magot tartalmaz. Ahhoz, hogy a nagy sûrûséget kapjunk az öntött termék felsõ és alsó felületeinél a RIM öntési eljárás során a fentiekben ismertetett körülmények között, az öntött termék vastagsága elõnyösen 20 mm, vagy ez alatti, elõnyösebben 10 mm, vagy ez alatti és legelõnyösebben 2–8 mm. Könnyebbé válik héj kialakítása öntött termékek használati felületein, valamint egészében nagyobb sûrûségû hengeres szál kialakítása, amikor a vastagság nem nagyobb, mint 10 mm. Habár lehetnek olyan részek, amelyekben nincs habosított mag, például ahol a vastagság 2 mm, vagy ez alatti, a jelen találmány nem korlátozódik a fentiekben ismertetett vastagságra az olyan öntött termékeknél, amelyek különbözõ vastagságú részeket tartalmaznak. Az injektálási kapu elõnyösen az öntõforma alján (az öntött termék alsó oldalán) helyezkedik el. Amikor az injektálási kapu elõnyösen az öntõforma alján he-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 5
2
lyezkedik el, az elsõ poliuretánkeverék folyadék és a második poliuretánkeverék folyadék, amelyet elõre beinjektáltunk, az injekciós kaputól az öntõforma vége felé mozog, miközben kitölti az öntõforma belsõ terét a vastagság irányában. Amikor injektálási kapu nélküli nyitott injektálásos típusú öntõformát alkalmazunk, az elsõ poliuretánkeverék folyadékot, amelyet elõre töltünk be, bepréseljük oly módon, hogy szétterjedjen elsõdlegesen az alsó felületen az öntõforma teljes terében azáltal a nyomás által, ami az ezt követõen betöltött második poliuretánkeverék folyadék habosítási reakciójakor keletkezik, s így az a rész, amely az öntött termék alja lesz és amely az öntõforma felületével érintkezik, héjat képez. A második poliuretánkeverék folyadék egy habosított magot alakít ki. A kialakított héj vastagsága és helyzete például cipõtalpon és nyergen, amelyek viszonylag vastag héjat kívánnak a felületen, ami az öntött termék teljes felületének legalább 50%-ának felel meg, és a korábban beinjektált elsõ poliuretánkeverék folyadék mennyiségének és injektálási módjának változtatásával szabályozható. A második poliuretánkeverék folyadék injektálását korábban befejezzük, és az injektálás végének közelében az elsõ poliuretánkeverék folyadékot injektálhatjuk. Például, az elsõ poliuretánkeverék folyadék és a második poliuretánkeverék folyadék injektálásának oldalsó irányba való megváltoztatásával lehetõvé válik a héjazat kialakítása az öntött termék azon részén, ahol az szükséges, valamint lehetõvé válik a habosított mag kívánt elrendezésének elérése. A nyitott injektálásos eljárásban is, az elsõ poliuretánkeverék folyadék és a második poliuretánkeverék folyadék injektálásakor a váltás idõintervalluma és a mennyiségek elõnyösen ugyanazok, mint a RIM öntési eljárásban. Habár a nyitott öntési eljárással elõállított öntött termék vastagságát a második poliuretánkeverék folyadék sûrûsége határozza meg, amelyet a mag kialakítására fúvatunk be, ez a vastagság viszonylag szabadon beállítható. Olyan öntött termék állítható elõ, amelynek vastagsága legalább 10 mm, célszerûen 10–200 mm, például 100 mm. Ahhoz, hogy a nyitott injektálásos eljárásban az öntött termék felületén héjat, ahol az szükséges, vagy egy nagy sûrûségû részt szelektíven egy adott helyen alakítsunk ki, kívánatos, hogy alkalmas injektálási módot tartsunk fenn úgy, hogy a habosított részek, valamint a héj és a mag arányának reprodukálhatóságát biztosítsuk, például egy robot alkalmazásával. Amikor az öntött termék nagy felületû, elõnyösen egy legyezõ alakú (vagy delta alakú), vagy halfarok alakú fúvókát csatlakoztatunk a keverõfejhez oly módon, hogy az elsõ poliuretánkeverék folyadék injektálódik, miközben szétterül a keverõfejbõl. Továbbá, a szabadon emelkedõ habot tekintve, amely egy nyílással a tetején ellátott edényben habosodik, az olyan paraméterek beállításával, mint például az elsõ poliuretánkeverék folyadék és a második poliuretánkeverék folyadék injektálási idõintervallumának és
1
HU 004 099 T2
mennyiségének beállításával olyan hab állítható elõ, amelynél a héj a hab felületén keletkezik (a kiterjeszkedõ hab aljánál), míg a belsõ részénél kis sûrûségû habosított mag keletkezik. A jelen találmány szerinti eljárás során RIM eljárást alkalmazhatunk, amelyben injektálási kapuval ellátott zárt öntõformát alkalmazunk, vagy nyitott injektálási eljárást alkalmazhatunk injektálási kapu alkalmazása nélkül, amelyek közül a RIM eljárást alkalmazzuk elõnyösen. A RIM eljárás megkönnyíti a héjjal fedett öntött termék felületi arányának szabályozását az alagút hatás révén, valamint a nagy sûrûségû rész kialakítását, különösen az injektálási kapu közelében. A jelen találmány szerint, amint azt a fentiekben ismertettük, olyan poliuretánhab öntõberendezés alkalmazható, amely idõzítõvel ellátott, ami az elsõ poliuretánkeverék folyadék és a második poliuretánkeverék folyadék injektálásának váltását szabályozza a keverõfejbe, azaz az injektálás idõzítését az öntõformába 0,01 másodperc idõközzel. Ez olyan öntött termék elõállítását teszi lehetõvé, amelyben megválasztható a RIM eljárás során a héj, nagy sûrûségû rész és habosított mag aránya, nevezetesen a héjat csak az öntött termék azon részén alakítjuk ki, ahol szükséges, és egy nagy sûrûségû részt alakítunk ki a beömlési foltnál. Ezenkívül azt találtuk, hogy olyan öntött termék állítható elõ nyitott injektálási eljárással is, amelynél a héj azon a részen alakul ki, ahol az szükséges, valamint kis sûrûségû habosított mag alakítható ki. Az összes poliuretán, mint például a merev uretánok, hajlékony uretánok és félig merev uretánok alkalmazhatók poliuretánokként a kis sûrûségû mag, és a nagy sûrûségû rész, valamint a héj kialakításához. A termékek alkalmazásainak megfelelõen különbözõ uretánrendszerek, például egy hajlékony uretán elasztomer héjának és egy merev uretán magjának az együttese szintén alkalmazható. Bútor, vagy belsõ gépjármû-borítások, amelyeknek a felülete hajlékony, míg a magjuk merev, állíthatóak elõ, például a hajlékony uretán elasztomer héjának és a merev uretán magnak az együttesével. Továbbá, kellemes tapintású gépjármû mûszerfal panelek, ajtóborítások, hátsó panelek, párnák és bútorok állíthatók elõ egy olyan rendszer alkalmazásával, amelyben egy szerkezeti anyag támasztja alá a rugalmas/félig merev elasztomer héj és a rugalmas uretánhab, vagy a félig merev uretánhab mag együttesét. Továbbá, festési eljárás nélküli öntött termék állítható elõ egy színezett, idõjárásálló rendszer alkalmazásával, mint például egy alifás izocianát-uretán-rendszer alkalmazásával a felületi résznél, és egy merev uretán alkalmazásával a mag résznél, amely nagymértékben merev és erõsítõanyagot tartalmaz. Továbbá, amikor az öntött terméket alakítjuk ki, olyan öntött termék állítható elõ, amely egy öntõformán belüli bevonóanyaggal borított héjat tartalmaz, oly módon, hogy elõzõleg az öntõforma bevonását hajtjuk végre. Azok a polikarbamidgyanták, amelyekben a gyanta kisebb vagy nagyobb részét olyan poliol alkalmazásával állítjuk elõ, amely poliol aktív csoportja egy amino-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 6
2
csoport, karbamidkötéseket tartalmaznak és alkalmasak a kombinációk elõállítására. A szabadon emelkedõ hab sûrûsége egy fedõmentes edényben nyitott állapotban, amelyet olyan elsõ poliuretánkeverék folyadék alkalmazásával kaptunk, amelyben a poliolkomponens víztõl eltérõ habosítóanyagot lényegében nem tartalmaz, amely vizet a nyersanyagok összekeverése során vittünk be, vagy a nyersanyagok már tartalmaztak, elõnyösen legalább 0,8 g/cm3, és még elõnyösebben legalább 0,85 g/cm3. Amennyiben a sûrûség legalább 0,8 g/cm3, az elsõ poliuretánkeverék folyadékból is kielégíthetõvé válnak a nagy sûrûségû héj kialakításának megfelelõ követelmények. Az alkalmazott elsõ poliuretánkeverék folyadékban és a második poliuretánkeverék folyadékban a poliizocianátkomponens és a poliolkomponens NCO indexe elõnyösen 80–120. (Az NCO index egy mutatószám, amely az izocianát poliolhoz viszonyított mennyiségét adja meg a poliuretán öntése közben. Az NCO index értéke 100, ha olyan poliizocianátkomponens és poliolkomponens mennyiségeket keverünk és öntünk össze, melyben a poliizocianátkomponens mólekvivalensben kifejezett NCO-tartalma a poliolkomponens izocianáttal reaktív mólekvivalensben kifejezett hidrogéntartalmához viszonyítva 100.) A poliuretánhab öntött termék átlagos sûrûsége elõnyösen 0,2–0,8 g/cm3. A poliuretánhab öntött terméket egy nagy sûrûségû részbõl és egy kis sûrûségû részbõl (nevezetesen a habosodó részbõl) állítjuk elõ. Az öntött termékben elõnyösen a nagy sûrûségû rész sûrûsége legalább 0,8 g/cm3, például 0,8–1,2 g/cm3, és legalább az öntött termék teljes felületének 50%¹a a nagy sûrûségû résszel bevont. A kis sûrûségû rész sûrûsége elõnyösen 0,7 g/cm3, vagy ez alatti érték, például 0,05–0,5 g/cm3. Amennyiben a nagy sûrûségû rész sûrûsége legalább 0,8 g/cm3, a héjhoz megfelelõ tulajdonságokat kaphatunk. Amennyiben az öntött termék teljes felületének legalább 50%¹a a nagy sûrûségû résszel van bevonva, a kapott uretánhab termék különbözõ alkalmazásokban használható, mint például cipõtalpként és kerékpárnyeregként, amelynél az öntött termék legalább 50%¹a (az egyik oldalnak megfelelõ) héjazattal lehet bevonva. Az alábbiakban a találmány szerinti poliuretán öntött termék elõállításához használt nyersanyagokat ismertetjük. Azaz, a poliizocianátkomponenst, poliolt, katalizátort, térhálósító szert, és amennyiben szükséges, habstabilizáló anyagokat, erõsítõanyagokat és más segédanyagokat, amelyeket a poliolkomponensben használunk az elsõ poliuretánkeverék folyadékban és a második poliuretán folyadékban, valamint habosítóanyagot, amelyet a második poliuretánkeverék folyadékban alkalmazunk, ismertetjük részletesen az alábbiakban. Megfelelõ poliizocianátkomponensek a difenil-metán-diizocianát, polimetilén-polifenilén-poliizocianát, toluol-diizocianát, hexametilén-diizocianát, izoforon-diizocianát, módosított poliizocianátok, amelyeket ezen
1
HU 004 099 T2
poliizocianátok módosításával kapunk uretánnal, allofanáttal, karbodiimiddel vagy izocianuráttal, és ezek keverékei. A poliolkomponenshez használt poliolként olyan poliéterpoliolok alkalmazhatóak, amelyek a molekulában 2–6 hidroxilcsoportot tartalmaznak, és az átlagos hidroxilcsoport 100–3000 értékkel ekvivalens, amelyeket egy alkilén-oxid, mint például etilén-oxid vagy propilén-oxid hozzáadásával kapunk egy hidroxilcsoport-tartalmú vegyülethez, mint például propilénglikolhoz, dietilénglikolhoz, glicerinhez, trimetilol-propánhoz, pentaeritrithez, szorbithoz és szacharózhoz, aminocsoportot és hidroxilcsoportot tartalmazó vegyületekhez, mint például a trietanol-amin és dietanol-amin, vagy aminocsoportot tartalmazó vegyületek, mint például az etiléndiamin és diaminotoluol, továbbá a poliolok lehetnek poliolpolimerek, melyeket poliéterpoliolokból addíciós polimerizációval kapunk vinilvegyület alkalmazásával. Olyan poliészter-poliolok szintén alkalmazhatóak, amelyeket egy porikarbonsav és egy kis molekulatömegû hidroxilcsoportot tartalmazó vegyületbõl kapunk, laktonalapú poliészterek, amelyeket kaprolakton gyûrûnyitásos polimerizációjával nyerünk, polikarbonát-poliol, politetrametilénglikol, amelyet tetrahidrofurán gyûrûnyításos polimerizációjával kapunk, és poliéter-poliamin, amelyet a poliéterpoliol hidroxilcsoportjának aminálásával, vagy a poliéterpoliol izocianát-elõpolimerjének hidrolizálásával kapunk, amelyben az átlagos aktív hidrogén ekvivalens 100–3000 közötti érték. Az izocianátkomponens és a poliolkomponens mennyiségét elõnyösen oly módon állítjuk be, hogy az izocianát index 80–120. Katalizátorként tercier aminok, mint például trietiléndiamin, pentametil-dietilén-triamin, 1,8-diaza-biciklo5,4,0-undecén-7, dimetil-amino-etanol, tetrametil-etiléndiamin, dimetil-benzil-amin, tetrametil-hexametiléndiamin és bisz(2¹dimetil-amino-etil)-éter; és olyan fémorganikus vegyületek, mint például a dibutil-ón-dilaurát, ón¹oktanoát és dibutil-ón-diacetát alkalmazhatóak. Térhálósító szerként adott esetben olyan kétértékû alkoholok alkalmazhatóak, amelyek molekulatömege 62–300, mint például az etilénglikol, propilénglikol, butándiol, hexándiol, neopentilglikol, dietilénglikol, trietilénglikol, polietilénglikol, dipropilénglikol és polipropilénglikol; valamint kétértékû aminok, mint például a dietil-toluol-diamin, terc-butil-toluol-diamin, dietil-diamino-benzol, trietil-diamino-benzol, és tetraetil-diaminodifenil-metán. Olyan poliéterpoliolok, amelyeket alkilénoxid fenti vegyületekhez adagolásával kapunk, szintén alkalmazhatóak. Ezeket a térhálósító szereket a JP–B–54–17359, JP–A–57–74325, JP–B–6347726 és a JP–B–01–34527 számú szabadalmi iratokban ismertetik. Segédanyagokként adott esetben habosodásszabályozó szerek vagy habstabilizáló szerek, mint például a szilíciumalapú habstabilizálók alkalmazhatók; erõsítõanyagok; felületaktív anyagok (kompatibilizálószerek); idõjárással szembeni ellenállóságot biztosító szerek, mint például antioxidánsok; ultraibolya sugárzást elnyelõ anyagok; stabilizálóanyagok, mint például
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
2
a 2,6-di(terc-butil)-4-metil-fenol és tetrakisz[metilén-3(3’,5’-di(terc-butil)-4-hidroxi-fenil)-propionát]-metán; és színezõanyagok. Erõsítõanyagként adott esetben üveges, szervetlen és ásványi anyagokból elõállított rostok használhatók, mint például az õrölt üvegrost, wollasztonit-rost és feldolgozott ásványi rostok; valamint pikkelyek, mint például csillám és üvegpikkelyek. A habosítóanyag elõzõleg hozzákeverhetõ a poliolkomponenshez, vagy késõbb keverhetõ az izocianátkomponenssel. Alternatív módon a habosítóanyag a poliolkomponenssel keverhetõ, miközben egyidejûleg a poliizocianátkomponenssel keverjük össze. Habosítóanyagként víz (ami a poliizocianátvegyületekkel reagál szén-dioxid-gáz keletkezése közben), szén-dioxid, fluor-karbonok, mint például klór-fluor-karbonok, szénhidrogének, mint például pentán és ciklopentán, és fluorozott szénhidrogének, mint például a HCFC141b, HFC245fa és HFC365mfc használható a poliuretánhabosító berendezés kialakítása szerint. Habosítóanyagok együttesei szintén alkalmazhatóak. Egy aminvegyület karbonátsója (amely uretán képzõdési reakció révén disszociálódik szén-dioxid-gáz fejlõdése közben), vagy egy szerves sav, mint például a hangyasav (ami egy poliizocianátvegyülettel reagál szén-dioxid-gáz keletkezése közben), habosítóanyagként szintén alkalmazhatók. Továbbá levegõ, vagy nitrogéngáz szintén diszpergálható elõzetesen a poliolkomponensben például egy levegõadagoló berendezés segítségével. A habosítóanyag elõnyösen legalább egy a következõk közül: szén-dioxid, szénhidrogén, fluorozott szénhidrogén és víz. Különösen elõnyös habosítóanyag a szén-dioxid. A habosítóanyagként szén-dioxidot tartalmazó, a kis sûrûségû rész kialakításához használt második poliuretánkeverék folyadék habosodást eredményez az öntõformába való injektáláskor, ami kis sûrûséghez vezet. Ezért nem hatol bele az elsõ poliuretánkeverék folyadékba, ami a nagy sûrûségû rész kialakítását szolgálja, és amit korábban injektálunk be, így tiszta illeszkedési határvonalat alakít ki a héj és a magrétegek között. Különösen a nyitott injektálásos eljárásnál, a második poliuretánkeverék folyadék a korábban injektált elsõ poliuretánkeverék folyadék felsõ részén marad, és nem hatol bele az elsõ poliuretánkeverék folyadékba, ily módon tiszta illeszkedési határfelületet alakít ki a héj és a magrétegek között. Az alábbi példák és összehasonlító példák a találmány további részletes illusztrálását szolgálják. Ezekben a példákban a részek tömegrészként értendõek. Példák
1. példa Az alábbi poliizocianátkomponenst és poliolkomponenst alkalmaztuk az elsõ poliuretánkeverék folyadékhoz. Poliizocianát A: karbodiimiddel módosított difenil-metán-diizocianát (NCO-tartalom: 29,0%, viszkozitás: 35 mPa·s/25 °C). 60 55
7
1
HU 004 099 T2
Poliolkomponens A: 45 rész poliéterpoliolt, amelynek a hidroxilszáma 34 mg KOH/g, amelyet propilén-oxid és etilén-oxid glicerinnel történõ addíciós polimerizációjával állítottunk elõ, 45 rész poliéterpoliolt, amelynek hidroxilszáma 45 mg KOH/g, amelyet propilén-oxid és etilén-oxid propilénglikollal történõ addíciós polimerizációjával állítottunk elõ, 7 rész monoetilénglikolt, 0,9 rész dimetilamino-propil-amint és 0,5 rész fekete pasztát (szén és egy poliéterpoliol keveréke), amelyet a feketére színezéshez alkalmaztunk, kevertünk össze 20 kg poliolkomponens keverék elõállítására (hidroxilérték: 160 mg KOH/g, viszkozitás: 1000 mPa·s/25 °C). A poliolkomponens A¹t és a poliizocianát A¹t kevertünk össze 100:43 tömegarányban, míg a keverék NCO indexe 105. A kapott szabadon emelkedõ hab fekete színû, és sûrûsége 0,90 g/cm3, míg a gélesedési ideje (az az idõ, ami alatt a folyadék majdnem teljesen elveszti folyékonyságát) 34 másodperc. Az alábbi poliizocianát és poliolkomponenst alkalmaztuk a második poliuretánkeverék folyadékhoz. Poliizocianát B: polimetilén-polifenil-poliizocianát (NCO-tartalom: 31,0%, viszkozitás: 130 mPa·s/25 °C). Poliolkomponens B: 41 rész poliéterpoliolt, amelynek hidroxilszáma 870 mg KOH/g, amelyet propilén-oxid trimetilol-propánnal történõ addíciós polimerizációjával állítottunk elõ, 31 rész poliéterpoliolt, amelynek hidroxil száma 28 mg KOH/g, amelyet propilén-oxid és etilén-oxid propilénglikollal történõ addíciós polimerizációjával állítottunk elõ, 11,25 rész monoetilénglikolt, 4,26 rész monoetanol-amint, 0,5 rész vizet, 1,384 rész szén-dioxidot, 1,4 rész szilikon felületaktív anyagot (stabilizáló a cellákhoz), 0,88 rész pentametildietilén-triamint, 0,88 rész trietilén-diamin¹só katalizátort és 8 rész kompatibilitást javító szert kevertünk össze 20 kg poliolkomponens keverék elõállítására (merev poliuretánhabhoz kialakított poliol, amelynek szabadon emelkedõ hab sûrûsége 0,15 g/cm3, hidroxilszáma: 620 mg KOH/g, viszkozitása: 1700 mPa·s/25 °C). A poliolkomponens B¹t és a poliizocianát B¹t 100:157 tömegarányban kevertük össze, míg a keverék NCO indexe 105. A kapott szabadon emelkedõ hab színe sárga, és sûrûsége 0,15 g/cm3, gélesedési ideje 27 másodperc. Az egyes poliuretán nyersanyag komponenseket egy HK270 típusú poliuretán öntõberendezés tartályaiba töltöttük, amely négy komponens betáplálására alkalmas, és amely a Maschinenfabrik Hennecke GmbH
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
2
cég terméke. A betöltési sebesség az egyes komponensekre 550 g/másodperc. Az egyes poliuretán nyersanyag komponenseket egy 6 mm vastagságú, 30 cm szélességû és 50 cm hosszúságú öntõformába öntöttük, amelynek az öntési kapuja 30 cm széles és 2 mm vastag az öntõforma végénél, és amelynek hõmérsékletét 60 °C¹ra állítottuk be, RIM öntési körülmények között. Az elsõ poliuretánkeverék folyadékot 0,35 másodpercig töltöttük be (195 g betöltött mennyiség). Az elsõ poliuretánkeverék folyadék betöltésének vége elõtt egy másodperccel megkezdtük a második poliuretánkeverék folyadék betöltését és a második keverék folyadékot 0,43 másodpercig töltöttük be (237 g betöltött mennyiség) és formáztuk. Az öntõforma megtelt. Az öntött termék felsõ és alsó felületei az öntõkaputól számítva körülbelül 36 cm hosszúságon belül feketék voltak. A folyás végéig terjedõ fennmaradó 14 cm lényegében sárga volt és a folyási irányban fekete vonalakat tartalmazott. A fekete rész felülete buborékokat nem tartalmazott, és nem terjedt ki, szilárd állapotú volt. A keresztmetszet szemrevételezésével megállapítottuk, hogy a fekete elsõ poliuretánkeverék folyadék 195 g¹ja (22%¹os öntõforma térfogatarány) az öntött termék felületének 72%¹án oszlott el. A fekete rész vastagsága körülbelül 0,2 mm és 0,27 mm a felsõ és alsó részeknél az öntõkapu közelében, és körülbelül 0,4 mm és 0,5 mm a központi rész alsó és felsõ részénél. 2. példa A poliuretán nyersanyag komponenseket hasonló módszerrel öntöttük, mint az 1. példában, kivéve, hogy az elsõ poliuretánkeverék folyadék töltési idejét 0,53 másodpercre (290 g betöltött mennyiség) míg a második poliuretánkeverék folyadék töltési idejét 0,41 másodpercre változtattuk (223 g betöltött mennyiség). Az öntõforma megtelt. Az öntött termék felsõ és alsó felületei feketék voltak az öntõkaputól számítva körülbelül 45 cm¹en belül, míg a folyás végéig terjedõ fennmaradó rész többnyire sárga színû uretán és a folyás irányában fekete vonalakat tartalmazott. Megállapítottuk, hogy a fekete színû elsõ poliuretán keverék folyadék 290 g¹ja (az öntõforma térfogatának 32%¹a) az öntött termék felületének 95%¹án oszlik el. A keresztmetszet szemrevételezésével megállapítottuk, hogy a fekete rész vastagsága körülbelül 0,2 mm és 0,3 mm a felsõ, illetve az alsó részeknél az öntõkapu közelében. Körülbelül 0,8 mm és 1,0 mm vastagságú, jól elkülönülõ héj réteget figyeltünk meg a központi rész alsó és felsõ részeinél.
3. példa A poliuretán nyersanyag komponenseket ugyanolyan módon öntöttük, mint az 1. példában, kivéve, 55 hogy az elsõ poliuretánkeverék folyadék öntési idejét 0,59 másodpercre változtattuk (320 g betöltött anyag), míg a második poliuretánkeverék folyadék töltési idejét 0,6 másodpercre változtattuk (330 g betöltött anyag). Az öntõformát megtelt. Megállapítottuk, hogy a fekete 60 színû elsõ poliuretánkeverék folyadék 320 g¹ja (az ön8
1
HU 004 099 T2
tõforma térfogatának 35%¹a) majdnem teljesen befedte az öntött termék felsõ és alsó felületeit. A keresztmetszet szemrevételezésével megállapítottuk, hogy a fekete rész vastagsága körülbelül 0,2 mm és 0,3 mm a felsõ, illetve az alsó részeknél az öntõkapu közelében. Körülbelül 1,0 mm vastagságú, jól elkülönülõ héjat figyeltünk meg a központi rész alsó és felsõ részeinél. A folyás végétõl számított 2 cm¹es rész majdnem teljesen megtelt az elsõ poliuretánkeverék folyadékkal, míg a második poliuretánkeverék folyadék magja 1 mm vastagságú. 4. példa Poliolkomponens C:94 rész poliéterpoliolt, amelynek hidroxilszáma 28 mg KOH/g, amelyet propilén-oxid és etilén-oxid glicerinnel történõ addíciós polimerizációjával állítottunk elõ, 4,2 rész monoetilénglikolt, 1,5 rész dietanol-amint, 0,7 rész vizet, 0,2 rész felületaktív anyagot, 1,2 rész trietilén-diamin etilénglikolos oldatát és 1,0 rész UV abszorbert kevertünk össze egy poliolkeverék (20 kg) elõállítására (hidroxilszám: 158 mg KOH/g, viszkozitás: 1100 mPa·s/25 °C), amelyet poliolkomponensként alkalmaztunk a második poliuretánkeverék folyadékban (II). A poliolkomponens C¹t és a poliizocianát B¹t 100:40 tömegarányban kevertünk össze, míg az NCO index 105. Az elsõ poliuretánkeverék folyadék ugyanaz volt, mint az 1. példában. A töltési sebességet 170 g/másodpercre állítottuk mind az elsõ poliuretánkeverék folyadék, mind a második poliuretánkeverék folyadék esetében. Az egyes komponenseket egy 10 cm szélességû, 20 cm hosszúságú és 1 cm vastagságú nyitott öntõformába öntöttük. Az elsõ poliuretánkeverék folyadékot 0,35 másodpercig töltöttük (60 g betöltött mennyiség), majd a második poliuretánkeverék folyadékot 0,25 másodpercig töltöttük (43 g betöltött mennyiség). Az öntõformát lezártuk, és az öntött terméket 6 perc alatt állítottuk elõ az öntõforma lezárását követõen. Az öntött termék felületét 3 mm vastagságú, nem kiterjedt fekete réteg vonta be, míg a fennmaradó 7 mm vastagságú rész kiterjedt mag volt, amelynek sûrûsége 0,30 g/cm3. Ily módon fekete felületû és habosított magot tartalmazó öntött terméket kaptunk.
ban az öntõforma 900 cm3 térfogatára esõ 33 g fekete rész (az öntõforma térfogatának 3,7%¹a) nem borította be az öntött termék felületének 50%¹át. A keresztmetszet szemrevételezésével megállapítottuk, hogy a fe5 kete rész vastagsága körülbelül 0,16 mm és 0,27 mm a felsõ, illetve az alsó résznél az öntõkapu közelében. A jelen feltalálók elképzelése szerint a jelen találmány szerinti poliuretán öntött termékek, mint például hajlékony poliuretánhab és egy félig merev poliuretán10 hab bútorokban, gépjármû utasterének alkatrészeikben, mint például kartámaszok, kormánykerék és sebességváltó gomb, cipõtalpakban és sporteszközökben alkalmazhatóak. A merev poliuretánhaboknak számos alkalmazása lehetséges, mint például fûrészáru 15 utánzat és szerkezeti anyag.
SZABADALMI IGÉNYPONTOK 20
25
30
35
40
45 1. összehasonlító példa A poliuretán nyersanyag komponenseket ugyanolyan módszer szerint öntöttük, mint az 1. példában, kivéve, hogy az elsõ poliuretánkeverék folyadékot 0,06 másodpercig töltöttük be (33 g betöltött mennyiség), míg a második poliuretánkeverék folyadékot 0,60 másodpercig töltöttük be (330 g betöltött mennyiség). Az öntött termék, amelyet 6 perc elteltével választottunk le az öntõformáról, teljesen kitöltötte az öntõformát. Az öntött termék alsó és felsõ felületének fekete része nem érte el a 25 cm¹t a kaputól számítva, míg a folyás végétõl számított fennmaradó rész a kifolyási végtõl többnyire sárga színû és fekete vonalakat mutatott a folyás irányában. Megállapítottuk, hogy a fekete rész felülete buborékokat nem tartalmazott, azon-
2
50
55
60 9
1. Eljárás poliuretán öntött termék elõállítására (a) egy vagy két poliizocianátkomponensbõl, és (b) két poliolkomponensbõl, amely eljárás során: egy olyan öntõberendezést biztosítunk, amely elkülönülten képes adagolni a poliizocianátkomponens(eke)t és két poliolkomponenst; egy elsõ poliuretánkeverék folyadékot, amely egy poliizocianátkomponenst és egy poliolkomponenst tartalmaz habosítóanyag nélkül, táplálunk be egy öntõformába az öntõberendezés segítségével; és legalább 0,1 másodperccel az elsõ poliuretánkeverék folyadék betáplálásának befejezése elõtt, egy második poliuretánkeverék folyadékot, amely egy poliizocianátkomponenst és egy poliolkomponenst tartalmaz habosítóanyaggal, táplálunk be az öntõformába. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás poliuretán öntött termék elõállítására, ahol az elsõ poliuretánkeverék folyadék mennyisége, amelyet a második poliuretánkeverék folyadék elõtt táplálunk be, legalább 10 tömeg%¹a az elsõ poliuretánkeverék folyadék és a második poliuretánkeverék folyadék teljes mennyiségének. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás poliuretán öntött termék elõállítására, ahol az elsõ poliuretánkeverék folyadékot a második poliuretánkeverék folyadék betáplálását követõen tápláljuk be. 4. A 3. igénypont szerinti eljárás poliuretán öntött termék elõállítására, ahol az elsõ poliuretánkeverék folyadék mennyisége, amelyet a második poliuretán keverék folyadék betáplálásának befejezését követõen táplálunk be, legalább 1,0 tömeg%¹a az elsõ poliuretánkeverék folyadék és a második poliuretánkeverék folyadék teljes mennyiségének. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás poliuretán öntött termék elõállítására, ahol a habosítóanyag legalább egy a következõk közül: szén-dioxid, szénhidrogének, fluorozott szénhidrogének és víz. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárással elõállított poliuretán öntött termék, amely egy nagy sûrûségû részt és egy kis sûrûségû részt tartalmaz, ahol a nagy sûrûségû
1
HU 004 099 T2
rész sûrûsége legalább 0,8 g/cm3, és legalább 50%¹át befedi az öntött termék teljes felületének. 7. Eljárás poliuretán öntött termék elõállítására legalább egy poliizocianátkomponensbõl és két poliolkomponensbõl, amely eljárás során: egy elsõ poliuretánkeverék folyadékot, amely egy poliizocianátot és egy elsõ poliolkomponenst tartalmaz habosítóanyag nélkül, betáplálunk egy öntõformába
5
2
egy öntõberendezés segítségével, és legalább 0,1 másodperccel az elsõ poliuretánkeverék folyadék betáplálásának befejezése elõtt; egy második poliuretánkeverék folyadékot, amely egy poliizocianátot és egy második poliolkomponenst tartalmaz habosítóanyaggal, táplálunk be az öntõformába egy öntõberendezés segítségével; és a poliuretán öntött terméket kikeményítjük.
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Törõcsik Zsuzsanna Windor Bt., Budapest
