-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Polyurethan-Schaumstoffe mit einer
niedrigen Kugel-Rückprallelastizität und einer
niedrigen Resonanzfrequenz und Formulierungen, die zur Herstellung
davon geeignet sind. Solche Schaumstoffe sind für Anwendungen für dynamische
Sitze geeignet und werden hergestellt, indem ein Prepolymer mit
einer niedrigen Eigen-Ungesättigtheit
und Isocyanat am Kettenende und ein schäumender und kettenverlängernder
Wasserstrom in eine Form eingeführt
werden und das reaktive System schäumen und härten gelassen wird.
-
Beschreibung
des Standes der Technik
-
Geformte
Polyurethan-Schaumstoffe haben in Kraftfahrzeug-Sitzpolstern eine
Dominanz errungen. Grundsätze
der Konstruktion moderner Fahrzeuge diktieren die Minimierung des
Gewichts und der Kosten von Komponenten. Weil Fahrzeugsitze sowohl
ein signifikantes Gewicht aufweisen als auch signifikante Kosten verursachen,
ist es nicht überraschend,
dass seit langem Anstrengungen unternommen worden sind, um solche
Komponenten leichter zu machen und ihre Kosten möglichst zu vermindern, während der
Komfort der Fahrzeuginsassen beibehalten oder verbessert wird.
-
In
der Vergangenheit sind Verbund-Fahrzeugsitze mit einer Federaufhängung und
einem geformten Polster aus Polyurethan-Schaumstoff gang und gäbe gewesen.
Der Wunsch, auch unter Erhöhung
der Rückführbarkeit
von Fahrzeugkomponenten das Gewicht weiter zu vermindern, hat Konstrukteure
jedoch zur Berücksichtigung
von "dicken Schaumstoff-" oder "Vollschaumstoff-"Konstruktionen veranlasst,
bei denen die Federaufhängung
entfällt.
Bei Verbundsitzen mit Federaufhängung
sind sowohl die Federaufhängung
als auch das Schaumstoffpolster bei der Isolierung der Fahrzeuginsassen
von Vibrationen des Fahrzeugs, ob diese vom Fahrzeug selbst, d.h.
durch eine Motorvibration, oder durch dessen Fahrt über die
Straßenoberfläche verursacht
werden, nützlich.
Durch den Wegfall der Federaufhängung
muss das Schaumstoffkissen selbst alle physiologisch aktiven Vibrationen
insbesondere im Bereich von 6 Hz bis 20 Hz absorbieren. Eine Diskussion dieser
Probleme und die Anwendbarkeit von drei Systemen aus geformtem Urethan-Schaumstoff, TDI-HR, TDI-Heißhärtung und
MDI-HR, bei der Absorption/Dämpfung
von Vibrationen ist in M. Kinkelaar, K. D. Cavender und G. Crocco, "Vibrational Characterization
of Various Polyurethane Foams Employed In Automotive Seating Applications", Polyurethanes Expo '96 Conference Proceedings,
Polyurethane Division, SPI, S. 496–503 (1996), worauf hier ausdrücklich Bezug
genommen wird, gut dokumentiert.
-
Nach
Kinkelaar et al. wird der Komfort von Fahrzeugsitzen durch eine
Verminderung der Vibrationsübertragung
des Schaumstoffs oder Sitzes im Bereich von 6–20 Hz verbessert. Im Allgemeinen
können
die absoluten Gebrauchseigenschaften eines Sitzschaumstoffs in Fahrzeugen
mit Labor-Vibrationstests
dieses Schaumstoffs nicht genau vorhergesagt werden. Untersuchungen
deuten aber darauf hin, dass Schaumstoff-Vibrationstests mit dem
Komfort in Fahrzeugen korrelieren und Schaumstoffe mit in Labortests
bestimmten niedrigeren Eigenfrequenzen die Neigung aufweisen, im
Fahrzeug eine verbesserte Vibrationskontrolle zu ergeben. Gewöhnlich sind
Ergebnisse von Labor-Vibrationstests für Sitzschaumstoff für die Testmethode
einigermaßen
spezifisch. Die hier angewandten Testmethoden werden in der Beschreibung
ausführlicher
beschrieben.
-
Eine
typische Ausgabe eines Labor-Vibrationstests ist ein Diagramm mit
der Durchlässigkeit
als Funktion der Frequenz, wobei die Durchlässigkeit als Reaktions-Spitzenbeschleunigung
(A) dividiert durch die Eingangs-Spitzenbeschleunigung
(A0) definiert ist. Das üblichste Diagramm enthält drei
getrennte Bereiche. Bei sehr niedrigen Frequenzen (Bereich 1) ist
A/A0 = 1, und die Reaktionsvibration ist
gleich der Eingangsvibration. Bei höheren Frequenzen (Bereich 2) übersteigt
die Reaktionsvibration die Eingangsvibration (A/A0 > 1). Bei dem hier verwendeten
Testverfahren erreicht die Reaktionsvibration den Höchstwert
bei der Eigenfrequenz. Bei sogar höheren Frequenzen (Bereich 3)
fallen die Reaktionsvibration und der Wert für A/A0 auf
unter 1 ab. Bereich 3 ist der "Dämpfungsbereich". Die Dämpfungseigenschaften
sind für
die Fachleute von größtem Interesse.
-
Wie
im Fachgebiet ebenfalls bekannt ist, weist die Eigenfrequenz eine
inverse Relation zur Kugel-Rückprallelastizität auf. In
anderen Worten neigen Schaumstoff mit einer hohen Kugel-Rückprallelastizität zu niedrigeren
Eigenfrequenzen und umgekehrt. Die Kraftfahrzeugsitz-Industrie erkennt,
dass eine niedrige Eigenfrequenz bei einem Voll-Schaumstoffsitz
für einen
guten Vibrationskomfort erforderlich ist. Daher ist ein Schaumstoff
mit einer hohen Kugel-Rückprallelastizität für Voll-Schaumstoff-Sitzanwendungen
gewöhnlich spezifiziert.
Durch eine hohe Kugel-Rückprallelastizität können aber
andere Probleme eingeführt
werden. Wenn die Straßen-Eingangsvibration
beispielsweise nahe der Eigenfrequenz des Kraftfahrzeugsitzes ist,
wird diese Vibration verstärkt,
was zu einer Unbequemlichkeit von Fahrzeuginsassen und möglichen
Sicherheitsproblemen führt.
-
Die
von Kinkelaar et al. diskutierten Trends werden auch von der Patentliteratur
belegt. Beispiele werden im U.S.-Patent 5 093 380 geformte Schaumstoffe
mit einer niedrigen Frequenz von weniger als 4 Hz durch eine Einstufenreaktion
eines Di- oder Polyisocyanats mit einem Polyoxypropylenpolyol mit
Polyoxyethylen-Verkappung und einer relativ hohen Molmasse, d.h.
einem mit einer Hydroxylzahl von 5 bis 38, das auch eine Ungesättigtheit
y ≤ 0,9/(x – 10) hat,
wobei x die Hydroxylzahl ist, hergestellt. Diese Beziehung entspricht Ungesättigtheiten
von weniger als 0,9 bei einer Hydroxylzahl von 11 bis 0,032 bei
einer Hydroxylzahl von 38. Somit scheint es, dass das Patent aufzeigt,
dass, wenn Polyole mit einer höheren
Molmasse verwendet werden, eine höhere Ungesättigtheit toleriert werden
kann. Beispielhaft sind Ungesättigtheiten
im Bereich von 0,020 bis 0,026 aufgeführt. Konsistent mit Kinkelaar
et al. sind die Werte der Kugel-Rückprallelastizität dieser Schaumstoffe
hoch und betragen mindestens 70 und durchschnittlich 80, wodurch
Resonanzfrequenzen unterhalb von 4 Hz erreicht werden. Ähnliche,
aus Polyolen mit einer höheren
Ungesättigtheit
hergestellte Einstufen-Schaumstoffe (TDI-HR) wiesen eine etwas höhere Resonanzfrequenz
(4,0 bis 4,3 Hz) und eine etwas niedrigere Rückprallelastizität auf, ergaben
aber Schaumstoff von schlechterer Qualität.
-
Das
U.S.-Patent 5 300 535 ist in mancher Hinsicht
US 5 093 380 dahingehend ähnlich,
als es lehrt, dass eine hohe Kugel-Rückprallelastizität erforderlich
ist, um gute Vibrationsdämpfungseigenschaften
zu erhalten.
US 5 300 535 offenbart
jedoch ein mit der Verwendung von Polyolen mit niedriger Ungesättigtheit
zusammenhängendes
Problem aufgrund ihrer Viskosität,
die höher
als normal ist. Es ist aufgeführt,
dass das Vermischen der Polyolkomponente mit der Isocyanatkomponente
aufgrund der höheren
Viskosität
schwierig ist. In
US 5 300 535 wird
dieses Problem durch das Verdünnen
des Polyols mit einem polymerisierbaren, ungesättigten Monomer wie einem (Meth)Acrylat
gelöst.
In Herstellungsumgebungen ist die Verwendung solcher Monomere aber
nicht erwünscht.
Wie beim U.S.-Patent 5 093 380 werden Schaumstoffe mit sehr niedrigen Resonanzfrequenzen
und hohen Kugel-Rückprallelastizitäten offenbart.
-
Im
U.S.-Patent 5 674 920 sind zahlreiche Probleme im Zusammenhang mit
Schaumstoffen mit einer niedrigen Resonanzfrequenz angesprochen.
Nach den Patentinhabern des 920-Patents sind eine hohe Rückprallelastizität und eine
niedrige bleibende Verformung erforderlich. Die Lösung für dieses
Problem wurde durch die Verwendung von Polyphenylenpolymethylenpolyisocyanaten
mit einem spezifischen, höheren
Ringgehalt zusammen mit Polyolen mit einem Monoolgehalt von weniger
als 15 mol-% und einer Oxypropylenrest-Kopf-Schwanz-Selektivität von mehr
als 96 mol-% erreicht. Unglücklicherweise
müssen
solche Isocyanatmischungen getrennt hergestellt oder zusammengemischt
werden, und die sehr speziellen Polyole können nur mittels einer basisch
katalysierten Oxyalkylierung bei tiefen Temperaturen hergestellt
werden. Aufgrund der tiefen Temperatur erfordert die Herstellung
solcher Polyole beträchtliche
Zusatzkosten. Das 920-Patent offenbart eine herkömmliche Prepolymertechnik,
bei der die Harzseite eine Mischung aus herkömmlichen Polyether- und Polymerpolyolen
mit nur einer kleineren Menge an Wasser als Treibmittel auf der
B-Seite ist. Schaumstoffe, die sowohl aus den beanspruchten Zusammensetzungen
sowie den Vergleichs-Zusammensetzungen
hergestellt waren, wiesen im Durchschnitt eine hohe Rückprallelastizität auf.
-
Es
wäre wünschenswert,
geschäumte
Polyurethan-Schaumstoffe verfügbar
zu machen, die gegenüber
TDI-HR-, TDI-Heißhärtungs-
und MDI-HR-Techniken, die gegenwärtig
bei Schaumstoffen für
Kraftfahrzeugsitze eingesetzt werden, niedrige Resonanzfrequenzen
aufweisen und überlegene
Vibrationsmerkmale aufweisen. Weiterhin wäre es wünschenswert, Schaumstoffe mit
einer niedrigen Resonanzfrequenz und einer hohen Dämpfung herzustellen,
wobei die Verwendung ungesättigter
Verdünnungsmittel
vermieden wird, und ohne Isocyanat-Zusammensetzungen und Polyole
zu benötigen,
die nicht leicht erhältlich
sind oder deren Herstellung nicht kostengünstig ist.
-
Kurzbeschreibung
der Erfindung
-
Es
ist jetzt überraschend
gefunden worden, dass Schaumstoffe für Sitze mit hervorragenden
vibrationsabsorbierenden/-dämpfenden
Qualitäten
aus Prepolymeren mit einer niedrigen Eigen-Ungesättigtheit und Isocyanat am
Kettenende und einem härtenden
Strom, der, bezogen auf Mol, Wasser als Hauptteil und gegebenenfalls
ein Amin enthält,
wobei der Isocyanat-Index, die Schaumstoffdichte und andere die
Vibration und die Dämpfung
beeinflussende Parameter so beibehalten werden, dass die durch die
Kugel-Rückprallelastizität gemessene
Rückprallelastizität des Schaumstoffs
weniger als 70% und die mittels der hier beschriebenen Testmethode
gemessene Resonanzfrequenz weniger als etwa 7 Hz beträgt. Die
resultierenden Schaumstoffe weisen nicht nur eine niedrige Resonanzfrequenz
auf, sondern weisen im Vergleich zu Einstufen-Schaumstoffen eine überlegene
Vibrationsregelung auf.
-
Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
eine schematische Darstellung des zur Messung der Resonanzfrequenz
von Polyurethan-Schaumstoffen verwendeten Testmethode.
-
2 ist
ein Diagramm der Durchlässigkeit
(A/A0) eines Polyurethan-Schaumstoffs.
-
Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
-
Die
Polyurethan-Schaumstoffe der vorliegenden Erfindung sind biegsame,
geformte Schaumstoffe für Sitze
mit einer niedrigen Resonanzfrequenz und einer niedrigen Kugel-Rückprallelastizität. Die vorliegenden Schaumstoffe
sind für
Anwendungen für
dynamische Sitze geeignet, bei denen eine Dämpfung der übertragenen Vibrationsenergie
erwünscht
ist. Mit einer "niedrigen
Resonanzfrequenz" ist
eine Resonanzfrequenz unterhalb von etwa 7 Hz, vorzugsweise im Bereich
von 2–6
Hz, gemeint. Mit einer "niedrigen
Kugel-Rückprallelastizität" ist gemeint, dass
die mittels ASTM D3574 gemessene Kugel-Rückprallelastizität weniger
als etwa 70% beträgt.
Die Kugel-Rückprallelastizität ist vorzugsweise
niedriger als 65% und liegt noch mehr bevorzugt im Bereich von 50–60%.
-
Die
geformten Polyurethan-Schaumstoffe der vorliegenden Erfindung werden
durch die Wasser/Amin-Kettenverlängerung
eines oder mehrerer Prepolymere mit einer niedrigen Eigen-Ungesättigtheit
und Isocyanat am Kettenende hergestellt. Mit dem Begriff "niedrige Eigen-Ungesättigtheit" ist mit Hinblick
auf die Prepolymere mit Isocyanat am Kettenende gemeint, dass die
Prepolymere durch die Umsetzung eines stöchiometrischen Überschusses
eines Di- oder Polyisocyanats mit einem Polyol mit einer niedrigen
Eigen-Ungesättigtheit
hergestellt werden. Mit einem "Polyol
mit einer niedrigen Eigen-Ungesättigtheit" ist ein Polyoxyalkylenpolyol
oder eine Mischung davon, vorzugsweise ein hauptsächlich Oxypropylenreste
enthaltendes Polyol, mit einer mittleren unvermeidbaren oder "Eigen-"Ungesättigtheit
von weniger als 0,025 Milliäquivalenten/g,
gemeint. Die Eigen-Ungesättigtheit
beträgt
vorzugsweise weniger als 0,020 Milliäquivalente/g, noch mehr bevorzugt
weniger als 0,015 Milliäquivalente/g
und am meisten bevorzugt weniger als 0,010 Milliäquivalente/g, d.h. im Bereich
von 0,002 bis 0,008 Milliäquivalente/g.
Die "Eigen-"Ungesättigtheit
ist von der "induzierten" Ungesättigtheit,
d.h. einer Ungesättigtheit,
die einem Polyol während
oder nach dessen Herstellung verliehen wird, um Stellen für eine zur
Herstellung von Polymerpolyolen notwendige reaktive Ungesättigtheit
zu erzeugen, zu unterscheiden. Die Herstellung von Polyolen mit
einer niedrigen Eigen-Ungesättigtheit
fällt unter
den Kenntnisstand des Fachgebiets. Die Herstellung wird vorzugsweise
unter Verwendung von Doppelmetallcyanid-Katalysatoren wie denjenigen,
die in den U.S.-Patenten 5 470 813, 5 482 908, 5 712 216, 5 617
122 und 5 545 601 offenbart sind, durchgeführt.
-
Die
Polyolkomponente, die zur Herstellung der Prepolymere mit einer
niedrigen Eigen-Ungesättigtheit der
vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann ein oder mehrere Polyole
enthalten und kann darüber
hinaus Kettenverlängerungsmittel,
d.h. gegenüber
Isocyanat reaktive Verbindungen und Oligomere mit niedriger Molmasse,
vorzugsweise aliphatische Glycole und polyoxyalkylierte Glycololigomere
mit Molmasse von weniger als 1000 Da, enthalten. Der auf das Gewicht
bezogene Hauptteil der Polyolkomponente muss aber aus Polyoxyalkylenpolyolen
mit Äquivalenzmassen
von mehr als 1000 Da, vorzugsweise im Bereich von 1500 Da bis 5000
Da und noch mehr bevorzugt im Bereich von 1800 Da bis 3000 Da, bestehen.
Es ist wichtig, dass die mittlere Ungesättigtheit der Polyolkomponente,
gemessen mittels ASTM-D-2849-69, "Testing of Urethane Foam
Polyol Raw Materials",
0,025 Milliäquivalente/g
oder weniger, noch mehr bevorzugt 0,020 Milliäquivalente/g und am meisten
bevorzugt etwa 0,015 Milliäquivalente/g
oder weniger beträgt.
-
Statt
die tatsächliche
Ungesättigtheit
der Polyolkomponente zu messen, kann die Ungesättigtheit aus den gemessenen
Ungesättigtheiten
der Polyolkomponenten berechnet werden. Bei diesen Berechnungen können Polyole
und Kettenverlängerungsmittel
mit Äquivalenzmassen
von weniger als 500 Da vernachlässigt werden.
-
Die
Mehrzahl der Polyole in der Polyolkomponente mit Äquivalenzmassen
von mehr als 1000 Da sollte aus Polyolen mit einer niedrigen Eigen-Ungesättigtheit,
vorzugsweise Polyolen mit einer Ungesättigtheit von weniger als 0,015
Milliäquivalenten/g
und noch mehr bevorzugt weniger als 0,010 Milliäquivalenten/g bestehen. Wie
oben aufgeführt
wurde, darf die Eigen-Ungesättigtheit
der Polyolkomponente 0,025 Milliäquivalente/g nicht übersteigen
und ist vorzugsweise niedriger. Am meisten bevorzugt werden die
verwendeten Polyole, die Äquivalenzmassen
von mehr als 1000 Da haben, mittels einer durch einen Doppelmetallcyanid-Komplex
katalysierten Oxyalkylierung hergestellt. Bevorzugte Polyole haben
Kopf-Schwanz-Selektivitäten von
weniger als 96%, vorteilhaft von weniger als 90%.
-
Mit
dem Begriff "überwiegend
Oxypropylenreste enthaltend" und
gleichartigen Begriffen ist gemeint, dass es sich bei mehr als 50
Gew.-% desjenigen Teils der Polyolkomponente, die aus Polyolen mit Äquivalenzmassen
von mehr als 1000 Da besteht, um Oxypropylenreste handelt. Vorzugsweise
sollte jedes Polyol, das in der Polyolkomponente in einer wesentlichen
Menge vorhanden ist, mehr als etwa 50 Gew.-% Oxypropylenreste, noch
mehr bevorzugt mehr als 65 Gew.-%, enthalten. Vorzugsweise sind
von Oxypropylenresten verschiedene Oxyalkylenreste Oxyethylenreste,
die im Inneren blockartig, statistisch oder statistisch blockartig oder
extern als Homopolyoxyethylen-Block
oder Copolymerblock vorliegen. Andere Oxyalkylenreste wie 1-Oxypropylen (von
Oxetan stammend), Oxybutylen (von 1,2-Butylenoxid und/oder 2,3-Butylenoxid
stammend) und andere Oxyalkylenreste wie diejenigen, die von Styroloxid
und halogenierten Alkylenoxiden stammen, sind ebenfalls geeignet.
Vorzugsweise handelt es sich bei allen Oxyalkylenresten entweder
um Propylenoxid oder Ethylenoxid. Am meisten bevorzugt enthalten,
wenn die Polyole mit einer niedrigen Eigen-Ungesättigtheit mittels einer durch
ein Doppelmetalloxid katalysierten Oxyalkylierung hergestellt werden,
alle substanziellen Polyoxypropylenblöcke minimal etwa 1,5 Gew.-%
statistische Oxyethylenreste.
-
Die
bei der Herstellung der Prepolymere mit Isocyanat am Kettenende
der vorliegenden Erfindung brauchbaren Isocyanatkomponenten umfassen
die bekannten aromatischen und aliphatischen Di- und Polyisocyanate,
zum Beispiel 2,4- und 2,6-Toluoldiisocyanate und Mischungen davon
(TDI), 2,2'-, 2,4'- und 4,4'-Methylendiphenylendiisocyanate
und Mischungen davon (MDI), Polymethylenpolyphenylenpolyisocyanate
(PMDI), 1,6-Hexandiisocyanat, Isophorondiisocyanat und Mischungen
solcher Isocyanate. Andere Isocyanate können ebenfalls verwendet werden.
Auch geeignet sind die sogenannten modifizierten Isocyanate, die
durch eine Umsetzung von Di- oder Polyisocyanat mit einem gegenüber Isocyanat
reaktiven Monomer oder Oligomer oder mit sich selbst hergestellt
werden. Beispiele sind urethanmodifizierte Isocyanate, die durch
die Umsetzung eines Di- oder Polyisocyanats oder einer Mischung
davon mit einem oder mehreren Glycolen, Triolen, oligomeren Polyoxyalkylendiolen
oder Polyolen oder Mischungen davon hergestellt werden, harnstoffmodifizierte
Isocyanate, die durch die Umsetzung des Isocyanats mit einem Diamin
oder einem Polyoxyalkylenpolyether-Oligomer mit Amin am Kettenende
hergestellt werden, und mit Carbodiimid, Polyisocyanurat, Uretonimin,
Allophanat und Uretdion modifizierte Polyisocyanate, die durch die
Umsetzung des Isocyanats oder des modifizierten Isocyanats mit sich
selbst in Gegenwart eines geeigneten Katalysators hergestellt werden.
Solche Isocyanate und modifizierte Isocyanate sind wohletablierte
Handelsgüter.
Besonders bevorzugte Di- und/oder Polyisocyanate umfassen TDI, MDI,
PMDI und Mischungen davon, insbesondere Mischungen von TDI und MDI,
wobei letztere vorzugsweise eine wesentliche Mehrheit des 4,4'-Isomers enthalten.
-
Die
Prepolymere der vorliegenden Erfindung werden auf die übliche Weise
hergestellt, indem die Polyolkomponente mit der Isocyanatkomponente
mit oder ohne urethanfördernde
Katalyse umgesetzt werden, wie beispielsweise im POLYURETHANE HANDBOOK,
Gunter Oertel, Hanser Publishers, München
® 1985, und
in POLYURETHANES: CHEMISTRY AND TECHNOLOGY, J. H. Saunders and K.
C. Frisch, Interscience Publishers, New York, 1963, und im U.S.-Patent
Nr. 5 070 114, worauf hier ausdrücklich
Bezug genommen wird, beschrieben ist. Kontinuierliche und diskontinuierliche
Verfahren zur Herstellung von Prepolymeren mit Isocyanat am Kettenende
sind in "Continuous
Processing of Urethane Foam Prepolymers", J. R. Wall, CHEMICAL ENGR. PROGRESS,
V. 57, Nr. 10, S. 48–51;
Sanders, loc. cit., Teil II, S. 38–43; im U.S.-Patent Nr. 5 278
274, in der Veröffentlichung
der europäischen
Patentanmeldung
EP
0 480 588 A2 und im kanadischen Patent Nr. 2 088 521 offenbart.
-
Die
Prepolymere der vorliegenden Erfindung haben einen Gehalt an freien
Isocyanat- (NCO-)Gruppen von 5 Gew.-% bis 35 Gew.-%, vorzugsweise
6 Gew.-% bis 25 Gew.-% und vorteilhaft von 8 bis 20 Gew.-%.
-
Die
Prepolymere mit Isocyanat am Kettenende umfassen die A-Seite (Iso-Seite) des Systems
des geformten Polyurethan-Schaumstoffs. Bei der B-Seite (Harz-Seite)
des Systems des geformten Polyurethan-Schaumstoffs der vorliegenden
Erfindung werden gegenüber
Isocyanat reaktive Komponenten, (ein) Treibmittel, Tensid(e) und
andere Additive und Hilfsmittel, zum Beispiel Kettenverlängerungsmittel,
Vernetzungsmittel, Katalysatoren, Farbstoffe, Pigmente, Füllmittel
etc. verwendet. Additive, die gegenüber Isocyanaten nicht reaktiv
sind, können
der A-Seite der Formulierung zugegeben werden.
-
Katalysatoren
sind gewöhnlich
erforderlich. Die Katalysatoren können aus herkömmlichen,
urethanfördernden
Katalysatoren, zum Beispiel Zinnkatalysatoren wie Dibutylzinndiacetat,
Dibutylzinndilaurat, Zinn(II)-octoat und dergleichen, Aminkatalysatoren
wie NIAX® A-1,
Diethylentriamin, 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan
und dergleichen ausgewählt
sein. Mischungen von Metallkatalysatoren und Aminkatalysatoren können ebenfalls
verwendet werden. Aminkatalysatoren sind bevorzugt. Katalysatormengen
können
von einem Fachmann leicht bestimmt werden und können zum Beispiel von 0,1 bis
5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Schaumstoffs, reichen.
-
Geeignete
Kettenverlängerungsmittel
umfassen die verschiedenen Alkylenglycole und oligomeren Polyoxyalkylenglycole
mit Molmassen bis zu etwa 300 Da, zum Beispiel Ethylenglycol, Propylenglycol,
1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol,
Diethylenglycol, Dipropylenglycol, Tripropylenglycol und dergleichen.
Die Menge des Kettenverlängerungsmittels
kann so eingestellt werden, dass die erforderlichen Verarbeitungs-
oder physikalischen Parameter des Schaumstoffs erhalten werden.
Vorzugsweise werden nur die geringsten Mengen an Kettenverlängerungsmitteln,
zum Beispiel weniger als 10 Gew.-% und vorzugsweise weniger als
5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Schaumstoffs, verwendet. Kettenverlängerungsmittel
mit Aminofunktionen wie aliphatische Diamine, MOCA, Toluoldiamin
und gehinderte aromatische Amine können auch geeignet sein.
-
Geeignete
Vernetzungsmittel umfassen monomere Verbindungen mit Polyhydroxylfunktionen
wie Glycerin, aber vorzugsweise Alkanolamine wie Monoethanolamin,
Diethanolamin (DEOA) und Triethanolamin (TEOA). Wie bei den Kettenverlängerungsmitteln
werden Vernetzungsmittel, wenn sie eingesetzt werden, vorzugsweise
in geringsten Menge, zum Beispiel von weniger als 10 Gew.-% und
am meisten bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
des Schaumstoffs, eingesetzt. Sowohl Kettenverlängerungsmittel als auch Vernetzungsmittel
werden, wenn sie eingesetzt werden, vorzugsweise in dem als Treibmittel dienenden
Wasser gelöst.
-
Gewöhnlich ist
ein zellstabilisierendes Tensid erforderlich. Geeignete zellstabilisierende
Tenside umfassen die verschiedenen Organopolysiloxane und Polyoxyalkylenorganopolysiloxane,
die den Fachleuten wohlbekannt sind. Geeignete Tenside umfassen
das von Air Products erhältliche
DC5043 und das von Witco erhältliche
Y-10,515. Weitere Tenside sind von Wacker Silicones, Adrian, MI,
und der Goldschmidt AG, Deutschland, erhältlich. Kombinationen von Tensiden,
zum Beispiel eine Mischung aus Tergitol 15-S-9, erhältlich von
der Union Carbide Corporation, und DC5043 können auch verwendet werden.
Bei der Tensidmenge sollte es sich um eine Menge handeln, die wirksam
ist, um ein Zusammenfallen des Schaumstoffs zu vermeiden, und sie
wird von einem Fachmann leicht ermittelt. Mengen von 0,1 bis etwa
5 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht
des Schaumstoffs, können
zweckmäßig sein.
-
Die
B-Seite kann weiterhin Polyoxyalkylenpolyole und/oder polymermodifizierte
Polyoxyalkylenpolyole enthalten, wobei die Polyole Molmassen von
ca. 300 Da oder mehr, vorzugsweise Äquivalenzmassen von 500 bis
5000, noch mehr bevorzugt von 1000 bis 3000 haben. Die B-Seite kann
bis zu 30 Gew.-% solcher Polyole, aber vorzugsweise nicht mehr als
20%, noch mehr bevorzugt weniger als 10% enthalten. Am meisten bevorzugt
enthält
das Prepolymer mehr als 90% des Gesamt-Polyols und insbesondere
praktisch das gesamte Polyol. Aus demselben Grund ist ein hoher
Gehalt an primärem
Hydroxyl für
ein Polyol der B-Seite nicht erforderlich. Polyole der B-Seite können aber
vorteilhaft mehr als 50 mol-% und noch mehr bevorzugt mehr als 70 mol-%
primäre
Hydroxylgruppen enthalten. Vorzugsweise ist kein zusätzliches
Polyoxyalkylenpolyol in der Formulierung der B-Seite enthalten.
-
Die
B-Seite enthält
Wasser oder ein anderes Treibmittel vom chemischen Typ. Das bevorzugte
Treibmittel ist Wasser, das mit Isocyanat unter Bildung von Harnstoffbindungen
mit einer gleichzeitigen Freisetzung von Kohlendioxidgas reagiert.
Zusammen mit Wasser können
auch physikalische Treibmittel verwendet werden. Nicht einschränkende Beispiele
für zusätzliche
Treibmittel umfassen die niederen Alkane, z.B. Butan, Isobutan,
Pentan, Cyclopentan, Hexan und dergleichen, die Chlorfluorkohlenstoffe
(CFC), zum Beispiel Chlortrifluormethan, Dichlordifluormethan und
dergleichen, die Hydrochlorfluorkohlenstoffe (HCFC) wie Fluordichlormethan
und Chlordifluormethan, die perfluorierten aliphatischen und cycloaliphatischen
C3-C8-Kohlenwasserstoffe
(PFC) und die im Wesentlichen fluorierten Analogen (HPFC), chlorierte
Kohlenwasserstoffe wie Methylendichlorid, flüssiges CO2 und
dergleichen.
-
Aufgrund
von ökologischen
Bedenken werden CFC vorzugsweise vermieden. Wie oben erwähnt wurde,
ist Wasser, das am meisten bevorzugt als das einzige Treibmittel
verwendet wird, das bevorzugte Treibmittel. Schaumerzeugungsmittel
wie CO2, Stickstoff und Luft können ebenfalls
eingeführt
werden.
-
Die
Menge des Treibmittels wird so ausgewählt, dass eine Schaumstoffdichte
von etwa 1,0 lb/ft3 oder weniger bis 4,0
lb/ft3 oder mehr, noch mehr bevorzugt von
1,0 lb/ft3 bis 3,0 lb/ft3 und
am meisten bevorzugt von etwa 1,2 lb/ft3 bis
etwa 2,8 lb/ft3 erhalten wird. Von 1,0 Teile
bis 5,0 Teile auf 100 Teile der Schaumformulierungs-Bestandteile
reichende Wassermengen, vorzugsweise 2,0 Teile bis etwa 4,5 Teile,
sind besonders bevorzugt.
-
Die
A-Seite und die B-Seite werden auf die übliche Weise vereinigt, wobei
ein Niederdruck- oder ein Hochdruck-Mischkopf eingesetzt wird, und
in die Form eingeführt,
die gegebenenfalls und vorzugsweise auf einer Temperatur oberhalb
der Raumtemperatur gehalten wird. Die Formtemperatur kann auf einer
Temperatur gehalten werden, die entweder für das Heiß- oder das Kaltformen geeignet
ist. Die Form kann geschlossen sein, wobei schaumstoffbildende Bestandteile
in einen geeigneten Befüllanschluss
eingeführt
werden, oder es kann sich um eine offene Form handeln, die nach
der Einführung
der Schaumformulierung geschlossen wird. Der Begriff "geschlossene Form" schließt beide
Typen sowie beliebige Varianten ein. Die Zellen im geformten Schaumstoff
werden vor dem Herausnehmen aus der Form durch eine zeitlich geregelte
Druckentlastung (TPR) gemäß der Offenbarung
in den U.S.-Patenten
4 579 700 und 4 717 518, Cavender, und/oder durch ein Zerdrücken nach
dem Herausnehmen aus der Form, gefolgt von einem auf die übliche Weise
erfolgenden Härten,
geöffnet. Überraschend
ist gefunden worden, dass die Schaumstoffformulierungen der vorliegenden
Erfindung sich nicht nur gut verarbeiten lassen, sondern darüber hinaus
die Schaumstoffe im Vergleich zu herkömmlichen Schaumstoffen aus ähnlichen
Systemen, bei denen Polyole mit einer niedrigen Eigen-Ungesättigtheit
nicht verwendet werden, von einer überlegenen Qualität sind.
Darüber
hinaus sind diese Ergebnisse ausgehend von Polyolen unabhängig vom
Gehalt an primärem
Hydroxyl, der normalerweise zur Herstellung von geformtem Schaumstoff
erforderlich ist, erzielbar.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird am Mischkopf eine
Konfiguration mit vier Strömen
verwendet. Ein Strom umfasst den Aktivatorstrom und stellt vorzugsweise einen
Hauptteil des Wassers dar, das gegebenenfalls (ein) Tensid(e), (einen)
Katalysator(en), Amine, Alkanolamine und herkömmliche Polyurethanadditive
enthält.
Ein zweiter Strom umfasst einen Isocyanatstrom und kann ein oder
mehrere herkömmliche,
modifizierte oder unmodifizierte Isocyanate enthalten. Ein dritter
Strom stellt einen Strom eines Prepolymers mit Isocyanat am Kettenende
mit einem niedrigen Feststoffgehalt (oder ohne Feststoffe) dar,
der gewöhnlich,
wie oben angegeben ist, durch eine Umsetzung eines Polyols mit einer niedrigen
Eigen-Ungesättigtheit
mit überschüssigem Isocyanat
hergestellt wird, wobei in der Polyolkomponente kein oder wenig
Polymerpolyol enthalten ist, und ein vierter Strom umfasst ein Prepolymer
mit einem hohen Feststoffgehalt, das wie oben aufgeführt hergestellt
ist, aber einen beträchtlichen
Gehalt an Polymerpolyol-Feststoffen aufweist.
-
Durch
die Verwendung dieses Vierstromverfahrens kann eine weite Vielzahl
von Schaumstoffen hergestellt werden. Insbesondere kann ein Belastungsaufbau
durch die Zugabe von Isocyanat effektiv praktiziert werden. Die
bevorzugten Zusammensetzungsbereiche eines jeden Stroms sind in
der Tabelle unten aufgeführt.
Alle Mengen sind in Gew.-Teilen, bezogen auf das Gesamtgewicht eines
jeden Einzelstroms, aufgeführt.
-
-
Durch
bloßes
Verändern
des Verhältnisses
der verschiedenen Ströme
kann eine große
Vielzahl von Schaumstoffen einschließlich einer riesigen Menge
an für
Kraftfahrzeugsitze brauchbaren geformten Schaumstoffen, insbesondere
Schaumstoff mit einer Dichte im Bereich von 20–70 kg/m3 und
einer Festigkeit im Bereich von 1–14 kPa (50% CFD) erzeugt werden.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
werden zwei isocyanatfunktionelle Ströme und zwei Wasserströme, wobei
letztere Katalysatoren, Vernetzungsmittel etc. enthalten, wobei
ein Wasserstrom für
Anwendungen mit Schaumstoff niedriger Dichte und der andere Wasserstrom
für Anwendungen
mit hoher Dichte optimiert ist, zu einem Mischkopf gefördert. Die
isocyanatfunktionellen Ströme
umfassen einen mit einem hohen Polymergehalt, d.h. einen, der ein
oder mehrere Prepolymere mit Isocyanat am Kettenende hat, während der
zweite isocyanatfunktionelle Strom einen niedrigeren Polymergehalt
hat, d.h., dass es sich um ein Prepolymer mit einem hohen NCO-Gehalt,
ein Quasi-Prepolymer oder ein Prepolymer mit einem hohen oder einem niedrigen
NCO-Gehalt in Beimischung mit nicht umgesetztem Di- oder Polyisocyanat
handelt. Der erste isocyanatfunktionelle Strom enthält eine
wesentliche Menge eines Polymerpolyols, während der zweite isocyanatfunktionelle
Strom wenig oder kein Polymerpolyol enthält. Durch die Verwendung der
isocyanatfunktionellen "Prepolymer-"Ströme kann
der Feststoff- und Isocyanatgehalt durch eine Änderung des Verhältnisses
dieser beiden Ströme
in Bezug aufeinander einfach eingestellt werden. Zum Beispiel könnte ein
hoher relativer Anteil des Stroms mit einem niedrigen Feststoffgehalt
(mit einem hohen Isocyanat-Gehalt), bezogen auf den Strom mit einem
hohen Feststoffgehalt, zusammen mit einem Wasser-Katalysator-Strom verwendet werden,
der für Anwendungen
mit hoher Dichte zur Herstellung von geformten Kraftfahrzeug-Sitzpolstern
optimiert ist, während
ein höherer
relativer Anteil des Stroms mit einem höheren Feststoffgehalt (mit
einem niedrigen Isocyanat-Gehalt) mit einem zweiten Wasser/Katalysator-Strom zur Herstellung
von Sitzlehnen mit einer niedrigeren Dichte verwendet werden könnte. In
der Vergangenheit hat die Umschaltung von einem Schaumstoff mit
höherer
Dichte und höherer
Härte zu
einem weicheren Schaumstoff mit niedrigerer Dichte umfangreiche Änderungen
der dem Mischkopf zugeführten
Ströme
erfordert. Beim Verfahren der vorliegenden Erfindung können diese Änderungen
während
der Produktion einfach bewerkstelligt werden, indem das Verhältnis der
Ströme mit
einem hohen/niedrigen Feststoffgehalt oder Isocyanatströme ohne
Feststoffe gegebenenfalls zusammen mit der Auswahl eines verschieden
optimierten Wasser/Katalysator-Stroms oder durch eine Änderung
des Verhältnisses
der Wasser/Katalysator-Ströme
bewerkstelligt werden.
-
Somit
macht die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur flexiblen
Herstellung verschiedener Typen von geformten Polyurethan-Schaumstoffen
aus einem einzigen Mischkopf ohne eine Änderung der Zufuhr der reaktiven
Komponenten zum Mischkopf verfügbar,
indem wenigstens ein erster Aktivatorstrom, der einen molaren Hauptanteil
des Wassers und des polyurethanfördernden
Katalysators umfasst, und gegebenenfalls ein alternativer erster
Aktivatorstrom, der einen größeren molaren
Anteil des Wassers und des polyurethanfördernden Katalysators umfasst,
wobei der erste Aktivatorstrom vom sekundären ersten Aktivatorstrom verschieden
ist, und wenigstens zwei und gegebenenfalls drei isocyanatfunktionelle
Ströme:
ein zweiter Isocyanatstrom, der ein oder mehrere Di- oder Polyisocyanate
umfasst, ein dritter Prepolymerstrom mit einem niedrigen Feststoffgehalt
mit einem niedrigen Polymergehalt in der dispergierten Phase vorzugsweise
im Bereich von 0 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, und ein vierter Prepolymerstrom
mit einem hohen Feststoffgehalt mit einem höheren Gehalt an Polymer-Feststoffen in der
dispergierten Phase, zum Beispiel im Bereich von 15 Gew.-% bis 60
Gew.-%, zugeführt
werden, die Auswahl wenigstens entweder des dritten oder des vierten
Stroms als Strom zum Formpressen, und gegebenenfalls die Auswahl
auch des zweiten Reaktionsstroms zur Förderung von gegenüber Isocyanat
reaktiven Komponenten in eine Form, und die Auswahl wenigstens entweder
des ersten Aktivatorstroms oder des alternativen ersten Aktivatorstroms,
das Vermischen der Ströme
zum Formpressen und die Einführung
der Ströme
zum Formpressen in eine Form.
-
Nach
einer allgemeinen Beschreibung dieser Erfindung kann ein weiteres
Verständnis
durch die Bezugnahme auf bestimmte, spezielle Beispiele gewonnen
werden, die hier nur zu veranschaulichenden Zwecken aufgeführt sind
und nicht als einschränkend
aufgefasst werden dürfen,
sofern nichts anderes aufgeführt ist.
-
In
den folgenden Beispielen ist das Polyol A ein herkömmliches,
mittels (basischer) Katalyse hergestelltes Polyoxypropylentriol
mit einer Hydroxylzahl von 31, einer Ungesättigtheit von ca. 0,05 Miliiäquivalenten/g
und einer Polyoxyethylen-Kappe von 16 Gew.-%; Polyol B ist ein Triol
mit einer niedrigen Eigen-Ungesättigtheit
mit einen Hydroxylzahl von 28, einer Ungesättigtheit von nur 0,005 Milliäquivalenten/g,
das statistisch 20 Gew.-% innere Oxyethylenreste enthält, wovon
15 Gew.-% als statistischer externer Block mit einem Oxyethylen-Oxypropylen-Gewichtsverhältnis von
45:55 vorliegen. Polyol C ist ein Polymerpolyol, das durch die in-situ-Polymerisation
von 35:65 Acrylnitril:Styrol bis zu einem Feststoffgehalt von 40
Gew.-% in einem auf herkömmliche
Weise katalytisch hergestellten Triol mit einer Hydroxylzahl von
35 und mit einer Ungesättigtheit von
0,035 Milliäquivalen ten/g
und einer Polyoxyethylen-Kappe von 19 Gew.-% hergestellt wurde,
und Polyol D ist ein Polyol C ähnliches
Polymerpolyol, bei dem das Grundpolyol ein Triol mit einer niedrigen
Eigen-Ungesättigtheit
mit einer Hydroxylzahl von 28 und einer Ungesättigtheit von 0,004 Milliäquivalenten/g
ist, das statistisch 20 Gew.-% innere Oxyethylenreste enthält, die
auf dieselbe Weise wie in Polyol B verteilt sind.
-
Die
hier aufgeführten
Vibrationsdaten wurden unter Anwendung eines in 1 veranschaulichten
Labormaßstab-Tests
bestimmt, und ein Beispiel für
die Daten von diesem Gerät
ist in 2 dargestellt. In diesem Test wurde die Schaumstoffprobe
auf einer servohydraulisch betätigten
Sockelplatte 1 (MTS Corp., Minneapolis, MN) positioniert,
und eine Masse 3 wurde frei auf dem Schaumstoff 5 abgesetzt.
Die Masse betrug 22,7 kg und hatten denselben Durchmesser wie ein
standardmäßiger IFD-Eindringfuß (200 mm)
Beschleunigungsdaten wurden mit den Beschleunigungsmessern 7 (PCB
Piezoelectronics) gemessen, die über
eine Stromversorgung 9 mit Energie versorgt wurden, und
Daten wurden vom Datenerfassungsmodul 11 erfasst und in
Echtzeit im Computer 13 analysiert und aufgezeichnet. Der
servohydraulische Betätigen
wurde so programmiert, dass er in 150 s einen Frequenzdurchlauf
von 1 bis 16 Hz durchführte.
Während
des Durchlaufs wurde die Amplitude mit steigender Frequenz abgesenkt,
um eine konstante Spitzen-Eingangsbeschleunigung
(A0 in 2) von 0,2
g beizubehalten. Die Durchlässigkeit
ist als Reaktion (A) dividiert durch die Eingangs-Spitzenbeschleunigung
(A0) aufgeführt, d.h. Durchlässigkeit
= A/A0.
-
Ein
typisches Diagramm ist in 2 aufgeführt. Diese
Testmethode ergibt nicht die Eigenfrequenz eines aus dem identischen
Schaumstoff montierten Fahrzeugsitzes während der Benutzung, wobei
diese Testmethode aber ein mächtiges
Werkzeug zum Vergleich der Vibrationsreaktionen verschiedener Schaumstoffe unter
Laborbedingungen ist. Somit ist dieser Test ein Hinweis darauf,
wie Schaumstoffe während
der Benutzung miteinander zu vergleichen sind.
-
Mit
Ausnahme derjenigen Fälle,
in denen etwas anderes angegeben ist, werden physikalische Eigenschaften
mit Methoden gemessen, die mit den üblicherweise in der Industrie
angewandten konsistent sind. Folgende sind gemäß ASTM D-3574-81, "Standard Test Methods
for Cellular Materials – Slab,
Bonded; and Molded Urethane Foams" gemessen: Dichte (Test A); Kugel-Rückprallelastizität (Test
H); Luftstrom (Test G); Zugfestigkeit und Reißdehnung (Test E); Reißfestigkeit
(Test F); Bleibende Verformung bei einer Trockenheit von 50% und
75% (Test D – Constant
Deflection Compression Set Test); bleibende Verformung nach Druckeinwirkung
nach einer Alterung bei einer Feuchtigkeit von 75%, HACS (Test J – Steam
Autoclave Aging). Die Messung der Resonanzfrequenz und der Durchlässigkeit
A/A0 der Schaumstoffe wurde oben beschrieben.
Die Eigenschaften des 25% JIS-IFD, der bleibenden Verformung bei
einer Nässe
von 50% und die Hysterese werden mit firmeninternen Tests gemessen
und dienen nur zu Vergleichszwecken. Diese Tests sind aber denjenigen Tests ähnlich,
die in der Literatur veröffentlicht
wurden, und es wird angenommen, dass Ergebnisse mit denjenigen vergleichbar
sind, die mit veröffentlichen
Testmethoden erhalten wurden. Der 25% JIS-IFD-Test ist demjenigen ähnlich,
der im Test des Japanese Industrial Standard beschrieben ist.
-
Es
wurden Vergleiche zwischen herkömmlichem
geformten Einstufen-Schaumstoff
auf der Grundlage von TDI, der vom U.S.-Patent 5 093 380 gelehrt
wird, und den Prepolymer-Schaumstoffen der vorliegenden Erfindung
angestellt. In den Beispielen 1–3
wurden die Polyole (Polyol A und Polymerpolyol D) zuerst mit dem Isocyanat
umgesetzt, wodurch ein Prepolymer mit Isocyanat am Kettenende gebildet
wurde. Die Formulierungen und physikalischen Eigenschaften der Schaumstoffe
sind in Tabelle 2 unten aufgeführt.
-
-
Die
Beispiele deuten darauf hin, dass mit der Prepolymer-Technik der
vorliegenden Erfindung die Kugel-Rückprallelastizität von geformtem
Schaumstoff im Vergleich zu Einstufen-Schaumstoffen auf der Grundlage
von TDI, bei denen herkömmliche
Polyole mit einer höheren
Ungesättigtheit
verwendet wurden, beträchtlich
vermindert werden kann. Die erhaltene niedrige Kugel-Rückprallelastizität ist beträchtlich
niedriger als diejenigen, die im U.S.-Patent 5 093 380, bei dem
Polyole mit einer niedrigen Ungesättigtheit in herkömmlichen Einstufen-Formulierungen
eingesetzt werden, offenbart sind.
-
Beispiele 4–6
-
Von
Prepolymeren stammende, geformte Schaumstoffe gemäß der vorliegenden
Erfindung wurden aus Prepolymeren mit Isocyanat am Kettenende hergestellt,
die von der Reaktion von Polyol E, einem mit Glycerin initiierten
Polyol mit einer Hydroxylzahl von 24 und einer niedrigen Eigen-Ungesättigtheit,
das 20% Oxyethylenreste enthielt, die auf dieselbe Weise wie die
Polyole B und D verteilt sind, mit einem 80/20-Gemisch, bezogen
auf das Gewicht, von TDI/MDI stammten. Die Zusammensetzungen und
die physikalischen Eigenschaften der Schaumstoffe sind in Tabelle
3 unten aufgeführt.
-
-
Wie
aus Tabelle 3 hervorgeht, war es durch die Verwendung von Prepolymeren
mit einer niedrigen Eigen-Ungesättigtheit
und Isocyanat am Kettenende mit einem Wasser-Aktivatorstrom möglich, geformte Schaumstoffe
mit sehr niedrigen Resonanzfrequenzen sowie einer niedrigen Kugel-Rückprallelastizität herzustellen.
Die Schaumstoffe wiesen auch hervorragende Eigenschaften einer bleibenden
Verformung bei einer Nässe
von 50% auf.
-
Mit
dem Begriff "tiefer
Schaumstoffsitz ohne Federaufhängung" und ähnlichen
Begriffen ist gemeint, dass die primären Stütz- und Vibrationsabsorptions-Attribute eines Kraftfahrzeugsitzes
auf den geformten Schaumstoff selbst zurückzuführen sind, ohne dass eine Aufhängung entlang
der Unterseite des Schaumstoffpolsters oder in dessen Inneren mittels
Federn aus einer metallischen oder Verbundmaterial-Beschaffenheit vorliegt.
Die Verwendung einer Federaufhängung
ist die traditionelle Wahl für
Fahrzeugsitz-Anwendungen.
Die Schaumstoffpolster der vorliegenden Erfindung können durch
die Verwendung von geformten Einsätzen selbsttragend sein, oder
sie können
auf einer Sitzschale aus Metall, Kunststoff oder äquivalenten
Materialien ruhen. Mit dem Begriff "physikochemische Eigenschaften" ist die Kombination
von chemischen Eigenschaften wie dem Polyoltyp, dem Isocyanat, dem
Gehalt an hartem Segment, den Gehalt an Harnstoffgruppen und dergleichen
mit physikalischen Eigenschaften wie der Dichte, der Zugfestigkeit,
der Dehnung, der bleibenden Verformung bei Nässe etc. gemeint. Mit dem Begriff "Polyurethan-Katalysator" und ähnlichen
Begriffen ist ein Katalysator gemeint, der die Bildung von Polyurethan-Schaumstoffen
aus reaktiven Mischungen fördert.
Solche Katalysatoren umfassen beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein,
Katalysatoren, die die Reaktion von Hydroxyl- und Isocyanatgruppen
zur Erzeugung von Urethanbindungen fördern, Katalysatoren, die die
Reaktion von Wasser mit Isocyanat zur Bildung von Amin und Kohlendioxid
(Treibmittel-Katalysatoren) fördern
und dergleichen.
-
Molmassen
und Äquivalenzmassen,
die hier in Dalton (Da) ausgedrückt
sind, sind Zahlenmittel der Molmassen und Äquivalenzmassen, soweit nichts anderes
angegeben ist. Alle prozentualen Zusammensetzungen sind Gew.-%,
sofern nichts gegenteiliges angegeben ist. Der Begriff "Haupt-" bedeutet, wenn er
verwendet wird, 50 Gew.-% oder, wenn letzteres modifiziert ist,
mol-%, oder mehr; auf vergleichbare Weise bedeutet "gering" weniger als 50%,
bezogen auf dieselbe Grundlage. Bestandteile in den Zusammensetzungen und
Verfahren der vorliegenden Erfindung können bei Bedarf unter Ausschluss
nicht aufgeführter
Bestandteile verwendet werden. Erforderliche Bestandteile sind zum
Beispiel hier definierte Prepolymere mit einer niedrigen Eigen-Ungesättigtheit,
ein Treibmittel/Kettenverlängerungsmittel-"Aktivator-" strom und effektive
Mengen von reaktionsfördernden
Katalysatoren, wenn diese infolge der Reaktivität der A- und der B-Seite erforderlich
sind. Die Verwendung von ungesättigten
Viskositätsverminderern
mit niedriger Molmasse ist nicht bevorzugt, und diese können beispielsweise
ausgeschlossen sein. Der Begriff "Resonanzfrequenz" bezieht sich auf die Resonanzfrequenz
des Schaumstoffs, die mit den hier offenbarten Methoden oder anderen, äquivalente
Ergebnisse ergebenden Methoden bestimmt wird.
-
Nachdem
die Erfindung jetzt vollständig
beschrieben wurde, ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass viele Änderungen und Modifikationen
daran vorgenommen werden können,
ohne vom Rahmen der hier aufgeführten
Erfindung abzuweichen.
