DE69014169T2 - Polstermaterial und Verfahren für dessen Herstellung. - Google Patents

Polstermaterial und Verfahren für dessen Herstellung.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine wasserabsorbierende Polsterung, die beispielsweise in Kraftfahrzeugen, bei Möbeln und für Bettwäsche verwendbar ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.
  • Als Polsterung einer Lage eines Kraftfahrzeugs u.dgl. werden üblicherweise die verschiedensten Arten von Werkstoffen benutzt. Beispiele für den Werkstoff sind ein "Palmstein" aus Palmenfasern, ein Kunstharzschaumstoff, z.B. ein Polyurethanschaumstoff, sowie aus organischen Kunstfasern bestehende "Baumwolle". Der "Palmstein" wird jedoch ohne weiteres flach, da er ein hohes spezifisches Gewicht aufweist, problematisch ist ferner ein stabiler Nachschub. Der Polyurethanschaumstoff wird leicht muffig, da seine Luftdurchlässigkeit schlecht ist und er ein wenig komfortables Sitzgefühl vermittelt. Die aus organischen Kunstfasern bestehende Baumwolle besitzt eine geringe Härte und wird folglich leicht flach.
  • In jüngster Zeit wurde ein Polstermaterial durch Verbinden sich kreuzender Teile dreidimensional miteinander verwundener organischer Kunstfasern mit einem Polyurethanharz bereitgestellt (vgl. EP-A-0 337 113 (Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) EPC)). Dieses Polstermaterial besitzt eine hervorragende Luftdurchlässigkeit, wird nicht ohne weiteres flach, besitzt eine hohe Haltbarkeit und ist von geringem Gewicht.
  • Zur Herstellung des durch Verbinden sich kreuzender Teile dreidimensional verwundener organischer Kunstfasern durch ein Polyurethanharz erhaltenen Polstermaterials werden die organischen Kunstfasern mit einem Polyurethan-Präpolymer imprägniert, worauf das Polyurethan-Präpolymer gehärtet wird. Da jedoch die organischen Kunstfasern nicht mit dem Polyurethan-Präpolymer wegen seiner sehr hohen Viskosität imprägniert werden können, wird das Präpolymer zur Einstellung seiner Viskosität verdünnt.
  • Da jedoch das als organisches Lösungsmittel verwendete 1,1,1-Trichlorethan und dergleichen stark toxisch ist, kann es aus Umweltschutzgründen nicht ohne weiteres verworfen werden. Folglich benötigt man großdimensionierte Rückgewinnungsanlagen und dergleichen. Da ferner eine Härtung des Polyurethan-Präpolymers Wasserdampf erfordert, benötigt man kostspielige Einrichtungen, z.B. einen Boiler.
  • Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine wasserabsorbierende Polsterung hervorragender Luftdurchlässigkeit, geringer Neigung zum Flachwerden, hoher Haltbarkeit, leichten Gewichts und hoher Beständigkeit gegen Nuffigwerden bereitzustellen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ferner die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer wasserabsorbierenden Polsterung hervorragender Luftdurchlässigkeit, geringer Neigung zum Flachwerden, hoher Haltbarkeit und leichten Gewichts, das mit hohem Wirkungsgrad ohne Verwendung eines organischen Lösungsmittels durchführbar ist.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine wasserabsorbierende Polsterung, die durch Imprägnieren dreidimensional verwundener bzw. verflochtener Fasern mit einer wäßrigen Emulsion eines hydrophilen Polyurethans und Härten des gewonnenen Materials durch Erwärmen erhalten wurde, wobei die Oberfläche jeder Faser mit einem hydrophilen Polyurethanharz bedeckt ist und die Fasern durch das hydrophile Polyurethanharz an ihren Schnittstellen gebunden sind.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer wasserabsorbierenden Polsterung in folgenden Stufen:
  • Imprägnieren dreidimensional verwundener bzw. verflochtener Fasern mit einer wäßrigen Emulsion eines hydrophilen Polyurethans;
  • Entfernen überschüssiger wäßriger Emulsion des hydrophilen Polyurethans und
  • Härten der in die Fasern imprägnierten wäßrigen Emulsion des hydrophilen Polyurethans unter Erwärmen.
  • Diese Erfindung läßt sich anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung noch besser verstehen.
  • Die Zeichnung zeigt die Darstellung einer Polsterung gemäß einer Ausführungsforms der vorliegenden Erfindung.
  • Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Die Figur zeigt eine Polsterung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur besteht die Polsterung aus dreidimensional verwundenen bzw. verflochtenen Fasern 1. Die Oberflächen der Fasern 1 sind mit einem Polyurethanharz 2 bedeckt. Die Fasern 1 sind an Verflechtungsstellen durch das Polyurethanharz 2 miteinander verbunden.
  • Als dreidimensional verwundene bzw. verflochtene Fasern können die verschiedenartigsten wolligen organischen Kunstfasern verwendet werden. Beispiele für die organischen Kunstfasern sind Polyesterfasern, Nylonfasern und Acrylfasern. Diese Fasern können anorganische Fasern1 z.B. Metall- oder Glasfasern, enthalten.
  • Die Dicke der Faser reicht vorzugsweise von 1 - 50 Denier.
  • Als dreidimensional verwundene bzw verflochtene Faser wird vorzugsweise eine wasserabsorbierende Faser verwendet. Beispiele für die wasserabsorbierende Fäser sind die verschiedenartigsten wolligen organischen Kunstfasern, die einer Hydrophilisierungsbehandlung unter Verwendung beispielsweise eines Polyalkylenglykols, Metallisophthalats oder eines Polyethylenterephthalat-Copolymers unterworfen wurden. Wird die wasserabsorbierende Faser verwendet, lassen sich die Beständigkeit gegen ein Muffigwerden und die verschiedensten Physikalischen Eigenschaften verbessern.
  • Ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polsterung läßt sich in folgenden Stufen durchführen:
  • Zunächst werden dreidimensional verwundene bzw. verflochtene Fasern mit einer wäßrigen Polyurethan-Polymeremulsion imprägniert.
  • Als wäßriges Polyurethan-Polymer kann ein wäßriges Polyurethan-Präpolymer verwendet werden. Das wäßrige Polyurethan- Präpolymer wird durch Umsetzen einer Isocyanatverbindung mit einem durch Polyaddition eines Gemischs aus Alkylenoxiden, wie Ethylenoxid und Propylenoxid, mit Glycerin erhaltenen Polyol hergestellt. Dieses wäßrige Polyurethan-Präpolymer kann im Bedarfsfall ein Härtungsmittel enthalten. Beispiele für das Härtungsmittel sind Epoxy- und Melaminharze. Die Konzentration einer Emulsion des Präpolymers beträgt vorzugsweise 25 - 40%.
  • Als wäßriges Polyurethan-Präpolymer kann auch ein eine blockierte Isocyanatgruppe enthaltendes Präpolymer verwendet werden. Dieses Polyurethan-Präpolymer erhält man durch Blockieren einer Isocyanatgruppe eines Präpolymers mittels eines Blockiermittels, z.B. eines Oxims, Malonats oder Phenols. Das Präpolymer erhält man durch Umsetzen einer Isocyanatverbindung mit einem durch Polyaddition eines Gemischs aus Ethylenoxid und Propylenoxid mit Glycerin erhaltenen Polyol.
  • Als wäßriges Polyurethan-Präpolymer kann ferner ein Präpolymer mit einer nicht-ionischen und/oder ionischen hydrophilen Stelle verwendet werden. Beispiele für die nicht-ionische hydrophile Stelle, die anionische hydrophile Stelle und die kationische hydrophile Stelle sind eine EO-Kette, eine COO&supmin;- Gruppe und eine SO³&supmin;-Gruppe bzw. NR³&spplus;.
  • Danach wird überschüssige wäßrige Polyurethan-Präpolymeremulsion entfernt. Die Entfernung der überschüssigen Emulsion erfolgt unter Verwendung eines Zentrifugalabscheiders oder einer Mangel, und zwar derart, daß ein Gewichtsverhältnis Fasern/Emulsion von 8/2 bis 6/4 erreicht wird.
  • Zuletzt wird die in die Fasern imprägnierte wäßrige Polyurethan-Präpolymeremulsion unter Erwärmen gehärtet. Die Erwärmungstemperatur für die Härtung beträgt vorzugsweise 100ºC bis 150ºC.
  • Wie bereits ausgeführt, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das wäßrige Polyurethan als Bindemittel zum Verbinden der Fasern an ihren Schnittstellen verwendet. Da das Polyurethan hydrophil ist, kann seine Konzentration ohne Mitverwendung eines organischen Lösungsmittels mit Hilfe von Wasser beliebig eingestellt werden. Folglich läßt sich eine Emulsion der gewünschten Konzentration ohne Schwierigkeiten in die dreidimensional verwundenen bzw. verflochtenen Fasern imprägnieren.
  • Darüber hinaus kann dem wäßrigen Polyurethan im Bedarfsfall ein Härtungsmittel zugesetzt werden, so daß das wäßrige Polyurethan-Präpolymer beim Erwärmen bis zu der angegebenen Erwärmungstemperatur ohne Schwierigkeiten gehärtet werden kann.
  • Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
    • Beispiel 1
  • Ein Polyetherpolyol (Molekulargewicht: 3 000; Funktionalität: 2) und TDI (Tolylendiisocyanat) wurden 4 h lang bei 80ºC umgesetzt. Dein gebildeten Material wurde als Härtungsmittel ein Epoxyharz zugesetzt. Das erhaltene wäßrige Polyurethan-Präpolymer wurde unter Rühren in Wasser gegossen, um eine Emulsion mit einem Gehalt an Nichtflüchtigemn von 30% und einer Viskosität von 50 c.p. (20ºC) zuzubereiten. Eine Polyesterwolle (HYBAL 6d, erhältlich von TEIJIN LTD.) wurde mit einem Überschuß der erhaltenen Emulsion imprägniert. Die Emulsion wurde dann aus dem erhaltenen Material bis zu einer gegebenen Menge an rückgehaltener Emulsion abzentrifugiert. Das hierbei erhaltene Material wurde in eine perforierte Metallform gefüllt, um eine gegebene Dichte zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gewichtsverhältnis Polyesterwolle/Präpolymereinulsion auf 7/3 eingestellt.
  • Zur Härtung der in die Form gefüllten Polyesterwolle wurde 4 min lang Heißluft von 120 - 130ºC strömengelassen. Die gehärtete Polyesterwolle wurde zur Herstellung eines Polsterungsprüflings entformt.
    • Beispiel 2
  • Eine Polyesterwolle (HYBAL 20d, erhältich von TEIJIN LTD.) wurde mit einem Überschuß einer entsprechend Beispiel 1 unter Verwendung eines Harzes auf Melaminbasis als Härtungsmittel zubereiteten Emulsion imprägniert. Die Emulsion wurde aus dem erhaltenen Material so lange abzentrifugiert, bis darin eine gegebene Emulsionsmenge verblieben war. Das erhaltene Material wurde in eine perforierte Metallform zur Gewährleistung einer gegebenen Dichte gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gewichtsverhältnis Polyesterwolle/Präpolymeremulsion auf 7/3 eingestellt.
  • Zur Härtung der in die Form gefüllten Polyesterwolle wurde 4 min lang ein Heißluftstrom von 120 - 130ºC strömengelassen. Die gehärtete Polyesterwolle wurde zur Herstellung eines Polsterungsprüflings entformt.
    • Herstellung 3
  • Eine Polyesterwolle (HYBALs 6d & 40d (1/1-Gemisch)) wurde mit einem Überschuß der gemäß Beispiel 1 zubereiteten Emulsion imprägniert. Die Emulsion wurde aus dem erhaltenen Material so lange abzentrifugiert, bis darin eine gegebene Menge der Emulion verblieben war. Das erhaltene Material wurde zur Gewährleistung einer gegebenen Dichte in eine perforierte Metallform gefühlt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gewichtsverhältnis Polyesterwolle/Präpolymeremulsion auf 7/3 eingestellt.
  • Zur Härtung der in die Form gefüllten Polyesterwolle wurde 4 min lang ein Heißluftstrom von 120 - 130ºC strömengelasen. Die gehärtete Polyesterwolle wurde zur Herstellung eines Polsterungsprüflings entformt.
    • Beispiel 4
  • Eine Polyesterwolle (HYBAL 20d, erhältlich von TEIJIN LTD.) wurde mit einem Überschuß einer gemäß Beispiel 1 unter Verwendung eines Harzes auf Melaminbasis als Härtungsmittel zubereiteten Emulsion imprägniert. Die Emulsion wurde aus dem erhaltenen Material mittels einer Mangel (5 - 6 kgf/cm²) entfernt, bis eine gegebene Menge der Emulsion in dem Material verblieben war. Das erhaltene Material wurde zur Gewährleistung einer gegebenen Dichte in eine perforierte Metallform gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gewichtsverhältnis Polyesterwolle/Präpolymeremulsion auf 7/3 eingestellt.
  • Zur Härtung der in die Form gefüllten Polyesterwolle wurde 4 min lang ein Heißluftstrom von 120 - 130ºC strömengelassen. Die gehärtete Polyesterwolle wurde zur Herstellung eines Polsterungsprüflings entformt.
    • Vergleichsbeispiel
  • 45 Gew.-Teile des Polyurethan-Präpolymers (AX-710, erhältlich von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.; -NCO: 5,0%) wurden mit 55 Gew.-Teilen 1,1,1-Trichlorethan versetzt. Die Viskosität dieser Lösung wurde auf 70 c.p. eingestellt. Eine Polyesterwolle (HYBAL 6d, erhältlich von TEIJIN LTD.) wurde mit einem Überschuß an der erhaltenen Lösung imprägniert. Die Lösung wurde aus dem erhaltenen Material abzentrifugiert, bis darin eine gegebene Menge der Polyurethan-Präpolymerlösung zurückgeblieben war. Das erhaltene Material wurde zur Einstellung einer gegebenen Dichte in eine perforierte Metallform gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gewichtsverhältnis Polyesterwolle/Präpolymer-Lösung auf 7/3 eingestellt.
  • Das Polyurethan-Präpolymer in der in die Form gefüllten Polyesterwolle wurde 4 min lang durch eine dem -NCO-Gehalt aguivalente oder größere Menge Wasserdampf bei 100ºC gehärtet. Die gehärtete Polyesterwolle wurde zur Herstellung eines Polsterungsprüflings entformt.
  • Wurden die verschiedenen Eigenschaften der gemäß den Beispielen 1 bis 4 bzw. gemäß dem Vergleichsbeispiel erhaltenen fünf Arten von Polsterungsprüflingen getestet, wurden die in der folgenden Tabelle 1 aufgeführten Ergebnisse erhalten. TABELLE 1 Beispiel Vergleichsbeispiel Dichte (kg/m²) Härte (kgf/314 cm²) Kugelfallrückprall (%) Dauerverformung bei wiederholter Kompression (%) Thermische Dauerverformung bei 70ºC Thermische Dauerverformung bei 50ºC und 75% Feuchtigkeit (%) Luftdurchlässigkeit (cm/s) Abziehfestigkeit eines Verbindungsbereichs (gf) Zugfestigkeit (kgf) Wasserabsorption (%)
  • Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, besitzen die erfindungsgemäßen Polsterungen (Beispiele 1 bis 4) praktisch dieselben Eigenschaften, nämlich Dichte, Härte, bleibende Verformung bei wiederholter Kompression, thermische Dauerverformung bei 70ºC, Luftdurchlässigkeit, Abziehfestigkeit eines gebundenen Bereichs und Zugfestigkeit, wie ein übliches Polstermaterlal mit einem Polyurethan-Präpolymer, dessen Viskosität mittels eines organischen Lösungsmittels (Vergleichsbeispiel) eingestellt wurde. In den Eigenschaften Kugelfallrückprall, thermische Dauerverformung bei 50ºC und 95% Feuchtigkeit und Wasserabsorpiton sind die erfindungsgemäßen Polsterungen dem bekannten Polstermaterial überlegen.
    • Beispiel 5
  • Polyetherpolyol (Molekulargewicht: 3 000; Funktionalität: 3) und TDI (Tolylendiisocyanat) wurden 4 h lang bei 80ºC umgesetzt. Das Reaktionsprodukt wurde mit Methylethylketonoxim (1,0 Äquivalentmenge) versetzt und dann 2 h lang bei 40ºC reagierengelassen. Hierbei wurde ein blockiertes wäßriges Polyurethan-Präpolymer (Dissoziationstemperatur: 110ºC oder mehr) erhalten. Das erhaltene blockierte wäßrige Polyurethan-Präpolymer wurde zur Zubereitung einer Emulsion eines nicht-flüchtigen Gehalts von 30% und einer Viskosität von 120 c.p. (20ºC) in Wasser eingerührt. Eine Polyesterwolle (Hydrophilic Cotton 6d erhältlich von TEIJIN LTD.) wurde mit einer überschüssigen Menge der erhaltenen Emulsion imprägniert. Die Emulsion wurde aus dem erhaltenen Material abzentrifugiert, bis darin eine gegebene Emulsionsmenge zurückgeblieben war. Das erhaltene Material wurde zur Gewährleistung einer gegebenen Dichte in eine perforierte Metallform gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gewichtsverhältnis Polyesterwolle/Präpolymeremulsion auf 7/3 eingestellt.
  • Zur Härtung der in die Form gefüllten Polyesterwolle wurde 4 min lang ein Heißluftstrom von 120 - 130ºC strömengelassen. Die gehärtete Polyesterwolle wird zur Herstellung eines Polsterungsprüflings entformt.
    • Beispiel 6
  • Polyetherpolyol (Molekulargewicht: 1 000; Funktionalität: 2) und TDI (Tolylendiisocyanat) wurden 4 h lang bei 80ºC reagierengelassen, worauf das erhaltene Reaktionsprodukt mit dem Harz auf Epoxybasis als Härtungsmittel versetzt wurde. Das erhaltene wäßrige Polyurethan-Präpolymer wurde zur Zubereitung einer Emulsion eines nicht-flüchtigen Gehalts von 30% und einer Viskosität von 50 c.p. (20ºC) in Wasser eingerührt. Eine Polyesterwolle (Hydrophilic Cotton 6d, erhältlich von TEIJIN LTD.) wurde mit einer überschüssigen Menge der erhaltenen Emulsion imprägniert. Die Emulsion wurde aus dem erhaltenen Material abzentrifugiert, bis darin eine gegebene Menge Emulsion zurückgeblieben war. Das erhaltene Material wurde zur Gewährleistung einer gegebenen Dichte in eine perforierte Metallform gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gewichtsverhältnis Polyesterwolle/Präpolymeremulsion auf 7/3 eingestellt.
  • Zur Härtung der in die Form gefüllten Polyesterwolle wurde 4 min lang ein Heißluftstrom von 120 - 130ºC strömengelassen. Die gehärtete Polyesterwolle wurde zur Herstellung eines Polsterungsprüflings entformt.
    • Beispiel 7
  • Eine Polyesterwolle (Hydrophilic Cotton 6d, erhältlich von TEIJIN LTD.) wurde mit einer überschüssigen Menge der gemäß Beispiel 5 zubereiteten Emulsion imprägniert. Die Emulsion wurde aus dem erhaltenen Material mittels einer Mangel (5 - 6 kgf/cm²) entfernt, bis darin eine gegebene Menge Emulsion zurückgeblieben war. Das erhaltene Material wurde zur Gewährleistung einer gegebenen Dichte in eine perforierte Metallform gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gewichtsverhältnis Polyesterwolle/Präpolymeremulsion auf 7/3 eingestellt.
  • Zur Härtung der in die Form gefüllten Polyesterwolle wurde 4 min lang ein Heißluftstrom von 120 - 130ºC strömengelassen. Die gehärtete Polyesterwolle wurde zum Erhalt eines Polsterungsprüflings entformt.
    • Beispiel 8
  • Polyetherpolyol (Molekulargewicht: 3 000; Funktionalität: 3) und TDI (Tolylendiisocyanat) wurden 4 h lang bei 80ºC reagierengelassen, worauf das erhaltene Reaktionsprodukt mit Methylethylketonoxim (1,0 Äquivalentmenge) versetzt und dann das Ganze zur Herstellung eines blockierten wäßrigen Polyurethan-Präpolymers (Dissoziationstemperatur: 110ºC oder mehr) bei 40ºC 2 h lang reagierengelassen wurde. Das erhaltene blockierte wäßrige Polyurethan-Präpolymer wurde zur Zubereitung einer Emulsion eines nicht-flüchtigen Gehalts von 30,5% und einer Viskosität von 120 c.p. (20ºC) in Wasser eingerührt. Eine Polyesterwolle (HYBALL 6d, erhältlich von TEIJIN LTD.) wurde mit einem Überschuß der erhaltenen Emulsion imprägniert. Die Emulsion wurde aus dem erhaltenen Material abzentrifugiert, bis darin eine gegebene Menge Emulsion verblieben war. Das erhaltene Material wurde zur Gewährleistung einer gegebenen Dichte in eine perforierte Metallform gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gewichtsverhältnis Polyesterwolle/Präpolymeremulsion auf 7/3 eingestellt.
  • Zur Härtung der in die Form gefüllten Polyesterwolle wurde 4 min lang ein Heißluftstrom von 120 - 130ºC strömengelassen. Zum Erhalt eines Polsterungsprüflings wurde die gehärtete Polyesterwolle entformt.
  • Wurden die verschiedenen Eigenschaften der fünf Arten von Polsterungsprüflingen der Beispiele 5 bis 8 getestet, wurden die in der folgenden Tabelle 2 aufgeführten Ergebnisse erhalten. TABELLE 2 Beispiel Dichte (kg/m²) Härte (kgf/314 cm²) Kugelfallrückprall (%) Dauerverformung bei wiederholter Kompression (%) Thermische Dauerverformung bei 70ºC Thermische Dauerverformung bei 50ºC und 75% Feuchtigkeit (%) Luftdurchlässigkeit (cm/s) Abziehfestigkeit eines Verbindungsbereichs (gf) Zugfestigkeit (kgf) Wasserabsorption (%) 250 oder mehr
  • Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, besitzen die erfindungsgemäßen Polsterungsprüflinge (Beispiele 5 bis 7) praktisch dieselben Eigenschaften, nämlich Dichte, Härte, Kugelfallrückprall und bleibende Verformung bei wiederholter Kompression, wie der Polsterungsprüfling ohne wasserabsorbierende Faser (Beispiel 8) und bessere Eigenschaften hinsichtlich Abziehfestigkeit des Verbindungsteils, Zugfestigkeit und Wasserabsorption.
    • Beispiel 9
  • Ein Polyetherpolyol eines Molekulargewichts von 3 000, einer durchschnittlichen Funktionalität von 3 und eines Gewichtsverhältnisses Propylenoxid/Ethylenoxid von 50/50 wurde ausreichend entwässert, mit Tolylendiisocyanat versetzt und 4 h lang bei 80ºC reagierengelassen, so daß ein Isocyanatindex von 200 erreicht wurde. Hierbei wurde ein viskoses Präpolyer mit endständiger Isocyanatgruppe erhalten. Das erhaltene Präpolymer wurde mit Mehylethylketonoxim versetzt und zur Vervollständigung der Blockade 2 h lang auf 40ºC erwärmt. Das erhaltene Reaktionsprodukt wurde unter kräftigem Rühren in Wasser eingetragen, wobei eine halbtrübe, wäßrige Dispersionsmasse erhalten wurde. Eine Polyesterwolle (HYBAL 6d, erhältlich von TEIJIN LTD.) wurde mit einem Überschuß an der erhaltenen wäßrigen Dispersionsmasse imprägniert. Aus dem erhaltenen Material wurde eine gegebene Menge der Masse abzentrifugiert. Danach wurde das erhaltene Material zur Gewährleistung einer gegebenen Dichte in eine perforierte Metallform gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gewichtsverhältnis Wolle/Polyurethan auf 6,5/3,5 eingestellt.
  • Zur Härtung der in die Form gefüllten Wolle wurde 4 min lang ein Heißluftstrom von 120 - 130ºC strömengelassen. Danach wurde die gehärtete Wolle entformt, um einen Polsterungsprüfling zu erhalten.
    • Beispiel 10
  • Polybutylenadipat eines Molekulargewichts von 2000 und einer durchschnittlichen Funktionalität von 2 wurde in ausreichendem Maße entwässert und mit Dimethylolpropionsäure versetzt. Darüber hinaus wurde das erhaltene Material mit Tolylendiisocyanat versetzt und 4 h lang bei 80ºC bis zu einein Isocyanatindex von 150 reagierengelassen. Hierbei wurde ein viskoses Präpolymer mit endständiger Isocyanatgruppe erhalten. Nach Zugabe von Methylethylketonoxim zu dem erhaltenen Präpolymer wurde das Ganze zur Vervollständigung der Blockade 2 h lang bei 40ºC reagierengelassen. Das erhaltene Material wurde unter starkem Rühren in Triethylamin enthaltendes Wasser eingetragen, wobei eine halbtrübe wäßrige Dispersionsmasse erhalten wurde. Eine Polyesterwolle (HYBALs 6d & 40d (1: 1-Wollgemisch)) wurde mit einem Überschuß an der erhaltenen wäßrigen Dispersionsmasse imprägniert. Aus dem erhaltenen Material wurde eine gegebene Menge der Masse abzentrifugiert. Danach wurde das erhaltene Material zür Gewährleistung einer gegebenen Dichte in eine perforierte Metallform gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gewichtsverhältnis Wolle/Polyurethan auf 6,5/3,5 eingestellt.
  • Zur Härtung der in die Form gefüllten Wolle wurde 4 min lang ein Heißluftstrom von 120 - 130ºC strömengelassen. Die gehärtete Wolle wurde entformt, wobei ein Polsterungsprüfling erhalten wurde.
    • Beispiel 11
  • Polyetherpolyol eines Molekulargewichts von 1 000, einer durchschnittlichen Funktionalität von 2 und eines Gewichtsverhältnisses Propylenoxid/Ehylenoxid von 80/20 wurde in ausreichendem Maße entwässert und mit Dimethylolpropionsäure versetzt. Darüber hinaus wurde das erhaltene Material mit Tolylendiisocyanat versetzt und 4 h lang bei 80ºC bis zu einem Isocyanatindex von 200 reagierengelassen. Hierbei wurde ein viskoses Präpolymer mit endständiger Isocyanatgruppe erhalten. Nach Zugabe von Methylethylketonoxim zu dem erhaltenen Präpolymer wurde das Ganze zur Vervollständigung der Blockade 2 h lang bei 40ºC reagierengelassen. Das erhaltene Reaktionsprodukt wurde unter kräftigem Rührern in Triethylamin enthaltendes Wasser eingetragen, wobei eine halbtrübe wäßrige Dispersionsmasse erhalten wurde.
  • Eine Polyesterwolle (HYBAL 20d, erhältlich von TEIJIN LTD.) wurde mit einem Überschuß an der erhaltenen wäßrigen Dispersionsmasse imprägniert. Aus dem erhaltenen Material wurde eine gegebene Menge der Masse abzentrifugiert. Das erhaltene Material wurde zur Gewährleistung einer gegebenen Dichte in eine perforierte Metallform gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gewichtsverhältnis Wolle/Polyurethan auf 6,5/3,5 eingestellt.
  • Zur Härtung der in die Form gefüllten Wolle wurde 4 min lang ein Heißluftstrom von 120 - 130ºC strömengelassen. Die gehärtete Wolle wurde entformt, wobei ein Polsterungsprüfling erhalten wurde.
    • Beispiel 12
  • Polyetherpolyol eines Molekulargewichts von 3 000, einer durchschnittlichen Funktionalität von 3 und eines Gewichtsverhältnisses Propylenoxid/Ethylenoxid von 50/50 wurde in ausreichendem Maße entwässert und mit Tolylendiisocyanat versetzt. Danach wurde das Ganze bis zu einem Isocyanatindex von 200 4 h lang bei 80ºC reagierengelassen. Hierbei wurde ein viskoses Präpolymer mit endständiger Isocyanatgruppe erhalten. Nach Zugabe von Methylethylketonoxim zu dem erhaltenen Präpolymer wurde das Ganze 2 h lang bei 40ºC zur Vervollständigung der Blockade reagierengelassen. Das erhaltene Material wurde dann unter kräftigem Rühren in Wasser eingetragen, wobei eine halbtrübe wäßrige Dispersionsmasse erhalten wurde. Mit einem Überschuß an der erhaltenen wäßrigen Dispersionsmasse wurde eine Polyesterwolle (HYBAL 6d, erhältlich von TEIJIN LTD.) imprägniert. Aus dem erhaltenen Material wurde eine gegebene Menge Masse mittels einer Mangel (2 kgf/cm³) entfernt. Das erhaltene Material wurde zur Gewährleistung einer gegebenen Dichte in eine perforierte Metallform gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gewichtsverhältnis Wolle/Polyurethan auf 6,5/3,5 eingestellt.
  • Zur Härtung der in die Form gefüllten Wolle wurde 4 min lang ein Heißluftstrom von 120 - 130ºC strömengelassen. Die gehärtete Wolle wurde entformt, wobei ein Polsterungsprüfling erhalten wurde.
  • Wurden die verschiedenen Eigenschaften der fünf Arten von Polsterungsprüflingen der Beispiele 9 bis 12 und des Vergleichsbeispiels 1 getestet, wurden die in der folgenden Tabelle 3 aufgeführten Ergebnisse erhalten. TABELLE 3 Beispiel Vergleichsbeispiel Dichte (kg/m²) Härte (kgf/314 cm²) Kugelfallrückprall (%) Dauerverformung bei wiederholter Kompression (%) Thermische Dauerverformung bei 70ºC Thermische Dauerverformung bei 50ºC und 75% Feuchtigkeit (%) Luftdurchlässigkeit (cm/s) Abziehfestigkeit eines Verbindungsbereichs (gf)
  • Wie aus Tabelle 3 hervorgeht, besitzen die erfindungsgemäßen Polsterungsprüflinge (Beispiele 9 bis 12) praktisch dieselben Eigenschaften, nämlich Dichte, Härte, bleibende Verformung bei wiederholter Kompression, thermische Dauerverformung bei 70ºC und Luftdurchlässigkeit, wie ein üblicher Polsterungsprüfling mit einem Polyurethan-Präpolymer, dessen Viskosität mittels eines organischen Lösungsmittels eingestellt worden war (Vergleichsbeispiel), sowie bessere Eigenschaften hinsichtlich thermischer Dauerverformung bei 50ºC und 95%iger Feuchtigkeit und Abziehfestigkeit an der Verbindungsstelle.
  • Wie beschrieben kann erfindungsgemäß wegen der Verwendung eines wäßrigen Polyurethans die Viskositätseinstellung mittels Wasser erfolgen. Anders als bei bekannten Verfahren wird hierbei kein toxisches organisches Lösungsmittel benötigt, so daß die Umgebungs- und Arbeitsplatzbedingungen verbessert werden können. Wenn darüber hinaus dem Polyurethan ein Härtungsmittel zugesetzt wird, läßt sich das Polyurethan ohne Schwierigkeiten bei einer gegebenen Erwärmungstemperatur härten.
  • Wird ein blockiertes wäßreiges Polyurethan-Präpolymer verwendet, kann es unter Erhaltung der Vernetzbarkeit von -NCO in Wasser eingetragen werden. Folglich kann dieses Präpolymer stabil als Emulsion behandelt werden. Eine gewünschte Härtungstemperatur läßt sich durch beliebige Wahl eines Blockiermittels wählen. Da hierbei die Vernetzbarkeit selbst in Anwesenheit von Wasser erhalten bleibt, erreicht man auch nach der Entfernung des Wassers eine hohe Abziehfestigkeit an einer Faserverbindungsstelle.
  • Da ein Blockiermittel verwendet wird, können darüber hinaus in einer einzigen Lösung die verschiedensten Arten von Vernetzungsmitteln enthalten sein. Folglich erhöht sich der Freiheitsgrad hinsichtlich der Wahl der Eigenschaften des Harzbindemittels. Schließlich benötigt man zum Härten keinen Wasserdampf, so daß sich die Anlagekosten vermindern lassen.
  • Wird eine wasserabsorbierende Faser verwendet, lassen sich nicht nur die Beständigkeit gegen Muffigwerden und die thermischen Kompressionseigenschaften, sondern auch die Zugfestigkeit verbessern.
  • Wie bereits ausgeführt, wird erfindungsgemäß ein hervorragendes Polstermaterial bzw. eine hervorragende Polsterung geschaffen, die in Kraftfahrzeugen, bei Möbeln, für Bettwäsche und dergleichen verwendbar ist.

Claims (17)

1. Wasserabsorbierende Polsterung, erhalten durch Imprägnieren dreidimensionaler verwundener bzw. verflochtener Fasern (1) mit einer Emulsion eines hydrophilen Polyurethans und Härten des erhaltenen Materials unter Erwärmen, wobei die Oberfläche der Fasern (1) mit einem hydrophilen Polyurethanharz bedeckt ist und die Fasern an den Schnittstellen der Fasern (1) durch das hydrophile Polyurethanharz (2) gebunden sind.
2. Polsterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Faser (1) um eine organische Kunstfaser handelt.
3. Polsterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Kunstfaser aus der Gruppe Polyesterfaser, Nylonfaser und Acrylfaser ausgewählt ist.
4. Polsterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Faser (1) 1 - 50 Denier beträgt.
5. Polsterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Faser (1) um eine wasserabsorbierende Faser handelt.
6. Polsterung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der wasserabsorbierenden Faser (1) um eine organische Kunstfaser, die einer Hydrophilisierungsbehandlung mittels einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe Polyalkylenglykol, Metallisophthalat und copolymerisiertem Polyethylenphthalat, unterworfen wurde, handelt.
7. Polsterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Polyurethan-Polymeremulsion aus einem wäßrigen Polyurethan-Präpolymer besteht.
8. Polsterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Polyurethan-Polymeremulsion aus einer blockierten wäßrigen Polyurethan-Präpolymeremulsion besteht.
9. Polsterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Polyurethan-Polymer eine blockierte Isocyanatgruppe sowie eine anionische und/oder kationische hydrophile Stelle aufweist.
10. Verfahren zur Herstellung einer wasserabsorbierenden Polsterung, gekennzeichnet durch folgende Stufen:
Imprägnieren dreidimensional verwundener bzw. verflochtener Fasern (1) mit einer Emulsion eines hydrophilen Polyurethans;
Entfernen von überschüssiger wäßriger Emulsion des hydrophilen Polyurethans und
Härten der in die Fasern (1) imprägnierten wäßrigen Emulsion des hydrophilen Polyurethans unter Erwärmen.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Faser (1) um eine organische Kunstfaser handelt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Kunstfaser aus der Gruppe Polyesterfaser, Nylonfaser und Acrylfaser ausgewählt ist.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Faser (1) um eine wasserabsorbierende Faser handelt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der wasserabsorbierenden Faser (1) um eine organische Faser, die einer Hydrophilisierungsbehandlung mittels einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe Polyalkylenglykol, Metallisophthalat und copolymerisiertem Polyethylenterephthalat unterworfen wurde, handelt.
15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Polyurethan-Polymeremulsion aus einem wäßrigen Polyurethan-Präpolymer besteht.
16. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Polyurethan-Polymeremulsion aus einer blockierten wäßrigen Polyurethan-Präpolymeremulsion besteht.
17. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Polyurethan-Polymer eine blockierte Isocyanatgruppe sowie eine anionische und/oder kationische hydrophile Stelle aufweist.
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