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Polster Gegenstand der Erfindung ist ein Polster bzw. ein Kissen
mit einem Schichtkörper aus einem Gemisch aus massiven elastischen Faserstoffen
utid einem Elastomerenschaum, wobei das Gemisch so beschaffen ist, daß der massive
elastische Faserstoff teilweise einen Teil des Schaums umgibt, während ein Teil
des Schaums ei.nen Teil der Fasern umgibt, so daß die Fasern und der Schaum in sich
gegenseitig ergänzender Beziehung einen abgegrenzten Raum einnehmen und der Schaum
eine Schaumschicht einschließt, die aus einem Stück mit dem von dem massiven elastischen
Faserstoffen umgebenen Schaumteil gebildet wird und sich über dieses Schaumteil
hinaus erstreckt.
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Die Erfindung betrifft somit Polsterungen und dergleichen und insbesondere
Polsterungen für Fahrzeugsitze, Rücklehnen, Sofas, Betten und anderes Mobiliar sowie
ein wirtschaftliches Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Polsterungen
mit hervorragenden Eigeschaften.
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bisher hat man elastische Schäume, Abfallflachs, Lumpen, ubliche weiche
Fasern, Haare, Schraubenfedern und andere Materialien einzeln oder kombiniert für
die Herstellung von Polstern verwendet. Diese Materialien hat man im Hinblick auf
eine optimale Wirkung ihrer Eigenschaften verwendet, was in der Praxis jedoch nicht
immer zu einer zufriedenstellenden Polsterwirkung führte Viele Polsterungen aus
derartigen Materialien können, wenn sie der Belastung von schweren Personen ausgesetzt
werden, zurückfedern oder zusamnenkrechen, wahren andere sehr, teuer sind..
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Es ist bereits eine Polsterung mit Federn bekannt, bei welcher miteinander
verbundene Sprungfedern mit Stoff überzogen sind. Diese Polsterung hat: jedoch den
Nachteil, daß sie, wenn sie beispielsweise einen Sitz bildet anfänglich einen ziemlieh.hohen
Druck auf den Fahrer ausübt, wenn dieser sich in einen Fahrzeugsitz mit einer derartigen
Federpolsterung setzt oder wenn er unmittelbar nach dem Platznehmen losfährt, so
daß er ein Härtegefühl spührtv Diese Erscheinung tritt bei allen vorgenannten Polsterungen
gemeinsam auf.
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Es wurde festgestellt, daß die meisten Verbesserungen bei herkömmlichen
Polsterungen auf die Bequemlichkeit gerichtet sind, es hat sich jedoch gezeigt,
daß die Stabilität der Polsterung ziemlich bedeutsam ist.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Polsterung
zu schaffen, die in der Lage ist, als weiche und feste Unterlage für schwere Lasten
zu dienen und heftige Stöße wirksam zu absorbieren, die ihre Qualität mit der Zeit
nicht ändert, äußerst dauerhaft und in hohem Ausmaß für damit zu versorgende Gegenstände
geeignet ist und aus
billigen Materialien auf wirtschaftliche Weise
hergestallt wird. Die Polster sollen ein zusätzliches Strukturmerkmal aufweisen,
welches zur Verbesserung der Polsterwirkung dient Das Verfahren zur Herstellung
der Polsters rungen soll durch Verwendung einer einfachen und billigen Vorrichtung
durchgeführt werden, die leicht und ohne Fachkenntnis gebaut werden kann.
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Dies wird erfindungsgemäß durch eine Polsterung mit einem Schiclltlcorper
aus einem Gemisch aus massiven elastischen Faserstoffen, die aus Palmen, Kokosnußpalmen
und dergleichen hergestellt werden, und aus einem Elastomcrenschaunt erreicht, wobei
das Gemisch derart beschaffen ist, daß die massiven elastischen Faserstoffe teilweise
den Schaum umgebe, während ein Teil des Schaums einen Teil der Fasern umgibt, so
daß die Fasern und der Schaum einen abgegrenzten Raum zusammen einnehmen, wobei
der Schaum eine Schaumschicht umfaßt, die aus einem Stück mit dem Schaum von dem
massiven elastischen Faserstoffen umgebenen Schaumteil gebildet wird und sich darüber
hinaus erstreckt.
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Bei einem solchen Polster1 wo die massiven elastischen Faserstoffe
und der Elastomerenschaum zusammengemischt sind, wird die hohe Dehnbarkeit des Schaums
durch die Festigkeit der starken Fasern reguliert Die Fasern haben zusammen mit
dem damit vermischten hochelastischen Schaum kombiniert derartige stoßabsorbierende
und polsternde Eigenschaften, daß das Polster im wesentlichen frei von der Härte
des Anfangsdrucks ist, die herkömmlichen Polsterungen anhaftet. Weiterhin sind die
Fasern, welche die Polsterung bilden, steif, haben jedoch rauhe Oberflächen und
behalten die wesentliche Eigenschaft, nämlich daß sie faserig sind, bei. Der Schaum
steht
deshalb mit den Fasern nicht nur'ion einer Oberflächen zu-Oberflächen Verbindung,
sondern tritt auch in Fasermizellen und in Mizellenzwischenräume ein, so daß die
Fasern direkt und fest mit dem Schaum gekoppelt sind und für den Schaum als festes
Rahmenwerk dienen.
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Eine Person, die sich gegen den erfindungsgemäßen Polsteraufbau lehnt
oder sich darauf setzt, fühlt sich lagefest gehalten und empfindet die Polsterung
als bequem. Derartige Polsterungen sind bei Verwendung als Automobilsitzpolsterusigen,
Rückenlehnen und dergleichen gegenüber Vibrationen und starken Stößen von einer
Seite zur anderen, nach oben und nach unten, rückwärts und vorwärts und in verschiedenen
Schrägrichtungen stabil und sorgen auch für einen Sitzkcmfort selbst bei holperigen
Straßen. Das erfindungsgemäße Polster ist auch für Sofas, Matratzen und andere Anwendungen
bei Möbeln geeignet, da es frei von lokalen Einpressungen ist und somit ein Entstehen
einer Rückgradkrümmung nicht zuläßt bzw.
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in der Lage ist, ein durchgebogenes Rückgrad geradezurichten.
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Sowohl der Schaum als auch die Fasern sind luftdurchlässig.
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Der vorstehend beschriebene Mischaufbau erlaubt außerdem, daß die
Polsterung eine ausreichende Luftmenge für eine gute Wärmespeicherung aufnimmt,
sowie eine erwünschte Ausdünstung bzw. ein Schwitzen. Bei Verwendung für Betten
sorgt die Polsterung für eine bequeme Ruhelage und einen ruhigen Schlaf.
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Das erfindungsgemäße Polster kann dadurch hergestellt werden, daß
ein flüssiges, schaumbildendes Material und massive bzw.
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starke elastische Faserstoffe in einer Form angeordnet werden, die
Form geschlossen wird und die flüssigen Stoffe zum Schäumen gebracht werden. Durch
das Vorsehen von Haltestangen direkt oder indirekt in der Form wird verhindert,
daß
sich die Fasern in der Form aufgrund des Schäumungsdrucks des
flüssigen, schaumerzeugenden Mate.rials bewegen, wodurch die Schäumung beeinträchtigt-oder
unzureichend werden könnte.
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Die Haltestangen werden von dem erzeugten Schaum umgeben, so daß nach
dem Entfernen der Stangen die verbleibende Schaumschicht entsprechende Anzahl von
Löchern hat. Wenn eine Polsterung mit einer derartigen durchlöcherten Schaumschicht
als Autositz verwendet wird; fühlt sich der Fahrer, der direkt auf dem Kissen oder
auf einem Überzug darüber sitzt, bequem und in stabiler Lage gehalten.
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Aus diesem Grund umfaßt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Polsterung eine relativ dicke und durchlöcherte Schaumschicht als zusätzliches Merkmal
des Aufbaus.
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Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden beispielsweise Ausführungsfonnen
der vorliegenden Erfindung näher erläutert.
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Fig. la zeigt perspektivisch ein erfindungsgemäßes Polster teilweise
aufgebrochen.
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Fig. Ib zeigt perspektivisch eine weitere Polsterung, ebenfalls teilweise
aufgebrochen.
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Fig. lc zeigt perspektivisch eine mit Überzug versehene, teilweise
aufgebrochene Kissenpolsterung.
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Fig. 2 zeigt perspektivisch und teilweise aufgebrochen vergrößert
ein Teil der Polsterung von Fig0 ib.
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Fig. 3 zeigt in einem Vertikalschnitt eine Formvorrichtung für die
erfindungsgemäße Polsterung.
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Fig. 4 zeigt im Schnitt einen Teil der Anordnung von Fig. 3.
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Fig. 5 ist ein Vertikalschnitt einer abgeänderten Formvorrichtung
für die Polsterung.
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Fig. 6 zeigt eine Faserschichtmasse.
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Fig. 7 zeigt in einer vergrößerten teilweisen Ansicht einen sehr viel
kleineren Teil der Faserschicht von Fig. 6, der mit einem Bindemittel behandelt
ist.
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Fig. 8 zeigt in einem Schnitt den Teil der Faserschicht von Fig. 7,
dessen Zwischenraum mit elastischem Schaum ausgefüllt ist.
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In den Figuren 3 und 4 ist eine Vorrichtung für das Formen eines erfindungsgemäßen
Autositzpolsters gezeigt Die Form M umfaBt zwei zueinander passende Formteile bzwO
Formhä.lften 1 und 2, von denen eine an einem Rahmen 27 angebracht ist. Die Körper
der Formteile sind aus einem passenden Material, wie Metallblech oder Gußmetall,
hergestellt. Wenn die beiden Formteile miteinander verbunden werden1 bilden ihre
inneren Oberflächen einen Formhohlraum in Form einer Autositzpolsterung. Die Körper
der Formhälften 1 und 2 sind jeweils mit Flanschen 3 und 3a versehen, die längs
der Umfangsränder angeordnet sind und im wesentlichen horizontal vorstehend Klammern
4 und 4a sind aus Blech so gebogen, daß sie L-förmige Querschnitte haben. Jede davon
ist auf einer Seite der Flansche 3 und 3a durch Schweißen, Kleben oder dergleichen
befestigt.
Die-Klammern 4 und 4a mit L-förmigen Querschnitten bilden Ausnehmungen 5 bzw. 5a.
Die Klammern 4 sind jeweils mit einer Einkerbung 25 gegenüber der Ausnehmung 5 versehen.
Die anderen Klammern 4a haben einen Vorsprung 9 für das Einpassen eines später noch
zu beschreibenden Halters 6. Der Vorsprung 9 ist an der Klammer durch Schweißens
wie durch das Bezugszeichen 26 dargestellt ist, befestigt. Anstelle des Schweißens
kann jedoch für die Befestigung des Vorsprungs auch ein starkes Klebemittel verwendet
werden Es ist außerdem auch möglich, den Vorsprung 9 so auszubilden, daß er mit
der Klammer aus einem Stück besteht. Jeder der Halter 6 hat ein Griffstück 8, einen
Klemnring 7 und zwei kleine Löcher 8b und 8c, die am Basisteil 8a gebohrt sind.
Eine Achse lo ist durch das kleine Loch 8c und den Vorsprung 9 gefuhrt, wodurch
der Halter 6 durch die Achse mit dem Vorsprung 9 der Klammer 4a drehbar verbunden
ist.
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Der Basisteil 8a des Halters ist in der Klammerausnehmung 5a angeordnet.
Der Klemmring 7 wird durch das andere kleine Loch 8b des Halters 6 geführt. Das
obere Teil des Klemmrings 7 ist für die Aufnahme in der Einkerbung 25 der Klammer
4 ausgelegt. Dadurch haben der Halter 6 und die Einkerbung 25 eine Lagebeziehung,
die der Beziehung zwischen dem Klemmring und der Einkerbung entspricht. Fig. 4 zeigt
den Halter 6 in der Freigabelage, wobei der Klemmring 7 von der Auskerbung 25 getrennt
ist.
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Es sei angenommen, daß1 wie in Fig. 4 gezeigt, das Griffstück 8 gegen
die Form N gedreht wird. Der Klenmring 7 nähert sich dann der Einkerbung 25, bis
der Ring mit der Einkerbung, wie in Fig. 3 gezeigt, in Eingriff kommt und durch
die Klammer 4 die Formhälfte 1 (direkt den Flansch 3) in Richtung der komplementären
Formhälfte 2 (direkt den Flansch 3a) drückt, so daß beide Formteile bei geschlossener
Form miteinander in
Eingriff stehen. In die Formhälfte 2 sind Auslaßlöcher
il, wie nachstehend beschrieben, gebohrt.
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Im Folgenden werden die massiven bzw starken elastischen Faserstoffe
beschrieben. Starke, aus Palmen, Kokosnußpalmen und dergleichen hergestellte Fasern
werden zu einem Bündel zusammengefaßt. Das Faserbündel wird zwangsweise in Form
einer Schraubenfeder verdrillt. Das verdrillte Bündel ist hart wie eine Holsstange,
so daß das Reiben der llände an dem verdrillten Bündel schmerzhaft ist. Die fest
verdrillten Fasern werden aufgedreht und ausgebreitet. Die Fasern haben dann Kräuselungen
und bilden eine massige und feste Schicht 28 mit einer Vielzahl von Zwischenräumen
28b und Kreuzung stellen 28a, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Bei diesem Arbeitsstadium
werden die Stärke der Faserschicht und das Fasergewicht pro Flächeneinheit wahllfeise
eingestellt Es sei erwähnt, daß eine Vielzahl von zusammengesetzten Faserschiehten
anstelle der einzigen Faserschicht 28 verwendet werden kann.
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Die Faserschicht wird mit einem Bindemittel besprüht, beispielsweise
der Dispersiollsflüssi$keit oder Lösung von natürlichem oder synthetischem Kautschuklatex,
dem in ausreichendem Maße Compoundier- und Vulkanisiermittel zugesetzt sind, oder
einer Kunstharzlösung2 der ausreichend Zusatzstoffe zugegeben sind. Die Faserschicht
kann auch in das Bindemittel eingetaucht werden, wobei die überschüssige Flüssigkeit
aus der eingetauchten Schicht herausgequetscht wird.
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Durch ein derartiges Sprühen oder Tauchen wird das Bindemittel an
der Faseroberfläche zum Anhaften gebracht, wobei besonders Wert auf die Kreuzungsstellen
gelegt. wird. Ein zufriedenstellendes Gewichtsverhältnis von Fasern zu Bindemittel
(fest) liegt bei 1 bis o,1. Die so mit Bindemittel
versehenen Fasern
werden dann einem Trocknungs- und/oder Vulkanisiervorgang ausgesetzt. Die Trocknung
kann beendet werden, wenn die Feuchtigkeit und dergleichen entfernt ist.
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Wenn Kautschuk verwendet wird, ist es in vielen Fällen vorteilhaft,
einen Druckbehälter für die Ausführung einer Druckvulkanisierung zu verwenden. Jedes
der oben genannten Bindemittel kann eine geringe Menge Schäummittel enthalten oder
ohne irgendein Schäummittel verwendet werden. Nachstehend sind zwei Beispiele für
die Bindenlittelzusammensetzung aufgeführt. Das im folgenden Beispiel angeführte
Schäummittel kann gegebenenfalls weggelassen werden. Die so behandelten Fasern werden
auf geeignete Größe und Form für die IIerstellung einer in den Figuren 3 und 4 gezeigten
Faserschicht 12 geschnitten.
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Bindemittelrezept, Beispiel I Gewichtsteile Natürlicher oder synthetischer
Kautschuklatex 170 (fest 60 %) Schwefel 2 bis 5 Zinkoxyd 2 bis -5 to % ammoniakalische
Caseinlösung 5 bis 1o Mittel gegen Alterung (Diphenylamin) o,5 Vulkanisationsaccelerator
(Diäthyiammonium, Diäthyldithicarbamat) 110 Füllmittel (Lithopone) 20,0 Schäummittel
(Benzolsulfonylhydrazid) 10,0 Bindemittelrezept, Beispiel II Emulsion aus Vinylharz,
beispielsweise Polyvinylchlorid 170 (fest 6o fo) Weichmacher (Dibutylphthalat) loo
Stabilisator (zweibasisches Bleiphosphit) 2
in Fig. 7 ist ein Teil
einer Faserschicht 12, die mit einem Bindemittel versehen ist, in großem Maßstab
gezeigt Massive bzw. steife elastische Faserstoffe 28c weisen eine Vielzahl von
Öffnungen 28b und Kreuzungsstellen 28a auf. Die Fasern sind jeweils von einer Bindemittelschicht
28d eingeschlossen. Das Bindemittel verklebt die Fasern an den Kreuzungsstellen,
wie bei 28e gezeigt ist. Mittlerweile wird getrennt ein flüssiges Schaumbildungsmaterial
hergestellt. Die schaumbildende Flüssigkeit kann den Schaum durch ihre eigene chemische
Veränderung oder hauptsächlich durch die Wirkung eines Schäummittels erzeugen.
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Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Polsters können v2rschiedene
schaumerzeugende Kunstharze verwendet werden.
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Bezogen auf die Eigenschaft des Polsters und vom wirtschaftw lichen
Gesichtspunkt aus bevorzugt man bei der Verwendung Polyurethanschäume, die durch
die Reaktion von Polyisocyanat mit einer Verbindung hergestellt werden, die zwei
oder mehr aktive Wasserstoffreste aufweisen, wie Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen,
Aminogruppen, aktive Methylengruppen.
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Das für die Herstellung von Polyurethanschaum zu verwendende Polyisocyanat
kann Tolylen-diisocyanat; 3,3'-Bitolylen-4,41-diisocyanat; Dihenylmethan-4, 4' -diisocyanat;
3,3 -Dimethyldiphenylfilethan-4,4'-diisocyanats 2,4-Tolylen-diisocyanatdimeres oder
dergleichen sein. Das Tolylendiisocyanat kann Tolylen-2,4-diisocyanat oder Tolylen-2,6-diisocyanat
oder ein Gemisch davon sein, wobei das Verhältnis des Anteils von Tolylen-2,4-diisocyanat
zu Tolylen-2,6-diisocyanat 80 - 65/20 - 35 betragen kann (diese Mischung wird im
allgemeinen verwendet).
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Die typische Verbindung mit wenigstens zwei aktiven Wasserstoffresten
kann von den Polyäthern und Polyestern ausgewählt werden.
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Polyester, insbesondere Polyätherglycole oder Polyoxyalkylenglycole
haben die allgemeine Formel HO-R-O-R-O R-O-R-OH, wobei "R" für eine Alkylgruppe
steht. Sie werden durch Ringöffnungspolymerisation oder Mischpolymerisation von
cyklischen Äthern erhalten, wie Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Trimetl.yloxyd, Butylenoxyd,
oC-Methyltrimethylenoxyd, 313' -Dimethyltrimethylenoxyd, Tetrahydrofuran und Dioxan.
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Die Polyäther werden im einzelnen näher beschrieben.
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Einzeln oder in adäquater Kombination können verwendet werden: Diole,
wie Polyoxypropylenglycole (Pluracol P-2o1o1 hergestellt von der Wyandotte Chemical
Corp., USA; Niax Diol PPG 2025 von der Union Carbide Corp, USA), die durch Ringöffnungspo
lymerisation von Propylenoxyd hergestellt werden Polyoxypropylen-polyoxyäthylenglycole
(Pluronic L61 der Firma Wyandotte Chemical CorP.1 USA), die durch Ringöffnungspolymerisation
von Propylenglycol und Äthylenoxyd hergestellt werden1 Triole, wie Mischpolymerisate
von Propylenoxyd und Glyzerin (Polyglycol 1t-2oo1 li-300 und i1-4oo der Dow Chemical
Co., USA; Niax Triol LG- 168 der Union Carbide Chemicals Corp., USA) sowie Mischpolymerisate
von Propylenoxyd und 1,2,6-Hexantriol (Niax Triol LHT42 und LHT67 der Union Carbide
Chemicals Corp., USA). Bei Verwendung eines Diols in Kombination mit einem Triol
besteht die Neigung, daß bei zunehmendem Prozentsatz von Triol der erzeugte Schaum
härter wird. Außerdem können Polyolpolyäther (Tetronic 701 der Wyandotte Chemical
Corp., USA), die durch Zusetzen von Blockpolymerisaten von Propylenoxyd und Äthylenoxyd
zu
Äthylendiamin hergestellt werden, für die Herstellung von flexiblen
Urethanschäumen verwendet werden.
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Andererseits sind Polyester Verbindungen, die in Hydroxylgruppen enden
und aus polybasischen organischen Säuren, insbesondere Dicarbonsäuren und Polyolen
erzielt werden. Verwendbare Dicarbonsäuren sind gesättigte Fettsäuren, wie Oxalsäure,
Bernsteinsäure und Adipinsäure, ungesättigte Fettsäuren, wie Maleinsäure und Fumarsäure
und dimere Säuren davon, aromatische Säuren wie Phthalsäure und Isophthalsäure sowie
Anhydride der oben genannten organischen Säuren. Die Dicarbonsäuren können einzeln
oder in Kombination verwendet werden.
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Polyole, die mit diesen Dicarbonsäuren zur Reaktion gebracht werden,
können Diole sein, wie Athylenglycol, Diäthylenglycol, Triäthylenglycol, Propylenglycol
und Butylenglycol, Triole, wie Trimethylolpropan, Trimethyloläthan, Hexantriol und
Glycerin, Hexite wie Sorbit und dergleichen. Diese Polyole werden geeigneterweise
mit den vorstehend erwähnten Dicarbonsäuren kombiniert, um eine weitgespannte Vielfalt
von Polyestern zu erzeugen. Verbreitet sind sogenannte Hydroxylpolyester, die an
beiden Eettenenden Hydroxylgruppen haben.
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Diese Polyester können dadurch hergestellt werden, daß die Polyolkomponente
in einem überschüssigem Ausmaß verwendet wird. Besonders gebräuchlich sind die Polyester,
die man aus der Adipinsäure oder einer diemeren Säure und Diäthylenglycol erhält,
womit in ihren Eigenschaften hervorragende und wirtschaftlch vorteilhafte Polyurethanschäume
erzeugt werden können. Als weitere Aktivwasserstoffverbindungen können einzeln oder
in Kombination mit den vorstehenden Pölyäthern, Polyestern und dergleichen aus der
Ringöffnungspolymerisation von Lactonen erzielte Polyester9 Mischpolymerisate,
die
durch Mischpolymerisation von Dimethyl-g-caprolacton und Äthylenglycol oder Propylenglycol
in Anwesenheit eines Katalysators aus einer nietallorganischen Verbindung, wie von
Zink oder Blei, hergestellt werden, Polyester, die tertiäre Stickstoffreste (US-Patentschrift
2 802 795), Polythioäther und Polyole enthalten, die man als Ergebnis einer Reduktion
von Kettenpolyketon (US-Patentschrift 2 495 286) erhält, das durch Copolymerisation
von Kohlenmonoxyd und einem Olefin gebildet wird, verwendet werden.
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Urethanschäume können leicht hergestellt werden durch adäquates Mischen
von Polyäther oder Polyester, Isocyanat, einem Katalysator, einem Wasseraktivator
und weiteren Zusätzen, wobei man die Mischung den Schaum bei Raum- oder höherer
Temperatur entwickeln läßt. Es kann das herkömmliche einstufige Verfahren (one-shot)
oder ein Präpolymerverfahren bei der Herstellung der Urethanschäume verwendet werden.
Bevorzugt wird jedoch das einstufige Verfahren bezüglich der Arbeitsweise. Dieses
Verfahren beseitigt die Notwendigkeit der Vorpolymerisaterzeugung und Wärmebehandlung
und ermöglicht eine wirtschaftlich vorteilhafte Herstellung von Urethanschäumen
mit hervorragenden Eigenschaften.
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Bei dem Vorpolymerisationsverfahren tritt eine Gelierung ein, wenn
das erzeugte Vorpolymerisat über einen festgelegten Zeitraum hinaus gelagert wird.
Um dies zu verhindern, ist es erforderlich, die Produktion angemessen auszuführen
und das erzeugte uorpolymerisat in einem geschlossenen Behälter und kalt zu lagern,
um es vor Verunreinigungen, insbesondere Feuchtigkeit, zu schützen. Das Vorpolymerisat,
das über die Zeitgrenze der Lagerung hinaus gelagert ist, hat eine erhöhte Viskosität
und einen verringerten wirksamen
Isocyanatgehalt. Deshalb sind
die Eigenschaften des unter Verwendung dieses Vorpolymerisats erzeugten Schaums
schlechter. Als Verbindungen zur Stabilisierung von Vorpolymerisat können solche
Verbindungen verwendet werden, die ein aktives Wasserstoffatom haben, beispielsweise
tertiäre Alkohole, aromatische sekundäre Amine, Mercaptane, Lactame, einwertige
Phenole, Imido-Verbindungen, Enolformverbindungen und Verbindungen wie PhthalylchloridO
Bei der Herstellung von Polyurethanschaum werden verschiedene Hilfsmittel verwendet,
um die Schaumbildung zu beschleunigen oder zu regulieren und um die Eigenschaften
des Erzeugnisses zu verbessern. Als bedeutendes Hilfsmittel dient ein Katalysator
sowie ein Emulgiermittel oder ein Oberflächen aktivators Der Katalysator beschleunigt
di Polymerisation und die Brückenbildungsreaktion und dient zur Bildung eines Schaums
guter Qualität, während das Emulgiermittel mithilft, die Ingredientien gut zu vermischen
und zu dispergieren und die Stabilität des erzeugten Schaums zu erhöhens Weitere
verfügbare Hilfsmittel sind spezielle Schäummittel, ein Brückenbildungsmittel zur
Erhöhung der Schaumfestigkeit, ein Verstärkungsfilmmittel, ein feuerfestes bzw.
wärmebeständiges Mittel, ein wasserdicht machendes Mittel, ein antibiotisches Mittel,
ein Färbstoff wie ein Pigment oder ein Farbstoff, ein Formfreigebemittel usw0.
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Katalysatorstoffe sind beispielsweise tertiare Amine wie Tetraalkyldiamin,lnetallorganische
Verbindungen wie Dibutyl zinndilaurat, Dibutylzinn-di(2-äthylhexoat) 2-Athyl-Zinn-II-caproat
und Zinn-II-oleat, Alkalimetallverbindungen und Radikale erzeugende Mittel, wie
Benzoylperoxyd und Lauroylperoxyd. Eine größere Aktivität als jede der Komponenten
einzeln
ausübt zeigt insbesondere ein Katalysator, der aus einem Gemisch einer organischen
Zinnverbindung und eines tertiären Amins zusammengesetzt ist.
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Anhand der nachstehenden Beispiel wird die herstellung der erfindungsgemäßen
Polsterung näher erläutert.
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BEISPIEL 1 Rezept für den Polyurethanschaum vom Äthertyp.
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Gewichtsteile Polyätherglycol loo (fest: 80 %) Toiylendiisocyanat
38 Wasser 2,9.
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N-methylmorpholin 0 bis lo Triäthylendiamin os5 Polydinjethylsiloxan
o,5 Die Zusatzstoffe in dem oben erwähnten Schaumrezept (1) werden durch Hochgeschwindigkeitsrührung
veririscht. Die so vermischten flüssigen schaumbildenden Ingredientien, die nachstehend
oft als "flüssige Materialien" bzeichnet werden, werden unmittelbar in die Formhälfte
1 der Form M injiziert, so daß die flüssigen Materialien gleichförmig am Boden des
Formteils 1 liegen, wie es mit 13 in Fi.g. 3 bezeichnet ist.
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Auf die flüssigen Materialien wird dann die vorstehend erwähnte Faserschicht
12 aufgebracht, die dann mit der anderen Formhälfte 2 bedeckt wird. Um zu verhindern,
daß die Faserschicht aufschwimmt und hin- und herschxfingt sowie für weitere Zwecke,
werden in dem Formteil 2 Haltestangen 2a vorgesehen, so daß die Faserschicht gehalten
ist. Die Halt er 6
werden in Richtung der Form geschwenkt, so daß
die Klemmringe 7 mit den Einkerbungen 25 in Eingriff korijiije so daß die Fornihälften
durch den Schäumdruck nicht getrennt werden können. Die flüssigen Materialien reagieren
bei Zimmertemperatur ohne äußere Wärmezufuhr und werden in mehreren Sekunden zu
Schaum. Der erzeugte Schaum füllt die Faserschicht und dehnt sich auch auf die Außenseite
der Faserschicht aus.
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Die Ausweichlöcher 11, bei denen beispielsweise ein Durchmesser von
etwa 5 bis lo mm bevorzugt wird und die in die Formhälfte2 eingebracht sind, ermöglichen
es, daß Luft und Reaktionsgase sowie überfließende, flüssige Stoffe, wenn überhaupt
vorhanden, ausströmen können. Auf diese Weise füllt der Schaum die Zwischenräume
voll aus, die bei den massiven elastischen Fasern in der Faserschicht vorliegen,
und dehnt sich auch unter Bildung einer elastischen Schaumschicht nach außen außerhalb
der Faserschicht aus. Die so gegossenen Stoffe werden aus der Form entfernt und
für etwa eine Stunde in einen Ofen bei einer Temperatur von etwa 70 bis iooOC gebracht.
Danach wird das Erzeugnis aus dem Ofen genommen.und so verwendet oder in einer geringfügig
endbearbeiteten Form.
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Die Menge der der Form zuzuführenden flüssigen Materialien variiert
entsprechend der Kapazität der Form und des Schaumexpansionsfaktors, der bei der
Berechnung der gewünschten Materialmenge berücksichtigt wird. Der Anteil des Urethans
kann abhängig von seinen Eigenschaften variiert werden.
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In Fig. 5 ist die Form von Fig. 3 umgekehrt gezeigt. Der Gebrauch
der Form, das Formungsverfahren usw. ergibt sich aus der Beschreibung von Fig. 3.
Die Halter werden an der Formhälfte 1 anstatt an dem Teil 2 angebracht. Die Funktion
und Arbeitsweise der Halter und der damit verbundenen Teile ist einfach zu verstehen.
Bei der Anordnung von Fig. 5 werden
die flüssigen Materialien i3
in das Formteil 1 injiziert, sie können auch über die Faserschicht 12, wie in der
Figur gezeigt ist, zugeführt werden.
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Das auf diese Weise hergestellte Schaumpolster ist in den Fig, 1b
und 2 gezeigt. Wie daraus zu ersehen ist, ist die große Zahl von Zwischenräumen
28b in der Faserschicht 12 mit dem Urethanschaum 14 gefüllt, während die die Faserschicht
bildenden massiven elastischen Fasern mit dem Urethanschaum 15 überzogen sind, Der
Urethanschaum 14 in dem Zwischenraum 28b setzt sich kontinuierlich zu dem Schaum
15 fort, der außerhalb der Faserschicht aufgeschichtet ist. Die obige Beschreibung
bezieht sich auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der die Faserschicht
mit Bindemittelschichten versehen ist. Das erfindungsgemäße Polster kann jedoch
auch ohne Bindemittel unter Verwendung der Faserschicht 28 hergestellt werden bei
gleichem Arbeitsablauf wie vorstehend beschrieben, Das vorangehende Aufbringen des
Bindemittels auf die Faserschicht 12, wie sie durch die Bezugszeichen 28d und 28e
veranschaulicht ist, dient dazu, die Elastizität und Festigkeit des sich ergebenden
Polsters zu erhöhen. Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal besteht darin, daß, obwohl
die Faserschicht dazu neigt, durch den von den flüssigen Materialien verursachten
Schäuniungsdruck zusammenzubrechen, die Neigung geringer ist als in dem Fall1 wo
kein Bindemittel aufgebracht wird. Deshalb kann der durch die flüssigen Materialien
in der Form erzeugte Schaum die in der Faserschicht vorhandenen Zwischenräume leichter
füllen. Es hat sich auch gezeigt, daß die Fasern fester mit dem Schaum durch das
auf den Fasern aufgebrachte Bindemittel verbunden sind.
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Es ist jedoch selbstverständlich, daß auch das unter Verwendung der
Faserschicht 28 ohne Bindemittel hergestellte Polster den
gewünschten
Sitzkomfort und die erfindungsgemäße Stabilitätseigenschaft mit sich bringt, da
die Fasern elastisch und starr sind, die Zwischenräume in der Faserschicht mit elastischem
Schaum gefüllt sind und die Faserkreuzungsstelw len von Schaum umgeben sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Polster kann die Schichtdicke des sich außerhalb
der Faserschicht erstreckenden Schaums 15 verschiedene Werte haben, obwohl eine
dünne Schaumschicht nicht dargestellt ist. Die Schaumschicht der Polsterung von
Fig. 2 hat eine große Stärke Das Polster mit der dicken Schicht von Schaum 15, die
mit der schaumgefüllten Faserschicht 30 verbunden ist; gibt der sitzenden Person
eine weiche Unterlage und scheint eine hochklassige Ware trotz der Tatsache zu sein,
daß die Fasern einen beträchtlichen Anteil der Kissenmaterialien halten.
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Die dicke Schaumschicht 15 des in den Figuren Ib, lc und 2 gezeigten
Polsters hat Locher 16, die durch Haltestangen 2ahervorgerufen werden, die von der
Innenwand der Forknhälfte 2 vorstehen. Der Lochdurchmesser beträgt annähernd 3 bis
30 mm, was nicht als Beschrankung aufzufassen ist, und vorzugsweise etwa 5 bis 20
mm. Die Haltestangen haben einen entsprechenden Durchmesser. Die Tiefe und anzahl
der Löcher können ebenfalis entsprechend festgelegt werden. Wenn die Löcher In angemessenem
Umfang vorgesehen sind und die Faserschicht 36 it elastischem Schaum gefüllt ist,
hat das Polster bzw. Kissen 31 einen Luftkisseneffekt. dadurch weist diB die' Polsterung
eine besondere Elastizität und Stabilität auf, so das der auf dem Polster sitzende
Fahrer auch nach lang Fahrt nicht müde ist. Außerdem wirkt das Polster als Wärmespeicher,
als Temperaturreglerj Schailsperre, absorbiert Schall Ü5w.. Das
Kissen
dient beispielsweise dazu, das Geräusch eines laufenden Wagens zu absorbieren und
zu dämpfen, bevor das Geräusch das Ohr erreicht.
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Ein in den flüssigen Materialien enthaltener Oberflächenstabilisator
und dergleichen dienen dazu, die Oberfläche der Schaumschicht 15 glänzend und gleichförmig
zu gestalten, so daß. das Polster sehr gut aussieht.
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Fig. lc zeigt ein erfindungsgemäßes Schaumpolster 33, das mit einem
Überzug 34 versehen ist. Bezüglich des bezogenen Kissens ist eine weitere Beschreibung
nicht erforderlich.
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BEISPIEL 2 Polyurethanschaumrezept (Äthertyp) Gewichtsteile (A) Polyoxypropylentriol,
Glycerinbasis, Molekulargewicht: 5ooo; 32 Hydroxylgruppen 400,0 (B) Polyoxypropylenglycol,
Glycerinbasis, Molekulargewicht: 2000; 86 Hydroxylgruppen 60,0 (C) Triäthylendiamin
o,7 (D) Dimethyläthanolaminoxalat (E) Siliconöl 1,5 (F) Wasser 5,5 (G) Tolylen-2,
4-diisocyanat 50,8 Tolylen-2, 6-diisocyanat 12,7 Die Bestandteile A bis F werden
vorher gemischt. Danach wird dem Gemisch das Material G zugegeben, die auf diese
Weise zusammengegebenen Bestandteile insgesamt etwa-3 bis 5 Sekunden lang schnell
gerührt. Das sich ergebende-flüssige Gemisch wird in die Form anstelle des nach
dem Rezept I
hergestellten Gemisches injiziert. Dann wird der gleiche
Formvorgang durchgeführt. Das Erzeugnis ist ein gleiches bzw. ähnliches Schaumpolster.
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BEISPIEL 3 Polyurethanschaumrezept (Estertyp) Volumenteile Polyester
(220C) ioo Tolylendiisocyanat (180cm 47 N-diäthylaminoäthanoladipat 4 Ammoniumoleat
1,3 Sulfoniertes Rizinus öl 2 Wasser 2 Paraffinöl o,7 Die obigen Bestandteile können
nach gleichförmiger Vermischung anstelle der des Rezepts I verwendet werden. Den
Polyester erhält man durch die Reaktion von 16 Molen Adipinsäure, 16 Molen Diäthylenglycol
und 1 Mol Trimethylolpropan.
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BEISPIEL 4 Polyurethanschaumrezept (Äthertyp) Gewichtsteile Propylenoxyd-glycerin-Mischpolymerisat
lot 0 Niax TriolLG-56 der Union Carbide Corp. USA Tolylendiisocyanat 45,ö Zinn-II-octoat
o,5 Polyoxyäthylen-oxypropylen Blockmischpolymerisat o,,9 Wasser 3,5 N-methylmopholin
o,6 Die obenstehenden Stoffe werden durch schnelles Rühren gut vermischt und können
anstelle der des Rezepts I verwendet werden.
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BEISPIEL 5 Kautschukschaumrezept Gewichtsteile Natürlicher Kautschuklatex
oder loo (Harzfestsynthetischer Kautschuklatex stoff: 60 s Schwefel 1,5 Zinkweiß
Zinkdiäthyldithiocarbamat 2,0 N,N'-di--naphthyl-p-phenylendiamin o,8 Casein o,2
Caliumoleat 3,o Natriumsilicofluorid 1,5 Der natürliche Kautschuklatex wird vorher
gut gerührt und einer Absaugung ausgesetzt, um seine Ammoniumkomponente zu entfernen.
Die Bestandteile, ausgenommen dem Latex, dem Schäummittel und dem Koaguliermittel,
werden in einer Kugelmühle innig gerührt, so daß eine Paste aus feinen Teilchen
gebildet wird.
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Der Latex wird gewogen und in einen Behälter gebracht. Danach wird
die in der Kugelmühle hergestellte Paste gewogen und zusammen mit dem Schäummittel
dem Latex in dem Behälter zugegeben. Die in den Behälter eingebrachten Materialien
werden dann mit Hilfe einer sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Stange zur
Schaumerzeugung gerührt. Der gewünschte Schaumausdehnungsfaktor wird in Termen der
Schaumhöhe festgelegt. Wenn der Schaum in dem Behälter die gewünschte Höhe erreicht,
wird in den Behälter das Natriumsolicofluorid zugegeben. Die Stoffe in dem Behälter
werden wiederum gerührt und die Hälfte davon unmittelbar in die Form gebracht. Dann
wird die Faserschicht 12 oder 28 in der Form placiert und von Hand eingedrückt,
so daß der hergestellte Schaum in die
in der Faserschicht gebildeten
Zwischenräume eintritt. Die restliche Hälfte des Stoffgemisches wird dann in die
Form eingebracht, so daß es gerade überströmt. Dann wird die Abdeckung angeordnet
und befestigt. Nach etwa 5 Minuten bringt man die Form in einen dampfbeheizten Druckbehälter,
wo der geformte Schaum etwa 30 Minuten lang einer Vulkani-2 /sierung unter einem
Druck von annähernd 3 kg/cm² ausgesetzt ist. Nach dem Vulkanisieren wird der Schaum
aus der Form entfernt, gespült, getrocknet usw.. Die Polstereigenschaften des Erzeugnisses
sind im wesentlichen die gleichen wie bei den vorstehenden Beispielen0 Die Füllmenge
die spezifische Dichte der Fasermasse und andere Zustandsgrößen sind die gleichen,
als wenn Polyurethanschaum verwendet wird.
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BEISPIEL 6 Vinylschaumrezept Gewichtsteile Polyvinylchloridpaste ioo
Polyesterderivatweichmacher 100 (Paraplex von Rohm & Haas Co., USA) Zweibasisches
Bleiphosphit 5 N,N' -dimethyl-N,N' -dinitrosoterephthalamid lo (Schäummittel, Nitrosan
der Firma E.I. du Pont de Nemours & Co, USA) Die obigen Bestandteile werden
in eine offene Form gegeben und mit der Faserschicht 12 oder 28 zugedeckt, dann
bei etwa loo 0C 15 Minuten für die Schaumerzeugung erhitzt. Dann werden die Stoffe
für die Gelierung bei etwa 180°C 20 bis 30
Minuten lang erhitzt. Das Erhitzen wird mittels einer Vorrichtung durchgeführt,
die Luft konstanter Temperatur umwälzt. Die Vervollständigung der Schäumreaktion
wird vorher durch die Farbänderung des,Schaummittels bestimmt. In diesem Fall ändert
sich die Farbe von Gelblichgrun in Wei.
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Der erzeugte Vinylschaum hat eine Dichte von etwa o,12. Das mit dem
Vinylschaum verwendete Bindemittel für die Faserschicht ist vorzugsweise eine Vinylacetatemulsion.
Die Vinylacetatemulsion mit 50 96 Feststoff soll zu einer etwa io zeigen Flüssigkeit
für das Sprühen verdünnt werden. In den anderen Punkten ist dieses Beispiel ähnlich
dem vorhergehenden mit der Ausnahme, daß eine Vulkanisierung nicht erforderlich
ist.
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BEISPIEL 7 Polyurethanschaumrezept (Äthertyp, Vorpolymerisat-Verfahren)
(1) Vorpolymerherstellung Gewichtsteile (A) Polyoxypropylen-polyoxyäthylenglycol
66,7 (Prupylenoxyd-äthylenoxyd Blockmischpolymerisat Pluronic L61 der Wyandotte
Chemical Corp., USA) (B) Polyolpolyäther, hergestellt durch Zusetzen von Propylenoxyd-äthylenoxyd
Blockmischpolymerisat zu Äthylendiamin 33,3 (Tetronic 701 der Wyandotte Chemical
Corp., USA) (C) Tolylendiisocyanat 33,8 Der Bestandteil A und io,i Teile des Bestandteils
C werden in einen Reaktor eingebracht und gerührt, während man in einer inaktiven
Gasatmosphäre auf etwa 120 C erhitzt, bis die Viskosität 5000 Zentipoise (250C)
erreicht. Dann wird das Material B den gerührten Stoffen zugegeben und das Gemisch
bei einer erhöhten Temperatur von etwa 70 C gerührt, bis die Viskosität 7500 Zentipoise
(250C) erreicht. Danach werden die restlichen 23,7 Teile des Bestandteils C zugegeben.
Das Gemisch wird weiterhin 30 Minuten lang gerührt und dann schnell auf oOC abgekühlt.
Die Viskosität des sich ergebenden Vorpolymerisats beträgt 4500 bis 5500 Zentipoise
(250C), der freie Isocyanatgehalt beträgt 8,2 bis-8,4 5'.
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(II) Schaumbildung aus Vorpolymerisat Gewichtsteile Bestandteile (1)
Vorpolymerisat, hergestellt wie oben ioo beschrieben Dimethylsiliconöl o,4 Bestandteile
2) N-methylmorpholin i,o Triäthylamin o,2 Wasser 2,3 Die Bestandteile 1 und 2 werden
getrennt gemischt, beide Mischungen zusammengebracht und schnell mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer
gerührt und danach in die Form injiziert.
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L'r darauffolgende Arbeitsvorgang und die Behandlung für die Herstellung
des gewünschten Schaumpolsters sind gleich dem vorstehend beschriebenen Arbeitsablauf.