DE112017003377T5

DE112017003377T5 - Gewebeartiges verstärkungsmaterial zum urethanschaumformen und verfahren zur herstellung eines urethanschaumformkörpers

Info

Publication number: DE112017003377T5
Application number: DE112017003377.2T
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Murata; Kensuke INUZUKA; Toshio Iwasawa; Kenichi Hara; Takafumi Senaga
Original assignee: Toyota Boshoku Corp; Mold Technical Office Co Ltd; Toyo Ink SC Holdings Co Ltd; Toyochem Co Ltd; Toyo ADL Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp; Mold Technical Office Co Ltd; Toyochem Co Ltd; Artience Co Ltd
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2019-03-21
Also published as: CN109790678B; JP2018003199A; US20190308347A1; JP6729873B2; WO2018008557A1; US11084192B2; CN109790678A

Abstract

Ein gewebeartiges Verstärkungsmaterial (1) zum Urethanschaumformen wird durch Imprägnieren eines Teils einer Oberfläche eines Vliesstoffs (2) aus organischen Fasern mit einem Heißschmelzmagnetmaterial (3) und Immobilisieren des Heißschmelzmagnetmaterials erhalten. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass das Heißschmelzmagnetmaterial (3) die nachstehend beschriebene Zusammensetzung erfüllt und einen Erweichungspunkt von 70 bis 100 °C aufweist:Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (A): 10 bis 95 Massenprozent,Wachs (B): 0 bis 30 Massenprozent,Magnetpulver (C): 5 bis 70 Massenprozent,wobei die Summe aus (A), (B) und (C) 100 Massenprozent beträgt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft gewebeartige Verstärkungsmaterialien zum Urethanschaumformen und Verfahren zur Herstellung eines Urethanschaumformkörpers, die diese verwenden.
Stand der Technik
Ein üblicher Urethanschaumformkörper, der für ein Polstermaterial in einem Fahrzeug oder dergleichen verwendet wird, wird integral mit einem gewebeartigen Verstärkungsmaterial, wie etwa Gaze, einem Mulltuch oder einem Vliesstoff, ausgeformt, so dass ein Austreten des Urethanharzes während des Schaumformens verhindert wird, um auf diese Weise eine anormale Geräuschentwicklung zu verhindern, die durch den Kontakt mit einer Metallfeder verursacht wird, und um das Urethanelement zu schützen. Bei der Herstellung des Urethanschaumformkörpers wird das gewebeartige Verstärkungsmaterial, das basierend auf einem Formgebungswerkzeug für den Urethanschaumformkörper durch Schneiden und Nähen eines Originalgewebes aus dem gewebeartigen Verstärkungsmaterial erhalten wird, vorübergehend an dem Formgebungswerkzeug fixiert und wird dann durch Einspritzen einer flüssigen Urethanzusammensetzung mittels Schaumformen integriert.
Die Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung JP 2015 - 48 544 A offenbart ein Verfahren zum temporären Befestigen bzw. Fixieren des gewebeartigen Verstärkungsmaterials an dem Formgebungswerkzeug mittels einer magnetischen Kraft zwischen Permanentmagneten und einem Heißschmelzmagnetmaterial, das ein magnetisches Material enthält. Die Permanentmagnete sind an mehreren Stellen im Formgebungswerkzeug für den Urethanschaumformkörper eingebettet. Das Heißschmelzmagnetmaterial ist in einem derartigen Zustand immobilisiert, dass das gewebeartige Verstärkungsmaterial teilweise mit dem Heißschmelzmagnetmaterial imprägniert ist. Das Heißschmelzmagnetmaterial entspricht einem Heißklebstoff, der das magnetische Material, wie Ferrit, und thermoplastisches Harz enthält. Somit weist das Heißschmelzmagnetmaterial einen Magnetismus auf und die Eigenschaft, dass es bei Normaltemperatur fest ist und beim Erwärmen flüssig wird, um eine Fließfähigkeit zu erlangen.
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Im Fall des Verfahrens, das in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung JP 2015 - 48 544 A offenbart ist, ist dadurch, dass das Heißschmelzmagnetmaterial in dem gewebeartigen Verstärkungsmaterial in dem Zustand immobilisiert ist, bei dem das gewebeartige Verstärkungsmaterial mit dem Heißschmelzmagnetmaterial imprägniert ist, der Vorteil gegeben, dass während des Transports des und während des Fixierens am Formgebungswerkzeug kaum eine Positionsverschiebung und ein Ablösen des Heißschmelzmagnetmaterials auftreten. Das in dem gewebeartigen Verstärkungsmaterial immobilisierte Heißschmelzmagnetmaterial weist jedoch eine geringe Flexibilität auf, so dass es in einigen Fällen schwierig ist, das gewebeartige Verstärkungsmaterial vorübergehend in einem Zustand an dem Formgebungswerkzeug zu fixieren, in dem das Heißschmelzmagnetmaterial entlang gekrümmter Oberflächen des Formgebungswerkzeugs angeordnet ist.
Der Zweck der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein gewebeartiges Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen, das eine Flexibilität aufweist, so dass es sich entlang der gekrümmten Oberflächen eines Formgebungswerkzeugs biegen kann und leicht an dem Formgebungswerkzeug zum Urethanschaumformen fixiert werden kann, und ein Verfahren zur Herstellung eines Urethanschaumformkörpers unter dessen Verwendung bereitzustellen.
Mittel zur Lösung des Problems
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein gewebeartiges Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen, das durch Imprägnieren eines Teils einer Oberfläche eines Vliesstoffs aus organischen Fasern mit einem Heißschmelzmagnetmaterial und Immobilisieren des Heißschmelzmagnetmaterials erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Heißschmelzmagnetmaterial die nachstehend beschriebene Zusammensetzung erfüllt, während es einen Erweichungspunkt von 70 bis 100 °C aufweist:

Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (A): 10 bis 95 Massenprozent,
Wachs (B): 0 bis 30 Massenprozent,
Magnetpulver (C): 5 bis 70 Massenprozent,
wobei die Summe aus (A), (B) und (C) 100 Massenprozent beträgt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zur Herstellung eines Urethanschaumformkörpers, welches das gewebeartige Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen verwendet, einen Fixierungsschritt zum Fixieren des gewebeartigen Verstärkungsmaterials zum Urethanschaumformen mittels Magnetkraft auf einer Formoberfläche eines Formgebungswerkzeugs, das Magnete enthält, die an einigen vorbestimmten Stellen eingebettet sind, einen Urethanschaumformungsschritt zum Einspritzen von Urethanharz in das Formgebungswerkzeug und Schäumen des Urethanharzes, um das Urethanharz integral mit dem gewebeartigen Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen auszuformen, und einen Formtrennschritt zum Entfernen eines durch Schaumformen erhaltenen Urethanschaumformkörpers aus dem Formgebungswerkzeug auf.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht, die eine Ausführungsform eines gewebeartigen Verstärkungsmaterials zum Urethanschaumformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Ausführungsform des gewebeartigen Verstärkungsmaterials zum Urethanschaumformen der vorliegenden Offenbarung.

Ausführungsformen zum Durchführen der Erfindung
Das gewebeartige Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen der vorliegenden Offenbarung wird durch Imprägnieren eines Teils einer Oberfläche eines Vliesstoffes aus organischen Fasern mit einem Heißschmelzmagnetmaterial, das Magnetpulver enthält, und Immobilisieren des Heißschmelzmagnetmaterials erhalten.
Der Vliesstoff, der für das gewebeartige Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen verwendet wird, kann aus organischen Fasern hergestellt sein und kann ein Gewicht von 50 bis 200 g/m² aufweisen. Das Gewicht des Vliesstoffs beträgt vorzugsweise 80 bis 175 g/m². Wenn das Gewicht weniger als 50 g/m² beträgt, neigt das Urethanharz, das während des Urethanschaumformens eingespritzt wird, dazu auszutreten, so dass es in einigen Fällen zu anormalen Geräuschen aufgrund eines Kontakts zwischen einer Metallfeder und dem Urethanharz kommt. Wenn das Gewicht mehr als 200 g/m² beträgt, entstehen beim Formen häufig Falten. Die Art und die Dicke der für den Vliesstoff verwendeten organischen Faser sind nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise können ein Polyestergewebe wie Polyethylenterephthalat und Polybutylenterephthalat, eine Polyolefinfaser wie Polyethylen und Polypropylen (die beispielsweise Homo- oder statistische Copolymere sein können), eine Polyamidfaser und dergleichen verwendet werden. Es kann nur eine Art an organischer Faser verwendet werden, und es können zwei oder mehr Arten an organischen Fasern kombiniert werden. Insbesondere sind Polyesterfasern, Polypropylenfasern, Polyethylenfasern, niedrigschmelzende Polyesterfasern mit einem Schmelzpunkt von 110 bis 160 °C und Zweikomponentenfasern wie Polyester/Polyethylen, Polyester/niedrigschmelzender Polyester oder Polypropylen/Polyethylen bevorzugt. Die organischen Fasern können eine Dicke von ungefähr 5 µm bis ungefähr 30 µm oder eine Feinheit von ungefähr 1 dtex bis ungefähr 33 dtex aufweisen. Der Vliesstoff ist nicht auf einen einlagigen Stoff beschränkt und kann ein Mehrlagenstoff sein, der durch Laminieren der Vliesstoffe erhalten wird.
Das Heißschmelzmagnetmaterial entspricht einem Heißklebstoff, der magnetisches Pulver bzw. Magnetpulver und ein thermoplastisches Harz enthält und die Eigenschaften aufweist, dass er bei Normaltemperatur fest ist und beim Erwärmen flüssig wird, um fließfähig zu werden, und einen Magnetismus aufweist, der in der Lage ist, einen Magneten anzuziehen. Das Heißschmelzmagnetmaterial enthält ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (A) als das thermoplastische Harz und Magnetpulver (C) und enthält gegebenenfalls Wachs (B).
Die Menge des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers (A) beträgt 10 bis 95 Massenprozent, bezogen auf 100 Massenprozent der Summe aus (A), (B) und (C), abhängig von der Schmelzpeaktemperatur und dem Schmelzflussindex (melt flow rate, MFR) des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers (A). Die Menge des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers (A) beträgt vorzugsweise 15 Massenprozent oder mehr, weiter bevorzugt 20 Massenprozent oder mehr und am meisten bevorzugt 30 Massenprozent oder mehr. Außerdem beträgt die Menge des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers (A) vorzugsweise 80 Massenprozent oder weniger, weiter bevorzugt 70 Massenprozent oder weniger und am meisten bevorzugt 60 Massenprozent oder weniger. Wenn die Menge des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers (A) weniger als 10 Massenprozent beträgt, neigt die Schmelzviskosität dazu, niedrig zu sein, so dass es für das Heißschmelzmagnetmaterial schwierig ist, eine ausreichende Flockungskraft zu erreichen. Wenn die Menge des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers (A) mehr als 95 Massenprozent oder mehr beträgt, ist die Schmelzviskosität des Heißschmelzmagnetmaterials zu hoch, so dass die Abgabeleistung des Heißschmelzmagnetmaterials aus einem Applikator oft schlecht ist. Da der Gehalt des Magnetpulvers (C) gering ist, kann zudem keine ausreichende magnetische Leistung zum Anziehen eines Magneten erzielt werden.
Die Schmelzpeaktemperatur des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers (A) beträgt 50 bis 75 °C, vorzugsweise 50 bis 70 °C und weiter bevorzugt 55 bis 70 °C. Wenn die Schmelzpeaktemperatur weniger als 50 °C beträgt, tritt eine unzureichende Wärmebeständigkeit des Heißschmelzmagnetmaterials auf. Wenn die Schmelzpeaktemperatur mehr als 75 °C beträgt, kann das Heißschmelzmagnetmaterial nicht entlang gekrümmter Oberflächen des Formgebungswerkzeugs gebogen werden, da die Flexibilität des Heißschmelzmagnetmaterials zu gering ist.
Der Schmelzflussindex des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers (A) beträgt 0,1 bis 2500 g/10 min, vorzugsweise 10 bis 2000 g/10 min und weiter bevorzugt 20 bis 1500 g/10 min. Der Schmelzflussindex wird auf der Grundlage des JIS K7210 gemessen und entspricht einer Fließgeschwindigkeit (g/10 min) während 10 Minuten unter den Bedingungen einer Temperatur von 190 °C und einer Last von 2,16 kg.
Der Biegemodul des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers (A) beträgt 30 MPa oder weniger. Da der Biegemodul wünschenswert niedrig ist, um die Nachführbarkeit für die gekrümmten Oberflächen des Formgebungswerkzeugs bereitzustellen, beträgt der Biegemodul vorzugsweise 25 MPa oder weniger, weiter bevorzugt 20 MPa oder weniger und noch weiter bevorzugt 10 MPa oder weniger. Der Biegemodul wird basierend auf JIS K7116 gemessen.
Der Gehalt an Vinylacetat im Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (A) beträgt 5 bis 45 Massenprozent. Das heißt, das Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (A) wird durch Copolymerisieren einer Zusammensetzung erhalten, die 5 bis 45 Massenprozent Vinylacetat, bezogen auf 100 Massenprozent der Summe aus Ethylen und Vinylacetat, enthält. Die Menge an Vinylacetat ist wünschenswerterweise groß, um die Nachführbarkeit für die gekrümmten Oberflächen des Formgebungswerkzeugs bereitzustellen. Die Menge an Vinylacetat beträgt vorzugsweise 10 Massenprozent oder mehr, weiter bevorzugt 15 Massenprozent oder mehr und am meisten bevorzugt 20 Massenprozent oder mehr. Außerdem beträgt die Menge an Vinylacetat vorzugsweise 45 Massenprozent oder weniger, weiter bevorzugt 40 Massenprozent oder weniger und am meisten bevorzugt 30 Massenprozent oder weniger.
Das Wachs (B) kann Carnaubawachs, Candelillawachs, Montanwachs, Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs, Fischer-Tropsch-Wachs, Polyethylenwachs, Polypropylenwachs, jedes Oxid dieser Wachse, Ethylen-Acrylsäure-Copolymerwachs, Ethylen-Methacrylsäure-Copolymerwachs oder dergleichen sein. Es kann nur eine Art dieser Wachse verwendet werden, und es können zwei oder mehr Arten davon kombiniert werden.
Die Menge des Wachses (B) beträgt 0 bis 30 Massenprozent bezogen auf 100 Massenprozent der Summe aus (A), (B) und (C). Die Menge des Wachses (B) beträgt vorzugsweise 3 Massenprozent oder mehr und weiter bevorzugt 5 Massenprozent oder mehr. Außerdem beträgt die Menge an Wachs (B) vorzugsweise 20 Massenprozent oder weniger und weiter bevorzugt 15 Massenprozent oder weniger. Wenn die Menge innerhalb des Bereichs liegt, weist das Heißschmelzmagnetmaterial eine gute Flexibilität, eine Nachführbarkeit an der gekrümmten Oberfläche des Formgebungswerkzeugs beim Fixieren am Formgebungswerkzeug und Wärmebeständigkeit auf. Daher ist es bevorzugt, dass die Menge des Wachses (B) innerhalb des Bereichs liegt.
Das Wachs (B) wird zugegeben, um die Fließfähigkeit und die Wärmebeständigkeit des Heißschmelzmagnetmaterials zu verbessern. Das Wachs (B) ist ein Material mit niedriger Viskosität mit einem Molekulargewicht von weniger als 1.000, so dass es schwierig ist, den Schmelzflussindex des Wachses (B) basierend auf JIS K7210 zu messen. Die kinematische Viskosität des Wachses (B) beträgt vorzugsweise 30 mm²/s oder weniger, weiter bevorzugt 20 mm²/s oder weniger und am meisten bevorzugt 10 mm²/s.
Der Schmelzpunkt des Wachses (B) beträgt 70 bis 160 °C. Da der Schmelzpunkt des Wachses (B) wünschenswerterweise hoch ist, um die Wärmebeständigkeit des Heißschmelzmagnetmaterials zu gewährleisten, beträgt der Schmelzpunkt des Wachses (B) vorzugsweise 80 bis 150 °C, weiter bevorzugt 90 bis 140 °C und besonders bevorzugt 100 bis 130 °C. Der Schmelzpunkt wird basierend auf JIS K2235 gemessen.
Das magnetische Pulver bzw. Magnetpulver (C) kann ein pulverförmiges magnetisches Material mit Ferromagnetismus, zum Beispiel Eisen, Nickel, Cobalt, eine Legierung dieser Metalle, Ferrit, ein Seltenerdmetall wie Gadolinium, eine Heusler-Legierung, eine Manganlegierung wie Cu₂MnAl, eine Verbindung von CrO₂, CrBr₃ oder ZrZn₂ usw. sein. Die Teilchengröße des Magnetpulvers (C) kann 15 bis 500 µm und vorzugsweise 50 bis 300 µm betragen. Wenn die Teilchengröße weniger als 15 µm beträgt, hat das Heißschmelzmagnetmaterial, das in das gewebeartige Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen imprägniert und darin immobilisiert wird, eine schwache Magnetkraft zum Anziehen der Magnete des Formgebungswerkzeugs, so dass sich während des Formens häufig Falten bilden oder ein Lockern oder Verschieben des gewebeartigen Verstärkungsmaterials auftritt. Wenn die Teilchengröße mehr als 500 µm beträgt, gibt es einige Fälle, in denen es schwierig ist, ein gleichförmiges Heißschmelzmagnetmaterial zu erhalten, da eine Tendenz zu einer unzureichenden Dispersion des Magnetpulvers (C) auftritt und die Sedimentationsgeschwindigkeit des Magnetpulvers bei der Herstellung des Heißschmelzmagnetmaterials hoch ist.
Die Menge des Magnetpulvers (C) beträgt 5 bis 70 Massenprozent, bezogen auf 100 Massenprozent der Summe aus (A), (B) und (C). Die Menge des Magnetpulvers (C) beträgt vorzugsweise 10 Massenprozent oder mehr und/oder 50 Massenprozent oder weniger. Wenn das Magnetpulver (C) weniger als 5 Massenprozent beträgt, ist die die Magnete anziehende Kraft schwach, so dass das vorübergehende Befestigen des gewebeartigen Verstärkungsmaterials während des Formens häufig unzureichend ist. Infolgedessen gibt es viele Fälle, in denen während des Formens sich häufig Falten bilden oder ein Lockern oder Verschieben des gewebeartigen Verstärkungsmaterials auftritt. Wenn das Magnetpulver (C) mehr als 70 % beträgt, ist die Gesamtmenge des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers (A) und des Wachses (B) gering, so dass es schwierig ist, ein gleichförmiges Heißschmelzmagnetmaterial zu erhalten.
Das Heißschmelzmagnetmaterial kann 5 bis 30 Massenprozent Additive enthalten, wie Glasfüllstoff, Siliciumdioxidfasern oder flüssiges Paraffin, bezogen auf 100 Massenprozent der Summe aus (A), (B) und (C), um die Dispergierbarkeit und Fließfähigkeit des Magnetpulvers (C) zu verbessern, sofern die magnetischen Eigenschaften des Anziehens der im Formgebungswerkzeug eingebetteten Magnete nicht beeinträchtigt werden.
Die Viskosität des Heißschmelzmagnetmaterials bei 150 °C beträgt 2.000 bis 200.000 mPa·s, vorzugsweise 5.000 bis 100.000 mPa·s und besonders bevorzugt 10.000 bis 50.000 mPa·s. Wenn die Viskosität des Heißschmelzmagnetmaterials weniger als 2.000 mPa·s beträgt, setzt sich das Magnetpulver (C) in kurzer Zeit ab, so dass es schwierig ist, ein gleichförmiges Heißschmelzmagnetmaterial herzustellen. Wenn die Viskosität des Heißschmelzmagnetmaterials mehr als 200.000 mPa·s beträgt, ist die Abgabeleistung des Heißschmelzmagnetmaterials aus dem Applikator schlecht und das Heißschmelzmagnetmaterial neigt dazu, die Eigenschaft aufzuweisen, dass es kaum in das gewebeartige Verstärkungsmaterial eindringt.
Der Erweichungspunkt des Heißschmelzmagnetmaterials beträgt 70 bis 100 °C. Der Erweichungspunkt beträgt vorzugsweise 80 bis 100 °C und am meisten bevorzugt 85 bis 95 °C. Wenn der Erweichungspunkt weniger als 70 °C beträgt, schmilzt das Heißschmelzmagnetmaterial während des Formens, da eine normale Formtemperatur des Urethanschaumformkörpers 60 bis 80 °C beträgt. Wenn der Erweichungspunkt mehr als 100 °C beträgt, hat das Heißschmelzmagnetmaterial oft die Eigenschaft, dass es schwierig in das gewebeartige Verstärkungsmaterial eindringt. Der Erweichungspunkt entspricht einer Temperatur, die gemäß dem als JIS K6863 definierten Verfahren gemessen wird.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, wird ein gewebeartiges Verstärkungsmaterial 1 zum Urethanschaumformen gemäß einer Ausführungsform durch Imprägnieren eines Teils einer Oberfläche eines Vliesstoffes 2 aus organischen Fasern mit einem Heißschmelzmagnetmaterial 3 und Immobilisieren des Heißschmelzmagnetmaterials 3 erhalten. Eine Bedingung des Imprägnierens und Immobilisierens bedeutet ein Immobilisieren, indem das Heißschmelzmagnetmaterial 3, das durch Erwärmen zu einem flüssigen Zustand geschmolzen wird, auf Oberflächen bestimmter Stellen des Vliesstoffes 2 aufgebracht oder getropft wird, ein Warten auf das Eindringen des flüssigen Heißschmelzmagnetmaterials 3 in das Innere des Vliesstoffes 2 und ein Verfestigen des Heißschmelzmagnetmaterials 3 durch Lufttrocknen oder Abkühlen. In diesem Fall ist die Oberfläche, auf die das Heißschmelzmagnetmaterial 3 aufgebracht oder getropft wird, eine vorbestimmte Oberfläche des Vliesstoffes 2. Wenn ein mehrlagiger Vliesstoff 2 verwendet wird, kann das auf die oberste Schicht des Vliesstoffs 2 aufgetragene oder getropfte flüssige Heißschmelzmagnetmaterial 3 zu einer unteren Schicht des Vliesstoffes 2 durchdringen und darin immobilisiert werden.
Das Heißschmelzmagnetmaterial wird durch dispergierendes Mischen eines thermoplastischen Harzes (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer), eines Weichmachers auf Mineralölbasis, Wachs und Magnetpulver in einem Extruder und Extrudieren dieser geschmolzenen Mischung aus einer Spitzendüse des Extruders erhalten. Alternativ wird das Magnetpulver in eine geschmolzene Zusammensetzung aus dem thermoplastischen Harz, dem Weichmacher auf Mineralölbasis und dem Wachs gemischt und dispergiert, indem ein Schmelztiegel mit einer Mischung verwendet wird. Es kann in verschiedenen Formen ausgebildet sein, wie z. B. in Granulatform, Fadenform, Faserform, stabförmiger Form oder planarer Form, um sich an Positionen und verschiedene Formen eines Sitzformgebungswerkzeugs anzupassen, auf das das gewebeartige Verstärkungsmaterial aufgebracht wird. Darüber hinaus ist die planare Form vorzugsweise eine Filmform, eine Blattform, eine Netzform oder eine gewebeartige Form. Wenn es in der Granulatform ausgebildet ist, wird ein übliches Strangschneideverfahren verwendet. Wenn es in der stabförmigen Form ausgebildet ist, wird das Heißschmelzmagnetmaterial nach dem Abkühlen auf eine vorbestimmte Länge geschnitten. Wenn es in der Fadenform ausgebildet ist, wird das Heißschmelzmagnetmaterial gemäß einem üblichen Spinnverfahren mittels eine Spule aufgewickelt. Wenn es in der Folienform oder der Blattform ausgebildet ist, wird ein typisches T-Düsen-Verfahren verwendet. Wenn es bandförmig ausgebildet ist, wird der Film oder das Blatt geschnitten und gewickelt. Wenn es in der gewebeartigen Form ausgebildet ist, insbesondere in der Form eines Vliesstoffes, kann dasselbe Verfahren mit einem Herstellungsverfahren für einen Heißschmelzvliesstoff unter einer Bedingung verwendet werden, bei der an der Spitze des Extruders eine poröse Düse zum Herstellen des Heißschmelzvliesstoffes angebracht ist.
Das Heißschmelzmagnetmaterial wird durch Energie wie etwa Wärme oder Ultraschallwellen geschmolzen und fluidisiert und kann somit zur Verstärkung in eine Faserschicht des gewebeartigen Materials einsickern. Und es ist leicht, das Heißschmelzmagnetmaterial auf der Grundlage einer während des Kühlens verwendeten Form in eine gewünschte Form zu formen. Auf diese Weise ist es möglich, das magnetische Material in gewünschter Form an einer Zielposition des gewebeartigen Verstärkungsmaterials zu immobilisieren. Das Imprägnieren des Vliesstoffs mit dem Heißschmelzmagnetmaterial und das Immobilisieren des Heißschmelzmagnetmaterials werden mittels folgender Verfahren oder dergleichen durchgeführt. Ein erstes Verfahren umfasst ein Fixieren eines Originalgewebes aus Vliesstoff, ein Anordnen des Heißschmelzmagnetmaterials mit der vorbestimmten Größe und Menge an vorbestimmten Positionen auf dem Gewebe, ein Erwärmen des Heißschmelzmagnetmaterials mit einer Heizplatte, wie beispielsweise Eisen, um das Heißschmelzmagnetmaterial zu schmelzen und den Vliesstoff mit dem Heißschmelzmagnetmaterial und zu imprägnieren, und ein Pressen und Kühlen des Heißschmelzmagnetmaterials mit einem kalten Metallstab oder dergleichen, um das Heißschmelzmagnetmaterial zu immobilisieren. Ein zweites Verfahren umfasst ein Anordnen der vorbestimmten Größe und Menge des Heißschmelzmagnetmaterials an vorbestimmten Positionen des Formgebungswerkzeugs, ein Fixieren eines Vliesstoffes auf dem Formgebungswerkzeug, ein Erwärmen des Heißschmelzmagnetmaterials von oberhalb des Vliesstoffes mit einer Heizplatte, wie beispielsweise Eisen, um das Heißschmelzmagnetmaterial zu schmelzen und den Vliesstoff mit dem Heißschmelzmagnetmaterial zu imprägnieren, und ein Pressen und Kühlen des Heißschmelzmagnetmaterials mit einem kalten Metallstab oder dergleichen, um das Heißschmelzmagnetmaterial zu immobilisieren. In diesem Fall ist es bevorzugt, während des Erwärmungsschritts zwischen dem Heißschmelzmagnetmaterial und einer Wärmequelle einen Teflonfilm als Trennmaterial vorzusehen. Ein drittes Verfahren umfasst ein Schmelzen des granulären Heißschmelzmagnetmaterials, ein Aufbringen des Heißschmelzmagnetmaterials auf vorbestimmte Stellen des Vliesstoffs, während das Heißschmelzmagnetmaterial in einer Bandform, einer Faserform, einer Punktform, einer Baumwollform oder einer Netzform aus einer Auslassdüse eines Heißschmelzapplikators extrudiert wird, der für das T-Düsen-Verfahren, Sprühverfahren oder Gravurwalzentransferverfahren verwendet wird, und ein Kühlen des Heißschmelzmagnetmaterials, um es zu immobilisieren.
Es wird ein Verfahren zum Herstellen des Urethanschaumformkörpers unter Verwendung des dritten Verfahrens detaillierter beschrieben. Ein grob geschnittener, blattartiger Vliesstoff wird an einer Metallform befestigt, die mehrere Entlüftungslöcher aufweist, die eine Außenfläche mit einem Innenraum verbinden. Die Metallform wird mit einem wärmebeständigen Film bedeckt, und dann wird das Innere des Films mit Hochtemperaturdampf erwärmt. Dann wird der Druck im Inneren des Films verringert, um so die Form der Metallform auf den blattartigen Vliesstoff zu übertragen. Nach dem Abkühlen der Metallform wird der geformte Vliesstoff aus der Metallform entfernt. Auf vorbestimmte Stellen des geformten Vliesstoffs wird das bandförmige, aus der Auslassdüse des T-Düsen-Heißschmelzapplikators extrudierte Heißschmelzmagnetmaterial aufgebracht und anschließend zur Immobilisierung abgekühlt. Der Vliesstoff, an dessen vorbestimmten Stellen das Heißschmelzmagnetmaterial immobilisiert ist, wird in einen Hohlraum eines Urethanschaumformgebungswerkzeugs eingesetzt, bei dem an vorbestimmten Stellen Magneten eingebettet sind. Das Schaumformen wird durchgeführt, indem eine flüssige Urethanzusammensetzung in den Hohlraum eingespritzt und dann ein Urethanschaumformkörper aus dem Formgebungswerkzeug herausgelöst wird.
Ausführungsform
Als nächstes werden konkrete Beispiele und Vergleichsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese beschränkt.
Herstellung eines Heißschmelzmagnetmaterials

Das Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (A), das Wachs (B), falls notwendig, und die Additive wurden 5 Minuten in einem Mischer vom Henshel-Typ gemischt. Die Mischung wurde in einen Trichter überführt und dann unter Verwendung eines Schneckenförderers einem Extruder zugeführt. Ferner wurde das Magnetpulver (C) in einem vorbestimmten Verhältnis unter Verwendung eines anderen Schneckenförderers in den Extruder gegeben, um ein Heißschmelzmagnetmaterial zu erhalten. Die folgenden Tabellen 1 und 2 zeigen die Art und Menge der einzelnen Komponenten.

Extruder:	In gleicher Richtung rotierender Doppelwellen-Schneckenextruder PMT32-40.5, hergestellt von der IKG Corporation
Zylindertemperatur:	100 °C (Zufuhröffnung 80 °C) (angepasst, wenn notwendig)
Schneckendrehzahl:	100 U/min
Zuführgeschwindigkeit:	5 kg/h

Herstellung eines gewebeartigen Verstärkungsmaterials zum Urethanschaumformen
Das hergestellte Heißschmelzmagnetmaterial wurde zu einer Scheibenform mit einem Durchmesser von 15 mm (Gewicht: 0,4 bis 0,6 g) geformt und auf einen Ständer aus Eisen gestellt. Das Heißschmelzmagnetmaterial wurde mit einem Vliesstoff aus organischen Fasern bedeckt und zur Trennung ein Teflon^®-Film auf den Vliesstoff aufgebracht. Das Heißschmelzmagnetmaterial wurde erhitzt und geschmolzen, indem der Film von oben während 3 Sekunden mit einem Eisen, dessen Temperatur unter Verwendung eines Temperaturreglers auf 150 °C reguliert wurde, gepresst wurde, um das Heißschmelzmagnetmaterial zu verflüssigen und den Vliesstoff mit dem Heißschmelzmagnetmaterial zu imprägnieren. Dann wurde das Heißschmelzmagnetmaterial mit einem kalten Stab gekühlt, um ein gewebeartiges Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen zu erhalten.
Vliesstoff aus organischen Fasern: Einlagiger trockener Vliesstoff mit einem Gewicht von 140 g/m², der unter Verwendung eines Kardierverfahrens aus Mischfasern hergestellt wurde, die 70 Massenprozent Polyesterkurzfasern (Feinheit 2,2 dtex) und 30 Massenprozent Zweikomponentenkurzfasern (Feinheit 2,2 dtex) aus Polyethylen und Polypropylen enthalten.
In Bezug auf das Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (A) bedeutet der Schmelzpunkt in den Tabellen 1 und 2 eine Schmelzpeaktemperatur.
Jede der in den Tabellen 1 und 2 gezeigten Komponenten wird unten aufgezeigt.

A-1: ultrasen 760 (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, hergestellt von der Tosoh Corporation, Gehalt an Vinylacetat 42 %, MFR 70 g/10 min (190 °C×2, 16 kg), Biegemodul 1 MPa, Schmelzpeaktemperatur 50 °C oder weniger).
A-2: ultrasen 722 (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, hergestellt von der Tosoh Corporation, Gehalt an Vinylacetat 28 %, MFR 400 g/10 min (190 °C×2, 16 kg), Biegemodul 10 MPa, Schmelzpeaktemperatur 58 °C).
A-3: ultrasen 720 (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, hergestellt von der Tosoh Corporation, Gehalt an Vinylacetat 28 %, MFR 150 g/10 min (190 °C×2, 16 kg), Biegemodul 10 MPa, Schmelzpeaktemperatur 59 °C).
A-4: ultrasen 751 (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, hergestellt von der Tosoh Corporation, Gehalt an Vinylacetat 28 %, MFR 5,7 g/10 min (190 °C×2, 16 kg), Biegemodul 20 MPa, Schmelzpeaktemperatur 65 °C).
A-5: ultrasen 681 (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, hergestellt von der Tosoh Corporation, Gehalt an Vinylacetat 20 %, MFR 350 g/10 min (190 °C×2, 16 kg), Biegemodul 20 MPa, Schmelzpeaktemperatur 72 °C).
A-6: ultrasen 633 (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, hergestellt von der Tosoh Corporation, Gehalt an Vinylacetat 20 %, MFR 20 g/10 min (190 °C×2, 16 kg), Biegemodul 30 MPa, Schmelzpeaktemperatur 78 °C).
A-7: ultrasen 631 (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, hergestellt von der Tosoh Corporation, Gehalt an Vinylacetat 20 %, MFR 1,5 g/10 min (190 °C×2, 16 kg), Biegemodul 40 MPa, Schmelzpeaktemperatur 80 °C).
A-8: ultrasen 638 (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, hergestellt von der Tosoh Corporation, Gehalt an Vinylacetat 20 %, MFR 13 g/10 min (190 °C×2, 16 kg), Biegemodul 30 MPa, Schmelzpeaktemperatur 82 °C).
A-9: ultrasen 625 (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, hergestellt von der Tosoh Corporation, Gehalt an Vinylacetat 15 %, MFR 14 g/10 min (190 °C×2, 16 kg), Biegemodul 50 MPa, Schmelzpeaktemperatur 92 °C).
A-10: ultrasen 541 (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, hergestellt von der Tosoh Corporation, Gehalt an Vinylacetat 10 %, MFR 9 g/10 min (190 °C×2, 16 kg), Biegemodul 80 MPa, Schmelzpeaktemperatur 94 °C).

Wachs (B)

B-1: sasol H1 (Fischer-Tropsch-Wachs, hergestellt von Sasol in Südafrika, Schmelzpunkt 110 °C).
B-2: high wax NL800 (Polyethylenwachs, hergestellt von Mitsui Chemicals, Incorporated, Schmelzpunkt 105 °C).
B-3: biscol 660-P (Sanyo Chemical Industries, Ltd., Schmelzpunkt 145 °C).

Magnetpulver (C)

C-1: JIP300A-120 (Magnetpulver, hergestellt von der JFE Steel Corporation).
C-2: C-100 (Magnetpulver, hergestellt von Powdertech Co.,Ltd.).

Additiv

Antioxidationsmittel: IRGANOX1010 (hergestellt von Ciba Specialty Chemicals)
Antiblockmittel: Incroslip C (hergestellt von Croda)

Die resultierenden Heißschmelzmagnetmaterialien und die gewebeartigen Verstärkungsmaterialien zum Urethanschaumformen wurden mittels Durchführen der folgenden Tests geprüft. Die Testergebnisse sind ebenfalls in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.
Tests für Heißschmelzmagnetmaterial
Schmelzviskositätsmessung
Die Schmelzviskosität wurde unter Verwendung der dynamischen Viskoelastizitätsmessvorrichtung Rheosol-G3000, hergestellt von UBM Co., Ltd., gemessen. Das Messverfahren umfasst das Anordnen eines einfachen Kegels mit einem Durchmesser von 40 mm und einem Neigungswinkel von 2 ° über einem Messteil, Platzieren einer einfachen Platte mit einem Durchmesser von 40 mm unter dem Messteil, Halten einer Probe zwischen dem Konus und der Platte, diese Halten während 15 Minuten bei 150 °C und dann Messen der Schmelzviskosität der Probe mit einer Schergeschwindigkeit von 2,9 (cm^-1), während derselbe Zustand beibehalten wird.
Bewertung der Ausbreitbarkeit des Heißschmelzmagnetmaterials
Ein Teststück aus dem Heißschmelzmagnetmaterial, das in einer zylindrischen Form mit einem Durchmesser von 5 mm und einer Höhe von 8 mm (ein Gewicht von 0,4 bis 0,6 g) ausgeformt war, wurde auf ein Eisengestell gestellt. Das Teststück wurde von oben mit einem Stück Vliesstoff aus organischen Fasern bedeckt. Zur Trennung wurde eine Teflon^®-Folie auf den Vliesstoff aufgebracht. Dann wurde das Heißschmelzmagnetmaterial erwärmt und geschmolzen, indem der Film während 2 Sekunden von oben mit einem Eisen, dessen Temperatur unter Verwendung eines Temperaturreglers auf 150 °C eingestellt war, gepresst wurde, um die Ausbreitbarkeit des Heißschmelzmagnetmaterials zu bewerten.

○: Das Heißschmelzmagnetmaterial breitet sich in einer Scheibenform mit einem Durchmesser von 15 mm oder mehr aus.
△: Das Heißschmelzmagnetmaterial breitet sich in einer Scheibenform mit einem Durchmesser von 10 mm oder mehr und weniger als 15 mm aus.
×: Das Heißschmelzmagnetmaterial breitet sich in einer Scheibenform mit einem Durchmesser von weniger als 10 mm aus.

Bewertung des gewebeartigen Verstärkungsmaterials zum Urethanschaumformen
Anziehungsvermögen (Hafteigenschaft) eines Heißschmelzmagnetmaterials zu einem Magneten
Das Anziehungsvermögen (die Hafteigenschaft) wurde bewertet, indem das Heißschmelzmagnetmaterial, das zur Verstärkung in das gewebeartige Material permeiert und darin immobilisiert ist, in Kontakt mit einem Permanentmagneten (2800 G) mit einem Gewicht von 10 g und einem Dimeter von 6 mm gebracht und dann das gewebeartige Material angehoben wurde.

○: Der Magnet wurde vollständig in die Luft gehoben.
△: Der Magnet wurde angehoben, fiel jedoch leicht ab, wenn er leicht berührt wurde.
×: Der Magnet wurde nicht angehoben.

Wärmebeständigkeit
Das gewebeartige Verstärkungsmaterial wurde zwischen ein Paar Aluminiumplatten gelegt und während 30 min bei 70 °C gehalten, während darauf eine Last von 2 kg aufgebracht wurde. Nachdem sie herausgenommen wurden, wurden die Aluminiumplatten schnell abgezogen. Dann wurde die Übertragung des Heißschmelzmaterials auf die Aluminiumplatten begutachtet.

○: Das Heißschmelzmagnetmaterial wurde nicht übertragen.
△: Die Menge des auf die Aluminiumplatten übertragenen Heißschmelzmagnetmaterials betrug 20 % oder weniger.
×: Die Menge des auf die Aluminiumplatten übertragenen Heißschmelzmagnetmaterials betrug 50 % oder mehr.

Nachführbarkeit entlang einer gekrümmten Oberfläche
Das gewebeartige Verstärkungsmaterial wurde visuell begutachtet, wenn das Heißschmelzmagnetmaterial, das zur Verstärkung in das gewebeartige Material permeiert und darin immobilisiert ist, mit einer Magnetkugel (einem Neodym-Magneten, Durchmesser 10 mm) in Kontakt gebracht wird.

○: Das gewebeartige Verstärkungsmaterial wurde entlang einer gekrümmten Oberfläche der Magnetkugel verformt.
△: Das gewebeartige Verstärkungsmaterial wurde gebogen, aber nicht entlang der gekrümmten Oberfläche der Magnetkugel zu einer Form verformt.
×: Das gewebeartige Verstärkungsmaterial wurde nicht verformt.

Integrationsfähigkeit (Immobilisierungskraft) eines Heißschmelzmagnetmaterials mit gewebeartigem Verstärkungsmaterial
Die Bewertung wurde durchgeführt, indem das in dem gewebeartigen Verstärkungsmaterial immobilisierte Heißschmelzmagnetmaterial von Hand abgelöst und die beschädigte Oberfläche des abgelösten Vliesstoffs visuell begutachtet wurde.

○: Das Heißschmelzmagnetmaterial konnte nicht abgelöst werden, ohne dass gewaltsam gezogen wurde. Wenn alternativ das Heißschmelzmagnetmaterial abgezogen wurde, war die Oberfläche des Vliesstoffs stark beschädigt, z.B. Bildung vieler Fussel oder einer Öffnung.
△: Das Heißschmelzmagnetmaterial konnte mit geringer Kraft abgelöst werden, und auf der Oberfläche des Vliesstoffs wurden wenig Fussel beobachtet.
×: Das Heißschmelzmagnetmaterial konnte ohne Beschädigung des Heißschmelzmagnetmaterials leicht abgezogen werden und die Oberfläche des Vliesstoffs wurde nicht ernsthaft beschädigt.

Ergebnis
Es konnte ein Heißschmelzmagnetmaterial mit Wärmebeständigkeit und der Flexibilität erhalten werden, indem entsprechend den Merkmalen dieser Offenbarung ein Heißschmelzmagnetmaterial mit einem spezifischen Erweichungspunkt von 70 bis 100 °C verwendet wurde, so dass es in der Lage war, die Nachführbarkeit des gewebeartigen Verstärkungsmaterials zum Urethanschaumformen entlang einer gekrümmten Oberfläche deutlich zu verbessern. Die Nachführbarkeit des gewebeartigen Verstärkungsmaterials zum Urethanschaumformen entlang einer gekrümmten Oberfläche wurde zudem weiter verbessert, indem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (A) mit einer Schmelzpeaktemperatur von 50 bis 70 °C verwendet wurde. Die obige Beschreibung zeigt die Tatsache auf, dass ein gewebeartiges Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen, das das spezifische Heißschmelzmagnetmaterial dieser Offenbarung enthält, ein Problem löst, das mit der Nachführbarkeit entlang der gekrümmten Oberfläche des Formgebungswerkzeugs zusammenhängt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 201548544 A [0003]
JP 2015048544 A [0004]

Claims

Gewebeartiges Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen, erhalten durch Imprägnieren eines Teils einer Oberfläche eines Vliesstoffs mit einem Heißschmelzmagnetmaterial und Immobilisieren des Heißschmelzmagnetmaterials, wobei das Heißschmelzmagnetmaterial die nachstehend beschriebene Zusammensetzung erfüllt und einen Erweichungspunkt von 70 bis 100 °C aufweist: Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (A): 10 bis 95 Massenprozent, Wachs (B): 0 bis 30 Massenprozent, Magnetpulver (C): 5 bis 70 Massenprozent, wobei die Summe der Komponenten (A), (B) und (C) 100 Massenprozent beträgt.
Gewebeartiges Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen nach Anspruch 1, wobei das Heißschmelzmagnetmaterial die nachstehend beschriebene Zusammensetzung erfüllt: Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (A): 30 bis 95 Massenprozent, Wachs (B): 0 Massenprozent, Magnetpulver (C): 5 bis 70 Massenprozent, wobei die Summe der Komponenten (A), (B) und (C) 100 Massenprozent beträgt.
Gewebeartiges Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen nach Anspruch 1, wobei das Heißschmelzmagnetmaterial die nachstehend beschriebene Zusammensetzung erfüllt: Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (A): 10 bis 80 Massenprozent, Wachs (B): 3 bis 30 Massenprozent, Magnetpulver (C): 5 bis 70 Massenprozent, wobei die Summe der Komponenten (A), (B) und (C) 100 Massenprozent beträgt.
Gewebeartiges Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gehalt an Vinylacetat 20 bis 45 Massenprozent beträgt, bezogen auf 100 Massenprozent des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers (A).
Gewebeartiges Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schmelzpeaktemperatur des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers (A) 50 bis 70 °C beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Urethanschaumformkörper unter Verwendung des gewebeartigen Verstärkungsmaterials zum Urethanschaumformen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend: einen Fixierungsschritt zum Fixieren des gewebeartigen Verstärkungsmaterials zum Urethanschaumformen mittels Magnetkraft auf einer Formoberfläche eines Formgebungswerkzeugs, das Magnete enthält, die an einigen vorbestimmten Stellen eingebettet sind, einen Urethanschaumformungsschritt zum Einspritzen eines Urethanharzes in das Formgebungswerkzeug und Schäumen des Urethanharzes, um das Urethanharz integral mit dem gewebeartigen Verstärkungsmaterial zum Urethanschaumformen auszuformen, und einen Formtrennschritt zum Entfernen eines durch Schaumformen erhaltenen Urethanschaumformkörpers aus dem Formgebungswerkzeug.