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Vorrichtung zum Herstellen eines Polstermaterials
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Polstermaterials aus mindestens zwei
Kunststoffbahnen, wobei jede Bahn über wenigstens eine Leitwalze einer auf ihrem Umfang mit an eine
Saugvorrichtung anschliessbaren Vertiefungen versehenen Prägewalze zugeleitet und bei erhöhter Tem- peratur die eine Bahn mit einer Prägung versehen wird und wobei anschliessend an den erhabenen Stellen der Prägung die beiden Bahnen mittels Wärme verschweisst werden.
Man hat bereits mit parallel verlaufenden Wellen versehene, starre Platten aus thermoplastischen Kunststoffen hergestellt, indem man entsprechendes Blattmaterial in den Rillen bzw. zwischen den
Zähnen einer erhitzten Formwalze unter Wärmezufuhr durch diese mit einer Prägung versah und anschliessend die erhabenen Stellen der Prägung mit einer nichtgeprägten Bahn verschweisste. Dieses bekannte Verfahren eignet sich nicht zur Massenfertigung von Polstermaterial, das mit abgeschlossenen Luftzellen versehen ist, denn die nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtungen laufen zu langsam, und es lassen sich damit keine allseitig luftdicht abgeschlossenen Zellen für Polstermaterial erzeugen.
Es ist auch schon bekannt, aus einer Ringdüse einen Kunststoffschlauch zu spritzen und diesen anschliessend, solange er noch die vom Spritzvorgang herrührende Wärme beinhaltet, zwischen zwei auf ihrem Umfang gemusterten Prägewalzen hindurchzuführen, die die einander gegenüberliegenden Seiten des plattgedrückten Schlauches unter gleichzeitiger Pressluftzufuhr zu seinem Innern unter Bildung abgeschlossener Luftzellen aufeinanderpressen. Dabei sind die einzelnen Felder des Musters auf dem Umfang der Prägewalzen gegebenenfalls an eine Saugvorrichtung angeschlossen, um den Prägevorgang zu unterstützen. Auf diese Weise lassen sich aber nur Polstermaterialien herstellen, deren beide Seiten aus dem gleichen Werkstoff bestehen. Eine solche Einschränkung schliesst eine wirtschaftliche Nutzung von nach diesem bekannten Verfahren arbeitenden Vorrichtungen weitgehend aus.
Ein ebenfalls wegen der geringen, damit erzielbaren Arbeitsgeschwindigkeit für die Massenfertigung von aus Kunststoffbahnen, die abgegrenzte Luftzellen enthalten, bestehendem Polstermaterial ungeeignetes bekanntes Verfahren besteht im Hindurchführen der miteinander zu vereinigenden beiden Bahnen durch zwei gemusterte Walzen, die unter gleichzeitiger Erhitzung der Bahnen an der Prägestelle mittels elektrischer Hochfrequenzenergie eine Verformung beider Bahnen und ihr Zusammenschweissen an den Prägestellen bewirken. Wegen des für das Erweichen der Prägestellen benötigten Zeitraumes und wegen der Anwendbarkeit dieses Verfahrens nur für beiderseits mit Mustervertiefungen versehene Polstermaterialien eignet es sich nicht für die Massenfertigung von Luftzellen enthaltendem Polstermaterial, das aussen auch einseitig glatt sein kann.
Schliesslich ist auch ein Verfahren bekannt, das zur Herstellung von Behältern zur Aufnahme von Gegenständen dient und mit absatzweise bewegten Platten aus thermoplastischem Kunststoff arbeitet, die zum Zwecke der Erwärmung in eine besondere Vorrichtung gelegt werden müssen. Auch dieses Verfahren arbeitet zu langsam, als dass man es zur Massenfertigung eines billigen Polstermaterials aus thermoplastischem Kunststoff verwenden könnte, zumal die Erzielbarkeit ringsum luftdicht abgeschlossener Zellen nach diesem Verfahren als zweifelhaft, mindestens aber als schwierig und zeitraubend zu bezeichnen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus zwei oder mehr Bahnen eines Kunststoff-Flach-
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materials in fortlaufender, nicht absatzweiser Verarbeitung mit grosser, für die billige Massenfertigung geeigneter Arbeitsgeschwindigkeit ein luftdicht abgeschlossene Zellen enthaltendes Polstermaterial her- zustellen, dessen Aussenflächen glatt oder gemustert sein können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mittels einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art ge- löst, die so ausgebildet ist, dass die Leitwalzen zum Aufbringen der Bahnen knapp nebeneinander am Umfang der Prägewalze und in Laufrichtung der Bahnen vor einer die miteinander verschweissten Bahnen abziehenden Leitwalze angeordnet sind, und dass mindestens die Leitwalze, die die Bahn zum Verschweissen im Bereich der erhabenen Stellen der andern Bahn der Prägewalze zuführt, unter Druck an diese anliegend ausgebildet ist.
Die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung lässt sich unter Vermeidung von Wärmeverlusten am Umfang der Prägewalze dadurch verbessern, dass die erhabenen Teile der Prägewalze mit einem Wärmeisoliermaterial abgedeckt sind.
Die Zeichnungen veranschaulichen in schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung sowie Beispiele des auf ihr herstellbaren Polstermaterials. Es zeigen : Fig. 1 eine Ausführungsform der Vorrichtung mit Zufuhr der Kunststoffbahnen von Vorratsrollen und anschlie- ssender Erhitzung der Bahnen vor der Aufbringung auf den Prägezylinder, Fig. 2 eine andere Ausführungsform mit Zufuhr der einen Kunststoffbahn im Wege des Austritts aus einer Breitschlitzdüse, Fig. 3 eine Ausführungsform mit Zufuhr von zwei Kunststoffbahnen im Wege des Austritts aus Breitschlitzdüsen, Fig. 4 eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 3, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform mit einem an sich bekannten, mit dem Prägezylinder zusammenwirkenden Prägeband, Fig. 6 eine Ausführungsform des mit der Vorrichtung herstellbaren Produkts, Fig.
7 eine Draufsicht auf das in Fig. 6 dargestellte Produkt, Fig. 8 einen Teilschnitt durch eine Ausführungsform des Prägezylinders, Fig. 9 eine Teilseitenansicht des in Fig. 8 dargestellten Prägezylinders, Fig. 10 einen Schnitt durch eine Ausführungsform des mit der Vorrichtung herstellbaren Produktes, Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines aus zwei auseinandergenommen dargestellten.
Kunststoffbahnen bestehenden, mit der Vorrichtung herstellbaren Produktes, Fig. 12 eine Draufsicht auf das in Fig. 11 dargestellte Produkt, Fig. 13-16 Schnitte durch Ausführungsformen des mit der Vorrichtung herstellbaren Produktes, Fig. 17 eine perspektivische Ansicht von Ausschnitten von zwei auseinandergenommenen, eine weitere Ausführungsform des mit der Vorrichtung herstellbaren Produktes bildendenKunststoffbahnen, Fig. 18 eine Draufsicht auf das in Fig. 17 dargestellte Produkt im zusammengesetzten Zustand, Fig. 19 einen Schnitt längs der Linie 19-19 in Fig. 18 und Fig. 20 - 22 Schnitte durch weitere Ausführungsformen des mit der Vorrichtung herstellbaren Produktes.
Die Vorrichtung nach der Erfindung erlaubt es, schon aus sehr dünnen Kunststoffbahnen Polstermaterial mit hohen Geschwindigkeiten herzustellen, die je nach der Dicke der Kunststoffbahnen und der Grösse der Vorrichtung 46 - 120 m/min betragen können. Wenn man die Temperatur der Kunststoffbahnen mit der Geschwindigkeit der Vorrichtung richtig aufeinander abstimmt, können beträchtlich höhere Geschwindigkeiten erzielt werden. Man kann jede geeignete Kunststoffolie verwenden.
Ausgezeichnete Ergebnisse sind mit Polyäthylen, Polyolefin, Polypropylen, Polyvinylchlorid und dessen Copolymer mit Polyvinylacetat, ferner mit Polyvinylidenchlorid, Polyvinylbutyral und Polystyrol erzielt worden, ebenso mit wärmehärtbaren Kunststoffen, die ein thermoplastisches Stadium haben oder vor lern Aushärten oder Vulkanisieren gepresst werden können, wie natürlicher und künstlicher Gummi, insbesondere Butylgummi.
Fig. 1 der Zeichnungen zeigt eine Prägewalze 10 mit einer geformten Oberfläche zur Erzeugung mehrerer abgesonderter Zellen, die jede gewünschte Form oder Gestalt haben können. Vorzugsweise wird mit Vakuumverformung gearbeitet. Über Leitwalzen 12,13 und 14 wird der Prägewalze 10 sine erste Kunststoffbahn 11 zugeführt. Die Leitwalzen 12,13 und 14 werden vorzugsweise auf sunehmende Temperaturen erhitzt, damit die Temperatur der Kunststoffbahn 11 langsam erhöht und < ie mit einer vorbestimmten Temperatur der Prägewalze zugeführt wird. Bei einer Bahn aus Polyäthylen geringer Dichte kann die Temperatur der Leitwalze 12 beispielsweise auf etwa 82 - 930C gehalten werden, während die Leitwalzen 13 und 14 auf etwa 110 - 1160C gehalten werden.
Diese Tem- .) erature sind von der Art des thermoplastischen Kunststoffes, seinen Erweichung-un Schmelzpunkten md von der Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung und der Stärke der Bahn abhängig. Es ist wichtig, lass sich die miteinander in Berührung zu bringenden Oberflächenschichten der Bahnen in dem geichmolzenen oder klebrigen Zustand befinden.
Die Oberflächenteile der geprägten Bahn werden auf der Schmelztemperatur des jeweiligen Kunststoffes gehalten, beispielsweise bei Polyäthylen geringer Dichte auf einer Temperatur von 110 - 1160C.
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Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Heizeinrichtung 15 verwendet werden. Man kann aber auch eine zusammengesetzte Prägewalze verwenden, deren erhabene Teile mit einem Wärmeisolier- material 10'abgedeckt sind, um eine Abkühlung der erhabenen Flächen der Bahn zu verhindern, während sie sich auf der Prägewalze befindet. Diese erhabenen Flächen der Bahn bilden die Grundflä- chen der geformten Zellen. Gleichzeitig wird die Temperatur der übrigen Teile der geformten Zellen herabgesetzt. Über die beheizten Leitwalzen 17,18 und 19 wird der Prägewalze eine zweite Kunst- stoffbahn 16 zugeführt. Diese Leitwalzen werden vorzugsweise ebenfalls auf schrittweise zuneh- menden Temperaturen gehalten, so dass die Bahn beim Erreichen der Prägewalze eine Oberflächen- temperatur hat, die in der Grössenordnung der Schmelztemperatur des Kunststoffes liegt.
Wenn die
Oberflächenschicht der Bahn 16 die erhabenen Flächen der geformten Bahn 11 berührt, erfolgt sofort eine Verschmelzung durch die Berührung der beiden Bahnen, wobei durch das Zusammenwirken der Leitwalze 19 mit der Prägewalze 10 ein Druck aufrecht erhalten wird. Auf diese Weise wird unter Hitze- und Druckeinwirkung eine feste, dichte Verbindung der Kunststoffbahnen geschaffen. Das um den übrigen Umfangsteil der Prägewalze 10 herumwandernde zusammengesetzte Polstermaterial bildet bei seiner Abkühlung ein einheitliches Gebilde und kann mittels einer Leitwalze 20 von der Prägewalze 10 entfernt werden. Das so erhaltene Polstermaterial 21 kann zur weiteren Behandlung andern Vorrichtungen zugeführt oder es kann in Rollen oder auf andere Weise verpackt werden.
Ein weiterer die mit der erfindungsgemässen Vorrichtung erzielbare Verschweissung der Kunststoffbahnen beeinflussender Faktor ist der Druck der Leitwalze 19 gegen die Prägewalze 10. Unter den vorgenannten Temperaturbedingungen für Polyäthylen geringer Dichte können bei einer Stärke der Kunststoffbahn von wenigen Hundertstel Millimetern Drücke von 2, l-4, 2 kg/cm2 mit gutem Erfolg angewendet werden. Der erforderliche Druck ist im wesentlichen eine inverse Funktion der Bahntemperatur.
Fig. 6, 7 und 10 zeigen eine Ausführungsform eines Polstermaterials, das mit der in Fig. l gezeigten Vorrichtung erzeugt werden kann. Eine Ausführungsform der Prägewalze 10 ist in Fig. 8 und 9 ausführlicher gezeigt. Aus den zuletzt genannten Figuren geht hervor, dass die Prägewalze 10 einwärts gerichtete Vertiefungen in Form von in kleinen Abständen voneinander angeordneten Sechsecken hat und die erhitzte Kunststoffbahn in diese Öffnungen unter der Wirkung eines Vakuums hineingezogen wird, wobei die Bohrungen 22, die mit einem Verteiler 23 verbunden sind, die Vakuumleitung bilden.
Fig. 6 zeigt getrennt darstellt die verformte Kunststoffbahn 11 und die zweite Kunststoffbahn 16 vor ihrer Vereinigung. Fig. 7 zeigt in Draufsicht die Abstände zwischen den sechseckigen Prägungen 24.
Man erkennt, dass die Anwendung dieser Prägungen eine wirksame Flächenausnutzung gestattet. Fig. 10 zeigt im Querschnitt die sechseckigen Prägungen der Fig. 7 und wird noch ausführlicher erörtert werden.
Versuche haben gezeigt, dass mittels der erfindungsgemässen Vorrichtung ein dauerhafter hermetischer Abschluss jeder der Prägungen 24 erzielbar ist, so dass eine ausgezeichnete polsternde und stossdämpfende Wirkung des Polstermaterials erhalten wird.
Andere zur Herstellung des zusammengesetzten Polstermaterials anwendbare Vorrichtungen sind in Fig. 2-5 erläutert. Die geheizte Prägewalze 10 in Fig. 2 entspricht der Prägewalze 10 nach Fig. 1.
Die zu verformende Kunststoffbahn 25 wird der Prägewalze mittels mehrerer Leitwalzen 26,27, 28 und 29 zugeführt, von denen wenigstens die Leitwalzen 27 - 29 so geheizt werden, dass die Temperatur der Bahn allmählich auf eine Verformungstemperatur für den jeweils verwendeten Kunststoff gebracht wird. Die Prägewalze 10 weist vorzugsweise eine an sich bekannte Vakuumeinrichtung zur Durchführung der Verformung auf, und die Temperatur der Bahnoberfläche wird auf dem Schmelzpunkt oder in der Nähe desselben gehalten, bis die Bahn an der Leitwalze 30 ankommt. Eine zweite Kunststoffbahn 31 wird von der Spritzvorrichtung 32 her direkt zu der Leitwalze 30 und um sie herumgeführt und dann gegen die verformte Bahn 25 gedrückt.
Die Bahn 31 kann beim Verlassen der Spritzvorrichtung eine Temperatur von bis zu 2600C haben, und die Leitwalze 30 muss auf einer genügend niedrigen Temperatur gehalten werden, damit die Bahn 31 auf die gewünschte Schmelztemperatur abgekühlt ist, wenn sie auf die Bahn 25 gelangt. Die Leitwalze 30 übt ferner den erforderlichen Schweissdruck aus, mit dem die Bahn 31 fest gegen die Bahn 25 gedrückt wird. Da sich die Bahn 31 auf einer Schweisstemperatur befindet, bei der wenigstens die Oberflächenschichten der Bahn flüssig sind, haften die beiden gegeneinandergedrückten Bahnen fest aneinander, und die die bereits verformten Teile der Bahn 25 umgebenden Flächen werden dauernd miteinander verschweisst, so dass, wie vorstehend beschrieben, luftgefüllte Hohlräume gebildet werden.
Während ihrer Wanderung um die Prägewalze 10 wird die Bahn wenigstens teilweise durch das Vakuum unter Unterdruck gehalten
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und kühlt ab ; sie wird mittels einer Leitwalze 33 von der Prägewalze 10 abgenommen. Der so erhaltene Schichtstoff 37 kann dann mittels aufeinanderfolgender Leitwalzen 34,35 und 36 von der Prägewalze wegbefördert werden. Die Leitwalzen 34 und 35 sind vorzugsweise gekühlt, um eine vollständige Abkühlung des Schichtstoffes 37 zu gewährleisten.
Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zur Bildung eines geschichteten
Polstermaterials ist in Fig. 3 dargestellt. Wie bei den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen der
Erfindung ist die Prägewalze mit 10 bezeichnet. Eine erste Spritzvorrichtung 40 spritzt eine dünne
Kunststoffbahn 41, die um eine Leitwalze 42 herumläuft und während ihrer Wanderung um diese durch ein laufendes Band 43 abgestützt wird, welches von Walzen 44,45 und 46 getragen wird.
Eine oder mehrere der Walzen 44 - 46 und das Band 43 befinden sich vorzugsweise auf einer Tem- peratur, die die Temperatur der gespritzten Kunststoffbahn auf die Schmelztemperatur senkt, knapp bevor sie mit der verformten Kunststoffbahn 47 vereinigt wird. Die Kunststoffbahn 47 wird mit einer geeigneten Spritzvorrichtung 48 gespritzt und um die Leitwalze 49 herumgeführt.
Während ihrer Wanderung um die letztere wird die Bahn von einem laufenden Bahd 50 geschützt und abge- stützt, das von Walzen 51,52 und 53 getragen wird. Diese Walzen zusammen mit dem Band 50 befinden sich vorzugsweise auf einer solchen Temperatur, dass die Temperatur der Bahn auf die vorer- wähnte Verformungstemperatur gesenkt wird. Die der Prägewalze 10 zugeführte Bahn 47 wird ver- formt und dann mit der Bahn 41 vereinigt, wobei die verformten Teile dauernd miteinander ver- schweisst werden, so dass mehrere, in geringen Abständen voneinander angeordnete, hermetisch abge- schlossene Hohlräume gebildet werden.
Während ihrer Wanderung um die Prägewalze 10 herum kühlt sich die zusammengesetzte Bahn ab und kann auf beliebige geeignete Weise von der Prägewalze abge- nommen werden, beispielsweise mit Hilfe der Leitwalze 54. Dann kann die Bahn 55 über geeignete
Kühlwalzen oder der Wirkung anderer Kühlmittel ausgesetzt werden, wenn das Gewicht und die Stärke der Bahn dies erfordern.
Die in Fig. 4 schematisch gezeigte Vorrichtung entspricht in bestimmten Merkmalen der in den vorstehenden Figuren dargestellten. Hier ist eine Doppelspritzvorrichtung 60 zum gleichzeitigen Spritzen der beiden Kunststoffbahnen 61 und 62 vorgesehen. Die Bahn 61 wird um eine Leitwalze 63 herumgeführt und während ihrer Wanderung von einem laufenden Band 64 abgestützt, das von Walzen 65,66 und 67 abgestützt wird. Die Bahn 61 wird dann der Prägewalze 10 zugeführt und dort unter der Wirkung eines Vakuums oder mit andern geeigneten Mitteln verformt. Die Bahn 62 wird um die Leitwalze 63 herum und zu der Prägewalze hin geführt. Die Leitwalze 63 bewirkt eine Druckberührung zwischen den Bahnen 61 und 62 zur Durchführung der Schweissung. Die zusammengesetzte Bahn 68 wird dann während ihrer Wanderung um die Prägewalze 10 abgekühlt und von dieser durch eine Leitwalze 69 abgestreift.
Dann kann die Bahn nach Belieben weiter abgekühlt und weiterverarbeitet werden.
In bestimmten Fällen kann es erwünscht sein, ein Polstermaterial herzustellen, bei dem beide miteinander zu verschweissende Bahnen verformt sind. Dies kann mit der in Fig. 5 schematisch dargestellten Vorrichtung erreicht werden. Bei dieser wird eine erste Bahn 70 um eine erhitzte Leitwalze 71 herum einer Vakuum-Prägewalze 72 zugeführt. Man kann aber natürlich auch jede andere geeignete Verformungseinrichtung verwenden. Eine zweite Bahn 73 wird um eine Leitwalze 74 einem Vakuumprägeband 75 zugeführt, das von Walzen 76 und 77 getragen wird. Die Prägungen auf dem Bande 75 und der Prägewalze 72 sind übereinstimmend ausgebildet und so koordiniert, dass sie übereinanderliegen. Das Band kann jede geeignete Ausbildung haben, die ein Vakuum zur Verformung der Bahn 73 bewirken kann.
Ausserdem können die Bahnen 70 und 73 vergeformt oder direkt in die Vorrichtung hinein gespritzt werden, wie dies in Fig. 3 und 4 gezeigt ist. Um eine unnötige Abkühlung der Aussenflächen der verformten Bahnen zu vermeiden, kann es zweckmässig sein, geeignete Heizeinrichtungen, beispielsweise die elektrische Heizung 78, vorzusehen, die wenigstens die Oberflächenschichten der verformten Bahnen in einem etwas flüssigen oder klebrigen Zustand erhalten, um das Schweissen zu erleichtern. Der Schweissdruck wird bei dieser Vorrichtung dadurch erzeugt, dass das Band 75 beim Umlauf um die Walze 72 gespannt gehalten wird. Der Druck wird durch eine Spannungsregelungswalze 79 geregelt.
Gegebenenfalls können zu diesem Zweck auch andere Spannoder Druckelemente verwendet werden oder man kann zwei zusammenwirkende Prägewalzen verwenden, die mit der Prägewalze 72 im wesentlichen übereinstimmend ausgebildet sind, die Verformung bewirken und die beiden geprägten Bahnen aneinanderdrücken. Ein mittels dieser Vorrichtung erzeugtes Produkt ist in Fig. 23 dargestellt und zusammen mit den andern Polstermaterialien beschrieben, die in Fig. 10-22 dargestellt sind. In bestimmten Fällen kann es erwünscht sein, die dicht abgeschlossenen
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Prägungen, beispielsweise die in Fig. 6 und 7 gezeigten Hohlräume 16', mit Luft zu füllen, die sich nach dem Abkühlen des Produktes unter atmosphärischem oder einem etwa höheren Druck befindet.
Da der dichte Abschluss der mit dem strömungsfähigen Medium gefüllten Elemente bei der Herstellung des geschichteten Polstermaterials normalerweise bei atmosphärischem Druck und unter relativ hoher Temperatur durchgeführt werden kann, werden die Hohlräume kleiner, wenn das Material wieder auf Zimmertemperatur gelangt. Um diese Erscheinung zu kompensieren oder zu vermeiden, kann jedes geeignete Verfahren angewendet werden. Beispielsweise kann der Schweissvorgang in einer unter Überdruck stehenden Atmosphäre durchgeführt werden, so dass das erhaltene Polstermaterial, wenn es abgekühlt ist und dem normalen atmosphärischen Druck ausgesetzt wird, in den Hohlräumen 16'einen gewählten Druck aufweist, der auf oder über dem atmosphärischen Druck liegen kann.
Ein anderes Verfahren zur Verhinderung des Zusammenfallens bei der Abkühlung besteht darin, dass das Polstermaterial so weit wieder erhitzt wird, dass die Prägungen etwas beseitigt werden, so dass die dann eintretende Schrumpfung zu Bildung von etwas kleineren, aber voll gefüllten Hohlräumen führt. Weitere Verfahren bestehen in der Anwendung der nachstehenden Schmelztemperaturtabelle, in der die Schmelztemperaturbereiche für verschiedene Klassen von schmelzbaren Kunststoffen angegeben sind. Es versteht sich, dass es in jeder Klasse von Kunststoffen zahlreiche spezifische, verschiedenartige Eigenschaften gibt.
Schmelztemperaturtabelle
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<tb>
<tb> Klasse <SEP> des <SEP> zu <SEP> Schmelztemperatur
<tb> schmelzenden <SEP> Materials <SEP> OC
<tb> Polyvinylchlorid <SEP> und <SEP> seine <SEP> Copolymere <SEP> 163 <SEP> - <SEP> 177 <SEP>
<tb> Polyäthylen <SEP> (niedrige <SEP> und <SEP> mittlere <SEP> Dichte) <SEP> 116 <SEP> - <SEP> 132 <SEP>
<tb> Polyäthylen <SEP> (hohe <SEP> Dichte) <SEP> 132 <SEP> - <SEP> 160 <SEP>
<tb> Polystyrol <SEP> 121 <SEP> - <SEP> 135 <SEP>
<tb> Styrolgemische <SEP> 138 <SEP> - <SEP> 166 <SEP>
<tb> Polypropylen <SEP> 138 <SEP> - <SEP> 166 <SEP>
<tb>
Vorzugsweise werden die beiden Bahnen mittels der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen miteinander verschweisst,
in denen wenigstens die einander berührenden Flächen der Bahnen auf eine Schmelztemperatur gebracht und dann unter geeignetem Schweissdruck miteinander in Berührung gebracht werden. Man kann aber die nachstehend beschriebenen Polstermaterialien auch mit andern Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung herstellen, um gute, hermetische Abdichtungen zu erhalten.
Die mit der erfindungsgemässen Vorrichtung herstellbaren Produkte sind in Fig. 6,7 und 10 - 23 dargestellt. In der in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform des Polstermaterials werden sechseckige, dicht abgeschlossene Prägungen 24 verwendet. Gemäss Fig. 10 hat jede Prägung 24 Seitenwände 80, die sich so verjüngen, dass der dünnste Teil der Wand am weitesten von der Verschlussbahn 16 entfernt ist. Die sich verjüngende Wandausbildung 80 bewirkt eine mechanisch stossdämpfende Wirkung, welche die pneumatische Wirkung ergänzt. Beispielsweise enthält die Prägung 24 normalerweise darin dicht eingeschlossene Luft oder ein anderes strömungsfähiges Medium. Wenn nun ein Druck ausgeübt wird, der diese Prägung zusammendrückt, sind die Wände bestrebt sich auszudehnen, so dass die Prägung zusammengedrückt werden kann.
In vielen Fällen gibt es einen Punkt, über den hinaus die Prägung 161 nicht weiter zusammengedrückt werden kann, ohne zu reissen. In einem solchen Fall bewirken die Wände 80 eine weitere Abstützung. Wenn die Prägung selbst zerdrückt wird, leisten die Wände dann immer noch einen erhöhten Widerstand, bis das Polstermaterial vollends zerstört ist. Das in Fig. 7 und 10 dargestellte Polstermaterial ergibt daher sowohl eine pneumatisch, als auch eine mechanisch stossdämpfende Wirkung.
Dies ist ideal bei der Verwendung des Polstermaterials zum Schutz von aus grossen Höhen fallenden Gegenständen, beispielsweise beim Abwurf von Gegenständen aus Flugzeugen oder andern schnell bewegten Fahrzeugen, wobei der Schutz für die Gegenstände eine stark stossdämpfende Wirkung haben muss, selbst wenn die Prägungen des Polstermaterials beim Aufschlag zerstört werden.
Die Prägungen 24 können jede gewünschte Form oder Gestalt mit gleichmässig starken oder sich verjüngenden Wänden aufweisen. Eine abgeänderte Gestaltung des Polstermaterials ist in Fig. l1 und 12 dargestellt. Hier sind die dicht abgeschlossenen Prägungen 82 kreisförmig ausgebildet und ergeben
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schaulichten zusammengesetzten Gebilde sind die Prägungen 93'mit voller Linie und die zwischen ihnen liegenden Prägungen gestrichelt dargestellt. Das Ineinandergreifen dieser Materialien geht besser aus Fig. 19 hervor, nach der die Zellen oder Prägungen aneinanderliegen, so dass die Festigkeit erhöht wird.
Fig. 20 zeigt eine weitere Ausführungsform des mit der Vorrichtung nach der Erfindung herstell- baren Polstermaterials, bei der das Polstermaterial von einer Sperre für Gas und Feuchtigkeitsdampf ein- geschlossen ist. In dieser Ausführungsform weist das Polstermaterial eine geeignet verformte Schicht 95, eine Verschlussschicht 96, eine darüberliegende Kunststoffschicht 97 und eine obere und eine untere
Schicht 98 und 99 aus Aluminiumfolie oder einem andern ähnlichen Material auf. Die Ränder 100 sind über den ganzen Umfang herum verschweisst, so dass das Polstermaterial vollkommen geschützt ist.
In manchen Fällen ist es erwünscht, die elastischen Eigenschaften von Materialien wie Schaum- gummi mit den polsternden Eigenschaften der vorstehend beschriebenen, dicht verschlossene Hohlräume enthaltenden Polstermaterialien zu kombinieren. Zu diesem Zweck kann eine Ausbildung der beispiels- weise in Fig. 21 gezeigten Art verwendet werden, in der das Polstermaterial 21, beispielsweise nach
Fig. 7, mit einer Schicht 101 aus Schaumgummi versehen und mit der einen Seite des Polsterma- terials 21 verklebt werden kann. Gummi und gummiartige Materialien können zwar mit verschie- dener Elastizität erzeugt werden, haben aber nicht die Vorteile der mit der erfindungsgemässen Vorrichtung herstellbaren Polstermaterialien.
In Fällen, in denen eine starke Polsterwirkung erwünscht ist, hat es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, eine Schicht aus Schaumgummi oder künstlichem Schaumgummi, der eine sehr weiche Polsterwirkung hat, mit einem auf der erfindungsgemässen Vorrichtung herstellbaren Polstermaterial zu vereinigen, das mehrere dicht abgeschlossene Prägungen hat. Die Eigenschaften der beiden Polstermaterialien führen dann zu einem Verbundmaterial, das eine stossdämpfende und polsternde Wirkung hat, wie sie mit bekannten Materialien bisher nicht erzielbar war.
Ferner können je nach der Art der gewünschten stossdämpfenden und polsternden Wirkung dichtere und elastische Materialien verwendet werden.
Fig. 22 zeigt eine weitere Ausführungsform des mit der Vorrichtung nach der Erfindung herstellbaren Polstermaterials, bei dem das eigentliche Polstermaterial, beispielsweise das vorstehend beschriebene Polstermaterial 21, vollkommen in Materialien aus natürlichem oder künstlichem Gummi jeder gewünschten Dichte eingeschlossen ist. Eine Schicht 102 aus natürlichem oder künstlichem Gummi ist mit der einen Seite und eine zweite Schicht 103 ist mit der andern Seite des Polstermaterials verklebt. Die Schicht 103 füllt die Zwischenräume zwischen den dicht verschlossenen Prägungen 161 aus.
Auf diese Weise erhöht die Schicht 103 nicht nur die Elastizität, sondern bewirkt auch eine Abstützung für die Prägungen 16'. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere zum Polstern von Möbeln, für Matratzen u. dgl., und setzt die Kosten des Materials wesentlich herab, während die Polsterwirkung verbessert wird.
Fig. 23 zeigt eine weitere Ausführungsform des mit der Vorrichtung nach der Erfindung herstellbaren Polstermaterials, bei der zwei geprägte Bahnen mit der Rückseite aneinanderliegend verschweisst werden. Bei dieser Ausführungsform werden zwei geprägte Bahnen 104 und 105 mit mehreren Prägungen 1041 und 1051 so miteinander verschweisst, dass dicht verschlossene Hohlräume gebildet werden. Mit dieser Anordnung kann eine zusätzliche Polsterwirkung erzielt werden. Bei Verwendung der sich verjüngenden Ausbildung der Prägungen, wie vorstehend beschrieben, kann eine mechanische Polsterwirkung mit einer pneumatischen vereinigt werden.
Das mit der erfindungsgemässen Vorrichtung durchführbare Schweissverfahren, bei dem eine geformte Kunststoffbahn mit einer zweiten Materialschicht verschweisst wird, in dem wenigstens die einander berührenden Flächen in flüssigem oder klebrigem Zustand gehalten werden, ehe sie zu einem im wesentlichen einheitlichen Material zusammengedrückt werden, ermöglicht die Einführung anderer Materialien zwischen den verschweissten Bahnen zur Erzielung einer Abdichtung gegen Feuchtigkeitsdampf, zum Schutz gegen Schwamm, Bakterien, Insekten oder Nagetiere, zum Feuerschutz oder für andere ähnliche Zwecke.
Beispielsweise kann knapp vor dem Verschweissen der übereinanderliegenden geprägten Bahn und der Verschlussbahn Calciumsilikat- oder Calciumstearatpulver eingeführt werden, das Feuchtigkeit und Wasserdampf absorbiert und in den dicht verschlossenen Prägungen für eine vollkommen trockene Atmosphäre sorgt. Gegebenenfalls kann zum Feuerschutz auch eine geeignete Verbindung von Bor und Ammoniumsulfat unmittelbar vor dem Verschweissen der Bahnen zwischen diese eingeführt werden.
Die Eigenschaften der verwendeten Kunststoffe spielen auch insofern für die Beschaffenheit der mit der Vorrichtung nach der Erfindung herstellbaren Polstermaterialien eine Rolle, als ein weiches Polster-
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material mit stark weichmacherhaitigen dünnen Kunststoffbahnen erzielt werden kann, während bei Verwendung von dickeren Kunststoffbahnen mit geringerem Weichmachergehalt eine härtere Polsterwirkung erzielt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Herstellen eines Polstermaterials aus mindestens zwei Kunststoffbahnen, wobei jede Bahn über wenigstens eine Leitwalze einer auf ihrem Umfang mit an eine Saugvorrichtung anschliessbaren Vertiefungen versehenen Prägewalze zugeleitet und bei erhöhter Temperatur die eine Bahn mit einer Prägung versehen wird und wobei anschliessend an den erhabenen Stellen der Prägung die beiden Bahnen mittels Wärme verschweisst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwalzen (19 ; 42 ; 30 ; 62, 77 ; 14,49, 29,63, 71) zum Aufbringen der Bahnen (11,47, 25,61, 70 ;
16. 41,31, 62,73) knapp nebeneinander am Umfang der Prägewalze (10,72) und in Laufrichtung der Bahnen vor einer die miteinander verschweissten Bahnen (21,27, 68) abziehenden Leitwalze (20,54, 33,69) angeordnet sind, und dass mindestens die Leitwalze (19,42, 30,63, 77), die die Bahn (16,41, 31,62, 73) zum Verschweissen im Bereich der erhabenen Stellen der anderen Bahn (11,47, 25,61, 70) der Prägewalze (10,72) zuführt, unter Druck an diese anliegend ausgebildet ist.