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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von formstabilisierten Körpern aus Fasermaterial enthaltendem Polyurethanschaumstoff
In der österr. Patentschrift Nr. 263379 werden formstabilisierte Körper aus Fasermaterial enthaltendem Polyurethanschaumstoff sowie ein Verfahren zu deren Herstellung beansprucht und beschrieben.
Diese formstabilisierten Körper sind dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial ein dreidimensiona- les Gerüst aus Gummi- oder Krollhaar oder aus tierischen, pflanzlichen oder synthetischen Wirrfasern vergleichbarer Dimension bildet, wobei die Fasern wenigstens an ihren gegenseitigen Berührungsstellen mit einem im trockenen Zustand elastischen Bindemittel, vorzugsweise Kautschuk, überzogen und somit miteinander verbunden sind, und der freie Raum innerhalb des gebundenen Wirrfasergebildes durch einen elastischen Polyurethanschaumstoff zur Gänze ausgefüllt ist.
Das in derselben Patentschrift beanspruchte Verfahren zur Herstellung der beschriebenen formstabilisierten Körper besteht darin, dass man einen Formkörper aus Gummi- oder Krollhaaroderaustie- rischen, pflanzlichen oder synthetischen Wirrfasern vergleichbarer Dimension, welche Fasern mit einem im trockenen Zustand elastischen Bindemittel, vorzugsweise Kautschuk, wenigstens an den gegenseitigen Berührungsstellen überzogen sind und dadurch in mehr oder weniger sperrigem, lockerem Gefüge zusammengehalten werden, gegebenenfalls unter geringfügiger Kompression in eine Form bringt und diese Form nach Verschliessen mit einem elastischen Polyurethanschaumstoff unter Druck ausschäumt.
Es wurde nun gefunden, dass das Ausschäumen der im obigen Patent beanspruchten formstabilisierten Körper insbesondere dann, wenn Körper in Form von flachen Quadern, wie beispielsweise Matratzen od. dgl. hergestellt werden sollen, vorteilhafterweise kontinuierlich durchgeführt werden kann.
Gegenstand des vorliegenden Zusatzpatentes ist daher ein Verfahren zur Herstellung von formstabilisierten Körpern aus Fasermaterial enthaltendem Polyurethanschaumstoff nach der österr. Patentschrift Nr. 263379, wonach ein Formkörper aus Gummi- oder Krollhaar oder aus tierischen, pflanzlichen oder synthetischen Wirrfasern vergleichbarer Dimension, die mit einem im trockenen Zustand elastischen Bindemittel, vorzugsweise Kautschuk, wenigstens an den gegenseitigen Berührungsstellen überzogen sind und dadurch in mehr oder weniger sperrigem, lockerem Gefüge zusammengehalten wer- den, mit einer schäumbaren Polyurethanmasse ausgeschäumt wird, welches darin besteht, dass der Formkörper zunächst kontinuierlich mit der schäumbaren Polyurethanmasse imprägniert und unmittel- bar darauf ausgeschäumt wird.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des eben beschriebenen Verfahrens.
Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, mittels welchen Kautschukmilch als Bindemittel auf in Bewegung befindliche Fasern aufgetragen werden kann, um dadurch eine fortlaufende Herstellung
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von Polstermaterial zu ermöglichen. Mittels einer derartigen Vorrichtung kann beispielsweise der als Ausgangsmaterial verwendete, wenigstens an den gegenseitigen Berührungsstellender Fasern mit Kautschuk überzogene Gerüstkörper hergestellt werden.
Weiterhin sind bereits Vorrichtungen bekanntgeworden, um kontinuierlich faserverstärkte Schwamm- platten herzustellen : bei diesem bekannten Verfahren werden Fasern und Schwammasse in einem Zufuhrtrichter gut gemischt und kontinuierlich auf ein endloses Band aufgetragen. Von beiden bekannten Vorrichtungen unterschiedet sich die erfindungsgemässe Vorrichtung jedoch grundlegend : sie ist beispielsweise in den Zeichnungen erläutert.
Hierin bedeuten Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, Fig. 3 einen Quer- und Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine entsprechende Vorrichtung ; die Fig. 5 bis 7 stellen wei- tere Ausführungsformen dar.
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nungen angedeutet, eine dauernde oszillierende Bewegung quer über den unter ihm durchlaufenden Faserkörper-2-vollführt, eine Schaumstoffgrundmischung-5-in noch ungeschäumtem Zustand aufgebracht. Diese Schaumstoffgrundmischung durchdringt den Faserkörper --2-- und beginnt eine kurze Strecke nach dem Mischkopf zu schäumen.
Der Schäumungsvorgang läuft etwa so lange, bis sich der Faserkörper, nunmehr mit Schaumstoff umgeben, am Ende der Querspannvorrichtung-l- befindet, so dass er nunmehr in seinen Längs- und Querdimensionen stabilisiert und eine weitere Spannung nicht mehr notwendig ist. Nach Verlassen der Querspannungsstrecke kann der fertige kontinuierliche Schaumstoffkörper durch entsprechende Vorrichtungen beispielsweise parallel zur Oberfläche zu den Seitenflächen od. dgl. nach Wunsch beschnitten und weiterhin, wenn gewünscht, in Ein- zelstücke quergeteilt werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist in den Fig. 2, 3 und 4 mit den entsprechenden Bezugszei- chen ebenfalls dargestellt. in Fig. 2 ist ersichtlich, dass unterhalb und seitlich des Faserkörpers zweck- mässig Papier- od. dgl. -bahnen --6 bzw. 7-mitlaufen gelassen werden, um ein Austreten der noch nicht ausgeschäumten Mischung und ein Verschmutzen der Maschine zu vermeiden ; in Fig. 3 ist die Querspannung des Faserkörpers-l-durch Kluppen-8-der Spannvorrichtung--1--während der Behandlung schematisch dargestellt, während aus Fig. 4 das Auftragen der schäumbaren Mtschung-5-- mit dem nachfolgenden Ausschäumen bzw. das endgültige Beschneiden der fertig ausgeschäumten Bahn - durch die Schneid vorrichtung --4-- schematisch dargestellt ist.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens perspektivisch dargestellt ; mit dieser Vorrichtung ist es möglich, das erfindungsgemässe kontinuierliche Verfahren auch unter Druck durchzuführen.
Ebenso wie in den bisherigen Figuren wird der Faserkörper --2-- ebenfalls auf eine in Längsrichtung bewegliche Unterlage, beispielsweise ein Transportband-6-. aufgebrachtund übereinen Misch- kopf --3-- mit einer Schaumstoffgrundmischung versetzt. Unmittelbar hierauf läuft der mit der Schaumstoffgrundmischung versetzte Faserkörper in einen Kanal, der vorzugsweise aus in Längsrichtung bewegten Wandstücken, beispielsweise weiteren seitlichen Transportbändern-7-und einem oberen Transportband-10 besteht.
Diese Transportbänder können gegebenenfalls durch Rollen-11, 12- oder analoge Einrichtungen, wie beispielsweise Gleitflächen od. dgl. geführt werden : der Kanal kann auch an einer oder mehreren Seiten aus Gleitflächen gebildet sein, insbesondere wenn der fertige Schaumfaserkörper mittels geeigneter Einrichtungen durch diesen Kanal gezogen wird. In diesem Kanal, der vorzugsweise durch bewegliche Wände begrenzt ist, findet das Durchschäumen des Schaumstoffkörpersstatt, wobei durch entsprechende Einstellung der Kanaldimensionen bzw. Auswahl der Stärke des zu durchschäumenden Faserkörpers auf diesen ein Druck ausgeübt werden kann ; diese Möglichkeit ist schematisch in Fig. 7 dargestellt. Die Vorrichtung kann jedoch ebenso auch zur drucklosen Durchführung des Verfahrens verwendet werden.
Bei dieser Vorrichtung ergibt sich der Vorteil, dass ein Beschneiden des fertigen Faserkörpers parallel zur Längsrichtung nicht mehr notwendig ist.
Um zu vermeiden, dass zwischen den Transportbändern, welche vorzugsweise die beweglichen
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erreicht wird, dass jeweils das angrenzende Band an diesen Anschlagleisten durch die Schaumstoffentwicklung angepresst und so ein Durchtreten des Schaumstoffes sicher vermieden wird (Fig. 6). Selbstver- ständlich ist es auch möglich, diese Vorrichtung durch Vorsehen von mehr oder entsprechend geformten beweglichen Bändern zur Herstellung von andern als im Querschnitt rechteckig geformten Schaumfaserkörper anzuwenden. Bei allen in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen ist es zweckmässig, die die ganze oder teilweisegeschlosseneFormbildendenBegrenzungswändealsTrenn- schicht auszubilden oder mit Trennschichten zu versehen.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Begrenzungswände, beispielsweise Transportbänder, an der Oberfläche mit einem an der Wand festhaftenden Trennüberzug, beispielsweise aus Silikon od. ähnl., am Schaumstoff nichthaftenden Materialien versehen werden ; es kann jedoch auch an diesen Begrenzungswänden eine Folie mitlaufen gelassen werden, die entweder, beispielsweise wenn sie aus einem Polyolefin, einer silikonisierten Metallfolie od. dgl. besteht, vom fertigen Formstück wieder abgezogen werden kann oder falls als derartige Folie beispielsweise Kraftpapier od. dgl. verwendet wird, am fertigen Schaumkörper verbleibt.
Obwohl letztere Ausführungsform bei der Herstellung von nicht verstärkten Schaumkörpern an sich bevorzugt wird, um diesen Schaumkörpern bis zur vollständigen Aushärtung einen gewissen Halt zu verleihen, ist dies beim erfindungsgemässen Verfahren nicht mehr notwendig, da die im Schaumkörper angeordnete Verstärkung eine hinreichende Formstabilität gewährleistet.
Zweckmässig wird eine derartige Vorrichtung unmittelbar nach einer Vorrichtung zur Herstellung des Faserkörpers angeordnet, da dabei ein völlig kontinuierliches Arbeiten möglich ist ; anderseits können auch die Faserkörper in langen Bahnen zunächst zu Rollen aufgewickelt und dann von den Rollen abgezogen und erfindungsgemäss behandelt werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann entweder waagrecht oder schräg oder überhaupt in einer beliebigen Lage angeordnet werden, bei welcher das Verfahren in zufriedenstellender Weise durchführbar ist. Insbesondere bei der in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellten Vorrichtung ist es weiterhin möglich, Schaumstoffaserkörper in beliebiger Dicke herzustellen, indem zwei oder mehrere Faserkörperbahnen getrennt mit Schaumgrundstoff imprägniert und unmittelbar darauf bei gleichzeitigem Ausschäumen unter Druck aufeinander gepresst werden. Dieses Verfahren ist in Fig. 7 schematisch dargestellt, wobei einfachheitshalber lediglich der letzte Mischkopf, der die Schaumstoffgrundmasse auf die Faserbahn - aufbringt, dargestellt ist ; die Bahn 2a läuft in bereits imprägniertem Zustand in die Vorrichtung ein.
Beispiel : Eine Gummikokosbahn mit einer Dichte von 15 kg/mSund einer Stärke von etwa 15 cm wird kontinuierlich in einer in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung mit einem Schaumgrundstoff folgender Zusammensetzung in einer Menge von etwa 3 kg/m 2 versehen :
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<tb>
<tb> verzweigter <SEP> Polyester <SEP> aus <SEP> Adipinsäure,
<tb> Diäthylenglykol <SEP> und <SEP> Triol <SEP> 100 <SEP> Teile
<tb> Wasser <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP> Teile
<tb> Aktivator <SEP> : <SEP> Zinnoctoat <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Teile
<tb> Triäthylendiamin <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Teile
<tb> Silikonöl <SEP> handelsübliches <SEP> niedrigviskoses <SEP> Öl <SEP> 1 <SEP> Teil
<tb> zur <SEP> Steuerung <SEP> der <SEP> Porengrösse
<tb> T <SEP> oluy <SEP> lendiisocy <SEP> anatmischung <SEP> :
<SEP> 39, <SEP> 8 <SEP> -40 <SEP> Teile <SEP>
<tb> 2, <SEP> 4 <SEP> 6=80 <SEP> : <SEP> 20 <SEP> 39. <SEP> 80 <SEP> Teile <SEP>
<tb>
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mit einer Dichte von etwa 35 kg/m3, die parallel zu ihren Längsflächen beschnitten und in einzelne Stücke zerteilt wird.
Verarbeitet man die gleichen Materialien, wie oben angegeben, in einer Vorrichtung gemäss den Fig. 5 bis 7, erhält man direkt ohne Beschneidung der Längsflächen eine Schaumfaserkörperbahn, die nur noch je nach dem gewünschten Verwendungszweck in einzelne Stücke quer geteilt werden braucht.