Schaumstoff körper mit Verstärkungen
Die Erfindung betrifft einen Schaumstoffkörper mit Verstärkungen, welche durch aus Fäden bestehende Auflagen oder Einlagen gebildet sind. Solche Schaumstoffkörper können einen verbesserten Widerstand gegen äussere Einflüsse, wie beispielsweise gegen Einreissen oder Zerreissen, aufweisen.
Federnde und sehr elastische Schaumstoffkörper reissen leicht ein. Dieser Nachteil kann zwar durch Beimischen bestimmter Chemikalien zu den Grundstoffen überwunden werden, dann lässt sich aber das Material nur zu Gegenständen verarbeiten, die halb oder weniger als halb so breit sind wie normal. Die Begrenzung der Breite macht dieses stärkere Material ungeeignet für Polsterzwecke, ausserdem schwimmen die Polster, und ihre Elastizität ist stark verringert.
Der erfindungsgemässe Schaumstoffkörper ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagen oder Einlagen eine netzartige Struktur mit freien Flächen zwischen den Fäden haben. Man kann auf diese Weise eine gewisse Dehnung oder Streckung durch die weitmaschigen Gewebe, Netze oder dergleichen erreichen und ein Einreissen oder gar Zerreissen des Materials verhindern.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schaumstoffkörpers durch Verkleben der Auflagen oder Einlagen mit dem Schaumstoffkörper. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass den Auflagen oder Einlagen durch Streckung des Schaumstoffkörpers vor dem Verkleben und durch Entspannung nach dem Verkleben eine Schrumpfung erteilt wird.
Die beigefügten Figuren veranschaulichen die Erfindung beispielsweise.
Fig. 1 ist eine perspektivische Aufsicht auf einen Schaumstoffkörper mit einer Art geknüpftem Netz, das in den Schaumstoff (zwischen zwei Schaumstoffplatten) eingelagert ist.
Fig. 2, 3 und 4 sind perspektivische Aufsichten auf andere Ausführungsformen, bei denen die Verstärkung auf der Oberfläche einer Schaumstoffplatte angebracht ist.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht zweier Lagen Schaumstoff, deren jede an der der andern Platte zugewendeten Oberfläche mit parallelen Verstärkungsfäden belegt ist.
Fig. 6 zeigt perspektivisch eine Lage einer Schaumstoffplatte mit eingekräuselten Fäden an der einen Oberfläche.
Fig. 7 ist eine perspektivische Aufsicht auf eine Kombination von zwei Lagen nach Fig. 5 mit einer weiteren Zwischenlage.
Fig. 8 zeigt einen Block des Materials mit mehreren Verstärkungslagen, der zwischen den Lagen aufgeschnitten ist.
Fig. 9 veranschaulicht die Beanspruchung einer Verstärkung bei seitlichem Zug.
In Fig. 10, 11 und 12 sind drei Ausführungsformen einer Vorrichtung dargestellt, mit denen die Körper hergestellt werden können. Der verwendete Verstärkungsstoff wird dem Verwendungszweck des Schaumstoffes angepasst. So ist zum Beispiel in Fig. 1 ein geknüpftes Netz 1 nach Art eines Fischernetzes dargestellt mit beispielsweise quadratischen Maschen von 12,7 bis 25,4 mm Seitenlänge, in dem der Län genuntersehied zwischen der Summe zweier benach- barter Seiten und der Diagonale zwischen den äussersten Punkten dieser Seiten die Entfernung ist, um die das Netz gedehnt werden kann. Ein solches Netz mit quadratischen Maschen kann nur parallel zu den Diagonalen, aber praktisch nicht parallel zu den Seiten der Quadrate gestreckt werden.
Der Teil 2 des Materials in Fig. 1 zeigt, wie der Verstärkungsstoff auf der Oberfläche des Schaumstoffes aufliegt, während der Rest der Darstellung den Verstärkungsstoff in der Dicke der Lage eingeschlossen zeigt, sei es durch Eingiessen oder durch Einschluss zwischen zwei Lagen 4 und 5 des Schaumstoffes. Die beiden Lagen können auch, anders als in Fig. 1, jede dünner sein als die einzige Lage 2.
Das Netz wird zuerst mit einer Lage verbunden, indem ihre Oberfläche, vorzugsweise durch Infrarotbestrahlung (oder Hitze), angeschmolzen und das Netz draufgerollt wird oder aber, das Netz wird auf den Schaumstoff aufgelegt und seine Oberfläche durch das Netz angeschmolzen und dann mit der zweiten Lage bedeckt und mit ihr verbunden, indem diese Lage plastisch gemacht wurde oder aber, es wird ein Kleber verwendet. In beiden Fällen ist es vorzuziehen, den Verbundkörper durch Presswalzen zum besseren Haften oder Einbetten zu schicken. Der Kleber kann vorteilhaft Polyurethanschaum sein.
Soll die Verstärkung nach allen Richtungen streckbar sein, so wird zum Beispiel ein offenmaschiges Gewebe verwendet, mit Maschen von mehr als vier Seiten, in dem die Fäden insbesondere nicht in fortlaufend geraden Linien verlaufen, ausser zwischen den Knoten und Schlingen. Auch können für den gleichen Zweck Gewebe verwendet werden, deren Fäden selbst beschränkt dehnbar sind.
Beispielsweise ist in Fig. 2 eine Spitzennetz- oder Tüllverstärkung dargestellt, die nach allen Richtungen gestreckt werden kann, weil die Maschen vielseitig sind. In diesem Beispiel ist die Verstärkung auf der Oberfläche einer einzelnen Lage dargestellt, aber sie kann auch zwischen zwei Lagen Schaumstoff eingeschlossen sein.
Eine weitere Formart der Verstärkung zeigt Fig. 3 in Form eines gewirkten Netzes nach der Art eines Haarnetzes oder Schleiers, das für die Zwecke der Erfindung besonders geeignet ist, da es sich in den verschiedensten Maschenweiten ausführen lässt, deren Grösse sich nach dem zulässigen Grad der Streckung richtet. Das Netz ist wiederum auf der Oberfläche einer Schaumstofflage dargestellt, aber selbstverständlich kann es auch innerhalb des Schaumstoffes liegen, wie oben beschrieben. Wird es jedoch auf der Oberfläche angebracht, so kann der erweichte Schaumstoff zwischen den Maschen durchtreten, wie Fig. 4 zeigt, so dass das Material auf dieser Seite nicht rutscht.
Obwohl es vorgezogen wird, thermoplastischen Polyurethanschaumstoff zu verwenden, dessen thermoplastische Eigenschaften ausgenutzt werden können, um das Netz damit zu verbinden, können zur Verbindung des Verstärkungsstoffes auch Kleber verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform werden zwei Lagen des Schaumstoffes mit einer Reihe von parallel liegenden Verstärkungsfäden belegt und die beiden Lagen alsdann so zusammengebracht, dass die Fäden winklig zueinander verlaufen, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Die Fäden selbst können begrenzte Elastizität haben, oder die Lagen können bis zu dem gewünschten Grad gestreckt werden, ehe die Fäden aufgebracht werden, und danach wird entspannt, so dass sich die Fäden zusammenkräuseln, wie in Fig. 6 dargestellt. Die beiden Lagen können miteinander sowohl im entspannten wie im gestreckten Zustand verbunden werden.
Wenn die beiden Lagen verbunden werden, können die Fäden nahe aufeinander liegen und eine netzartige Struktur bilden. Aber die Fadenlagen brauchen nicht in der gleichen Ebene zu liegen, sie können auch durch eine Zwischenlage des Schaumstoffes zur Erzielung höherer Federung gemäss Fig. 7 durch eine Zwischenlage aus Kunststoff getrennt sein.
Im Endprodukt können beliebig viele Lagen von Netzen oder Fäden eingeschlossen sein. Der Körper kann aus mehreren Schichten bestehen, die, solange der Kunststoff noch plastisch ist, aufeinandergelegt und zu einem Block vereinigt werden. Der Block kann zwischen den Verstärkungen aufgespalten werden, wenn später dünnere verstärkte Platten benötigt werden (siehe Fig. 8).
Fig. 9 zeigt beispielsweise, wie durch Dehnung des Schaumstoffes die Verstärkungsfäden des Netzes verzogen werden und der Grad der Streckung, zumal in paralleler Richtung, zu den Fäden begrenzt wird.
Die zusätzlichen Kosten für die Verstärkung werden dadurch aufgehoben, dass die Dicke von Schaumstofflagen vermindert werden kann, ohne dass die Festigkeit des Endproduktes darunter leidet.
Fig. 10 ist die Seitenansicht einer Vorrichtung zum Aufbringen der Verstärkungsstoffe, beispielsweise eines Netzes, auf einer Seite eines Schaumstoffbandes mittels eines Klebers. Der Schaumstoff 10 in Rollenform wird über die Rolle 11 abgewickelt und läuft in horizontaler Richtung weiter. Das auf einer Walze aufgewickelte Netz 12 ruht in Gabeln 13 auf einer Seite des Schaumstoffes. Der Abstand der Walze von der Oberfläche des Schaumstoffes ist veränderlich, so dass das Netz beim Abwickeln immer direkt auf die Oberfläche des Schaumstoffes abläuft. Das Netz wird durch die Rollen 14 und 15 mit einem Kleber überzogen, der durch eine geschlitzte oder gelochte Düse 16 aus dem Vorratsbehälter 17 verteilt wird.
Um zu verhindern, dass Kleber an den Anpresswalzen 18 und 19 kleben bleibt, wird von einer Rolle 20 gewachstes Papier oder dergleichen über das klebrige Netz gelegt und wird mit unter den Rollen 18 und 19 durchgeführt. Danach wird das Wachspapier bei 21 wieder aufgewickelt. Verstellbare Federn 22 und 23 sorgen dafür, dass die Walzen 18 und 19 gegen die Walzen 24 und 25 mit gleichbleibendem und einstellbarem Druck gedrückt werden. Der mit dem Netz verbundene Schaumstoff wird über die grosse Walze 26 geführt, der gegen über ein Heizkörper 27 angeordnet ist. Auf diese Weise wird der Kleber getrocknet, bevor der ver stärkte Schaumstoff auf die Rolle 28 aufgewickelt wird. Dieser Heizkörper ist auf Rädern montiert, so dass er beiseite geschoben werden kann, wenn, wie noch zu beschreiben ist, ohne Kleber gearbeitet wird.
Die Vorrichtung wird von zwei synchronisierten Elektromotoren 29 und 30 angetrieben. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Arbeitsgut in gleichbleibender Geschwindigkeit durchläuft. Selbstverständlich kann dies auch mit nur einem Motor erreicht werden.
In der Vorrichtung nach Fig. 11 werden die thermoplastischen Eigenschaften des Schaumstoffes für die Verbindung mit dem Netz nutzbar gemacht.
Der Schaumstoff wird beispielsweise durch eine elektrische Heizvorrichtung 31 klebrig gemacht. Das Netz wird in ähnlicher Weise wie bei der früher geschilderten Arbeitsweise aufgelegt und durch ein Waschpapier geschützt, dann muss aber der Schaumstoff abgekühlt, erhärtet und mit dem Netz verbunden werden. Die Trommel 26 kann zur Kühlung eingerichtet werden.
In einer weiteren Ausführungsform nach Fig. 12 ist die Vorrichtung eingerichtet für die Einbettung der Verstärkung zwischen zwei Schaumstofflagen.
Die erste Lage ist auf der Rolle 10 und die zweite auf Rolle 32 aufgewickelt. Die Oberfläche der untern Schaumstofflage wird durch die Heizvorrichtung 31, die untere Oberfläche der obern Schaumstofflage durch die Heizvorrichtung 33 klebrig gemacht. Dadurch werden die beiden Schaumstofflagen durch die Öffnungen des Netzes hindurch wie auch mit dem Netz verbunden. Die Walzen 18 und 19 übertragen den notwendigen Haftdruck, so dass die drei Lagen einwandfrei verbunden werden. Das Fertigprodukt kann wieder auf der Trommel 26 gekühlt werden, bevor es auf die Rolle 28 aufgewickelt wird.
Das Ankleben an den Andruckwalzen kann anstatt durch einen Beilauf von Wachspapier dadurch vermieden werden, dass die Oberfläche mit einem geeigneten Pulver bestreut wird.