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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
dreidimensionalen faserhaltigen Formteils nach Anspruch 1 und ein
hiermit herstellbares dreidimensionales faserhaltiges Formteil,
welches insbesondere zur Herstellung von Möbeln geeignet ist. Des weiteren
betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des Formteils
zur Herstellung von Möbeln,
insbesondere Sitzmöbeln,
sowie hiermit hergestellte Möbel
als solche.
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Im
Stand der Technik sind sogenannte Lederfaserwerkstoffe bekannt,
welche aus Lederresten gewonnene Lederfasern enthalten. Diese können durch
polymere Bindemittel und gegebenenfalls vorhandene Zusatzstoffe
zu einem festen Gefüge
verbunden werden. Dabei können
die Eigenschaften der Lederfaserwerkstoffe durch die Art der Herstellung, die
Dichte und die spezifische Auswahl der jeweiligen Komponenten vorgegeben
werden. Technisch hergestellte Lederfaserwerkstoffe zeichnen sich
dadurch aus, daß sie
hinsichtlich ihrer optischen sowie haptischen Eigenschaften natürlichem
Leder ähnlich
sind und darüber
hinaus über
hervorragende mechanische Eigenschaften verfügen.
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Zur
Herstellung von Lederfaserwerkstoffen werden oftmals kostengünstige Lederabfälle, wie
sie beispielsweise in der Bekleidungs- bzw. Schuhindustrie anfallen,
verwendet. Die Verwendung von Lederabfällen zur Herstellung von Lederfaserwerkstoffen ist
beispielsweise in "Ullmann's Enzyklopädie der technischen
Chemie", 4. Auflage,
Band 16, Seite 174 beschrieben. Demnach können Lederabfälle zerfasert
werden und zu dem jeweiligen Lederfaserwerkstoff verarbeitet werden.
Im Stand der Technik ist eine Verwendung von Lederfaserwerkstoffen
beispielsweise für
Täschnerwaren
oder aber auch im Bereich der Schuhfertigung sowie für technische
Lederfertigungen vorgesehen. In bezug auf die Herstellung derartiger
Lederfaserwerkstoffe kann es vorgesehen sein, daß die Lederabfälle beispielsweise
in sogenannten Schlagmühlen
naß oder
trocken zerfasert werden, wobei die Fasern eine Länge von
0,1 bis 15 mm aufweisen können. Üblicherweise
beträgt
die Menge an Bindemittel zwischen etwa 10 und 40 %. Bei Erzeugnissen
mit niedrigerem Bindemittelgehalt überwiegt der Fasercharakter;
diese Materialien sind saugfähiger
und weisen insgesamt Eigenschaften auf, welche denjenigen von Leder
entsprechen. Die Lederfaserwerkstoffe des Standes der Technik werden
häufig
in Form von ebenen bzw. planaren Flächengebilden hergestellt.
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Die
planaren Flächenelemente
des Standes der Technik, welche bereits in einem vollständig ausgehärteten Zustand
vorliegen, können
im allgemeinen nicht mehr effektiv, d. h. unter Vermeidung von Materialbrüchen bzw.
Rißbildungen,
in dreidimensionale Formelemente umgeformt werden. Somit ist es im
Stand der Technik zur Herstellung von dreidimensionalen Formelementen
vorgesehen, diese aus einer Vielzahl von Einzelteilen und Komponenten
auf Basis der zuvor genannten planaren Flächengebilde bzw. von angeordneten
Geometrien beispielsweise durch Flechten, Nähen bzw. Einschneiden herzustellen,
was zu aufwendigen, vielschrittigen Herstellungsverfahren führt. Ursächlich für die aufwendige Verfahrensführung im
Stand der Technik, bei welcher dreidimensionale Lederfaserwerkstoffe
aus einzelnen Elementen bzw. Bestandteilen zusammengefügt werden
müssen,
ist die Tatsache, daß sowohl
Leder als auch bereits ausgehärtete
Lederfaserstoffe nur über
ein unzureichendes Umformungsvermögen verfügen.
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Im
Stand der Technik ist daher versucht worden, dreidimensionale Lederfaserwerkstoffe
auf direktem Wege aus Lederfasern herzustellen: So betrifft die
DE 199 19 111 A1 ein
Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Lederfaserwerkstoffen, bei
welchem eine trockene, gewissermaßen pulvrige Mischung aus Lederfasern
und Bindemittel unter Aufschmelzen in einer Preßform zu einem dreidimensionalen
Gebilde ausgeformt wird. Bei diesem Verfahren ist jedoch nicht immer
gewährleistet,
daß aufgrund
der trockenen bzw. pulverartigen Eigenschaften der Ausgangsmaterialien
eine optimale und gleichmäßige Verteilung
der Ausgangssubstanzen in der Preßform gegeben ist. Folglich
weisen die resultierenden Flächenelemente
nicht immer optimale Eigenschaften beispielsweise in bezug auf eine
gleichmäßige Dicke,
auf.
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Weiterhin
betrifft die
DE 200
23 654 U1 ein thermoplastisches Verbundmaterial, welches
in Form von Folien vorliegt und welches beispielsweise durch Tiefziehverfahren
unter Anlegen eines Vakuums auf ein Trägermaterial aufgebracht werden
kann. Das thermoplastische Verbundmaterial wird somit als Oberflächenbeschichtung
eingesetzt, so daß es
sich um mehrschichtige Mate rialien handelt. Das diesbezüglich angeführte Verfahren
ist aufwendig, da stets ein zusätzlicher
Beschichtungsschritt vorgesehen ist.
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Weiterhin
betrifft die
DE 103
20 061 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines nichtklebrigen
verrottungsfesten Werkstoffs unter Verwendung von Lederabfällen, bei
welchem dem Leder kollagenhaltige Abfallprodukte zugegeben werden.
Eine Überführung der
Mischung in einen fließfähigen Zustand
erfolgt erst in der zur Umformung vorgesehenen Form, so daß auch hier
nicht immer ein vollständiges
Ausfüllen
der formgebenden Struktur durch die in trockener Form vorliegenden
Komponenten gegeben ist.
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Schließlich betrifft
die
DE 102 48 381
A1 ein Verfahren, gemäß welchem
sich in einer sogenannten Pulpe befindliche Lederfasern auf der
Oberfläche eines
Saugwerkzeugs, an dem ein Unterdruck angelegt ist, ablagern und
anschließend
in einem Preßwerkzeug
verdichtet werden. Hierzu ist in bezug auf das Saugwerkzeug eine
poröse
Oberfläche
vorgesehen, welche jedoch im Laufe der Zeit durch Lederfasern verstopft
werden kann, was mit aufwendigen Reinigungsprozessen einhergeht.
Zudem ist zwingend ein nachfolgender Schritt vorgesehen, bei welchem
die Lederfaserschicht einem Preßwerkzeug zugeführt werden
muß.
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Insgesamt
sind somit die Leder- und Lederfaserstoffsysteme des Standes der
Technik komplex und in ihrer Herstellung aufwendig, da viele einzelne Arbeitsschritte
benötigt
werden, bis das endfertige System vorliegt.
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Vor
diesem Hintergrund besteht nunmehr die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, ein Verfahren bereitzustellen, welches die zuvor
geschilderten Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise
vermeidet oder aber wenigstens abschwächt. Insbesondere soll ein
Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen faserhaltigen
Formteils bereitgestellt werden, welches eine geringe Anzahl an
Verfahrensschritten aufweist und bei welchem ausgehend von einer
Suspension der eingesetzten Fasern das dreidimensionale faserhaltige Formteil
unmittelbar hergestellt werden kann. Dabei sollen in bezug auf das
Formteil starke Biegungen, Ein- und Ausbuchtungen und dergleichen
realisiert werden können,
ohne daß eine
Bruch- bzw. Rißbildung
auftritt. Schließlich
soll das resultierende Formteil sich aufgrund seiner spezifischen
Eigen schaften, insbesondere seiner lederähnlichen Struktur, insbesondere
zur Verwendung in Möbel,
wie Sitzmöbel, eignen.
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Zur
Lösung
der zuvor geschilderten Aufgabenstellung schlägt die vorliegende Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen faserhaltigen
Formteils gemäß Anspruch
1 vor. Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der
Verfahrensunteransprüche.
Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung das dreidimensionale
faserhaltige Formteil als solches gemäß Anspruch 24, 26 bzw. 27.
Schließlich
ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung des dreidimensionalen
faserhaltigen Formteils zur Herstellung von Einrichtungsgegenständen, insbesondere Möbeln, gemäß Anspruch
28 sowie die das dreidimensionale faserhaltige Formteil enthaltende
Einrichtungsgegenstände
gemäß Anspruch
29.
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Erfindungemäße wird
unter dem Begriff "dreidimensional" (dreidimensionales
faserhaltiges Formteil) eine derartige Struktur verstanden, welche von
der ebenen bzw. planaren Struktur abweichende ausgeformte räumliche
Bereiche aufweist, zu denen beispielsweise und in nichtbeschränkender
Weise Ein- bzw.
Auswölbungen,
Vertiefungen, Biegungen und dergleichen zu zählen sind.
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Weiterhin
wird erfindungsgemäß unter
dem Begriff "Flächenelement" ein solches Element
verstanden, welches zumindest im wesentlichen eine ebene bzw. planare
Form aufweist, wobei die Dicke des Flächenelements zumindest im wesentlichen über seine
Fläche
konstant ist. Sofern anwendungsbezogen erwünscht, kann das Flächenelement
und damit auch das daraus hergestellte dreidimensionale faserhaltige
Formteil flächenbezogen
jedoch Bereiche unterschiedlicher Dicke aufweisen.
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Der
Begriff "Suspension" bezeichnet erfindungsgemäß ein Stoffgemisch
aus einer bei Raumtemperatur flüssigen
Komponente und einem darin verteilten Feststoff, wobei der Feststoff
durch die verwendeten Fasern sowie gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
auch durch ein bei Raumtemperatur festes Bindemittel gebildet werden
kann, während
die flüssige
Komponente durch ein wie nachfolgend definiertes flüssiges Suspendiermittel und/oder gemäß einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
durch ein bei Raumtemperatur flüssiges
Bindemittel gebildet werden kann.
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Unter
dem Begriff "Bindemittel" werden im Rahmen
der vorliegenden Erfindung insbesondere polymere Verbindungen verstanden,
die gewissermaßen
beispielsweise durch Polymerisationsprozesse eine Matrix ausbilden,
in welche die Fasern eingelagert werden, so ein Verbundmaterial
aus Bindemittel und Fasern resultiert.
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Ein
erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren
zur Herstellung eines dreidimensionalen faserhaltigen Formteils,
welches sich insbesondere für
die Herstellung von Möbeln, wie
Sitzmöbeln
und dergleichen, eignet. Die zentrale Idee der vorliegenden Erfindung
ist darin zu sehen, daß zur
Herstellung des dreidimensionalen faserhaltigen Formteils eine faserhaltige
Suspension unter Formgebung zu dem dreidimensionalen faserhaltigen
Formteil ausgehärtet
wird. Aufgrund dieser speziellen erfindungsgemäßen Verfahrensführung können somit – bei geringer
verfahrenstechnischer Komplexität – faserhaltige
Formteile hergestellt werden, welche stark von der planaren Struktur
abweichende Formen, wie Ein- und/oder Auswölbungen, Vertiefungen, Biegungen
und dergleichen, aufweisen. Hierbei ist es insbesondere möglich, starke
Biegungen bzw. Umformungen mittels herkömmlicher Umformverfahren zu
realisieren, wodurch individuelle, an die jeweiligen Anforderungen – beispielsweise
anatomische Formgebung bei Sitzmöbeln – angepaßte Formen bzw.
Strukturen realisiert werden können.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu
sehen, daß ausgehend
von einer faserhaltigen Suspension eine hohe Gleichmäßigkeit
und Güte
der damit hergestellten Formteile nach der Erfindung erreicht und
eine Riß-
bzw. Bruchbildung während
des Umformens vermieden wird.
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Mithilfe
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
es folglich möglich,
daß die
speziellen Flächenelemente
aufgrund ihrer Fließeigenschaften
in vorzugsweise einem Arbeitsschritt in ein dreidimensionales Formteil
bzw. in eine dreidimensionale Endform überführt werden können, wobei
das dreidimensionale Formteil bzw. die dreidimensionale Endform
vorzugsweise Ober- bzw. Sichtflächen
aufweist, welche denen von Leder in hohem Maße ähnlich sind.
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Gemäß einer
erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
das erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung des dreidimensionalen faserhaltigen Formteils folgende
Verfahrensschritte:
- a) Herstellung einer faserhaltigen
Suspension, vorzugsweise durch insbesondere homogenes Vermischen
von Fasern in einem Bindemittel;
- b) Überführen der
faserhaltigen Suspension in ein nichtausgehärtetes umformbares Flächenelement;
- c) gegebenenfalls Pressen des Flächenelementes, vorzugsweise
mittels einer Preßvorrichtung;
- d) Umformen des Flächenelementes
zu dem dreidimensionalen faserhaltigen Formteil insbesondere mittels
einer Formvorrichtung, wobei das Formteil während des Umformens und/oder
nach dem Umformen entfeuchtet und ausgehärtet wird.
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In
Abhängigkeit
von den gewünschten
Eigenschaften der resultierenden dreidimensionalen Formteile kann
es erfindungsgemäß vorgesehen sein,
daß als
faserhaltige Suspension eine wäßrige faserhaltige
Suspension eines organischen und/oder polymeren Bindemittels verwendet
wird. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, daß als faserhaltige Suspension
eine organisch basierte faserhaltige Suspension eines organischen
und/oder polymeren Bindemittels verwendet wird. Sofern ein bei Raumtemperatur
festes Bindemittel eingesetzt wird, sollte die Suspension insbesondere
ein organisches oder anorganisches Lösemittel, vorzugsweise Wasser, aufweisen.
Gleichermaßen
ist es erfindungsgemäß möglich, daß ein bei
Raumtemperatur flüssiges
Bindemittel eingesetzt wird, wobei es auch in diesem Fall vorgesehen
sein kann, daß die
Suspension zusätzlich
Wasser umfaßt.
Erfindungsgemäß ist die
Zugabe eines Lösemittels,
vorzugsweise Wasser – beispielsweise
zur Aufschlämmung
der verwendeten Fasern -, unabhängig
von der Auswahl des jeweiligen Bindemittels möglich.
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Was
das Bindemittel betrifft, so kann erfindungsgemäß ein wasserbasiertes Bindemittel
eingesetzt werden.
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Insbesondere
kann es erfindungsgemäß vorgesehen
sein, daß als
Bindemittel ein thermoplastisches oder duroplastisches Bindemittel
eingesetzt wird. Insbesondere können
als Bindemittel Naturkautschuk bzw. -latex, Polyurethane, Polyacrylate,
Dispersionen von Acrylestern-, Vinylestern- und Isobutylen-Polymerisaten und
Mischpolymerisate oder Vinylacetate eingesetzt werden. Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
wird erfindungsgemäß als Bindemittel
ein Latex verwendet.
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Was
die verwendeten Fasern anbelangt, so können erfindungsgemäß insbesondere
kollagene Fasern eingesetzt werden. Erfindungsgemäß besonders
bevorzugt ist es, wenn als Fasern Lederfasern eingesetzt werden.
Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
verwendeten Suspensionen und folglich auch die verfahrensgemäß hergestellten Formteile
nach der Erfindung enthalten somit besonders bevorzugt Lederfasern.
Derartige Lederfasern können
rein beispielhaft in der Weise gewonnen werden, daß Lederabfälle mit
einem dem Fachmann an sich bekannten Verfahren zerfasert und zerkleinert werden.
Als Ausgangsmaterial für
die Lederfasern eignet sich grundsätzlich jede Art von Lederabfällen. Es
kann sich dabei sowohl um chromgegerbte als auch um vegetabil gegerbte
Leder handeln. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können insbesondere
Lederarten, wie Boxleder, Rindbox-, Kalb- oder Mastboxleder, Schleifboxleder,
Chevrouleder, Velours-, Samtziegen-, Sandalen-, Unter-, Futter-,
Nappa-, Handschuh-, Wild-, Vachette-, Blankleder sowie technisches
Leder, Putzleder, Hutbandleder oder Transparentleder eingesetzt
werden.
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Erfindungsgemäß kann es
gleichermaßen vorgesehen
sein, daß die
Suspension – beispielsweise
zusätzlich
zu den kollagenen Fasern – auch
nichtkollagene Fasern, insbesondere pflanzliche Fasern und/oder
Kunststoffasern, enthält.
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Zu
den erfindungsgemäß geeigneten
Naturfasern zählen
beispielsweise tierische Fasern, wie Wolle, Haare oder Seide. Gleichermaßen können Pflanzenfasern,
wie Baumwolle, Kapok, Flachs, Hanf, Jute, Kokos, Sisal und dergleichen,
eingesetzt werden. Geeignete Kunststoffasern sind beispielsweise
Cupro-, Viskose-, Modal-, Acetat-, Triacetat- sowie Proteinfasern.
Geeignete Fasern aus synthetischen Polymeren sind beispielsweise
Polyacryl-, Polymethacryl-, Polyvinylchloridfasern, flourhaltige
Polymerfasern, Polyethylen-, Poly propylen-, Vinylacetat-, Polyacrylnitril-,
Polyamid-, Polyester- und/oder Polyurethanfasern.
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Darüber hinaus
ist es auch möglich,
daß die Suspension
Textilfasern beispielsweise auf Basis der vorgenannten Fasern enthält. Gleichermaßen ist
der Einsatz von Fasergemischen aus zwei oder mehr der zuvor genannten
Fasern möglich.
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Die
im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
verwendeten Fasern weisen eine Länge von
0,01 bis 100 mm, insbesondere 0,1 bis 20 mm, bevorzugt 0,5 bis 15
mm, besonders bevorzugt 1 bis 100 mm, ganz besonders bevorzugt 2
bis 8 mm, auf. Die Längenangaben
beziehen sich auf die gestreckte Länge der Fasern, also die Länge der
Fasern in deren ausgestreckten Zustand. Je nach Ausgangsmaterial
und Zerkleinerungsart kann es vorkommen, daß die Fasern eine unregelmäßig gekrümmte Form einnehmen.
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Zu
Zwecken der gezielten Einstellung der Eigenschaften des mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren
erhältlichen
dreidimensionalen faserhaltigen Formteils nach der Erfindung kann
es vorgesehen sein, daß die
faserhaltige Suspension bzw. das Formteil mindestens einen weiteren
Zusatzstoff enthält.
Dabei kann der Zusatzstoff ausgewählt sein aus Farbstoffen, Salzen,
Konservierungsmitteln, Duftstoffen, Tensiden, Fetten, Ölen und
dergleichen. So können
individuelle, den jeweiligen Anforderungen entsprechende Formteile
hergestellt werden.
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Im
Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die faserhaltige Suspension derart angesetzt, daß sie einen
Faseranteil von 5 bis 90 Gew.-%, insbesondere 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise
7 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, ganz besonders
bevorzugt 15 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der faserhaltigen
Suspension, aufweist.
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Dementsprechend
sollte die faserhaltige Suspension – je nach gewünschten
Eigenschaften des daraus hergestellten Formteils – einen
Bindemittelanteil von 10 bis 95 Gew.-%, insbesondere 50 bis 95 Gew.-%,
vorzugsweise 60 bis 93 Gew.-%, besonders bevorzugt 70 bis 90 Gew.-%,
ganz besonders bevor zugt 75 bis 85 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der faserhaltigen Suspension, aufweisen.
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Was
das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhältliche
Formteil nach der Erfindung anbelangt, so ist dessen Faseranteil,
bezogen auf das Gesamtgewicht des Formteils, im Vergleich zu der
Suspension erhöht,
da im Rahmen der verfahrensgemäßen Prozesse
eine gewisse Entfeuchtung des Materials sowie eine Aushärtung des
Bindemittels erfolgt, was zu einer signifikanten Erhöhung des
Faseranteils in bezug auf das fertig gestellte Formteil führt. Demnach
sollte das Formteil einen Faseranteil von 20 bis 95 Gew.-%, insbesondere
50 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 75 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 80 bis
90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Formteils, aufweisen.
Dabei kann der Faseranteil hinsichtlich der gewünschten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Formteils
variiert werden: So führt
ein hoher Faseranteil eher zu lederähnlichen Eigenschaften des
resultierenden Formteils, während
ein geringerer Faseranteil einhergehend mit einem erhöhten Bindemittelanteil
eher zu einem Hervortreten der Eigenschaften des Bindemittels führt.
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Was
das erfindungsgemäße Verfahren
weiterhin anbelangt, so findet eine Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts
der faserhaltigen Suspension bzw. des Flächenelements vorzugsweise in
Verfahrensschritt b) statt, was beispielsweise dadurch geschehen
kann, daß eine
vorzugsweise siebförmige Entfeuchtungsvorrichtung
eingesetzt wird. So kann z. B. die in Verfahrensschritt a) hergestellte
Suspension mit vorzugsweise gleichmäßiger Dicke auf ein gleichermaßen ebenes
und/oder planares Sieb ausgebracht werden, wobei eine bestimmte
Menge der in der Suspension enthaltenden flüssigen Komponenten, wie beispielsweise
das Bindemittel und/oder Wasser, durch das Sieb abtropfen kann.
Somit resultiert in Verfahrensschritt b) das nichtausgehärtete umformbare
Flächenelement
mit ebener Struktur. Dem Fachmann ist klar, daß Verfahrensschritt b) nicht
auf die Verwendung eines Siebs beschränkt ist, vielmehr sind im Rahmen
der Entfeuchtung auch andere, dem Fachmann an sich geläufige Entfeuchtungsvorrichtungen
denkbar. Auch in Verfahrensschritt c) kann der Feuchtigkeitsgehalt
des Flächenelementes,
beispielsweise durch Pressen oder dergleichen, weiter verringert
werden, was einer weiteren Verdichtung der Lederfasern entspricht.
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Somit
sollte das in Verfahrensschritt b) bzw. c) erhaltene Flächenelement
einen Restfeuchtigkeitsgehalt von 20 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise
30 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Flächenelementes,
aufweisen. Erfindungsgemäß kann jedoch
von diesen Mengen abgewichen werden, sofern erfindungsgemäß gewünscht.
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Das
in Verfahrensschritt b) bzw. c) erhaltene Flächenelement zeichnet sich dadurch
aus, daß es aufgrund
des verringerten Feuchtigkeitsgehalts eine teigartige Konsistenz
aufweist. Dabei ist das aus der Suspension hergestellte Flächenelement
als solches noch nicht ausgehärtet,
wobei jedoch in diesem Abschnitt des Verfahrens bereits eine beginnende
Aushärtung,
beispielsweise durch eine beginnende Polymerisation des Bindemittels,
zur Erhöhung
der Stabilitätseigenschaften
des Flächenelements
vorgesehen sein kann. Aufgrund der Tatsache, daß das Flächenelement in Verfahrensschritt
b) bzw. c) gerade noch nicht ausgehärtet ist, kann es einer nachfolgenden
Umformung in Verfahrensschritt d) zum Erhalt des dreidimensionalen
Formteils nach der Erfindung unterzogen werden.
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Das
Umformen des Flächenelementes
zu dem erfindungsgemäßen dreidimensionalen
faserhaltigen Formteil findet in Verfahrensschritt d) statt. Dabei
ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
daß das Umformen
in Verfahrensschritt d) eine Vernetzung, Polymerisation bzw. Aushärtung des
Bindemittels umfassen kann, so daß in Verfahrensschritt d) ein
fertig ausgeformtes und ausgehärtetes
und damit formstabiles, dreidimensionales faserhaltiges Formteil
resultiert.
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In
Verfahrensschritt d) kann eine an sich bekannte Formvorrichtungen
verwendet werden, wobei auch größere Umformungen
und somit Abweichungen von der planaren bzw. ebenen Form realisiert werden
können,
ohne daß es
zu Rissen oder Brüchen
im Bereich der Umformungen kommt. In Verfahrensschritt d) kann eine
dem Fachmann an sich bekannte Formvorrichtung, wie eine Tiefziehform
und dergleichen, verwendet werden. Erfindungsgemäß kann es vorgesehen sein kann,
daß das
Umformen in Verfahrensschritt d) vorzugsweise unter Wärme- und/oder
Druckeinfluß erfolgt.
Die diesbezüglichen Parameter
sind für
den Fachmann ohne weiteres in Abhängigkeit von den für die Suspension
verwendeten Ausgangsmaterialien, insbesondere dem eingesetzten Bindemittel,
sowie der gewünschten
Formgebung bestimmbar.
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Was
die Dicke des erfindungsgemäßen dreidimensionalen
faserhaltigen Formteils betrifft, so kann diese in weiten Bereichen
variieren und den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden.
So kann es vorgesehen sein, daß die
Dicke des dreidimensionalen faserhaltigen Formteils 0,5 bis 50 mm,
insbesondere 1 bis 40 mm, vorzugsweise 1,5 bis 30 mm, besonders
bevorzugt 2 bis 25 mm, ganz besonders bevorzugt 2 bis 20 mm, beträgt. Aufgrund
der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgesehenen Entfeuchtung und dem gegebenenfalls vorgesehenen Pressen
des Flächenelementes
zum Erhalt des dreidimensionalen faserhaltigen Formteils sollte
das Flächenelement
eine entsprechend größere Dicke
im Vergleich zur Materialdicke des fertigen Formteils nach der Erfindung
aufweisen, wobei der Fachmann jederzeit in der Lage ist, die Dicke
in Abhängigkeit
von den jeweiligen Verfahrensparametern und/oder den gewünschten
Eigenschaften des Formteils nach der Erfindung einzustellen.
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Im
Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es weiterhin möglich,
daß das
Formteil nach der Erfindung zusätzlich
mit mindestens einem statischen bzw. dekorativen Element ausgestattet
wird, wobei diese Ausstattung vor und/oder nach dem Umformen vorgenommen
werden kann. So ist es beispielsweise möglich, statische Elemente,
wie Trägersysteme
und dergleichen, mit in die Formvorrichtung einzulegen, so daß diese
gewissermaßen
in das Formteil während
des Aushärtens
integriert werden können.
Gleichermaßen
ist es aber auch möglich, daß vor oder
während
des Umformvorgangs z. B. ein Traversenrahmen oder abhängige Funktionselemente
beispielsweise in vorgenannter Weise integriert werden. Gleichermaßen ist
es möglich,
daß der
technische bedingte Rand des dreidimensionalen faserhaltigen Formteils
konstruktionsunterstützend
für beispielsweise
die Aufnahme in einem den Anforderungen entsprechenden formschlüssigen Rahmenprofil genutzt
werden kann.
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Nach
Fertigstellung des dreidimensionalen faserhaltigen Formteils nach
der Erfindung in Verfahrensschritt d) kann es vorgesehen sein, daß die Oberfläche des
Formteils vorzugsweise mittels Zurichtung eine Sichtoberfläche erhält. Dies
kann mit dem Fachmann an sich bekannten Verfahren erfolgen, wie
Aufpolieren, Finieren und dergleichen. Die Oberfläche kann
beispielsweise durch Satinage bzw. Schleifen geglättet oder
mit einer Folie oder dergleichen beschichtet werden. Gleichermaßen ist
eine Bearbeitung der Oberfläche
mittels Plasmabehandlung, Sandstrahlen, Kugelstrahlen und/oder Bedrucken
oder dergleichen möglich.
Nach der Ausformung kann es zudem möglich sein, das erfindungsgemäße dreidimensionale
faserhaltige Formteil insbesondere mit einem Schaumstoff zu hinterschäumen oder
zu hinterspritzen.
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Die
einzige Figur zeigt schematisch und in nichtbeschränkender
Weise zur Veranschaulichung den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf: In 1A ist die Herstellung der faserhaltigen
Suspension 2 dargestellt, wobei Fasern 3 in einem
Bindemittel 4 bzw. in Wasser, welches das Bindemittel wiederum
in Form einer Suspension enthält,
vorzugsweise homogen vermischt werden.
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1B veranschaulicht das Überführen der faserhaltigen
Suspension 2 in ein nichtausgehärtetes Flächenelement 6, wobei
die Suspension 2 im vorliegenden Fall auf eine siebförmige Entfeuchtungsvorrichtung 5 flächig ausgebracht
wird.
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1C zeigt den im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahren
gegebenenfalls vorgesehen Schritt des Pressens des Flächenelements 6, wobei
das Flächenelement 6 im
vorliegenden Fall durch eine walzenförmige Preßvorrichtung 9 geführt wird,
was zu einer weiteren Entfeuchtung und Verdichtung der Lederfasern
führt.
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Anschließend wird
das Flächenelement 6 in eine
Formvorrichtung 7 überführt und
unter Aushärten
und weiterer Entfeuchtung, was jeweils während des Umformens und/oder
nach dem Umformen stattfinden kann, in das erfindungsgemäße dreidimensionale
faserhaltige Formteil 1 mittels der Formvorrichtung 7 überführt.
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1D verdeutlicht die Entnahme des fertigen
dreidimensionalen faserhaltigen Formteils 1 aus der Formvorrichtung 7,
wobei die Teilformen der Formvorrichtung 7 voneinander
beabstandet werden und das fertige Formteil 1 aus der Form
entnommen wird.
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Schließlich zeigt 1E das fertiggestellte und ausgehärtete dreidimensionale
faserhaltige Formteil 1 nach der Erfindung, welches an
den Randbereichen zusätzlich
mit statischen bzw. dekorativen Elementen 8, vorliegend
einen Traversenrahmen, ausgestattet ist.
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Gemäß einem
weiteren, zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die
vorliegende Erfindung gleichermaßen das dreidimensionale faserhaltige
Formteil 1 als solches, welches mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens
hergestellt werden kann und welches sich insbesondere für die Herstellung von
Möbeln,
wie Sitzmöbeln
und dergleichen, eignet. Somit betrifft die vorliegende Erfindung
weiterhin ein dreidimensionales faserhaltiges Formteil 1,
insbesondere für
die Herstellung von Möbeln,
wie Sitzmöbeln
und dergleichen, wobei das Formteil 1 in ein zumindest
im wesentlichen ausgehärtetes
Bindemittel 4 eingelagerte Fasern 3 enthält und wobei
das Formteil 1 ausgeformt und/oder räumliche Strukturen, insbesondere
Ein- und/oder Auswölbungen,
Vertiefungen, Biegungen und dergleichen, aufweist.
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Weiterhin
betrifft die vorliegende Erfindung – gemäß einem dritten Aspekt der
vorliegenden Erfindung – die
Verwendung des erfindungsgemäßen dreidimensionalen
faserhaltigen Formteils 1, insbesondere wie zuvor definiert,
zur Herstellung von Einrichtungsgegenständen bzw. Möbeln, vorzugsweise Sitzmöbeln, dekorativen
Elementen, Hohlraumkanälen
und dergleichen. Grundsätzlich
kann das dreidimensionale faserhaltige Formteil 1 nach
der Erfindung zu Zwecken einer Innengestaltung gewissermaßen als
Interieur sowie zu Zwecken einer Außengestaltung gewissermaßen als
Exterieur eingesetzt werden.
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Gleichermaßen ist
aber auch eine Verwendung des dreidimensionalen faserhaltigen Formteils 1 nach
der Erfindung im Rahmen von Schuhen, Bekleidungsstücken, Accessoires,
Anlagenteile, Verblendungen und Verkleidungen, insbesondere für den Fahrzeugbereich,
möglich.
Demnach kann das dreidimensionale faserhaltige Formteil 1 nach
der Erfindung praktisch überall
dort eingesetzt werden, wo die optischen Eigenschaften von Leder
eine wesentliche Rolle spielen, wenn zugleich hervorragende mechanische
Eigenschaften und stark ausgebildete dreidimensionale Strukturen
gefragt sind.
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Gleichermaßen kann
das dreidimensionale faserhaltige Formteil nach der Erfindung beispielsweise
mit weiteren statischen Elementen, z. B. einem Kunst stoff- oder
Holzträger,
verbunden werden, so daß es
beispielsweise die Vorderseite eines Sitzrückenteils oder einer Sitzschale
eines Sitzmöbels
ausbilden kann, wobei es vorgesehen sein kann, daß das dreidimensionale
faserhaltige Formteil mit einer zusätzlichen Schaumschicht hinterlegt
wird.
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Weiterhin
kann das erfindungsgemäße Formteil 1 beispielsweise
auch für
Sättel,
insbesondere Fahrradsättel
und dergleichen, verwendet werden, insbesondere da das erfindungsgemäße Formteil
starke Biegungen bzw. ausgeformte Bereiche aufweisen kann, so daß problemlos
eine Anpassung des aus dem erfindungsgemäßen Formteil 1 hergestellten
Sattels an die Anatomie des Benutzers erfolgen kann. Auch hier ist
es zweckmäßig, wenn
das erfindungsgemäße Formteil
auf eine Trägerstruktur aufgebracht
wird.
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Schließlich betrifft
die vorliegende Erfindung gemäß einem
weiteren, vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, Einrichtungsgegenstände, insbesondere
Möbel,
vorzugsweise Sitzmöbel,
dekorative Elemente, Hohlraumkanäle
und dergleichen, welche mindestens ein dreidimensionales faserhaltiges Formteil 1,
insbesondere wie zuvor definiert, aufweisen bzw. welche unter Verwendung
des dreidimensionalen faserhaltigen Formteils, insbesondere wie
zuvor definiert, hergestellt worden sind.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung des dreidimensionalen faserhaltigen Formteils, das
erfindungsgemäße Formteil
als solches sowie die daraus hergestellten Möbel weisen zahlreiche Vorteile
auf, von denen rein beispielhaft die folgenden genannt werden sollen:
- – Die
Herstellung des erfindungsgemäßen Formteils
umfaßt
eine geringe Anzahl an Verfahrensschritten, so daß es sich
um ein äußerst kostengünstiges
Herstellungsverfahren handelt.
- – Die
verwendeten Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemäße Formteil
sind kostengünstig, da
es sich hierbei beispielsweise um Abfälle aus der Lederindustrie
handelt, so daß die
Produktionskosten auch diesbezüglich
gering sind.
- – Aufgrund
der speziellen Verfahrensweise können
die Eigenschaften bzw. Formgebungen des erfindungsgemäßen dreidimensionalen
faserhaltigen Formteils nach der Erfindung in großem Maße variiert
werden, so daß eine
individuelle Ausgestaltung – bei
gleichzeitiger hoher Attraktivität
und individueller Gestaltbarkeit der Oberfläche – des erfindungsgemäßen faserhaltigen
Formteils möglich
ist.
- – Durch
die erfindungsgemäße Verfahrensweise wird
bei der Umformung des Flächenelementes zu
dem Formteil eine Riß-
und/oder Bruchbildung effektiv verhindert, so daß das Formteil nach der Erfindung
auch über
hervorragende mechanische Eigenschaften verfügt und hohen Belastungen widerstehen
kann.
- – Die
Stabilität
des Formteils nach der Erfindung wird zudem dadurch gewährleistet,
daß das Formteil
keine formgebenden Nähte
bzw. Nahtverbindungen und somit keine stabilitätsreduzierenden Schwachstellen
aufweist.
-
Weitere
Ausgestaltungen, Abwandlungen und Variationen der vorliegenden Erfindung
sind für den
Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne weiteres erkennbar und
realisierbar, ohne daß er
dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verläßt.