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Verfahren zum Herstellen einer geprägten Schaumstoff-Samt- oder Filzbahn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von geprägten Schaumstoff-Samt-
oder Filzbahnen. Solche geprägten Schaumstoffbahnen werden verwendet unter anderem
zum Ausfüttern von Kleidungsstücken, z. B. Winterbekleidung oder Bademänteln, als
Verkleidung für Flugzeug- oder Schiffskabinen, als Innenbekleidung für Personenkraftwagen
usw.
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Bekannt ist ein Verfahren zum Herstellen von kaschierten Bahnen aus
Schaumkautschuk mit Dekor, bei welchem eine Masse aus verschäumter Kautschukmilch
auf ein sich bewegendes Band fließen gelassen und zu einer Schicht von bestimmter
Höhe eingeebnet wird, worauf die Schicht geliert, die gelierte Schicht mit einer
gravierten Prägewalze geprägt und die geprägte Schicht dann in bekannter Weise vulkanisiert
wird. Bei diesem Verfahren wird eine Prägewalze mit einer maximalen Prägetiefe oder
Gravur von etwa 1 mm zu einer Prägung der Schaumkautschukbahn führen, die
auch nur 1 mm oder unter Umständen noch weniger als 1 mm betragen
wird. Eine solche Prägung ist mit dem Auge kaum erkennbar und ergibt daher nur ein
schwaches Dekor.
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Eine tiefere Prägung der Schaumkautschukbahn könnte man natürlich
mit einer tieferen Gravur oder Prägung der Prägewalze erzielen. Es ist aber äußerst
schwierig und teuer, ein verwickeltes Muster, wie z. B. ein Blumenmuster, mit ausreichender
Feinheit bis in eine Tie von etwa 5 mm in eine Walze zu gravieren. Eine flachere
Prägung bis zu einer Tiefe von etwa 1 mm läßt sich noch verhältnismäßig einfacher,
z. B. durch Ätzen, erreichen. Eine tiefere Gravur muß aber von Hand spanabhebend
eingearbeitet werden und ist deshalb teuer und wirtschaftlich nicht durchführbar.
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Der Erfindung liegt die Ausbildung eines Verfahrens zugrunde, mit
dem tiefe Prägungen oder Dekore auch ohne Verwendung von teuren gravierten Walzen
gefertigt werden können. Ausgehend von dem bekannten Verfahren, bei dem die zu musternden
Stellen niedergedrückt werden, sieht die Erfindung vor, daß auf die Schaumstoff-Samt-
oder Filzbahn mustergemäß ein Klebstoff aufgetragen und danach die Schaumstoff-Samt-
oder Filzbahn so lange zusammengedrückt wird, bis der Klebstoff die gemusterten
Stellen in der vertieften Lage hält. Durch die gemeinsame Einwirkung von Kohäsions-und
Kapillarkräften dringt der Klebstoff tief in die Schaumstoffbahn ein. Dadurch ergeben
sich Prägungen, die in ihrer Endform eine Tiefe von bis zu 5 mm haben können.
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Die Erfindung sieht weiter vor, daß nach dem Klebstoffauftrag ein
Überzugsstoff, z. B. ein Textilgewebe, auf die Schaumstoff-Samt- oder Filzbahn aufgelegt
und dann mit dieser zusammengedrückt wird. Hierbei kann als überzugsstoff eine an
sich
bekannte Metallprägefolie verwendet werden.
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Der Klebstoff läßt sich einfärben, so daß gleichzeitig auch eine farbige
Prägung entsteht.
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Als Schaumstoffe eignen sich Schaumstoffe mit offener Zellstruktur,
wie Polyäther- und Polyesterpolyurethane, Naturkautschuk, synthetischer Kautschuk
und Vinylkunststoffe.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich weiter anwenden bei Samtstoffen
und filzartigen Materialien. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich weiter
Schwammgummi verarbeiten, sowie geschäumter Latex und geschäumte oder expandierte
synthetische Kautschukpolymere und -copolymere, z. B. Butadienstyrol, Butadienacrylnitril,
Polyvinyliden, Isoprenpolymere und -copolymere, wie auch Polyvinylchloride und Polyvinylacetate
und deren Copolymere und verwandte Verbindungen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden am Beispiel der Arbeitsweise
von Vorrichtungen erläutert, auf denen sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen
läßt. Weiter werden Beispiele erfindungsgemäß geprägter Schaumstoffstücke gezeigt.
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Das Verfahren geht so vor sich, daß die Oberfläche der Schaumstoffbahn
an ausgewählten Stellen mit Klebstoff benetzt wird. Die Dicke der Schaumstoffbahn
wird dann einheitlich herabgesetzt und der Klebstoff mindestens teilweise zur Härte
gebracht, während sich die Schaumstoffbahn noch unter Preßdruck befindet. Das Aushärten
des Klebstoffs kann
auf irgendeine in der Klebstofftechnik bekannte
Weise erfolgen, z.B. durch Zeitablauf, Verdunsten eines Lösungsmittels, Polymerisation
in situ oder Copolymerisation oder Kondensation seiner Bestandteile, Anwendung von
Hitze od. dgl.
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Die Erfindung wird nun am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten
Ausführungen erläutert. Dabei ist F i g. 1 eine schematische Ansicht einer
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, F i g. 2 eine
Ansicht einer erfindungsgemäß hergestellten Schaumstoffbahn, F i g. 3 eine
ähnliche Ansicht einer etwas anders bearbeiteten Schaumstoffbahn, F i
g. 4 eine stark. vergrößerte bruchstückweise Darstellung der in F i
g. 3 gezeigten Schaumstoffbahn im Schnitt, - F i
g. 5 ein ähnliche Ansicht einer etwas anders bearbeiteten Schaumstoffbahn,
F i g. 6 eine schematische Ansicht von Klebstoffauftragewalzen, F i
g. 7 schematisch ein Schnitt durch eine Schaumstoffbahn im halbfertigen Zustand,
F i g. 8 eine ähnliche Ansicht, die einen sich anschließenden Verfahrensschritt
zeigt, und F i g. 9 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Zuführen
von Metall oder Pigment auf die Schaumstoffbahn während dei Bearbeitung.-Das erfindungsgemäße
Verfahren wird unter Bezug auf F i g. 1 erläutert. Eine Bahn 10 aus
schwammigem, elastischem Material, z. B. Polyurethanschaum, mit miteinander-
verbundenen Poren 11 liegt auf einer Unterlage 12, die zweckmäßig ein Textilgewebe
oder irgendein anderes Material ist, das sich zum Halten der Schaumstoffbahn
10 eignet. Die Unterlage 12 kann in Längsrichtung und/oder in Querrichtung
dehnbar oder nicht dehnbar sein oder kann auch weggelassen werden. Die Unterlage
12 ist vorzugsweise für Luft durchlässig, um ein schnelles Trocknen der Schaumstoffbahn
10 zu
erleichtern. Die Unterlage 12 kann auf Wunsch aber auch undurchlässig
sein.
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Die zusammengesetzte Bahn 13 aus der Unterlage 12 und der Schaumstoffbahn
10 wird durch eine Quetschstelle 14 zwischen den Walzen 15 und
16
durchgeführt. Die Walze 15 ist eine gravierte Walze, die auf irgendeine
Weise eingefärbt und mit Klebstoff versehen wird, z. B. durch Auftragen eines gefärbten
Klebstoffs 17 durch eine Klinge 18.
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Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführung ist die Walze
16 ein Zylinder mit einer glatten Oberfläche, der aus Metall oder Gummi oder
aus mit Gummi überzogenem Metall hergestellt oder auf eine andere Weise konstruiert
ist. Diese Andrückwalze16 kann natürlich, falls eine -Oberflächenomamentierung erwünscht
ist, eine gravierte Walze ähnlich der Walze15 sein, wobei entweder ein ähnliches
oder ein kontrastierendes Muster eingraviert oder auf andere Weise auf der Walze
ausgebildet-ist-.-Drii# Walze 16 kann mit einer mit der Geschwindigkeit der
Walze 15 synchronen Geschwindigkeit in Drehung versetzt werden. Die Oberfläche
der Walze 15 enthält eingravierte oder auf andere Weise hergestellte Aussparungen
19, vorzugswi_ e-ise unterschiedlicher Tiefe. Zum Beispiel ist die Aussparung
21 mehrere Male tiefer als die Aussparung 20. Jede dieser Aussparungen wird mit
dem eingefärbten Klebstoff 17 eingefärbt, der durch Klebe- oder Kapillarwirkung
in der Aussparung zurückgehalten wird. Beim Vorschieben der Bahn 13 zwischen
den Walzen 15,16 werden die eingefärbten Aussparungen 19 und 20 allmählich
mit dieser in Druckkontakt gebracht, wobei, beginnend im Druckgebiet 22, die Farbe
mit dem Klebstoff 17 in die Schaumstoffbahn 10 z. B. bei
23 und 24 eingebracht wird. Die Menge des auf diese Weise aufgebrachten eingefärbten
Klebstoffs 17 entspricht der Tiefe der Aussparungen 19, 20, 21. Die
Tiefe, bis in die der Klebstoff 17
die verdichtete Schaumstoffbahn
10 durchdringt und imprägniert, ändert sich zwischen den Druckstellen 22,
23 und 24.
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Man erkennt, daß der Auftrag an den Musterpunkten 26, 27 und
28 verhältnismäßig gestreckte Linien bildet, die in die Tiefe der Schaumstoffbahn
hineinragen. Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung, besonders beim Bedrucken
von Schaumstoffbahnen und in geringerem Ausmaß beim Bedrucken von Samtgewebe und
mattenartigen filzähnlichen Stoffen, liegt darin, daß der Klebstoff bzw. die Farbe
in seitlicher Richtung nur wenig auswandert, so daß verhältnismäßig scharfkantige,
gut begrenzte Farbkontraste entstehen. Augenscheinlich hat das Entspannen der Schaumstoffbahn
10 nach dem Verlassen der Quetschstelle 14 die Wirkung, daß die Farbe auf
quer verlaufende Streifen beschränkt wird und ein Auslaufen der Farbe in einer anderen
Richtung als der Querrichtung auf ein Minimum herabgesetzt wird.
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Nach dem Auftragen des Klebstoffs wird die Klebkomponente mindestens
teilweise zur Härte gebracht. Befindet sich die Klebstoffkomponente z. B. in einem
flüchtigen Träger oder einem Lösungsmittel, wird die Klebstoffkomponente durch Führen
der zusammengesetzten Bahn 13 über eine Heizvorrichtung 29
zum Entfernen
mindestens eines Teiles des Lösungsmittels härtbar gemacht.
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Die Bahn 13 wird dann in eine Druckvorrichtung geführt, z.
B. zwei Quetschwalzen 29A und 29B, die zwischen sich eine Quetschstelle bestimmter
Abmessung einschließen, die unter der normalen Stärke der zusammengesetzten Bahn
liegt. Diese zweite Verdichtung der Bahn, nachdem die Klebstoffkomponente härtbar
gemacht worden ist, setzt die Stärke der Bahn 13 herab. An denjenigen Stellen
der Bahn 13, auf die der eingefärbte Klebstoff 17
aufgetragen worden
ist, behält die Bahn 13 ihren verdichteten Zustand bei, während sie an den
anderen Stellen auf Grund ihrer Elastizität bis auf ihre ursprüngliche Stärke expandiert.
Damit entsteht ein bestimmtes Prägemuster, das genau dem Muster des Klebstoffauftrages
entspricht. Um zu verhindern, ,daß die benetzten Stellen der Bahn 13 bei
Berührung an der Quetschwalze 29 A haftenbleiben, hat es sich überraschenderweise
als ausreichend herausgestellt, die Walze zu kühlen, und zwar für die üblichen Klebstoffe
auf vorzugsweise eine Temperatur unter 200 C.
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Eine typische, mit dem vorliegenden Verfahren erzeugte Wirkung zeigt
F i g. 2, wobei eine Bahn 30
mit einer Schaumstoffschicht
31 auf einer Unterlage 32 parallel verlaufende Vertiefungen
33 aufweist, die an den durch die dicken Linien 34 angezeigten Stellen gefärbt
- sind. Diese vertieften gefärbten Flächen bilden einen Kontrast zu den normalen
erhabenen Flächen 35.
Eine besonders starke Vertiefung
36 ergibt sich dort, wo ein starker Klebstoffauftrag stattgefunden hat. Andere
Muster eraeben sich z. B. durch Vorbedrucken mit nichtklebender Farbe, wie mit einem
kontrastierenden gefärbten Streifen37. Dieser Streifen 37 bleibt in den erhabenen
Flächen bei 35
unbeeinflußt, wird aber in die vertieften Flächen bei
38 und 39 eingeschlossen. Bei Verwendung einer stark deckenden Farbe
wird der Streifen bei 38
und 39 überdeckt. Die Farbe kann jedoch auch
so gewählt sein, daß eine Farbkombination mit dem Streifen 37 ein gefälliges
Aussehen ergibt, das für plaidartige Muster verwendet werden kann. Natürlich können
nach Bearbeitung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren andere Druckvorgänge angeschlossen
werden, die eine Vielfalt von Musterkombinationen ergeben. Muster jeder beliebigen
Zusammenstellung ergeben sich auch bei Verwendung von weiteren, den Walzen
15 und 16 entsprechenden Walzen, um andere Farben aufzutragen.
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Fig. 3 zeigt eine Schaumstoffbahn 40, die mit einer gravierten
Walze bearbeitet wurde, wobei kraterförnüge Flächen 41 entstanden. Ein Krater 41
ist eine Vertiefung, wie sie in F i g. 4 vergrößert dargestellt ist. Die
gesamte Oberfläche der Schaumstoffbahn 40 ist mit winzigen Metallplättchen 42 überzogen,
die auf den erhabenen Stellen 43 der Bahn durcheinander in verschiedenen Ebenen
liegen. In den verdichteten Gebieten liegen Metallplättchen 44 ausgerichtet in einer
Ebene und im allgemeinen parallel zu der Oberfläche der Bahn 40. Dort, wo zur Bildung
der Krater 41 die Verdichtung durchgeführt und beibehalten wird, entsteht somit
eine glänzende und verhältnismäßig stark lichtreffektierende Fläche im Unterschied
zu den erhabenen Stellen 43, die zwar metallisch, aber verhältnismäßig stumpf sind.
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F i g. 5 zeigt eine geprägte Schaumstoffbahn 50 mit
Vertiefungen 51 und 52, die z. B. auf die oben beschriebene Weise
hergestellt sind. Darüber liegt eine Schicht aus einem Überzugsstoff 53,
z. B. aus einem Textilgewebe, oder aus einer Kunststoffolie, z. B. Polyäthylen.
Eine Unterlage 54 kann wahlweise vorgesehen werden. Die Schaumstoffbahn
50 wird dadurch ausgebildet, daß zuerst Klebstoff in der oben beschriebenen
Weise aufgebracht wird, aber der Klebstoff benötigt in diesem Fall nicht eine Farbstoffkomponente,
es sei denn, daß der Überzugsstoff 53 durchscheinend ist. Die Schichten
50, 53 und 54 werden z. B. mit Klebstoff miteinander verbunden. Damit
entsteht ein Körper aus geformtem Material, der eine obere zusätzliche und der Kontur
angepaßte Schicht enthält, wobei diese Anpassung durch eine dünne Klebstoffschicht
an der Innenfläche 55 gestärkt wird.
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Nach der Darstellung in F i g. 6 weist eine Walze
61 lange Vorsprünge 62 und kurze Vorsprünge 63
auf, die eine
Farb-Klebstoff-Mischung 64 von einer Gummiwalze 64a aufnehmen. Bei Durchlauf der
Schaumstoffbahn 65 zwischen den Walzen 61 und 66
wird Farbe
bei 67, 68 usw. aufgetragen.
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Längere Vorsprünge 62 würden weniger von der Farb-Klebstoff-Mischung
aufnehmen, während kürzere Vorsprünge 63 eine größere Menge aufnehmen, so
daß im wesentlichen das mit der Vorrichtung nach Fig. 1 erreichte Ergebnis
erreicht wird.
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F i g. 7 zeigt im Schnitt eine Unterlage 70, die eine
Schaumstoffbahn 71 trägt, die über der gesamten Breite eingefärbte und mit
Klebstoff überzogene Flächen 72 und keilförmige Abschnitte 73 aus
eingefärbtem Klebstoff aufweist. Die Bahn wird nach dem Auftragen erhitzt, der Klebstoff
wird in den klebenden Zustand übergeführt, und die Bahn wird dann durch eine kalte
Quetschstelle durchgeführt. Nach der Entspannung ergibt sich die in F i
g. 8
gezeigte Form. Hier hat die auf der Unterlage 70
haftende Schaumstoffbahn
71 eine verdichtete Farbfläche 72', die der Fläche 72 entspricht,
und einen abgeschrägten Abschnitt 73', der entsprechend dem Abschnitt
73 gefärbt und konturiert ist.
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F i g. 9 zeigt eine Vorrichtung zum Herstellen einer metallisch
eingefärbten Schaumstoffbahn. Eine mit einer Druckfläche 92 versehene Walze
91 bildet mit einer Walze 93 eine Quetschstelle zur Aufnahme der Schaumstoffbahn
94. Auf die Druckfläche 92 wird Klebstoff aus dem Behälter 95 aufgetragen,
und die Schaumstoffbahn 94 wird an den Stellen 96 mit dem Klebstoff benetzt.
Eine Metallprägefolie 97 trägt eine dünne Schicht von im Vakuum aufgebrachter
metallischer Farbe 98. Nach dem Vorbeilauf der Schaumstoffbahn 94 an dem
Heizer 99 wird sie zusammen mit der metallischen Schicht 98 zwischen
die Quetschwalzen 100 und 101 geführt. Die metallische Schicht
98, die zerbrechlich und damit leicht abziehbar ist, wird nur an den mit
Klebstoff getränkten Stellen 102 gehalten. Die vertieften Stellen 102 erhalten damit
gleichzeitig mit ihrer Entstehung einen verzierenden metallischen Überzug, z. B.
aus Gold oder einem anderen Material.
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Gemäß vorliegender Erfindung geprägte Schaumstoffbahnen sind nicht
nur als Dekorationsmaterial brauchbar, sondern auch als Wärme- und Schallisolator,
z. B. in Flugzeugkabinen, Automobilen und an Zirnmerwänden, als Behälterauskleidung
und bei anderen Anwendungen, bei denen Dekoration oder Isolation oder beides erwünscht
ist. Als Auskleidung in Automobilen erleichtert die Biegsamkeit und Elastizität
der Schaumstoffbahn den Einbau durch ungelerntes Personal. Feuerhemmende oder andere
Überzüge können entweder vor oder nach dem Bedrucken, Prägen und Bearbeiten auf
die Außenseite der Schaumstoffbahn aufgetragen werden.
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Verschiedenartige Farb- und Klebstoffzusammensetzungen können verwendet
werden, wobei Farbstoffe, Farben, Pigmente, Lacke und andere gewünschte Farbkompositionen
die gewünschte Farbe oder Farbtönung verleihen. Als Klebstoff kann Gummilösung,
Gummilatex, synthetische Gummilösung, Zelluloseklebemittel, wärmeempfindliche Klebstoffe,
druckempfindliche Klebstoffe und bei Wärme härtbare Verbindungen angewendet werden.
Besonders vorteilhafte Ergebnisse wurden bei Verwendung von Epoxyharzen mit verschiedenen
in der Klebstofftechnik bekannten Katalysatoren erzielt.
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Jeder Stoff mit Klebeigenschaften und der durch das Auftrageverfahren
in die Schaumstoffbahn eingebracht werden kann, ist anwendbar. Der Klebstoff läßt
sich kontinuierlich auftragen, wie dies oben beschrieben wurde, oder wird auf eine
flache Platte gegeben, wie ein Seidensieb, dem sich ein Quetschvorgang mit einer
flachen Platte oder Presse anschließt, damit die gewünschte endgültige Musterung
entsteht.
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Das Verfahren läßt sich auch so durchführen, daß zuerst die gesamte
oder ein Teil der Schaumstoffbahn mit dem Klebstoff benetzt wird und dann mit einem
Lösungsmittel (gefärbt oder klar) überdruckt
wird zwecks Entspannung
des verdichteten Abschnittes.
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Die Erfindung ist mit einer großen Vielzahl von Klebstoffen durchführbar.
Die folgenden Beispiele sind bevorzugte Ausführungsformen, die mit Erfolg verwendet
wurden. In jedem Beispiel sind die genannten Prozentsätze auf das Gewicht bezogen,
sofern es nicht anders angegeben ist. Beispiel
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Die Zusammensetzung des Klebstoffes
kann sich in dem folgenden Bereich bewegen: Acrylnitrü-Gummi (Butadienacrylnitrilcopolymer)
10 bis 40% Vinylehlorid-vinylacetatharz 45 bis 1511/o (im allgemeinen werden bei
großer werdenden Mengen von Acrylnitril-Gummi abnehmende Mengen dieses Harzes verwendet)
Toluol
............ ; ............ 20 bis
60 % Methyläthylketon
.............. #
10 bis 40 % Fast jeder Farbstoff oder jedes Pigment
läßt sich verwenden, um dem Klebstoff die gewünschte Färbung zu verleihen. Die Viskositäten
liegen im Bereich von
100 bis
5000 Centipoise, was von der Tiefe der
Gravur, der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der gewünschten Trocknungszeit abhängt.
Die Gummi-und Vinylharzmengen können schwanken und beide bei Bedarf auch weggelassen
werden. Ebenso können die Lösungsmittehnengen schwanken, was von der Konsistenz
und den an das Klebemittel gestellten Anforderungen abhängt.
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Beispiel 2
Polyesterlösung20%,festeTeüe 25Teile Isoeyanatlösung 6004, feste Teile
.... 7 Teile Die obengenannten Harze werden gemischt und Farbe, entweder
Farbstoffe oder Pigmente, wird zugesetzt. Die Viskosität läßt sich durch Zusatz
von entweder Dioxan, Methyläthylketon oder Tetrahydrofuran so einstellen, daß eine
gute Druckviskosität erreicht wird,
d. h.
150 bis
130 Centipoise.
| Beispiel 3 |
| Epoxyharz - feste Teile in einer |
| 70 %-Lösung .................. 60 Teile |
| Polyamideure - feste Teile in einer |
| 70%-Lösung ................... 40 Teile |
| Pigment, z. B. Tio2 Feststoffpartikeln 100 Teile |
| Gesamtgehalt an Feststoffen ........ 200 Teile |
Beispiel 4 Acrylesterharz ........................ 30% Toluol (Lösungsmittel) ...............
70% Mischungen aus Vinylharzen und Acrylharzen können mit geeigneten Lösungsmitteln
in den KlebemitteIzusammensetzungen verwendet werden.