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Polsterkörper, insbesondere Matratzen und Kissen, sowie Verfahren
zu ihrer Herstel ng.
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Die Erfindung bezieht sich auf Polsterkörper, welche beispielsweise
als Sitz- oder tiegefläche oder als Rücken-oder Armlehne bei Polstermöbeln verwendbar
sind. Während der letzten Jahre wurden derartige Polsterkörper, beispielsweise Matratzen,
Sitze und Polster verschiedenster Art in zunehmendem Maße aus Schaumgummi oder Schaumstoff
hergestellt, welche die herkömmlichen Polsterkörper gefütterter Matratzen oder gefütterter
Sitze ersetzt haben. Polsterungen aus Schaumgummi sind zwar haltbarer als solche
aus Schaumstoff,
sie sind jedoch schwerer und außerdem ist Schaumgummi
nicht so preiswert wie Schaumstoff. Bei beiden Arten der neuen Polsterkörper oder
Polsterungen handelt es sich aufgrund ihres Herstellungaverfahrens im allgemeinen
um Plattenmaterial, sodaß zur Herstellung beispielsweise gewölbter Gegenstände entweder
Formen erforderlich sind, deren Innenfläche jedem einzelnen Pall angepasst ist oder
der Schaumkörper muß auf die gewünschte Porm zugeschnitten werden, wodurch sich
ein entsprechender Abfall ergibt. Eine gewisse Wölbung ist jedoch zumindest an einer
der Flächen des Polsterkörpers oft erwünscht, insbesondere wenn es sich um eine
Matratze handelt, welche eine leicht gewölbte Oberfläche haben sollte, um eine optimale
Auflagefläche für eine darauf liegende Person zu ergeben.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Polsterkörper im allgemeinen
auf Schaumgummibasis in der vorgenannten erwünschten Ausbildung zu schaffen, welcher
bequem und wirtschaftlich herstellbar ist. Weitere Besonderheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung.
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Die hier verwendeten Bezeichnungen Polster", Polsterung11 oder "Polsterkörper
sind ganz allgemein zu verstehen und umfassen jede Art kurzer oder langer Polster,
welche als Unterlage dienen, auf welcher eine Person sitzen oder liegen kann oder
an welche sie sich anlehnen kann, wie beispielBweise die Rückenlehne eines Sitzes,
Matratzen, Sitzkissen oder andere Polster jeglicher Art.
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Der erfindungsgemäße Polsterkörper besitzt einen Kern aus Schaumstoff
oder Schaumgummi> welcher an allen Seiten von einem Schaumgummikörper umgeben
ist, welcher auf den Kern aufvulkanisiert ist, wobei das Polster oder der P01sterkorper
mindestens an einer seiner breiten Flächen gewölbt ist, sodaß er in der Mitte dicker
ist als an den Rändern. Der Kern kann bereits an sich gewölbt ausgebildet sein und/oder
der auf dem Kern aufvulkanisierte Schaumgummi kann mindestens an einer und vorzugsweise
an beiden Seiten des Polsterkörpers eine Schicht bilden, deren Dicke von den Randteilen
zum Mittelteil zunimmt.
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Der Kern besteht vorzugsweise aus einem ausgehärteten, duroplastischen
Kunatstoff, d.h. aus einem Kunstharz oder Kunststoff der Art, welcher unter Wärmeeinwirkung
aushärten kann. Insbesondere werden Polyurethane und speziell Polyurethane-Polyäther
verwendet.
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Außerdem werden, speziell wenn das Fertigteil als Matratze, Sitzkissen
oder Sitzfläche verwendet werden soll, vorteilhafterweise beide seiner beiden breiten
Flächen in gewölbter Ausbildung hergestellt, sodaß sowohl die eine wie die andere
Fläche nach oben gedreht werden kann.
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Wenn auch die nachfolgende Beachreibung sich insbesondere auf eine
Matratze bezieht, so ist doeh klar, daß die Erfindung auch auf alle anderen Polsterkörper
oder Polsterungen jeglicher Art anwendbar ist.
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Die erfindungsgemäße Matratze ergibt aufgrund ihrer gewölbten Ausbildung
eine sehr gute Unterlage, und ihre Trageeigenschaften können noch weiter dadurch
verbessert werden, daß der Kern härter als der ihn umgebende Schaumgummi hergestellt
wird. Auf diese Weise ist die Kombination einer angenehm weichen Oberfläche mit
einem festen Träger erzielbar, wobei letzterer einen nachgiebigen oder Sedernden
Widerstand gegen eine einsinkende Person ergibt, welcher durch den mit dem Schaumgummi
durch die vorgenannte Vulkanisationsbindung verbundenen Kern erzielt wird.
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Nach einer bevorzugten Ausbildung sind die Schaumgummischichten auf
den beiden Flächen der Matratze mit einer großen Anzahl von Luftlöchern versehen,
welche in einer derartigen Weise auagebildet sind, wie es an sich bei Schaumgummiprodukten
bekannt ist. Diese Luftlöcher verlaufen von den Oberflächen nach unten in das Innere
oder im wesentlichen bis auf den Kern hinab, jedoch nicht in den Kern hinein. Die
Kombination der weichen Oberfläche mit dem festen Träger wird bei dieser Ausführung
noch mehr verstärkt. Die Luftlöcher sollten vorzugsweise dicht aneinander liegen
und gleichmäßig dber beide Flächen der Matratze verteilt sein. Ein schmaler Randabschnitt
sollte allerdings vorzugsweise von Luftlöchern freigehalten werden, um eine optimale
Festigkeit zu erzielen. Der Lochdurchmesser kann bis zu 3 mm klein sein, vorzugsweise
wird er jedoch wesentlich größer sein und zwar zwischen 5 und 30 mm.
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Die erfindungagemäße Matratze, speziell in der vorgenannten Ausbildung
mit Luftlöchern, besitzt im Vergleich zu bisher bekannten Schaumgummimatratzen den
weiteren Vorteil, daß sie einen beträchtlioh kleineren Gummianteil besitzt, ohne
dabei jedoch ihre Tragfähigkeit im geringsten einzubüßen. Der Anteil von eingeapartem
Gummi wird naturgemäß speziell dann sehr groß sein, wenn der Kern aus Schaumstoff
besteht, was auch bevorzugt wird, da der Kern mehr als die doppelte Stärke einer
jeden Gummischicht über und unter ihm hat. Eine weitere Gummimenge wird aufgrund
des grundlegenden Konstruktionsprinzips selbst eingespart, d.h. durch einen Kern,
welcher mit dem ihn umgebenden Gummi durch Vulkanisation des letzteren verbunden
ist und aufgrund der gewölbten Ausbildung der Matratze, wobei die Tragfähigkeit
tatsächlich auf diese Weise verbessert wird und zwar in einem derart bedeutendem
Ausmaß, daß das den Kern umgebende Material aus einem Schaumgummi von geringerem
Volumengewicht hergestellt werden kann, als dies allgemein bei herkömmliohen Schaumgummimatratzen
der Fall ist, Wobei die Trageigenschaften einer derartigen Matratze in keiner Weise
beeinträchtigt werden. Auf diese Weise wird eine Matratze geachaffen, welche relativ
leicht ist und deren Materialkosten niedrig liegen. Im Vergleich zu Schaumstoffmatratzen
bisher bekannter Art ist die erfindungsgemäße Matratze diesen in Bezug auf ihre
Tragfähigkeit weit überlegen (innewohnende Stabilität). Dies trifft auch zu au9
die Haltbarkeit bei längerer Benutzungsdauer. Ihre Haltbarkeit bezw. ihre
lange
Lebensdauer wird teilweise auch dadurch erreicht, daß die Außenschichten auf den
Kern aufvulkanisiert sind, sodaß die Matratze als Ganzes eine sehr kräftige zusammenhängende
Einheit ergibt, im Gegensatz zu dem, was erreicht würde, wenn die Schichten miteinander
lediglich durch normale Bindungen oder Klebemittel untereinander verbunden würden.
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Bezüglich der Herstellung dieser neuartigen Matratze ergibt sich aus
der erfindung der weitere Vorteil, daß beide Schichten aus Schaumgummi, welche den
Kern umgeben, in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt und mit dem Kern verbunden
werden können, und daß bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren die gewölbte
Form leicht erzielbar und veränderbar ist, während Formen mit ebener innerer Wandung
verwendet werden und ein Beschneiden oder"Trimmen"des Fertigteiles mit dem sich
daraus ergebenden Abfall vermieden wird.
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Die Matratze oder ein anderer Polsterkörper wird vorzugsweise in einer
Gießform hergestellt, wie sie bereits zum Stande der Technik gehört (USA-Patentschrift
3 028 610) und die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren
zur Herstellung derartiger neuartiger Polsterkörper. Die Form hat ein Unterteil
und ein abnehmbares Deckelteil mit einer großen Anzahl von Metallzapfen, welche
in die Höhlung der Form vom Boden nach oben und vom Deckel nach unten ragen. Bei
der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die oberen
und unteren Zapfen vorzugsweise in der Art angeordnet, daß ihre Enden oder
Spitzen
direkt einander gegendberliegen, sis müssen jedoch kurz genug sein, um einen freien
Zwischenraum zwischen den oberen und unteren Zapfenspitzen freizulassen, wenn die
Form geschlossen ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Zapfen, welche
allgemein zylindrische Form haben, stärker sein und enger aneinanderliegen als dies
bei derartigen Formen bisher üblich war.
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Bei der Herstellung beispielsweise einer Matratze entsprechend der
erfindung wird eine Latexmischung mit Schaum- und Vulxanisationsmitteln oder nur
mit Vulkanisationsmittein versetzt, in welchem Fall die Mischung zu Schaum geschlagen
wird, in eine horizontale langgestreckte Form der vorbeschriebenen Art eingefüllt
und in an sich bekannter Weise zum Schäumen gebracht, sodann zum Gerinnen gebracht
und in dieser Form vulkanisiert, wobei das Hauptmerkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens
darin besteht, daß neben der Latexmischung eine vorgefertigte Platte aus Schaumstoff
(oder falls erwünscht Schaumgummi) in die offene Form eingelegt wird, welche kleiner
ist als die Pormhöhlung jedoch stärker als der Abstand zwischen den oberen und unteren
Zapfenenden bei geschlossener Form, sodaß diese Platte, wenn sie auf die Spitzen
der unteren Zapfen aufgelegt wird, und zwar im wesentlichen mitten in die Form,
nach Schließung der Form zwischen den oberen und unteren Zapfenenden zusammengedrUckt
wird, während gleichzeitig die flüssige Ltermischung unter der Einwirkung des Sohaummitelle
ihr Volumen vergrößert und dabei zu Schaum wird, welcher dann gerinnt und vulkanisiert
wird,
wobei dieser letztere Schritt den Schaumgummi allseitig auf die Schaumstoffplatte
aufvulkanisiert, woraufhin die fertige Matratze aus der Form entnommen wird, sodaß
die Platte, d. h. der Kern der Matratze, welcher nun nicht mehr durch die Zapfen
zusammengepresst wird, sich ausdehnen kann, was wenn gewünscht durch Wärmezufuhr
begünstigt wird. Dies wiederum bringt die beiden Matratzenflächen, welche im wesentlichen
über ihre gesamte Fläche mit durch die Zapfen hergestellten Luftlöchern ausgebildet
sind, dazu, eine gewölbte Form anzunehmen.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
beiliegenden Figur im einzelnen erläutert, wobei selbstverständlich die Erfindung
nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist.
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Die Figur zeigt in schematischer Darstellung einen Langsschnitt durch
eine Form mit den zur Herstellung einer Matratze darin befindlichen Materialien,
wobei der Deckel der Form angehoben dargestellt ist. Die mit 1 bezeichnete Form
besitzt obere und untere Metallzapfen 2, welche vertikal vom Deckel nach unten und
vom Bodenteil der Form vertikal nach oben ragen. Sie sind bis auf einen schmalen
Randbereich an allen vier Kanten, um die Randbezirke ohne Luftlöcher ausbilden zu
können, gleichmäßig über den gesamten Deckel und das Bodenteil der Form verteilt.
Die gesamte Innenwandung (einschließlich Deckel und Bodenteil) der Form 1 sind eben.
Die Zapfen 2 können entweder voll oder als Hohlkörper auagebildet sein.
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Bei einer Hohlausbildung der Zapfen sind die Enden vorzugsweise abgerundet
abzuschließen, sodaß jeder Zapfen praktisch die Form eines Reagenzrohres aufweiat.
Eine derartige abgerundete Form der Zapfenenden ist auch dann von Vorteil, wenn
die Zapfen voll sind. Anstelle der im wesentlichen zylindrischen Zapfen können auch
solche verwendet werden, welche zu ihren Spitzen hin konisch verlaufen. Die Form
1 weist nicht dargestellte Anschlüsse fur Zufuhr- und Abflußleitungen für Kühl-
und Heizmedien auf. Zur Herstellung einer Matratze oder dergl. wird eine flüssige
GummilateYmiohung in an sich bekannter Weise außerhalb der Form zusammengestellt,
beispiels weise auf der Basis von Butadien, Styren-Butadien, Isopren und/oder Chloropren
oder einer natürlichen Gummilateimischung unter Beifügung eines Schaummittele, eines
Vulkanisiermirrels und falls gewünscht, weiterer Zusätze wie sie gewöhnlich bei
der Herstellung von Gummischäumen verwendet werden, wobei der Anteil des Schaummittels
derart bemessen wird, daß das Produkt das gewünschte Raumgewicht erhält.
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Dieses Raumgewicht kann innerhalb weiter Grenzen schwanken, liegt
jedoch vorzugsweise im Bereich zwischen 60 und 100 kg/m3. Das Schaummittel, beispielsweise
eine Substanz, welche Sauerstoff abgibt, wird vorzugsweise im letzten Augenblick
unmittelbar vor dem infUhren der Mischung in die Form 1 zugegeben. Ein Teil der
Lateimischung wird auf den Boden der Form gegossen, woraufhin eine biegsame Platte
4 aus Schaumgummi oder vorzugsweise Schaumstoff auf die vom Formboden nach oben
ragenden Zapfen gelegt wird, auf welche dann ein
weiterer Teil
3b der Latexmischung gegossen wird.
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Diese Platte kann beispielseise aus geschäumten Pulyurethan-Kunststoff
mit einem Raumgewicht von 12 - 4Okg/m3 bestehen. Unmittelbar nach dem Einführen
der Latexmischung 3a, der Platte 4 und der Latexmischung 3b wird der Deckel gesenkt
und dadurch die Form geschlossen, sodaß die Platte 4 zwischen den oberen und den
unteren Zapfen 2 stark zusammengedrückt wird. AnschlieBend lässt man die Latexmischung
bei Raum- oder Umgebungstemperatur aufschäumen, woraufhin ein Kühlmittel wie beisrielsweise
Ethylenglykol (ethylene-glyool) eingeführt wird, wodurch der Gummischaum kräftig
durch die dicht nebeneinander stehenden Metallzapfen gekühlt wird.
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Durch anschließendes Einführen von C02 erfolgt die Gerinnung des Schaumes,
woraufhin ein Heizmittel, welches ebenfalls Ethylenglykol sein kann, eingeführt
wird, um den Gummischaum bei erhöhter Temperatur, die in der Regel zwischen 90 und
etwa 1200C vorzugsweise zwischen 105-120°C liegt, zu vulkanisieren.
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Dadurch ergibt sich automatisch eine solide Bindung zwischen dem Kern
4 und dem ihn allseits umgebenden Schaumgummi, ohne daß zwischen beiden eine Bindeschicht
vorgesehen werden muß, da der Gummi auf allen Seiten auf den Kern aufvulkanisiert
wird. Sobald die Matratze nach der Vulkanisation aus der Form entnommen wird, beginnt
ihr Kern 4 sich auszudehnen. Diese Auadehnung kann noch weiter dadurch begünstigt
werden, daß Wärme und Feuchtigkeit, beispielsweise Wasser und/oder Wasser dampf,
beispielsweise während einer nachfolgenden Waschbehandlung zugeführt wird.
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Matratzen von speziell starker Wölbung können dadurch hergestellt
werden, daß während der Herstellung in der Form die Platte, d.h. der Kern, in seinem
Mittelbereich stärker zusammengepreast wird ale an den Rändern. Dies kann entweder
dadurch erzielt werden, daß diese Platte 4 von Anfang an im Mittelbereich dicker
als an den Rändern ausgebildet wird oder daß der Abstand zwischen den Zapfenenden
in der Mitte kärzer ist und nach allen vier Seiten hin progressiv BUnrmmt Bei der
letzterwähnten Ausbildung ergibt sich natürlich auch eine dickere Gummischicht im
mittleren Teil gegenüber den Rändern, unabhängig davon, daß die Innenflächen des
Pormdeckels und des Formbodens ebenso wie die Flächen der Platte 4 im ursprünglichen
nicht zusammengepressten Zustande eben sind. Die Erfahrung hat jedoch tatachlioh
gezeigt, daß die gewölbte Porm des Endproduktes auch dann erzielbar ist, wenn die
ursprüngliche Schaumstoffplatte ganz eben und der Abstand zwischen den Zapfenenden
an allen Stellen gleich ist.
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Bei der endgültig ausgedehnten Matratze (dem Sitzkissen, dem Sitzpolster
usw.) kann der Kern im Mittelteil des fertigen Produktes beispielsweise eine Dicke
von 7 - 8 cm und jede Schaumgummischicht unter und auf dem Kern eine Stärke von
etwa 3 cm haben.
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Der Durchmesser der Zapfen wird natürlich derart bemessen, daß sich
der gewünschte Lochdurchmesser im Endprodukt ergibt. Der Durchmesser der Zapfenspitzen
sollte nicht kleiner als etwa 3 mm sein, da im anderen Fall die Gefahr besteht,
daß die Zapfen sich in den Kern hineinbohren.
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Dies ist durchaus unerwünscht, da der Kern in sich geschlossen sein
sollte um möglichst stabil zu bleiben.
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Der Durchmesser der Zapfen und auch der Zapfenenden wird oft den Wert
von 3 mm beträchtlich überschreiten und kann beispielsweise zwischen 5 und 30 mm
betragen.
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Wie aus vorstehender Beschreibung zu sehen ist, können die Metallzapfen
entsprechend der Erfindung zur Srzielung vier verschiedener Funktionen verwendet
werden, und zwar 1. um Löcher in der Schaumgummistruktur zu bilden, 2. als Hilfselemente
für die Kühlung und zur Ableitung der Wärme, 3. als Träger der Kernplatte und 4.
um diese Kernplatte zusammenzupressen.
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Naturgemäß lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auf die verschiedenste
Art und Weise abändern, ohne daß dabei der Rahmen der Erfindung verlassen würde.
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