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Polsterstoff und Verfahren zu dessen Herstellung.
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(Zusatz zu Sch 24 006 IVb/39b) Die Erfindung betrifft neue Polsterstoffe
und ein Verfahren zu deren Herstellung, und sie ist eine Verbesserung bzw. weitere
Ausbildung der in der Patentschrift (Auslegeschrift 1 245 117) beschriebenen Erfindung.
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Weiche, federnde Stoffe in Form von verschaumten Produkten, wie Vinylschaumstoffe,
Schaumkautschuk oder Urethanschaumstoffe, werden in großem Ausmaße und fur die verschiedensten
Zwecke benutzt, wie beispielsweise als Polstorstoffe, Dekorations- oder Abdeckstoffe,
Einlagen für Schuhwerk, Teppichunterlagen, Einlagen oder Futterstoffe fur Bekleidungsstücke,
Bandagen u. dgl. Die Verwendung der genannten Schaumstoffe macht jedooh gewisse
Schwierigkeiten und ist auch mit Mängeln behaftet, Beispielsweise besitzen Vinylschaumstoffe
ganz allgemein keine besonders hohe Reibfestigkeit. Auch besitzen sie
nur
eine geringe Elastizität und Anpassungsfähigkeit sowie geringe Stand-bzw. Ermüdungsfestigkeit
und neigen auch bei niederen Temperaturen zum Verspröden. Schaumkautschuk andererseits
unterliegt einem schnellen physikalischen und chemischen Abbau, entwickelt unerwttnschte
Gerüche und läßt sich auch nur schwierig durch Maßnahmen wie Prägen oder Pressen
zu den gewünschten Formkörpern verarbeiten.
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Urethanschaumstoffe haben einen unerwünschten stumpfen Griff und ihnen
fehlt auch das angenehm ansprechende elastische, federnde Gefühl, das flir Polsterstoffe
erwünscht ist. Keiner dieser Schaumstoffe besitst somit die optimalen Eigenschaften,
die fur die obenerwähnten Verwendungszwecke erforderlich sind.
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FEr viele Anwendungszwecke der Polsterstoffe ist es auch erwEnacht
oder sogar erforderlich, daß die Schaumstoffe zur Erfüllung ihrer Aufgabe oder aus
ästhetischen Gründen mit einer Gewebeschicht oder einer Schicht aus einem thermoplastischen
Stoff überzogen werden. So werden beispielsweise Polsterstoffe, insbesondere £lr
dekorative Zwecke, mit einem Überzug oder einer DecKschicht versehen.
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Das bloße Auflegen einer Gewebeschicht oder einer Schicht aus einem
thermoplastischen Stoff auf oder um den Schaumstoff ohne deren Befestigung in irgendeiner
Weise ist Je doch kein befriedigendes Verfahren, die gewünschten Resultate zu erzielen.
Bei einer derartigen Anordnung besteht nämlich die Möglichkeit, daß sich die Deckschicht
und die
Schaumstoffschicht gegeneinander verschieben, so daß sich
häßliche Falten oder Wülste bilden; auch läßt sich auf diese Weise nicht erreichen,
die Deckschicht so dicht auf dem Schaumstoff anzubringen, daß diese den Konturen
des Schaumstoffes genau folgt, und insbesondere dann nicht, wenn Oberflächen mit
größeren Vertiefungen oder Erhebungen erwünscht sind.
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Um diese Nachteile zu beheben, war es bisher erforderlich, die Deckschicht
auf den Schaumstoff aufzunähen oder mittels eines Klebstoffes aufzukleben. Durch
Nähen wird jedoch leicht die Deckschicht oder der Schaumstoff besch§-digt; auch
können die Nähte bei längerer Verwendung des Polsters schlaff werdensund auch reißen,
wodurch der Zusammenhang des Polsters zerstört wird. Werden Textilstoffe als Deckschicht
benutzt, so können die Klebstoffe auch durch das Gewebe durchschlagen, wodurch dessen
Aussehen nachteilig beeinflußt wird. Bedingt durch seine notwendigerweise geschichtete
Struktur können bei einem Polstermaterial, bei welchem die Deckschicht und die Schaumstoffschicht
lediglich unter Verwendung eines besonderen Klebstoffes miteinander verbunden werden,
leicht auch Fehlstellen in der Klebstoffbindung auftreten, so dab dann mit Feltenbildungen
und einer Trennung der beiden Schichten zu rechnen ist.
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Es ist ferner sehr vorteilhaft, wenn ein Polstermaterial,
wie
beispielsweise durch Prägen, auf seiner Oberfläche auch mit dauerhaften Konturen
versehen werden kann. Dies gilt insbesondere für Polsterstoffe zur Verwendung als
Deckschicht B4144se ftir Automobilsitze und Innenverkleidungen, für welche tiefe,
scharf ausgeprägte Effekte z. Zt. sehr in Mode sind. Derartige Effekte lassen sich
z. Zt. jedoch nur mit großen Schwierigkeiten erhalten und selbst diese verlieren
mit der Zeit ihre Form. Oft mußten derartige plastische Musterungen durch Näharbeiten
erzeugt werden, d.h. durch eine Arbeitsweise, die sehr zeitraubend ist und durch
die dennoch keine völlig dauerhaften Musterungen erhalten werden, oder auch dadurch,
daß anstelle der Textilschicht eine Kunststoffschicht benutzt wird, wodurch jedoch
das gute Auasehen, das durch die Verwendung von Geweben erhalten wird, verlorengeht.
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Es wurde nun gefunden, daß ein mehrschichtiges Gebilde hergestellt
werden kann, das die obengenannten gewünschten Eigenschaften besitzt. Dieses Gebilde
besteht ganz allgemein aus einem imprägnierten Schaumstoff der in der obengenannten
Patentschrift erwähnten Art und vorzugsweise aus einem Polyurethanschaumstoff und
einer Gewebeschicht oder einer thermoplastischen Folie, die wenigstens auf einer
Oberseite des genannten Schaumstoffes anliegend befestigt ist. Der Polyurethanschaumstoff
ist in der obengenannten Patentschrift näher beschrieben, und auf diese Patentschrift
wird hiermit Bezug genommen. Da auf den genannten Schaumstoff später noch näher
zurtickgekommen wird, so genügt
hier die Feststellung, daß der genannte
Schaumstoff mit einem thermoplastischen Harz, vorzugsweise eines Polyvinylpolymerisat,
das mit einem geeigneten Weichmachungsmittel plastifiziert worden ist, imprägniert
wird.
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Das neue Polstermaterial wird, wenn ein Gewebe als Deckschicht benutzt
wird, vorzugsweise hergestellt, indem eine Gewebeschicht auf wenigstens eine Fläche
einer Bahn ans Polyurethanschaum der obengenannten Art aufgelegt, der Polyurethanschaum,
, dessen an S als Imprägniermittel b benutztes thermoplastisches Harz klebfähig
zu machen, erhitzt und dann die genannte Gewebeschicht und der genannte imprEgnierte
Schaumstoff, solange das genannte flexible, thermoplastische Harz klebrig ist, zusammengepreßt
werden,'wodurch die genannte Gewebeschicht und der genannte imprigmierte Schaumstoff
miteinander verbunden werden. Wenn eine thermoplastische Folie, wie ein Vinylpolymerisat,
und vorzugsweise ein Polyvinylchlorid oder -acetat benutzt wird, so ist das vorstehend
genannte Verfahren ohne weiteres anwenbar. Vorzugsweise wird Jedoch eine Schicht
benutzt, die bei ihrer Herstellung nur teilweise getrocknet worden ist und daher,
wenn sie ihre Herstellungsstätte verlä#t, noch etwas klerbrig ist. Sie kann dann
unmittelber auf den Schaumetoff aufgebracht und mit diesem einfach unter Anwendung
von Druck vereinigt werden.
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Die erfindungsgemä#en Polsterstoffe sind sehr brauchbare
Materialien,
bei welchen ein Gewebe oder eine thermoplastische Schicht dauerhaft mit einem in
besonderer Weise präparierten Polyurethanschaumstoff verbunden ist. Diese Gebilde
haben eine Anzahl besonderer Vorteile. Sie besitzen einen federnden, weichen, angenehmen
Griff und ausgezeichnete Anpassungsfähigkeit.- Sie sind auch sehr widerstandsfähig
gegen Abrieb und chemischen oder physikalischen Abbau; auch ermöglichen sie die
Verwendung hochwertiger, vielfach gemusterter Gewebe, und es lassen sich ferner
durch einfache und billlge Arbeitsma#nahmen tief profilierte oder erhabene Oberflächenmusterungen
leicht und dauerhaft in den Polsterstoffen herstellen.
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Als Gewebe, die in Durchfhhrung der vorliegenden Erfindung benutzt
werden können, sind praktisch alle Arten verwendbar, die ein geeignetes Gewicht
und eine geeignete Konstruktion besitzen. Sie können aus synthetischen odernatürlichen
Faserstoffen hergestellt sein, und es können Gewebe der verschiedensten Web- und
Wirkarten benutzt werden. Wenn das neue Polstermaterial als Komponente eines Polsters
benutzt werden soll eo werden vorzugeweise die schwereren Polstergewebe, wie solche
mit Doppelbindung, verwendet. Das Gewebe kann auch mit einem geeigneten Textil-Finish,
wie einem Mittel vorbehandelt werden, durch das Wasser oder Schmutz abgestoßen werden.
Der thermoplastische Deokstoff (Deokfolie) besteht, wie oben bereits angegeben,
zweckmä#ig aus einem Vinylpolymerisat und vorzugeweise aus Polyvinylchlorid oder
-aoetat.
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Wie oben bereits angegeben, wird der imprägnierte Schaumstoff bei
Verwendung eines Gewebes als Deckstoff mit dem Gewebe verbunden, indem die Vinylkomponente
des Schaumstoffes an dessen Oberfläche klebfähig gemacht wird, und im Falle eines
thermoplastischen Deckstoffes in Form einer Folie vorzugsweise dadurch, daß ein
teilweise getrockneter klebfähiger Film benutzt, das Gewebe oder der Film dann auf
den Schaumstoff aufgelegt und das so gebildete mehrschichtige Produkt dann einem
genügenden Druck unterworfen wird, so daß eine permanente Bindung erhalten wird.
Je nach dem herzustellenden Produkt können die Deckschicht und der Schaumstoff über
ihre ganzen sich berührenden Oberflächen miteinander verbunden werden, oder sie
können auch unter Einschaltung von Zwischenräumen miteinander verbunden werden,
so daß sich die Deckschicht an diesen Stellen mit Bezug aus den Schaumstoff verschieben
läßt.
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Das Vinylharz kann durch Erhitzen, durch Befeuchten mit einem Lösungsmittel
oder durch eine Xombination dieser Arbeitsweisen in den klebrigen Zustand umgewandelt
werden.
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Vorzugsweise wird Jedoch von der Verwendung von Lösungsmitteln abgesehen
und das Harz lediglich unter Verwendung von Wärme klebfähig gemacht. Hierfür sind
Gemperaturen von etwa 120 -190° und vorzugsweise 150 -175° geignet. Es braucht nur
die Oberfläche des imprägnierten Schaumstoffes erhitzt su werden, und zur Erhitzung
werden Infrarotstrahler, Stichflammen, heiße Luft oder dielektrische Beheizung bevorzugt.
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Das Erhitzen kann durchgefhhrt werden, ehe das Verpressen vorgenommen
wird, oder auch gleichzeitig mit dem Verpressen, wie beispielsweise unter Verwendung
beheizter Walzen oder Formen. Auf die Oberflächen des Schaumstoffew und/oder des
Deckstoffes können auch vor deren Verbindung zusätzliche Klebstoffe aufgetragen
werden, aber ein besonderer Vorteil vorliegender Erfindung besteht gerade darin,
daß derartige Bindemittel nicht erforderlich sind, und dies bedeutet einen wesentlichen
Fortschritt gegenüber dem Stande der Technik.
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Nach einer bevorzugten AusfUhrungsform der vorliegenden Erfindung
können das in der oben erwähnten Patentschrift beschriebene Imprägnieren des Schaumstoffes
und die Befestigung des als Deckschicht benutzten Gewebes auch als Teile eines vereinigten
Verfahrens durchgeführt werden.
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In diesem Falle kann der Schaumstoff imprägniert und die Deckschicht
aufgebracht werden, während sich die Vinylkomponente des Schaumstoffes noch in einem
klebfähigen Zustande befindet. Eine besonders bevorzugte Arbeitsweise hierfür besteht
in der Mitverwendung eines Systems von Walzen, durch die beispielsweise eine Bahn
eines flexiblen Polyurethanschaumstoffes der gewünschten Dicke von einer Absugswalze
einer angetriebenen Walze zugeführt wird, durch welche die Geschwindigkeit bestimmt
wird, mit welcher der Schaumstoff abgezogen wird. Das in der oben genannten Patentschrift
erwähnte flexible thermoplastische Vinylharz-
Imprägniermittel
wird dann mittels weiterer Walzen gleichmäßig auf dem Schaumstoff verteilt. Der
beschichtete Schaumstoff wird dann unter Infrarotstrahlern hinweggezogen und über
eine Vakuumplatte geführt, um den Schaumstoff sich mäßig zu imprägnieren.
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Für gewisse Anwendungszwecke kann es erwünscht sein, eine Deckschicht
auf allen Seiten der imprägnierten Schaumstoffbahn anzubringen. Beispielsweise kann
das Polstermaterial als Kissen oder Polster benutzt werden, bei denen während der
Verwendung alle Seiten der Sicht ausgesetzt sind.
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Falls ein Polstermaterial besonderer Festigkeit erforderlich ist,
so kann es erwünscht sein, auf der Oberfläche des Schaumstoffes auch eine Versteifungsschicht
oder Unterfütterung in Form einer verhältnismäßig steifen Unterlage-oder Rückenschicht
anzubringen. Eine geeignete Rückenschicht, die in diesem Falle verwendet werden
kann, besteht beispielsweise aus einem schweren Baumwollstoff. Eine derartige Rückenschicht
bildet auch eine verbesserte Unterlage für die Befestigung des Polstermaterials
an anderen Stoffen.
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Diese Rückenschicht kannmit dem Schaumstoff in der gleichen Weise
verbunden werden wie die Deckschicht, und zwar entweder gleichzeitig mit dieser
oder in einem besonderen Arbeitsgang.
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Falls erwünscht, können auf die Unterlage- oder Rückenschicht
auch
Hilfsbindemittel oder Versteifungsmittel, vorzugsweise Vinyl-Latices mit hohem Feststoffgehalt,
wie sie unter dem Warennamen #068Geon 576" im Handel sind, aufgetragen werden.
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Eines der wertvollsten Merkmale der erfindungsgemäßen Polsterstoffe
besteht darin, daß sie durch verhältnismäßig einfache technische Maßnahmen mit tiefprofilierten
oder erhabenen Musterungen versehen werden können und diese auch beibehalten. Derartige
Musterungen können beispielsweise durch einen Prägevorgang erzeugt werden, nach
welchem das Polstermaterial, während das aus dem Vinylharz bestehende Imprägniermittel
in den anliegenden Flächen der Musterung in einem klebfähigen Zustande gehalten
wird, zusammengepreßt wird. Diese Verdichtung kann beispielsweise unter Verwendung
von beheizten Formen oder gemusterten Walzen durchgeführt werden. Eine dielektrische
Heisung ist besonders brauchbar, und es werden im allgemeinen Temperaturen von etwa
120 -17500 angewendet.
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Das Material kann hierbei entweder nur teilweise verdichtet werden,
wodurch ein verhältnismä#ig flaches rieter erhalten wird, oder es kann auch im maximal
erreichbaren Ausma#e verdichtet worden. Die Musterungen können hierbei sehr einfach
oder auch hochkompliziert sein. Die Schärfe und Dauerhaftigkeit der Muster wird
hierbei rhöht, indem der verdichtete Teil des Schaumstoffes unter die Klebtemperatur
des Vinylharzes abgeklililt wird, ehe der Druck aufgehoben wird.
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Während des genannten Verdichtungs- oder Prägeverfahrens muß natürlich
die Deckschicht vorhanden sein, damit erreicht wird, daß sie sich der erzeugten
Musterung anpaßt.
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Nach den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird die genannte
Prägestufe in das Verfahren eingeschlossen, durch welches das Gewebe und der imprägnierte
Schaumstoff miteinander verbunden werden. Auf diese Weise können der Präge- und
Verbindungsvorgang gleichzeitig durchgeführt werden, und die eingedrückten Stellen
des Musters bilden dann die Stellen oder Flächen, an denen die Deckschicht mit dem
imprägnierten Schaumstoff verbunden ist. Nach einer anderen ausführungsform kann
die Prägestufe aber auch unmittelbar an die Verbindungsstufe angeschlossen werden.
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Auf Jeden Fall können diese Ma#nahmen aber auch mit dem Imprägnierverfahr-en,
wie oben beschrieben, zusammengefaßt werden, Wie bereits erwähnt, bestehen die erfindungsgemäß
verarbeitbaren Schaumstoffe aus Schaumstoffen, wie sie in der obengenannten Patentschrift
beschrieben worden sind. Besonders geeignet für die Anwendung des vorliegenden Verfahren.
sind flexible Polyäther-Polyurethanschaumstoffe mit wenigstens 75% und vorzugsweise
wenigstens 90% offenen Zellen. Es können in gleicher Weise aber auch Polyester-Polyurethanschaumstoffe
benutzt werden. Die Schaumstoffe sollen vorzugsweise ein spezifisches Gewicht von
etwa 50 bis 400 g/cdm und eine Dicke von etwa 1,5 bis 12,5 mm besitzen. Das aus
der Vinylverbindung bestehende Imprägniermittel wird
zweckmäßig
in Form einer Lösung oder Emulsion oder eines Plastisols u.dgl. angewendet. Im allgemeinen
enthalten die Imprägniermassen auch ein Plastifizierungsmittel in einer Menge von
etwa 5 - 120 Gew.-Teilen je 100 Teilen des Vinylharzes und vorzugsweise des Polyvinylchlorids.
Als Plastifizierungsmittel des Imprägniermittels können die Dialkylphthalate, wie
beispielsweise Dibutyl- und Dioctylphthalate, benutzt werden.
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Beispiel Eine Vinyl-Latex-Masse ("Geon 576" - eine wäßrige Emulsion
eines vorplastifizierten Vinylchlorid-Copolymerisates, das mit einem anionischen
Emulgiermittel emulgiert worden ist und etwa 56% Feststoffe enthält und von der
Firma B.F.
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Goodrich Chemical Company geliefert wird) wird auf ein Standardgewebe
(Leinenbindung), nämlich ein glattes Baumwollgewebe eines spezifischen Gewichtes
von etwa 975 bis 1025 g/qm, mittels üblicher Walzen-Auftragsverfahren aufgetragen.
Das Gewebe wird dann auf eine Temperatur von etwa 150 - 17590 erhitzt und schließlich
auf den imprägnierten Schaumstoff aufgeschichtet. Der imprägnierte Schaumstoff wird
unter Verwendung der nachstehenden Masse hergestellt : Gewichtsteile 1) Geon 135
(Vinylchlorid-Vinylacetat- 44,5 Dispersionsharz mit einem Acetatgehalt zwischen
3 und 5%) 2) Flexol 1010 (Dioctylphthalat) 35,2
Gewichtsteile 3)
Admex 710 (Vinylzusatzstoff - ein 2,2 epoxydiertes Scyabohnenöl eines Molekulargewichtes
von etwa 960) 4) Stab. 6V6A (Vinylstabilisator - ein -,5 flüssiger Wärme- und Lichtstabilisator,
der Barium Cadmium und Zink enthält5 5) Weißpaste (Farbdispersion-TiO2) 4,4 6) 10-W
Whiting (Feingemahlener natür- 4,4 licher Calciumcarbonat-Füllstoff) 7) Varsol (Organisches
Lösungsmittel) 9,0 und diese Masse wird unter Verwendung üblicher Walzen-Auftragsverfahren
auf den Schaum aufgetragen.
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Der benutzte Schaum besteht aus einem Polyäther-Polyurethanschaum
eines spezifischen Gewichtes von etwa 0,024-0,026 g/ccm vor der Imprägnierung. Unter
Verwendung verringerten Druckes wird dann die genannte Masse in den Schaumstoff
eingezogen. Der imprägnierte Schaumstoff wird dann bei einer linearen Geschwindigkeit
von etwa 7,5 m Je Minute auf eine Temperatur von etwa 95-110°C und dann bei derselben
Geschwindigkeit auf eine Temperatur von etwa 16000 erwärmt.
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Die Aufschichtung des Gewebes auf den imprägnierten Schaumstoff wird
durchgeführt, indem ein Klebstoff (die gleiche Masse wie das vorerwähnte Vinylimprägniermittel,
jedoch unter Ausschluß der Weißpaste und des Varsol-Lösungsmittels) auf das Gewebe
aufgetragen und dieses dann erhitzt wird, um den Klebstoff klebfähig zu machen.
Das Gewebe und der imprägnierte Schaumstoff werden dann unter mäßigem
Kontaktdruck
bei einer Temperatur von etwa 135 - 1400C miteinander in Kontakt gebracht und hierdurch
das Gewebe und der Schaumstoff fest miteinander verbunden.
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Anstelle des Vinyl-Bindemittels können auch andere Elebstoffe benutzt
werden, wie beispielsweise Klebstoffe, die aus Acryl-Verbindungen, Urethanen u.dgl.
erhalten werden.
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Werden diese Klebstoffe benutzt, so können sie, wie oben beschrieben,
unmittelbar auf das Gewebe aufgebracht oder auch mit gleicher Leichtigkeit auf den
Schaumstoff selbst aufgetragen werden. Von der Verwendung der Klebstoffe kann jedoch
auch abgesehen werden, beispielsweise, wenn eine dielektrische Beheizung angewendet
und die Bindung zwischen dem Gewebe, wie beispielsweise Nylon, und dem imprägnierten
Schaumstoff unmittelbar durchgeführt wird.
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Ähnliche Resultate werden erhalten, wenn anstelle des Baumwoll- oder
Nylongewebes des vorstehenden Beispiels ein Polyvinylchloridfilm benutzt wird. Der
Film, beispielsweise einer Dicke von 0,025 bis 0,4 mm wird auf den imprägnierten
Schaumstoff mit oder, insbesondere im Falle einer dielektrischen Wärmeverschweißung,
ohne Verwendung von Klebstoffen aufgeschichtet.