DE1629675B2 - Verfahren zur Herstellung von ver schweißbarem offenzelhgem Polyurethan schaumstoff mit verschleißfester Ober flache - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Oberfläche des bereits imprägnierten Polyurethanschaumstoffes eine separat hergestellte zusammenhängende, vorgelierte oder gelierte Schicht des thermoplastischen Kunstharzes aufbringt und durch Schmelzen mit dem imprägnierten Schaumstoff verbindet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von verschweißbarem offenzelligem Polyurethanschaumstoff mit verschleißfester Oberfläche durch Vereinigen des Polyurethanschaumstoffes mit einem thermoplastischen Kunstharz.

Es ist aus der USA.-Patentschrift 3 061 460 bekannt, Polyurethanschaumstoffe mit einer Dispersion eines thermoplastischen Kunstharzes durchgängig zu imprägnieren und das imprägnierte Mittel dann durch Wärmeeinwirkung zu gelieren. Diese Materialien besitzen bereits brauchbare Eigenschaften, leider jedoch auch den Nachteil, daß die Abriebfestigkeit des Materials auf Grund des Fehlens einer Deckschicht nicht groß ist.

Aus der österreichischen Patentschrift 204 254 ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffkörpern mit verringerten Reißeigenschaften bekannt, bei dem unter anderem ein Netz auf dem Schaumstoff aufgelegt und dessen Oberfläche mit dem Netz verschmolzen wird, worauf unter Verwendung eines Klebers eine zweite Schaumstofflage aufgebracht wird. Im Gebrauchsmuster 1719145 werden Schaumstoffplatten beschrieben, die mit einer Kunststoffschicht versehen sind, die mittels eines direkten Streich- und Gelierungsvorganges aufgebracht worden sind. Nach diesem Verfahren ist es jedoch nicht möglich, eine glatte oder gemusterte Deckschicht mit geringen Kosten und Arbeitsaufwand herzustellen. Eine gleichzeitige Imprägnierung und Aufbringung einer Deckschicht ist bisher nicht bekanntgeworden.

Die vorliegende Erfindung bezweckt daher die Herstellung eines verbesserten Polyurethanschaumstoffes mit einer auf ihm angeordneten und mit ihm fest verbundenen Deckschicht aus einem thermoplastischen Kunstharz. Dabei soll die Festigkeit der Verbindungsstelle größer sein als die Zugfestigkeit des Polyurethanschaumstoffes. Gleichzeitig sollen dadurch abriebfestere Materialien geschaffen werden, die gleichzeitig auch noch wärmeverschweißbar sind. Das Herstellungsverfahren soll dabei einfach und kontinuierlich durchführbar sein.
Diese Ziele werden dadurch erreicht, daß man

a) den Polyurethanschaumstoff mit einer Dispersion eines thermoplastischen Kunstharzes durchgängig imprägniert,

b) eine zusammenhängende Schicht einer Dispersion desselben Kunstharzes auf die Oberfläche des Polyurethanschaumstoffes aufbringt und

c) das imprägnierte Mittel und die Deckschicht gleichzeitig durch Wärme geliert und miteinander verbindet.

Die erfindungsgemäß hergestellten verschleißfesten Polyurethanschaumstoffe können ganz allgemein zur Herstellung von federnden bzw. elastischen Gegenständen Anwendung finden, beispielsweise für die Herstellung von Sitzen oder Armlehnen für Kraftfahrzeuge sowie Schuheinlegesohlen.

Gemäß vorliegender Erfindung wird der offenzellige Polyurethanschaumstoff zunächst mit einer Dispersion eines thermoplastischen Kunstharzes imprägniert und dann weiter so behandelt, daß die Harzdispersion den von Natur aus porösen Schaumstoff gut durchdringt. Hierauf wird eine Schicht aus einer Dispersion desselben Harzes auf den imprägnierten Schaumstoff aufgetragen, worauf das Imprägniermittel und die zusammenhängende aufliegende Deckschicht miteinander verschmolzen werden, so daß auf dem Schaumstoff eine abriebfeste Schicht aus dem thermoplastischen Harz erhalten wird. Diese ist durch das Verschmelzen mit dem Harz des Imprägnierungsmittels integral mit dem Schaumstoff verbunden.

Als Polyurethanschaumstoffe können die bekannten offenzelligen Schaumstoffe auf Äther- und/oder Esterbasis verwendet werden. Als Dispersion des thermoplastischen Kunstharzes kann eine wäßrige Dispersion benutzt werden; bevorzugt wird das Kunstharz jedoch als Plastisol angewendet. Plastisole sind Mischungen aus dem thermoplastischen Kunstharz mit genügenden Mengen an Weichmachern, um das Harz durch Wärme gelierbar zu machen. Wird das Plastisol erhitzt, so werden die Teilchen des thermoplastischen Harzes durch den Weichmacher solvatisiert, und die Masse geliert. Durch weitere Anwendung von Wärme erfolgt dann ein Schmelzen des gelierten Materials, so daß beim Abkühlen eine zusammenhängende thermoplastische Schicht erhalten wird.

Als thermoplastisches Kunstharz kann jeder übliche Thermoplast verwendet werden. Polymerisierte Vinylverbindungen, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylidenchlorid, Acrylsäure und Acrylsäureester, sowohl in Form von Homopolymerisaten als auch Copolymerisaten werden bevorzugt.

Als Weichmacher für die genannten Plastisole werden die üblichen Verbindungen benutzt, beispielsweise die bekannten Adipate, Phthalate, Phosphate sowie für diesen Zweck bekannten Polyester mit hohem und mittlerem Molekulargewicht. Die Plastisole können auch noch übliche mineralische Füllstoffe und Stabilisatoren enthalten.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch so durchgeführt werden, daß man auf die Oberfläche des bereits imprägnierten Polyurethanschaumstoffes eine separat hergestellte zusammenhängende, vorgelierte oder gelierte Schicht des thermoplastischen

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Kunstharzes aufbringt und durch Schmelzen mit dem 27 geführt, wo eine Verfertigung und feste Verbindung

imprägnierten Schaumstoff verbindet. der Schichten erfolgt. Nach dem Unterlaufen einer

Man kann auch so vorgehen, daß man das im Leitrolle 28 kann dann das Produkt auf eine Walze 29

Schaumstoff enthaltene Imprägniermittel zuerst leicht aufgewickelt werden.

geliert und dann die Plastisolschicht — sei sie vorge- 5 Gemäß F i g. 2 erfolgt die Imprägnierung, Hcmoliert, geliert oder nicht geliert — aufbringt und mit dem genisierung und etwaige Erwärmung der Schaum-Schaumstoff verschmilzt. Stoffbahn wieder, wie beschrieben, in den Zonen 13,

Die für die Gelierung und Verschmelzung anzu- 14 und 16, jedoch wird hier die Plastisolschicht 19 wendenden Temperaturen sind von den benutzten durch den Durchgang durch eine Heizzone 31 vorthermoplastischen Harzen abhängig. In den meisten io geliert und gegebenenfalls bereits teilweise geschmolzen, Fällen sind Temperaturen im Bereich von etwa ehe sie mit dem imprägnierten Streifen 11 verbunden 130 bis 18O⁰C ausreichend, um die Gelierung zu wird. Die angelierte bzw. angeschmolzene Harzbeenden und" ein Schmelzen der Plastisolbestandteile schicht wird dann mit dem imprägnierten Schaumstoff zu bewirken. 11 verbunden und das erhaltene Gebilde durch die

Gegebenenfalls kann zwischen dem Schaumstoff und 15 Heizzone 26 geführt, in der das Schmelzen beendet

der Deckschicht noch eine Gewebeschicht zur Ver- wird. Hierauf erfolgt dann wie oben ein Abkühlen

Stärkung aufgebracht werden. in der Zone 27 und das Aufwickeln auf die Walze 29.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher Um die Reißfestigkeit der hergestellten Materialien

beschrieben. In dieser veranschaulicht noch zu verstärken, kann zwischen die Deckschicht

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung 2b und die Schaumstoffbahn oder auch in die Deckschicht

zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung noch ein dünnes Gewebe aus thermoplastischen oder

und natürlichen Faserstoffen eingelagert werden. Das

Fig. 2 eine der F ig. 1 ähnliche Ansicht, die jedoch Gewebe kann auch von außen auf die Deckschicht

eine besondere Ausführungsform der Erfindung zeigt. aufgebracht werden.

In F i g. 1 ist mit 10 eine Rolle aus einem Poly- 25 Zu diesem Zwecke kann in der beschriebenen Vor-

urethanschaum mit offenen Zellen bezeichnet, der richtung zwischen den Leitwalzen 17, 18 und der

fortlaufend ein Streifen 11 des Schaumstoffes abgezo- Beschichtungsvorrichtung 22 des Bandes 21, durch

gen und nach dem Überlaufen über eine Spannrolle 12 welche das die Deckschicht der Schaumstoffbahn

einer Imprägnierzone 13 zugeführt wird. In dieser bildende Plastisol 19 zugeführt wird, noch eine Rolle

Zone wird z. B. durch Aufstreichen, Tauchen oder 30 32 aus einem dünnen Gewebe thermoplastischer oder

Aufsprühen eine Dispersion des thermoplastischen natürlicher Faserstoffe angebracht werden, von der

Kunstharzes, vorzugsweise in Form eines Plastisols, synchron mit dem Abzug und der Weiterführung der

auf den Schaumstoff aufgetragen. Nach dieser Vor- vorimprägnierten Schaumstoffbahn 11 ein Streifen 33

imprägnierung in der Zone 13 wird der Streifen 11 abgezogen und dieser nach dem Umlaufen einer

einer Homogenisierungszone 14 zugeführt, in der das 35 Leitrolle 34 zwischen die vorimprägnierte Schaumstoff-

Plastisol in die Poren des Streifens 11 eingearbeitet bahn 11 und deren durch das Band 21 zugeführte

wird. Dieses Einarbeiten kann durch mechanisches Deckschicht 19 eingefügt wird. In diesem Falle liegt

Einkneten oder Einwalzen oder durch Anwendung somit das erwähnte Gewebe 33 zwischen der imprä-

eines Vakuums, durch das das Imprägniermaterial in gnierten Schaumstoffbahn 11 und deren Plastisol-

die Poren eingezogen wird, oder durch Anwendung 40 deckschicht 19.

von Zentrifugalkräften oder ähnliche Maßnahmen Die Geweberolle 35 aus den thermoplastischen bewirkt werden. Falls das Imprägniermittel vor dem Kunstharzen kann aber auch mit ihrer Leitrolle 27 für Auftragen der auf dem Schaumstoff zur Auflage den von ihr abgezogenen Streifen 36 hinter der Bekommenden thermoplastischen Deckschicht wenigstens Schichtungsvorrichtung 22 des Bandes 21 angeordnet teilweise geliert werden soll, wird der imprägnierte 45 und dann, auf dem Band 21 aufliegend, mit dem Streifen dann noch durch eine Heizzone 16 geschickt. Plastisol 19 beschichtet werden, so daß beim weiteren

Der Streifen 11 wird dann über ein Paar Leit- Durchgang des so beschichteten Streifens durch die walzen 17 und 18 geführt und gegen eine Schicht oder Vorrichtung dieser unter Vermittlung der genannten einen Film 19 desselben Plastisols gedrückt, das als Plastisolschicht auf der vorimprägnierten Schaumzusammenhängende Schicht mittels einer Aufstreich- 5° Stoffbahn 19 befestigt wird. In diesem Falle liegt Vorrichtung 22 auf ein umlaufendes und mit der somit das aus dem thermoplastischen Kunstharz Leitwalze 18 zusammenarbeitendes Band 21 aufgetra- bestehende Gewebe 36 auf der Außenseite der Schaumgen wird. Das Band 21 kann aus jedem geeigneten, Stoffbahn. Bei dieser Arbeitsweise kann sogar von sich vom Plastisol leicht abtrennbaren Material, wie der Mitverwendung des Bandes 21 abgesehen und Polytetrafluoräthylen, rostfreiem Stahl, Aluminium, 55 das aus den thermoplastischen Kunststoffen besteeinem entsprechend präparierten Textilstoff oder auch hende Gewebe 35, 36 als Träger der Plastisolschicht 19 Papier, bestehen. Das Band kann auch mit beliebigen benutzt werden.

Musterungen versehen sein, die während des weiteren Die mit dem Verfahren gemäß der Erfindung Verfahrens auf die Schicht 19 übertragen und in diese hergestellten Materialien besitzen den Vorteil, daß sie eingedrückt werden, wodurch gewünschte dekorative 60 im Gegensatz zu nicht imprägnierten Polyurethan-Effekte erzielt werden. Schaumstoffen durch Wärme verschweißbar sind,

Der imprägnierte Schaumstoffstreifen 11 und die daß sie im Gegensatz von mit Thermoplasten im-Plastisolschicht 19 können sofort durch ein Paar prägnierten Polyiirethanschaumstoffen mit einer abzusammenarbeitende Druckrollen 23 und 24 zusam- riebfesten Oberfläche versehen sind, daß die Oberfläche mengepreßt und das so verbundene Produkt dann 65 jede gewünschte Form besitzen kann — glatt oder einer Heizsonne 26 zugeführt werden, in der das nach Belieben gemustert — und daß die Herstellung Plastisol durch Erhitzen geliert und geschmolzen wird. außerordentlich einfach und wirtschaftlich ist und Dann wird das Material durch eine Kühlvorrichtung sich auch kontinuierlich durchführen läßt.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

Ein Polyurethanätherschaum eines spezifischen Gewichtes von 0,024 g/cm³ wurde mit einem üblichen Polyvinylchlorid-Plastisol imprägniert. Als solches können z. B. solche der folgenden Zusammensetzungen verwendet werden:

35 bis 45 Gewichtsteile Polyvinylchlorid,

17 bis 22 Gewichtsteile Weichmacher auf Phtha-

latbasis,

17 bis 22 Gewichtsteile polymeren Weichmacher, 10 bis 20 Gewichtsteile mineralische Füllstoffe,
1 bis 1,5 Gewichtsteile Stabilisator.

Das Imprägniermittel wurde in einer Menge von etwa 0,016 g/cm³ angewendet. Nach dem Homogenisieren wurde auf den imprägnierten Schaumstoff eine Schicht des gleichen Plastisols in einer Dicke von etwa 0,5 mm aufgetragen, worauf die beiden Piastisole geliert und bei einer Temperatur von etwa 175⁰C miteinander verschmolzen wurden. Das erhaltene Material war vollkommen flexibel, besaß eine sehr feste Bindung zwischen dem Schaumstoff und der auf ihm liegenden Deckschicht und konnte durch Wärme verschweißt werden.

Beispiel 2

Ein Polyurethanesterschaum, dessen Zellen in bekannter Weise auf chemischem Wege aufgebrochen worden waren und der ein spezifisches Gewicht von etwa 0,027 g/cm³ besaß, wurde mit einem Plastisol der folgenden Zusammensetzung imprägniert:

35 bis 45 Teile Polyvinylchlorid,
6 bis 8 Teile Polyvinylchloridacetat-Copoly-

merisat,
25 bis 35 Teile Weichmacher auf Phthalatbasis, 6 bis 8 Teile polymeren Weichmacher,

1 bis 1,5 Teile Stabilisator,

5 bis 15 Teile mineralische Füllstoffe,

1 Teil Farbpigment.
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Das Plastisol wurde dem Schaumstoff in einer Menge von etwa 0,023 g/cm³ einverleibt. Der so imprägnierte Schaum wurde dann mit dem gleichen Plastisol in einer Dicke von etwa 0,36 mm beschichtet, ίο Dann wurde durch Erhitzen geliert und die beiden Schichten bei einer Temperatur von etwa 17O⁰C miteinander verschmolzen. Die Deckschicht haftete fest am Schaumstoff, und das erhaltene Material konnte leicht elektronisch verschweißt werden.

Beispiel 3

Eine Bahn aus einem Polyurethanätherschaum mit offenen Zellen und einem spezifischen Gewicht von 0,022 g/cm³ wurde mit einem Gemisch der folgenden Zusammensetzung imprägniert:

50 bis 55 Teile polymerisiertes Methylmeth-

acrylat,

30 bis 50 Teile Dibutylphthalat,
1 bis 3 Teile mineralische Füllstoffe.

Die Imprägnierung wurde in einem Ausmaß von etwa 0,024 g/cm³ durchgeführt, worauf das Harz in den Poren des Schaumstoffes durch Erwärmen zum Teil geliert wurde. Auf den imprägnierten Schaumstoff wurde dann eine Schicht des obigen Gemisches in einer Dicke von etwa 0,27 mm aufgetragen, worauf bei einer Temperatur von etwa 130° C geliert und verschmolzen wurde. Auch dieses Produkt konnte elektronisch verschweißt werden.

Tm Rahmen der vorliegenden Erfindung wird lediglich Schutz für die Kombination der in Anspruch 1 gekennzeichneten an sich bekannten Verfahrensschritte begehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von verschweißbarem, offenzelligem Polyurethanschaumstoff mit verschleißfester Oberfläche durch Vereinigen des Polyurethanschaumstoffes mit einem thermoplastischen Kunstharz, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) den Polyurethanschaumstoff mit einer Dispersion eines thermoplastischen Kunstharzes

• durchgängig imprägniert,

b) eine zusammenhängende Schicht einer Dispersion desselben Kunstharzes auf die Oberfläche des Polyurethanschaumstoffes aufbringt und

c) das imprägnierte Mittel und die Deckschicht gleichzeitig durch Wärme geliert und miteinander verbindet.