DE202006008278U1

DE202006008278U1 - Formteil auf Basis von Fasermaterialien

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Publication number: DE202006008278U1
Application number: DE202006008278U
Authority: DE
Original assignee: Franzke Guido Dipl-Designer
Current assignee: Franzke Guido Dipl-Designer
Priority date: 2006-05-10
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2016-05-25

Abstract

Dreidimensionales faserhaltiges Formteil, insbesondere für die Herstellung von Möbeln, wie Sitzmöbeln und dergleichen, erhältlich durch ein Verfahren, wobei eine faserhaltige Suspension unter Formgebung zu dem dreidimensionalen faserhaltigen Formteil ausgehärtet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein durch ein erfindungsgemäß angewandtes Verfahren erhältliches, dreidimensionales faserhaltiges Formteil nach Anspruch 1, welches insbesondere zur Herstellung von Möbeln geeignet ist. Das erfindungsgemäße Formteil eignet sich zu Zwecken der Verwendung zur Herstellung von Möbeln, insbesondere Sitzmöbeln. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Formteils hergestellte Möbel als solche.
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.
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 denje nigen von Leder entsprechen. Die Lederfaserwerkstoffe des Standes der Technik werden häufig in Form von ebenen bzw. planaren Flächengebilden hergestellt.
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.
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.
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 Materialien handelt. Das diesbezüglich angeführte Verfahren ist aufwendig, da stets ein zusätzlicher Beschichtungsschritt vorgesehen ist.
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.
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.
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.
Vor diesem Hintergrund besteht nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein dreidimensionales faserhaltiges Formteil bereitzustellen, welches die zuvor geschilderten Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise vermeidet oder aber wenigstens abschwächt. Insbesondere soll das dreidimensionale faserhaltige Formteil durch ein erfindungsgemäß angewandtes Verfahren erhältlich sein, 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 Eigenschaften, insbesondere seiner lederähnlichen Struktur, insbesondere zu Zwecken der Verwendung in Möbel, wie Sitzmöbel, eignen.
Zur Lösung der zuvor geschilderten Aufgabenstellung schlägt die vorliegende Erfindung ein durch ein erfindungsgemäß angewandtes Verfahren erhältliches dreidimensionales faserhaltiges Formteil gemäß Anspruch 1 vor. Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Sachunteransprüche. Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung das dreidimensionale faserhaltige Formteil gemäß Anspruch 24 bzw. 25. Das dreidimensionale faserhaltige Formteil eignet sich zu Zwecken der Verwendung zur Herstellung von Einrichtungsgegenständen, insbesondere Möbeln. Schließlich sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung die das dreidimensionale faserhaltige Formteil enthaltende Einrichtungsgegenstände gemäß Anspruch 26.
Erfindungemäß 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.
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.
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.
Unter dem Begriff "Bindemittel" werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere polymere Verbindungen verstanden, die gewissermaßen beispiels weise durch Polymerisationsprozesse eine Matrix ausbilden, in welche die Fasern eingelagert werden, so ein Verbundmaterial aus Bindemittel und Fasern resultiert.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung des dreidimensionalen faserhaltigen Formteils angewandt, wobei sich das erfindungsgemäße Formteil 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, erfindungsgemäß angewandten 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 erfindungsgemäß angewandten 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.
Mithilfe des erfindungsgemäß angewandten Verfahrens ist es folglich möglich, daß die speziellen Flächenelemente aufgrund ihrer Fließ- bzw. Umformungseigenschaften 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.
Gemäß einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform ist das dreidimensionale faserhaltige Formteil nach der Erfindung durch ein erfindungsgemäß angewandtes Verfahren erhältlich, welches die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

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.

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.
Was das Bindemittel betrifft, so kann erfindungsgemäß ein wasserbasiertes Bindemittel eingesetzt werden.
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.
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 erfindungsgemäß angewandten Verfahrens verwendeten Suspensionen und folglich auch die nach dem erfindungsgemäß angewandten Verfahren 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.
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.
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-, Polyvinylchlo ridfasern, flourhaltige Polymerfasern, Polyethylen-, Polypropylen-, Vinylacetat-, Polyacrylnitril-, Polyamid-, Polyester- und/oder Polyurethanfasern.
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.
Die im Rahmen des erfindungsgemäß angewandten 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.
Zu Zwecken der gezielten Einstellung der Eigenschaften des mit dem erfindungsgemäß angewandten 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.
Im Rahmen des erfindungsgemäß angewandten 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.
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 bevorzugt 75 bis 85 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der faserhaltigen Suspension, aufweisen.
Was das mit dem erfindungsgemäß angewandten 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.
Was das erfindungsgemäß angewandte 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.
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. Erfindungs gemäß kann jedoch von diesen Mengen abgewichen werden, sofern erfindungsgemäß gewünscht.
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.
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.
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.
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 erfindungsgemäß angewandten 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.
Im Rahmen des erfindungsgemäß angewandten 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.
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.
Die einzige Figur zeigt schematisch und in nichtbeschränkender Weise zur Veranschaulichung den zur Herstellung des dreidimensionalen faserhaltigen Formteils nach der Erfindung erfindungsgemäß angewandten 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.
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.
1C zeigt den im Rahmen des erfindungsgemäß angewandten Verfahrens 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.
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.
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.
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.
Mit anderen Worten betrifft die vorliegende Erfindung gleichermaßen ein dreidimensionale faserhaltige Formteil 1, welches mittels des erfindungsgemäß an gewandten Verfahrens hergestellt werden kann und welches sich insbesondere für die Herstellung von Möbeln, wie Sitzmöbeln und dergleichen, eignet. Somit betrifft die vorliegende Erfindung 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.
Das dreidimensionale faserhaltige Formteil 1 nach der Erfindung eignet sich zu Zwecken der Verwendung 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.
Gleichermaßen ist aber auch eine Verwendung des dreidimensionalen faserhaltigen Formteils 1 nach der Erfindung im Rahmen von Schuhen, Bekleidungsstüken, 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.
Gleichermaßen kann das dreidimensionale faserhaltige Formteil 1 nach der Erfindung beispielsweise mit weiteren statischen Elementen, z. B. einem Kunststoff- 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 1 mit einer zusätzlichen Schaumschicht hinterlegt wird.
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.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, Einrichtungsgegenstände, insbesondere Möbel, vorzugsweise Sitzmöbel, dekorative Elemente, Hohlraumkanäle und dergleichen, welche mindestens ein dreidimensionales faserhaltiges Formteil 1 nach der Erfindung, insbesondere wie zuvor definiert, aufweisen bzw. welche unter Verwendung des dreidimensionalen faserhaltigen Formteils, insbesondere wie zuvor definiert, hergestellt worden sind.
Das mit dem erfindungsgemäß angewandten Verfahren erhältliche, dreidimensionale faserhaltige Formteil nach der Erfindung 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 bei dem erfindungsgemäß angewandten Verfahren 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, erfindungsgemäß angewandten Verfahrensweise können die Eigenschaften bzw. Formgebungen des 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 erfindungsgemäß angewandte 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.

Claims

Dreidimensionales faserhaltiges Formteil, insbesondere für die Herstellung von Möbeln, wie Sitzmöbeln und dergleichen, erhältlich durch ein Verfahren, wobei eine faserhaltige Suspension unter Formgebung zu dem dreidimensionalen faserhaltigen Formteil ausgehärtet wird.
Dreidimensionales faserhaltiges Formteil, insbesondere nach Anspruch 1, erhältlich durch ein Verfahren, gekennzeichnet durch die folgenden 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.
Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als faserhaltige Suspension eine wäßrige faserhaltige Suspension eines organischen und/oder polymeren Bindemittels verwendet wird.
Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als faserhaltige Suspension eine organisch basierte faserhaltige Suspension eines organischen und/oder polymeren Bindemittels verwendet wird.
Formteil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein wasserbasiertes Bindemittel eingesetzt wird.
Formteil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein thermoplastisches oder duroplastisches Bindemittel eingesetzt wird.
Formteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension kollagene Fasern enthält.
Formteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension Lederfasern enthält.
Formteil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension nichtkollagene Fasern, vorzugsweise pflanzliche Fasern und/oder Kunststoffasern, enthält.
Formteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension Textilfasern enthält.
Formteil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern eine Länge von 0,01 bis 100 mm, insbesondere 0,1 bis 20 mm, bevorzugt 0,5 bis 15 mm, besonders bevorzugt 1 bis 10 mm, ganz besonders bevorzugt 2 bis 8 mm, aufweist.
Formteil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die faserhaltige Suspension und/oder das Formteil mindestens einen weiteren Zusatzstoff, insbesondere ausgewählt aus Farbstoffen, Salzen, Konservierungsmitteln, Duftstoffen, Tensiden, Fetten, Ölen, aufweist.
Formteil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die faserhaltige Suspension 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.
Formteil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension einen Bindemitteanteil von 10 bis 95 Gew.-%, insbesondere 50 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 93 Gew.-%, besonders bevorzugt 70 bis 90 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 75 bis 85 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der faserhaltigen Suspension, aufweist.
Formteil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 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, aufweist.
Formteil nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in Verfahrensschritt b) der Feuchtigkeitsgehalt der faserhaltigen Suspension und/oder des Flächenelementes verringert wird.
Formteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes eine vorzugsweise siebförmige Entfeuchtungsvorrichtung eingesetzt wird.
Formteil nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in Verfahrensschritt c) der Feuchtigkeitsgehalt des Flächenelementes verringert wird.
Formteil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in Verfahrensschritt b) oder c) erhältliche Flächenelement einen Restfeuchtigkeitsgehalt von 20 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Flächenelementes, aufweist.
Formteil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformen in Verfahrensschritt d) eine Vernetzung, Polymerisation und/oder Aushärtung des Bindemittels umfaßt.
Formteil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformen in Verfahrensschritt d) vorzugsweise unter Wärme- und/oder Druckeinfluß erfolgt.
Formteil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil zusätzlich mit mindestens einem statischen und/oder dekorativen Element ausgestattet wird.
Formteil nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil vorzugsweise mittels Zurichtung eine Sichtoberfläche erhält.
Dreidimensionales faserhaltiges Formteil (1), insbesondere für die Herstellung von Möbeln, wie Sitzmöbeln und dergleichen, wobei das Formteil (1) aus einer ausgeformten, ausgehärteten faserhaltigen Suspension (2) hergestellt ist.
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 eingelagerte Fasern (3) enthält und wobei das Formteil (1) ausgeformte und/oder räumliche Strukturen, insbesondere Ein- und/oder Auswölbungen, Vertiefungen, Biegungen und dergleichen, aufweist.
Einrichtungsgegenstände, insbesondere Möbel, vorzugsweise Sitzmöbel, dekorative Elemente, Hohlraumkanäle und dergleichen, aufweisend mindestens ein dreidimensionales faserhaltiges Formteil (1) nach Anspruch 1, 24 oder 25 und/oder hergestellt unter Verwendung eines dreidimensionalen faserhaltigen Formteils (1) nach Anspruch 1, 24 oder 25.