DE2819080C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Polstermaterials - Google Patents

Description

eignet sich eine Vorrichtung, welche eine Preßform mit 'V einer äußeren Wand und einer entfernbaren Bodenplat-

;.i{ te besitzt, welche eine Ausbuchtung aufweist wobei die

Form in einem Rahmen schwenkbar gelagert ist Ferner ist die Preßform mit einer der Innenkontur derselben entsprechenden Deckplatte verschließbar, und es ist ein plattenförmiges Preßorgan vorhanden, welches an der ■■ der Ausbuchtung entsprechenden Stelle der Fasermasse

zum Einsatz kommt und im Abstand an einer Nadelträ-S; gereinrichtung angeordnet ist deren Nadeln durch Bohrungen des Preßorganes hindurchtreten, wobei die Nadelträgereinrichtung mittels eines Kurbeltriebes hin und :, her bewegbar ist

U Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den An-

/ Sprüchen 5 bis 7 zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen PoI-Hji stermaterials sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens

vi zur Herstellung desselben sowie dazu geeignete Vor-

'ff richtungen werden im folgenden an Hand der Zeichnun-

H gen näher erläutert Es zeigt

F i g. I eine Frontaiansicht einer dreifach gekräuselten dreidimensional orientierten Faser,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer Nadel, die im Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden kann,

Fig.3 eine perspektivische Ansicht einzelner, durch die Nadelbehandlung deformierter Fasern,

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht einzelner Fasern, die in einer Richtung verflochten sind,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht des Polstermaterials,

Fig.6 einen Teilschnitt durch eine Einrichtung, die für die Herstellung des Polstermaterials verwendet werden kann, und zwar während des Hochhebens der Nadel,

Fig.? einen Teilschnitt durch die Einrichtung nach F i g. 6 während des Senkens der Nadel,

Fig.8—10 verschiedene Teilschnitte während verschiedener Herstellungsphasen von Polstermaterial für Sitze, und

F i g. 11 ei^en Schnitt durch ein nadelartiges Spritzgerät.

Die synthetischen Fasern, welche im vorliegenden Falle Verwendung finden können, sind aus Polyester, Polyamid, Polypropylen und dgl, wobei sich Polyesterfasern als am vorteilhaftesten gezeigt haben. Die Fasern sind vorzugsweise dreidimensional gekräuselte, synthetische Fasern, die vorzugsweise aus Einzelfäden bestehen. Mit dem Ausdruck »dreidimensional gekräuselt« soll hier im weitesten Sinne zum Ausdruck gebracht werden, daß es sich um dreidimensional orientierte, dreifach gekräuselte als auch um zweidimensional orientierte dreifach gekräuselte Fasern handeln kann. Vorzugsweise wird aber im vorliegenden Fall eine dreidimensional orientierte dreifach gekräuselte Faser verwendet. Diese kann z. B. hergestellt werden, indem eine zweifach gekräuselte Faser in einer Einrichtung verarbeitet wird, wie sie in der DE-OS 27 23 565 beschrieben ist. Danach wird die Faser aufgedreht, so daß sie die in F i g. 1 gezeigte Gestalt annimmt Der Teil a des Fadens windet sich über den Teil b, während sich der Teil cüber den Teil d windet. Andererseits windet sich der Abschnitt a—e nicht über, sondern unter den Teil f, so daß sich der Abschnitt des Fadens von e bis d unter zwei Windungen der so gebildeten Spirale befindet. Das ganze Gebilde kann als disorientierte Schraubenlinie bezeichnet werden und sieh; aus wie das in Unordnung gebrachte Spiralkabel eiijes Telefons, bei dem einzelne Windungen gegenüber den anderen Windungen verdreht sind. Die Länge einer Faser nach dem Ziehen liegt zwischen 40 und 200 mm und beträgt vorzugsweise 60 bis 150 mm.

Zum Herstellen des Polstermaterials wird eine Masse aus verstreckten, dreidimensional orientierten dreifach gekräuselten Fasern aus synthetischem Material hoher Garnzahl mittels eines Förderbandes einem Reißwolf zugeführt und mittels eines Luftstromes zwischen zwei ίο Förderbänder einerseits und rotierenden Trommein andererseits hindurchgeführt, wo sie in eine vorgewählte Gestalt formgepreßt wird.

Die formgepreßte Masse wird an ausgewählten Abschnitten mit Nadeln 15 behandelt, welche zumindest einen Widerhaken 15a an ihrer Spitze besitzen (F i g. 2). Die Anzahl und die Anordnung der Nadeln und die Länge der Nadelbehandlung hängt vom Anwendungsfall ab. Während der Nadelbehandlung wird die Masse durch einfi ebene Platte unterstützt, die mit einer Perforation oder mit Schlitzen versehen iif. Das Unterstützen erfolgt an derjenigen Fläche der Masse, welche senkrecht zur Richtung liegt, in der die Belastungsfähigkeit des Polstermaterials erhöht werden soll. Die Nadelbehandlung erfolgt mit Nadeln 15, die in einer oder in mehreren Reihen in gewünschtem Abstand an einem Nadelträger befestigt sind, welcher auf und ab bewegbar gelagert und mittels einer Kurbelwelle antreibbar ist Während der Nadelbehandlung wird die gepreßte Fasermasse vorwärts bewegt, wobei durch die Bewegungsgesch windigkeit der Masse die Häufigkeit der Nadelbehandlung beeinflußt werden kann.

Während .bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel eine Nadelbehandlung über die ganze Oberfläche in vertikaler Richtung von einer Seite her durchgeführt wird, ist es natürlich je nach Anwendung denkbar, diese Behandlung in vertikaler Richtung von beiden Seiten her, in schräger Richtung, in horizontaler Richtung usw. durchzuführen.

Indem'der gepreßte Faserkörper an vorbestimmten Abschnitten in vorbestimmten Richtungen einer Behandlung durch die Nadel 15 unterworfen wird, werden die '.ingähnlichen, dreidimensionalen Kräuseln in den Fasern 2 auseinandergezogen oder zusammengedrückt, und zwar in Bewegungsrichtung der Nadeln, in S-, L-, J-, 3- und ähnlich-förmigen Figuren gemäß F ig. 3, wobei sich die dreidimensionalen Kräuseln der Fasern 2 gegenseitig verhaken, so daß in den Bereichen, die einer Nadelbehandlung unterworfen worden sind, eine wesentlich innigere Verflechtung der einzelnen Faserkräusei (F i g. 4) zu beobachten ist als in denjenigen Bereichen, die keiner Nadelbehandlung unterworfen sin4; Die Folge davon ist, daß \u den erstgenannten Bereichen in Bewegungsrichtung der Nadeln 15 eine wesentlich größere Häufung von Berührungspunkten 21 zwischen einzelnen Fasern zu beobachten ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß durch gezielte Behandlung mit den Nadeln Abschnitte mit gerichtetem Verlauf der Fasern und Abschnitte ohne gerichteten Lauf der Fasern geschaffen werden.

Anschließend wild der formgepreßte Faserkörper, nach der Nadelbehandlung, mittels eines Förderbandes zu einer Klebestation gebracht, wo sämtliche Berührungsstellen zwischen den dreidimensional gekräuselten Fasern 2, d. h. sowohl diejenigen die vor der Nadelbehandlung vorhanden waren als auch die zusätzlichen, die im Verlauf der Nadelbehandlung gebildet worden sind, mittels eines Klebstoffes miteinander verbunden werden, so daß ein Polstermaterial C. wie in F i e. 5 dar-

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gestellt, erhalten wird.

Die Klebstoffbehandlung des formgepreßten Körpers aus dreidimensional gekräuselten Fasern nach der Nadelbehaidlung, erfolgt durch Einsprühen des Klebstoffes von oben her, durch Versprühen des Klebstoffes im Innern des formgepreßten Körpers unter Verwendung eines nadelartigen Sprühgerätes, oder dadurch, daß der formgepreßte Faserkörper in eine Klebstofflösung getaucht und anschließend getrocknet oder vulkanisiert wird. Diese anschließende Wärmebehandlung erfolgt bei einer Temperatur von 80—200⁰C, vorzugsweise bei 100—150⁰C, während 10—60 Minuten, vorzugsweise während 15—40 Minuten.

Um ein Polstermaterial herzustellen, dessen Oberflächenbereich weich ist und eine niedrige Druckelastizität aufweist, während der innere Bereich relativ steif und hoch belastungsfähig ist, wird folgendermaßen vorgegangen: Es muß gewährleistet sein, daß die Berührungspunkte zwischen den einzelnen, gezogenen dreidimensional gekräuselten Fasern miteinander durch Klebstoff verbunden sind, wobei in einem inneren Bereich des Polstermaterials die räumliche Häufigkeit der Klebestelle und damit der Grad der Verkettung höher sein soll. Durch Expandieren und Zusammenpressen von ausgewählten Fasergruppen in einer Vorzugsrichtung, kann dabei erreicht werden, daß die Belastungsfähigkeit des Materials in dieser Richtung größer ist als in anderen Richtungen. Im einzelnen wird ein solches Polstermaterial hergestellt, indem die gezogene dreidimensional gekräuselte Fasermasse durch einen Reißwolf hindurch geführt wird, anschließend in die gewünschte Gestalt formgepreßt wird und weiter einer Nadelbehandlung unterworfen wird. Bei letzterer wird die formgepreßte, dreidimensional gekräuselte Fasermasse in einer Vorzugsrichtung, nämlich in der Richtung in der die Belastungsfähigkeit erhöht werden soll, mit speziellen Nadeln behandelt. Diese Nadeln besitzen an ihrer Spitze Widerhaken und sind verschiebbar in einem dünnen Rohr gelagert. Bei der Behandlung des Polstermaterials werden diese Nadelrohre bei eingezogener Nadel bis zum Erreichen einer vorbestimmten Tiefe an ausgewählten Stellen in das Polstermaterial eingeführt. Dann wird die Nadel aus dem Nadelrohr herausgestoßen und wieder zurückgezogen, so daß nur ein bestimmter, vor der Mündung der Nadelrohre liegender Bereich durch die Nadeln behandelt wird. Schlußendlich werden die Berührungspunkte zwischen den einzelnen gekräuselten Fasern in der Weise verklebt, wie es schon in den vorangehenden Beispielen erläutert worden ist.

In den F i g. 6 und 7 ist eine schematische Darstellung dieser speziellen Nadelbehandlung zu sehen. Die Nadeln 35 sind in einem Nadelbrett 43 gelagert welches mittels Bolzen 44 von unten her am Nadelträger 38 befestigt ist Dieser Nadelträger wird durch einen nicht dargestellten Kurbelantrieb in vertikaler Richtung hin und her bewegt Unter dem Nadelträger 38 ist mittels einer Tragstange 46 eine geschlitzte Platte 37 aufgehängt Die Stange 46 ist von einer Schraubenfeder 45 umgeben und mit Einstellmuttern versehen, so daß die Höhe der Platte 37 gegenüber dem Nadelträger 38 verändert werden kann. An die geschlitzte Platte 37 ist von unten her mittels Bolzen 49 ein Rohrträger 43 befestigt Der Rohrträger 48 ist mit dünnen Rohren 47 versehen, durch welche hindurch sich die Nadeln 35 erstrecken. Die geschlitzte Platte 37 liegt gegen einen Anschlag 50 auf, so daß sie sich nicht tiefer als bis zu einer vorbestimmten Position bewegen kann. Auf diese Weise ist die Eindringtiefe der Nadelrohre 47 in die Fasermasse Fb bestimmt. Im Abstand unterhalb der geschlitzten Platte 37 ist eine ebene Platte 36 angeordnet um die untere Fläche der Fasermasse Fb abzustützen. Die Platte 36 kann perforiert, geschlitzt oder aber auch ohne öffnungen ausgebildet sein.

Die Funktion und Arbeitsweise der Anordnung gemäß F i g. 7 ist wie folgt: Der Nadelträger 38 wird durch den nicht näher dargestellten Kurbelantrieb zu einer vertikalen Bewegung angetrieben. Er nähert sich dabei der Fasermasse, die durch die Platte 36 abgestützt wird und die durch ein Förderband weiter bewegt und formgepreßt wird. Da sich zusammen mit dem Nadelträger 38 auch die geschlitzte Platte 37 nach unten bewegt, tauchen die Nadelrohre 47 und die von ihnen umschlossenen Nadeln 35 um einen bestimmten Betrag in die Fasermasse Fb ein. Die Nadeln 35 bleiben solange innerhalb der Rohre 47, bis die geschlitzte Platte 37 gegen den Anschlag 50 anstößt. Ein weiteres Absenken des Nadelträgers 38 bewirkt, daß die Feder 45 zusammengedrückt wird und, da die Platte 37 und damit dsr Rohr· träger 38 sich nicht weiter nach unten bewegen kann, ein Heraustreten der Nadel 35 aus den Rohren 47 hinaus. Die mit Widerhaken versehenen Nadelspitzen bearbeiten so nur einen ganz bestimmten Bereich im Innern der Fasermasse Fb. Wenn der Nadelträger 38 wieder hochgehoben wird, werden die Nadeln unter Einfluß der sich entspannenden Feder 45 in die Rohre 47 zurückgezogen und die Spitzen der Nadeln 35 verschwinden in dec Rohren 47.

Dadurch, daß nur ein bestimmter Bereich im Innern der Fasermasse Fb durch die Nadel 35 behandelt wird, kann erreicht werden, daß die Häufigkeit der Berührungspunkte zwischen den einzelnen Fasern in diesem Bereich wesentlich größer ist als in anderen Bereichen der Fasermasse. Durch die Wahl der Eintauchtiefe kann die Größe des so behandelten Bereiches variiert werden. Die anschließende Klebebehandlung und Trocknung geschieht in entsprechender Weise, wie es in den vorhergehenden Beispielen beschrieben worden ist.

Im soeben erläuterten Beispiel wurde eine Nadelbehandlung in vertikaler Richtung durchgeführt. Es versteht sich von selbst, daß diese Behandlung auch in horizontaler oder schräger Richtung oder in einer Kombination verschiedener Richtungen durchgeführt werden kann. Der Kurbelmechanismus zum Antrieb des Nadelträgers kann natürlich ersetzt werden durch eine Anordnung mit Kolben und Zylinder, durch einen Nockenantrieb und dgl.

Das nach dem soeben geschilderten Beispiel hergestellte Polstennaterial ist an der Oberfläche weich und besitzt dort eine geringe Belastungsfähigkeit, währenddem es im Innern relativ hart und hoch belastbar ist Die Zone hoher Belastungsfähigkeit sowie auch die ^v:>rzugsrichtung, in der die Belastungsfähigkeit am größten sein soll, kann während des Herstellungsverfahrens beeinflußt werden, so daß ein Polstermaterial hergestellt werden kann, das an die verschiedensten Verwendungszwecke anpaßbar ist und somit bei der Verwendung als Sitzpolster die erforderlichen, optimalen Eigenschaften gewährleistet

Bei einem Polstermaterial das gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist kann die Druckelastizität dadurch partiell variiert werden, daß die Dichte der Nadelanordnung verändert wird. Auf diese Weise kann der ungleichmäßigen Belastungsverteilung Rechnung getragen werden, die bei einem Polstermaterial für Sitze und dgL zu beobachten ist wenn eine Person darauf Platz genommen hat Die Polste-

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rungseigenschaften bei einem Polstermaterial für Sitze im Falle des hier betrachteten Materials aus einem Faserkörper, bestehend aus verstrickten, dreidimensional gekräuselten Fasern, bei denen die Berührungsstellen zwischen den einzelnen Fasern miteinander verklebt sind, können auf folgende Arten beeinflußt werden:

1. riie durchschnittliche Dichte des Polstermaterials kann vergrößert bzw. verkleinert werden.

2. Die einzelnen Fasern, welche in verschiedenster Art gekräuselt sind, können in einer Vorzugsrichtung gestreckt und komprimiert werden und es kann in ausgewählten Bereichen eine stärkere Verflechtung der einzelnen Fasern untereinander bewirkt werden, um der vergrößerten Belastung in diesen Bereichen Rechnung zu tragen.

Ein Polstermaterial für die Verwendung bei Sitzen kann vorzugsweise nach dem folgenden Verfahren her gestellt werden:

1. Eine Masse aus verstreckten, dreidimensional gekräuselten Fasern wird in eine Preßform eingebracht, die an ihrem Boden mit einer Vertiefung versehen ist, deren Lage demjenigen Bereich im Polstermaterial entspricht, wo die durchschnittliche Dichte größer sein soll.

2. Umdrehen der Preßform und entfernen des Bodenteiles.

3. Zusammenpressen der in der Form befindlichen Fasermasse.

4. Behandlung der gepreßten Masse aus dreidimensional gekräuselten Fasern mit Nadeln, die an ihrer Spitze mit Widerhaken versehen sind, wobei die Häufigkeit der Behandlung und die Anordnung der Nadeln so getroffen ist, daß an ausgewählten Stellen eine stärkere Verflechtung der einzelnen Fasern untereinander eintritt.

5. Verkleben der Berührungspunkte zwischen den einzelnen Fasern durch Einbringung eines Klebstoffes.

Die Fig.8 bis 10 zeigen schematisch die für diesen Verfahrensablauf erforderlichen Einrichtungen. Vorzugsweise werden diese von einem Prozeßrechner gesteuert, welcher verschiedene Faktoren zur Erzielung der gewünschten Druckelastizität und der Polstereigenschaften berücksichtigt, nämlich Garnzahl und Radius der Kräusel des verwendeten Fasermaterials, Art und Menge des Klebstoffes, Faserdichte und dgl. Natürlich können diese Einrichtungen auch ohne Prozeßrechner betrieben werden, unter Einfluß eines Steuergerätes in welchem diese Randbedingungen berücksichtigt werden.

Die in F i g. 8 dargestellte Preßform besitzt eine äußere Wand 51 und eine Bodenplatte 52, welche mit einer Ausbuchtung 53 versehen ist Beim Einfüllen des Fasermaterials und anschließendem Zusammenpressen bewirkt der zusätzliche, durch die Ausbuchtung 53 geschaffene Raum, daß die Dichte des Materials an dieser Stelle größer sein wird. Die Form ist schwenkbar in einem Rahmen 55 gelagert, mittels Wellen 54, die an der Außenwand 51 befestigt sind. In diese Form wird dreidimensional gekräuselte Faser 56 mit hoher Garnzahl, nach der Behandlung in einem Reißwolf in abgemessener Menge eingefüllt Das Einfüllen· kann mit einem Gebläse oder dgl. erfolgen. Wahlweise können Fasern 56 eines einzigen Typs, eine Mischung von verschiedenen Fasern oder verschiedene Schichten von unterschiedlichen Fasern nacheinander eingefüllt werden.

Anschließend wird eine Platte 58, die in den Abmessungen der Innenkontur der Form entspricht und die mil einem pneumatischen oder hydraulischen Zylinder 57 verbunden ist, abgesenkt, um die Fasermasse 56 zu bedecken. Nun wird die Form umgedreht, so daß die Deckplatte 58 an die Unterseite der Form zu liegen kommt. Es besteht natürlich die Möglichkeit, die Platte 58 nicht eben, sondern beliebig gekrümmt auszubilden um Bereiche verschiedener Dichte in der Fasermasse zu erzielen. Der Zylinder 57 und die Platte 58 können lösbar miteinander verbunden sein, wobei der Zylinder 57 am Ort bleibt, wenn die Form gedreht wird oder sie können auch miteinander verbunden bleiben. Anschließend wird die Bodenplatte 52, die sich nun oben befindet, mit Hilfe eines pneumatischen oder hydraulischen Zylinders oder auch mit nicht näher dargestellten mechanischen oder magnetischen iiiifsnViitclii cfilfciTii, SO daß der in F i g. 9 dargestellte Zustand erreicht ist. Es ist deutlich zu sehen, daß die Fasermasse 56 an der Stelle, wo sich die Vertiefung 53 befunden hat, eine Erhebung bildet.

Nachdem die Bodenplatte 52 entfernt worden ist, wird die Fasermasse 56 mit Hilfe einer Platte 59 zusammengedrückt. Die Platte 59 kann perforiert, mit Schlitzen versehen oder ähnlich ausgebildet sein und der Preßvorgang erfolgt so weit, bis die gewünschte Dichte im Fasermaterial erreicht ist. Es ist leicht einzusehen, daß die Erhebung in der Fasermasse 56 relativ stärker zusammengepreßt wird, so daß die Dichte in diesem Bereich größer sein wird. Wahlweise kann dieser Preßvorgang in einem solchen Maße ausgeführt werden, daß bereits in dieser Verfahrensstufe die endgültige Dichte und Größe des Polstermaterials erreicht wird oder es kann ein »Vorpressen« stattfinden, wobei die endgültige Formgebung durch nachfolgendes Zusammenpressen nach der Nadelbehandlung und dem Verkleben erreicht wird.

Durch Verdrehen einer Kurbelwelle 60 wird eine Kurbel 61 bewegt, die mit einem Nadelträger 62 verbunden ist und diesem eine vertikale Hin- und Herbewegung erteilt. Der Nadelträger 62 ist mit Nadeln 63 versehen, die jede mit Widerhaken versehen sind und die in vorbestimmter Anordnung und Verteilung am Träger 62 befestigt sind. Auf diese Weise erfolgt die Nadelbehandlung der Fasermasse 56. Die Folge davon ist, daß die Kräuseln in den Fasern örtlich auseinandergezogen und zusammengepreßt werden und zwar in Bewegungsrichtung der Nadeln 63, so daß die Kräusel S-, I-, J-, 3- und ähnlich geformte Konfigurationen annehmen und sich gegenseitig verhaken. Die Häufigkeit der Verhakung zwischen einzelnen Kräuseln pro Volumeneinheit des Fasermaterials 56 ist direkt proportional zur Dichte der Anordnung der Nadeln 63 im Träger 6Z Wie in Fig. 10 beispielsweise dargestellt ist sind die Nadeln 63 im Bereich der Mitte des Nadelträgers 62 dichter nebeneinander angeordnet als im Randbereich, da in der Mitte des Polstermaterials eine größere Dichte und Belastbarkeit erforderlich ist Die Bewegungsrichtung der Nadeln, die Eindringtiefe und der Bewegungszyklus der Nadeln werden unter Berücksichtigung der vorher erwähnten Randbedingungen durch den Prozeßrechner gesteuert Selbstverständlich besteht auch hier die Möglichkeit, an ausgewählten Bereichen von Röhren umschlossene Nadeln zu verwenden, um im Innern des Fasermaterials liegende Bereiche ausgewählt mit einer intensiveren Verhakung zu versehen. DiesbezüHÜ-

ehe Einhelheiten wurden vorstehend schon beschrieben.

Nach der Nadelbehandlung wird dieser Körper aus dreidimensional gekräuselten Fasern einer Klebebehandlung unterworfen. Dies kann durch Aufsprühen eines Klebers erfolgen, während der Körper noch in der Form ist, oder nachdem der Körper aus der Form genommen worden ist, oder dies kann durchgeführt werden, indem der KCrper in eine Kleberlösung eingetaucht und anschließend getrocknet wird. Das zweckmäßigste Vorgehen hängt von verschiedenen Faktoren ab: Wenn die zusammengepreßte Fasermasse mit hoher Nadeldichte behandelt worden ist und demzufolge an sich eine gute Formbeständigkeit besitzt, nachdem er aus der Form genommen worden ist, wird die Kleberbehandlung zweckmäßigerweise erst nach dem Entnehmen des Körpers aus der Form durchgeführt; andererseits, wenn die Gefahr besteht, daß sich der Körper nach dem Entnehmen aus der Form leicht deformieren könnte, wird vorzugsweise eine der beiden folgenden Methoden verwendet: Bei der ersten Methode wird eine provisorische Klebebehandlung durchgeführt, indem ein relativ schnell trocknender Kleber aufgesprüht wird. Es wird dazu ein nadelartiger Sprühkopf mit einem Durchmesser von 5—10 mm verwendet, der in die gepreßte Fasermasse eingeführt wird, währenddem sie sich noch in der Form befindet. Anschließend erfolgt eine Trocknung, bis die Berührungspunkte zwischen den einzelnen Fasern eine genügende Haftung erreicht haben, so daß die Gefahr einer Deformation des Körpers ausgeschlossen ist, nachdem er aus der Form entnommen wurde. Danach wird der Faserkörper mit einem Kleber behandelt, der hohe Elastizität besitzt, beispielsweise mit Polyurethan, natürlichem Kautschuk oder synthetischem Kautschuk in Form einer Emulsion oder einer Latexlösung, indem dieser Kleber entweder eingesprüht wird oder indem der ganze Formkörper in den Kleber getaucht wird. Anschließend erfolgt eine Trocknung oder ein Vulkanisieren um das gewünschte Endprodukt zu erhalten.

Gemäß der zweiten Methode wird zunächst ein elastischer Klebstoff unter Verwendung eines nadelartigen Sprühkopfes in den Faserkörper eingesprüht, und der so behandelte Faserkörper wird getrocknet oder vulkanisiert, indem dieser zusammen mit der Form erhitzt wird oder indem heiße Luft oder Dampf in die Form eingeblasen wird, um das gewünschte Endprodukt zu erhalten. Selbstverständlich ist es erforderlich, dafür zu sorgen, daß der Faserkörper aus der Form entfernt werden kann, indem die Innenfläche der Form mit einer Trennschicht behandelt wird. Außerdem kann die Form mit Öffnungen versehen sein, damit die Sprühköpfe für den Kleber in den Faserkörper eingeführt werden können. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, für die Herstellung der Form ein metallisches Gitter oder perforierte Bleche zu verwenden, wenn in bezug auf die Festigkeitsanforderungen keine Bedenken bestehen. Ferner besteht die Möglichkeit, nach erfolgter Nadel- und Kleberbehandlung weitere Schichten von Fasermaterial mit abweichenden, physischen Eigenschaften, z. B. in bezug auf Garnzahl und Grad der Kräuselung in die Form einzufüllen, nochmals zu pressen und einer nachfolgenden Nadel- und Kleberbehandlung zu unterwerfen.

Der vorzugsweise zu Verwendung gelangende, vorstehend beschriebene nadelartige Sprühkopf ist in F i g. 11 dargestellt Jeder dieser Sprühköpfe besitzt ein Außenrohr 64 und ein innenrohr 65, die beide einerends mit einer Spitze versehen sind. Ferner besitzen diese Rohre mindestens eine Öffnung 66 bzw. 67 im Bereich ihrer Spitze und sind auf einer gemeinsamen Trägerplatte 68 verankert. Diese Trägerplatte 68 kann von oben her auf den Faserkörper gesenkt werden, so daß die Rohre in dieien eindringen, wobei der Kleber aus einem Vorratsbehälter 69 unter Druck in den Faserkörper eingespritzt wird. Er passiert dabei einen Ringkanal 70, der durch das äußere Rohr 64 begrenzt ist und tritt durch die öffnung 66 aus, nachdem Luft aus einem Vorratsbehälter 71 via durch die innere Röhre 65 begrenz-

ten Kanal 72 unter Druck aus den öffnungen 67 austritt. Anderseits ist es natürlich auch möglich, diesen speziell geeigneten Sprühkopf durch konventionelle Sprühköpfe zu ersetzen, welche den Kleber einfach von oben auf den formgepreßten Körper aufspritzen.

Ein für Sitze geeignetes Polstermaterial, das nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist, kann bei Bedarf weiter zusammengepreßt werden, währenddem Dampf mit einer Temperatur von 80—110⁰C. vorzugsweise 90—105⁰C eingeblasen wird.

Durch diese Maßnahme kann eine weitere Kompression um 10—60%, vorzugsweise 20—40% erzielt werden, um ein Polstermaterial zu erhalten, das eine im wesentlichen ebene Oberfläche besitzt und bei welchem die Faserdichte und der Grad der gegenseitigen Verkettung einzelner Fasern im Innern gegenüber dem vor der zusätzlichen Kompression vorhandenen Zustand vergrößert ist.

Die durchschnittliche Dichte eines für die Verwendung bei Sitzen geeigneten Polstermaterials, hergestellt nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, variiert je nach Verwendungszweck und erwünschter Druckelastizität zwischen 0,005 und 0,1 g/ cm³, vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,5 g/cm³ vor der Klebebehandlung und beträgt nach der Klebebehandlung zwischen 0,01 und 0,2 g/cm³, vorzugsweise zwischen 0,03 und 0,12 g/cm³. Die Menge des Klebstoffes die beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, liegt zwischen 10 und 200 g pro 100 g Faser, vorzugsweise zwischen 50 und 120 g pro 100 g Faser, jeweils auf die Gewichte der Feststoffe bezogen. Die Dichte der Nadelanordnung liegt zwischen 1 und 100 Nadeln pro 100 cm³, vorzugsweise zwischen 4 und 50 Nadeln pro 100 cm³. Falls anschließend unter Dampfeinwirkung eine weitere Verdichtung durchgeführt wird, vergrößert sich natürlich die Dichte des Polstermaterials um den entsprechenden Betrag.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, kann bei einem für Sitze verwendeten Polstermaterial die erforderliche Druckelastizität in verschiedenen Bereichen des Polsters den unterschiedlichen Belastungen angepaßt werden, die dadurch hervorgerufen werden, daß das Körpergewicht einer auf dem Polster sitzenden Person ungleichmäßig verteilt ist Diese Anpassung geschieht bei einem Polstermaterial gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß an großen Belastungen unterworfenen Stellen die Dichte des Materials vergrößert ist und dadurch, daß die einzelnen Fasern, die in den verschiedensten Formen gekräuselt sind, durch in einer Vorzugsrichtung erfolgendes Auseinanderziehen und Zusammendrücken so ausgerichtet werden, daß der Grad der Verkettung und damit die Belastungsfähigkeit in dieser Vorzugsrichtimg vergrößert ist Außerdem ist zu erwähnen, daß dieses Polstermaterial sehr komfortabel ist da durch zweckmäßige Ausbildung ein »Durchsitzen« vermieden werden kann, wie dies oft bei konventionellen, mit Polyurethan-Schaum oder Kautschuk-Sehaum gepolsterten Sitzen beobachtet werden kann, wobei dieser optimale Polsterungseffekt über lange Zeit

erhalten bleibt.

Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird dreidimensional gekräuselte Fasermasse in eine Form eingefüllt, deren Boden mit einer Ausbuchtung versehen ist, in einem solchen Bereich, wo die durchschnittliche Dichte des Polstermaterials vergrößert werden soll. Nach dem Umdrehen der Form und dem Entfernen des Bodenteils werden die in die Form eingefüllten Fasern zusammengepreßt. Diese Maßnahmen erlauben, das Erzielen einer vergrößterten Dichte in demjenigen Be- to reich des Fasermaterials, der dieser Ausbuchtung benachbart liegt, da dieser Bereich beim anschließenden Zusammenpressen stärker komprimiert wird als die restlichen Bereiche des Faserkörpers.

Gemäß dem vorliegenden Verfahren wird der formgepreßte Körptr aus dreidimensional gekräuselten Fasern während einer vorbestimmten Zeitdauer mit Nadeln behandelt, die an ihrer Spitze Widerhaken besitzen, so uau die in verschiedenster Gestalt gekräuselten Fasern an den behandelten Stellen in stärkere Verkettung gelangen. Dadurch vergrößert sich die Anzahl der Berührungsstelien zwischen einzelnen Faserkräuseln, welche dann mittels eines Klebstoffes miteinander verbunden werden. Der Grad der Verkettung zwischen den einzelnen Fasern kann nach Belieben gesteuert werden durch die Dichte der Anordnung der Nadeln, durch die Anzahl der Nadeleinstiche, durch die Stichrichtung der Nadeln und dgl, so daß die gewünschte Druckelastizität und damit die gewünschten Polrterungseigenschaften erreicht werden können. Auf Gri'nd der sehr einfachen Verfahrensweise eignet sich der erfindungsgemäße Vorschlag für die Massenherstellung von Polstermaterial für Sitze.

Wenn man das Polstermaterial gemäß der vorliegenden Erfindung mit Materialien vergleicht, die mit konventioneller Nadelbehandlungsmethode hergestellt worden sind, ergeber, sich die folgender. Unterschiede:

1. Die Fasern, die bei den konventionellen Nadelbehandlungsverfahren zur Verwendung gelangen, besitzen eine Garnzahl von unter 20 Denier, wanrend die Fasern beim Material gemäß der Erfindung eine Garnzahl von mehr als 30 Denier besitzen.

2. Im Material gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Verteilung der Fasern so locker, daß diese bei der Nadelbehandlung in ihrer Konfiguration und Lage beeinflußt werden können; dies ist bei den bekannten Materialien nicht der Fall, da die Fasern in so dichter Packung vorliegen, daß eine wesentliche Umorientierung derselben ausgeschlossen ist.

3. Beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß einzelne, ausgewählte Bereiche in ausgewählten Richtungen einer partiellen Nadelbehandlung unterworfen werden, mit wahlweise vertikaler, schräge: oder horizontaler Nadelbewegungsrichtung, so daß innerhalb des Materials stärker und weniger stark bzw. überhaupt nicht: verkettete Bereiche geschaffen werden können. Bei den bekannten Verfahren hingegen wird die Nadelbehandlung nur in vertikaler Richtung gleichmäßig verteilt über die ganze Oberfläche durchgeführt

4. Für das erfindungsgemäße Material werden, im Gegensatz zu konventionell hergestellten, filzartigen Materialien und dgl. dreidimensional gekräuselte Fasern verwendet. Eine Beeinflussung der Polsterungseigenschaften durch verschiedene Art der Nadelbehandlung und durch unterschiedlichen Verkettungsgrad, ist bei den konventionellen Verfahren nicht gegeben, währenddem dies beim erfindungsgemäßen Vorschlag möglich ist. Eine Beeinflussung der Polsterungseigenschaften bei konventionellen Materialien ist nur durch Erhöhung der Dichte mittels einer mehr oder weniger ausgeprägten Kleberbehandlung gegeben.

Das Polstermaterial gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt ausgezeichnete Poisterungseigenschaften und eine befriedigende Luftdurchlässigkeit. In ausgewählten Bereichen können die erforderlichen, optimalen Druckelastizitätseigenschaften ohne weiteres erreicht werden. Das Polstermaterial eignet sich neben der Verwendung bei Auto- und Flugzeugsitzen auch für Betten und dgl.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein VerPatentansprüche: fahren zur Herstellung eines Polstermateriais aus ver- streckten, dreidimensional gekräuselten synthetischen

1. Verfahren zur Herstellung eines Polstermateri- Fasern, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung als aus verstreckten, dreidimensional gekräuselten 5 des Verfahrens.

synthetischen Fasern, bei denen die Berührungs- Es sind bereits Verfahren zur Herstellung eines Polpunkte zwischen den einzelnen Fasern mit einem stermaterials aus verstreckten dreidimensional gekräu-Klebstoff verklebt sind und wobei die Belastungsfä- selten synthetischen Fasern bekannt, bei welchen die higkeit einer Schicht durch Nadelbehandlung erhöht Berührungspunkte zwischen den einzelnen Fasern mit wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur 10 einem Klebstoff verklebt sind und die Belastungsfähig-Erhöhung der örtlichen Belastungsfähigkeit die Fa- keit einer Schicht durch Nadelbehandlung erhöht wird, sermasse aus dreidimensional gekräuselten Fasern Aus einer solchen Veröffentlichung (FR-PS 14 14 994) an vorbestimmten Stellen einer partiellen Expansion ist es bekanntgeworden, die Fasernmasse einer Krem- und Kompression ausgesetzt wird, worauf in der pelmaschine zuzuführen, so daß ein Faserflor gebildet Richtung, in welcher die Belastungsfähigkeit erhöht 15 wird, welcher in einer Dubliermaschine zu einer losen werden soll, die tieferen Schichten einer Nadelbe- Schicht verarbeitet wird. Anschließend erfolgt die Verhandlung ausgesetzt werden. nadelung, wobei eine Form entsteht, welche eine obere

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- und eine untere Schicht aufweist Die Nadeln dringen zeichnet daß die Fasermasse in eine Preßform ge- dabei so in die obere Schicht ein, daß sie viel dichter füllt wird, deren Boden in dem Bereich, wo die Dich- 20 wird als die untere Schicht

te des Faserniaterials vergrößert werden soll, mit Es war bisher beinahe unmöglich, weder in Einzelan-

einer Vertiefung versehen ist, worauf die Form um- fertigung noch bei Massenprodukten ein ideales Polster

gedreht, der Boden entfernt und die Fasermasse in herzustellen, welches alle wünschenswerten Polsterei-

der Form zusammengepreßt wird genschaften, nämlich ausgewählte Druckelastizität mit

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da- 25 gleichzeitiger Weichheit, in Kombination besitzt
durch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung der Aus diesen Überlegungen heraus läßt sich die Aufga-Häufigkeit der Verkettung zwischen einzelnen ge- be der vorliegenden öfindung wie folgt herleiten: Es kräuselten Fasern eine Anzahl von je in einem Rohr soll ein Polstermaterial mit im Sinne des oben Gesagten gelagerten Nadeln, nach Einführen der Nadelröhre idealen Polstereigenschaften geschaffen werden, welin eine vorbestimmte Tiefe des Fasermaterials, aus 30 ches an ausgewählten Stellen unterschiedliche Druckden Nadelröhren herausgestoßen und wieder zu- elastizität besitzt, die sich an die auf das Polster ausgerückgezogen werden, so daß nur der vor der Mün- übte Belastung anpaßt

dung der Nädciröhre Hegende Bereich durch die Na- Gemäß der Erfindung wird dies mit einem Verfahren

dein erreicht wird erreicht, bei welchem zur Erhöhung der örtlichen BeIa-

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens 35 stungsfähigkeit die Fasermasse aus dreidimensional genach den Ansprüchen 1— 3, dadur/ "1 gekennzeichnet. kräuselten Fasern an vorbestimmten Stellen einer pardaß eine Preßform mit einer äußeren Wand (5ί) und tiellen Expansion und Kompression ausgesetzt wird, einer entfernbaren Bodenplatte (52) vorgesehen ist, worauf in der Richtung, in welcher die Belastungsfähigweiche eine Ausbuchtung (53) aufweist, wobei die keit erhöht werden soll, die tiefere» Schichten einer Form in einem Rahmen (55) schwenkbar gelagert ist, 40 Nadelbehandlung ausgesetzt werden.

und mit einer der Innenkontur der Form entsprechen- In dieser Weise wird in Verbindung mit der Nadelbeden Deckplatte (58) verschließbar ist, daß ein platten- handlung ein Polstermaterial hergestellt dessen Oberförmiges Preßorgan (59) vorhanden ist, welches an der flächenbereich weich ist und eine niedrige Druckelastider Ausbuchtung (53) entsprechenden Stelle der Fa- zität aufweist, während ausgewählte Stellen im Inneren sermasse (56) zum Einsatz kommt und im Abstand an 45 des Polstermaterials relativ steif und hoch belastungsfäeiner Nadelträgereinrichtung (62,38,43) angeordnet hig bleiben. Im Gegensatz zum Stande der Technik werist, deren Nadeln (15, 63, 35) durch Bohrungen des den nicht zwei Schichten gebildet, von welchen die obe-Preßorganes(59)hindurchtreten,wobeidieNadeIträ- re Schicht weich und die untere Schicht hart ist, sondern gereinrichtung(62,38,43) mittels eines Kurbeltriebes es werden besondere Stellen erzeugt, welche gegenüber (60,61)hin-undherbewegbarist. 50 ihrer Umgebung relativ steif und hoch belastungsfähig

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- sind.

zeichnet daß im veränderbaren Abstand unterhalb Alternative Merkmale des Verfahrens gehen aus den

der Nadelträgereinrichtung (38, 43) eine Platte (37) Ansprüchen 2 und 3 hervor. So ist es zweckmäßig, die

zur Aufnahme von Nadelführungsrohren (47) ange- Fasermasse in eine Preßform zu füllen, deren Boden in

ordnet ist, durch welche sich die Nadeln (35) erstrek- 55 dem Bereich, wo die Dichte des Fasermaterials vergrö-

kefr, die einerends an der Nadelträgereinrichtung ßert werden soll, mit einer Vertiefung versehen ist, wor-

befestigt sind auf die Form umgedreht, der Boden entfernt und die

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, da- Fasermasse in der Form zusammengepreßt wird.

durch gekennzeichnet, daß die Platte (37) mittels Eire Weiterentwicklung des vorgeschlagenen Ver-

jfl Tragstangen (46) an der Nadelträgereinrichtung (38, 60 fahrens besteht darin, daß zur Vergrößerung der Häu-

iüj 43) aufgehängt ist und unter Wirkung von Schrau- figkeit der Verkettung zwischen einzelnen gekräuselten

j'il benfedern (45) steht. Fasern eine Anzahl von je in einem Rohr gelagerten

'fi 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4—6, da- Nadeln, nach Einführen der Nadelröhre in eine vorbe-

■j durch gekennzeichnet, daß die Platte (37) gegen ei- stimmte Tiefe des Fasermaterials, aus den Nadelröhren

;*] nen Anschlag (50) aufliegt, welcher ihre Bewegung 65 herausgestoßen und wieder zurückgezogen werden, so

j begrenzt und die Eindringtiefe der Nadelführungs- daß nur der vor der Mündung der Nadelröhre liegende

ü rohre (47) in die Fasermasse (Fb)bestimmt. Bereich durch die Nadeln erreicht wird.

!•jj Zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens