DE2951347A1 - Durch hochfrequenz verschweissbare platten und bahnen aus kunststoffschaum und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents
Durch hochfrequenz verschweissbare platten und bahnen aus kunststoffschaum und verfahren zur herstellung derselbenInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind durch Hochfrequenz verschweißbare Platten und Bahnen aus Kunststoffschaum,
vorzugsweise aus Polyurethanweichschäumen sowie Verfahren zum Herstellen derartiger Platten und Bahnen.
Es besteht bereits seit langem ein großes Bedürfnis nach durch Hochfrequenz verschweißbaren Platten und Bahnen aus
Kunststoffschäumen, insbesondere solchen aus Polyurethanschaum,
welche insbesondere zu Polsterungszwecken einsetzbar sind und deshalb auch in größeren Stärken eingesetzt
werden können. Beispielsweise hat man versucht, bereits bei der Schaumstoffherstellung modifizierte Polyole einzusetzen,
welche direkt verschweißbar wären. Auch der Zusatz von durch Hochfrequenz verschweißbaren Kunststoffen wie PVC, PA, PoIyacetal
und Polyacetaten bei der Schaumstoffherstellung hat nicht zu den gewünschten Ergebnissen geführt. Das nachträgliche
Tränken oder Besprühen der Schaumstoffe mit Kunststoffdispersionen beispielsweise von PVC, PVAC und PA führt
ebenfalls nicht zu den gewünschten Ergebnissen. Man hat auch versucht, Schaumstoffe nachträglich mit faserförmigen
Kunststoffen zu benadeln, um sie dadurch durch Hochfrequenz verschweißbar zu machen. Alle nach dem Stand der Technik
bisher benutzten Produkte führen nicht zu voll befriedigenden Ergebnissen. Insbesondere war die Einsatzfähigkeit beim
Hochfrequenzverschweißen auf mehr oder weniger spezielle Bedingungen beschränkt. Typische Sonderlösungen sind in
den deutschen Patentschriften 1 903 667, 1 913 209 und 1 929 352 beschrieben.
Aus der DE-PS 2 116 092 ist bekannt, Polyurethanschaumstoffbahnen
dadurch hochfrequenzverschweißbar zu machen, daß man den Schaumstoff mechanisch verformt und das Schweißhilfsmittel
spätestens im verformten Zustand des Schaumstoffes auf den Schaumstoff aufbringt. Durch das dort beschriebene
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Verfahren gelingt es, durch hochfrequenzverschweißbare
Kunststoffpulver an der Oberfläche sowie den an die Oberfläche angrenzenden Poren des Schaumstoffes einzubringen.
Zur Durchführung dieses Verfahrens ist eine spezielle Vorrichtung notwendig, die mechanisch aufwendig die gleichmäßige
Verteilung des Pulvers an der Oberfläche des Schaumstoffes gewährleisten soll. Es leuchtet ohne weiteres ein,
daß nach diesem Verfahren nur sehr dünne Bahnen ausgerüstet werden können, da die Verschweißung ausschließlich
in den Oberflächenbereichen der Schaumstoffbahn erfolgen
kann.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, durch Hochfrequenz verschweißbare Platten und Bahnen aus
Kunststoffschaum zu entwickeln, welche in beliebigen Stärken
einsetzbar sind und leicht handhabbar praktisch universell eingesetzt werden können. Insbesondere sollen solche
durch Hochfrequenz verschweißbaren Schaumstoffe, vorzugsweise aus Polyurethanweichschäumen entstehen, die für
Polsterzwecke einsetzbar sind und bei der Fertigung mit beliebigen anderen beim Polstern eingesetzten Materialien
verschweißt werden können, wobei die Verschweißungsstellen mechanisch und optisch allen Anforderungen an moderne Industrieprodukte
genügen sollen.
Diese Aufgabe wurde überraschenderweise dadurch gelöst, daß man retikulierte Schäume verwendet und in diese gleichmäßig
verteilt durch Hochfrequenz verschweißbare Kunststoffpulver einbringt und diese Pulver mit Hilfe eines feinkörnigen
Pulvers mit schmelzklebenden Eigenschaften fixiert. Die Herstellung dieser erfindungsgemäßen, durch Hochfrequenz
verschweißbaren Schaumstoffplatten oder Bahnen erfolgt entweder dadurch, daß man in den retikulierten
Schaum zunächst das Stegsystem mit einem feinkörnigen Pulver mit schmelzklebenden Eigenschaften gleichmäßig ein-
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stäubt und danach das durch Hochfrequenz verschweißbare Kunststoffpulver gleichmäßig einbringt oder ein mit feinkörnigem
Pulver mit schmelzklebenden Eigenschaften gleichmäßig eingestäubtes, durch Hochfrequenz verschweißbares
Kunststoffpulver gleichmäßig einbringt und ggf. erwärmt.
Retikulierte Schaumstoffe sind bekannt. Es handelt sich um Schäume, bei denen die Zellwände praktisch vollständig
entfernt sind, so daß sie nur noch aus dem netzartigen Skelett bzw. Stegsystem bestehen. Sie können in üblicher
Weise aus Schaumstoffen durch mechanische, chemische oder thermische Behandlung gewonnen werden. Die Anwendung
retikulierter Schäume war bisher auf Sondergebiete wie die Behandlung strömender Medien, die Veränderungen mechanischer,
akustischer und elektrischer Wellen und Sonder-Verpackungen beschränkt.
Es wurde jetzt gefunden, daß diese retikulierten Schäume auch hervorragend geeignet sind,zu durch Hochfrequenz verschweißbaren
Platten und Bahnen verarbeitet zu werden. Hierzu werden in die retikulierten Schäume, die in der
Regel allein nicht durch Hochfrequenz verschweißbar sind, durch Hochfrequenz verschweißbare Kunststoffpulver gleichmäßig
eingebracht. Dies kann in besonders einfacher Weise durch einfaches und gleichmäßiges Aufstreuen des Kunststoff
pulvers auf den Schaum erfolgen, wobei überschüssige Mengen durch das Steggerüst hindurch unterhalb der Platte
oder Bahn wieder austreten. Um die Platten und Bahnen transport- und lagerfähig zu machen und die gleichmäßige
Verteilung nachträglich nicht wieder zu gefährden, ist es erforderlich, die Teilchen des verschweißbaren Kunststoffpulvers
an den Stegen des Schaumstoffes zu fixieren. Dies geschieht erfindungsgemäß durch ein feinkörniges
Pulver mit schmelzklebenden Eigenschaften. Dieses feinkörnige Pulver kann entweder vor dem Einbringen der ver-
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schweißbaren Kunststoffpulver in den Schaumstoff eingebracht werden, oder aber in einem Arbeitsgang zusammen mit
dem Kunststoffpulver eingetragen werden, indem man das
Kunststoffpulver vorher mit dem feinkörnigen Pulver einstäubt. Diese gewissermaßen "panierten" Kunststoffpulver
werden bereits durch einfaches Erwärmen an den Stegen des retikulierten Schaumes fixiert, ohne dessen sonstige
mechanischen und optischen Eigenschaften zu verändern. Die so erhaltenen Platten und Bahnen können nun in beliebiger
Weise mit herkömmlichen Hochfrequenzschweißgeräten verschweißt werden, wobei in einem Arbeitsgang auch die
verschiedensten Materialien miteinander verschweißt werden können. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Produkte
ist, daß sie ohne Schwierigkeiten auch in den Stärken von über 5 mm hergestellt und verarbeitet werden können.
Bei dem Verfahren gemäß DE-PS 2 116 092 muß bei Schichtstärken
über 5 mm sowohl die Ober- als auch die Unterseite mit Schweißhilfsmitteln ausgerüstet werden, was in der
Praxis zu erheblichen Mehraufwendungen führt. Erfindungsgemäß können auch Schaumstoffplatten und -bahnen in Stärken
von 10 bis 20 mm verschweißbar gemacht werden.
Als retikulierte Schaumstoffe kommen prinzipiell alle Schaumstoffe infrage, in der Praxis werden jedoch Polyurethanweichschäume,
insbesondere auf Basis von Polyestern und Polyäthern bevorzugt. Als durch Hochfrequenz verschweißbare
Kunststoffpulver werden insbesondere Polyamide, PVC,
PVDC, PVAC, Copolymerisate und Gemische derselben eingesetzt. Die Korngrößen können 100 bis 500 μπι betragen, Korngrößen
von 100 bis 300 μπι werden bevorzugt. Hierbei ist
zu beachten, daß die Korngrößen unterhalb der Porengrößen der retikulierten Schäume liegen müssen, da sonst ein Eindringen
und Durchrieseln nicht mehr möglich ist. Die retikulierten Schäume weisen im allgemeinen 5 bis 30 Zellen
pro cm auf, wobei 14 bis 22 Zellen pro cm bevorzugt werden.
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Das Rauingewicht dieser Schäume beträgt 15 bis 60, vorzugsweise
25 bis 45 g/l. Die durch Hochfrequenz verschweißbaren Kunststoffpulver liegen in dem fertigen Produkt in Mengen
von 20 bis 200 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Schaumes vor. Vorzugsweise werden Mengen von 50 bis 150 Gew.-% eingesetzt.
Zur Fixierung der durch Hochfrequenz verschweißbaren Kunststoffpulver werden feinkörnige Pulver mit
schmelzklebenden Eigenschaften eingesetzt. Diese Pulver
können aus PE, EVA, Polyamiden, PVC, PVDC und PVACCopolymerisaten
und Gemischen derselben bestehen. Die Teilchengröße sollte zwischen einem und 100, vorzugsweise 5 bis 60
μΐη bestehen, wobei jedoch gegenüber der Korngröße der verschweißbaren
Kunststoffpulver ein deutlicher Größenunterschied von etwa einer Zehnerpotenz bestehen sollte. Der
Schmelzpunkt der feinkörnigen Pulver mit schmelzklebenden Eigenschaften sollte zwischen 40 und 1200C, vorzugsweise
zwischen 60 und 800C liegen. Diese Pulver werden in Mengen
von 1 bis 30, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der durch Hochfrequenz verschweißbaren Kunststoffpulver
eingesetzt. Um eine ausreichende Fixierung der durch Hochfrequenz verschweißbaren Kurfststoffpulver an dem Steggerüst
der retikulierten Schäume zu gewährleisten, kann man entweder von vorgewärmtem Schaum ausgehen oder aber jeweils
nach dem Einbringen der pulverförmigen Substanzen erwärmen. Die Erwärmung kann beispielsweise durch Infrarot, Heißluft,
Gase, Dampf, aber auch Hochfrequenz erzeugt werden, sofern auch das feinkörnige Pulver mit schmelzklebenden Eigenschaften
durch Hochfrequenz anregbar ist. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß man das durch Hochfrequenz
verschweißbare Kunststoffpulver mit dem feinkörnigen Pulver mit schmelzklebenden Eigenschaften einstäubt und in
dieser gewissermaßen "panierten" Form gleichmäßig in den retikulierten Schaum einbringt. Durch das Erwärmen wird
das durch Hochfrequenz verschweißbare Kunststoffpulver nur oberflächlich an den Stegen angesintert. Im Gegensatz
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zu Klebstoffen, Lösungsmitteln, Dispersionen etc. werden
jedoch keine den Schweißvorgang oder die Qualität des Endprodukts beeinflussenden Fremdstoffe in den Schaumstoff
eingebracht.
Die erfindungsgemäßen Schaumstoffplatten und Bahnen können
ohne Schwierigkeiten mit einer großen Anzahl von anderen Materialien verarbeitet werden. Beispielsweise kann man
ein- oder mehrlagig Flächen-kaschieren und sowohl Kunststoffolien als auch Textilien mit dem Schaumstoff bzw. ggf.
weiteren Beilagen nach Wunsch miteinander verschweißen.
Die so erhaltenen Produkte können vorzugsweise zur Polsterung eingesetzt werden, beispielsweise bei der Herstellung
von Polstermöbeln, Kraftfahrzeugsitzen sowie der Kraftfahrzeuginnenausstattung.
Sie sind aber auch für die Herstellung von Matrazen und Auflagekissen geeignet und
können beispielsweise zusammen mit Kunstleder und Textilien zu hochwertigen Endprodukten verarbeitet werden.
Bei der Herstellung von kaschierten Produkten läßt sich die Herstellung dadurch vereinfachen und besonders praktisch
durchführen, indem man in den bereits einseitig kaschierten Schaumstoff beispielsweise unter einem vibrierenden Streuaggregat
durchzieht, dabei gleichmäßig mit feinkörnigem Pulver eingestäubte Kunststoffpulver aufstreut und hierbei
nach Möglichkeit so dosiert, daß die aufgestreute Menge gerade zur Abdeckung der Schaumstoffstege ausreicht, jedoch
sich
deeine oder nur geringfügige überschüssige Mengen an der kaschierten Unterseite ansammeln. Nach diesem Auftrag mit dem "panierten" Pulver wird das Material erwärmt, wobei das Kunststoffpulver an den Stegen fixiert wird. Die Erwärmung kann in besonders einfacher Weise durch Infrarotlicht erfolgen. Anschließend kann gewünschtenfalls auch die zweite Oberfläche des Schaumstoffes mit einem Gewebe kaschiert werden. Das so erhaltene Produkt ist ausgezeichnet geeignet zur Polsterung von Möbeln und Autositzen.
deeine oder nur geringfügige überschüssige Mengen an der kaschierten Unterseite ansammeln. Nach diesem Auftrag mit dem "panierten" Pulver wird das Material erwärmt, wobei das Kunststoffpulver an den Stegen fixiert wird. Die Erwärmung kann in besonders einfacher Weise durch Infrarotlicht erfolgen. Anschließend kann gewünschtenfalls auch die zweite Oberfläche des Schaumstoffes mit einem Gewebe kaschiert werden. Das so erhaltene Produkt ist ausgezeichnet geeignet zur Polsterung von Möbeln und Autositzen.
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Claims (13)
1.; Durch Hochfrequenz verschweißbare Platten und Bahnen
aus Kunststoffschaum, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem retikulierten Schaum bestehen, in den gleichmäßig
verteiltes, durch Hochfrequenz verschweißbares Kunststoffpulver eingebracht und mit Hilfe eines feinkörnigen
Pulvers mit schmelzklebenden Eigenschaften fixiert ist.
2. Durch Hochfrequenz verschweißbare Platten und Bahnen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß retikulierte
Polyurethanweichschäume eingesetzt werden.
3. Durch Hochfrequenz verschweißbare Platten und Bahnen
gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Hochfrequenz verschweißbare Kunststoffpulver aus
Polyamiden, PVC, PVDC, PVAC, Copolymerisaten und Gemischen derselben besteht.
130027/Ö206
Telefon: (0221) 131041 - Telex: 8832307 dopa d - Telegramm: Dompotent Köln
4. Durch Hochfrequenz verschweißbare Platten und Bahnen gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das feinkörnige Pulver mit schmelzklebenden Eigenschaften aus PE, EVA, PVC, PVDC, PVAC, Copolymerisaten und Gemischen
derselben besteht.
5. Durch Hochfrequenz verschweißbare Platten und Bahnen gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das feinkörnige Pulver mit schmelzklebenden Eigenschaften Korngrößen von 1 bis 100, vorzugsweise 5 bis 60 μπι
aufweist.
6. Durch Hochfrequenz verschweißbare Platten und Bahnen gemäß Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das durch Hochfrequenz verschweißbare Kunststoffpulver Korngrößen von 100 bis 500, vorzugsweise 100 bis 300 \xm
aufweist, jedoch um mindestens eine Zehnerpotenz größer als das feinkörnige Pulver mit schmelzklebenden Eigenschaften
ist.
7. Durch Hochfrequenz verschweißbare Platten und Bahnen gemäß Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
retikulierte Kunststoffschaum 5 bis 30, vorzugsweise
bis 22 Zellen pro cm aufweist und ein Raumgewicht von 15 bis 60, vorzugsweise 25 bis 45 g/l aufweist.
8. Durch Hochfrequenz verschweißbare Platten und Bahnen gemäß Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
feinkörnige Pulver mit schmelzklebenden Eigenschaften bei 40 bis 120 0C, vorzugsweise 60 bis 800C schmilzt.
9. Durch Hochfrequenz verschweißbare Platten und Bahnen gemäß Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
durch Hochfrequenz verschweißbare Kunststoffpulver in Mengen von 20 bis 200, vorzugsweise 50 bis 150 % des Ge-
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wichtes des retikulierten Kunststoffschaumes vorliegt.
10. Durch Hochfrequenz verschweißbare Platten und Bahnen gemäß Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
feinkörnige Pulver mit schmelzklebenden Eigenschaften in
Mengen von 1 bis 30, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des durch Hochfrequenz verschweißbaren
Kunststoffpulvers vorliegt.
11. Verfahren zur Herstellung von durch Hochfrequenz verschweißbaren
Schaumstoffplatten oder Bahnen, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem retikulierten Schaum entweder
a) zunächst das Stegsystem mit einem feinkörnigen Pulver mit schmelzklebenden Eigenschaften gleichmäßig einstäubt
und danach ein durch Hochfrequenz verschweißbares Kunststoffpulver gleichmäßig einbringt, oder
b) ein mit feinkörnigem Pulver mit schmelzklebenden Eigenschaften gleichmäßig eingestäubtes, durch Hochfrequenz
verschweißbares Kunststoffpulver gleichmäßig einbringt und ggf. erwärmt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man entweder von vorgewärmtem, retikuliertem Schaum ausgeht
und/oder jeweils nach dem Einbringen der pulverförmigen Substanzen erwärmt.
13. Verfahren gemäß Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet,
daß man mit Hilfe von Infrarot, Heißluft, Gasen, Dampf oder Hochfrequenz erwärmt.
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