DE3027851A1

DE3027851A1 - Verfahren zum formen eines weichen, durchlaessigen materials und danach hergestelltes material, sowie verblendmaterial

Info

Publication number: DE3027851A1
Application number: DE3027851A
Authority: DE
Inventors: Derek Peter Taylor
Original assignee: FASTBAC RESEARCH Ltd WILLENHALL WEST MIDLANDS (VER KOENIGREICH); Fastbac Research Ltd
Current assignee: Adini Ltd Douglas Isle Of Man Gb
Priority date: 1979-07-24
Filing date: 1980-07-23
Publication date: 1981-02-19
Also published as: PH14534A; IT1193547B; JPS6124992B2; NL8004260A; PT71597A; FR2461588A1; FI78488C; NO802175L; DK318180A; AU4642885A; CH673191B5; US4393116A; NO157889C; FI78488B; DK162825B; JPS5649213A; FR2461588B1; AU600223B2; NZ194367A; SE453584B

Description

FASTBAC RESEARCH LIMITED, Stringes Lane, Willenhall, West Midlands, England

Verfahren zum Formen eines weichen, durchlässigen Materials und danach hergestelltes Material, sowie Verblendmaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen eines weichen, durchlässigen Materials durch Verwendung einer adhäsiven Substanz, mit und/oder ohne Aufbringen von Verblendungs-Schichten, ein geformtes Material, ein weiches durchlässiges Material sowie ein Verblendmaterial.

Die Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren

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zum Herstellen von geprägten oder geformten Artikeln oder Materialien, wie aufgequollenen oder geprägten Stoffen, wie sie beispielsweise zur Polsterung, in vorgeformte Flächen oder Kissen, die beispielsweise für das Auskleiden des Innenraumes von Motorfahrzeugen verwandt werden, oder für Artikel wie Sättel, Schuhe und ähnliches oder wiederum für Polsterung verwandt werden. Normalerweise sind derartige Artikel oder Materialien von laminierter Konstruktion, wobei eine Verblendschicht auf einer Seite einer relativ weichen Füllschicht vorgesehen ist und üblicherweise, aber nicht notwendigerweise, eine Rückenschicht auf der anderen Seite. Die Füllschicht kann aus einem geschäumten Kunststoffmaterial oder einem faserigen Material wie Watte, Filz oder anderen absorbierenden Materialien, gebildet sein.

Die bisherigen Verfahren zum Ausbilden derartiger Materialien können allgemein in zwei Verfahrensklassen eingeteilt werden, die einerseits i'passive oder mechanische" Verfahren und andererseits "aktive oder chemische" Verfahren genannt v/erden können.

Die "passiven" Verfahren sind charakterisiert durch die Verwendung von vorgeformten Materialien, die einfach in ein Laminat umgewandelt werden und durch Verfahrensschritte geprägt oder geformt werden, die üblicherweise durch den Verwender der Materialien und derart hergestellten Artikel ausgeführt werden können. Der Verwender kann daher im Handel erhältliche Grundprodukte verwenden und aus ihnen geformte Materialien und Artikel entsprechend seinen eigenen Notwendigkeiten der Produk-

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tion herstellen.

Die "passiven" Verfahren schließen Verfahren ein, bei denen laminierte Materialien relativ geringer Dicke im wesentlichen durch Zusammenhalten der
verschiedenen Schichten an geeigneten Stellen
gebildet werden, entweder mechanisch
(beispielsweise durch Nähen) oder aber durch Wärmeschweißung, wie beispielsweise in der US-PS 31 70 beschrieben. In derartigen Fällen ist die Form des geprägten Musters durch das Anheften von Schichten auf lediglich einem sehr geringen Anteil der Gesamtoberfläche des Materials bestimmt. Das geschäumte Material oder andere weiche Materialien, welche das Füllmaterial bilden, wird in einem
komprimierten Zustand in und um derartige abgesicherte Flächen gehalten, lediglich durch Aneinanderheften der Schichten, wobei dieses die Tiefe bis zu der Muster zufriedenstellend einprägbar sind, während bei Hitzeverschweißung dann, wenn ein geschäumtes Material eingesetzt wird, die geschäumte Struktur des Materials zerstört werden kann, während das Verschweißen stattfindet und die Oberfläche
glasiert wirken kann.

Die "aktiven" Verfahren sind durch die Verwendung von chemischen Polymerisationstechniken zum Formen des Filtermaterials in die benötigte Form in situ oder von zumindest eines Teiles desselbencharakterisiert. Die Verfahren können normalerweise nur durch Hersteller
von synthetischen Polymeren unter sehr sorgfältig kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden
und nicht durch Hersteller, die derart geformte

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Materialien und Artikel in den Fertigungsstatten ihrer eigenen Produkte einzusetzen wünschen.

In einem Beispiel eines derartigen "aktiven" Verfahrens, wie es in der US-PS 28 55 021 beschrieben ist, werden geformte Artikel aus geschäumten· Plastikmaterialien dadurch hergestellt, daß das Schäumen des Plastikmaterials in einer geeignet ausgebildeten Form durchgeführt wird. Dieses Verfahren benötigt jedoch sehr teure Formen und zieht die Verwendung von gefährlichen Chemikalien mit sich.

Ein weiteres Beispiel eines "aktiven" Verfahrens zur Herstellung von geprägten laminierten Materialien ist in der US-PS 32 56 131 beschrieben. Es enthält die Verwendung eines schaumbildenden Plastikmaterials als Bindungsagens für Verblendschichten und einen Füller für geschäumte Plastikmaterialien. Das schaumbildende Material wird auf die Oberfläche der zu verbindenden Schichten angebracht, und das Aufschäumen findet statt, wenn die Schichten in Kontakt miteinander sind. Der derart hergestellte Schaum dringt in die Zellen der Plastikmaterialien ein und veranlaßt die Oberflächen, miteinander zu verkleben. Wenn das laminierte Material mit einer Prägeform in Kontakt gebracht wird, so daß die Oberflächenschichten im wesentlichen zusammengebracht werden, bis das Schaummaterial gehärtet ist, wodurch das Laminat mit einem geprägten Muster versehen und die Formgebung des geschäumten Materials durch den Klebstoff der Verblendschichten aufrechterhalten wird. Nichtsdestoweniger verwendet dies Verfahren ebenfalls gefährliche Chemikalien und ist relativ schwierig zu steuern,da

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das schaumbildende Material in sorgfältig überwachtenMengen angewandt werden muß. Dieses Verfahren ist außerdem lediglich für die Herstellung von laminierten Materialien anwendbar, bei denen ein aufgeschäumtes Plastikfüllmaterial Verblendschichten trägt. Zusätzlich muß das Schäumverfahren bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden, wodurch dem Material, das als Verblendschicht eingesetzt werden kann, Grenzen gesetzt sind.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Formen weicher Füllmaterialien zu liefern, welches nicht auf einen engen Bereich von Materialien begrenzt ist, keine teuren Formen benötigt und nicht den Umgang mit gefährlichen Chemikalien voraussetzt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Formen gelöst, das gekennzeichnet ist durch folgende Schritte: Aufbringen einer Substanz mit latent adhäsiven Eigenschaften auf ■gegenüberliegenden Flächen des Materials in zumindest den Abschnitten des Materials, die geformt werden sollen zum Bilden eines zur Lagerung geeigneten vorbehandelten Materials; anschließendes Anwenden mechanischer Kompressionskraft auf das derart behandelte Material, um diesem die erwünscnte Form mitzuteilen, Halten des vorbehandelten Materials in der erwünschten Form unter Bedingungen, so daß die latent adhäsive Substanz solange aktiviert wird, bis das Adhäsiv mindestens soweit ausgehärtet ist, daß es das Material in der gewünschten Form zur Herstellung eines geformten Produktes hält. Ein er-

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findungsgemäßes Material wird nach denn beanspruchten Verfahren hergestellt. Ein erfindungsgenäßes weiches durchlässiges Material ist gekennzeichnet durch einen Überzug auf mindestens einer Oberfläche einer Substanz, die latent adhäsive Kapazität besitzt, wodurch das Material durch Anwenden von mechanischer Kompressionskraft derart geformt werden kann, daß ihm eine gewünschte Gestalt unter Bedingungen mitgeteilt wird, bei denen die latent adhäsive Substanz aktiviert und in einem derartigen Ausmaß ausgehärtet wird, wie notwendig ist, um das Material in der erwünschten Form zu halten. Ein erfindungsgemäßes Verblendmate-r' rial ist gekennzeichnet durch einen Trockenfilm einer Substanz mit latenter adhäsiver Kapazität auf einer Fläche, wodurch das Verblendmaterial auf die Oberfläche eines weichen durchlässigen Materials aufgebracht und an dieser angeheftet werden kann, während das weiche durchlässige Material durch Anwendung einer mechanischen Kompressionskraft derartig geformt ist, so daß die gewünschte Form auf dieses unter derartigen Bedingungen aufgebracht wird, daß die latent adhäsive Substanz aktiviert und zu einem derartigen Ausmaß ausgehärtet wird, wie notwendig ist, um das weiche permeable Material in der erwünschten Form zu halten und das Verblendmaterial an dieses zu binden.

Entgegengesetzt zu den bekannten Verfahren liefert das erfindungsgemäße ein Verfahren zum Formen von weichen Füllmaterialien, welches nicht auf geschäumte Plastikmaterialien oder die Herstellung von laminierten Materialien begrenzt ist, die Verwendung teurerFormen benötigt und nicht die Ver-

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Wendung von gefährlichen Chemikalien, wie Isocyanaten, während des Formverfahrens benötigt. Insbesondere liefert die Erfindung ein behandeltes Material, welches gelagert werden kann und nachfolgend geformt oder geprägt werden kann, durch einfache Anwendung von Wärme und Druck, ohne die Verwendung gefährlicher Chemikalien während seiner Druchführung.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß weiches durchlässiges Material durch Aufbringen einer Substanz mit latent adhäsiver Kapazität geformt wird, indem dieses auf gegenüberliegende Flächen desselben auf mindestens einem Bereich des Materials aufgebracht wird, anschließend mechanische konroressive Kraft auf das Material ausgelegt wird, so daß demselben die gewünschte Form mitgeteilt wird, und Halten des Materials in der gewünschten Form unter Bedingungen, daß die latent adhäsive Substanz aktiviert wird, bis das Adhäsive mindestens soweit gehärtet ist, daß es das Material in der gewünschten Gestalt zusammenhält.

Die latent adhäsive Substanz kann auf ein Füllmaterial angewandt werden, welches in Schicht- oder Blockform ist, derart, daß sie hauptsächlich in das Material eindringt. In diesem Fall kann eine Lösung der Substanz auf die gegenüberliegenden Flächen des Füllmaterials durch geeignete Verfahren, beispielsweise durch Aufsprühen, so daß die Lösung in das Material eindringt, aufgebracht werden, anschließend wird das Lösungsmittel unter derartigen Bedingungen abgezogen, daß die latent adhäsive Substanz nicht aktiviert wird. Ein PoIy-

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urethan auf Wasserbasis, insbesondere ein Polyester/ UrethanrBlock-Polymeres, kann in einem wässrigen Lösungsmittel verwandt werden. Andere Urethansysteme können in einem organischen Lösungsmittel eingesetzt werden.

Im Fall der Verwendung von flüchtigen organischen Lösungsmittel)^kann es lediglich notwendig sein, den Lösungsmitteln eine Verdunstungsmöglichkeit zu geben. In anderen Fällen kann Aufheizen notwendig sein, und es ist insbesondere als nützlich gefunden worden, einen Radiofreguenzheizer zu verwenden, wenn Wasser als Lösungsmittel eingesetzt wird. Entfernen des Lösungsmittels hinterläßt die Substanz in einem trockenen,im wesentlichen nicht klebenden und feinverteilten Zustand, dispergiert durch die oberen Flächen des Materials.

Das behandelte Material kann in dieser Form gelagert und leicht transportiert werden. Dementsprechend kann der erste Schritt der Anbringung des latenten Adhäsiven an einem unterschiedlichen Ort stattfinden, als an dem, an dem das Füllmaterial geformt wird, wenn dies erwünscht ist. Dies ist ein besonders wertvoller Sicherheitsfaktor, da es nicht notwendig ist, flüchtige Lösungsmittel oder irgendwelche gefährlichen Chemikalien an dem Ort zu verwenden, an dem das Ausformen durchgeführt wird, und vorbehandeltes Füllmaterial kann als Rohmaterial hergestellt und verkauft werden, welches anschließend durch andere Hersteller geformt werden kann.

Bei einer anderen Problemlösung kann das Ia-

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tente Adhäsive lediglich auf eine Oberfläche des Füllmaterials aufgebracht werden, anstatt daß es in den Körper desselben eindringt. In diesemFall kann die latent adhäsive Substanz auf das Füllmaterial in trockener Form aufgebracht werden. Beispielsweise kann die Substanz in Film-Form auf geeignetes Abdeckpapier gebracht werden, durch Niederschlagen aus einem geeigneten Lösungsmittel oder in einer sonstigen geeigneten Art und Weise. Derartige vorgeformte Filme können dann auf der Oberfläche des Füllmaterials angebracht werden und das Abdeckpapier in seiner Lage belassen werden, um den Film bis zum Formen des Materials zu schützen.

In jedem Fall ist die latent adhäsive Substanz am günstigsten eine hitzeaktivierbare. Wir haben gefunden, daß Ürethanmaterialien, die in wässriger Lösung oder in nicht wässriger Lösung verwandt werden können, besonders 'vorteilhaft sind. Die Komponenten zum Ausbilden eines Urethansystems können in einem geeigneten Lösungsmittel gemischt und gelöst werden. Das Lösungsmittel kann sodann bei relativ niedrigen Temperaturen verdampft werden, um ein Präpolymer in Form eines Films oder eines Überzugs im wesentlichen nicht klebriger Natur abzuscheiden, so daß das mit dem Präpolymer überzogene Füllmaterial ohne Schwierigkeiten gehandhabt und gelagert werden kann. Während die Präpolymer-Ablagerung noch naß ist, d.h., bevor das Lösungsmittel vollständig verdampft ist, besitzt es eine gewisse Klebrigkeit, so daß das Füllmaterial mit einem geeigneten Verblendmaterial in diesem Zustand verbunden werden kann. Das behandelte Füllmaterial kann

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ι also derart mit einem Verblendmaterial versorgt j

werden, daß auf mindestens einer Oberfläche des- '

selben mit Hilfe des angewandten Präpolymersystems I

angeklebt ist. Die derart gebildete Bindung ist ,

in ^araxi ziemlich zufriedenstellend, um zu ermöglichen, daß das laminierte Füllmaterial gelagert und ohne Abtrennen des Verblendmaterials vom Füllmaterial gehandhabt werden kann.

Falls kein derartiges Verblendmaterial in diesem Verfahrensschritt aufgebracht wird, nachdem das '-

Lösungsmittel verdampft worden ist, ist es möglich, das Präpolymere in seinen anfänglich klebrigen Zustand durch Aufbringen eines geeigneten Lösungsmittels zurückzubringen. Auf diese Art und tfeise kann eine Verblendschicht auf das Füllmaterial auch bei Zwischenschritten geklebt werden. In diesem Fall kann das imprägnierte oder überzogene Füllmaterial einfach mit einer Lösungsmittelaufbringexnrichtung,direkt bevor das Verblendmaterial angebracht wird, abgewischt werden, und anschließend solange wie notwendig gelagert werden. Es ist daher möglich, einen Vorrat von vorbehandeltem, nicht verblendetem Füllmaterial aufzubauen und das Verblendmaterial anschließend an einem unterschiedlichen Ort aufzubringen, wobei jedoch immer noch kein endgültiges Ausformen des Füllmaterials erfolgt.

Um die erwünschte Form dem Füllmaterial mitzuteilen, entweder mit oder ohne Verblendschichten, ist es -anschließend lediglich notwendig, das Material auf eine höhere Temperatur hochzuheizen, die genügt,

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un diePolymerisation des ürethansysterns zu vervollständigen. Während eines derartigen endgültigen Aushärtverfahrens kann das Füllmaterial in seiner erwünschten Formsolange durch geeignete Mittel gehalten werden, bis das Aushärten vollständig ist. Das Füllmaterial ist sodann irreversibel verbunden und in Form gehalten.

Die für die Aktivierung der adhäsiven Substanz notwendige Wärme kann extern durch irgendeine geeignete Form von Heizung geliefert werden, aber entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die notwendige Wärme innerhalb des Materials hervorgebracht werden. Dies kann insbesondere durch Anwendung von Schwingungsenergie mit Hochfrequenz (Ultraschall) erreicht werden. Eine derartige Energie kann mit Hilfe eines geformten Überträgers (oder Horn), welches mit dem Füllmaterial in den Bereichen in Kontakt kommt, wo dieses geprägt werden soll ,durchgeführt werden, wobei gleichzeitig der notwendige mechanische Druck eingesetzt wird, um das Material in dem erwünschten komprimierten Zustand solangezu halten, wie notwendig ist, bis die adhäsive Substanz wirksam wird.

Anstatt von Ultraschallenergie, elektromagnetischer Bestrahlung hoher Frequenz, können beispielsweise Gammastrahlen verwandt werden, oder auch hochenergetische Teilchenstrahlung, wie Neutronenoder Elektronenbeschuß. In derartigen Fällen muß selbstverständlich Sorgfalt angewandt werden, um sicherzustellen, daß das Füllmaterial nicht durch die eingesetzte Strahlung beschädigt wird.

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Im allgemeinen sind Plastikmaterialien unter Verwendung von aromatischen Aushärt-Agentien zu bevorzugen, gegenüber jenen, die aliphatische Aushärt-Agentien benutzen.

In allen oben beschriebenen Fällen kann das Füllmaterial in die gewünschte Form ohne Vorsehen irgendwelcher verblendenden und/oder Rückenschichten erfolgen. Dies ist besonders deshalb vorteilhaft, da es dem geformten Produkt ermöglicht, in einemn viel breiteren Verwendungsgebiet eingesetzt zu werden, da eine viel größere Verwendungsbreite von Deckmaterialien auf dieses nach dem Formen aufgebracht werden kann , als es der Fall sein würde, wenn die Deckmaterialien danach ausgewählt werden müßten, daß sie den Bedingungen des Formgebungsverfahrens widerstehen. Dementsprechend kann eine Verblendschicht, beispielsweise aus PVC, durch ein Aufsprühverfahren aufgebracht werden, nachdem das Füllmaterial geformt worden ist. Alternativ dazu können synthetische oder natürliche Stoffe auf die geformte Oberfläche mit Hilfe irgendwelcher geeigneter Mittel in einem nachfolgenden Verfahrensschritt aufgebracht werden, oder aber auch ein loser Stoffüberzug eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilhaft für die Herstellung von relativ dünnen laminierten Materialien, wie sie beispielsweise für Futter oder Polsterungen verwandt werden, eingesetzt werden, es kann jedoch genausogut auf große Gegenstände wie geformte Sitzkissen, oder tatsächlich vollständige Sitzkissen und Rücken

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eines Sessels, die als Einstück-Gußstück hergestellt werden, angewandt . werden, geeigneterweise sogar auf solche mit Armlehnen oder Seitenteilen.

Da das Formgebungsverfahren unter sehr milden Bedingungen stattfindet, müssen die Materialien, die zu Formen des Füllmaterials eingesetzt werden, nicht so ausgewählt werden, daß sie gegenüber Hochtemperaturen oder gefährlichen Chemikalien resistent sind. Es ist lediglich notwendig, daß die Formgebungselemente die notwendige mechanische Stärke besitzen, um den notwendigen Druck auf die Füllmaterialien auszuüben und eine Oberfläche

bieten, a'us der das geformte Material leicht abgetrennt werden kann, wenn notwendig durch Anwendung eines geeigneten Trennmittels.

Statt der Verwendung einer Gußform, die vollständig die.externe Form des Artikels bestimmt," ist es in vielen Fällen möglich, mit einem Block Füllmaterial vorbestimmter Größe und Form zu beginnen, welcher leicht von einem Vorrat abgeschnitten werden kann, und sodann die erwünschte Endform diesem Block durch Anwendung einfacher offener Formwerkzeuge zu erreichen, die mit dem Füllmaterial lediglich an den Punkten in Eingriff kommen, an denen das Prägen erwünscht ist, da die Oberfläche des Materials zwischen derartigen Punkten aufgrund der Elastizität des Materials, natürlicherweise eine konturierte Form annimmt.

Wenn es erwünscht ist, relativ dicke Artikel nach diesem Verfahren herzustellen, wobei die Prägungen

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sich nicht durch die vollständige Dicke des Füllmaterials erstrecken sollen, können zwei oder mehr Schichten des Füllmaterials derart verwandt werden, daß eine Schicht des Füllmaterials als Rückenschicht für die äußere Materialschicht wirkt, wobei die Präpolymerüberzüge auf den gegenüberliegenden Seiten der äußersten Schicht zusammengebracht werden. Die andere Schicht Füllermaterial kann selbst, wenn notwendig an der gegenüberliegenden Seite,durch eine geeignete Rückenschicht bedeckt werden. Auf diese Art und Weise können sich die Prägungen, die während des Prägungsprozesses gebildet wurden, lediglich durch die Dicke der äußersten Schicht Füllmaterial erstrecken. Auf diese Art und Weise kann die äußere Schicht Füllmaterial'relativ weich sein, während die innere Schicht härter ist.

Das oben beschriebene Verfahren ist anwendbar, . gleichgültig ob das latent adhäsive Material auf das Füllmaterial in Form eines Films oder einer Lösung aufgebracht worden ist. Nichtsdestoweniger haben wir gefunden, daß dann, wenn die Lösung direkt auf das Füllmaterial aufgebracht wurde, es möglich ist, Eindrücke zu bilden, welche sich nicht durch die gesamte Dicke einer einzigen Schicht Füllmaterial erstrecken, wenn das Lösungsmittel nicht vollständig verdampft ist, nachdem die Lösung angewendet wurde und bevor das Formverfahren durchgeführt worden ist. Die Gegenwart von Restlösungsmittel ermöglicht es dem Präpolymeren, in das Füllmaterial während dem letzten Aushärtverfahren zu einem derartigen Ausmaß einzudringen,

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das ausreicht, um das vollständig ausgehärtete Polyurethan _zu befähigen, das Füllmaterial in Form zu halten, ohne zwei Schichten Präpolymeres von gegenüberliegenden Seiten Füllmaterials zusammenzubringen. Wenn die Präpolymerlösung in Form eines Films oder einer Lösung aufgebracht wird, die vollständig verdampft ist, kann ein ähnliches Resultat durch Anwendung eines geeigneten Lösungsmittels auf das überzogene Füllmaterial vor dem Formverfahren erreicht werden. Dementsprechend sind sowohl "vollständige" und "teilweise'Prägungen möglich.

Während das Präpolymere notwendigerweise dann auf das Füllmaterial aufgebracht wird, wenn

dieses Material ohne Anwendung einer Verblendschicht geformt werden soll, ist es alternativ dazu auch möglich, das Präpolymere auf das Verblendmaterial aufzubringen, statt auf das Füllmaterial, insbesondere auf das Produkt aus einem Füllmaterial, welches ein Verblendmaterial trägt, besteht.

Anstatt den Präpolymerfilm oder die Lösung direkt auf eine Schicht Füllmaterial anzuwenden, ist es daher alternativ dazu möglich, sie auf eine Schicht von Verblendmaterial aufzubringen. Es ist besonders günstig, einen Präpolymerfilm direkt auf einer Schicht geeigneten Verblendmaterials auszubilden, anstatt auf einer Schicht von Trennpapier, wie vielter oben erwähnt. I_n diesem FaIl_x kann das behandelte Verblendmaterial als Vorratsmaterial hergestellt und geliefert werden,

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zur Verwendung mit geeigneten Füllmaterialien.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß latent adhäsives Material·zur Herstellung eines"wiederhergestellten" Füllmaterials eingesetzt werden kann, welches dann selbst dazu im Stande ist, geeignete Verblendmaterialien aufzunehmen und/oder geformt zu werden. Derart können unterschiedliche Fasern oder insbesondere teilchenförmige Restmaterialien leicht mit der Lösung der latent adhäsiven Substanz besprüht werden und unter leichtem Druck zusammengebracht werden, so daß sie einen koh örenten Körper unter derartigen Bedingungen bilden, daß das adhäsive Material nicht vollständig aushärtet. Das latent adhäsive Material ist sodann an den Oberflächen eines derartigen Körpers für nachfolgendes Aufkleben von Verblendschichten erreichbar, und der Körper kann einfach durch Anwendung von genügend Druck und Wärme, um die Temperatur auf ein Niveau zu heben, bei dem das latent adhäsive Material vollständig aushärtet, geformt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 schematisch die unterschiedlichen Schritte, mit denen die Erfindung ausgeführt werden kann;

Fig. 2 eine Grundrißansicht

einer typischen geprägten, laminierten Teileinheit, die geformt werden kann; und

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Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie III - III der Fig. 2.

Wie in Fig. 1 gezeigt, kann ein Blatt oder eine Scheibe 10 eines weichen Füllmaterials (welches beispielsweise ein geschäumtes Plastikmaterial, Plastikfasermaterial oder ein nicht aus Plastik bestehendes Material sein kann) wie durch den Pfeil (a) angezeigt, bearbeitet werden, um mit einer Polyurethan Prä-Polymer-Lösung überzogen zu werden, welche auf einer oder auf beiden Flächen, wie bei 11 angegeben, aufgetragen wird. In einem darauffolgenden Schritt, der durch den Pfeil (b) angezeigt wird, wird das überzogene Füllmaterial 10 durch Aufheizen auf eine Temperatur auf weniger als etwa 80°C getrocknet, um ein vorbehandeltes Substratmaterial 20 zu bilden, auf dessen Oberflächen nichtklebende Filme 12 eines latent adhäsiven Materials vorhanden sind. Selbstverständlich wird, wenn dieses Substratmaterial hergestellt wird, das latent adhäsive Material auch in das Füllmaterial 10 von dessen Oberflächen aus eindringen. Das behandelte Material 20 kann in diesem Zustand während eines Zeitraums von mehreren Monaten ohne Zersetzung gelagert werden, und kann dann, wenn es notwendig ist, geformt oder creprägt werden, wie durch den Pfeil (c) angezeigt, indem es einfach auf eine Temperatur oberhalb von etwa 90 C aufgeheizt wird und Druck zum Formen des Materials angewandt wird. Dieses liefert ein nicht-laminiertes geformtes Produkt 30, dessen Form völlig stabil ist.

Anstatt die Präpolymer-Lösung wie in Schritt (b)

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sofort zu trocknen, ist es alternativ dazu möglich, geeignete Verblendungsmaterialien 13 auf eine oder beide der behandelten Oberflächen des Füllmaterials 10 aufzubringen, wie durch den Pfeil (d) angezeigt, während die Oberflächen noch naß sind. Alternativ dazu können Schichten von Verblendungsmaterial

13 auf das behandelte Material 20 aufgebracht werden, wie durch die Pfeil (e) angezeigt, indem die Oberflächen des behandelten Füllmaterials mit einem geeigneten Lösungsmittel abgewischt werden, bevor das Verblendungsmaterial 13 aufgebracht wird. Anschließend kann das verblendete Füllmaterial bei einer Temperatur von weniger als etwa 80 C, wie durch die Pfeil (f) angezeigt, getrocknet werden, um ein flaches Zwischenlaminat 40 mit leicht auf dem Füllmaterial 10 durch die getrockneten Präpolymer-Schichten 12 angeklebten Schichten 13 des Verblendungsmaterials. Dieses Zwischenlaminat kann, wie das behandelte Material 20, einen Zeitraum von vielen Monaten ohne Zersetzung gelagert werden.

Ein ähnliches Zwischenlaminat kann alternativ dazu hergestellt werden, indem die Lösung eines Präpolymeren direkt auf das Verblendungsmaterial 13 aufgetragen wird und bei einer Temperatur von unterhalb etwa 80⁰C getrocknet wird, so daß darauf ein im wesentlichen nicht klebender Film

14 gebildet wird. Das Überzugsmaterial wird sodann, wie durch den Pfeil (g) gezeigt, auf das nicht bearbeitete Füllmaterial 10 angewendet und die zusammengesetzte Sandwichstruktur auf eine Temperatur von weniger als 80 C erhitzt, um die Verblendungsschichten 13 leicht mit dem Füllmaterial 10 zu ver-

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binden.

Das flache Zwischenlaminat 40 kann anschließend geprägt werden, wie durch den Pfeil (h) angezeigt, indem es auf eine Temperatur von oberhalb etwa 90°C erhitzt wird und anschließend Druck auf es ausgeübt wird, um das Polyurethan zu vollständiger Vernetzung zu bringen und um ein geprägtes Blatt 50 herzustellen, in dem das Verblendungsmaterial fest auf das Füllmaterial 10 mit Hilfe des vernetzten Polyurethans gebunden ist, wobei gleichzeitig das Füllmaterial abbindet und fest in dem geprägten Zustand gehalten wird.

Ein weiteres alternatives Verfahren besteht darin, die Präpolymer-Lösung auf einem Abdeckpapier 15 zur Bildung eines Films 14 aufzubringen, wobei, wie durch den Pfeil (j) angezeigt, derartige Filme auf den Oberflächen des Füllmaterials 10 angebracht werden können. Das überzogene Material kann dann auf eine Temperatur erhitzt werden, die unterhalb von 80 C liegt und anschließend in diesem Zustand oder nach Abziehen des Abdeckpapieres, wie durch den Pfeil (k), gelagert werden, um ein behandeltes Material, das im wesentlichen mit dem Bezugs zeichen 20 gekennzeichnet ist, herzustellen obwohl in diesem Fall der Präpolymerfilm auf die Oberflächen des Füllmaterials 10 begrenzt- ist.

Während das behandelte Material nach den Wegen (a) , (b) oder (j), (k) gebildet werden kann, ist es auch möglich, Schichten von Verblendungsmaterial 13 auf das behandelte Füllmaterial gleichzeitig

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mit dem Prägevorgang anzubringen. Dies ist durch den Pfeil (1) angezeigt, indem das Verblendungsmaterial lose auf dem behandelten Füllmaterial 10 angeordnet ist. Anschließend wird diese lose Sandwichstruktur erhitzt und geformt, wie durch den Pfeil (m) angezeigt, um das laminierte geprägte Produkt, wie mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet, herzustellen. Es kann gesehen werden, daß das Prägemuster sich wirksam durch die gesamte Dicke des Füllmaterials sowohl im nicht laminierten Produkt 30 als auch im laminierten Produkt 50 erstreckt. Nichtsdestoweniger kann dann, wenn es erwünscht ist,ein Produkt herzustellen, in welchem mindestens einige der geprägten Flächen nicht durch die gesamte Dicke des Füllmaterials 10 verlaufen, dieses auf zwei Arten erreicht werden. Zuerst können,wie in Beispiel 3 weiter unten beschrieben, zwei oder mehrere Schichten von Füllmaterial eingesetzt werden, so daß es eine Zwischenoberfläche gibt, an der das präpolymere, latent adhäsive Material gegenwärtig ist. In diesem Fall kann die zähflüssige Prägemasse derart angeordnet werden, daß die Oberfläche des Füllmaterials lediglich einem Ausmaß eingedrückt wird, das genügt, um es in Kontakt mit einer darartigen Zwischenfläche zu bringen.

Alternativ dazu haben wir gefunden, daß ein ähnlicher Effekt erreicht werden kann,wenn lediglich eine einzelne Schicht von Füllmaterial 10 eingesetzt wird und der Prägeschritt direkt nach Anfeuchten der aufgebrachten Präpolymerschicht mit einem geeigneten Lösungsmittel stattfindet,

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insbesondere dann, wenn das Präpolymer direkt auf das Füllmaterial in Lösung, anstatt in einem Trockenfilm ,aufgebracht worden war. Die Anwendung von Lösungsmittel direkt vor dem Prägeschritt ermöglicht es dem Präpolymeren, von der Oberfläche des Füllmaterials derart fortzuwandern, so daß "partielles" Prägen möglich ist, wie durch den Pfeil (n) in Fig. 1 angedeutet. Während in der Fig. 1 ein Verblendungsmaterial 13 gezeigt ist, welches auf beiden Seiten des Füllmaterials 10 angebracht ist, kann selbstverständlich ein derartiges Verblendungsmaterial auf lediglich einer Seite angebracht werden oder vollständig ausgelassen werden, wie durch das nicht laminierte Produkt 30 gezeigt. Wenn das Produkt in einem nicht laminierten Status gebildet wird, können selbstverständlich Überzüge geeigneter Verblendungsmaterialien anschließend in jeglicher geeigneten Art und Weise angebracht werden, falls dies erwünscht sein sollte.

Das behandelte Füllmaterial 20, das flache Zwischen laminat 40, das behandelte Verblendungsmaterial 13, auf dem ein Film 14 von Präpolymeren! aufgebracht ist, und der Film 14 des Präpolyers auf dem Abdeckpapier 15, sind alle stabilen Produkte, welche unter sorgfältig gesteuerten Bedingungen verarbeitet werden können, die notwendig sind, wenn gefährliche Chemikalien oder brennbare Lösungsmittel verwandt werden, und können anschließend mehrere Monate gelagert werden. Sie können leicht transportiert werden und dann, wenn notwendig,geprägt werden, ohne die Vorsichts-

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maßnahmen, die während der Erstbehandlung der Materialien mit der Präpolymer-Lösung notwendig sind. Nichtsdestoweniger kann sogar die Präpolymer-Lösung selbst relativ einfach gelagert werden und ohne die strikten Sicherheitsvorkehrungen verwandt werden, die bei den bisher bekannten Verfahren nach dem Stand der Technik notwendig waren, bei denen Polyol und Isocyanat aktiv miteinander zur Reaktion gebracht wurden, um ein geschäumtes Polyurethan zum Anbinden eines Verblendungsmaterials auf ein geschäumtes Plastikmaterial herzustellen und gleichzeitig das laminierte Produkt zu formen.

Die Fig. 2 zeigt ein typisches geprägtes Feld, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geformt werden kann und auch aus Fig. 3 ersichtlich ist, wobei es möglich ist, derartige Felder mit komplexen Querschnitten herzustellen, die sonst nicht durch andere Verfahren leicht zugänglich wären.

Die Erfindung ist weiterhin fortschrittlich, da sie Füllmaterial verwendet, welches selbst durch Teilchen und/oder Fasern aufgebaut ist,^die in einem kohärenten Körper mittels einer Präpolymer-Lösung zusammengehalten werden. Insbesondere können Granuli von rückgewonnenem Abfallplastikschaum mit der Präpolymer-Lösung besprüht werden und zu einer Schicht oder einem Block geformt werden, welcher direkt als behandeltes Füllmaterial, wie mit dem Bezugszeichen 20 in Fig. 1 bezeichnet, eingesetzt zu werden.

Rückgewonnener Abfallschaum in Form von Krümeln

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oder Granuli wird durch zwei Strahlen Präpolymer-Lösung geführt, so daß jedes Teilchen wirksam mit der Lösung überzogen worden ist. Die überzogenen Teilchen laufen sodann an gummiüberzogenen Rollen vorbei, welche die Teilchen zusammenpressen, während die Temperatur unterhalb von 80°C gehalten wird, so daß eine Folie vorbehandelten geschäumten Plastikmaterials hergestellt wird. Durch Steuern der Menge des rückgewonnenen Abfallmaterials, welches den Rollen und dem Spalt zwischen den Rollen zugeführt wird, ist es möglich geworden, die Dichte der fertigen Folie zu verändern. Die Folie wird dann, wenn sie die Roller verläßt, mittels warmer Luft getrocknet wiederum bei einer Temperatur,die nicht oberhalb von 80 C liegt um das restliche Lösungsmittel schnell abzudampfen und kann anschließend bis zur Wiederverwendung gelagert werden.

In einer ähnlichen Art und Weise kann ebenfalls Fasermaterial in eine vorbehandelte Folie umgeformt werden.

Anstatt derartiges rückgewonnenes Material in Folien zu formen, ist es alternativ dazu möglich, dieses in Blöcke vorbestimmter Größe zu formen. In diesem Fall wird das rückgewonnene Material wiederum mit einer Präpolymer-Lösung besprüht und anschließend in eine hölzerne Gußform eingeführt, welche mit Silikontrennpapier ausgefüttert ist. Das behandelte Material wird sodann innerhalb der Gußform komprimiert, um einen Materialblock der benötigten Dichte herzustellen. Anschließend wird der komprimierte Block getrocknet und gelagert. Dieser Block

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kann sodann für die Produktion relativ großer Komponenten verwandt werden, wobei das Formen desselben direkt durch Anwendung von Wärme und Druck erfolgt, ohne oder mit Zusatz von Verblendungsmaterialien. Alternativ dazu kann dieser Block in Schichten vorbestimmter Dicke geschnitten werden, und, aufgrund des latent adhäsiven Präpolymeren Materials, welches sich durch die gesamte Dicke des Blockes erstreckt, wobei jede Fläche einer derartigen Schicht fertig für Lamination und Prägen ohne Anwendung irgendeinen weiteren adhäsiven Materials vorbehandelt ist.

Die folgenden Ausführungsbeispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung, wobei Beispiel 1 ein Verfahren zum Herstellen der Präpolymer-Lösung beschreibt, Beispiel 2 die Bildung eines trockenen Films aus einer derartigen Lösung, Beispiel 3 die Verwendung eines derartigen Films, Beispiel 4 die direkte Applikation der Lösung auf ein Füllmaterial, Beispiel 5 das Formen oder Prägen eines derartigen Materials und Beispiel 6 die Verwendung einer alternativen Lösung.

BEISPIEL 1
Präpolymer-Präparation (Laborverfahren)

Eine Polyurethan Prä-Polymer-Lösung wird durch Mischen der benötigten Komponenten, Polyol und Isocyanat unter Zugang ^von Lösungsmittel hergestellt.

Ein geeignetes Polyol, wie es beispielsweise unter

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der Bezeichnung CAPRA. 520 von Laporte Industries erhältlich ist, wird in einen mit einem Rührer sowie Heiz- und Kühleinrichtungen und einem Kondensierer ausgerüsteten Reaktor gebracht. Das Folyol wird unter Stickstoffatmosphäre auf 90⁰C erhitzt und ein geeignetes Isocyanat,wie es beispielsweise von Upjohn Corp. unter der Bezeichnung ISONATE 143L erhältlich ist, bei Raumtemperatur unter Rühren dazugegeben. Die Mischung kann zwischen 70 bis 92% Polyol und dementsprechend 8 bis 30% Isocyanat enthalten.

Die Temperatur steigt auf etwa 100 C innerhalb von 20 bis 30 Minuten, wobei diese Temperatur für weitere 30 Minuten aufrechterhalten wird. Anschließend wird sie auf etwa 60°C abgekühlt. Genügend Methylenchlorid wird zugegeben, um einen Feststoffgehalt bis zu 70% zu erhalten, wobei die Lösung unter Stickstoff in versiegelten Fässern gelagert wird. Alternative Lösungsmittel, die verwandt werden können, schließen Toluol/ Methylethylketonmischungen ein.

Der Feststoffgehalt der Lösung ist durch Zugabe weiteren Lösungsmittels einstellbar, wie es notwendig ist, wenn die Lösung verwandt wird, und feste Schichterwurden hergestellt, indem 0,025 cm (0,01") Filme eines 58%igen Feststoff-Systems ausgelegt wurden. Nach Austreiben des Lösungsmittels durch Aufheizen auf Temperaturen, die unterhalb von 80⁰C lagen, zeigten die Filme keine Aushärttendenz nach einer Stunde Behandlung bei 80⁰C.

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Diese unkatalysierten Filme wurden sodann über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen, um stabile elastomere Überzüge eines Präpolymers zu bilden, welches aus einem hydroxyl-terminierten Polyester, basierend auf Polyurethan-Harz, bestand.

Ähnliche Systeme der gleichen Mischung unter Zugabe eines Katalysators wurden in einem Lösungsmittel wie Ethylacetat hergestellt, wobei derartige

.Katalysatorsysteme die elastomeren überzüge in den Stand versetzten, innerhalb fünf Minuten bei 80 C hergestellt zu werden. Der bevorzugte Katalysator besteht aus einer Mischung von Dabcotac (thermisch aktivierter Katalysator, erhältlich von Air Products USA) und Dibutylzinndilaurat in Mengen von 0,25% und 0,1%.

Andere empfohlene Katalysatoren bestehen aus Eisen-(III)acetylacetonat, Mangan(II)acetylacetonat, Eisen(III)acetylacetonat:Triethylamin (4:1-Mischung), Eisen (III)acetylacetonat:Triethylamin (2:1-Mischung), Mangan(II)acetylacetonat:Triethylamin (4:1-Mischung), und Mangan(II)acetylacetonat:Triethylamin (2:1-Mischung), wobei Katalysatorgehalte von bis zu 0,5% der Feststoffe eingesetzt werden sollten.

Eine alternative Präpolymer-Lösung kann durch Mischen bei Raumtemperatur von folgenden Komponenten in den angegebenen Gewichtsprozent-Sätzen erhalten werden, gefolgt durch Zugabe eines geeigneten Lösungsmittels, wie es bereits erwähnt wurde ,um eine 7O%ige Lösung herzustellen, die zur Verwendung weiter verdünnt wird. Komponenten eines

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derartigen alternativen Präpolymers sind:

(a) ein Polyurethanharz, basierend auf hydroxyterminierten Polyestern, wie es beispielsweise von Dicas Chimie (France) unter der Bezeichnung TS 79 (mindestens 65%) erhältlich ist

(b) ein thermoplastisches Polyesterharz, wie es von Dermal Research Ltd. (England) unter der Bestimmung DR 135 (bis zu 25%) erhältlich ist

(c) ein Kreuzvernetzungsagens, welches ein Aminop'last-Harzsvstem, wie Glyoxal-mono-urein enthält, das von D.I.C. Japan unter der Bezeichnung BECKAMIN LKS (bis zu 5%) erhältlich ist

(d) ein Katalysator wie para-Sulfonsäure-Lösung wie sie von Dicas Chimie unter der Bezeichnung CTS (bis zu 5%) erhältlich ist.

Alternative Präpolymer-Lösungen, die im Handel erhältlich sind, schließen URAFLEX M126 von Synthetic Resins Ltd. und MORAD 401 von Mortan Williams Ltd. ein.

BEISPIEL 2
Bilden_eines_latenten_Adhäsivs_in_dem_trockenen_Film

Polyurethansysteme, wie sie im Beispiel 1 beschrieben sind, werden in Trockenfilme durch Anwendung

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der Lösung auf ein überzogenes Abdeckpapier erhalten. Dieser vorgeformte Film ist unter normalen Bedingungen stabil und kann derart viele Monate gelagert werden. Wenn er zur Verwendung benötigt wird, wird der Film auf die Oberfläche einer Schicht weichen Füllmaterials gebracht, welches geschäumtes Plastikmaterial oder ein Fasermaterial sein kann, welches aus Plastik oder natürlichen Materialien hergestellt sein kann. Das derart hergestellte überzogene Füllmaterial ist ebenfalls stabil und kann auch, wenn notwendig gelagert werden. Die latent adhäsiven Filme wurden langer als 5 Monate gelagert und erwiesen sich als vollständig geeignet für alle Arten von Lamination, wie bereits angegeben, wenn Kreuzvernetzung unter Anwendung der bereits beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Wenn das Material eingesetzt werden soll, wird das Abdeckpapier •abgezogen. Anschließend kann der Film wie weiter unten beschrieben, geformt werden, wenn gewünscht, unter Zusatz von Schichten geeigneter Verblendmaterialien.

In praxi wird auf einem doppelt oder einfach überzogenen Abdeckpapier auf dessen Oberfläche genügend Lösung abgegeben, um einen trockenen Film

2
mit 5 bis 300g pro m , entsprechend dem geplanten Verwendungszweck, zu liefern. Die aufgegebene Lösung wird sodann auf 80⁰C erhitzt, um das Lösungsmittel schnell zu verdampfen und einen nicht klebenden adhäsiven Film auf dem Abdeckpapier zu hinterlassen. Die Charakteristika des adhäsiven Films sind derart, daß)er anschließend auf ein Substrat laminiert und kreuzvernetzt werden kann,

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während er unter Druck bei einer Temperatur oberhalb von 90 C gehalten wird, um das Harz vollständig und irreversibel zu vernetzen. In ähnlicher Art und Weise kann ein Film direkt auf einem Verblendmaterial gebildet werden, welches anschließend auf dem Füllmaterial befestigt wird.

BEISPIEL 3

Dieses Verfahren ist ideal sowohl für kleine Ansätze als auch für Herstellung in großem Maßstab. Der Film, welcher durch Variieren der Trockengewichteinsätze hergestellt werden kann, kann direkt von der Rolle in Folienform oder vorher ausgeschnitten, für kompliziertere kleine Komponenten verwandt werden. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist beispielhaft in bezug auf die Herstellung einer geprägten Komponente von zwei Metern auf ein Meter Fläche und 40 mm Dicke beschrieben.

In diesem Beispiel ist das Substrat Polyurethan-Schaum mit einer Schichtdicke von 20 mm, von dem zwei Stücke miteinander verbunden werden, um die fertige Komponente zu bilden. Es ist notwendig, auf ein Schaumteil auf beiden Seiten den wie in Beispiel 2 hergestellten Film aufzubringen, der

2 ein Überzugsgewicht von 100 bis 140g pro m hat. Dieses kann durch Druck von Hand oder durch die Verwendung eines leichten Gummirollers für Versuch ts zwecke erreicht werden. Es ist notwendig auf das andere Schaumstück einen leichteren Film,

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mit einem Gewicht von 5O bis 70g pro m aufzubringen, auf ähnliche Art und Weise, abex lediglich auf einer Fläche. Die nicht überzogene Fläche dieses Stückes wird in Kontakt mit einer der überzogenen Fläche des ersten Stückes gebracht. Unter kommerziellen Herstellungsbedingungen würde das Substratfilm-Sandwich durch eine Vorwärmstufe und sodann durch Preßrollen geführt. Die Wärme., die für diese Stufe benötigt sein würde, würde genügen, um die Temperatur auf 35 bis 40°C zu erhöhen. Hierdurch wird der Film dazu veranlaßt, am Substrat zu kleben.

Wenn eine Schicht Abdeckmaterials auf das Schaumsubstrat aufgebracht werden soll, kann der leichtere Film eher auf das Verblendungsmaterial aufgebracht werden, als auf das zweite Stück von Schaumsubstrat. Das "Sandwich" des Verblendungsmaterials mit adhäsivem Film, unbehandeltem Substrat, und dem Substrat mit adhäsivem Film auf beiden Flächen, kann in Schichtform vorverbunden werden. Dies kann durch Aufheizen auf 60 C bei einem Druck

von 55,18 N/cm (80 psi) für einen Zeitraum von 30 Sekunden erreicht werden. Die Schicht kann sodann für das endgültige Form-Verfahren auf Lager gelegt werden.

Das Verfahren, das Substrat zu prägen, wird sodann wie im folgenden Beispiel 5 beschrieben, durchgeführt.

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BEISPIEL 4

Die Verwendung einer Präpolymer-Lösung in organischem_Lösungsniittel

Ein Block geschäumten oder faserigen Füllmaterials wird mit einer Lösung eines Polyol/Isocyanatsystems eines Polyurethanharzes auf hydroxyterminiertem Polyester basierend/in einem organischen Lösungsmittel, wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, behandelt. Das Füllmaterial wird sodann bei einer Temperatur von unterhalb 8O°C getrocknet.

Das Produkt ist im wesentlichen nicht klebend und kann in Kontakt mit ähnlich behandeltem Material mehrere Monate ohne unerwünschtes Zusammenkleben gelagert werden.

Wenn das Material geformt werden soll, kann es komprimiert und auf- eine Temperatur von 90 C oder mehr in jeder geeigneten Art und Weise, wie bereits beschrieben, erhitzt werden, um ein Produkt stabiler Abmaße zu erhalten. Verblendungsschichten aus jeglichen geeigneten Materialien können gleichzeitig auf dem Füllmaterial während des Formverfahrens befestigt werden, einfach durch Anordnen derartiger Schichten in Kontakt mit dem Füllmaterial vor Kompression und Erhitzen desselben.

Diese Lösung ist als ideal zum Aufsprühen durch eine luftfreie Verteilerpumpe und konventionelle Hand-

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sprüh-Ausrüstungen befunden worden. Der Großteil des Lösungsmittelsgehaltes wird in dem Sprühstand dispergiert und anschließend extrahiert. Eine automatische Sprüheinrichtung kann verwandt werden, um beide Seiten des Substrats in einem Verfahrensschritt zu überziehen, und ein in-line angeordneter Trockner kann vorgesehen sein, um den Lösungsmittelgehalt schnell zu verdampfen, um eine Zwischenlagerung des Substrats, bis es benötigt wird, zu ermöglichen.

Besprühen von Hand kann beispielsweise bei der Herstellung von einfachen Einform-Komponenten von 20 mm Dicke mit einer Textil (oder PVC)-Oberflächenschicht auf beiden Seiten eingesetzt werden. Bei diesem Substrat ist es nötig, daß es mit der Lösung auf beiden Oberflächen überzogen wird. Es gefunden worden, daß die Anwendung eines leichten Überzugs auf der Oberfläche, auf die die Abdeckung geklebt werden soll, ein völlig akzeptierbares Produkt liefert. Bei Sprühen von Hand wird dies dadurch erreicht, daß die Sprühpistole in einer Traverse über den Schaum geführt wird, um 50 bis

2
70g Adhäsives pro m abzugeben. Die umgekehrte Seite des Substrats wird zuerst in der Horizontalen und dann einer vertikalen Traversalbewegung der Spritzpistole überzogen, um einen Überzug von

2
100 bis 140g pro m aufzubringen. Es ist durch Versuche gefunden worden, daß das Verfahren von aufeinanderfolgenden vertikalen und horizontalen Bewegungsabläufen der Spritzpistole gegenüber dem Aufbringen eines schweren Überzugs zu bevorzugen ist, da letzteres dazu führt, daß das Lösungsmittel innerhalb der Klebstoffschicht gefangen bleibt.

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Das überziehendes Füllmaterials kann alternativ dazu durch automatisches Besprühen und Trocknen durchgeführt werden. In diesem Fall wird das Besprühen in einer vertikalen Ebene durchgeführt, wobei Sprühpistolen von getrennten luftfreien Pumpen derart mit Nachschub versorgt werden, so daß die Ausrüstung zürn Überziehen mit zwei unterschiedlichen Gewichten, nämlich 50 bis 70g und 100 bis

140g pro m eingestellt werden kann. In das Überzugssystem ist ein Inline-Trockner zum Entfernen der Lösungsmittel eingebaut. Nach dem Spritzverfahren bewegt sich das Substrat automatisch durch den Trockner, der auf 45 C vorprogrammiert ist. Das getrocknete Material kann sodann für die abschließenden Produktionsschritte gelagert werden, und es ist gefunden worden, daß Material, welches vor fünf Monaten überzogen wurde, die gleichen Resultate ergibt, wie frisch überzogenes und getrocknetes Material.

Die Adhäsiv-Lösung kann auch unter Verwendung einer Roll-Überzugsausrüstung aufgebracht werden. Typischerweise wird eine Überzugseinrichtung aus 200kg-Fässern Adhäsivem durch luftfreie Pumpen in ein Reservoir gepumpt, welches durch ein Abstreifmesser und den Überzugsrollen gebildet wird, wobei sowohl die Rollen als auch die Abstreifmesser aus rostfreiem Stahl zur Vereinfachung des Reinigens hergestellt sind. Der Ausgabespalt zwischen Rollen und Messer sowohl auf den oberen als auch auf den unteren Rollen wird durch Mikrometereinstelleinrichtungen gesteuert, um die Anbringung unterschiedlicher Überzugsgewichte auf die gegenüber-

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liegenden Seiten des Substrats in einem Verfahrensschritt zu ermöglichen. Bei Verwendung der RoIlüberzugseinrichtung mit effektiver Extraktion wird der Losungsmxttelgehalt weiter reduziert, bevor es durch einen warmen Trockner läuft. Die Lösung kann ähnlich auf Abdeckpapier aufgebracht werden, um einen trocknen Film wie in Beispiel 2 zu bilden.

Das behandelte Füllmaterial ist anschließend nicht klebend und kann mehrere Monate ohne Zerstörung des aufgebrachten latenten Adhäsivs gelagert werden. Das Adhäsiv kann durch Aufheizen auf oberhalb von 90⁰C aktiviert werden, wobei das Füllmaterial durch Anwendung von Druck geformt werden kann, während das Präpolymere vollständig und irreversibel bei dieser höheren Temperatur ausgehärtet wird, wie im folgenden Beispiel beschrieben,

BEISPIEL 5

Das überzogene Substrat, das wie in Beispiel 4 hergestellt worden ist, wird wie folgt überzogen und geformt:

(a) Nach Vorwärmen der Form wird eine Schicht von Verblendmaterial mit der Verblendoberfläche nach unten in die Form gelegt.

(b) Der überzogene Schaum wird auf die Form mit der leichteren Beschichtung gegen das Verblendmaterial aufgelegt.

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(c) Zum Erhalt einer präzisen Ausbildung der Form ist es wünschenswert, daß eine feine Schicht Ausstreichtuch, wie Cerex oder Lutrabond 3020, auf die obere Fläche des überzogenen Schaums gelegt wird.

(d) Das ganze wird sodann mit einem Trennpapier überdeckt, damit das Abdhäsive nicht an der Oberfläche der Presse klebt. Ein doppelseitig beschichtetes Silikontrennpapier hat sich als zufreidenstellend erwiesen.

(e) Das ganze wird sodann auf die erhitzte Presse

(plattern press) gegeben. Die Presse wird auf die erwünschte Temperatur, Druck und Zeit eingestellt. Für einen einfachen Form-Vorgang auf einer Schicht behandelten geschäumten Plastikmaterials mit 20 mm Dicke und etwa zwei Meter mal 1 Meter Fläche, mit einem entworfenen Muster auf etwa 20% der Oberfläche, wurden folgende Einstellungen verwandt:

Temperatur - 9 5°C

Zeit - 2,5 Minuten

Druck - 344,8 - 379,3 N/cm² (500 - 550 psi)

Alternative Verfahren für die Aufbringung von Wärme und Druck, die besonders zufriedenstellend waren,schließen Radiofrequenz, Hochfrequenz- und Ultraschall-Schweißverfahren ein, um die Zeit zum Kreuzvernetzen erheblich zu verkürzen. In jedem Fall konnti kein Unterschied zwisdien der Verwendung des latenten Adhäsiven als Film direkt auf dem Sub-

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strat, oder dem Auftragen des latenten adhäsiven Films von einem Abdeckpapier auf das Substrat und anschließendes Hochfrequenz-,Radiofrequenzoder Ultraschallschweißens ,um die notwendige Bestimmung und Lamination zu erreichen, gefunden werden. Zusätzliches Formen kann durch Vakuumformverfahren und Infrarotheizen erreicht werden.

Es ist wichtig, wenn irgendeines der beschriebenen Verfahren mit latentem Adhäsiv verwandt wird, ist, daß bereits bestehende Ultraschall-,Radiofrequenz- oder Hochfrequenzausrüstungen eingesetzt werden können. Zufriedenstellende Versuche sind unter Verwendung folgender Ausrüstungen erzielt worden:

Ultraschall - Elorac - Ultrasonic precision press USP 300. Pressure 300 KP mit 6ATM Zuführung. Schweißzeit - Einstellbar zwischen 0,1 bis 3 Sekunden, für das Experiment wurden 1,5 Sekunden verwandt.

Radio Frequenz - Radyn UP3B/2O2CW, eingesetzt mit einem Radyne 2O2CW oder 300 CW Generator.

Benötigter Luftdruck 41,4 bis 68,9 N/cm² (600/ 1OO psi).

Maximaler Druck der Presse bei maximalem Luftdruck gleich 3.628,74 kg (8000 lbs.).

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BEISPIEL 6

Verwendung einer Präpolymer-Lösung oder eines

Ein Block geschäumten oder faserigen Füllmaterials wird mit einer wässrigen Lösung eines wasserlöslichen Polyurethans besprüht, speziell mit einem aliphatischen Polyester/Urethanblockpolymeren/ welches das Charakteristikum einer irreversiblen Umwandlung in eine wasserwiderstandsfähige Form durch Trocknung bei Wärme besitzt. Geeignete wässrige Lösungen sind unter der Bezeichnung URAFLEX 578 von Synthetics Resins Ltd oder HYDRAN W140 von Dicas Chimie of Paris erhältlich. Die Lösung ist auf das Füllmaterial in irgendeiner geeigneten Weise aufgebracht, und das Füllmaterial wird sodann bei einerTemperatur, oberhalb von 80 C, getrocknet. Das derart .hergestellte behandelte Material hat ähnliche denen in Beispiel 3 beschriebene Eigenschaften, und kann verwendet oder geformt werden, wie in Beispiel 4 beschrieben.

Während in obigen Beispielen das latente adhäsive präpolymere Material über die gesamte Oberfläche des Füllmaterials aufgebracht wird, ist es selbstverständlich auch alternativ dazu möglich, das latente Adhäsive lediglich auf ausgewählte Flächen des Füllmaterials aufzubringen, in welchen Prägung notwendig ist. Dementsprechend kann die Lösung punktweise mit Hilfe von Nadeln, oder in Flächen jeglicher gewünschten Form durch Sprühen durch eine Schablone aufgebracht werden, oder

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aber der Trockenfilm in Streifen oder geformten Stücken.

Die in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

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Akte: f

BEZUGSZEICHENLISTE (LIST OP REFSRSNCE NUMERALS)

1	weiches Füllmaterial	1
2		P
	Film eines latent adhäsiven Materials
4	Verblendunasmaterial	4
5	Film eines latent adhäsiven Ma-t-pri al ς	5
6	Abdeckpaoier	6
7		7
8		8
9		9
10		10
11	behandeltes Material	11
12		12
13
14		14
15		15
16		16
17		17
18		18
19		19
20		20
21	nicht-laminiertes, geformtes Produkt	21
22	22
23	23
24	24
25	25
	26
27	27
28	28
29	29
30	30

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31	Zwischenlaminat	-	qepräqtes Blatt; Produkt	31
32			32
33			33
34			34
35			35
36			36
37			37
33			38
39			39
40		40
41		41
42		42
43		43
44		44
45		45
46		46
47	47
48	48
49	49
50	50
51	51
52	52
53	53
54	54
55	55
56	56
57	57
58	58
59	59
60	60
61	61
62	62
63	63
64	64
65.	65

13Q008/074S

Claims

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F 399

Ansprüche

( 1.. Verfahren zum Formen eines weichen, durchlässigen Materials durch Verwendung einer adhäsiven Substanz, mit und/oder ohne Aufbringen von Verblendungs-Schichten, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Aufbringen einer Substanz mit latent adhäsiven Eigenschaften auf gegenüberliegenden Flächen des Materials in zumindest den Abschnitten des Materials, die geformt werden sollen zum Bilden ,eines zur Lagerung geeigneten vorbehandelten Materials; anschließendes Anwenden mechanischer Kompressionskraft auf das derart behandelte Material, um diesem die erwünschte Form mitzuteilen, Halten des vorbehandelten Materials in der erwünschten Form unter Bedingungen, so daß die latent adhäsive Substanz solange aktiviert wird, bis das Adhäsiv mindestens soweit ausgehärtet ist, daß es das Material in der gewünschten Form zur Herstellung eines geformten Produktes hält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die latent adhäsive Substanz auf das Ma-

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terial derart aufgebracht wird, so daß ein Oberflächenüberzug gebildet wird und es im wesentlichen in das Material eindringt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung der latent adhäsiven Substanz auf das Material in einer Lösung aufgebracht wird, und anschließend das Lösungsmittel entfernt wird, um den Überzug zu bilden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material aus teilchenförmigem oder faseriger Substanz geformt wird, welche leicht durch Anwendung einer Lösung der latent adhäsiven Substanz zusammengeklebt werden kann, und in eine koherente Masse verpreßt wird, das Lösungsmittel entfernt wird, und die latent adhäsive Substanz auf den Oberflächen des Produktes exponiert ist, so daß dieses das vorbehandelte Material bildet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die latent adhäsive Substanz auf lediglich eine Oberfläche des Materials als Überzug aufgebracht wird, und nicht in das Material eindringt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die latent adhäsive Substanz auf das Material in trockenem Zustand aufgebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die xLatent adhäsive Substanz in Filmform gebracht wird, und daß der Film auf die Oberfläche des Materials zur Bildung des Überzuges aufgebracht wird.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Film der latenten adhäsiven Substanz auf einem Abzugspapier ausgebildet wird, und anschließend auf das Material übertragen wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verblendschicht auf mindestens einer Oberfläche des Materials aufgebracht wird und an dieser während des Formverfahrens befestigt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurfch gekennzeichnet, daß die Verblendschicht auf das Material direkt nach der latent adhäsiven Substanz aufgebracht wird und dadurch leicht an das Material angeklebt wird, um ein flächenbehandeltes Material herzustellen, und daraufhin während des Formverfahrens fest verklebt wird, um ein laminiertes geformtes Material zu bilden.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verblendschicht auf das vorbehandelte Material in einer Zwischenstufe nach Anwendung eines geeigneten Lösungsmittels auf den Überzug der latent adhäsiven Substanz aufgebracht wird, so daß diese dadurch leicht auf dem vorbehandelten Material angeklebt wird, um ein intermediäres Laminat zu bilden, und anschließend während des Formverfahrens fest angeklebt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verblendschicht auf dem vorbehandelten Material direkt vor dem Formverfahren aufgebracht

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wird und während des Formverfahrjens fast mit diesem verklebt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 6 und 9, gekennzeichnet dadurch, daß die latent adhäsive Substanz in einem Film auf der Verblendschicht ausgebildet wird, und daß die Verblendschicht auf das Material zusammen mit diesem Film aufgebracht wird.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die latent adhäsive Substanz durch die Anwendung von Wärme aktiviert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die latent adhäsive Substanz durch Verwendung von Hochfrequenz-Schwingungsenergie aktiviert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die latent adhäsive Substanz durch Anwendung von elektromagnetischer Strahlung hoher Frequenz oder durch Teilchenstrahlung hoher Energie aktiviert wird.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Formverfahrens gegenüberliegende Fläche des Materials nahe genug zusammengebracht werden, um die latent adhäsive Substanz einer Fläche in Kontakt mit der gleichen Substanz auf der anderen Fläche in entsprechenden Bereichen der gewünschten Form zu bringen, um ein geformtes Material herzustellen,

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welches durch im wesentlichen seine gesamte Dicke geprägt wird.
18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet/ daß zwei oder mehr Schichten des Materials durch die latent adhäsive Substanz miteinander verbunden werden und während des Formverfahrens die äußere Fläche einer derartigen Schicht in die Nähe der Zwischenschicht zwischen derartigen Schichten in den Bereichen, die der erwünschten Formgebung bei dieser Fläche entsprechen, gebracht wird,so daß in derartigen Bereichen die Schichten eines derartigen Materials lediglich in eineim Teil ihrer Gesamtdicke geprägt werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Formverfahren durchgeführt wird, während ein geeignetes Lösungsmittel für die latent adhäsive Substanz gegenwärtig ist, und in Bereichen, die aus dem Material geformt werden sollen, das Material lediglich einen Teil seiner Dicke eingedrückt wird, so daß in derartigen Bereichen das Material lediglich durch einen Teil seiner Dicke geprägt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19 und 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß nachdem die Lösung der latent adhäsiven Substanz auf das Material aufgebracht worden ist, das Lösungsmittel lediglich teilweise entfernt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 2 bis 7 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lösungsmittel für

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die latent adhäsive Slabs tanz auf den überzug der Substanz direkt vor dem Formverfahren aufgebracht wird.
22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die latent adhäsive Substanz ein Urethanpr polymer aufweist, welches bei Temperaturen unterhalb von 80⁰C nicht schnell kreuzvernetzt und lange bei Normaltemperaturen stabil ist, doch schnell bei Temperaturen oberhalb von 90⁰C kreuzvernetzt.
23. Geformtes Material, dadurch gekennzeichnet, daß es nach einem der Verfahren der Ansprüche 1 bis 22 hergestellt worden ist.
24. Weiches durchlässiges Material, gekennzeichnet durch einen Überzug (12) auf mindestens einer Oberfläche einer Substanz (11), die latent adhäsive Fähigkeiten besitzt, wodurch das Material (10) durch Anwenden von mechanischer Kompressionskraft derart geformt werden kann,daß ihm eine gewünschte Gestalt unter Bedingungen mitgeteilt wird, bei denen die latent adhäsive Substanz aktiviert und zu einem derartigen Ausmaß ausgehärtet wird, wie notwendig ist, um das Material in der erwünschten Form zu halten.
25. Material nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die latent adhäsive Substanz (11) aus einer Lösung, die direkt auf das Material (10) aufgebracht wird, abgeschieden wird.
26. Material nach Anspruch 24, dadurch gekennzeich-

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BOEHMERT & BOEHMERT

net, daß die latent adhäsive Substanz (11) auf das Material (10) in Form eines trockenen Films (14) aufgebracht wird.
27. Material nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurdh gekennzeichnet, daß eine Verblendschicht (13) leicht an diesem auf mindestens einer Seite desselben mit Hilfe der latent adhäsiven Substanz (11) an geheftet wird.
28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß es aus rückgewonnenem teilchenförmigen oder faserigem Material herstellbar ist, welches zu einer kohärente Masse mit Hilfe der latent adhäsiven Substanz sammengeklebt ist.
29. Verblendmaterial, gekennzeichnet durch einen Trockenfilm (14) einer Substanz (11) mit latenter adhäsiver Kapazität auf einer Fläche, wodurch das Verblendmaterial (13) auf die Oberfläche eines weichen durchlässigen Materials (10) auf gebracht wird an'dieser angeheftet werden kann, während das weiche durchlässige Material durch Anwendung einer mechanischen Kompressionskraft derartig geformt ist, so daß diesen die gewünschte Form unter derartigen Bedingungen mitgeteilt wird, daß die latent adhäsive Substanz aktiviert und zu einem derartigen Ausmaß ausgehärtet wird, wie notwendig ist, um das weiche permeable Material in der erwünschten Form zu halten und das Verblendmaterial an dieses zu binden.

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