DE1669786C3

DE1669786C3 - Verfahren zum Herstellen von geprägten folienartigen Schichtstoffen aus Polyurethanschaumstoff mit Deckschichten

Info

Publication number: DE1669786C3
Application number: DE1669786A
Authority: DE
Inventors: Alan G. Altadena Koch; George T. La Habra Koch
Original assignee: Colamco Inc San Gabriel Calif (vsta)
Current assignee: Colamco Inc San Gabriel Calif (vsta)
Priority date: 1966-05-03
Filing date: 1966-05-03
Publication date: 1974-02-21
Also published as: AU461819B2; DE1669786A1; AU2644271A; DE1669786B2

Description

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zielt man die gewünschte Festigkeit des fertigen geben werden, um die Reaktionsgeschwindigkeit und

Schichtstoffes. die Zellsiruktur zu steuern. Solche Katalysatoren sind

Obwohl die erfindungsgemäß herzustellenden ge- bekannt.

prägten Schichtstoffe als Deckmaterial viele Mate- Vor dem Auftragen in der Vorrichtung gemäß rialien einschließlich textiler Stoffe aufweisen kön- 5 F i g. 1 wurden dementsprechend das polyfunktionelle nen, erhält man durch die Erfindung besonders gut Kunstharz und das Polyisocyanat zu einem anhydriaussehende Schichtstoffe, wenn das Deckmaterial aus sehen Polymer-Vorprodukt vermischt. Das entspreverstärktem oder nicht verstärktem Vinylkunstharz chende Gemisch ist flüssig und kann auf die untere besteht. Der die mittlere Füllschicht bildende . Fläche 14 der Deckmaterialschicht 10, auf die obere Schaumstoff ist vorzugsweise ein Urethanschaumstoff. io Fläche 15 der Füllschicht 11, auf die untere Fläche In dieser Weise hergestellte folienartige Platten oder 16 der Füllschicht und oder auf die Obciseite der Textilbahnen sind besonders für Poteterzwecke und Unterlagematerialschicht 12 aufgetragen werden. Das zum Herstellen von Dekorationspolsterstoffen und Polymer-Vorprodukt kann in jeder bekannten Weise, -platten, die beispielsweise für die Innenseiten von beispielsweise durch Sprühen, Bürsten, Walzen, mit-Automobiltüren, für Sitze usw. benutzt werden kön- 15 tels einer Rakeleinrichtung oder in jeder beliebigen nen, geeignet. Obwohl es nicht erforderlich ist, daß Kombination dieser bekannten Verfahren auf die gedie erfindungsgemäß hergestellten Schichtstoffe eine wünschte Oberfläche aufgetragen werden. Die Dicke Verstärkungsunterlage aufweisen, ist es vorteilhaft, des auf die Oberfläche aufzutragenden Filmes beeine derartige Unterlage vorzusehen. Daher wird die stimmt sich nach verschiedenen Randbedingungen Erfindung nachstehend an Hand von folienartigen 20 oder Parametern, jedocTi ist es nur wichtig, die Be-Schichtstoffen beschrieben, die eine derartige Ver- schichtung in genügender Dicke durchzuführen, um Stärkungsunterlage aufweisen. die oberste Fläche der Zellenwände auf der Oberin der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für die fläche der Schaumstoffzwischenschicht anzufeuchten, praktische Durchführung des Verfahrens gemäß der Anschließend an das Auftragen des Polymer-Vor-Erfindung dargestellt, und zwar zeigt 35 produktfilmes in einer Auftragstation 25 läßt man

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfah- genügend Hitze und Feuchtigkeit auf den Film ein-

rensablaufes beim Herstellen von bahnenartigen ge- wirken, um die Aufschäumreaktion hervorzurufen,

prägten Schichtstoffen, Wenn der Film Feuchtigkeit und Hitze ausgesetzt

Fig. 2 einen Schnitt durch die drei Schichten des wird, verschäumt das Polymer-Vorprodukt bis /u

Schichtstoffes vor dem Prägevorgang, 30 einem gewissen Grade und erzeugt eine Haftung bzw.

Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt wie in Fig. 2 durch ein Ankleben zwischen der Füllschicht 11 aus ver-

den Schichtstoff nach Beendigung des Prägevorgan- schäumtem Urethan und der Deckmaterialschicht 10

ges, wobei die verwendete Prägevorrichtung zu er- und der Verstärkungsmaterialschicht 12. Die Feuch-

kennen ist, tigkeit zum Auslösen der Reaktion kann dem PoIy-

Fig. 4 einen ähnlichen Schnitt wie in Fig. 2 und 3 35 mer-Vorprodukt durch getrennte Zufuhr von Feuch-

nach Beendigung des Ausschäumvorganges. tigkeit, beispielsweise durch Aufsprühen, zugeführt

Fig. 5 eine schaubildliche Teildraufsicht auf werden, oder sie wird aus der im Unterlagematerial

eine erfindungsgemäß geprägte und ausgeschäumte der Schicht 12 oder dem Textilteil der Deckschicht

Schichtstoffplatte, die in Fig. 4 im Querschnitt dar- 10 oder der Schaumzwischenschicht U befindlichen

gestellt ist. und 4° Feuchtigkeit extrahiert. Das Aufschäumen des PoIy-

F i g. 6 einen Schnitt ähnlich wie in Fig. 3, wobei mer- Vorproduktes erfolgt nur so stark, daß eine Haftjedoch statt der in Fig. 1 und 3 dargestellten Präge- oder Klebeschicht gebildet wird, welche in die oberrolle eine Prägeplatte vorgesehen ist. sten Zellen der Schaumzwischenschicht 11 eindringt,

Der in F i g. 2 dargestellte, als Verbundmaterial so daß sich eine Verbindung mit den Wänden dieser

aufgebaute Schichtstoff besitzt eine Deckschicht 10 45 Zellen ergibt.

aus Vinylkunstharzfihn, eine Füllschicht 11 aus Gemäß Fig. 1 wird das Deckmaterial, das aus flexiblem Poiyurethanschaum, weiche beispielsweise Urethanschaum bestehende Füllmaterial und das 1,6 bis 12,7 mm dick ist, und eine als Verstärkungs- Unterlagematerial sandwichartig zu einer Verbundunterlage dienende Schicht 12 aus Nylongewebe. folie zusammengefügt, beispielsweise, indem man

Es wurde gefunden, daß die Füll- oder Zwischen- 5° jede der Schichten auf einer Rolle anordnet und die

schicht 11 aus flexiblem verschäumtem Polyurethan drei Materialschichten von ihren Rollen gleichförmig

an die Deckschicht 10 und die Unterlageschicht 12 und gleichzeitig abzieht und entlang einer Bahn in

angeklebt oder sonstwie an ihnen befestigt werden Berührung miteinander führt. Dementsprechend ist

kann, indem man auf die Berührungsflächen der eine Deckmaterialrolle 20, eine Urethanschaumrollc

Deckmaterialschichten und der Urethanschaum- 55 21 und eine Unterlagematerialrolle 22, wie in F i g. 1

schicht ein anhydrisches Gemisch des polyfunktionel- dargestellt, vorgesehen. In der Auftragsstation 25

len Kunstharzmaterials und Polyisocyanat aufbringt wird das Poh mer-Vorprodukt zusammen mit einem

Das polyfunktionelle Kunstharz, beispielsweise Poly- Katalysator auf die obere Fläche 15 und die untere

ester oder Polyether, wird mit der Reaktionskompo- Fläche 16 der Urethanschaumfüllschicht 11 vor der

nente Polyisocyanat vermischt und in bekannter 6° Zusammenführungsstation 26, an der die drei

Weise derart erhitzt, daß sich ein Polymer-Vorpro- Schichten miteinander in Berührung kommen, auf-

dukt bildet, welches, wenn es mit Wasser zusammen- getragen.

kommt, die Vernetzung bewirkt und Gas freisetzt. Das Polymer-Vorprodukt ist bei diesem Ausfüh-

Das Polymer-Vorprodukt wird unter anhydrischer rungsbeispiel ein polyfunktionelles Kunstharz, das

Bedingung gemischt und in Form eines Filmes mittels 65 Rizinusöl in einem Anteil von 46,4 Gewichtsprozent

einer geeigneten Vorrichtung aufgetragen. Zusätzlich und Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht

zu dem Polymer-Vorprodukt kann, wie nachstehend von 200 zu 4,7 Gewichtsprozent enthält. Das Kunst-

im einzelnen besprochen wird, ein Katalysator züge- harz und Polyisocyanat, im vorliegenden Ausfüh-

das Material der Deckschicht an der Unterlageschicht befestigt. Obwohl diese Verbindungsstellen nur als einzelne Punkte in den Schnitten gernäß F i g. 3 und 4 dargestellt sind, versteht es sich, daß die Verbin-

dungsstellen einem Muster entsprechende Linien in der zusammengesetzten Folie, wie in F i g. 5 dargestellt, bilden können. Im übrigen Bereich der Fläche der Folienbahn findet ebenfalls eine Verbindung zwischen den einzelnen Schichten der Folienbahn

ίο statt, und zwar, indem die gesamte Unterseite 14 der Deckschicht 10 auf die Oberfläche 15 der Füllschicht

11 aufgeklebt wird, während andererseits die untere Fläche 16 der Füllschicht Il auf die Untcrlagoschichl

12 aufgeklebt wird.

F i g. 2 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung aus Fig. 1, wobei füi den Prägevorgang eine senkrecht bewegbare flache Preßplatte 34 mit Vorsprüngen 31 verwendet wird, die ühpr Hii· I Inlpmeilp Hpr Platte 34 in ähnlicher Weise

rungsbcispicl Toluylendiisocyanat, werden miteinander vermischt, wodurch eine exotherme Reaktion ausgelöst wird, welche sich so lange fortsetzt, bis das Polymer-Vorprodukt entstanden ist. Vor dem Auftragen wird ein geeigneter Katalysator, der im vorliegenden Falle N,N,N',N'-Telramethyl-1,3-butandiamin ist, in einem Verhältnis von KK): 2 mit dem Polymer-Vorprodukt vermischt. Bevorzugt wird ein Katalysator verwendet, um. die Reaktionsgeschwindigkeit und die Zellstruktur der Haft- oder Klcbschicht zu überwachen, so daß die Aufschaumreaktion unter besserer Überwachung als ohne Anwendung eines Katalysators durchgeführt wird.

Gemäß Fig. 1 werden das anhydrisehe Polymer-Vorprodukt und der Katalysator zusammen in der 15
Auftrapstation 25 auf die Oberseite 15 und die Unterseite 16 der Füllschicht 11 in Form einer Beschichtung aufgetragen. Cs ist notwendig. Hitze und Feuchtigkeit auf den Klebefilm einwirken zu lassen, um die
Haft- oder Klebewirkung durch die Aufschäum- *> wie bei der Prägewalze gemäß F 1 g. 3 vorstehen, reaktion in der Klcbstoffschicht hervorzurufen. Die Bei einer abgewandelten Ausführungsform der I.r-

benötigtc Feuchtigkeit ist minimal und kann in jeder findung wurde gefunden, daß es in einigen Fällen beliebigen Weise zugeführt werden. Gemäß dem be- vorteilhaft ist, einen Katalysator zu verwenden, der vorzugten Ausführungsbeispiel der F.rfindung wird erst anschließend an das Auftragen des Polymer-Vordie Feuchtigkeit auf den Polymer-Vorproduktfilm »s produktes auf die miteinander zu verbindenden durch Aufsprühen von Feuchtigkeit auf die Textil- Schichten aufgebracht wird. Bei diesem Ausführungsrückseite der Deckmaterialschicht 10 aufgetragen. beispiel der Hrfindung wird das Polymer-Vorprodukt Dann wird Hitze in einer Heizstation 27 zugeführt. zunächst, wie oben beschrieben, in der Auftrapstation Diese Hitze bewirkt, daß die Feuchtigkeit von der aufgewalzt, aufgesprüht oder in anderer bekannUi unteren Fläche 14 der Deckschicht 10 weggetrieben 3« Weise aufgebracht. Anschließend wird im Punkt 51» wird, so daß sowohl die für die Reaktion eriorder- gemäß F ig. 1 der Katalysator mit oder ohne Feucht il· liehe Feuchtigkeit zur Verfügung steht. Zusätzlich keit auf die Polymer-Vorproduktschicht aufgebracht wird eine Prägerollc 30 auf eine Temperatur von und kommt mit dieser Schicht in Berührung. Der K;i etwa 93 bis 205 C erhitzt, um die Aufschäumreak- talysator kann aufgesprüht oder in anderer Weise au! tion der Bindeschichlcn zu beenden und um den ent- 35 gebracht werden. Durch Auftragen des Katalysators m standenen Schaum auszuhärten, welcher durch die einem besonderen Arbeitsgang nach dem Auftragen Reaktion an die Deckmaterialschicht und die des Polymer-Vorproduktes kann die Aufschäum Schaumstoffzwischenschicht bzw. die Untcrlagemate- reaktion genauer gesteuert werden, so daß nur eine rialschicht angeklebt worden ist. Die Temperatur, auf minimale Aufschäumreaktion stattfindet, bevor se welche die Prägewalze 30 erhitzt worden ist. bestimmt 4° wohl der Katalysator als auch die Feuchtigkeit auf ersieh nach dem für die Deckschicht 10 bestimmten tragen sind. Hierdurch verhindert man ein vorzeitiges Material und hauptsächlich nach der Temperatur. Aufschäumen und Ausschäumen auf Grund der in auf welche dieses Material ohne nachteilhafte Folgen der Umgebung vorhandenen Feuchtigkeit. Dtmeni erhitzt werden kann. So ist die Temperatur von etwa sprechend ist eine längere Lebensdauer der Besehich 93 C ein Beispiel für die Temperatur bei Verwen- 45 tung zu erzielen, und es treten geringere Steuer dune eines Vinylkunstharzfilmes. während die Tem- probleme bzw. Steuerkomplikationen auf. Der Kata

lysator kann anhydrisch sein oder eine vorbestimmu-Feuchtigkeitsmenge enthalten, um die Aufschäum reaktion zu beschleunigen.

Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Voi teilen des Verfahrens gemäß der Erfindung sei darauf hingewiesen, daß das durch die Aufschäumreaktion der Bindeschicht freigesetzte Gas dazu neigt, die Dechmaterialschicht soweit wie möglich von der

peratur von 205° C bei Verwendung eines Leinwandstoffes verwendet wird. Die Haftung der aufgeschäumten Haft- oder Klebschicht an der Füllschicht 11 ist deshalb besonders stark, weil beim Aufschäu- 5< > men das Haftmater.al in die Urethanschaumfüllstoffschicht eindringt und sich mit den Wänden der zur Oberfläche hin offenen Zellen verbindet.

Wje in F i g. 3 dargestellt, besitzt die Prägewalze

30 eine Reihe von auf ihrem Umfang verlaufenden 55 Verstärkungsmaterialschicht 12 wegzudrücken, wo-Vorsprüngen 31, deren Abwicklung dem in die Sand- durch eine Prägetiefe erzielt wird, die bisher nicht wichfolie einzudrückenden oder einzuprägenden Bild möglich war. Da außerdem die für die Aufschäumoder Muster entspricht. Aus Fig. 3 ist zu erkennen, reaktion benötigte Hitze auch nicht annähernd so daß sich die Vorsprünge 31 von der Mantelfläche 32 groß wie die für das Ffeißsiegeln oder Schweißen erder Prägerolle 30 nach außen um eine Strecke er- ^6o forderliche Hitze ist, wird das Muster auf der Außenstrecken, die etwa gleich der Dicke der Sandwich- seite der Deckmaterialbahn, beispielsweise deren folienschichten 10 und 11 ist, so daß, wenn die Präge- Aussehen wie synthetisches Leder, nicht zerstört. Das walze auf die zusammengesetzte Folienbahn aufge- bedeutet, daß die Oberfläche der Deckmaterialbahn, setzt wird, die Vorsprünge die Unterfläche 14 der wenn ein Heißsiegeln durchgeführt wird, nicht wie Deckschicht 10 praktisch in Berührung mit der Ober- ⁶5 bei bekannten Verfahren durch die auf die Oberfläche der Unterlageschicht 12 an den Punkten 33 fläche ausgeübte Hitze und den Druck dieselbe abgegemaS Fi g. 3 und 4 bringt. An diesen Punkten wird flacht und glänzend werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

K . ■

Claims

darin, die Deckschichten durch einen Prägevorgang Patentansprüche: durch die eine praktisch gleichförmige picke aufwei sende Schaumstoffschicht hindurchzudrücken und mit

1. Verfahren zum Herstellen von geprägten einer auf der anderen Seite der Schaumstoffschicht folienartigen Schichtstoffen, bestellend aus einer 5 befindlichen Deckschicht zu verbinden, beispielsweise Polyurethanschaumstoffschicht und einseitig oder zu verschweißen (belgische Patentschrift 669 548). beidseitig an diese angeklebten Deckschichten, Bei beiden Verfahren besteht der Nachteil, daß die welche durch die Schaumstoffschicht derart hin- Schaumstoffschicht im Bereich der Prägungen zusamdurchgedrückt und gegebenenfalls" miteinander mengedrückt werden muß, im übrigen Bereich des verbunden sind, daß die Schaumsioffschicht in io Schichtstoffes jedoch praktisch unverändert bleibt, so voneinander getrennte kissenartige Abschnitte daß die mittlere Schaumstoffschicht nicht überall eine unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, gleichförmige Festigkeit aufweist und kein gleichdaß zunächst auf wenigstens eine der Deck- mäßiges Prägebild entsteht. Auch besteht die Gefahr, schichten der Polyurethanschaumstoffbahn ein daß sich die Deckschichten beim Prägevorgang anhydrischer Film aus einem aufschäumbaren 15 wenigstens teilweise von der innenliegenden Schaum-Polyurethanmaterial aufgetragen und durch Zu- Stoffschicht lösen.

fuhr von Feuchtigkeit zum Aufschäumen ge- Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Verfahren bracht wird und die Deckschichten durch diesen zum Herstellen von geprägten folienartigen Schicht-Film hindurchgedrückt und gegebenenfalls in stoffen besteht darin, daß das Ausmaß der erziel-Kontakt miteinander gebracht und aneinanderge- 20 baren Präge- oder Reliefwirkung beschränkt ist, da klebt werden, so daß die zwischen den geprägten man bei durch Nähen oder Durchdrückschweißun_;< Stellen der Deckschichten befindlichen Räume zu durchdringenden Schaumstoffschichten deren mit Schaumstoff ausgefüllt und die Deckschichten Schichtdicken nicht beliebig groß wählen kann, in diesen Bereichen durch den Schaumstoff ver- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Her bunden werden. 25 stellung von geprägten folienartigen Schichtstoffen

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- derart zu verbessern, daß man mit pinfachen Mitteln kennzeichnet, daß dem aufschäumbaren Material Schich'stoffe gleichförmiger Festigkeit und gleichvor dem Durchdrücken und Zusammenfügen der fönniger Wölbung erhält, bei denen die im Inneren Deckschichten Feuchtigkeit und ein Katalysator liegende Schaumstoffschicht überall gleichmäßig an zugeführt wird. 30 den Deckschichten haftet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Vergekennzeidinet, daß der die Verbindung zwischen fahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, den Deckschichten bildende Schaumstoff durch daß zunächst auf wenigstens eine der Deckschichten Wärmeeinwirkung ausgehärtet wird. der Polyurethanschaumstoffbahn ein anhydrischer

35 Film aus einem aufschäumbaren Polyurethanmaterial aufgetragen und durch Zufuhr von Feuchtigkeit zum Aufschäumen gebracht wkd und die Deckschichten durch diesen Film hindurchgedrückt und gegebenen-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- falls in Kontakt miteinander gebracht und aneinlen von geprägten folienartigen Schichtstoffen, be- 40 andergeklebt werden, so daß die zwischen den gestehend aus einer Polyurethanschaumstoffschicht und prägten Stellen der Deckschichten befindlichen einseilig oder beidseitig an diese angeklebten Deck- Räume mit Schaumstoff ausgefüllt und die Deckschichten, welche durch die Schaumstoffschicht der- schichten in diesen Bereichen durch den Schaumstoff art hindurchgedrückt und gegebenenfalls miteinander verbunden werden. Im Gegensatz zum bekannten verbunden sind, daß die Schaumstoffschicht in von- 45 Stand der Technik findet das Ausschäumen des zueinander getrennte kissenartige Abschnitte unterteilt nächst in Form eines anhydrischen Filmes aufgetraist. genen ausschäumbaren Materials erst dann statt.

Folienartige Schichtstoffe, die eine Deckschicht aus wenn die Deckschichten geprägt und gegebenenfalls textilem Gewebe oder einer verstärkten Vinylkunst- untereinander verbunden wurden, so daß der Stoff-Folie und eine daran befestigte Schicht aus 50 Schaumstoff die zwischen den Prägestellcn verblei-Schaumstoff oder anderem Füllmaterial aufweisen, benden Hohlräume gleichförmig ausfüllt und eine sind bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1 664 863, gleichförmige Wölbung des Schichtstoffes an allen britische Patentschrift 970 459 und Melliand Textil- Stellen erzeugt und überall die gleiche Festigkeit aufberichte, 1962. S. 508 bis 513). Dabei kann die weist und gleichmäßig an den Deckschichten haftet. Schaumstoffschicht an die Deckschicht angenäht oder 55 Insbesondere werden Zusammendrückungen oder angeschweißt sein. Auch ist es bekannt, elastische übermäßige Verfestigungen des Schaumstoffes im Be-Schichtstoffe dadurch herzustellen, daß man den reich der Prägestellen vermieden. Gemäß einer prak-SchaumstoP an die Deckschicht anschäumt (deutsche tischen Ausführungsform der Erfindung wird dem Auslegeschrift 1 032 714). aufschäumbaren Material vor dem Durchdrücken

Es ist weiter bekannt, geprägte folienartige Schicht- 60 und Zusammenfügen der Deckschichten Feuchtigkeit stoffe herzustellen, die in Form von Platten, Paneelen und ein Katalysator zugeführt, so daß das Ausoder Bahnen, beispielsweise zum Auskleiden der In- schäumen praktisch bereits beginnt, wenn die Pränenseite von Automobiltüren oder für Polsterzwecke, gung vorgenommen wird, und kurz nach dem Präge-Venvendung finden. Die Prägung kann man bei- Vorgang bereits beendet ist.

spielsweise dadurch erzielen, daß man die innen- 65 Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird liegende Schaumstoffschicht beim Festnähen der- der die Verbindung zwischen den Deckschichten biU selben an der Deckschicht im Bereich der Nähte zu- dende Schaumstoff nach dem Ausschäumvorgang sammendrückt. Eine andere Möglichkeit besteht durch Wärmeeinwirkung ausgehärtet. Hierdurch er-