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Beschreibung zu der Patentanmeldung Schichtstoffe aus mehreren Einzelbahnen
und Verfahren zu ihrer Herstellung.
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Die Erfindung bezieht sich auf Schichtstoffe aus blatt-oder folienförmigem
Itaterial.
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Es sind gepolsterte Gefüge bekannt, bei denen eine Schicht aus flexiblem
und elastischem Schaumstoff zwischen Schichten von Blatt- oder Filmmaterial eingebracht
ist, wobei die verschiedenen Schichten miteinander verklebt oder anderweitig verbunden
sind. Für derartige Schichtstoffe wurde bisher Polyvinylchloridschaumstoff verwendet
und, falls die Deckbahnen oder -folien aus thermoplastischen Kunststoffen bestanden,
waren gewöhnlich die einzelnen Schichten untereinander verschweißt. An den Schweißnähten
waren die Deckbahnen oder -folien und die Schaumschichten miteinander verbunden.
Das Verschweißen führt jedoch zu einer Verhärtung des Schaumstoffes an den Verbindungsstellen
zwischen den Schichten und diese Stellen sind spröde, weshalb die Schweißnähte recht
brüchig sind.
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Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Polstergefüges aus
in einer Bahn vorliegenden Stoffen, worin die einzelnen Schichten unter sich besser
verbunden sind als bei den bekannten Gefügen ähnlicher Art.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Schichtstoffes
mit Polsterschicht ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schicht aus Polyurethanschaumstoff
zwischen eine Stoffschicht und eine Schicht aus Polyurethanfolie einbringt und an
gewissen Stellen des Stapels Wärme anwendet, die ausreicht, um den Polyurethanschaumstoff
zu zersetzen und an den betreffenden Stellen die Stoffschicht unmittelbar mit der
Schicht aus Polyurethan zu verbinden.
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Da lediglich die Deckschichten, nämlich die Stoffbahn und die Polyurethanfolie5miteinander
verbunden sind, läßt sich eine haltbare Verbindung erreichen, die die Schichten
zusammenhält, wobei die innere Schaumschicht lediglich durch die miteinander verbundenen
Deckschichten gehalten wird. Die Stoffbahn besteht vorzugsweise aus thermoplastischem
Kunstststoff, der unter dem Einfluß von Wärme an den Verbindungsstellen mit dem
Polyurethanfilm verschweißt ist. Die Stoffbahn muß jedoch nicht unbedingt aus thermoplastischem
IviateriaZ bestehen, da die Verbindung zwischen den Schichten auch so erzielt werden
kann, daß der Polyurethanfilm unter Wärme einfluß so weit erweicht wird, daß er
in die Lücken der Stoffbahn eindringt und deren Fasern bzw. Fäden überzieht, so
daß eine feste mechanische Verbindung zwischen den beiden Schichten erzielt wird.
Die zum Zersetzen des Schaumstoffs notwendige Wärme ist verhältnismäßig gering,
so daß die Schaffung einer mechanischen Verbindung eine praktische Möglichkeit bedeutet.
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Der Polyurethanschaumstoff kann ein Polyätherschaumstoff sein. Seine
Zellen können entweder untereinander verbunden oder geschlossen und ohne gegenseitige
Verbindung sein. Die
Dicke der Schaumstoffschicht ist an sich beliebig,
jedoch wird man kaum eine Schicht von weniger als 1 mm Dicke verwenden und eine
Schichtdicke von mehr als 50 mm ist ebenfalls nicht ratsam, obgleich auch dickere
Schichten verwendet werden können. Normalerweise besteht die Polsterschicht aus
einer einzigen Schaumstoffbahn, jedoch kann sie auch mehrere Bahnen übereinander
enthalten, die entweder lose übereinander liegen oder z.B. durch ein Klebemittel
verbunden sind.
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Die als Deckschicht dienende Stoffbahn kann ein gewebter oder ein
nicht gewebter Textilstoff sein, dessen Fasern bzw.
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Fäden einheitlich oder verschieden sein können. Unter den bevorzugten
thermoplastischen Kunststoffen ist Nylon, z.B.
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in Form einer aufgerauhten Knüpf- oder Wirkware,besonders geeignet.
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Die Polyurethan-Deckfolie ist vorzugsweise geschlossen und undurchdringlich.
Sie kann von beliebiger Dicke sein, jedoch empfiehlt sich eine Foliendicke von nur
0,025 bis etwa 0,05 mm Dicke. Die Folie kann auf ein Stützgewebe aufgebracht sein,
das vorzugsweise offen gewebt ist, wie etwa rufen. Das Stützgewebe besteht vorzugsweise
aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie Nylon.
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Die zum Zersetzen des Schaumstoffes und zur Verbindung der Stoffbahn
und der Polyurethanfolie notwendige Wärme wird zweckmäßigerweise durch Hochfrequenz-
oder Radiofrequenz-Schweißen bereitgestellt. Die hierzu nötigen Vorrichtungen können
langgestreckte Klingen oder entsprechende Walzen sein, mit deren Hilfe die Schichten
über relativ lange und nahebeieinander liegende Bereiche verbunden werden können.
Die Breite der einzelnen Verbindungslinie soll normalerweise mindestens 1,5 mm und
vorzugsweise etwa 3 bis 4,5 mm betragen.
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Gegebenenfalls können auch breitere Schweißnähte gebildet werden,
wozu man z.B. flache Einrichtungen von 12,5 mm Breite verwendet. Allerdings empfiehlt
es sich, auch wenn das Gefüge über eine größere Breite von z.B. 12,5 mm oder mehr
verbunden werden soll, mehrere schmälere Schweißnähte von z.B. 3 mm Breite anzubringen,
zwischen denen Zwischenräume von etwa gleicher Breite freigelassen sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann angewendet werden zur erstellung
von gepolsterten Schichtgebilden für die verschiedensten Verwendungszwecke. Die
Produkte finden vor allem Verwendung beim Automobilbau, insbesondere für Sitze und
Armlehnen in Personenautos, jedoch können sie auch als Dachauskleidungen, Polsterüberzüge
für Armaturenbretter oder Türfüllungen und andere derartige Stellen verwendet werden.
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Zum Auskleiden oder zum Polstern von harten Stellen können die Schichtstoffe
so wie sie sind Verwendung finden. So könnte zum Beispiel ein dünner Polsterstoff
als Innenauskleidung von Autodächern verwendet werden, oder, wie erwähnt, als Uberzug
für das Armaturenbrett. Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung als Polster für
Armlehnen.
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Der erfindungsgemäß hergestellte Schichtstoff kann auch Teil eines
zusammengesetzten Gebildes aus einer oder mehreren Schichten sein. So kann beispielsweise
auf die ltückseite des erfindungsgemäßen Gefüges weiterer Schaumstoff, der nicht
unbedingt ein Polyurethanschaumstoff sein muß, aufgebracht sein, der dann mindestens
teilweise an der Polyurethanfolie haftet. Gegebenenfalls kann das Haften auch verhindert
werden, indem man zwischen der Polyurethanfolie und dem zusätzlichen Schaumstoff
einen abstoßenden Puder aufbringt. Gegebenenfalls kann auch die Polyurethanfolie
auf ihrer Itückseite eine zweite
Polyurethanfolie tragen, die mit
ihr an gewissen Stellen, z.B. an den Händern,verbunden ist und an der Rückseite
dieser zweiten Polyurethanfolie kann wieder Schaumstoff angebracht sein, so daß
in dem fertigen Gebilde die Polyurethanfolien sich mindestens in beschränktem Umfang
gegeneinander bewegen können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das Gefüge aus aufeinanderfolgenden
Schichten aus Textilstoff, Polyurethanschaum, Polyurethanfolie, einerw1tren Schicht
aus Polyurethanschaumstoff, die einheitlich sein oder aus mehreren Schichten bestehen
kann und schließlich einer zweiten Schicht aus Polyurethanfolie, wobei dann auf
das resultierende Schichtgebilde an gewissen Teilen derart siärme einwirkt, daß
beide Schaumstoffschichten verschäumt und die Textilschicht an die erste Polyurethanfolie
sowie die beiden Polyurethanfolien untereinander verbunden werden. Die ersin drei
der erwähiften Schichten bilden ein Oberflächengefüge mit Polsterwirkung, das durch
die anderen beiden Schichten abgestützt wird. In dem rückwärtigen Stützteil können
auch mehrere Schichten Polyurethanschawnstoff vorhanden sein, die dann durch mehrere
zusätzliche Schichten von Polyurethanfolie getrennt werden. Insbesondere, wenn in
dem Stützteil mehrere Schaumstoff schichten vorhanden sind, so muLj die Einzelschicht
nicht unbedingt dicker sein als die Schaumstoffschicht in dem Oberflächengefüge.
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Bei dem zusammengesetzten Gebilde zeigt es sich manchmal, dai3 die
Festigkeit der Verbindung frischen dem Textilstoff und der nächsten Schicht aus
Polyurethanfolie weniger fest ist als diejenige zwischen den zwei oder mehr Schichten
aus Polyurethanfolie. Da die auf die erste Verbindung einwirkende Beanspruchung
durch die benachbarte Schaumstoffschicht praktisch- geringer ist als diejenige,
welche auf die Verbindungen durch die andere Schaumstoffschicht bzw. -schichten
ausgeübt wird und da sie bestimmt geringer ist als die Beanspruchung,
der
eine einfache Verbindung unterliegen würde, die dann entstehen würde, wenn ein Gebilde
von vergleichbarer Gesamtdicke ohne Zwischenlagen von Polyurethanfilm an der Stoffbahn
hergestellt wäre, wird die Zuverlässigkeit des schichtgebildes als Ganzem und seine
Viiderstandsfähigkeit gegen Belastung dadurch erhöht, daß man, wie geschildert,
nane der Stoffbahn eine Polyurethanfolie einbringt.
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Abgesehen davon, daß man mit Hilfe des erfindungsgemaßen Verfahrens
eine stärkere Bindung zwischen den einzelnen Schichten des Gefüges erhält als bei
vergleichbaren bekannten Gebilden, wirkt sich die Verwendung des Polyurethanschaumstoffes
auch so aus, daß das Gebilde ganz allgemein weicher ist als diejenigen, bei denen
die Polsterung ein Polyvinylchloridschaumstoff ist. Falls die Schaumstoffschicht,
bzw. eine der Schaumstoffschichten, falls es sich um eines der oben beschriebenen
zusammengesetzten Gebilde handelt, zwei oder mehr Schaumstoffbahnen umfai3t, können
diese Bahnen so abgestimmt sein, daß das Gesamtgebilde eine vorbestimmte Weichheit
aufweist.
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In der Zeichnung sind einige mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
erhältliche Gebilde als Beispiele dargestellt.
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In Fig. 1 und 2 ist im Schnitt ein einfaches Gefüge aus Textilstoff-,
Schaumstoff- und Folienschicht dargestellt, und zwar in Fig. 1 vor und in ring.
2 nach der Anwendung von wärme.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen wieder vor bzw. nach Anwendung von Wärme im
Schnitt ein Gefüge, das weitere Schaumstoff- und Folienschichten einschließt.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen, ebenfalls vor bzw. nach Anwendung von Wärme,
ein weiteres Gefüge, in das eine zweite Schaumstoffschicht eingearbeitet ist.
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Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform umfaßt das
Gebilde eine Bahn aus einem thermoplastischen Textilstoff 1, z.B. einem gerauhten
Nylongewirbe, eine dünne Schicht aus Polyurethanschaumstoff 2, die eine Linzelbahn
ist und z.B. eine Schicht aus Polyätherschaumstoff mit untereinander verbundenen
Einzelzellen von etwa 2 bis 5 oder sogar 10 mm Dicke sein kann, sowie eine Schicht
aus Polyurethanfolie 3, die flexibel, undurchdringlich und 0,025 bis 0,05 mm dick
ist. Die drei Schichten sind flach übereinander angeordnet. Das Gebilde wird dann
derart verschweißt, daß dünne parallele Klingen oder Walzen in den Stapel eingedrückt
werden, so daß sich im gleichen Abstand über das ganze Gebilde parallele Schweißlinien
4 ausbilden. Unter dem Einfluß der Wärme zersetzt sich der unmittelbar den Klingen
oder Walzen gegenüberstehende Schaumstoff und die Folie 3 wird entlang der Schweißnähte
4 mit der Stoffbahn 1 verbunden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Auf diese Weise
wird die Schaumstoffbahn in einzelne parallele Streifen unterteilt und das fertige
Gebilde hat eine Anzahl Polsterstreifen 5, die Seite an Seite liegen und von ungefähr
ovalem Querschnitt sind.
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Weder zwischen dem Textil stoff und dem Schaumstoff noch zwischen
der Deckfolie und dem Schaumstoff besteht eine Bindung.
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Die Enden der Polsterstreifen 5 können vor oder bei Inbetriebnahme
des Gebildes auf beliebige Weise verschlossen werden. Beispielsweise kann die Stoffbahn
1 unmittelbar mit der Deckfolie 3 verschweißt werden.
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Die Dicke des Schichtgebildes kann weitgehend verschieden sein. So
kann dieses z.B. zur Verwendung als Dachauskleidung in Kraftfahrzeugen nur 2 bis
3 mm dick sein, während es als Polsterung für Armlehnen um ein Vielfaches dicker
sein kann, um eine weiche und bequeme Auflagefläche zu bilden.
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Die Figuren 3 und 4 illustrieren eine zusammengesetzte Polsterung
aus einem relativ dünnen oberen Schichtstoff 6 und einer wesentlich dickeren Unterlage
7. Bei der Herstellung dieser Polsterung legt man mehrere verschiedene Schichten
übereinander; diese sind von oben nach unten: Beine Bahn aus thermoplastischem Textilstoff
8, z.B. eine aufgerauhte Nylon-Wirkware; eine dünne Schicht 9 aus Polyurethanschaumstoff,
z.B. Polyätherschaumstoff; eine erste undurchdringliche Schicht in Form einer Polyurethanfolie
10; eine dicke flache Schicht 11 aus Polyurethanschaumstoff, die aus zwei getrennten
Bahnen besteht. Diese beiden Schaumstoffbahnen haben die gleiche Zusammensetzung
wie die dünne Schaumstoffschicht 9 in dem oberen Teil 6, sind jedoch härter als
dieser Schaumstoff und unter sich hinsichtlich des Weichheitsgrades verschieden.
Schließlich ruht das Ganze auf einer undurchdringlichen Polyurethanfolie 12, welche
der oberen Folie 10 entspricht. In das Schichtgebilde werden nun wie oben durch
Hochfrequenz- oder Radiofrequenzschweißen in gewissen Abständen parallele Schweißnähte
13 eingearbeitet. In dem in Fig. 4 dargestellten Fall sind die Schweißnähte 13 in
abwechselnd kleinerem und größerem Abstand angeordnet, so daß man abwechselnd dicke
und dünne Polsterstreifen 14 bzw. 15 erhält, die in beiden Fällen wieder einen annähernd
ovalen Querschnitt haben. Im Zuge des Verschweißens wird durch die auf die Schweißnähte
13 einwirkende Wärme der Schaum sowohl in der dünnen Schaumstoffschicht 9 wie auch
in der dicken Schaumstoffschicht 11 unmittelbar gegenüber den Schweißklingen oder
-walzen zersetzt, so daß sich die Textilauflage 8 und die obere und die untere Polyurethanfolie
10
und 12 fest miteinander verschweißen.
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Nach dem Verschweißen kann man gegebenenfalls in der unteren Folie
12, z.B. mit Hilfe von erwärmten Nadeln, Lüftungslöcher anbringen, damit die dicke
Schaumstoffschicht 11 "atmen" kann. Die obere dünne Schaumstoffauflage 9 wird durch
den Textilstoff 8 hindurch belüftet.
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Das erfindungsgemäß hergestellte Schichtgebilde kann zum Polstern
und Überziehen von Kraftwagensitzen verwendet werden. Bei einem typischen Beispiel
eines für diesen Zweck geeigne-ten Gebildes ist der Schaumstoff in der dünnen Auflage
9 etwa 1 mm dick, während er in der unteren, dickeren Schaumstoffschicht 11 eine
Dicke von etwa 15 mm hat; der Abstand zwischen den weiter auseinander liegenden
Schweißnähten beträgt 32 mm, derjenige zwischen den enger benachbarten 6mm und die
Schweißlinien selbst sind etwa 4 mm breit. Das Gebilde kann zum Polstern des Sitzes
selbst, der Rücklehne oder der Vorderwand der Sitze verwendet werden. Hierbei kann
das Gebilde als Teil eines sackähnlichen Bauteiles verwendet werden, in den der
Rahmen und die Federn des Sitzes eingebracht werden, so daß das Gebilde Teil eines
Überzugs um den ganzen Sitz herum ausmacht, in welchem es in erster Linie die Sitz-und
kücklehnenfläche polstert.
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Bei der serienmäßigen Herstellung von fahrzeug sitzen verwendet man
für den Sitzteil normalerweise einen relativ dicken vorgeformten Schaumstoffkörper,
der unmittelbar unter die Polsterung zu liegen kommt und gewöhnlich härter ist als
der Schaumstoff in dem erfindungsgcmäß hergestellten Gebilde.
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Dieser innere Schaumstoffkörper hat gewöhnlich eine flache Oberfläche.
Man erhält auf diese Weise zwar einen bequemen Sitz, jedoch geht unvermeidlich etwas
Bequemlichkeit verloren, aa der Sitz zwar glatt, die Rückenlemle jedoch meist gewellt
ist. j4an kann dies dadurch beheben, daß man das erfindun:;6emäße
Gebilde
mit einer glatten Stützfläche versieht, auf der es jedoch beweglich ist. Zu diesem
Zweck bringt man eine weitere Folie auf der zweiten Polyurethanfolie 12 an derart
an, daß sie nur an gewissen Stellen/der letzteren haftet, so daß sich die beiden
Folien weitgehend gegeneinander bewegen können. Die Unebenheiten in der Unterlage
können dadurch ausgefüllt werden, daß man auchüie nach außen gerichtete Rückseite
des Auflagefilms Schaumstoff aufbringt.
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Eine andere £4öglichkeit für ein Schichtgebiide mit ebener ltückwand
ist in Fig. 5 und 6 dargestellt. Sowohl der obere Teil 6 wie der untere Teil 7 entsprechen
in ihrem Aufbau dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Gebilde. Der Unterschied ist nur
der, daß in diesem Fall die dicke Schaumstoffschicht 11 nicht eben ist, sondern
daß an ihrer Oberfläche 16 regelmäßige, parallel angeordnete Rippen 17 vorgesehen
sind, die durch flache Gräben 18 getrennt sind. An der dicksten Stelle der Rippen
ist die Schaumstoffschicht 11 z.B. 25 mm dick, am Grunde der Gräben 18 6 mm dick.
Die Unterseite der Schaumstoffschicht 11 ist eben. Beim Verschweißen des gesamten
Schichtgebildes werden zwischen den Rippen 17 Schweißnähte 19 gebildet, bei denen
in den Gräben 18 der Schaumstoff, ebenso wie die Schaumstoffschicht 9, zersetzt
wird, so dM3 nur die Rippen der dicken Schaumstoffschicht übrig bleiben, die durch
die Schweißnähte 19 vollkommen voneinander getrennt sind. Das resultierende Schichtgebilde
hat eine praktisch ebene kückfläche, die, ähnlich wie dies oben beschrieben wurde,
gegenüber der ebenen Oberfläche eines inneren Schaumstoffkörpers weitgehend beweglich
ist, so daß man einen besonders bequemen Autositz erhält.
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Es sei noch bemerkt, daß die letztere Ausführungsform gegenüber derjenigen
nach Fig. 3 und 4 einen weiteren Unterschied aufweist, der darin besteht, da02echweißnähte
19 in gleichmäßigem Abstand angebracht sind. Selbstverständlich
kann
diese Ausführungsform jedoch der anderen angeglichen werden, wenn man die Gräben
18 der dicken Schaumstoffschicht breiter macht und darin zwei oder mehrere eng liegende
Schweißnähte anbringt.
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Bei der Erklärung der Fig. 3 bis 6 wurde gesagt, daß die relativ
dünne Oberflächenschicht 6 aus drei einzeln aufgebrachten Schichten erzeugt wird.
Man kann selbstverständlich gegebenenfalls auch die Textilauflage 8, die Schaumstoffschicht
9 und die Folie 10 vor dem Zusammenbringen mit der dickeren Unterschicht 11 a;sh
unter sich verbinden, z.B. mittels eines Klebstoffes. Dies gilt ebenso für das Aufbringen
der erwähnten Stützunterlagen für das gesamte Gebilde.
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Abgesehen von den bereits erwähnten Vorzügen des erfindungsgemäß
hergestellten Polstergefüges hat dieses gegenüber dem bisher für solche Zwecke verwendeten
Polyvinylchlorid noch weitere Vorteile. So sind z.B. die Gestehungskosten für Polyurethanschaumstoff
wesentlich geringer als für Polyvinylchloridschaumstoff und das erfindungsgemäße
Verfahren selbst ist wirtschaftlicher als die bisherigen. Außerdem ist an den verschweißten
Verbindungsstellen des Gefüges kein Schaumstoff mehr vorhanden, so daß dies Gefüge
stabiler ist als die bekannten und daß seine erstellung genauer gesteuert werden
kann.
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Patentansprüche