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Verfahren zur Herstellung von Verbundschaumstoffen
Es ist bekannt, dass weiche, offenzellige Polyvinylchlorid-Schaumstoffe gegenüber andern Schaum- stoffen, z. B. aus Polyurethanen, den Nachteil haben, dass sie bei gleicher Eindruckfestigkeit stets ein höheres spezifisches Gewicht haben müssen. Die Unterschreitung eines bestimmten spezifischen Gewich- tes ist nicht ratsam, da sonst die technischen Werte, insbesondere die Polsterkraft, sich soweit verringern, dass der Schaumstoff seine Gebrauchseigenschaften verliert. Anderseits besitzen die Polyvinylchlorid-
Schaumstoffe den Vorteil, dass sie sich einwandfrei verschweissen lassen und dass sie infolge ihrer pro- gressiven Federcharakteristik eine angenehm weiche Polsterwirkung aufweisen.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, auch die nichtverschweissbaren Schaumstoffe verschweissbar zu machen. So besprüht man zu diesem Zweck Polyurethan-Schaumstoffe mit einer Polyvinylchlorid-Paste, um nach Ausgelierung der
Paste einen verschweissbaren Schaumstoff zu erhalten. Diese Methode hat sich jedoch nicht durchsetzen können, weil der Polyurethan-Schaumstoff bei starkem bis mittlerem Auftrag einer Polyvinylchlorid-Paste brüchig wird, während bei dünnerem Auftrag die Verschweissbarkeit nicht ausreicht.
Es wurde nun gefunden, dass man sowohl leichte als auch verschweissbare Verbundschaumstoffe vorteilhaft herstellen kann, wenn man einen Schaumstoff mit einer treibmittelhaltigen Polyvinylchlorid-Paste besprüht oder tränkt und diese durch anschliessende Wärmebehandlung in den Zellen des vorgegebenen
Schaumstoffes aufschäumt. Es entsteht hiebei ein System feiner Membranen, die den Schaumstoff nicht erhärten, sondern ihm seine Elastizität belassen bzw. diese verbessern. Man erhält auf diese Weise einen relativ leichten, verschweissbaren Schaumstoff. Das Verfahren eignet sich zur Herstellung von Verbundschaumstoffen aus Polyvinylchloridschaum mit z. B. Polyester-Isocyanat-Schaumstoff oder Kautschukschaumstoff.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass man es auch bei dem"Niederdruckverfahren" zur Herstellung von Formteilen aus Polyvinylchlorid-Schaumstoff, die mit einer Kunstlederhaut, beispielsweise aus Weich-Polyvinylchlorid, umschlossen sind, anwenden kann und dabei eine beträchtliche Verkürzung der Heiz- und Kühlzeiten sowie eine Verringerung der spezifischen Gewichte der Fertigteile erzielt. Die Möglichkeit der rascheren Aufheizung ergibt sich daraus, dass man durch gleichmässige Verteilung der Paste in dem vorgegebenen Schaumstoff nicht gezwungen ist, eine vorgeschriebene Aufheizgeschwindigkeit einzuhalten, die gefordert wird, damit die Mischung Gelegenheit zur Aufschäumung bekommt und dabei flüssig genug bleibt, um die in der Form befindliche Luft aufnehmen zu können.
Die bei dem Niederdruckverfahren zunächst über der Paste stehende Luft wird bei dem vorliegenden Verfahren bereits durch Einlegen des Schaumstoffrohlings so gleichmässig in dem Formhohlraum verteilt, dass es bei Aufschäumung der treibmittelhaltigen Paste nicht zur Bildung grösserer Luftblasen kommen kann. Die Verkürzung der Kühlzeiten ergibt sich daraus, dass ein duroplastischer Schaumstoff es verträgt, bei höherer Temperatur entformt zu werden.
Legt man die Form mit einem Kunstleder aus oder giesst man sie vor Einbringen des mit treibmittelhaltiger Paste getränkten, gerü3tbildenden Schaumstoffes mit einer treibmittelfreien PolyvinylchloridPaste aus, wobei eine homogene Haut entsteht, so verschweisst diese Haut oder das Kunstleder bei Aufheizung des sie berührenden, mit treibmittelhaitiger Paste getränkten Schaumstoffes homogen mit diesem.
Diese Verschweissung gelingt umso besser, je höher der Gasdruck ist, unter dem der Schaumstoff steht. Eine Schaumstoffplatte, die lediglich unter dem Druck ihrer Eigenlast mit einem Kunstleder in Berührung
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steht und in freier Atmosphäre zwecks Aufschäumung und Gelierung der in ihr enthaltenen treibmittelhaltigen Paste aufgeheizt wird, verbindet sich mit diesem nicht so gut, wie eine solche, die mit höherem mechanischem Druck angepresst wird. Die zuverlässigste Verbindung stellt sich aber ein, wenn bei der Aufschäumung ein Gegendruck zwischen zirka 1 und 10 ata besteht, wie dies unter den Arbeitsbedingungen des Niederdruckverfahrens der Fall ist.
Die Verschweissung des Schaumstoffes mit der Haut kann jedoch auch nachträglich, z. B. mit Hilfe der üblichen Wärmeimpuls- oder Hochfrequenzschweissverfahren, erfolgen.
Der einzulegende Schaumstoffrohling braucht nicht die genauen Konturen des Formhohlraumes aufzuweisen. Man kann in einen Formhohlraum mit komplizierten Konturen einen dessen Länge und Breite ungefähr angepassten, mit treibmittelhaltiger Polyvinylchlorid-Paste getränkten Schaumstoffblock einlegen und erhält nach Ausgelierung der Paste einen masshaltigen Formteil, der genau dem Formbild entspricht. Je mehr dabei die Konturen des Formhohlraumes von denen des Schaumstoffblockes abweichen, umso höher muss der Anteil der Polyvinylchlorid-Paste sein, die nach der Durchgelierung die Fixierung des deformierten Schaumstoffblockes entsprechend dem Formbild übernimmt.
Mit zunehmender Menge an zugegebener treibmittelhaltiger Polyvinylchlorid-Paste nimmt der fertige Schaumstoff unter Zurücktreten der spezifischen physikalischen Eigenschaften des vorgegebenen Schaumstoffes die den Polyvinylchlorid-Schaumstoff kennzeichnenden Eigenschaften an. Dies äussert sich insbesondere in der entsprechenden Verschiebung der Federcharakteristik des Schaumstoffes.
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Zugabe höherer AnteileBeispiel 2 : Ma. besprüht eine Polyester-Isocyanat-Schaumstoffplatte mit treibmittelhaltiger Polyvinylchlorid-Paste der im Beispiel 1 genannten Zusammensetzung in einer Auftragsstärke von zirka 1000 glum2, schiebt die Platte zum Aufschäumen und Ausgelieren der Paste in einen auf 2000 beheizten Umluftwärmeschrank und kühlt sie ab.
Anschliessend kann man diese Platte einwandfrei mit einem Kunstleder nach dem Hochfrequenzverfahren, z. B. zu einer Polsterauflage mit Steppmuster, verschweissen.
Das gleiche Verfahren liesse sich auch kontinuierlich in einem Gelierkanal zur Herstellung von verschweissbaren bzw. zugleich mit einem Kunstleder verschweissten Schaumstoffbahnen ausüben.
Beispiel 3 : Auf einem Extruder wird mittels eines Querkopf-Werkzeuges ein PolyvinylchloridSchlauch hergestellt. Durch den Queikopf zieht man ein Rundprofil aus Polyester-Isocyanat-Schaumstoff, das an seiner Oberfläche mit treibmittelhaltiger Polyvinylchlorid-Paste getränkt ist. Die Temperatur des Werkzeuges beträgt in der Nähe des Schlauchaustrittes 180 . Der Polyvinylchlorid-Schlauch, der aus der Ringdüse austritt und sich um das bereits im Querkopf vorgeheizte Schaumstoffprofil legt, verbindet sich über die aufschäumende und gelierende Polyvinylchlorid-Paste innig mit dem Schaumstoff, so dass sich ein ummanteltes Schaumstoffprofil bildet.
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Process for the production of composite foams
It is known that soft, open-cell polyvinyl chloride foams compared to other foams, e.g. B. of polyurethanes have the disadvantage that they always have to have a higher specific weight with the same indentation resistance. It is not advisable to fall below a certain specific weight, since otherwise the technical values, especially the cushioning force, will be reduced to such an extent that the foam loses its functional properties. On the other hand, the polyvinyl chloride
Foams have the advantage that they can be welded perfectly and that, due to their progressive spring characteristics, they have a pleasantly soft cushioning effect.
There has been no lack of attempts to make the non-weldable foams weldable as well. For this purpose, polyurethane foams are sprayed with a polyvinyl chloride paste in order, after the
Paste to get a weldable foam. However, this method has not been able to establish itself because the polyurethane foam becomes brittle when a polyvinyl chloride paste is applied heavily to medium, while the weldability is insufficient with a thinner application.
It has now been found that both lightweight and weldable composite foams can advantageously be produced if a foam is sprayed or soaked with a propellant-containing polyvinyl chloride paste and this is then carried out by subsequent heat treatment in the cells of the specified
Foam foams. The result is a system of fine membranes that do not harden the foam, but rather leave it or improve its elasticity. In this way, a relatively light, weldable foam is obtained. The method is suitable for the production of composite foams from polyvinyl chloride foam with z. B. polyester-isocyanate foam or rubber foam.
Another advantage of the process is that it can also be used in the "low-pressure process" for the production of molded parts from polyvinyl chloride foam, which are enclosed with an artificial leather skin, for example made from soft polyvinyl chloride, and thereby considerably shortening the heating and cooling times as well as a reduction in the specific weights of the finished parts. The possibility of more rapid heating results from the fact that the even distribution of the paste in the specified foam does not force you to adhere to a prescribed heating rate that is required so that the mixture has the opportunity to foam and remains liquid enough to absorb the Form to be able to absorb air.
The air that is initially above the paste in the low-pressure process is evenly distributed in the mold cavity in the present process by inserting the foam blank so that larger air bubbles cannot form when the paste containing blowing agent foams. The shortening of the cooling times results from the fact that a thermosetting foam can tolerate being demolded at a higher temperature.
If the mold is lined with artificial leather or if it is poured with a propellant-free polyvinyl chloride paste before the scorch-forming foam soaked in paste containing propellant is introduced, creating a homogeneous skin, this skin or the artificial leather is welded when the paste that is in contact with it is heated with propellant-containing paste soaked foam homogeneously with this.
This welding works better the higher the gas pressure under which the foam is placed. A foam board that only comes into contact with artificial leather under the pressure of its own weight
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and is heated in a free atmosphere for the purpose of foaming and gelling of the paste containing blowing agent contained in it, does not bond with it as well as one that is pressed on with higher mechanical pressure. However, the most reliable connection is established when there is a counterpressure between approx. 1 and 10 ata during foaming, as is the case under the working conditions of the low-pressure process.
The welding of the foam to the skin can also be done afterwards, e.g. B. with the help of the usual heat pulse or high frequency welding process.
The foam blank to be inserted does not need to have the exact contours of the mold cavity. A foam block impregnated with blowing agent-containing polyvinyl chloride paste and impregnated with blowing agent-containing polyvinyl chloride paste can be inserted into a mold cavity with complicated contours, and after the paste has gelled, a dimensionally stable molded part is obtained that corresponds exactly to the shape. The more the contours of the mold cavity differ from those of the foam block, the higher the proportion of polyvinyl chloride paste that takes over the fixation of the deformed foam block according to the shape after gelation.
As the amount of added polyvinyl chloride paste containing blowing agent increases, the finished foam assumes the properties which characterize the polyvinyl chloride foam, while the specific physical properties of the specified foam material decline. This is particularly evident in the corresponding shift in the spring characteristics of the foam.
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Addition of higher proportions Example 2: Ma. Sprayed a polyester-isocyanate foam board with blowing agent-containing polyvinyl chloride paste of the composition mentioned in Example 1 in an application thickness of about 1000 glum2, pushes the board into a heated air-circulation cabinet heated to 2000 to foam and gel the paste.
You can then use this plate with a synthetic leather using the high-frequency method, for. B. welded to a padding with a quilted pattern.
The same process could also be carried out continuously in a gelling channel for the production of foam strips that can be welded or are simultaneously welded to an artificial leather.
Example 3: A polyvinyl chloride hose is produced on an extruder by means of a cross-head tool. A round profile made of polyester isocyanate foam is pulled through the head of the head, the surface of which is impregnated with a polyvinyl chloride paste containing blowing agent. The temperature of the tool in the vicinity of the hose outlet is 180. The polyvinyl chloride hose, which emerges from the ring nozzle and wraps around the foam profile, which has already been preheated in the cross head, is intimately bonded to the foam via the foaming and gelling polyvinyl chloride paste, so that a covered foam profile is formed.