CZ295648B6 - Pěnový výlisek s integrálně vlisovaným kotvicím prvkem - Google Patents

Abstract

Pěnový výlisek s integrálně vlisovaným kotvicím prvkem pro spojení s jednou nebo více dalšími komponentami, zejména s potahem (4), probíhá paralelně s povrchem polštáře, přičemž uvedený pěnový výlisek je charakteristický tím, že kotvicí prvek zahrnuje vlákno (2) vyrobené z organického materiálu.ŕ

Description

Vynález se týká pěnového výlisku s integrálně vlisovaným kotvicím prvkem, pomocí něhož se dá výlisek spojovat s dalšími komponentami, zejména s potahem.

Dosavadní stav techniky

Mechanická zatížitelnost pěnových hmot, zejména pokud jde o tahové síly, je poměrně malá. Pokud se mají pěnové výlisky spojit s dalšími komponentami tak, aby odolávaly zmiňovaným tahovým silám, používají se obvyklé v oblasti techniky velkoplošné adhezivní spoje nebo kotvicí prvky, které zaručí rozložení sil do velké plochy, čímž se zabrání bodovému zatížení, které by mohlo vést ke vzniku trhlin v pěnové hmotě výlisku.

Zejména v automobilovém průmyslu sestávají prvky čalounění často z centrálního pěnového výlisku, jehož povrch je opatřen potahem, zpravidla textilním nebo koženým. Aby bylo možné připevnit potah v jednotlivých místech nebo podél švu k pěnovému jádru, je do pěnové hmoty integrálně vlisován jeden nebo více drátů, ke kterým lze potah připevnit pomocí upevňovacích prvků, například pomocí vláken nebo háčků. V důsledku tohoto spojení, se na povrchu čalounění v oblasti bodových spojů tvoří prohlubně, které zlepšují fixaci potahu a přispívají k dosažení daného optického a funkčního provedení povrchu. Při použití vhodného tvaru nástroje pro výrobu pěnového výlisku je možné zajistit, aby byla místa přichycení k drátu volně přístupná skrze vybrání provedené ve výlisku, a tím se usnadnilo vytvořené spoje. Jako pěny se převážně používají polyurethany, které se vyrábějí polyadicí vícemocných alkoholů s polyizokyanáty. Při tom dochází k reakci izokyanátů s hydroxylovou skupinou, která je charakteristická pro alkohol. Tento stav techniky je možné odvodit z patentu US 3 649 974, jehož obsah je zde uveden formou odkazu.

Dráty, které se běžně používají pro ukotvení, přilnou k pěně relativně slabě, tj. spoj je realizován téměř výlučně tvarovým stykem s pěnou, kterého je dosaženo integrálním vlisováním do pěny. Z pohledu dosažení odpovídající zatížitelnosti je tedy potřebný dostatečný průřez drátu, což má ale za následek zvýšení hmotnosti, které se jeví jako nevýhodné z pohledu úspory energie, zejména v případě výroby vozidel. Navíc je nutné skladovat pro různé aplikace různé délky drátu, což výrazně zvyšuje náklady na skladování. Konečně po ukončení životnosti se pěnové díly často recyklují roztrháním na vločky nebo chemicky rozpouští, přičemž oba tyto procesy jsou blokovány nebo brzděny kovovými kotvícími prvky, takže je třeba tyto dráty před realizací uvedených procesů odstranit.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je tedy vyvinout pěnové výlisky s kotvicím prvkem, které by vykazovaly zvýšenou mechanickou zatížitelnost spoje, sníženou hmotnost výplňového prvku čalounění, a které by neblokovaly běžné recyklační procesy.

Tohoto cíle je podle vynálezu dosaženo pomocí kotvícího prvku, kterým je vlákno 2 z organického materiálu probíhající paralelně s povrchem pěnového výlisku.

Výchozí pojetí vynálezu spočívá v použití vlákna jako kotvícího prvku, který probíhá vnitřkem pěnového výlisku, a to paralelně s povrchem pěnového výlisku. Vlákno, které je výhodně volně přístupné v jednotlivých oblastech skrze jamky provedené v pěnovém výlisku, odpovídá svou funkcí drátům, které se běžně ve stavu techniky používají. Zejména je možné opakovaně přichytit

-1 CZ 295648 B6 komponentu, jakou je například potah, ke kotvícímu prvku, například podél švu. Kromě výhod, jakými jsou nízká hmotnost a pevné přilnutí k pěně, se vlákno vyznačuje vysokou flexibilitou, takže se dobře přizpůsobuje deformacím pěnového výlisku a minimalizuje se riziko jeho vytržení. Zejména v případě, kdy jsou vlákna vyrobena proplétáním nebo předením, vzrůstá intenzivní tvarový styk s obklopující pěnou, která v důsledku nízké viskozity v kapalném stavu proniká do kapilárních pórů a dutin vlákna v průběhu procesu napěňování. V porovnání s drátem se tedy výrazně zvětší povrch podporující adhezi, a z kotvícího prvku na pěnu mohou tak být přenášeny větší síly. Navíc vlákna lze dělit libovolným způsobem za vynaložení pouze velmi malésíly, takže lze vlákna řezat na požadovanou velikost případně i po procesu napěnění a hromadění zásob vláken různých délek není nutné.

Vedle vysoké mechanické zatížitelnosti spoje, tento výlisek vykazuje sníženou hmotnost, protože hustota organického média je zpravidla zjevně nižší než hustota kovů. Nicméně ani rozcupování, ani chemické rozpouštění pěnové hmoty není během recyklace blokováno. Kotvicí prvky podle vynálezu lze použít při všech běžných reakčních procesech používaných pro výrobu pěnových hmot, zejména při polyadičních a polykondenzačních procesech.

U dalšího výhodného provedení vynálezu je mechanická adheze mezi kotvicím prvkem a pěnovou hmotou zesílena chemickými vazbami. Ústřední myšlenkou je v tomto případě použití kotvícího prvku, který má na svém povrchu přítomny funkční chemické skupiny, které jsou rovněž k dispozici na eduktu pěnové hmoty, a které se účastní reakce vedoucí k vytvoření této pěnové hmoty. Pokud se tohoto reakčního procesu účastní vícemocné alkoholy prostřednictvím svých hydroxylových skupin, potom je způsobem, který se takto nabízí, použití kotvicích prvků, které mají povrch zakončen hydroxylovými skupinami. Jako materiály pro kotvicí prvek je k dispozici celá řada živočišných nebo rostlinných materiálů, protože zejména uhlohydráty, jako například celulóza, jsou opatřeny snadno přístupnými hydroxylovými skupinami. Vzhledem k tomu, že povrchové hydroxylové skupiny kotvícího prvku vstupují do chemických reakcí stejně jako hydroxylové skupiny vícemocného alkoholu, dojde následně v důsledku tvarového styku k vytvoření silné chemické vazby mezi prvkem a pěnovou hmotou, tj. k zesíťování s molekulami pěnové hmoty.

Adhezi mezi pěnovou hmotou a kotvicím prvkem lze dále zvýšit, pokud je povrch uvedeného kotvícího prvku strukturován reliéfním způsobem, například pokud je zvlněn nebo rýhován. V tomto případě, je kromě chemické vazby vytvořen další tvarový styk.

Výhodnými materiály pro kotevní prvek jsou přírodní vlákna, která mají jak terminální (koncové) hydroxylové skupiny, tak jsou i strukturována na úrovni mikroskopické lineární stupnice. Vhodnými materiály jsou například (dlouhovláknové) konopí nebo juta, které vykazují vysokou tahovou zatížitelnost. Kromě toho, že se vlákna zavádějí do pěnové hmoty ve formě jednotlivých vláken, je rovněž možné použít sítě vláken, které potom nabízejí možnost distribuovat příchytné body po celé ploše.

Jako pěnová hmota se používá zejména polyurethan, který vzniká polyadicí di- nebo polyalkoholů s di- nebo polyizokyanáty.

Nástroje pro výrobu pěnových výlisků majících kotvicí prvek zahrnují přijímací zařízení, do něhož se uvedený kotvicí prvek vkládá před procesem napěňování, a ve kterém je tento prvek fixován během reakce. U vhodného způsobu výroby pěnových výlisků podle vynálezu se vlákno nejprve upne v přijímacím zařízení. Na rozdíl od drátů, které se běžně používají ve stavu techniky, je v tomto případně nutné tahové zatížení, které umožní, aby si pružné vlákno v nástroji pro výrobu pěnových výlisků jednoznačně určilo svou polohu a tuto polohu si udržovalo během napěňování. Navíc v důsledku předpětí se zvýší maximální možná zatížitelnost v integrálně vlisovaném stavu. Následně se známým způsobem nástroj vyplní pěnou a po napěnění se výlisek vyjme z nástroje. Vlákno se vhodně kontinuálně odvíjí z cívky a odřízne na potřebnou velikost bezprostředně před zavedením do nástroje pro výrobu pěnových výlisků, po upnutí v přijímacím

-2CZ 295648 B6 zařízení nebo po ukončení procesu napěňování. Tímto způsobem se výrazně zredukují skladové zásoby, protože není zapotřebí hromadit zásoby kotvicích prvků různých délek.

Přehled obrázků na výkresech

Další podrobnosti, znaky a přednosti vynálezu je možné seznat z následujícího popisu, kde je vynález blíže vysvětlen pomocí výkresů a příkladu provedení. Výkresy schematicky znázorňují:

Obr. 1 znázorňuje řez čalouněním s pěnovým výliskem podle vynálezu.

Obr. 2 znázorňuje řez alternativním pěnovým výliskem.

Příklady provedení vynálezu

Na obrázku 1 jsou znázorněna vlákna 2, která jsou integrálně vlisovaná do výlisku l, výhodně polyurethanového výlisku, přičemž tato vlákna 2 probíhají paralelně s povrchem výlisku a sestávají například z dlouhovláknového konopí nebo juty. Přístup k vláknu 2 je umožněn díky vybráním 3, která jsou ve výlisku 1 vytvořena pomocí kruhových nebo čtvercových vyvýšenin lisovacího nástroje, k nimž lze během procesu napěňování vlákno 2 fixovat. Vnější potah 4 polštářového prvku (čalounění) se ukotví k vláknu 2 pomocí upevňovacích prvků 5, například pomocí háčků nebo vláken, které procházejí vybráními 3, a které v důsledku tahového zatížení vytvářejí na povrchu čalounění drážky 6, probíhající v každém případě paralelně s vlákny 2. Rouno 7 uspořádané mezi potahem 4 a výliskem 1 zvyšuje cirkulaci vzduchu v polštáři a činí povrch polštáře měkčím.

Pokud je vyroben výlisek 1 za použití vícemocných alkoholů jakožto eduktů pěnové hmoty, potom vlákno 2, na jehož povrchu se nacházejí hydroxylové skupiny, vytvoří chemické vazby s pěnou. Kromě toho se vytvoří intenzivní tvarový styk mezi vláknem 2 a obklopující pěnovou hmotou. Tímto způsobem se zajistí velmi pevný a vysoce zatížitelný spoj mezi kotvicím prvkem a výliskem 1 při nízké hmotnosti a dobré recyklovatelnosti materiálu.

Obr. 2 znázorňuje řez alternativním výliskem 1, kde vlákno 2 probíhá skrze pěnovou hmotu ve formě uzavřeného mnohoúhelníku. Tímto způsobem lze upevnění potahu 4 nebo dalšího objektu realizovat z různých stran výlisku 1 k jednotlivému nepřerušenému vláknu 2 bez toho, aby musely upevňovací prvky 5 pronikat velkou tloušťkou materiálu výlisku 1. Dále je možné při ponechání vlákna 2 bez rozdělení na jednotlivé délky vytvořit různé segmenty paralelní s povrchem polštářku, na nichž lze provést ukotvení a díky kterým lze vytvořit širokou škálu prošívaných vzorů. Vnější oblasti 8 pěnového výlisku 1 mohou vykazovat různé materiálové vlastnosti a mohou být vyrobeny jako nedílná součást výlisku 1 nebo k němu mohou být přichyceny.

Claims (10)

1. Pěnový výlisek s integrálně vlisovaným kotvicím prvkem pro spojení s jednou nebo více dalšími komponentami, který probíhá paralelně spovrchem polštáře, vyznačující se t í m, že kotvicí prvek zahrnuje vlákno (2) vyrobené z organického materiálu.

2. Pěnový výlisek podle nároku 1,vyznačující se tím, že před integrálním vlisováním do pěnového výlisku jsou na povrchu kotvícího prvku hydroxylové skupiny.

3. Pěnový výlisek podle nároku 1,vyznačující se tím, že komponenta je upevněna ke kotvícímu prvku ve více bodech.

4. Pěnový výlisek podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že povrch kotvícího prvku má reliéfní strukturu.

5. Pěnový výlisek podle nároku 1, vyznačující se tím, že kotvicí prvek obsahuje přírodní vlákna.

6. Pěnový výlisek podle nároku 5, vyznačující se tím, že kotvicí prvek obsahuje konopí nebo jutu.

7. Pěnový výlisek podle nároku 1,vyznačující se tím, že pěnou je polyurethan.

8. Pěnový výlisek podle nároku 1, vyznačující se tím, že vlákno probíhá vnitřkem pěnového výlisku po dráze uzavřeného mnohoúhelníku.

9. Způsob výroby pěnového výlisku podle nároku 1 za použití formy, kterou lze naplnit pěnou, a která zahrnuje přijímací zařízení pro fixaci kotvícího prvku, vyznačující se tím, že se vlákno (2) vyrobené z organického materiálu sevře pod mechanickým napětím v přijímacím zařízení, forma se vyplní pěnou a pěnový výlisek se vyjme.

10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že se vlákno (2) odvine z cívky a před nebo po umístění pěny do formy se uřízne na požadovanou velikost.