DE3524574A1 - Verfahren zur erzeugung von faltstreifen an thermoformbaren schaumstoffbahnen oder -matten und danach hergestellte schaumstoffbahnen oder -matten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Falt­ streifen an thermoformbaren Schaumstoffbahnen oder -matten und danach hergestellte Schaumstoffbahnen oder -matten.

Schaumstoffbahnen oder -matten werden vielfach zur Herstellung von Freizeitmatten sowie von Auflagen für Sitzmöbel etc. ver­ wendet.

Bei den Benutzern solcher Matten bzw. Auflagen besteht das Be­ dürfnis, zum Transport bzw. zur Lagerung, diese Matten bzw. Auflagen auf ein möglichst handliches Format zu bringen. Dieses geschieht im allgemeinen entweder durch Zusammenrollen oder Zusammenfalten.

Beim Zusammenrollen von Matten oder Auflagen entsteht eine dennoch unhandliche, voluminöse Rolle, die zum Transport und zur Lagerung einen großen Stauraum - wegen des eingeschlossenen Leerraumes - einnimmt. beim Zusammenfalten von Matten oder Auf­ lagen können diese an den Faltstellen bleibende Materialschädi­ gungen aufweisen, sofern nicht spezielle Faltstellen vorgesehen sind.

Bei der Herstellung von solchen faltbaren Matten bzw. Auflagen mit speziellen Faltstreifen war es bisher notwendig, eine als Scharnier dienende Deckschicht bzw. Hülle vorzusehen. Diese mehrteilige Lösung bedingt einen hohen Fertigungsaufwand und da­ mit verbunden hohe Kosten. Außerdem sind so hergestellte Frei­ zeitmatten bzw. Sitzmöbel-Auflagen insbesondere an den Falt­ streifen gegen Einreißen sehr empfindlich.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung von Faltstreifen mit geringer Biegesteifigkeit sowie mit solchen Faltstreifen versehene thermoformbare Schaum­ stoffbahnen bzw. -matten zu schaffen, wobei die Faltstreifen einfach und kostengünstig hergestellt werden und zusätzlich auch bei häufiger Biegebeanspruchung gegen Einreißen weitgehend be­ ständig sein sollen.

Diese Aufgabe wird durch Anwendung eines Verfahrens gemäß dem Anspruch 1, bevorzugt in Verbindung mit einem der weiteren An­ sprüche, gelöst.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Streifen einer thermoformbaren Schaumstoffbahn oder -matte, der breiter - betrachtet senkrecht zur Faltachse - als der spätere Faltstreifen ist, mittels eines Preßwerkzeuges verpreßt, so daß die thermoformbare Schaumstoffbahn oder -matte zunächst elastisch komprimiert wird. Eine Aufhebung des Preßdruckes in diesem Zustand würde eine nahezu vollständig elastische Rück­ verformung des Schaumstoffes in den ursprünglichen Zustand be­ wirken. Eine kurzzeitige Erwärmung eines Teils des verpreßten Streifens bis zu einer Temperatur, die eine Warmverformung des Schaumstoffes erlaubt, bewirkt eine dauernde, plastische Verformung dieses erwärmten Streifens, wodurch nach Abkühlung ein Streifen entsteht, der eine gute mechanische Festigkeit, eine geringe Dicke mit einem geringen Biege­ widerstand sowie eine hohe Dichte aufweist. Durch die ent­ sprechende Auslegung des Preßwerkzeuges in der Art, daß der verpreßte Streifen - betrachtet senkrecht zur Faltachse - breiter ist als der erwärmte Teil des Streifens, wird erreicht, daß die erwärmte Schaumstoffmasse, die sich kurzzeitig in plastischem, d. h. fließfähigem Zustand befindet, nicht seitlich aus dem Preßwerkzeug herausgedrückt wird. Die Verpressung des Streifens muß mindestens so lange aufrechterhalten werden, bis der erwärmte Teil des Streifens soweit abgekühlt ist, daß er formstabil ist. Wird anschließend die Ver­ pressung aufgehoben, so wird der Teil des Streifens, der zwar verpreßt, aber nicht erwärmt wurde, seine ursprüngliche Form wieder einnehmen, während der Teil des verpreßten Streifens, der erwärmt wurde, die Form beibehält, die ihm während der Verpressung aufgeprägt wurde.

Die nach diesem Verfahren erzeugten Faltstreifen weisen eine gute Reißfestigkeit und Dauerbiegefestigkeit auf, was die Halt­ barkeit der so hergestellten Schaumstoffmatten bzw. Sitzmöbel- Auflagen verbessert. Der Handhabbarkeit der so hergestellten Erzeugnisse kommt es zugute, daß die erfindungsgemäß herge­ stellten Faltstreifen einen sehr geringen Biegewiderstand auf­ weisen.

Vorteilhaft wird die Erwärmung des späteren Faltstreifens mit­ tels elektrischer Widerstandsheizung durchgeführt, da sich hier­ bei kurze Aufheiz- und Abkühlzeiten ergeben, somit das erfin­ dungsgemäße Verfahren schnell und kostengünstig durchgeführt werden kann. Insbesondere die Verwendung von flachen, thermisch gegenüber dem Preßwerkzeug isolierten Metallstreifen als elek­ trische Widerstandsheizung hat sich bewährt.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, für den thermoform­ baren Schaumstoff einen peroxidisch oder strahlenvernetzten Polyethylen-Schaumstoff mit einem Rohge­ wicht von 20 bis 70 kg/m³ und einer Dicke von 3 bis 20 mm zu verwenden. Ggf. kann ein solcher Schaumstoff durch geeignete Zusätze modifiziert sein, z. B. durch weichmachende Zusätze. Die Verwendung des vorgeschlagenen Materials führt zu Schaum­ stoffbahnen oder -matten, die sich durch einen optimalen Kom­ promiß zwischen dem Gewicht einerseits und den Gebrauchseigen­ schaften andererseits, insbesondere Polsterungsvermögen und Formstabilität, auszeichnen.

Die Faltstreifen können erfindungsgemäß besonders günstig als Doppelstreifen ausgeführt werden, wobei aus zwei in Falt­ achsrichtung verlaufenden, parallelen, verdichteten Zonen mit einer Breite, die jeweils der halben bis einfachen Dicke des Schaumstoffmaterials entspricht, bestehen, wobei die verdichte­ ten Zonen getrennt sind durch eine nicht verdichtete Zone, mit einer Breite, die etwa der halben bis einfachen Dicke des Schaumstoffmaterials entspricht. Die Ausbildung der Faltstrei­ fen in dieser Form bewirkt einerseits eine erhöhte Bequemlich­ keit der mit diesen Faltstellen versehenen Matten bzw. Bahnen. Andererseits wird die Haltbarkeit der Faltstellen erhöht, da jede der beiden verdichteten Zonen bei einer Faltung nur den halben Biegewinkel von je 90° aufnehmen muß.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1: eine Freizeitmatte, wie sie beispielsweise als Liegeunterlage verwendet wird, mit vier angedeute­ ten, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge­ stellten Faltstreifen, in perspektivischer Dar­ stellung.

Fig. 2: einen Faltstreifen im Schnitt quer zur Faltachse dargestellt,

Fig. 3: einen Schnitt durch einen Doppel-Faltstreifen,

Fig. 4: einen Schnitt durch ein Preßwerkzeug, wie es für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ver­ wendet werden kann und

Fig. 5: eine Ansicht einer gefalteten Matte.

Fig. 1 zeigt eine Freizeitmatte 1 in perspektivischer Ansicht mit der Länge l, der Breite b und der Dicke d mit vier nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Faltstreifen 2.

In dem hier beschriebenen Anwendungsbeispiel beträgt l 1,8 m, b 0,5 m und d 8 mm.

In Fig. 2 ist ein Schnitt durch einen erfindungsgemäß herge­ stellten Faltstreifen dargestellt. Der Faltstreifen ist hier als Einfach-Streifen hergestellt, die verdichtete Zone 3 hat hierbei eine Breite c, betrachtet in Querrichtung zur Faltachs­ richtung, wobei c in etwa der Dicke d entspricht, in diesem Beispiel also 8 mm.

Fig. 3 zeigt einen entsprechenden Schnitt durch einen gemäß Anspruch 5 hergestellten Doppel-Faltstreifen, wobei die bei­ den verdichteten Zonen 4 jeweils eine Breite, betrachtet quer in Faltachsrichtung, von e = 4 mm und die dazwischen liegende, nicht verdichtete Zone 5 eine Breite f von 6 mm aufweist.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch ein Preßwerkzeug für die Herstellung der erfindungsgemäßen Faltstreifen gemäß Anspruch 5 in Heizposition. Die Aufheizung der plastisch zu verformen­ den Zonen geschieht mittels zwei Heizbänderpaaren 7, 7' und 8, 8', die jeweils eine Breite von 4 mm und eine Dicke von z. B. 0,3 mm aufweisen und jeweils einen Abstand von 6 mm auf­ weisen. Die zwischen den Heizbänderpaaren liegende Zone 5 wird während des kurzzeitigen Aufheizens nicht bis zur Warm­ verformbarkeit miterhitzt, so daß diese elastisch bleibt und sich nach dem Aufheben des Preßdruckes zurückstellt und damit eine nicht verdichtete Zone bildet. Die Preßflächen des Preß­ werkzeuges 6, 6′ sind mit einer hitzebeständigen Trennfolie 9, beispielsweise aus Polytetrafluorethylen und einer Thermoiso­ lierung 10 versehen. Die Heizbänder 7, 7′,8, 8′ sind dabei zwischen den Isolierschichten 10 und der Trennfolie 9 angeordnet, so daß ein Haften des erwärmten Schaumstoffmaterials 1 während des Preß- und Heizvorganges verhindert wird. Die Verpressung erfolgt auf einer Breite g von in diesem Beispiel 40 mm, so daß ein Strei­ fen verpreßt wird, der seitlich - betrachtet senkrecht zur Falt­ achse - breiter ist als der erwärmte Teil des Streifens. In die­ sem Ausführungsbeispiel wird an jeder Seite neben den Heizbän­ dern ein Streifen der Breite h von 13 mm mitverpreßt, der nicht bis zur Warmverformbarkeit erhitzt wird. Diese Seitenstreifen verhindern ein Herausdrücken der im Bereich der Heizbänder bis zur plastischen Verformbarkeit erhitzten Schaumstoffmassen. Die Verpressung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel mit einem über die gesamte Preßfläche gemittelten Preßdruck von 15 bar. Bei Verwendung anderer als in dem Ausführungsbeispiel genannten Materialien muß der Preßdruck dem Material entsprechend so ange­ paßt werden, daß ein seitliches Herausdrücken der verpreßten Schaumstoffmasse vermieden wird. Ggf. kann die Trennfolie 9 ent­ sprechend angerauht werden.

Ggf. können die Preßflächen seitlich durch Abrundungen oder Ab­ schrägungen so modifiziert werden, daß bei der Schaumstoffbahn im Übergangsbereich zwischen der verpreßten und nicht verpreßten Zone keine Beschädigung auftreten. Das Aufheizen der Metall­ bänder 7, 7′ und 8, 8′ erfolgt zwecksmäßigerweise mit einem handelsüblichen Wäremeimpuls-Geber, im ausgeführten Beispiel wurde ein Wärmeimpuls-Geber der Firma Joisten und Kettenbaum, Bergisch Gladbach, Typ G 200, 2,5 kw Leistung, eingesetzt, wobei die Auf­ heizzeit 12 sec. und die Kühlzeit 15 sec. betrugen. Die Tempera­ tur des dabei eingesetzten geschlossenzelligen, peroxydisch ver­ netzten PE-Schaumstoffes mit einer Dicke von 8 mm betrug dabei ca. 170°C.

Die Metallbänder können bei Bedarf auch mit unterschiedlichen Leistungen beheizt werden, um ein unsymmetrisches Profil der so entstehenden Faltstreifen zu erzeugen. Ggf. kann bei einem Einfach-Faltstreifen nur ein Metallband, bei einem Doppel-Falt­ streifen zwei nebeneinander liegende Metallbänder verwendet werden. Die so erzeugten Faltstreifen weisen eine nahezu glat­ te Seite und eine mit einer bzw. zwei Einkerbungen versehene zweite Seite auf.

Fig. 5 zeigt eine gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren herge­ stellte Freizeitmatte in zusammengefaltetem Zustand.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann außer zur Herstellung von Faltstreifen an faltbaren Matten bzw. Auflagen auch zur Her­ stellung von anderen faltbaren Flächengebilden aus Schaumstoff, beispielsweise für Rohrisolierungen für viereckige Rohre oder für Verpackungen aus gefalteten Schaumstoffgebilden eingesetzt werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Erzeugung von Faltstreifen an thermoformbaren Schaumstoffbahnen oder -matten, dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein Streifen der thermoformbaren Schaumstoffbahn oder -matte mittels eines Preßwerkzeuges verpreßt wird,
• - daß ferner ein Teil des verpreßten Streifens kurzzeitig bis zur Warmverformbarkeit erwärmt wird, wobei der verpreßte Streifen - betrachtet senkrecht zur Falt­ achse - breiter ist als der erwärmte Teil des Streifens,
• - daß ferner die Verpressung mindestens solange aufrechter­ halten wird, bis der erwärmte Teil des Streifens soweit abgekühlt ist, daß er formstabil ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des zu verformenden Faltstreifens mittels einer oder mehrerer auf dem Preßwerkzeug angebrachter elektrischer Widerstandsheizungen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrische Widerstandsheizung Metallbänder verwendet werden, die gegenüber den Preßflächen thermisch isoliert sind.

4. Faltbare Matte mit Faltstreifen, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaumstoffbahn oder -matte aus einem peroxydisch- oder strahlenvernetzten Polyethylen-Schaumstoff mit einem Raumgewicht von 20 bis 70 kg/m³ und einer Dicke von 3 bis 20 mm besteht.

5. Faltbare Matte mit Faltstreifen gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltstreifen als Doppel-Faltstrei­ fen so ausgebildet sind, daß die Doppel-Faltstreifen aus jeweils zwei in Faltachsrichtung verlaufenden, parallelen, verdichteten Zonen mit einer Breite, die jeweils der hal­ ben bis einfachen Dicke des Schaumstoffmaterials entspricht, bestehen, wobei diese verdichteten Zonen getrennt sind durch eine nicht verdichtete Zone mit einer Breite, die etwa der halben bis einfachen Dicke des Schaumstoffmaterials ent­ spricht.