PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005043533A1 12.04.2007
Titel Elastisches Material und Verfahren zum Herstellen des Materials
Anmelder Polus, Michael, Dr., 90489 Nürnberg, DE
Erfinder Polus, Michael, Dr., 90489 Nürnberg, DE
Vertreter Meissner, Bolte & Partner, 90402 Nürnberg
DE-Anmeldedatum 12.09.2005
DE-Aktenzeichen 102005043533
Offenlegungstag 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse B68G 1/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B68G 7/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Das elastische Material für eine Sitz- oder Schlaf- oder Liegepolsterung umfasst eine Vielzahl von Federkörpern (2), die wenigstens überwiegend aus Holz oder einem holzartigen Material, dessen Leitgefäße (5) und/oder Zellen wenigstens teilweise mit einem Elastomermaterial gefüllt sind, bestehen und die an voneinander beabstandeten Verbindungsstellen (6) über ein Elastomermaterial miteinander verbunden sind, wobei zwischen den Federkörpern, vorzugsweise gasgefüllte, Zwischenräume gebildet sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein elastisches Material, das insbesondere für eine Sitz- und/oder Schlaf- und/oder Liegepolsterung geeignet ist, und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen elastischen Materials.

Zur Polsterung von Sitzmöbeln wie Sesseln oder Sofas oder Autositzen oder von Liege- oder Schlafmöbeln wie Betten oder Bettmatratzen sind verschiedene Materialien bekannt, wobei hauptsächlich Schaumstoffe oder geschäumte Kunststoffe wie Latexschäume oder PU-Schäume, Federkerne mit Metallfedern in Federtaschen und Kompaktmaterial aus Tierhaar (z. B. Schafwolle) oder auf pflanzlicher Basis (z. B. Baumwolle) in Gebrauch sind. Schaumstoffe sind in sich nur wenig punktelastisch, sind im hygienischen und klimatisierenden Leistungsspektrum wegen ihrer geringen Durchlässigkeit für Feuchtigkeit und Luft problematisch und werfen darüber hinaus erhebliche Probleme im Recycling auf. Federkern-Polsterungen können zwar an sich und unbedeckt punktelastisch sein, verlieren jedoch durch die nötige Abdeckung zum Schutz vor den Federspitzen und neigen dadurch zum Durchhängen („Hängematteneffekt"). Kompaktmaterial aus Tierhaar oder Pflanzenfasern ist sowohl hinsichtlich hygienischer als auch biomechanischer Qualitätsforderungen problematisch.

Aus EP 0 694 272 A1 ist eine Sprungfedermatratze bekannt, bei der in einer Umhüllung Wendelfedern in Reihen nebeneinander angeordnet sind, unter Vorspannung gehalten sind und an beiden Enden an jeweils einem Versteifungsgitter festgelegt sind. Anstelle des sonst verwendeten Materials Stahl wird für die Wendelfedern gebogenes Rattanrohr vorgeschlagen und für die Versteifungsgitter eine Konstruktion aus Holzleisten oder Holzstäben.

Aus WO 2004/022999 A1 ist eine mechanisch dämpfende Zusammensetzung bekannt, die wenigstens ein Collagen und wenigstens eine Trägermatrix für das Collagen aus einem Elastomer sowie wenigstens eine Flüssigkeit, die polare Moleküle aufweist, insbesondere Wasser oder eine oder mehrere Alkohole oder Glycerin, umfasst. Als Elastomer ist insbesondere ein Siloxan-Elastomer erwähnt. Das dämpfende Material findet bevorzugt Anwendung zum Schutz des menschlichen Körpers vor mechanischen Stößen, insbesondere in einem Schuh, insbesondere in einer Schuhsohle, in einem Fußbett oder in einer Schuheinlage, oder auch in einem Helm.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein neues elastisches Material und ein neues Verfahren zum Herstellen eines elastischen Materials anzugeben, wobei das Material vorteilhaft für eine Sitz- oder Liegepolsterung, insbesondere eine Polsterung eines Sitz- und/oder Schlaf- und/oder Liegemöbels, verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung hinsichtlich des Materials gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 22. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Materials und des Herstellverfahrens gemäß der Erfindung ergeben sich aus den vom Patentanspruch 1 bzw. Patentanspruch 22 jeweils abhängigen Ansprüchen.

Das elastische Material gemäß Patentanspruch 1, das vorzugsweise für eine Sitz- und/oder Liegemöbelpolsterung vorgesehen ist, umfasst mehrere Federkörper (oder: Federelemente), die wenigstens überwiegend aus Holz oder einem holzartigen Material (gemeinsam auch als Holzwerkstoff bezeichenbar), dessen Leitgefäße und/oder Zellen wenigstens teilweise mit einem Elastomermaterial gefüllt sind, bestehen und ferner an voneinander getrennten (oder: beabstandeten) Verbindungsstellen (oder: Verbindungsknoten) über ein Elastomermaterial miteinander verbunden sind, wobei zwischen den Federkörpern Zwischenräume (oder: Hohlräume, Spalte, Innenräume) gebildet sind.

Das Verfahren gemäß Patentanspruch 22 zum Herstellen des Materials gemäß der Erfindung umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

  • a) Bereitstellen wenigstens eines im Wesentlichen noch unpolymerisierten und/oder unvernetzten flüssigen Elastomer-Ausgangsmaterials,
  • b) Durchtränken von Federkörpern oder Federkörper-Ausgangsmaterial, die wenigstens überwiegend aus Holz oder einem holzartigen Material bestehen, mit dem Elastomer-Ausgangsmaterial derart, dass Leitgefäße und/oder Zellen der Federkörper oder des Federkörper-Ausgangsmaterials wenigstens teilweise mit dem Elastomer-Ausgangsmaterial gefüllt werden,
  • c) Polymerisieren und/oder Vernetzen des Elastomer-Ausgangsmaterials in den Leitgefäßen und/oder Zellen der Federkörper sowie an den Verbindungsstellen zwischen den Federkörpern.

Holz oder holzartige Materialien oder Stoffe sind von Natur aus federelastisch und dämpfend und zugleich zugfest und tragfähig. Durch das Einbringen des Elastomermaterials in die natürlich vorgesehenen Leitgefäße oder Zellen des Holzes oder holzartigen Materials wird die mechanische Belastbarkeit der Federkörper unter Zug-, Druck- oder Torsionskräften im Vergleich zu entsprechenden Federkörpern nur aus dem Holz oder holzartigen Material noch entscheidend verbessert und die Federeigenschaften und/oder Schwingungseigenschaften und/oder Dämpfungseigenschaften des Materials sind durch die Kombination oder ausgewählte Paarung des Holzmaterials oder holzartigen Materials der Federkörper und des Elastomermaterials in den Federkörpern sowie zwischen den Federkörpern gezielt einstellbar.

Die Ausbildung von Zwischenräumen und das Verbinden der Federkörper nur an voneinander getrennten Verbindungsstellen gemäß der Erfindung erlaubt eine relativ freie Aufhängung der Federkörper in einer netzartigen oder vernetzten Struktur, so dass Bewegungsfreiheitsgrade und Federeigenschaften der individuellen Federkörper in dem Material zum Tragen kommen. Die Federkörper verformen sich unter der Einwirkung von Kräften von außen oder von Rückstellkräften in den Federkörpern und können in die Zwischenräume ausweichen oder sich bewegen und somit relativ frei federn. Im Gegensatz dazu würde bei einer Auffüllung der Zwischenräume zwischen den Federkörpern mit Elastomermaterial in einer massiven oder blockartigen Ausbildung das Elastomermaterial zwischen den Federkörpern die Federeigenschaften entscheidend prägen und ein freies Federn der Federkörper wäre verhindert.

Die Zwischenräume sind im Allgemeinen gasgefüllt, insbesondere luftgefüllt, und nach außen offen oder durchgängig (nicht gasdicht). Der Gasdruck in den Zwischenräumen passt sich deshalb in der Regel dem Außendruck der umgebenden Gasatmosphäre, meist Erd- oder Innenraumatmosphäre, an. Außerdem ist das Material in der Regel gasdurchlässig und dampfdurchlässig und ermöglicht so eine gute Klimatisierung oder Abfuhr von Körperschweiß.

Es ist in speziellen Anwendungen aber auch möglich, die Zwischenräume auf einen vorbestimmten Druck zu evakuieren oder zu setzen und nach außen abzudichten, beispielsweise durch eine umlaufende Umhüllung aus Elastomermaterial oder eine zusätzliche Umhüllung oder Abdichtung.

Das Material gemäß der Erfindung ist gegenüber einem reinen Holzmaterial deutlich feuchtigkeitsresistenter und im Allgemeinen sogar waschbar. Schließlich ist das Material sehr gesundheits- und umweltfreundlich in Herstellung, Gebrauch und Entsorgung.

Das Holz oder holzartige Material der Federkörper weist Leitgefäße und eine Zellenstruktur, im Allgemeinen mit Zellwänden aus Polysacchariden wie Cellulose, auf, die der lebenden Pflanze durch die natürliche Kapillarwirkung zum Transport von Wasser oder Pflanzensäften dienen und nach dem Trocknen deshalb als Hohlräume für das Elastomermaterial zur Verfügung stehen.

Aufgrund dieser natürlichen Kapillarwirkung kann das Elastomermaterial vorteilhaft in flüssigem oder fließfähigem, noch nicht fertig auspolymerisiertem und/oder noch nicht vernetztem Zustand als Elastomer-Ausgangsmaterial in die Leitgefäße aufgenommen oder aufgesaugt werden, so dass das Holz oder holzartige Material von dem Elastomer-Ausgangsmaterial zumindest überwiegend oder sogar praktisch vollständig durchtränkt wird. Anschließend wird das Elastomer-Ausgangsmaterial auspolymerisiert und/oder vernetzt und nimmt dann den elastisch verformbaren festen Zustand ein.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind oder werden die Federkörper so geschnitten oder angeschnitten, dass an den Schnittflächen die Leitgefäße zur Durchtränkung oder Befüllung mit dem Elastomermaterial von der Oberfläche her leicht zugänglich sind.

Die Federwirkung und Federelastizität des elastischen Materials werden vor allem durch die Anordnung, Form und Materialien der Federkörper eingestellt.

Die Bewegungsfreiheitsgrade und/oder Auslenkungen und/oder Rückstellkräfte der einzelnen Federkörper und damit auch die Federeigenschaften und/oder die Dämpfungseigenschaften des gesamten elastischen Materials können insbesondere abhängig von der Anordnung, Größe und Zahl der Zwischenräume und abhängig von der Anordnung, Größe und Zahl der Verbindungsstellen eingestellt werden. Über die Volumina und Anordnung der Zwischenräume zwischen den Federkörpern sowie die Größe und Form der Federkörper sowie die Anordnung von deren Verbindungsstellen können insbesondere die Federwege oder Feder-Amplituden und die Elastizität, insbesondere Punktelastizität, des Materials gemäß der Erfindung eingestellt werden.

Mit anderen Worten, das erfindungsgemäße Material kann durch gezielte innere Struktur anwendungsspezifische Leistungen erbringen, wobei die innere Struktur durch Veränderung der Einzelelemente als auch deren Kompaktierung leistungsgerecht ausgeführt werden kann.

Vorzugsweise sind die maximalen Außenabmessungen des oder der Federkörper in einem Bereich zwischen 0,5 mm und 10 cm gewählt und/oder die Abstände der Federkörper und/oder der Verbindungsstellen in einem Bereich von 0,1 mm bis 10 cm.

Insbesondere können örtlich unterschiedliche Eigenschaften einer Polsterung durch Änderung oder Anpassung der Material- oder Federkörpereigenschaften oder der Dichte oder Anzahl der Federkörper pro Volumeneinheit erreicht werden, beispielsweise eine unterschiedliche Polsterung einer Matratze in unterschiedlichen Körperregionen.

Durch eine Ausbildung der Federkörper als elastisch rückfedernde wenigstens teilweise gekrümmte Federelemente wie eine Schraubenfeder oder Spiralfeder oder Blattfeder (oder: Bandfeder) oder Tellerfeder können schon geometrisch die Federeigenschaften des Materials gemäß der Erfindung wie Federwege und Federkräfte (Rückstellkräfte) beeinflusst werden.

Die Federkörper werden vorzugsweise aus Rohmaterial aus Holz oder holzartigem Stoff durch spanenden Materialabtrag (oder: als Holzspäne), insbesondere durch Hobeln oder ähnliche Verfahren, oder auch durch Schneiden wie Stanzen oder Sägen und/oder durch thermisches Biegen, beispielsweise mittels Heißwalzen, von flachem Rohmaterial und anschließendem Zerschneiden in einzelne Federkörper hergestellt und in ihre Form gebracht, meist vor dem Befüllen oder Durchtränken mit dem Elastomermaterial.

Ferner kann aus dem Holzwerkstoff schon vorab eine Struktur aus mehreren einzelnen Federkörpern erzeugt werden beispielsweise in Form von Gewöllen wie z. B. Holzwolle oder in Form von Gewirken oder Gestricken oder Geflechten wie beispielsweise Bast und diese vorgefertigte Struktur dann mit dem Elastomermaterial versetzt oder durchtränkt werden.

Da das Holz oder holzartige Material eine zellige und/oder gefäßhaltige Struktur hat, werden die Feder- und Dämpfungseigenschaften der Federkörper und des gesamten Materials auch wesentlich durch den Durchtränkungsgrad als auch die entsprechenden Kennlinien und Eigenschaften des Elastomermaterials wie Shore-Härte oder Zugfestigkeit oder anderen Parametern mitbestimmt.

Hinsichtlich der Holzsorten und holzähnlichen Sorten sind prinzipiell keine Beschränkungen auferlegt.

Es kann vorteilhaft sein, Hölzer oder holzartige Materialien zu wählen, die aus einem besonders ausgeprägten Verbund lichter Leitgefäße oder bestehen oder, mit anderen Worten, eine großzellige Struktur und/oder große und/der viele Leitgefäße aufweisen, z. B. Calamus- oder Rattan-Sorten oder Salix (Weiden).

Als Hölzer können insbesondere neben dem schon erwähnten Weidenholz aber auch beispielsweise Pappelholz oder andere Laubhölzer wie Eichenholz oder auch Teakholz oder Nadelhölzer wie Kiefern-, Zedern- Fichten- oder Tannenholz verwendet werden. Als holzartige Materialien können neben dem schon erwähnten Rattan auch Humulus (Hopfen) oder bestimmte Gräser wie Bambus oder Seegräser verwendet werden.

Unter einem Elastomermaterial wird ein Material auf Basis eines oder mehrerer Elastomere verstanden oder ein Material, das ein oder mehrere Elastomer(e) oder Elastomer-Verbunde (Compounds) oder Elastomer-Mischungen umfasst, die insbesondere in Form reiner Polymere mit einem oder mehreren Monomeren (Homomere, Co-Polymere, Block-Copolymere) oder auch in Form von Mischtypen, Mischungen, Verbindungen oder Zusammensetzungen aus mehreren Polymertypen vorliegen können. Das Elastomermaterial kann auch in geschäumter Form oder als Schaum vorliegen und/oder Gaseinschlüsse aufweisen.

Bevorzugte Elastomere für das Elastomermaterial sind, vorzugsweise vernetzte, Naturkautschuke und/oder Synthesekautschuke.

Als Naturkautschuk kann insbesondere ein Latexmaterial oder ein aus einer Kautschukemulsion hergestelltes und ggf. zusätzlich geschäumtes Material verwendet werden.

Synthesekautschuke sind im Allgemeinen lineare Polymere oder Kettenpolymere, die durch Vulkanisation oder weitmaschige Vernetzung vernetzt sind und dadurch weichelastische Eigenschaften erhalten. Es können sowohl gesättigte (insbesondere sogenannte M-Elastomere) oder ungesättigte (sogenannte R-Elastomere) Synthesekautschuke und Elastomere zum Einsatz kommen. Insbesondere kommen thermoplastische Elastomere (TPE) in Betracht, die umformbar und deshalb besonders gut verarbeitbar und recylingfreundlich sind.

Geeignete Elastomere sind beispielsweise:

  • • Butadien-Elastomere (BR),
  • • Styrol/Butadien-Elastomere (SBR),
  • • Acrylnitril/Butadien-Elastomere (NBR),
  • • Isopren-Elastomere (IR, NR)
  • • Isopren/Isobuthylen-Copolymere (Butylkautschuk)
  • • Vinylelastomere, insbesondere Ethylen-Vinylacetat-Polymere (EVA) und -Copolymere (EVAC),
  • • Ethylen-Propylen-Copolymere (EPDM, EPM),
  • • Acrylkautschuk (ACM),
  • • Polyisobuthylen (PIB),
  • • Urethankautschuk (PUR)

Ein in der Kombination mit dem Holzwerkstoff der Federkörper besonders bevorzugtes Elastomermaterial ist ein Material auf Basis eines oder mehrerer Siloxan-Elastomer(e) (SI), das bzw. die im Allgemeinen aus vernetzten Polysiloxanen oder Polysiloxanverbindungen aufgebaut ist und/oder mit Makromolekülen mit fortlaufender Verknüpfung von Siliciumatomen und Sauerstoffatomen aufgebaut ist. Siloxan-Elastomere sind hitzefest und gesundheitlich und für die Umwelt praktisch unbedenklich.

Ein bevorzugtes Siloxan-Elastomer ist ein Siloxankautschuk (SIR), auch als Siliconkautschuk, Siloxangummi oder kurz Silicon bezeichnet. Ein Siloxankautschuk ist im Allgemeinen aus vernetzten hochmolekularen Polydimethylsiloxanen gebildet (Q), wobei insbesondere ein Teil der Methylgruppen durch Phenylgruppen (PMQ) oder Vinylgruppen (VMQ) ersetzt sein kann. Die Vulkanisation oder Vernetzung kann insbesondere eine Heißvernetzung, insbesondere mit Peroxiden, oder eine Kaltvernetzung, insbesondere mit Platinverbindungen, organischen Zinnverbindungen oder Aminen, sein oder auch direkt in einem Einkomponenten-Siloxankautschuk vorliegen.

Details, Verfahren zum Herstellen und weitere Eigenschaften von Siloxanpolymeren sind in dem Buch von Adolf Franck, „Kunststoff-Kompendium", Vogel Buchverlag, 5. Auflage, 2000, insbesondere auf den Seiten 408 bis 414, beschrieben, dessen Inhalt in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung mit einbezogen wird.

Insbesondere wird zum Herstellen eines Verbund-Federkörpers ein vorgefertigter Federkörper oder ein Rohmaterial für den Federkörper aus Holz oder holzähnlichem Material mit einem fließfähigen Siloxan-Ausgangsmaterial durchtränkt und benetzt. Das Siloxan-Ausgangsmaterial innerhalb der Holz- oder holzartigen Struktur wird anschließend zu einem Siloxan-Elastomer vernetzt (und ggf. auch fertig auspolymerisiert) und damit „ausgehärtet" oder verfestigt, insbesondere durch Heißvernetzung oder Kaltvernetzung oder Additionsvernetzung in Zweikomponentenausführung oder Einkomponentenvernetzung oder Kondensationsvernetzung mit Hilfe von Feuchtigkeit in der Luft in an sich bekannter Weise.

Siloxanelastomer und insbesondere Siliconkautschuk hat neben hervorragenden und langlebigen elastischen Eigenschaften auch den Vorteil, dass das Material sehr brandresistent und schädlingsresistent und hygienisch ist.

Insbesondere bei Verwendung von transparentem Siliconkautschuk können durch Wahl von Bunthölzern als auch durch Anfärben des Holzes entsprechende Effekte erzielt werden.

Das Elastomermaterial kann zur Verstärkung seiner Dissipation oder Dämpfungseigenschaften zusätzlich auch wenigstens ein Collagen und/oder wenigstens eine polare Flüssigkeit umfassen. Vorzugsweise sind dann Elastomer(e), Flüssigkeit und Collagen sind miteinander vermischt oder durchmischt oder durchsetzen einander in einem Gemenge oder einer Mischung und können insbesondere auch chemische oder physikalische Verbindungen miteinander aufweisen, die aber den chemischen Charakter der einzelnen Bestandteile in der Zusammensetzung nicht wesentlich verändern. Für diese Ausführungsform können insbesondere alle aus WO 2004/022999 A1 bekannten Merkmale und Eigenschaften übernommen werden.

In einer Ausführungsform umfasst das Material eine Vielzahl von Federkörpern, die statistisch oder unregelmäßig angeordnet sind.

Mit Hilfe von Ausrichtvorrichtungen, beispielsweise Kämmen, oder Rüttelvorrichtungen aufgrund der Schwerkraft kann aber auch eine zumindest überwiegende Ausrichtung oder regelmäßige gerichtete, beispielsweise rasterartige, Anordnung der Federkörper erreicht werden, so dass insbesondere die Federwege der Federkörper wenigstens überwiegend parallel zueinander verlaufen. Insbesondere können bei schraubenförmigen oder helikalen oder tellerförmigen Federkörpern die Hauptachsen bei wenigstens der Mehrzahl der Federkörper wenigstens annähernd parallel zueinander und/oder senkrecht zur Sitz- oder Liegefläche der Möbelpolsterung, insbesondere Matratze gerichtet sind.

Eine bevorzugten Verwendung des Materials gemäß der Erfindung ist in einer Sitz- oder Liegepolsterung wie einer Möbelpolsterung, Sesselpolsterung, Couchpolsterung, Autositzpolsterung, Matratze, Sitz- oder Liegematte oder dergleichen. Es sind aber auch andere Verwendungen möglich, so zum Beispiel allgemein in Vorrichtungen zum Dämpfen mechanischer Bewegungen, insbesondere mechanischer Stöße oder Schwingungen, vorzugsweise zum Schutz des menschlichen Körpers vor mechanischen Stößen, vorzugsweise in einer Schuhsohle, in einem Fußbett oder einer Schuheinlage oder in einem Helm oder einem Handschuh oder auch zum Dämpfen von Schwingungen oder Vibrationen zwischen zwei mechanischen Körpern.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren

1 ein elastisches Material mit einer Vielzahl von mit Silikon durchtränkten und verbundenen einzelnen Holzfederkörpern in einer Prinzipdarstellung,

2 einen helikalen mit Silikon getränkten Holzfederkörper für das Material gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht,

3 eine Verbindungsstelle von zwei Holzfederkörpern aus Silikon für das Material gemäß 1 und

4 ein mit Silikon durchtränkter und umhüllter Holzfederkörper in einem Querschnitt jeweils schematisch dargestellt sind. Einander entsprechende Teile und Größen sind in den 1 bis 4 mit denselben Bezugszeichen versehen.

Das Material gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 umfasst eine Vielzahl von Federkörpern 2, die insbesondere aus mit Siloxanelastomer getränkten helixförmigen oder gedrallten Holzspänen bestehen. Es sind sowohl die Leitgefäße 5 in den Holzspänen der Federkörper 2 sind mit Siloxanelastomer wenigstens teilweise gefüllt als auch die Oberflächen der Federkörper 2 mit einer Umhüllung 7 aus Siloxanelastomer umgeben (4). Die einzelnen Federkörper 2 sind über das Siloxanelastomer darüber hinaus an Verbindungsstellen 6 bereichsweise oder punktuell miteinander verbunden. Zwischen den Federkörpern 2 und auch zwischen den Verbindungsstellen 6 sind Zwischenräume 4 gebildet.

Gemäß der Erfindung wird durch das Zusammenfügen und daraus Zusammenwirken von Silikonkautschuk und definierten Holzelementen ein neuartiger vorteilhafter Materialverbund erzielt. Das Material gemäß der Erfindung hat konstruktiv definierbare Schwingungseigenschaften und Schwingungs-Dämpfungseigenschaften und darüber hinaus definierbare Klimatisierungseigenschaften (Belüftung – thermodynamische Merkmale). Ferner entspricht das Material gemäß der Erfindung bezüglich Hygiene und Haltbarkeit hohen Anforderungen und ist ökologisch und gesundheitlich verträglich in Produktion, Anwendung, beim Recycling und bei der Entsorgung.

Die Federeigenschaften der Holzelemente als auch ihre Belastbarkeit sind durch zweckmäßige Formgebung frei wählbar.

Ausführungsbeispiele sind neben den in 1 bis 4 gezeigten helixartig gedrehten Holzfederelemente aus bandartigem Span, welche in hauptsächlich zwei Achsen schwingen, wobei beliebige zweckorientierte Steigungswinkel der Helix (= Schraubengänge) machbar sind, auch nicht gezeigte Tellerfeder-Elemente, Blattfeder-Elemente, z. B. mit semiparabolischen Abschnitten oder auch ein Verbund aus einer Mischung verschiedener Federelemente.

Zur bevorzugten Herstellung werden erfindungsgemäß ausgestaltete Holz-Einzelelemente für die Federkörper 2 getrocknet und danach ganz oder teilweise unter Nutzung der Leitgefäße mit unpolymerisierten und/oder unvernetztem Silikonkautschuk getränkt sowie im selben oder einem weiteren Arbeitsgang mit unpolymerisierten und/oder unvernetztem Silikonkautschuk überzogen. Vor beendeter Polymerisation/Vernetzung werden die getränkten und benetzten Einzelelemente zur Kompaktierung in Formen gebracht und so zur gewünschten Endgestalt nach abgeschlossener Polymerisation/Vernetzung ausgeformt.

2
Federkörper
3
Material
4
Zwischenraum
5
Leitgefäße
6
Verbindungsstelle
7
Umhüllung


Anspruch[de]
Elastisches Material, insbesondere für eine Sitz- oder Schlaf- oder Liegepolsterung,

a) mit einer Vielzahl von Federkörpern (2),

b) die wenigstens überwiegend aus Holz oder einem holzartigen Material, dessen Leitgefäße (5) und/oder Zellen wenigstens teilweise mit einem Elastomermaterial gefüllt sind, bestehen und

c) die an voneinander beabstandeten Verbindungsstellen (6) über ein Elastomermaterial miteinander verbunden sind,

d) wobei zwischen den Federkörpern, vorzugsweise gasgefüllte, Zwischenräume (4) gebildet sind.
Elastisches Material nach Anspruch 1, bei dem die Federkörper unter der Einwirkung von Kräften von außen oder von Rückstellkräften in den Federkörpern sich verformen und in die Zwischenräume ausweichen oder sich bewegen können. Elastisches Material nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Bewegungsfreiheitsgrade und/oder Federwege und/oder Rückstellkräfte und/oder die Dämpfungseigenschaften der Federkörper abhängig von der Anordnung, Größe und Zahl der Zwischenräume und/oder abhängig von der Anordnung, Größe und Zahl der Verbindungsstellen sind oder eingestellt sind. Elastisches Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Federkörper an den Verbindungsstellen in einer netzartigen oder vernetzten Struktur aufgehängt sind. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die maximale Außenabmessung des oder der Federkörper in einem Bereich zwischen 0,5 mm und 10 cm liegt. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Federkörper alle aus dem gleichen Material bestehen. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Federkörper aus wenigstens zwei unterschiedlichen Materialien bestehen. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Federkörper wenigstens zwei unterschiedliche Federkennlinien aufweisen. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Federkörper wenigstens teilweise gekrümmt sind. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens ein Federkörper im Wesentlichen als Blattfeder ausgebildet ist. Material nach Anspruch 11, bei dem wenigstens ein als Blattfeder ausgebildeter Federkörper wenigstens teilweise gekrümmt ist, insbesondere in Form einer Parabel. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens ein Federkörper im Wesentlichen als Schraubenfeder oder Spiralfeder ausgebildet ist. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens ein Federkörper im Wesentlichen als Tellerfeder ausgebildet ist. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Abstände der Federkörper und/oder der Verbindungsstellen in einem Bereich von 0,1 mm bis 10 cm liegen. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem an den Verbindungsstellen und in den Federkörpern das gleiche Elastomermaterial vorgesehen ist. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eines oder jedes Elastomermaterial aus einem Elastomer oder einer Mischung mit Elastomeren oder einem Verbund mit Elastomeren gebildet ist. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der als Elastomer(e) für das Elastomermaterial wenigstens ein, vorzugsweise vernetzter, Naturkautschuk und/oder Synthesekautschuk vorgesehen ist. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der als Elastomer(e) für das Elastomermaterial wenigstens ein Siloxan-Elastomer, insbesondere ein Siloxankautschuk, vorgesehen ist. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Holz oder holzartiges Material für wenigstens einen Federkörper wenigstens ein Material aus der folgenden Gruppe von Materialien gewählt ist: Calamus, Rattan, Laubholz, Salix, Pappel, Eichenholz, Teakholz, Nadelholz, Kiefer, Zeder Fichte, Tanne, Hopfen, Gräser, Bambus, Seegräser. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Federkörper zumindest überwiegend gleich oder regelmäßig ausgerichtet sind und/oder die Federwege der Federkörper wenigstens überwiegend wenigstens annähernd parallel zueinander verlaufen. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem örtlich unterschiedliche Eigenschaften durch Anpassung der Material- oder Federkörpereigenschaften oder der Dichte oder Anzahl der Federkörper pro Volumeneinheit eingestellt sind. Verfahren zum Herstellen eines Materials nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den folgenden Verfahrensschritten:

a) Bereitstellen wenigstens eines im Wesentlichen noch unpolymerisierten und/oder unvernetzten flüssigen Elastomer-Ausgangsmaterials,

b) Durchtränken von Federkörpern oder Federkörper-Ausgangsmaterial, die oder das wenigstens überwiegend aus Holz oder einem holzartigen Material bestehen oder besteht, mit dem Elastomer-Ausgangsmaterial derart, dass Leitgefäße und/oder Zellen der Federkörper oder des Federkörper-Ausgangsmaterials wenigstens teilweise mit dem Elastomer-Ausgangsmaterial gefüllt werden und an einzelnen Verbindungsstellen zwischen den Federkörpern ebenfalls Elastomer-Ausgangsmaterial angeordnet wird,

c) Polymerisieren und/oder Vernetzen des Elastomer-Ausgangsmaterials in den Leitgefäßen und/oder Zellen der Federkörper sowie an den Verbindungsstellen zwischen den Federkörpern.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem ein vorgefertigtes Verbundmaterial aus Federkörpern, insbesondere ein Gewölle, Gestrick, Gewebe oder Geflecht, mit dem Elastomer-Ausgangsmaterial durchtränkt wird. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die durchtränkten Federkörper, vorzugsweise mittels wenigstens einer Pressform, zusammengepresst werden zumindest so lange, bis zumindest an den Verbindungsstellen zwischen den Federkörpern die Polymerisation und/oder Vernetzung des Elastomer-Ausgangsmaterials für eine feste Verbindung der Federkörper hinreichend abgeschlossen ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei dem die Polymerisation und/oder Vernetzung durch Steuerung der Prozesstemperatur und/oder des Prozessdruckes und/oder der Prozessatmosphäre gesteuert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, bei dem die Federkörper oder das Federkörper-Ausgangsmaterial vor dem Durchtränken mit dem Elastomer-Ausgangsmaterial getrocknet werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, bei dem die Federkörper vor dem Durchtränken mit dem Elastomer-Ausgangsmaterial ausgerichtet werden, insbesondere mit Hilfe von Ausrichtvorrichtungen wie Kämmen oder Rüttelvorrichtungen aufgrund der Schwerkraft. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, bei dem die Federkörper vor dem Durchtränken mit dem Elastomer-Ausgangsmaterial so angeschnitten oder mit einem Anschnitt versehen werden, dass Leitgefäße frei zugänglich sind.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com