Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Fluiden oder Gelen, insbesondere Stempelkissen, z.B. für selbstfärbende Stempelautomaten oder für Inkjet-pads.

Bekannt sind Schaumstoffkissen als Farb- und Tintenspeicher, die bei der Verwendung als Stempelkissen mit einem feinporigen, schaumbeschichteten Textilmaterial als Decklage laminiert sind. Der Schaumstoff dient einerseits als Farbspeicher, aber auch als rückstellfähiges Polster, das so ausgebildet ist, dass es sich bei Kontakt mit der Stempelfläche beim Stempelvorgang deformiert und anschließend selbstständig wieder in die Ausgangsposition zurückstellt.

Das an der Nutzfläche fixierte Deckmaterial bildet zwar die mechanisch abriebfeste Kontaktfläche, muss aber auch eine sehr feine und druckbeständige Porenstruktur aufweisen, um stets, unabhängig vom Deformationsgrad oder der Größe des Stempels einen besonders gleichmäßigen Farbstoffauftrag auf den Stempel und damit einen besonders klaren Stempelabdruck leisten zu können.

Die eingesetzten Farben enthalten zum Teil organische Lösungsmittel, vorzugsweise höhere Alkohole oder auch Etheralkohole, z.B. Butanol oder 1-Methoxy-2-propanol, um die Farbstoffrezeptur in einer verwendungsfähigen Form zu halten. Diese Lösungsmittel können aber zu einer ungewollt raschen Alterung des Schaumstoffes führen, der die Funktion eines Farbstoffreservoirs ausüben soll.

Denn die Verwendung von Chemikalien, insbesondere von Lösungsmitteln, in der Farbstoffrezeptur kann zur Beeinträchtigung oder gar Zerstörung der Porenstruktur des Schaumstoffs führen. Diese Beeinträchtigung kann schließlich zum Verlust der Elastizität und der elastischen Verformbarkeit des gesamten Polsters und schließlich zum Ausfall des gesamten Stempels führen.

Besonders nachteilig kann ein Versagen der Reservoirfunktion sein, indem beispielsweise beim Nachfüllen einer bestimmten Menge der Stempeltinte lediglich ein kleiner Anteil im Polster verbleibt, während ein nicht unwesentlicher Anteil der Stempeltinte nicht im Reservoir gebunden werden kann und aus dem Polsterbereich wieder heraus fließt.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Stempelkissen liegt in der Abnahme des Anpressdruckes und der damit verbundenen Rückstellfähigkeit des gesamten Laminates, wenn das Polster durch die Chemikalien in seinen technischen Eigenschaften beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elastisch verformbaren Farbstoffspeicher bereitzustellen, dessen Material von den üblich verwendeten Lösungsmitteln und Chemikalien nicht angegriffen wird.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bereitstellen von Fluiden und Gelen gelöst, mit einem Hauptkörper, bestehend aus einer Fasermischung, die zur dauerhaften Aufnahme von Fluiden geeignet ist, einer den Hauptkörper abdeckenden Schicht, die von den Fluiden oder Gelen durchdringbar ausgebildet ist, wobei die den Hauptkörper abdeckende Schicht mit dem Hauptkörper unlösbar verbunden ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 angegeben.

Vorteilhafterweise ist der Hauptkörper in seinem Volumen komprimierbar und gibt bei Kompression die Fluide oder Gele durch die den Hauptkörper abdeckende Schicht frei.

Vorteilhafterweise besteht der Hauptkörper aus unterschiedlichen Fasern oder Vliesen.

Vorteilhafterweise werden die unterschiedlichen Fasern oder Vliese durch Vernadeln, Filzen oder Walken miteinander verbunden, wobei die Techniken des Vernadelns, Filzens und Walkens dem Durchschnittsfachmann bekannt sind.

Zweckmäßigerweise bilden die Fasern des Hauptkörpers ein Filz- oder Vliesmaterial aus, welches durch das herkömmlich bekannte Fluidstrahl verfestigen verfestigt und komprimiert wird.

Für den Hauptkörper verwendetes Textilmaterial kann aus einer Vielzahl unterschiedlicher Fasern, wie z.B. Naturfasern, insbesondere Wolle, Viskose, oder Kunstfasern, insbesondere Polyacrylat-Superabsorber-Fasern, Polyacryl, Polyethylen, Polyester, Polyamid oder anderen Thermoplasten oder Polymerisaten, hergestellt werden.

Durch eine geeignete Mischung der oben genannten Fasern können die spezifischen chemischen und physikalischen Eigenschaften des Hauptkörpers dem jeweiligen Bedarf genau angepasst werden.

Durch geeignete Wahl von Faserrohstoffen für den Hauptkörper ist es möglich, eine bestimmte chemische Beständigkeit des Hauptkörpers z.B. gegen Chemikalien, insbesondere gegen organische Lösungsmittel, zu erzielen.

Über die eingesetzte Faserfeinheit, die Orientierung der Fasern und das spezifische Gewicht des für den Hauptkörper verwendeten Textilmaterials kann das spezifische Aufnahmevermögen für Fluide oder Gele, z.B. Farbstoffe, eingestellt werden.

Durch Variation der Dicke des Hauptkörpers kann demnach das Aufnahmevolumen für Fluide oder Gele, wie z.B. eine Dispersion oder Farbstofflösung, gesteuert werden. Die Verwendung von Fasern mit besonders hohem physikalischen Flüssigkeitsrückhaltevermögen, wie z.B. Viskose, Wolle oder Polyacrylat-Superabsorber-Fasern, ermöglicht die Aufnahme größerer Farbstoffmengen in der Porenstruktur des Hauptkörpers.

Durch die Verwendung von Fasern mit geringerem Faserdurchmesser erreicht man im Mittel feinere Poren, die aufgrund der größeren Kapillarkräfte eine größere Menge an Fluid oder Gel aufnehmen und festhalten können.

Folglich ist es möglich, durch die Auswahl des Fasertyps und der Faserfeinheit, sowie durch die Festlegung geeigneter Fasermischungen die Aufnahme-, Speicher- und Abgabefähigkeit des für den Hauptkörper verwendeten Textilmaterials für Fluide oder Gele, beispielsweise lösungsmittelbasierte Farbstoffe, in weiten Grenzen zu modifizieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die den Hauptkörper abdeckende Schicht aus beschichtetem Baumwollgewebe, feinporigem Filz oder aus meltblown-, spundbond-, oder spunlace Vlies oder aus gespaltenem oder geschorenem Wollfilz.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die den Hauptkörper abdeckende feinstrukturierte Schicht auf den Hauptkörper laminiert. Der Laminierungsprozess läuft bei Temperaturen ab, die sich an dem verwendeten Heißklebersystem orientieren.

Die Temperaturbeständigkeit der verwendeten Materialien, sowohl für den Hauptkörper, als auch für die den Hauptkörper abdeckende Schicht, ist so zu wählen, dass der kurzfristige Hitzekontakt keine Schädigung der verwendeten Materialien, wie z.B. des Filzes oder der Faserkomponenten, verursacht.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Hauptkörper einen wählbaren Anteil niedrigschmelzendes Fasermaterial, wie beispielsweise Schmelzklebefasern oder Bikomponentenfasern mit z.B. Kern-Mantel-Struktur.

Mit Hilfe dieser Fasern ist es möglich, die unterschiedlichen Fasertypen thermisch miteinander zu verbinden, vorzugsweise über eine Formschlussverbindung. Hierbei werden die enthaltenen Klebefasern thermisch aktiviert, d.h. sie werden über die Schmelztemperatur des niedrigschmelzenden Anteils erhitzt. Dieses Erhitzen und Aufschmelzen des niedrigschmelzenden Anteils führt zum Verfließen des nunmehr flüssigen Mantelanteils der Fasern. Aufgrund der Oberflächenspannung im flüssig-viskosen Kunststoff, schmiegt sich dieser um die jeweiligen Berührungspunkte der sich kreuzenden Fasern und bildet beim Erkalten Verdickungen an den Berührungspunkten, die z.B als ringartige Manschetten um diese Berührungspunkte ausgebildet sein können. Beim Abkühlen werden die übrigen Fasern an den Kreuzungspunkten und sonstigen Berührungspunkten verklebt.

Diese Verklebung kann z.B. in einem vorgeschalteten Prozess, z.B. Erhitzen in einem Textilspannrahmen über die Schmelztemperatur des niedrigschmelzenden Klebers, oder z.B. beim eigentlichen Laminierschritt mit der abdeckenden Schicht durchgeführt werden.

Der Vorteil der thermischen Bindung liegt zum einen in der Vermeidung von Faseraustrag an den Schnittkanten des für den Hauptkörper verwendeten Textilmaterials, das z.B. aus Bahnenware entnommen wird und dabei lose Schnittkanten aufweisen würde, wenn kein Bindesystem verwendet wird.

Ferner werden die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Reproduzierbarkeit des Rückstellvermögens des Hauptkörpers, z.B. in der Verwendung als Stempelkissen, wesentlich verbessert, da das Material durch die internen Bindepunkte verbesserte Federungseigenschaften gegenüber einem nicht gebundenem System aufweist.

Gegenüber einer chemischen Bindung der Fasern besteht der Vorteil, dass Porenvolumen weder durch einen zusätzlichen Ausrüstungsprozess, noch durch einen zusätzlichen Materialeintrag reduziert wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Verbindung zwischen dem Hauptkörper und der den Hauptkörper abdeckenden Schicht – ohne Verwendung eines weiteren Klebersystems – mit reversibel aktivierbarem Heißkleber. Hierfür muss der Bindefasertyp, sowie dessen anteilige Menge und Anordnung im Hauptkörper geeignet ausgewählt sein.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert.

Es wird eine Fasermischung aus 25% Viskose 3,3 dtex, 25% Viskose 6,7 dtex, 30% Polyamid 6, 6,7 dtex und 20% Copolyamid-Polyamid-Kern-Mantelfaser mit 4,2 dtex verwendet. Der Schmelzbereich des Copolyamidmantels der Kern-Mantelfaser kann z.B. bei 115°C liegen. Die Fasern werden zunächst gekrempelt, als Faservlies abgelegt und dieses mehrlagige Vlies wird der Vernadelung zugeführt. Die Dicke des Hauptkörpers beträgt vorzugsweise 3 mm bis 8 mm, z.B. 5,5 mm, bei einem Flächengewicht von vorzugsweise 500 g/m² bis 1500 g/m², z.B. ca. 900 g/m².

Das Material wird auf die Abmessungen einer beheizten Fläche einer Presse zugeschnitten, mit einem Heißklebevlies für die Laminierung belegt. Auf diese Materialschicht wird das Abdeckmaterial als dritte Schicht aufgelegt. Ein Pressvorgang bei einer Temperatur von 100°C bis 200°C, vorzugsweise 135°C, einem Druck von 1 bar bis 50 bar, z.B. 17 bar, und einem definiertem Plattenabstand von vorzugsweise 8 mm bis 10 mm für vorzugsweise 30 s bis 3 min, z.B. 1,5 min, führt zu einem Laminat, das, nach Abkühlung, in einem weiteren Arbeitsgang auf die benötigten Endformate zugeschnitten werden kann.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines Stempelkissens ohne Haltevorrichtung;

2 eine Detailansicht des Hauptkörpers 3 gemäß 1;

3 eine Schnittdarstellung eines Stempelkissens mit Haltevorrichtung;

4 eine Draufsicht des Stempelkissens mit Haltevorrichtung gemäß 3;

1 zeigt eine quaderförmige Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bereitstellen von Fluiden und Gelen zur Verwendung als Stempelkissen. Der Hauptkörper 3 besteht aus einem Filz- oder Vliesmaterial, dessen Fasern, wie in einer Detailansicht in 2 gezeigt, über ein thermisches Verfahren miteinander verbunden wurden. Auf den Hauptkörper 3 ist eine Kleberschicht 2 angebracht, welche das Laminieren der den Hauptkörper abdeckenden Schicht 1 auf den Hauptkörper ermöglicht. Die den Hauptkörper abdeckende Schicht 1 ist von den Fluiden oder Gelen durchdringbar ausgebildet und der Hauptkörper 3 ist in seinem Volumen komprimierbar, damit bei Ausübung von Druck durch einen Stempel auf die den Hauptkörper abdeckende Schicht 1 die Fluide oder Gele freigegeben werden.

2, eine Detailansicht des Hauptkörpers 3 gemäß 1, zeigt Verdickungen an einem Berührpunkt zweier sich kreuzender Fasern 4, aus welchen das Filz- oder Vliesmaterial zusammengesetzt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Verdickung in Form von ringartigen Manschetten 5a, 5b, 5c, 5d um den Kreuzungspunkt ausgebildet. Diese, hier ringartig ausgebildeten, Manschetten 5a, 5b, 5c, 5d bestehen aus niedrigschmelzendem Fasermaterial, welches im Fasermaterial des Hauptkörpers anteilig enthalten ist. Das durch Erhitzen verflüssigte, niedrigschmelzende Fasermaterial schmiegt sich um die Berührpunkte der sich kreuzenden Fasern 4 und verklebt diese unter Ausbildung der Verdickung 5a, 5b, 5c, 5d am Berührpunkt, nachdem das Material abgekühlt und der niedrigschmelzende Faseranteil wieder verfestigt ist.

3 ist eine Schnittdarstellung von einem Stempelkissen 1, 2, 3 in einer Haltevorrichtung 6a, 6b, d.h. von einem gebrauchsfertigen Stempelkissen. Die Haltevorrichtung ist quaderförmig ausgebildet, mit einer ebenfalls quaderförmigen Vertiefung, welche das Stempelkissen 1, 2, 3 gemäß 1 aufnehmen kann. Die seitlichen Ränder des oberen Teils 6a der Haltevorrichtung, welche, zusammen mit dem unteren Teil 6b der Haltevorrichtung, das Stempelkissen horizontal fixieren, sind in solcher Weise nach innen gebogen, dass sie sich an den Rand der oberen Deckfläche 1 des Stempelkissens anschmiegen und dieses dadurch auch in vertikaler Richtung fixieren. Die Haltevorrichtung 6a, 6b ist zweiteilig ausgebildet, um so ein einfaches Einbringen des Stempelkissens in die Haltevorrichtung zu ermöglichen und darauf folgend eine feste Verbindung beider Teile, z.B. durch Kleben, herzustellen.

In 4 ist das Stempelkissen mit Haltevorrichtung gemäß 3 in einer Draufsicht dargestellt.