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DE1635598A1 - Schichtstoff - Google Patents

Schichtstoff

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Publication number
DE1635598A1
DE1635598A1 DE19671635598 DE1635598A DE1635598A1 DE 1635598 A1 DE1635598 A1 DE 1635598A1 DE 19671635598 DE19671635598 DE 19671635598 DE 1635598 A DE1635598 A DE 1635598A DE 1635598 A1 DE1635598 A1 DE 1635598A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fibers
fleece
threads
shaped
microcellular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19671635598
Other languages
English (en)
Inventor
Schick Mary Margaret
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of DE1635598A1 publication Critical patent/DE1635598A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C27/00—Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas
    • A47C27/12—Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas with fibrous inlays, e.g. made of wool, of cotton
    • A47C27/122—Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas with fibrous inlays, e.g. made of wool, of cotton with special fibres, such as acrylic thread, coconut, horsehair
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
    • D04H1/46—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres
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    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
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Description

Schichtstoff
Ms Erfindung betrifft einen resllienten Faserschichtstoff, der sich zur Polsterung bei Polstermöbeln, Kiesen, Matratzen und dergleichen wie auch zur Wärmeisolierung bei Kleidungsstücken, Jacken, Mänteln und dergleichen eignet.
Man hat für Polsterungssawecke sehr verschiedenartige Materialien eingesetzt, die von Metallfedern bis ssu Blöcken aus zellförmigen Elastomermaterialien und bis sru Vliesen aus faserartigen Stoffen wie Tierhaar oder Federn und Stroh und Vliesen au« Naturfaser (Baumwolle, Kapok) oder Kunstfasern (Polyäthylenterephthalat-Fa serf immaterial, Acetatmaterial) reichen. Zu den in Stepp- und Bettdecken, Schlafsäcken, Bekleidungsstücken für kaltes Wetter usw. eingesetzten Isollerroaterialien gehören Faservliese aus Baumwolle, Kapok, Polyäthylenterephthalat-FaserfUlimaterial usw.,
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Federn und Saunen oder, in jüngerer Zeit, durch Zerschneiden gewonnenes, dünnes, platten- oder folienfurmiges Material aus Polymerkunstschaumstoff, das durch Verschmelzen oder mittels Klebstoff an eine Stoff unterlage gebunden ist. Zu den verschiedenen, bei solchen bekannten Materialien zu findenden Mängeln gehören die Anfälligkeit für Faulen und Schimmeln, die schlechte Dauerhaftigkeit bei wiederholter Belastung, das verhältnisnäseig hohe Gewicht bei den Füllungedichten, welche die Erzielung eines angemessenen Last-Tragevermögens erlauben, die hohen Kosten bei die« sen Füllungsdichten und, besonders bei platten- oder folienartigen Schaumstoff Isoliermaterial, eine sohlechte Drapierbarkeit und eine Empfindlichkeit gegenüber Chemischreinigungsbehandlungeno
Die vorliegende Erfindung stellt einen resilienten Schichtstoff zur Verfügung, bei dem ein erstes Vlies aus regellos (statistisch ungeordnet oder zufallsmässig) angeordneten, mikrozellförmigen Fasern und ein an mindestens einer Fläche desselben vorgesehenes »weites Vlies aus dichten, im wesentlichen nichtzellförmigen Stapelfasern durch in das erste Vlies penetrierende Stapelfasern des zweiten Vlieses mechanisch zu einer kohärenten Einheit verbunden sind, wobei die mikrozellfürmigen Fasern von einem künstlichen, organischen Polymeren gebildet werden, das geschlossene Zellen bildet, bei denen im wesentlichen das gesamte Polymere in Form filmartiger Elemente von unter 2 Mikron Dicke vorliegt.
Vorzugsweise sind die mikrozellförmigen Fasern ultramikrosellförmig
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auegebildet, werden diese Fasern von einen kristallinen Polymeren gebildet und haben diese Fasern eine uniplanare Orientierung und gleichmässige Textur.
Pie mikrozellförnigen Fasern werden nach einer anderen Aueführungsform von Polyethylenterephthalat gebildet und stellen Endlos fäden dar» In besonders bevorzugter Weise werden auch die niohtzellförmigen Fasern von Polyethylenterephthalat gebildet»
Die mikrozellförmigen Fasern enthalten vorzugsweise ein durchdringungsunf ähiges Blähmittel und sind in besondere bevorzugter Weise aufgebläht.
Naoh der besten Ausführungsform werden die mikrozollförmigen Fasern von polyedrischen Zellen mit einer dt^rohschnittliohen Querabmessung von unter 1000 Mikron gebildet, wobei die Zellen ein durchdringungaunfähiges Blähmittel enthalten und die aikrozell~ förmigen Fasern eine Dichte von unter etwa 0,05 g/csr und einen Durchmesser von unter etwa 6,4 mm (0,25 Zoll) haben·
Bei alleiniger Verwendung wäre das mikrozellfurmige Vlies oder Körnvlies nioht mangelfrei, da die Fasern beim wiederholten Ein* satz unter entsprechenden Verlusten an sowohl Dicke als auoh Korn» fort einer Relativbewegung unterliegen und zur Zusammenbttndelung neigen würden. Das Penetrieren der Stapelfasern in das mikrozellförmige Vlies gemäss der Erfindung ergibt einen stärkeren Zueam-
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menhalt des letzteren und setet die Beweglichkeit der mikrozellförmigen Einzelfasern herab, wodurch eine ausgezeichnete Beibehaltung der Dicke wie auch ausgezeichnete Lastaufnahrae-Eigenschaften beim wiederholten Eineatz ermöglicht werden«
Darüberhinaus wirkt die Oberflächenschicht der dichten Stapeifa« Bern als Isolator, der die taktile Rauhgriffigkeit der mikrozellförmigen Fasern beseitigt oder zumindest wesentlich herabsetzt·
Bei dem nur an einer seiner Hauptflächen mit einem Vlies dichter Stapelfasern belegten, mikrozellförmigen Vlies liegt ein Fenetrie« ren von Stapelfasern über die gesamte Dicke des mikrozellfinnigen Vlieses unter der entsprechenden Ausbildung eines zusammenhaltenden Materials vor* Bei beidseitiger Belegung mit je einem Stapelfaservliee können Stapelfasern einer der oder beider Schichten in das mikrozellförmige Vlies reichen und dabei dieses auf seiner gesamten Dicke penetrieren.
Es genügt, wenn das Penetrieren der Stapelfasern in das mikrozellförmige Vlies nur intervallweise in Abständen vorliegt, wobei dies regellos oder in gemusterter Weise erfolgen kann. Das mikrozellförmige Vlies wird hierbei von den Stapelfasern nur auf verschiedenen Intervallen durchsetzt, wobei der Abstand der Penetrationeber ei ehe nur insoweit beschränkt ist, als dass der Verbundstoff einen genügenden Zusammenhang erlangt.
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Die alkrosellföralgen Fasern für die Zwecke der Erfindung müssen geschlossene Zellen aufweisen, um in diesen Gase zurückzuhalten su vermögen. Solche Fasern sind im geblähten Zustand somit pneu- ' matisch, d. h. die Einzelzellen wirken in Art winsiger Ballone, und tragen somit in maximaler Weise sowohl su den lastaufnahae-Eigenschaften als auch den Wärmeisoliereigenschaften bei· Schichtstoff e, bei denen die mikrozellförmlgen Fäden bu Anfang kollabiert sind, erlauben eine leichtere Handhabung; nach einer AusfÜhrungs^ form erlaubt die gesohloeseneellige Natur der mikrozellftSrmlgen Fäden die spätere Nachaufblänung der Stoffe an Ort und Stelle auf ihr volles pneumatisches Potential.
Die gemäes der Erfindung eingesetzten, im wesentlichen gesoblossenzelligen, mikrozellförmigen Fäden sind unter Ausbildung geschlossener, polyederfOrmiger Zellen mit einer maximalen Querabmessung von jeweils unter etwa 1000 Mikron, wobei jede Zelle vollständig von dünnen, filmartigen Polymerwänden von unter etwa 2 Mikron Dicke umschlossen ist, durch und durch im wesentlichen homogen geschäumt. Unter durch und durch im wesentlichen homogen geschäumt ist nicht nur eine geringe Streuung der Zellgrttssen (enge Zellgrössenverteilung) zu verstehen, sondern auch, dass der Faden von den geschäumten Teil umgebenden, getrennt identifisierbaren Häuten, Schichten oder Hüllen aus dichtem Polymerem frei ist, d. h. seine Aussenflttohe von dünnen Zellwände» gebildet wird· Di· Dichte der gasgeblähten, mikrosellfUralgen Fädrn liegt la Bereioh von 0,005 bis 0,05 g/om5· Dichte Polymernäute sind unerwünscht,
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da el« bei wiederholter Druckbiegebeanepruchung reissen können, da sit das pneumatische Verhalten des eingeschlossenen Schaumstoffe beschränken und da Ihr Qewioht je Volumeneinheit eingeschlossenes Gas «u hoch iet, um geringe Dichten erzielen ssu können.
Das durchdringungaunfähige Blähmittel iet ein Gas, welches die Zellwände im Vergleich mit luft so langsam durchdringt, dass ea im wesentlichen bleibend in den Zellen surtickgehalten wird.
Der Gehalt an geaohloaaenen Zellen wird gewöhnlich visuell öder
mikroskopisch bestimmt, kann andererseits aber auch nach einer Oaaverdrfingungsteohnik ermittelt werden, wie der Technik von Remington und Pariser, «Rubber World", Mai 1958, S. 261, die dahingehend abgeändert wird, dass man bei den kleinstmöglichen Druckunterschieden arbeitet. Ein überwiegender Gehalt an geaohloaaenen Zellen kommt qualitativ darin sum Ausdruck, dass ein gaageblähter, mlkroeellförmiger faden eich beim Zusammendrücken swisohen den Fingern pneumatiaoh anfühlt und sofort danach wieder seine ursprüngliche Grosse und Vorm erlangt.
Nikroiellförmige Fäden sind auoh nachgiebig und resilient derart, daaa der gasgeblähte Faden bei einer Belastung mit 0,70 kg/cm , belogen auf die aus der Länge und dem ursprünglichen Durohmesser erreohnete Fläohe, wobei die Last 1 Sek. aufrecht erhalten wird, einer DiokenTerminderung um mindestens 10 Jt unterliegt und beim
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Entlasten eine sofortige Dickenerholung auf mindestens 50, vorzugsweise im wesentlichen 100 i» der ursprünglichen Dicke ergibt»
Der Begriff der dichten Paser beEieht eich hier auf normale, nichtzellförmige oder nichtschaumBtofförmige Sextilfasem mit einer Paserdichte von mindestens 0,5 g/onr oder darüber« Unter der Oberflächenbelegung des Kernvlieses mit dem Vlies der dichten Faser ist hier je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck des fertigen Polstermaterial eine Bedeckung nur der Oberfläche des Kernvlieses, nur der Ober- und Unterflache des Kemvlieeee oder auch der Ober- und Ifaterfläehe und der Ränder des Keravlieees zu verstehen.
Als mikrozellförmiger Faden für den Einsatz in den Produkten ge=· ffiäss der Erfindung besonders erwünscht ist ein in der in der VSA Patentschrift 3 227 664 "beschriebenes Wsiss laltraadkrozellföriEiger Faden. Ultramikrossellförmige Fäden kennzeichnen eich zusätzlich dadurch, dass das Polymere in ihren dünnen Zellwändenp wie in der Patentschrift beschri-ifeen, eine uniplamare Orientierung «Lind gTfiichrasiaaige textur ma.fiv'eist. Bleee beiden letztg@nennteit> ?j^:eiific:aaf-fcgtri ergaben di© übendech@md holie Festigkeit der Fäden und iK3c*ien ihre Stellwände in einem Tboeonäsre hohen Grade gegen
Me %7easntliciie^ Eigenschaften eufv/eisende,milcrozsllförmige F&deu aua eiiaer breitem Vielfalt von sowohl Polymerisaten als auch
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Polykondensaten erhältlich. Typisch für solche Polymeren sind Polykohlenwasserstoffe, wie Polyäthylen, Polypropylen oder Polystyrol, Polyäther, wie Polyformaldehyd, Vinylpolymere, wie Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenfluorid, Polyamide, wie Polyeapro lactam, Polyhexamethylenadipamid oder Poly-m~phenylenieophthal" amid, Polyurethane, wie das Polymere von Äthylenbischlorformiat und - Ethylendiamin, Polyester, wie Polyhydroxypivalinsäure oder Polyäthylenterephthalat, Mischpolymere, wie Polyäthylenterephthal at/isophthalat, Polynitrile, wie Polyacrylnitril oder Polyvinyl idencyanid, Polyacrylate, wie Polymethylmethacrylat, und äquivalente Materialien.
Bine planare Molekularorientierung des Polymeren In den Zellwänden trägt wesentlich zur Festigkeit der Fäden bei* Zu einer bevorzugten Klasse von Polymeren für die Bildung mikrozellförmiger Fäden für die Zwecke der Erfindung gehören dementsprechend die Polymeren, die auf Orientierungsbehandlungen unter Zäher- und Festerwerden ansprechen. Zu dieser Klasse gehören Linearpolyäthylen, stereoreguläres Polypropylen, Polycaproltnctam, Polyäthylenterephthalat, Polyvinylchlorid und dergleichen. Weiter bevorzugt wird die Klasse der Polymeren, die für eine hohe Beständigkeit gegen Gasdurchdringung bekannt sind, wie Polyethylenterephthalat und Polyvinylchlorid.
Me mikrozellförmigen Fäden enthalten vorzugsweise genügend durchdringungsunfähiges Blähmittel, um in den Zellen einen ff
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nendruck von mindestens dem Atmosphärendruck zu erhalten.
Das Vorliegen des durchdringungsunfähigen Blähmittels In den ZeI-len ergibt einen osmotischen Gradienten für das Eindringen der Luft (oder einer anderen gasförmigen Umgebungeatmosphäre)· Die Zellen der mikrozellförmigen Fäden enthalten somit im Gleiohgewicht mit der Luft nicht nur Luft von etwa einer Atmosphäre Druck» sondern auch durchdringungsunfähiges Blähmittel bei einem, gegebenen Partialdruck. Der Gesamtdruck ist dann mindestens gleich dem Atmosphärendruck und stellt sicher, dass die Fäden vollständig gasgebläht und geschwollen sind. Bin Verlust an Luft durch Hindurchtreten durch die Zellwände bei Kompression ist gewöhnlich zu klein, um bei der Entlastung eine vollständige, sofortige Wiederaufblähung zu verhindern. Aber auch wenn sich keine sofortige, vollständige Wiederaufblähung einstellt, ergibt sich durch den auf dem durchIringungsunfähigen Blähmittel beruhenden osmotischen Gradienten eine spontane Wiederaufblähung durch das Ineglelchgewichtkommen unit der Umgebungsluit. {
Die Geschwindigkeit, mit welcher ein Blähgas ein gegebenes Polymeres durchdringt, nimiat mit aeinem Diffus ions vermögen und seiner Löslichkeit zu. Die durchdringungsunfähigen Blähmittel sollen dementsprechend die grosstmögliehe Holekulargrösse aufweisen, die mit der Srzielung des benötigten Dampfdrucks in Übereinklang zu bringen ist, und nur ein geringes oder kein Löseveraögen in Bezug auf das Polymere haben. Beispiele für ein« bevorzugt· Klaeee duroh-
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dringxmgeunfähiger Blähmittel stellen die Verbindungen dar, deren Moleküle andere chemische Bindungen als das das Gas umschlieasende Polymere, ein niedriges Dipolmoment und eine sehr geringe, atomare Polarisierbarkeit aufweisen.
Die durchdringungsunfähigen Blähmittel können aus der Gruppe Schwefelhexafluorid und gesättigte, aliphatisch und cycloaliphatische Verbindungen mit mindestens einer kovalenten Fluor-Kohlenstoff-Bindung, wobei die Zahl der Fluoratome vorzugsweise die 2ahl der Kohlenstoffatome überschreitet, gewählt werden. Vorzugsweise verwendet man als gesättigte aliphatisohe und cycloaliphatische Verbindungen Perhaiogenalkane und Perhalogencycloalkane, bei denen die Halogenatome zu mindestens 50 $> von Fluor gebildet werdenο Diese Blähmittel können zwar Äthersauerstoffbindungen enthalten, sind aber vorzugsweise von Stickstoffatomen, Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen und reaktiven, fraktionellen Gruppen frei» Spezielle Beispiele für durchdringungsunfähige Blähmittel sind Schwefelhexafluorid, Perfluorcyclobutan, sym-Dichlortetrafluoräthan, Perfluor-i^-dimetbyleyclobutan, Perfluordimethylcyclobutan-Misehungen, 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan, CF3CF2CF20CFHCF?, Chlortrifluormethan und Di chi ordi fluorine than. Oft sind Mischungen von zwei oder mehr durohdringungsunfähigsn Blähmitteln von Vorteil.
Die Zeichnung seigt in schematlsoher und vergrösserter Darstellung einen Sohiohtstoff gemäss der Erfindung, bei welchem ein
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Vlies mikrozellförmiger Fasern als Mittelschicht zwischen Vliesen aus dichten Stapelfasern liegt· Die in Abständen vorliegenden Bereiche, in denen die dichten Fasern den Kern penetrieren, ergeben ein durchgenähtes oder gestepptes Aussehen.
Die mikrozellfÖraigen Fäden werden in regelloser Weise unter Aufbau eines Kernvlieses der gewünschten Fläche und Dicke abgelegt. Dieser Kern ist bei einem vollständig aufgeblähten Zustand der mikrozelXförmigen Fasern resilient und von einer Verformung nach nimdeetens sswei Mechanismen erholungsfähig* Bratens sind die Fäden εοΓΓΒΐ auf Grimc! ihres geschlossenzelligen, dünnwandigen, gashaltigen Aufbaus pneisBiaiiseh, so dass sie sich von Verformungen auf Grund der Erholungekräfte des ssusammengepressten, in den Zellen eingeschlossenen Gases erholen. Zweitens ergeben die geschwollenen, mikrozellfönaigen Fäden einen beträchtlichen Widerstand gegen eine Verbiegung aus ihrer normalen, gestreckten Gestalt heraus, so dass eine Einführung solcher Verformungen durch eine Grobkompreesion des Vlieses durch diese Biegung eine Erholungekraft ergibt, welche sowohl der Kompression entgegenwirkt, als auch das Vliea auf seine ursprüngliche Form zurückführt, wenn die Kompres«- sionaaueeenkreft in Wegfall kommt. Beide Erholungekräfte hängen von öeta bestchenbleibenden Vorliegen des in den Zellen eingefangenen Gases ab, so dass für die Polstermaterialien mikrozellförmige Fäden mit einem Durchmesser von Über 1 1/2 mm (1/16 Zoll) (so dass kein leichter Gasverlust durch Diffusion aus den Innenzellen nach aussen eintreten kann) bevorzugt werden. Zn dieser
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Besiehung sind Durchmesser von bis eu grussenordnungsmässig etwa 6 bis 7 am (0,25 Zoll) vorteilhaft« Im Interesse verbesserter, ästhetischer Eigenschaften der Oberfläche und der Gleiohmässigkett andererseits werden bei den dünneren Wärmeisolationsvliesen, die sich z. B0 eis Zwischenfutter eignen, die feineren mikrozellförmigen Fäden bevorzugt. In jedem Falle jedoch enthalten die be» vorzugten Fäden in jeder Zelle, wie oben beschrieben, einen Anteil durchdringungsunfähiges Gas.
Die vollständig geblähten, mikrozellförmigen Fäden ergeben eine sehr geringe Dichte, im allgemeinen im Bereich von 0,0$ bis 0,005 g/cm5. Hit dem Schaumstoffaden»Kernvlies wird dann durch Nadeln oder auf ähnliche Weise ein Vlies dichter Faser vereinigt oder verbunden, wobei man γοη der Seite des Vlieses dichter Pasern aus arbeitet. Man erhält hierbei ein Penetrieren oder Eindringen der Enden eines Teils der dichten Stapelfasern in den Kern der mikrozellförmigen Fäden unter Einbindung (Verschlingung, Verfitzung bzw. Verwicklung) in diesem und somit nicht nur eine Aneinanderbindung der Schichten, sondern auch eine Verstärkung und Verunbeweglichung der gesamten Struktur, die die nachfolgende Handhabung, wie das Füllen oder Stopfen von Inletts oder anderen Bezugsetoffen erlaubt. Die Länge der Stapelfasern in den Vliesen der dichten Fasern beträgt vorzugsweise im Durchschnitt mindestens 2 1/2 cm (1 Zoll) und in besonders bevorzugter Weise mindestens 6,4 cm (2 1/2 Zoll).
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Dae pneumatische Kernvlies aus mikrozellfönnigen Fäden kann von einem dünnen, blatt- oder folienartigen Material mit einer nur zwei bis drei Faserdurohmessern entsprechenden Dicke bis zu einem Vlies- oder Wattematerial von mehreren Zoll ( 1 Zoll «2,54 cm) Dicke reichen. Die dickeren Vliese eignen eich mehr für Polsterimgazwecke, die dünneren mehr für Wärmeisolationsaweoke. Ein Dreischichten-Material mit einem dünnen Vlies mikrozellfurmlger Fäden als Hittelschicht» die auf der einen Seite eine Stoffunterlage und auf der anderen ein Deckvlies aus dichten Stapelfasern aufweist, das durch Nadeln oder hydraulische Verfitzung in die Mittelschicht eingebunden ist, stellt ebenfalls eine sehr erwünschte Materialform dar. Ähnliche Verbundstoffe mit Unterlagen aus Gaze (Cheese Cloth) oder grobem Juteleinen eignen sich für Möbel- oder Matratzen~Oberpolster. Für die dünnen Wärmeieollerstoffe werden Oberflächenbelag-Schichten aus dichten Fasern von geringem Fläohengewicht bevorzugt, wie Faserfttllmaterial von 10 g/m (0,3 OB./yd. ), während man bei Polsterungsstoffen, bei denen eine sehr weiche, resiliente, reiche Oberfläche wichtig ist, vorzugsweise mit dickeren Vliesen von bis zu 170 oder 340 g/a2 (5 oder 10 oz./yd.2) arbeitet.
Die mikrozellförmigen Fasern für den Einsatz im Kemvliee sind Fäden oder Stapelfasern genügender Länge, s. B. mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von mindestens etwa 10, üb sloh durch einfaches Zuführen (Fiddling) oder auf andere Weise regellos unter Bildung einer Schioht aus ineinandergreifenden Fasern
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ablegen zu lassen. Bas Hadeln stellt eine bekannte Technik dar, bei weloher ein Hadelsatz wiederholt durch die Oberfläche in das Material eingeführt wird, wodurch bei der vorliegenden Erfindung die linden eines Teils der Stapelfasern in den Oberflächenvlies nach unten in das Kernvlies mitgenommen und in dieses eingebunden werden. Unter dem hydraulischen Verfitzen ist eine verwandte Technik ssu verstehen» bei welcher nan feine Strahlen eines unter hohem Druck stehenden Fluide (Wasser) bei einem genügenden Aufpralldruok über die Oberfläche des Materials hinwegführt, um Teile der Fasern aus dem Oberflächenvlies in das Kernvlies su treiben, in das sie eingefitzt (eingebunden) werden·
Die Herstellung des Faserverbundetoffs geaäss der Erfindung kann nach einem bequemen, kontinuierlichen Verfahren erfolgen, indem man ein regelloses Vlies der mikrozellförmigen, direkt von der Spinnvorrichtung zugeführten Fäden auf ein laufendes Band ablegt, eine der oder beide Flächen des laufenden Vlieses mit einem mit der gleichen Geschwindigkeit sulaufenden Vlies dichter Stapeifa* sern belegt, und den Schiohtaufbau durch eine Vorrichtung führt, welohe duroh Nadeln oder hydraulisches Verfitzen die Schichten aneinander festlegt, und die für die einzelnen Polster, Kissen, . Füllungen usw. geeigneten Stüoke abschneidet. Wenn gewünscht, können die Verbundvliese mit elastischen Klebstoffen imprägniert werden, um die Dauerhaftigkeit des Vlieses noch weiter zu erhöhen und eine Faseranelnanderpaokung su minimieren· Auoh Flammschutzmittel und ähnliche Susatzmittel lassen sich durch Spritz- oder
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Tauchtechniken aufbringen.
Sie folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
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Man beschickt einen 1-1-Druckbehälter mit 400 g Polyalkylenterephthalat (bei 210° C getrocknet), 300 ml Methylenchlorid (über Calciumhydrid getrocknet), 54 g Pluortrichlormethan und 46 g Perfluorcyclobutan (durchdringungsunfähiges Blähmittel), erhitzt unter Umlauf des Behälters um seine Querachse auf 220° C, kühlt dann auf 210° C ab, bringt den Behälter in eine Vertikallage, schliesst eine Stickstoffgasquelle von 84 attt (1200 peig) an und
presst die Lösung durch 12 Löcher von 0,076 mm (0,003 Zoll) Durchmesser und 0,152 mm (0,006 Zoll) I&nge aus. Sie so erhaltenen, ultramikrozellfSrmigem Fäden werden direkt durch eine Venturiluftduse geführt und zur elektrostatischen Aufladung unter mini- ( maler Zugspannung über einen langsam umlaufenden Hagnesiumstab gezogen und dann auf eine mit einem Papierbogen bedeckte Aluminiumplatte von 61 χ 91 cm (2 χ 5 Fuss) abgelegt, wobei man die Platte während des Ablegens so bewegt, dass ein regelloser bzw« statistisch ungeordneter Aufbau des Vlieses auf eine gleiahmässige Sicke erhalten wird. Nach Ablegung mehrerer Faserlagen über die gesamte Oberfläche wird das Vlies mit Wasser bespritzt, um die Fasern gewichtezubelasten und ihre weitere Sammlung zu erleichtern.
Man baut auf diese Weise ein Vlies von 2 1/2 om (1 Zoll) Sicke auf,
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das dann in einen Inftofen von 110° .0 gegeben wird, um Wasser entfernen und die vollständige Aufblähung der Fäden zu bewir~ * ken, wobei die fliesdicke auf 3,8 es (1 1/2 Zoll) Bunitimt. Die Dichte der «inselnen, aufgeblähten, ultramikrogellfönaigen End·» loaf Säen "beträgt ungefähr 0,03 g/em^ und ihr durchschnittlicher Durchmesser etwa 0,15 ei.
Auf eine Oberfläche diese® fliese® wird "eine dünne Schicht 'auf der Krempel und dem Garnettöffner behandelte© Pplyäthylentere- . _ Iththalat-Vaeerfüllnaterial mit einem Sinselfae art lter- ύοώ. 4 »75 den' aufgelegt und hydraulisch eingebundenφ inde.tr .ffl'an Wa&r die Oberfläche ©inen Huchdruck^Wasserstrahl hinwegführt, der aus einer Sonde mit einer Austrittεöffnung won 0,076 mm {0,005 Zoll) "bei "35 atü (500 psig) Brück erhalten wird. Da® anfallende., wrfe= etigte flies wird getrocknet ι seine scheimbare Sichte beträgt .. 0,005 g/crn^ (0»3-PoimdsAubikfuae),* vovon 15 Gew.ji auf äas Faserfttllaaterlal entfallen. Pie.s©s Vlies eignet sieh als Polstermaterial für Polstermöbel für Stellen wie Aris®9 Ohrenpolster (bei Ohrensesseln) und Xopfauflagen* an denen gefällige ästhetlsobe Oberflächeneigensohaften und ein weicher Anfangspoletereffekt er~ wünscht sind.
Ihnlich wie in Beispiel 1 wird ein weiterer- Anteil ultramikrossoll förmiger Polyäthylenterephthalat-Fädem unter Verwendung ^on 400 g Polymer em* 215 ml Methylenchlorid und 45 ml (70 g) 1ftf2-Tri-
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BADORIGiNAt
chlor-Ί ,2*2~trifluoräthan hergestellt, wobei man bei einem Stickstof f druck von 56 atü (800 peig) durch eine 24~Üoch-!-Spinndüse (Loehdurchmesser O9102 mm und -länge 0,203 mm (0,004 bsw. 0,008 · Zoll) extrudiert. Die mit einer Geschwindigkeitvon sehäteungeweise etwa 1000 m/Min. (1100 Yards/Min.) austretenden Fäden werden in einem regellosen Haufen gesammelt und 20 Hin» in einem Umluftofen bei 110° 0 getrocknet. Diese vollständig geblähten, pneumatischen Fäden haben nunmehr eine Dichte von etwa 0,03 g/cor» eine, relative Viscosität von 42, ©ine Heissfestigkeit von 0,45 g/dan und einen Sinzelfadentiter von 39 den« Zur Erläuterung der Herstellung der Verbundpoleterstoffe gemäss der Erfindung aus kollabier» ten, geschlossenzelligen Fäden wird ein Anteil dieser ultramikro-Bellförmigen Polyäthylenterephthalat-Fäden einer13ntblähbehandlung unterworfen, indem man sie etwa 4 Min» in siedendes Methylenohlorid taucht, und dann aus dem Bad entnommen, ausgebreitet und luftgetrocknet jals Produkt erhält man kollabierte Fäden mit einer >*- ständigen Dichte von etwa 0,3 g/cm* gebildet.
Bin regelloses Vlies dieser kollabierten Polyäthylenterephthalat-Fäden von 78 g/m2 (2,3 os«/yd. ) Flächengewicht wird beidseitig mit einer Krempelwatte (Fläohengewicht 39 »0 g/m2 bs?W. T, 15 ob ./ yd2) aus Polyäthylenterephthalat-Faeerfüllmaterial ait einem Einzelfasertiter von 4,75 den belegt und dieser Aufbau beidseitig mit einem Hochdruok^Wasserstrahl in einem 5,1-cia-Blockmuster hydraulisch gebunden· Das so erhaltene, "gesteppte" Vlies- oder Wattematerial ist genügend gebunden, um bei der folgenden Hand-
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habung, einsehliesslich der !faehaufblähung der kollabierten, ultra mikrozellfärmigen Fasern, dauerhaft su sein. Zur Naehaufblähung wird das Verbundvlies 15 Hin» in ein siedendes Bad aus gleichen Raumteilen Methylenehlorid und 1,1 r 2-Triohlor-i,2,2-trifluoräthan getaucht und dann 15 Min. in einem ümluftoten bei 100° G getrocknet. Die ultramikrozeliförmigen Fäden werden durch diese lung auf eine beständige Dichte von etwa 0,03 g/cm'' gebläht; die Verbundvlies-Dioke beträgt nach dieser behandlung 4,1 cm(i96O Zoll) und die scheinbare Dichte 0,003 g/cm5 (0,20 Pounds/Kubikfuss) , Dieses Produkt,eignet sich als isolierendes-'Üwisehenfutter, dessen Isoliervermugen demjenigen bisheriger Faserwatten des drei- Ms zehnfachen Flächengewiohts äquivalent ist» .
Ein hervorragendes futtermaterial wird in ähnlicher Weise hergestellt, indem man ein regelloses Vlies von 34 g/m (1 oss./yd«- ) Plächengewicht aus kollabierten, ultramikrozellförmigen Fäden mit einer Sichte von etwa 0,3 g/cm* an der einen Fläch® mit einer Krempelwatte aus Polyäthylenterephthalat-Faserfüllmaterial mit einem Einzel fasert lter von 4,75 den und von 34 g/m Plftchengewiciht.- und an der anderen mit einem Heyontaft-Zwischenfutterstoff belegt., Mittels eines über die Paserfüllmaterial-Fläohe geführten Hochdruok~Vae8eretrahl@ werden die Enden eines Teils der Stapelfasern durch sowohl das ultramikrczellfarmige Kernvlies als auch ö@a Reyonstoff gedrückt und auf diese ¥eise die Bchiehteis in einem 5,1—cm-BlockmuBter in wirksamer Weise aneinander festgelegt. Das erhaltene Vlies- oder Wattematerial ist g@n%end gebunden* um es
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wie oben nachauf blähen au können (wobei Jedoch die iauchzöit auf 4 Min« vermindert wird, um eine Schädigung des Seyonstoffs minimal zu halten) ο Das material hat nach der Haehaufblähung der ultramikrossellförraigen Fasern eine Dicke von 2 1/2 ei (1 Zoll) und eine scheinbare Dichte, ausschllesslich der Stoffunterlage, von OvOO27 g/cnr5 (0,17 Pounds/Kubikfuse■)· Dieses resiliente Verbundmaterial eignet sich direkt als'.Zwischenfutter bzw. Putter, wobei man auf die Faserftillmaterial-Öberfläehe einen lgAussenn-Stoff aufbringt und wobei die fieyonetpff-Pläöhe direkt als freiliegende Innenfläche dient.
S_e 1 β ν i a I Jg ■ . ' . ■ .
Zur Herstellung von teilfcollabierten, mikrOEellföEiiigen PoIjpropylen-JFäden mischt man auf einem "be'feeisten Bxtruder gleiche Gevfdchtsteile Isotaktisches Polypropylen {"Prö-fax" 6223 von Hereules} und Fluorälchlormethan unö extrudiert die'erhaltene Lösung bei 1?Q° G und 88 atü Druck (1250 peig) durch eine ajliudrleehe öffnung vom 0,114 "ma (4,5 aiii) DuröhmeBB«r von 0,20 im (B aiii) Lange, wobei bei der ■ !tatspan-äungeverdampfung, dea Überhitzten J&Buagsaittelti ein mikroaellfiSrMigar W@.&en .anfälli;. Mese mlkroeellfSrnlgen ¥ääen «erden*von Polyeder- oder Mehrfläehnar-Zellengebildei;, die ihrerseits* von texturierten' Vändan mit einer Dicke von unter 2 Mikron gebildet -werden. Häeh dem InsgleicJagei^ichtkommen-iait der Omgebungsluf t -liegen'die Fäden Ίη einem teil» entbläh-ten Zustand vor, wobei die Dichte 0*0249*· g/ca^, der
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messer 0,356 mm (H alle) und die Heisefestigkeit 0,4 g/üen be» trägt. Dies® Endlosfäden werden untei» der Spinnöffnung als Vlies von 78 g/m (2,3 oa./yd· ) Fläehengewieht aus regellos abgelegten Fäden gesammelt.
Dieses Vlies aus -tellkollabierten.» mikrosellförmigen Fäden wird als "Füllung8* im ©in« Sshioht&ufbau mit einer OntereohiQht aus einer Watte aus dichten Stapelfasern v@n 34 g/m (1 osu/ydL ) Fläetangewiehte für die im Hinblick auf besonders angenehme, ästhetisch© Oberfläsh@n©ig@nschaiten' eine auf dem GarnettBffner behandelte Mischung dichter Polyätnylenterephthalatfaeern mit einem Einself©sertites* von 1P5 d©B aus Stapelfasern von-3»8-. eis bzw. 0,6ei Stapellttnge (1 1/2 bsw. 1/4 Zoll)'im Verhältnis von 70 ι 30 verwendet wird9 unä einer D©ete©hicht aus einer Watt.e aus der,gleichen Polyäthylenterephthalat«Stapelfa@er»Hischung '/on 68 g/m Flächengewieht (. 2 "o»,/yd.2) ©ingesetsst, die auror' hydraulisch gebunden worden istv indem nan sie auf einer'14 κ 14. " Siebunterlage mit eiti©r öffnuia^sf lache" von-ungefähr 45 $> den Wasserstrahlen aus Löchern von 0,1.76' ras (7 mil) Durchmesser aussetzt, welch® längs ©tee© Masser tob 35 atti (500 psig) zuführenden Rotoe® in 20 Iiöehern/g 1/2 ca ( 1 Soll) -entsprechenden. Abstäfe*· den eingebotet iind. Der .Dreischichtsnaufbau..wird verfestigt, indem man ihn unter V§r&f©ndUxmg der gleichen Vorrichtung bei Wasser" drückem v©n hl® su 6© ®ttl (850 psig) von der Deckschicht her in einem 796-oa-Blookaaster (3 Zoll) 'hydraulisch binclöt·- D®r amfallendüg pit iieM@f ^©s©!6 belegte Verbundstoff bsait&t @1η©η ge-
blihb©kamdlung im 1 098 1 9/ -1.409:
BAD ORiOINAt
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Zur vollständigen Aufblähung der den Stoffkern bildenden, mikrozellförmigen Fasern wird der Verbundstoff 50 Min. Perfluoroyolo·=· butandampf ausgesetzt» der in einem geschlossenen Druckbehälter · im Gleichgewicht mit der auf 55° C befindlichen Flüssigphase steht» Die Probe wird anschliessend direkt in einen ümluftofen von 100° C überführt und 15 Min. in diesem gehalten. Die mikrogell- * förmigen Polypropylenfäden werden durch diese Behandlung!.vollständig auf eine Sichte vom nur 0,0132 g/cm- aufgebläht» während die Dicke des Verbundpoleterstoffs gleichzeitig ®φ£3»5 cm (1 3/8 Zoll) steigt und die scheinbare Dichte O9ÖO56 ^ (0,35 Pounds/Kubikfuss) erreicht.
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Claims (1)

  1. Q-80.5 " 23» Jani 196T
    Resilient©** Schichtstoff, bei welchem ein Ylies aus regellos angeordneten» fflikroaellfönaigtii Pasern und ein an mindestens einer seiner Flächen vas>g@s6heiiea Vlies aus dichten, im wesentlichen nichtsellfärmigeii Stapelfasern durch Fen*? trieren von Fasern aus des Stapelf aser^flies in äa© ¥lies der fflikrozellförmigen Fasern m@chanis@M su e±n®T\ aufweisenden Einheit verbunden sind» wobei ä±@ migen Fasern von einem künstlichen,, organiseM©^ Polymeren gebildet werden, das geschlossene lallen bildet» bei denen im wesentlichen da® gesamte ^©Ι^μ®^®. %n "Form von filmartigen Elementen -won mt®r 2 Mikron Bieke vorliegt.
    2. Stoff nach Anspruch tg dadurch gekennzeichnete das® das Poly mere kristallin ist und die mikrosellfürmigen Fasern ultralaikrosellförmig® Fasern von uniplanarer Orientierung und glelohffiäseiger iex^ur sind.
    3» S*toff-aaoH Am@prm©k 2« dadurch g@lstfims@i@Mete dass die ultramikrosellfilsmigen Faserm JSnälQEtäümi mum phthalat sind.
    Stoff naoh @im®® o4«f a»hFev€fK isp. Ab9SV&Aui t M» 5, "dadurch
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    BADORtGlNAl
    gekennzeichnet, daee di@ diäten, im w@@entliehen förmigen Stapelfasern Polyäthylenterephthalst-Fßsern sind,
    .5, Stoff nach eine» oder mehreren der Ansprüche t Ms 4. dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen der ultramikrosellfurmigen Fasern ein durchdringungsunfähiges Blähmittel enthalten·
    6. Stoff nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die mikro- f zellfSrmigen Fasern voll aufgebläht sind.
    7. Stoff nach Anspruch 1,.dadurch, gekennzeichnet, dass die aikro-.eellfönaigen Fasern von ein Surohdringungeunfähiges Blähmittel enthaltenden, pol^ederförmigen Seilen sit einer durchschnittlichen Qiiera1»eeeisQSW& unter 1000 Mikron gebildet werden und eine Diohl;·- ^©m unter etwa'0t05--*e/ett. und einen Durchmesser von unter etwa 6 1/2 mm (etwa. O»25-.Soli) auf» weisen. ' . *
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    LeerseJte
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