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DE2606211B2 - Fiberfill aus Polyesterfasern - Google Patents

Fiberfill aus Polyesterfasern

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Publication number
DE2606211B2
DE2606211B2 DE2606211A DE2606211A DE2606211B2 DE 2606211 B2 DE2606211 B2 DE 2606211B2 DE 2606211 A DE2606211 A DE 2606211A DE 2606211 A DE2606211 A DE 2606211A DE 2606211 B2 DE2606211 B2 DE 2606211B2
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DE
Germany
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weight
fiberfill
fibers
polyester fibers
fiber
Prior art date
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Application number
DE2606211A
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English (en)
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DE2606211A1 (de
DE2606211C3 (de
Inventor
Robert 4047 Dormagen Boeck
Hans Juergen Hagebaum
Herbert Dr. Pelousek
Manfred Dr. Salamon
Klaus Juergen Dipl.-Ing. 4370 Marl Schreiber
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.)
Bayer AG
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Faserwerke Huels GmbH
Bayer AG
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.)
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Publication date
Application filed by Faserwerke Huels GmbH, Bayer AG filed Critical Faserwerke Huels GmbH
Priority to DE2606211A priority Critical patent/DE2606211C3/de
Priority to US05/768,574 priority patent/US4146674A/en
Priority to IT20313/77A priority patent/IT1078068B/it
Priority to NL7701642A priority patent/NL7701642A/xx
Priority to IE329/77A priority patent/IE44490B1/en
Priority to GB6426/77A priority patent/GB1540003A/en
Priority to BE174969A priority patent/BE851477A/xx
Priority to FR7704603A priority patent/FR2341691A1/fr
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Publication of DE2606211B2 publication Critical patent/DE2606211B2/de
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Publication of DE2606211C3 publication Critical patent/DE2606211C3/de
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    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
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Description

CH2-
CH,, -CH-O^ Vc-/
CH.,,
CH2
und Hexamethylendiamin,
C) einem Härter aus Zinn-dioctylmaleinat und ZinnbutyiiauratimGewichtsverhäitnis I: I
besteht
2. Fiberfili nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Antistatikum 0,1 bis 0,6 Gew.-% an oxäthyliertem 1,12-Dodecandiol, bezogen auf das Gewicht der Fasern, enthält.
3. Verfahren zur Herstellung von Fiberfill unter Verwendung von mit einer Silicon-Präparation und jo einem Antistatikmittel versehenen gekräuselten Polyesterfasern, dadurch gekennzeichnet, daß man ein in bekannter Weise verstrecktes, gekräuseltes
CH,
und fixiertes Polyester-Kabelband, dessen Einzelfilamente einen Titer von 3 bis 20 dtex und eine Kräuseibogenzahi 22 bis 30 auf 100 mm aufweisen, mit einer wäßrigen Siliconemulsion behandelt, welche besteht aus
A) einer Mischung von
a) OH-Gruppen-endgestopptem Polydimethylsiloxan und
b) Polymethylhydrogensüoxan
im Gewichtsverhältnis a : b von etwa 2"6 :17,
B) dem Reaktionsgemisch aus dem Epoxid der Formel
CH,
CH, CH2
und Hexamethylendiamin,
C) einem Härter aus Zinn-dioctylmaleinat und Zinnbutyllaurat im Gewichtsverhältnis 1:1,
anschließend das Kabelband abquetscht auf einen 4-, Gehalt an Emulsion, der nach der anschließenden Trocknung 0,2 bis 2Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Faser, an Polysiloxan-Präparation entspricht, trocknet und kondensiert und dann mit einer wäßrigen Lösung eines Antistatikums zum gewünschten Effektivauftrag aviviert, das Kabelband auf eine Schnittlänge von 30 bis 70 mm schneidet und die erhaltenen Stapelfasern in bekannter Weise zu einem Vlies verarbeitet
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das mit der Polysiloxan-Präparation versehene und getrocknete Kabelband mit einer solchen Menge der wäßrigen Lösung oxätlhyliertem 1,12-Dodecandiol aviviert, daß der Effeklivauftrag 0,1 bis 0,6 Gew.-°/o beträgt, bezogen auf das Gewicht der Faser.
Die Erfindung betrifft ein Fiberfili aus Polyesterfasern, dessen optimale Gebrauchseigenschaften durch eine spezielle Kombination aus Faserstruktur und Avivage erzielt werden.
Aus der DE-AS 14 44 034 ist es bekannt, gekräuselte Polyester-Stapelfasern, die mit einer wäßrigen Emulsion eines Siliconharzes, eines metallorganischen siliconhärtenden Katalysators und eines antistatischen Mittels behandelt wurden, als Füllmaterialien, z. B. in Kissen, zu verwenden. Durch die Behandlung mit der genannten wäßrigen Emulsion sollen die Kräuseleigenschahen der Fasern verbessert werden. Als besonders geeignete Silicone werden die in der US-PS 25 88 365 beschriebe-
65 nen und dort zur Behandlung von Textilien verwendeten Silicone erwähnt. Hierbei handelt es sich um trimethylsiloxyendblockierte Polydimethylsilouane. Als besonders geeignete Antistatikmittel, die gemäß DE-AS 44 034 ebenfalls zusammen mit den Siliconun in der wäßrigen Emulsion enthalten sein müssen, werden wasserunlösliche polymere quaternäre Ammoniumcarboxylate genannt.
Aus der US-PS 32 71 189 ist es weiterhin bekannt, ein Fiberfili herzustellen, dessen Polyesterfasern einen dünnen Überzug aus einem mit einem Methylhydrogenpolysiloxan vernetzten Methylpolysiloxan besitzen.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein nach den
bekannten Methoden hergestelltes Fiberfill noch nicht alle an seine Gebrauchstüchtigkeit gestellten Forderungen erfüllt Insbesondere läßt seine Waschbeständigkeit, d. h. die Gebrauchstüchtigkeit nach mehreren Waschen, noch zu wünschen übrig. Ein Kissen, das mit einem Polyester Fiberfill gemäß dem Stand der Technik gefüllt ist, läßt sich nach mehreren Wäschen nicht mehr so aufschütteln, daß es seinen ursprünglichen Füllzustand wieder erreicht.
Es bestand daher die Aufgabe, ein Fiberfill aus mit einer Siliconavivage, einem Härter und einem Antistatikmittel versehenen, gekräuselten Polyesterfasern zu schaffen, das eine hohe Gebrauchstüchtigkeit auch nach langem Gebrauch und mehreren Waschen beibehält.
CH,-
-CH-
io Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polyesterfasern einen Titer von 3—20 dtex, eine Schnittlänge von 30 bis 70 mm und eine Kräuselbogenzahl von 22 bis 30 auf 100 mm aufweisen und die mit einer Präparation versehen sind, die aus einem Antistatikum und 0,2 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Fasergewicht, eines Reaktionsproduktes aus
A) einer Mischung von
a) OH-Gruppen-endgestopptem Polydimethylsiloxanund
b) Polymethylhydrogensiloxan
im Gewichtsverhältnis a : b von etwa 26 :17,
B) dem Reaktionsgemisch aus dem Epoxid der Formel
CH3
und Hexamethylendiamin,
C) einem Härter aus Zinn-dioctylmaleinat und Zinnbutyllaurat im Gewichtsverhältnis 1:1
besteht.
Wenn diese Kombination von Faserstruktur und Zusammensetzung der Avivage eingehalten wird, hat das aus den Polyesterfasern hergestellte Fiberfill die gewünschten guten Gebrauchseigenschaften.
Man erhält das Fiberfill, indem man ein in bekannter Weise verstrecktu., gekräuseltes und fixiertes Polyester-Kabelband, dessen F'nzelfiL-Tienle einen Titer
C CH1 V-n_
(1—CH- \
CH,
jo von 3—20 dtex und eine Kräuselbogenzahl von 22—30 auf 100 mm (des Filaments im gestreckten Zustand) aufweisen, mit einer wäßrigen Siliconemulsion behandelt, weiche besteht aus
A) einer Mischung von
a) OH-Gruppen-endgestopptem Polydimethylsiloxanund
b) Polymethylhydrogensiloxan
im Gewichtsver'riältnis a : b von etwa 26 :17,
B) dem Reaktionsgemisch aus dem Epoxid der Formel
CH2
C)-CH
CH2
CH,
und Hexamethylendiamin,
C) einem Härter aus Zinndioctylmaleinat und Zinndibutyllaurat im Gewichtsverhältnis 1:1,
45
anschließend das Kabelband abquetscht auf einen Gehalt an Emulsion, der nach der anschließenden Trocknung 0,2 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Faser, an Polysiloxan-Präparation entspricht, trocknet und kondensiert und dann mit einer wäßrigen Lösung eines Antislatikums zum gewünschten Effektivauftrag aviviert, das Kabelband auf eine Schnittlänge von 30 bis 70 mm schneidet und die erhaltenen Stapelfasern in bekannter Weise zu einem Vlies verarbeitet.
Man kann auch bereits geschnittene Stapelfasern statt des Kabelbandes in der beschriebenen Weise behandeln und diese dann zum Vlies verarbeiten.
Als Polyesterfasern eignen sich alle bekannten Fasern dieser Art, wie sie durch Verspinnen von Polyestern, die durch Polykondensation von Dicarbonsäuren und Glykolen erhältlich sind, und entsprechende Nachbehandlung der erhaltenen Filamente in bekannter Weise erhalten werden. Besonders gut eignen sich Fasern aus Polyäthylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und dem Polyester aus Terephthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol.
Es ist wichtig, daß der Titer der Einzelfilamente im
Bereich von 3 bis 20 dtex, vorzugsweise von 5 bis 8 dtex, liegt.
Ebenso ist die Schnittlänge der Polyesterfasern von großer Bedeutung. Sie soll 30 bis 70 mm betragen, vorzugsweise im Bereich von 40—60 mm liegen.
Die Anzahl der Kräuselbögen auf 100 mm (des Filaments im gestreckten Zustand) soll 22 bis 30 betragen. Dieser Parameter hat sich als besonders kritisch erwiesen, da hiervon das Verhalten des Fiberfills nach erfolgten Waschen in äußerst starkem Maße abhängig ist. Füllvliese aus Fasern mit hoher Kräuseldichte haben zwar ein größeres Anfangsfüllvolumen als entsprechende Füllvliese aus Fasern mit geringerer Kräuseldichte, zeigen dagegen aber nicht den daunenähnlichen Charakter, den Füllvliese aus Fasern geringerer Kräuseldichte aufweisen. Die Vliese sind härter, erholen sich schlechter und neigen nach dem Waschen leichter zum Verklumpen als Vliesfüllungen aus Fasern mit niedriger Kräuseldichte.
Die durch eine geringe Kräuselintensität erreichte Beweglichkeit der einzelnen Fasern im Vlies, welches zu Kopfkissen und Steppartikeln verarbeitet wird, bleibt vor allem auch nach üblichen Haushaltswäschen erhalten, so daß eventuell auftretende Verschiebungen der Vlieseinlage durch der Hausfrau bekannte Manipulationen, wie Aufschütteln, Glattstreichen, leicht behoben werden können. Außerdem verhindert die geringe Faser-Faser-Rei-
bung des nach dem beanspruchten Verfahren hergestellten Füllmaterialsein Verklumpen und »Filzen« nach intensiver mechanischer Beanspruchung.
Die Zusammensetzung der auf die gekräuselten Kabelbänder aufzubringenden Präparation ist von ausschlaggebender Bedeutung für das Gebrauchsverhalten des daraus hergestellten Fiberfills.
Die wäßrige Silicon-Emulsion enthält die beiden Polysiloxan-Komponenten Polydimethylsiloxan (OH-Gruppen--ndgestoppt) und Polyhydrogenmethylsiloxan im Gewichtsverhältnis von etwa 26 :17. Das Polydimethylsiloxan hat vorzugsweise eine Viskosität von 17 000 bis 20 00OcP, das Polyhydrogenmethylsiloxar eine solche im Bereich von 15 cP. Mit dem Mischungsverhältnis von 26,1 :17,4 erhält man die besten Ergebnisse, jedoch sind Abweichungen von diesem Verhältnis bis zu ±3 Gew.-% ohne weiteres möglich, ohne das Ergebnis wesentlich zu beeinflussen. Es ist sehr wichtig, daß die Emulsion daneben auch noch das Reaktionsgemisch aus dem Diepoxid
-CH-(
/~\—O—
C—f V-O-CH CH2
CH3 O
und Hexamethylendiamin (im folgenden als »Polyepoxid A« bezeichnet) enthält. Auf diese Weise wird ein besonders gut haftender Auftrag auf das Fasermaterial erzielt.
Man erhält dieses Reaktionsgemisch wie in der DE-AS 11 53 524 beschrieben, indem mar das Diepoxid und das Diamin in solchen Mengen miteinander umsetzt, daß auf jedes aktive Wasserstoffatom des Diamins eine bis drei Epoxidgruppen kommen.
Schließlich enthält die Siliconölemulsion als Härter das Gemisch aus Zinndioctylmalcinat und Zinndibmyllaurat im Gewichtsverhältnis 1:1 in einer Menge von 1,8 bis 18Gew.-°/o, bezogen auf die Polysiloxan-Komponenten. Die Silicon-Emulsion kann im Sprüh-, Pflatsch-, Walzenauftrags- und Tauchverfahren auf das Kabelband aufgebracht werden, wobei sich das letztere als besonders zweckmäßig erwiesen hat. Anschließend wird so weit abgequetscht, daß nach dem Trocknen und Kondensieren ein Effektivauftrag von -0,2 bis 2%, bezogen auf das Fasergewicht, auf dem Kabelband vorhanden ist. Vorzugsweise beträgt der Auftrag 0,8 bis 1.2%.
Es hai sich weiterhin gezeigt, daß es vorteilhaft ist, das Antistatikum in einem getrennten Avivierungsprozeß nach der Silicon-Avivage aufzubringen. Vorher wird das Kabelband getrocknet und die Polysiloxanavivage auf demselben kondensiert. Dieser Verfahrensschritt erfolgt zweckmäßigerweise bei einer Temperatur von 120 bis 180°C während einer Zeit von 2 bis 10 Minuten.
Als Antistatika eignen sich alle üblicherweise für Polyesterfasern üblichen ionogenen und nichlionogenen Antistatika. Sie werden aus wäßriger Lösung mit einem liffcklivauftrag von 0,1 bis 0,6%, vorzugsweise 0,2 bis 0.4%, bezogen auf das Fasergewicht, aufgebracht. Bcsotiders geeignet als Antistatikum ist das Oxäthylierungsprodukt von 1,12-Dodecandiol.
Danach wird das Kabelband geschnitten, so daß gekräuselte Stapelfasern mit einer Schnittlänge von 30 bis 70 mm. vorzugsweise 40 bis 60 mm. erhalten werden.
Diese Stapelfasern können dann in bekannter Weise zu Vliesen weiterverarbeitet werden, die sich in hervorragender Weise als Fiberfill für Kisscnfüllungen, Füllungen von Decken u. dgl. eignen. Dieses Fiberfill kommt in seinen Gebrauchseigenschaften weitgehend einer natürlichen Dauenfüllung nahe.
Durch die optimale Abstimmung zwischen Faserart, Titer, Schnittlänge und Intensität der Kräuselung, der Art und Menge des Siliconauftages, der Härtermenge und der Art und Menge des Antistatikums führt zu einem Füllmaterial ,lit den gewünschten Eigenschaften.
Beispiel 1
Ein gekräuseltes und fixiervs Kabelband aus dem Polyester aus Terephthalsäure urä 1,4-Cyciohexandimethanol von ca. 50 ktex (Einzeltiter 5,8) und einer Kräuseldichte von 12—14 Bögen/50 mm wird mit einer 3gew.-%igen wäßrigen Siliconemulsion, hergestellt aus ei>'er Stammemulsion folgender Zusammensetzung
Polydimethylsiloxan
(OH-Gruppcn-cndgestoppt
Polymethylhydrogensiloxan
Polyepoxid A
HCI
Wasser
26,1 Gew.-%
17,4Gew.-%
6,5 Gew.-%
2,7 Gew.-%
473 Gew.-%
100,0 Gew.-%
und 3 g/l Härter (bezogen auf die 3%ige Flotte) im Tauchverfahren bei einem Abquetscheffekt von ca. 40% und einer Laufgeschwindigkeit von 60 m/min aviviert, zwischen 140 und 1700C getrocknet und kondensiert.
Der Effektivauftrag beträgt 1,2 Gew.-%. Dann wird mit einer 7,5gew.-%igen wäßrigen Lösung des Antistatikums 1,12-Dodecandiol (oxäthyliert) bei einem Effektivauftrag von 0,3 Gew.-% aviviert und anschließend auf 50 mm geschnitten. Die erhaltenen Fasern zeigen auf den üblichen Vliesanlagen nicht störende Aufladungen von ca. 50—200 Voll.
Bauschprüfungen an gekrempelten Faserproben zeigen das verbesserte Rücksprungvcrhalten des Materials gegenüber unbchandeltem Material (s. Tabel-
-,o IeI).
Verglcichsbcispiel
Das Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch beträgt die Kräuseldichte 16—18 Bögen/50 mm. Das unterschiedliche Gebrauch^verhalten ergibt sich aus Tabelle I.
Beispiel 2
bo Das Beispi.l 1 wird wiederholt mit einer Faser der Schnittlänge 60 mm. Die Gebrauchseigenschaften des erhaltenen Fiberfills sind in Tabelle 1 niedergelegt.
Für die Beurteilung der Füllfähigkeit, des Bauschverhaltens und Form- und Volumen-Beständigkeit wird das im Beispiel 1 und 2 und in dem Vergleichsbeispiel beschriebene Fiöerfill einer Bausch- und Waschprüfung unterzogen; das Ergebnis ist in Tabelle 1 zusammengefaßt.
Tabelle
26 00 211
Beispiel Titer
dtex
Kräuselbögen/ Schnitt-50 mm länge
mm
Rauschverhalten EBF
mm
Waschverhalten nach 3 Wäschen,
40 C Waschmaschine
1 5,8 12-14 50 59 31 91 gut; gleichmäßige Füllung
2 5,8 12-14 60 57 33 92 sehr gut; sehr gleichmäßige Füllung Vgl. 5,8 16-18 50 46 41 88 schlecht; die Fasern ballen zusammer
Prüfbedingungen
Bauschprüfung
In einen Zylinder mit einem Durchmesser von 90 mm und einer Höhe von 100 mm werden 15 g gekrempelter flocke eingefüllt und mit einem Slempeldruck von 25 p/cm- dynamisch (100 Be- und Entlastungen 10 min) belastet. Dabei bedeutet F die Füllhöhe (in mm) nach Beendigung des Versuchs, ßden Bauschwiderstand, el. h. die Rillhohe unter der vorgegebenen Belastung von ?'·> p-'ern-'. /:'= F- ßden elastischen Aufsprung.
Waschprüfung
Kissen der Größe 30 χ 30 ern und einer Fascrfüllung von 200 g/Kissen werden 3mal bei 40 C in einer Haushaltswaschmaschine gewaschen und anschließend bei XO C im I !mlufttrockenschrank getrocknet.
Beispiel 3
Fin verstrecktes. ungckräuseltes, unfixiertes Pol\ esterkiibcl von 50 ktex mit einem Finzeltiter von 5.8 dtex wird mit einer 20gcw.-°/nigcn wäßrigen Silkoncmulsion aus der in Beispiel I beschriebenen Stammlösung und 1 g Härtcr/I Flotte im Tauchverfahren aviviert, auf ca. 5% abgequetscht, anschließend gekräuselt (Kräuselbogenzahl 12—14/50 mm), getrocknet bei ca. 140— 180 C und kondensiert, fixiert, mit dem im Beispiel 1 verwendeten Antistatikum im .Sprühverfahren aviviert und geschnitten (.Schnittlänge 60 mm).
Siliconauftrag
Auftrag an Antistatikum
I Gew.-°/o
0,3 Gcw.-%
Das erhabene Fiberfill verhält sich wie das gemäß Beispiel 2crnaltene Fiberfill.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Fiberfili aus mit einer Siliconavivage, einem Härter und einem Antistatikmittel versehenen gekräuselten Polyesterfasern, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterfasern einen Titer von 3—20 dtex, eine Schnittlänge von 30 bis 70 mm und eine Kräuselbogenzahl von 22 bis 30 auf 100 mm aufweisen und die mit einer Präparation versehen sind, die aus einem Antistatikum und 0,2 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Fasergewicht, eines
Reaktionsproduktes aus
A) einer Mischung von
a) OH-Gruppen-endgestopptem IPolydimethylsiloxan und
b) Polymethylhydrogensiloxan
im Gewichtsverhältnis a : b von etwa 216 :17,
B) dem Reaktionsgemisch aus dem Epoxid der Formel
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