DE3687477T2

DE3687477T2 - Polyesterfaserpolster und verfahren zu dessen herstellung.

Info

Publication number: DE3687477T2
Application number: DE8686106603T
Authority: DE
Inventors: Ilan Marcus
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: Advansa BV
Priority date: 1985-05-15
Filing date: 1986-05-15
Publication date: 1993-04-29
Anticipated expiration: 2006-05-16
Also published as: FI862016A; EP0203469A1; ES554988A0; JPH0379465B2; EP0203469B1; DK223386D0; IE59874B1; CA1250415A; FI84467C; FI862016A0; KR860009171A; FI84467B; NO167969C; AU581758B2; ATE84496T1; JPS6233856A; IE861278L; US5112684A; AU5744686A; NO167969B

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei und in bezug auf Polyesterfaser-Füllungsmaterial, gewöhnlich als Polyesterfaserfüllmaterial bezeichnet, und insbesondere die Bereitstellung von Polyesterfaserfüllmaterial in einer Form, die wiederaufschüttelbar ist.

Hintergrund der Erfindung

Polyesterfaserfüllmaterial ist weitgehend als wohlfeiles Material für Kissen, andere Bettartikel, wie Bettdecken und Schlafsäcke, Bekleidungsstücke und Fournisseurartikel, bekannt und wird technisch in großen Mengen verwendet. Das Faserfüllmaterial wird im allgemeinen aus Poly(ethylenterephthalat)-Stapelfasern von verschiedener Schnittlänge hergestellt. Zuweilen sind Hohlfasern bevorzugt gegenüber festen Fasern verwendet worden, und die Verwendung eines Silikon-Slickeners hat das Gleitvermögen und die ästhetischen Eigenschaften verbessert. Indessen sind Daunen und Gemische von Daunen mit Federn immer noch bevorzugt von einigen Verbrauchern aus verschiedenen Gründen wegen ihren ästhetischen Eigenschaften. Nachfolgend werden wir im allgemeinen auf Daunen bezug nehmen, obgleich zu verstehen ist, daß Gemische von Daunen und Federn oft verwendet werden und in der Praxis bevorzugt sind. Der Hauptvorteil und das vorteilhafte ästhetische Verhalten gegenüber bekannten synthetischen Materialien waren die, daß Daunen wiederaufschüttelbar sind. Das bedeutet, daß eine Bettdecke, die zusammengedrückte Daunen enthält, schnell in ihre ursprünglichen weichen und flaumigen Bedingungen zurückgeführt werden kann, einfach durch Schütteln und Klopfen. Das bleibt wahr für Daunensteppdecken selbst nach langem Gebrauch (vorausgesetzt, daß die Daunen nicht durch die Wirkung von Wasser beschädigt sind). In Kissen können selbst reine Daunen nach langem Gebrauch zusammengedrückt werden, so daß Gemische von Daunen und Federn im allgemeinen bevorzugt verwendet werden. Im Einsatz entwickeln schließlich alle bekannten synthetischen Ersatzstoffe schwere Defekte, wie das Verfilzen des Faserfüllmaterials, was zu sehr klumpigen Artikeln führt oder zu einem geringeren Zusammenballen des Faserfüllmaterials, das als ein Mangel an Gleichmäßigkeit und als Reduktion der Weichheit bei verlängertem Gebrauch erkennbar ist, im Gegensatz zu Daunen. Was erwünscht ist, ist ein waschbarer Artikel, der wiederholt wiederaufgeschüttelt werden kann, lediglich durch Schütteln und Klopfen.
Wegen der kommerziellen Erwünschtheit der Bereitstellung eines waschbaren daunenartigen Ersatzstoffes ist beträchtliche Forschungsarbeit angewendet worden, um Daunen und Federn und ihre Strukturen zu studieren. Es wurden Versuche gemacht, um die Eigenschaften und die Struktur von Daunen und von Federn zu simulieren, wobei Polyesterfaserfüllersatzstoffe in solcher Form, wie Flocken, z. B. US-Patente Nr. 4 259 400 und 4 320 166, Schlaufen, z. B. GB-Patent 2 050 818, und Troddeln, z. B. US-Patent 4 418 103, verwendet wurden. Diese schlossen mehrere Vorschläge ein, um Ersatzstoffe für Daunen durch Umwandlung von Polyesterfaserfüllmaterial in kugelförmige Körper zu erzeugen.
Miller, US-Patent 3 892 909, beschreibt Assemblagen von mehreren Formen einschließlich im wesentlichen zylindrischer oder kugelförmiger Körper und federartiger Körper von synthetischen Fasern, um Daunen zu simulieren. Miller nennt keine Maschinen, am diese Körper herzustellen. Millers Verfahren beinhaltet die Behandlung eines Kabels oder eines anderen Faserbündels mit einem Bindemittel, Zerschneiden des behandelten Kabels, um Stapel zu bilden, Formen der Körper der gewünschten Gestalt und Trocknen, um das Bindemittel zu härten und dadurch die gewünschte Form des Körpers zu erhalten. Während die Verwendung eines Bindemittels von Miller für wesentlich angesehen wird, vermindert das notwendigerweise die Weichheit des Produktes, und so wäre es erwünscht, die Notwendigkeit der Verwendung eines Bindemittels für diesen Zweck zu vermeiden. Nishiumi u. a., US-Patent 4 065 599, nennt kugelförmige Gebilde, die aus Fasern von einer Länge von mindestens 0,2 m bestehen, die in ähnlicher Weise miteinander an ihren Kontaktstellen fixiert sind durch Verwendung eines Klebemittels, wie eines thermoplastischen Polymers von niedrigem Schmelzpunkt. Nishiumi macht solche sphärischen Gebilde individuell, durch Schleudern der Fasern in ein poröses Gefäß und Rotieren und Scherschneiden der Filamente darin mit Hilfe exzentrischer Gasströme, und dann Absetzen und Fixieren der Filamente. Werthaiser u. a., US-Patent 4 144 294, offenbart eine Methode zur Umwandlung von flächenartigen Segmenten von garnettierten Polyesterfasern in runde Gebilde. Diese garnettierten Gebilde wurden mit einem Harz besprüht, um die Fasern an ihren Kontaktstellen zu verbinden. Die Gebilde können gerührt, gewalzt und getumbelt werden, um die Bildung der runden Körper zu unterstützen. Maruse Kogyo, GB-Patent 2 065 728, erwähnt Daunen nicht, aber beschreibt das Wattieren in Form von Kügelchen von synthetischen Fasern, die gekräuselten Faserflaum darstellen und ineinander verschlungen sind. Maruses Verfahren umfaßt das öffnen der Rohfaser, das Blasen der geöffneten Faser durch weitläufige Rohre aus Isoliermaterial, um die Faser mit Elektrizität auf zuladen und dadurch die Fasern in Kügelchen zu formen, und dann das Besprühen der Kügelchen mit einem Harzbindemittel. So umfassen diese Methoden des Standes der Technik die Verwendung eines Bindemittels, um die Fasern in ihrer Kugelform zu fixieren. Diese Verwendung eines Bindemittels und die entstandene mangelnde Bewegungsfreiheit der Fasern ist für einen Daunenersatzstoff nicht erwünscht, weil dadurch eine merkliche Reduktion an Weichheit verursacht wird.
JP-A-57 000 048 (Toray) beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Faserbällchen durch Trennen eines großen Blocks von kurzen Fasern, einschließlich Polyesterfasern, in kleine Gruppen durch mechanisches Verziehen, Überführen der Gruppen in einen begrenzten Raum und Anwendung von mechanischen Zerknitterungskräften auf die Gruppen in dem Raum, vorzugsweise unter Aufbringung einer Harzbeschichtung auf die Oberflächen der Bällchen. Das Ziel ist, ein Faserfüllmaterial zu erhalten, das seine ursprüngliche Bauschigkeit durch Anwendung äußerer Kräfte wie Schlagen wiedergewinnen kann. Jedes Faserbällchen soll Fasern enthalten, die dreidimensional ineinandergewirrt sind. Die bevorzugte Maschine für das mechanische Zerknittern ist wie eine Krempel.
Wir sind von einem konkurrierenden Angebot gewahr (bezeichnet als 38K), das einige kleine abgeflachten Scheiben im Gemisch mit längeren zylindrischen Formen (als Tails bekannt) enthält. Die Polyesterfasern dieses Produktes sind spiralig gekräuselt. Kein Bindemittel ist anwesend. 38K ist eine Verbesserung über manche Formen von losem Faserfüllmaterial in bezug auf Wiederaufschüttelbarkeit, aber ist nicht gut, wenn man es mit Daunen vergleicht, weil 38K bei längerem Gebrauch klumpt.
Somit ist bisher kein synthetisches Produkt als wirkliche Alternative zu Daunen bekannt, welche einen bedeutenden Vorteil in bezug auf Wiederaufschüttelbarkeit hat. Es wäre erwünscht, ein Polyesterfaserfüllmaterial zur Verfügung zu haben mit den Eigenschaften der Wiederaufschüttelbarkeit (von Daunen erhältlich) und ebenso mit Waschbarkeit (ungleich Daunen) und bei niedrigeren Kosten als Daunen.

Übersicht über die Erfindung

Gemäß der Erfindung sind wiederaufschüttelbare Faserbällchen vorgesehen, die im wesentlichen aus ineinandergewirrtem Polyesterfaserfüllmaterial bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserfüllmaterial spiralgekräuselt und mit einem Slickener überzogen ist und eine Schnittlänge von etwa 10 bis etwa 60 mm hat und ungeordnet ineinandergewirrt innerhalb der Faserbällchen ist, die eine durchschnittliche Dimension von 1 bis 15 mm haben und worin mindestens 50 Gew.-% der Bällchen einen solchen Querschnitt haben, daß seine maximale Dimension nicht mehr als zweimal seiner minimalen Dimension beträgt, und die Faserbällchen einen Kohäsionswert wie nachfolgend definiert von weniger als 6 Newton (N) haben.
Gemäß der Erfindung ist auch ein erfahren zur Formung von Polyesterfüllmaterial in Faserkügelchen vorgesehen, die für den Transport durch Luftblasen geeignet sind, involvierend die Trennung des Faserfüllmaterials in eine Mehrzahl von diskreten Faserbüscheln, die gegen die innerezylindrische Wand eines stationären zylindrischen Gefäßes mit Blättern getumbelt wird, die um eine axiale Welle rotieren, die horizontal angeordnet ist, und sich dadurch kennzeichnet, daß das Polyesterfaserfüllmaterial eine spirale Kräuselung, eine Schnittlänge von etwa 10 bis etwa 60 mm hat und geslickert ist, und daß die Faserbüschel durch Luft getumbelt werden, die durch die Rührblätter gerührt ist, wodurch die Faserbüschel wiederholt gewendet und durch die Luft gegen die zylindrische Innenwand geschleudert werden, um die Fasern ineinanderzuwirren und so die Faserbüschel zu kondensieren und in Faserbällchen von ungeordnet ineinandergewirrten Fasern von einer durchschnittlichen Dimension von 1 bis 15 mm umzuformen, wobei mindestens 50 Gew.-% der Bällchen einen solchen Querschnitt haben, daß die maximale Dimension nicht größer als das zweifache der Minimaldimension ist, und die Faserbällchen einen Kohäsionswert wie nachfolgend definiert von weniger als 6 Newton (N) haben.
Wie nachfolgend diskutiert gibt es keine objektive Messung der Wiederaufschüttelbarkeit. Wiederaufschüttelbarkeit wird deshalb nur subjektiv bewertet, und eine quantitative Messung der Kohäsion wurde vorgeschlagen, um die Wiederaufschüttelbarkeit der Faserbällchen der Erfindung indirekt zu messen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine etwas vergrößerte (1,5X) Fotografie des Produktes der Erfindung.
Fig. 2 ist eine stärker vergrößerte (21X) Fotografie des Produktes der Erfindung.
Fig. 3 ist eine etwas vergrößerte (1,5X) Fotografie des Wettbewerbsangebotes 38K.
Fig. 4 ist eine stärker vergrößerte (23X) Fotografie des Wettbewerbsangebots 38K.
Fig. 5 und 6 sind schematische Zeichnungen der Maschine im Schnitt, die dazu verwendet wird, das Produkt der Erfindung herzustellen.
Fig. 7 ist ein Graph, der die Kohäsion einiger Faserfüllmaterialien gegenüber der Wiederaufschüttelbarkeit von Steppdecken, die solche Produkte enthält, zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die Natur der Faserbällchen gemäß der Erfindung kann in den Fig. 1 und 2 der begleitenden Zeichnungen gesehen werden und kann mit den Fig. 3 und 4 gemäß dem Stande der Technik verglichen werden. Alle diese Figuren sind Fotografien, die vergrößert worden sind, und für welche die Bällchen, aus Gründen der Konvenienz, etwas voneinander getrennt sind. In der schwach vergrößerten (1,5X) Fotografie (Fig. 1) sind genug Bällchen, so daß die vorherrschende Zahl von Bällchen gegenüber den Tails beobachtet werden kann. In der stärker vergrößerten (21X) Fotografie (Fig. 2) kann erkannt werden, daß die Bällchen nicht merklich haarig sind und eine ungeordnete Struktur haben, welche in der Tat dreidimensional ist. Das kann noch deutlicher gesehen werden durch Vergleich mit den Fotografien von etwa ähnlichen Vergrößerungen in den Fig. 3 und 4 des Wettbewerbsangebotes 38K. In Fig. 4 sind viel mehr Härchen, die sich von der Oberfläche der Gebilde erstrecken, und das ist teilweise verantwortlich für die erhöhte Kohäsion und die schlechtere Wiederaufschüttelbarkeit von 38K. In 38K ist auch ein merklich größerer Grad von Parallelismus der Fasern, d. h. eine weniger ungeordnete Struktur, enthalten. Obgleich auf den ersten Anblick einige Ähnlichkeiten zwischen dem spiralig gekräuselten Faserfüllstoff in den Fig. 1 und 3 zu erkennen sind, bestätigt eine nähere Inspektion, daß die Gebilde in Fig. 3 haariger sind und mehr Tails enthalten und weniger Gebilde von rundem Querschnitt haben, beide Merkmale die Kohäsion erhöhen und die Wiederaufschüttelbarkeit vermindern. Was nicht so leicht erkennbar ist durch eine zweidimensionale Fotografie, aber durch tatsächliche Inspektion bestätigt werden kann, ist, daß die Gebilde, die in den Fig. 3 und 4 rund aussehen, tatsächlich flache Scheiben sind und ganz unterschiedlich von den dreidimensionalen Bällchen der Erfindung, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt werden, sind.
Die Scheiben von 38K und die Faserbällchen der Erfindung haben beide Querschnitte von dem gleichen ungefähren Durchmesser, obgleich 38K eine merkliche Menge von längeren Tails enthält, welches als ein schwerwiegender Defekt anzusehen ist, weil anzunehmen ist, daß eine durchschnittliche Dimension von weniger als 15 mm für ästhetische Eigenschaften wichtig ist. Größere Kügelchen können im allgemeinen deutlich zu fühlen sein, und das ist ein Defekt von vielen bekannten Vorschlägen.
Ein wesentliches Element der Erfindung ist die Verwendung von spiralig gekräuseltem Faserfüllmaterial, d. h. Fasern, die eine merkliche dreidimensionale Kräuselung haben. Die Bereitstellung einer solchen spiraligen Kräuselung ist an sich für andere Zwecke bekannt. Sie kann wirtschaftlich hergestellt werden durch asymmetrische Abschreckung von frisch extrudierten Polyesterfilamenten, wie z. B. in Kilian, US-Patente 3 050 821 oder 3 118 012, insbesondere für Filamente in einem verstreckten Denier von etwa 1 bis 10 gezeigt ist. Man nimmt an, daß die spiralige Kräuselung von Unterschieden in der kristallinen Struktur quer über den Faserdurchschnitt herrührt, wodurch unterschiedlicher Schrumpf entsteht, so daß sich die Fasern bei geeigneter Wärmebehandlung spiralförmig kräuseln. Die Kräusel brauchen nicht regulär zu sein und sind in der Tat oft ganz unregelmäßig, aber sie sind in drei Dimensionen gekräuselt und werden so als spiralig gekräuselt bezeichnet, um sie von der zweidimensionalen Kräuselung zu unterscheiden, die durch mechanische Mittel hergestellt ist. Asymmetrische Abschreckung ist eine bevorzugte Technik und wurde verwendet, um die meisten Faserbällchen in den Beispielen herzustellen. Ein alternativer Weg zur Erzeugung von Spiralkräuselung ist die Herstellung von Bikomponentfilamenten, die manchmal auch als Zweikomponentenfäden bezeichnet werden. Die Komponenten haben bei Wärmebehandlung einen unterschiedlichen Schrumpf und werden dadurch spiralig gekräuselt. Bikomponentfilamente sind im allgemeinen teurer, aber können sich für manche Endzwecke empfehlen, insbesondere, wenn es erwünscht ist, Faserfüllmaterial von relativ hohem Titer zu verwenden, welchem durch asymmetrische Abschreckung schwieriger eine spiralige Kräuselung erteilt werden kann. Polyesterbikomponentfilamente sind z. B. in Evans u. a., US-Patent 3 671 379, gezeigt. Besonders gute Resultate sind durch Verwendung eines Polyesterbikomponentfaserfüllmaterials erzielt worden, das von Unitika Ltd. als H38X verkauft wird und hier im Beispiel IIIB gezeigt ist. Natürlich besteht insbesondere bei Bikomponentfilamenten keine Notwendigkeit, nur Polyesterkomponenten zu verwenden. Ein geeignetes Polyamid/ Polyester-Bikomponentfilament kann verwendet, um eine gute spiralige Kräuselung zu ergeben.
Abgesehen von der spiraligen Kräuselung, die wesentlich ist, können die Stapelfasern des Faserfüllmaterials kompakt oder hohl sein, von rundem oder nicht-rundem Querschnitt, und sonst wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, gemäß den gewünschten ästhetischen Eigenschaften und gemäß dem verfügbaren Material.
Die spiralige Kräuselung muß in dem Faserfüllmaterial entwickelt werden, damit die Herstellung der Faserbällchen möglich wird. So wird ein Kabel aus asymmetrisch abgeschreckten Polyesterfilamenten durch Schmelzspinnen und Aufnehmen der Fäden hergestellt. Das Kabel wird dann verstreckt, geslickent, entspannt und konventionell in Stapelfasern geschnitten, und nach dem Schneiden wieder entspannt, um den asymmetrischen Charakter der Faser zu erhöhen. Dieser Charakter ist notwendig, damit sich die Fasern kräuseln und die gewünschten Faserbällchen mit minimaler Haarigkeit bilden. Mechanisches Kräuseln, z. B. in einer Stauchkammer, ist im allgemeinen nicht erwünscht, weil eine unzweckmäßige Wärmebehandlung die gewünschte spiralige Kräuselung zerstören kann, und mechanisch gekräuseltes Faserfüllmaterial nicht die gewünschten Faserbällchen bildet. Eine solche mechanische Kräuselung ist keine Alternative zur Spiralkräuselung, weil die mechanische Kräuselung eine zweidimensionale Kräuselung ergibt, welche nicht die gewünschten Faserbällchen bildet. Indessen haben wir gefunden, daß die Verhaltensweise der Faserfüllmaterials verbessert werden kann, wenn ein gewisser Grad an mechanischer Kräuselung dem Filamentkabel durch zweckentsprechende Wärmebehandlung erteilt wird, wodurch das fertige Faserbällchen eine Kombination von mechanischer Kräuselung und spiraliger Kräuselung enthält.
Polyester-Faserfüllmaterial wird wie andere Stapelfaser im allgemeinen in verdichteten Ballen transportiert, die konventionell zuerst in einem Öffner behandelt werden, um die einzelnen Fasern in einem gewissen Ausmaß voneinander zu trennen, bevor sie weiterbehandelt werden, z. B. auf einer Karde, wenn eine parallelisierte Bahn gewünscht ist. Zur Herstellung der Produkte der Erfindung ist es nicht notwendig, und im allgemeinen unerwünscht, die Fasern vollständig zu parallelisieren, aber es ist erwünscht, die Fasern zuerst zu öffnen und vor der Behandlung zur Bildung der Faserbällchen in diskrete Büschel zu trennen, wie beschrieben wird.
Die Faserbällchen werden durch Lufttumbeln kleiner Büschel von Faserfüllmaterial (von spiraliger Kräuselung) wiederholt gegen die Wandung eines Gefäßes gebildet, um die Gebilde zu verdichten und sie runder zu machen. Je länger die Behandlung, umso dichter sind im allgemeinen die entstandenen Bällchen. Es ist anzunehmen, daß durch die wiederholte Beaufschlagung der Gebilde die einzelnen Fasern sich noch mehr ineinander wirren und wegen der spiraligen Kräuselung zusammenschließen. Um ein wiederaufschüttelbares Produkt zu erhalten, ist es jedoch auch notwendig, die Haarigkeit der Bällchen zu reduzieren, weil die spiralige Kräuselung jeder vorstehenden Faser die Kohäsion erhöht und die Wiederaufschüttelbarkeit reduziert. Diese Kohäsion kann jedoch auch etwas durch gründliche Verteilung eines Slickeners, vorzugsweise eines Silikon-Slickeners, reduziert werden, wie er beispielsweise beschrieben ist in US-Patent 3 454 422, um das Gleiten zwischen den Faserbällchen zu erhöhen. Geeignete Konzentrationen sind allgemein 0,15 bis 0,5%, vorzugsweise 0,3 bis 0,4%, Si vom Gewicht der Faser (gemessen durch Röntgenfluoreszenz), aber das hängt von den Materialien ab und wie sie angewendet werden. Wegen der Verwendung wirksamerer Slickener können nun geringere Mengen verwendet werden, z. B. etwa 0,1% Si, um die gewünschte niedrige Kohäsion zu erzielen. Der Slickener beeinflußt auch die ästhetischen Eigenschaften. Je nach den gewünschten ästhetischen Eigenschaften kann der Umfang des Tumbelns und die Anwendung von Slickener reguliert werden.
Das Lufttumbeln ist zufriedenstellend in einer modifizierten Maschine ausgeführt worden, die auf einer Lorch-Maschine beruht, und die im Handel erhältlich ist, aber für die Zwecke der Erfindung umgeändert und umgebaut werden muß.
Die ursprüngliche Maschine war eine Lorch-Auflockerer/Mischer M/L7-Maschine, zu beziehen von Lorch AG, Esslingen, Deutschland, die normalerweise für das Mischen von Federn mit Daunen und/oder synthetischen Fasern verwendet wird. Diese Maschine enthält eine stationäre zylindrische Trommel von einer Länge von etwa 1,3 m und einem Durchmesser von etwa 1,1 m, und ist montiert an seiner horizontalen Länge. Eine längs angeordnete zentrale Welle, die mit Rührblättern aus Kunststoff ausgerüstet ist, rotiert mit Geschwindigkeiten von 250 bis 350 U/Min., um den Inhalt zu rühren, während Luft und das zu vermischende Material im Kreislauf geführt werden, indem sie durch Auslässe an jeder kreisförmigen Endfläche der Trommel abgezogen und durch die zylindrische Wandung in der Mitte der Längsausdehnung rückgeführt werden. Für die Verwendung zur Herstellung der Faserbällchen der Erfindung wurde dieser Lorch M/L7 Auflockerer/Mischer modifiziert, indem er wesentlich umgestaltet und umgebaut wurde, damit die Welle mit Federstahlrührblättern bei höherer Geschwindigkeit, bis zu etwa 1000 U/Min., rotiert, so daß die Maschine die entstandene höhere Beanspruchung aushält, und damit die rauhen Stellen, Vorsprünge und Diskontinuitäten eliminiert, die sonst das Faserfüllmaterial belasten würden.
Die modifizierte Maschine und ihre Anwendung sind in den Fig. 5 und 6 der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Der Hauptkörper ist eine stationäre, horizontale,zylindrische Trommel 1, in der eine rotierende axiale Welle 2 angeordnet ist, die von einem Motor 3 angetrieben wird und mit radialen Rührblättern 4 ausgestattet ist, die sich nicht bis an die Wand der Trommel erstrecken. Der Inhalt der Trommel wird im Kreislauf geführt, indem er zuerst durch die Auslässe 16 und 18 an jedem Ende abgezogen und durch die Rohrleitungen 10 und das Gebläse 9 in die Einlaßöffnung 12 zurückgeführt wird. Vor der Einführung des als Ausgangsmaterial verwendeten Faserfüllmaterials wird der Motor gestartet, um die Welle mit den Rührblättern mit einer verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit anzutreiben. Dann wird Gebläse 9 eingeschaltet, um Faserfüllmaterial von der Versorgungsquelle abzuziehen. Wenn die Trommel mit genügend Faserfüllmaterial beladen ist, wird die Zufuhr von Faserfüllmaterial abgestellt und der Kreislauf des Faserfüllmaterials begonnen. Der optimale Betrieb der Maschine kann empirisch bestimmt werden, da dies von der Beschaffenheit des als Ausgangsmaterial dienenden Faserfüllstoffes und dem gewünschten Produkt abhängt. Wenn das als Ausgangsmaterial dienende Faserfüllmaterial schon hinreichend separiert in kleine diskrete Büschel ist, die lediglich eine Umformung und Kondensierung benötigen, kann die Welle genügend lange bei hoher Rotationsgeschwindigkeit betrieben werden, um diesen Zweck zu erreichen. Wenn jedoch das als Ausgangsmaterial dienende Faserfüllmaterial lediglich lose genug ist, um geblasen zu werden, und noch die Trennung in kleine diskrete Büschel benötigt, dann soll die Welle bei niedriger Rotationsgeschwindigkeit betrieben werden, bis die Büschel genügend klein und separiert sind. Der Fortschritt kann durch Sichtgläser beobachtet werden, die konventionell in der Wandung und in den Endflächen 15 und 17 der Trommel angeordnet sind.
Zwischen den äußersten Enden der Rührblätter und der zylindrischen Trommelwandung ist ein ringförmiger peripherer Raum. Weil wegen der Zentrifugalkräfte der größte Teil des Faserfüllmaterials sich in dem Ringraum befindet, ist es erwünscht, die Maschine nicht zu überladen. Es ist anzunehmen, daß die wichtigste Funktion der Rührblätter die ist, die Luft zu rühren, um Turbulenz zu erzeugen, und die Bällchen der Fasern wiederholt zu wenden, so daß sie kontinuierlich unterschiedliche Flächen der Wandung des Gefäßes darbieten und so abgerundete Bällchen erzeugen, und nicht gerollte Zylinder (tails). Sobald während der Hochgeschwindigkeitsmaßnahme ein Teil gebildet wird, ist es unwahrscheinlich, daß dieser in ein Faserbällchen umgewandelt wird, sondern er wird seine zylindrische Oberfläche jedesmal der Trommelwand darbieten und so lediglich ein dichteres Tail werden. Dadurch wird die Kohäsion des Produktes erhöht und so seine Wiederaufschüttelbarkeit ungünstig beeinflußt.
Wie nachfolgend beschrieben kann die modifizierte Lorch-Maschine (oder ein kommerzieller Lorch-Mischer), wenn gewünscht, verwendet werden, um die Faserbällchen der Erfindung mit anderen Materialien gut zu mischen, z. B. Naturprodukten, wie Daunen oder Federn, andere Fasern oder Stücken von Nonwoven-Stoffen, um Gleitvermögen zu erhalten, wie in der Technik bekannt ist.
Die Erfindung wird weiter in den nachfolgenden Beispielen beschrieben. Alle Teile und Prozentangaben sind Gewichtsangaben, und von dem Gewicht der Faser, wenn nicht anders festgestellt.

Beispiel I

Ein Kabel von asymmetrisch abgeschreckten, verstreckten, geslickenten Poly(ethylenterephthalat)-Filamenten von 4,7 dtex wurde konventionell ohne mechanische Kräuselung hergestellt, und zwar mit einem Verstreckungsverhältnis von 2,8X, einem kommerziellen Polysiloxan-Slickener in einer Menge von 0,35% Si und bei einer Entspannungstemperatur von 175ºC, wodurch der Silikon-Slickener auf den Filamenten im Kabel gehärtet wurde. Die Filamente wurden auf 35 mm geschnitten und wiederum in Stapelform bei 175ºC entspannt. Das Stapelgarn wurde auf eine Dichte von 200 kg/m³ verdichtet. Dieses Faserfüllmaterial wurde unter Verwendung eines "Rotopic"-Öffners (erhältlich von Rieter, Schweiz) geöffnet, und ein Ansatz wurde durch Luftstrom in die beschriebene und erläuterte modifizierte Maschine eingebracht und zuerst 1 Min. bei 250 U/Min. behandelt, um die Fasermasse in kleine diskrete Büschel aufzubrechen, und dann 3 Min. bei 400 U/Min., um diese Büschel in Faserbällchen umzuwandeln und dann diese Bällchen zu verdichten,
d. h. die Faserbällchen gemäß der Erfindung herzustellen, welche mit 0,5% eines bei niedriger Temperatur härtenden Silikons (Ultratex ESU), verdünnt mit 4 Teilen Wasser je Teil Silikon, besprüht werden, um die Kohäsion der Faserbällchen weiter zu reduzieren. Fast zwei Drittel des entstandenen Produktes bestanden aus runden Faserbällchen. Dieses Produkt verhielt sich sehr gut als Kissenfüllung bei voll akzeptabler Wiederaufschüttelbarkeit, Haltbarkeit und Griff nach dem Stampfen auf dem Ermüdungstester (nachfolgend beschrieben), wie aus einem Vergleich von einigen Schlüsseleigenschaften in Tabelle 1 zu ersehen ist, worin Posten 1, die Probe der Erfindung, verglichen wird mit vier kommerziell erhältlichen Produkten, wie beschrieben. Die erste Zeile gibt an, ob diese Faserfüllprodukte lose (Posten 3 und 4) oder diskrete geformte Gebilde (Posten 1, 2 und 5) sind. Die nächste Zeile gibt für die geformten Körper an, ob die Faserfüllprodukte hauptsächlich rund sind, wie nachfolgend durch das Zählverfahren beschrieben, weil eine solche Kugelform von Bedeutung für die Wiederaufschüttelbarkeit ist. Die nächste Zeile gibt den Kohäsionswert des Faserfüllproduktes an, gemessen wie nachfolgend beschrieben. Die letzte Zeile gibt die Wiederaufschüttelbarkeit von Kissen an, die jedes Faserfüllmaterial enthalten, durch den nachfolgend beschriebenen subjektiven Test, nach dem Einstampfen auf dem Ermüdungstester nach einer Bewertung von 1 bis 10, wobei alles weniger als 7 bei sehr strikter Basis nicht akzeptierbar ist, und wobei auf der gleichen sehr strikten Basis 7 ein Grenzfall ist und 8 mehr akzeptabel ist und 10 anzeigt, daß die Wiederaufschüttelbarkeit nach dem Stampfen im Ermüdungstester unverändert geblieben ist. Tabelle 1 Proben Faserfüllprodukt Beschreibung Bällchen gemischt lose Zylinder % rund Kohäsion (Newton) Kissen Wiederaufschüttelbarkeit

Beschreibung der Proben

1. Probe der Erfindung, Beispiel I, hauptsächlich Bällchen, spiral gekräuselt, durchschnittliche Dimension 3-5 mm
2. Wettbewerbsprodukt (38K), (Gemisch von 9 und 2,7 dtex, auch spiral gekräuselt), einige Scheiben gemischt mit mehr Tails (selbst die runden Körper sind flache Scheiben, nicht kugelförmig)
3. loses kommerzielles "Dacron"Faserfüllmaterial (6,1 dtex; 35 mm Schnittlänge, 4 Loch-Hohlfaser, keine Spiralkräuselung), das eine bemerkenswerte Verbesserung in ästhetischer Hinsicht darstellt, insbesondere Weichheit gegenüber den bekannten losen Faserfüllmaterialien.
4. "Esterolla", loses Konkurrenzprodukt, verkauft von Toyobo (1,6 dtex, 40 mm Schnittlänge, keine Spiralkräuselung).
5. "Eslon III", Konkurrenzprodukt von niedrigem Filament-Titer (2,7 dtex, 29 mm Schnittlänge, Spiralkräuselung), in kompakte Zylinder von parallelisierten Fasern von einer Länge von 50 bis 100 mm und Breite von 2 bis 4 mm gequetscht.
* Zu bemerken ist, daß dieses Kissen (wie vom Hersteller empfohlen) mit 20% mehr Faserfüllstoff als die anderen Kissen gefüllt war, womit dieses Resultat nicht vergleichbar mit den anderen wird.

Vergleich

Wenn Probe 3 in Tabelle 1, das handelsübliche "Dacron"- Faserfüllmaterial ohne Spiralkräuselung, in der gleichen modifizierten Maschine bei 400 U/Min. 5 Min. behandelt war, war das Resultat lediglich eine lose Masse von Faserfüllmaterial, mehr als 95% geöffnet, ohne jede Verdichtung in geformte Körper. Dies zeigt die Notwendigkeit der Verwendung eines spiralgekräuselten Produktes als Ausgangsmaterial, um die Faserbällchen der Erfindung zu erhalten.

Beispiel II

Dieses Beispiel zeigt die Wirkung verschiedener Bedingungen der Behandlung unter Verwendung des gleichen spiralgekräuselten Ausgangsfaserfüllmaterials von Beispiel 1.
A - Zuerst wurde als Ausgangspunkt (Vergleich) das Ausgangsfaserfüllmaterial in loser Form hergestellt, ohne es in der Maschine zu bearbeiten.
B - Das Ausgangsfaserfüllmaterial wurde 8 Min. bei 350 U/Min. bearbeitet, um Faserbällchen herzustellen (nur 40%).
C - Das Ausgangsfaserfüllmaterial wurde zuerst auf dem "Rotopic"öffner geöffnet und dann 5 Min. bei 700 U/Min. bearbeitet, um einen grösseren Anteil an Faserbällchen, aber von ähnlichem Kohäsionswert, zu erhalten.
D - Probe C wurde mit 0,5% des gleichen Silikons wie in Beispiel I besprüht, um den Kohäsionswert zu reduzieren.
Die gleichen Schlüsseleigenschaften wie in Tabelle 1 werden für diese Produkte in Tabelle 2 verglichen. Die Wiederaufschüttelbarkeit ist in jedem Falle gegenüber derjenigen von 38K (Probe 2 in Tabelle 1) überlegen. Aus den Resultaten von C und D ist zu ersehen, daß die Kohäsion durch Anwendung von Silikon merklich reduziert wird und daß die Wiederaufschüttelbarkeit auf Akzeptanz im Grenzbereich erhöht wird, aber in bezug auf Wiederaufschüttelbarkeit dem Beispiel I unterlegen ist. Tabelle 2 Proben Faserfüllprodukt % Bällchen Kohäsion (Newton) Kissen Wiederaufschüttelbakreit
Um jeden Zweifel zu vermeiden, soll betont werden, daß Probe 1, das Produkt von Beispiel I, ein bevorzugtes Produkt ist wegen seiner merklich besseren Wiederaufschüttelbarkeit, was, wie anzunehmen, das Resultat des niedrigen Kohäsionswertes (3,0) ist, welch-diese Faserbällchen zu einem ausgezeichneten Faserfüllmaterial für die Verwendung in Kissen macht, wo fast daunenartige Wiederaufschüttelbarkeit erwünscht ist, insbesondere in bestimmten Märkten in Europa und in USA. Die Proben B, C und insbesondere D sind indessen auch neue Produkte mit verbesserter Wiederaufschüttelbarkeit, und man kann erwarten, daß diese auf anderen Märkten Brauchbarkeit finden, z. B. wenn eine ausgezeichnete Wiederaufschüttelbarkeit nicht von Hauptbedeutung ist, und weil andere Vorteile vorhanden sind, z. B. eine Transportfähigkeit durch Luft, da der Kohäsionswert (weniger als 6, vorzugsweise etwa 4,5 oder weniger) noch niedriger ist und die Wiederaufschüttelbarkeit auch besser ist als die meisten geformten Körper des Standes der Technik, wie 38K.
Obgleich die Beurteilung der Wiederaufschüttelbarkeit subjektiv ist und es manchmal schwierig sein kann, Kissen einzuordnen, die nicht genügend Wiederaufschüttelbarkeit haben, ist es von Interesse, die Beziehung zwischen der Wiederaufschüttelbarkeit-Bewertung und den Kohäsionswerten dieser fünf Produkte zu bemerken, wie in Fig. 7 gezeigt. Eine solche Beziehung existiert jedoch nicht immer bei weit unterschiedlichen Materalien, wie aus Tabelle 1 zu ersehen ist.

Beispiel III

A - Es wurde ein Kabel von asymmetrisch abgeschreckten, geslickenten Poly(ethylenterephthalat)-Filamenten von 4,7 dtex im wesentlichen wie in Beispiel I hergestellt, unter Verwendung eines Verstreckungsverhältnisses von 2,8X und eines gut verteilten kommerziellen Polysiloxan-Slickeners, 0,35% Si, mit der Ausnahme, daß die Härtungs- und Entspannungstemperatur für das Kabel 130ºC betrug. Die Filamente wurden auf 35 mm geschnitten und wiederum bei 175ºC entspannt. Das Produkt wurde bis auf eine Dichte von 200 kg/m³ verdichtet. Ein Ansatz des verdichteten Materials wurde auf einem konventionellen Öffner ("Rotopic", Rieter, Schweiz) geöffnet, um die Fasern zu öffnen und sie in diskrete Büschel zu separieren. Das geöffnete Material wurde durch Luftstrom in die modifizierte beschriebene und abgebildete Maschine eingeführt und zuerst 1 Min. bei 250 U/Min. und anschließend 3 Min. bei 400 U/Min. bearbeitet, um die Faserbällchen der Erfindung zu bilden und zu verdichten.
Dieses Produkt hatte eine ausgezeichnete Haltbarkeit und selbst eine bessere Wiederaufschüttelbarkeit als das Produkt von Beispiel I, wie in Tabelle 3 unter IIIA gezeigt ist. Die Verbesserung in der Wiederaufschüttelbarkeit und die Verminderung der Kohäsion ist, wie anzunehmen, teilweise das Resultat einer Verbesserung des Gleitvermögens des Faserfüllmaterials, durch bessere Verteilung des Silikons und, noch wichtiger, weil sich mehr Kräuselung entwickeln kann, weil das Silikon gehärtet war, als das Kabel bei einer niederen Temperatur (nur 130ºC) entspannt und dann eine merklich höhere Entspannungstemperatur (175ºC) angewendet wurde, nachdem die Filamente in Stapelfasern geschnitten waren, welche sich freier kräuseln konnten als die Filamente des Kabels im Beispiel I. Die Haltbarkeit des Kissens wurde auch studiert, bevor und nach dem Stampfen auf dem Ermüdungstester, und die Resultate sind in Tabelle 4 unter IIIA gezeigt. Diese Resultate wurden in cm gemessen mit Ausnahme der relativen Weichheit, welche als Prozentsatz von IH gegeben ist, wie nachfolgend erklärt wird.
B - Ein Absatz von geslickenten hohlen Polyesterstapelfasern wurde geöffnet und in Faserbällchen in im wesentlichen gleicher Art und Weise verarbeitet. Diese Stapelfaser ist kommerziell verfügbar von Unitika Ltd. und hat die Handelsbezeichnung H38X, und sie ist als hohle konjugierte Faser beschrieben, mit Silikon, besser gleitend. Der Stapel war 6,7 dtex und die Schnittlänge etwa 32 mm mit einem nicht-mittigen Loch von etwa 8% Hohlraum. Der Ausdruck "konjugiert" zeigt an, daß jede Faser zwei unterschiedliche faserbildende polymere Komponenten hat, die Seite-an-Seite angeordnet sind, so daß (wegen der bereits stattgefundenen entsprechenden Wärmebehandlung) unterschiedlicher Schrumpf der beiden Komponenten erfolgt, d. h. sie werden spiralig gekräuselt. In diesem Falle sind die beiden Komponenten, wie anzunehmen, von im wesentlichen der gleichen chemischen Zusammensetzung, aber von unterschiedlicher relativer Viskosität. Wie aus der Tabelle 3 und 4 unter IIIB zu ersehen ist, hatten die entstandenen Faserbällchen einen hohen Rundgehalt (80%), und eine hohe Anfangsbauschigkeit (40% höher als für IIIA), eine niedrigere Bauschfestigkeit (wegen der geringeren Dichte), einen guten Kohäsionswert und gute Wiederaufschüttelbarkeit, so daß sie ein guter Kandidat für die Verwendung in Steppdecken wären. Tabelle 3 Beispiel Nr. Faserfüllmaterialprodukt % rund Kohäsion (Newton) Kissen Wiederaufschüttelbarkeit Tabelle 4 Weichheit absolut relativ Vorher Nachher Δ%

Beispiel IV

Dieses Beispiel zeigt, daß die Faserbällchen der Erfindung gute Resultate ergeben können, wenn sie gründlich mit natürlichen Produkten oder anderen Materialien in der gleichen modifizierten Maschine 1 Min. mit 350 U/Min. vermischt werden.
(1) - Eine Mischung von 75/21.25/3,75 von Beispiel I/Entenfeder/Daunen, hergestellt mit 75% des Produktes von Beispiel I, und 25% eines Gemisches von 85/15 Entenfedern/Daunen ergab ein ausgezeichnetes Kissen mit einer Wiederaufschüttelbarkeit von 9.
(2) - Ein Gemisch von 7 Teilen des Produktes von Beispiel I und 1 Teil eines flaumigen Nonwoven-Polyesters von 40 g/m², zerhackt in Teile von 2,5·5 cm, ergab auch ein ausgezeichnetes Kissen von gleicher Wiederaufschüttelbarkeit wie das von Beispiel I und von einer Bauschigkeit, ähnlich der des Gemisches (1).
Weil Naturprodukte, insbesondere Federn, erkennbar unterschiedlich sind und manche Kunden erwarten, in Artikeln wie Kissen Federn zu fühlen, kann es vorteilhaft sein, solche Naturprodukte in der gewünschten Menge mit Faserbällchen zu vermischen, insbesondere bis die Kunden an die Vorteile der Verwendung von Faserbällchen gewöhnt sind, obgleich solche Gemische nicht in demselben Ausmaß waschbar sind wie Artikel, die 100% Faserbällchen enthalten. Das Problem der Waschbarkeit wird durch Verwendung von Stapelfasern von merklich höherem Denier, höher als 10, anstelle von Federn gelöst. Geeignete Stücke von Nonwovenstoffen erhöhen das Gleitvermögen der Gemische mit Faserbällchen, so daß es vorteilhaft sein kann, 5 bis 30 Gew.-% solcher Leichtgewichtstücke von Nonwovenstoffen zu verwenden, wie es für andere Füllmaterialien offenbart ist.

Beschreibung der Prüfmethoden

Wiederaufschüttelbarkeit

Was notwendig ist, ist eine Bewertung, wie sich ein Kissen oder ein anderer Artikel in tatsächlichem Gebrauch verhalten wird. Nach längerem Gebrauch kann ein Kissen geprüft werden, um das Ausmaß zu bestimmen, in welchem es seine ursprüngliche Weichheit beibehalten hat (das ist quantitativ meßbar) und, von Wichtigkeit, ob das Kissen gleichmäßig weich ist oder härtere Klumpen hat, die nicht durch einfaches Schütteln und/oder Klopfen entfernt werden können. Es ist bisher noch kein quantitativer Test für die letztgenannte Eigenschaft entwickelt worden, aber sie kann leicht subjektiv bestimmt werden. Es ist insbesondere möglich, zwei Kissen mit stark unterschiedlichem Wiederaufschüttelbarkeitsverhalten zu vergleichen. Für Vergleichszwecke wurden Kissen auf einer Skala von bis zu 10 markiert, wobei der Maximalwert anzeigen würde, daß die Wiederaufschüttelbarkeit unverändert in ihrem ursprünglichen Zustand geblieben ist, d. h. mehr oder weniger gleich Daunen. Es ist zu wiederholen, daß das, was als nicht akzeptierbar betrachtet wurde oder ein Grenzfall auf dieser sehr strikten Basis ist, eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik sein kann, wie es für die Proben B, C und insbesondere D in Beispiel II diskutiert ist.
Um längeren normalen Gebrauch zu simulieren, wurde ein Ermüdungstester entworfen, um abwechselnd aufeinanderfolgend ein Kissen in etwa 10 000 Zyklen über eine Zeitdauer von etwa 18 Std. zu verdichten und freizugeben, wobei eine Reihe von überlappenden Scherbewegungen, gefolgt von schnellen Verdichtungen erfolgte, die dazu bestimmt sind, um das Klumpen, Verfilzen oder Ineinanderhängen der Fasern, die normalerweise bei längerem Gebrauch von Faserfüllmaterial erfolgen, zu provozieren. Die Menge an Faserfüllmaterial in dem Kissen kann die Resultate stark beeinflussen, so daß jedes Kissen (80·80 cm) blasgefüllt mit 1000 g Faserfüllmaterial wurde, wenn nichts anderes angegeben ist (mit spezieller Bezugnahme auf Posten 5, "Eslon III").

Haltbarkeit

Es ist wichtig, daß das Kissen auch seine Fähigkeit beibehält, seine ursprüngliche Form und sein Ursprüngliches Volumen (Höhe) während des normalen Gebrauchs beizubehalten, da sonst das Kissen seine Ästhetik und seinen Komfort verlieren würde. So wurden Bauschigkeitsverluste gemessen, in konventioneller Art, bei den Kissen sowohl vor als auch nach dem Stampfen im Ermüdungstester, wie oben erwähnt. Sie sind hier meistens qualitativ berichtet, da die Menge an Weichheit eine Sache der persönlichen und/oder traditionellen Wahl ist und vom Hersteller in dem Gegenstand, z. B. einem Kissen, vorgesehen werden kann. Was von Bedeutung ist, ob das Füllmaterial Haltbarkeit hat. Bauschigkeitsmessungen wurden in einer "Instron"-Maschine durchgeführt, um die Kompressionskräfte und die Höhe des Kissens zu messen, welches mit einem am Instron-Gerät befestigten Fuß von 288 mm Durchmesser verdichtet wurde. Aus der Instron-Meßkurve wurden in cm festgehalten: die Anfangshöhe (IH) des Testmaterials, die Auflagebauschigkeit (die Höhe unter einer Kompression von 60 N) und die Höhe unter einer Verdichtung von 200 N. Die Weichheit wird sowohl in absolutem Maß (IH-Auflagebauschigkeit) und in relative Maßstab (als Prozentsatz von IH) betrachtet. Beide sind wichtig, und ob diese Werte nach dem Stampfen im Ermüdungstester beibehalten werden.

Kohäsionsmessung

Dieser Test war derart ausgelegt, daß das Vermögen des Faserfüllmaterials getestet wird, den Durchgang eines Körpers durch dasselbe zu gestatten, und dies scheint etwas im Zusammenhang mit der Wiederaufschüttelbarkeit im Falle eines Faserfüllmaterials zu stehen, welches eine Spiralkräuselung und die gleichen Abmessungen, insbesondere der Faserbällchen hat. Im wesentlichen ist die Kohäsion die Kraft, die erforderlich ist, um ein vertikales Viereck aus Metallstäben durch das Faserfüllmaterial nach oben zu ziehen, welches mittels sechs stationären Metallstäben festgehalten ist, welche in engem Abstand paarweise auf jeder Seite der Ebene des Vierecks angeordnet sind. Alle die Metallstäbe haben einen Durchmesser von 4 mm und sind aus rostfreiem Stahl hergestellt. Das Viereck ist aus Stäben mit einer Länge von 430 mm (in vertikaler Richtung) und 160 mm (in horizontaler Richtung) aufgebaut. Das Viereck ist an einer Instron angebracht und der unterste Stab des Vierecks hängt etwa 3 mm oberhalb des Bodens eines transparenten Kunststoffzylinders mit einem Durchmesser von 180 mm. (Die stationären Stäbe werden später durch Öffnungen in der Wand des Zylinders eingeführt und in Abständen von 20 mm paarweise auf jeder Seite des Vierecks angeordnet.) Vor dem Einführen dieser Stäbe jedoch werden 50 g des Faserfüllmaterials in den Zylinder eingebracht, und die Nullinie des Instrons wird derart eingestellt, daß das Gewicht des Vierecks und des Faserfüllmaterials kompensiert wird. Das Faserfüllmaterial wird unter einem Gewicht von 402 g 2 Minuten lang komprimiert. Die 6 (stationären) Stäbe werden dann horizontal paarweise - wie angegeben - 3 Stäbe auf jeder Seite des Vierecks mit einem Paar über dem anderen in vertikalen Abständen von 20 mm eingeführt. Das Gewicht wird dann abgenommen. Schließlich wird das Viereck nach oben durch das Faserfüllmaterial zwischen den drei Paaren von stationären Stäben gezogen, wobei das Instron-Gerät den Aufbau der Kraft in Newton mißt. Die Kohäsion ist als ein gutes Maß für die Wiederaufschüttelbarkeit von vergleichbaren Faserbällchen aus Faserfüllmaterial mit Spiralkräuselung anzusehen, wie dies in den Beispielen I bis III beschrieben ist; es können aber Abänderungen nach Maßgabe der Abmessungen des gewünschten Erzeugnisses erforderlich sein.

Prozentuale Rundheit

Wie ausgeführt, sind Tails, d. h. kondensierte Zylinder von Faserfüllmaterial, nicht erwünscht, da sie die Wiederaufschüttelbarkeit der Faserbällchen der Erfindung beeinträchtigen (und den Kohäsionswert erhöhen), so daß die folgende Methode entwickelt wurde, um den Anteil an runden und länglichen Körpern zu bestimmen. Etwa 1 g (eine Handvoll) Faserfüllmaterial wird für visuelle Prüfung entnommen und in drei Anteile aufgeteilt, diejenigen, die offensichtlich rund sind, diejenigen, die offensichtlich länglich sind, und die Grenzfälle, die individuell bestimmt werden. Alle diejenigen, die im Querschnitt ein Längen:Breiten-Verhältnis von weniger als 2:1 haben, werden als rund gezählt.
Die Dimensionen der Faserbällchen und der Titer der Fasern sind für ästhetische Eigenschaften von Bedeutung, aber es ist zu beachten, daß sich die Auffassungen über Ästhetik im Laufe der Zeit ändern und es tatsächlich auch tun. Die Schnittlänge ist bevorzugt für die Herstellung der erwünschten Faserbällchen von niedriger Haarigkeit. Wie im Stand der Technik vorgeschlagen, kann ein Gemisch von Fasertitern für ästhetische Gründe erwünscht sein.
Wie ausgeführt, wird das Polyesterfaserfüllmaterial im allgemeinen in Ballen verdichtet und so auch transportiert, was bedeutet, daß das Faserfüllmaterial geöffnet und lose gemacht werden muß, bevor es in den meisten Verfahren verwendet werden kann. Im Gegensatz dazu werden Daunen im allgemeinen loser in Säcken verpackt und transportiert, die nicht in einem vergleichbaren Masse wie die Ballen verdichtet sind. Wenn die Daunen in beispielsweise Kissen eingearbeitet werden, werden sie im allgemeinen aus dem Sack herausgeblasen (oder gesaugt) und direkt in das Kissen eingeführt. Vorteilhaft können die Faserbällchen der Erfindung auch lose in Säcken verpackt und transportiert werden, d. h. in ähnlicher Weise wie Daunen, so daß sie durch Absaugen in gleicher Weise wie Daunen entfernt werden können. Die Tatsache, daß die Faserbällchen der Erfindung leicht durch Blasen in Kissen überführt und verpackt werden können, kann ein großer Vorteil für den Kissenhersteller sein und kann die Kosten der Handhabung des Faserfüllmaterials reduzieren, im Gegensatz zu konventionellem, in Ballen abgepacktem Faserfüllmaterial, angenommen, daß er eine Ausrüstung zum Abblasen von ähnlichem Material hat. Die Verminderung der Kosten der anschließenden Handhabung kann mindestens teilweise die Extrakosten für den Hersteller ausgleichen, die davon herrühren, daß Faserfüllmaterial in Faserbällchen verarbeitet und diese Faserbällchen transportiert werden müssen.
Die Faserbällchen der Erfindung können auch unter mäßigen Drücken, z. B. 75 oder 100 kg/m³, verdichtet werden, die viel niedriger sind als die bisher für loses Faserfüllmaterial verwendeten Drücke, da verdichtetes Faserfüllmaterial weniger kostspielig zu transportieren ist als lose Säcke, wie sie bisher für Daunen verwendet wurden. In der Tat können die Faserbällchen nach Verdichtung der Faserbällchen der Erfindung für eine Woche bei 80 kg/m³ noch geblasen (oder gesaugt) in der kommerziellen Ausrüstung werden, was eine weitere Demonstration der niedrigen Kohäsion (Mangel an Haarigkeit) ist, welches die Faserbällchen befähigt, in dieser Art und Weise behandelt zu werden. Es ist möglich, daß die Faserbällchen der Erfindung unter noch höheren Drücken verdichtet werden können und immer noch zufriedenstellend gehandhabt werden können, in dem Sinne, daß sie durch Luft transportierbar und wiederaufschüttelbar sind.

Claims

1. Wiederaufschüttelbare Faserbällchen, bestehend im wesentlichen aus ineinandergewirrtem Polyesterfüllmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserfüllmaterial spiralig gekräuselt und mit einem Slickener überzogen ist und eine Schnittlänge von etwa 10 bis etwa 60 mm hat und in den Faserbällchen ungeordnet ineinandergewirrt ist, die eine durchschnittliche Dimension von 1 bis 15 mm bei mindestens 50% vom Gewicht der Bällchen von einem Querschnitt aufweisen, dessen maximale Dimension nicht mehr als das Zweifache ihrer minimalen Dimension ist, und die Faserbällchen einen Kohäsionswert, wie in der Beschreibung unter der entsprechenden Überschrift definiert, von weniger als 6 Newton (N) haben.

2. Gemische von Faserbällchen gemäß Anspruch 1, gründlich gemischt mit Stapelfasern von einem Titer, der merklich höher als 10 den ist.

3. Gemische von Faserbällchen gemäß Anspruch 1, gründlich. gemischt mit Stücken von leichtgewichtigem Nonwoven-Stoff in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-% des Gemisches.

4. Gemische von Faserbällchen gemäß Anspruch 1, gründlich gemischt mit Daunen und/oder Federn.

5. Faserbällchen gemäß Anspruch 1, gepackt in Säcke, wie Daunen, so daß die Faserbällchen durch Saugförderung entfernt und transportiert werden können.

6. Faserbällchen gemäß Anspruch 1, in Packungen von einer Dichte bis zu etwa 100 kg/m³ verdichtet, und so, daß die Faserbällchen durch Saugförderung entfernt und transportiert werden können.

7. Verfahren zur Formung von Polyesterfaserfüllmaterial in Faserbällchen, die für den Transport durch Luftblasen geeignet sind, bei dem das Faserfüllmaterial in eine Mehrzahl diskreter Faserbüschel getrennt wird, die gegen die zylindrische Innenwand eines stationären zylindrischen, mit Rührblättern ausgestatteten Gefäßes getumbelt werden, die um eine axiale mit Rührblättern ausgestattete Welle rotieren, die horizontal montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyesterfaserfüllmaterial eine spirale Kräuselung und eine Schnittlänge von etwa 10 bis etwa 60 mm hat und geslickent ist und daß die Büschel durch Luft getumbelt werden, die durch die Rührblätter gerührt wird, wodurch die Büschel wiederholt gewendet und durch die Luft gegen die zylindrische Innenwand geschleudert werden, so daß die Fasern sich ineinander wirren und so die Büschel verdichtet und in Faserbällchen von ungeordnet ineinandergewirrten Fasern von einer durchschnittlichen Dimension von 1 bis 15 mm umgeformt werden, wobei mindestens 50 Gew.-% der Bällchen einen solchen Querschnitt haben, daß seine maximale Dimension nicht größer als zweimal seiner minimalen Dimension ist, und die Faserbällchen einen Kohäsionswert, wie in der Beschreibung unter der entsprechenden Überschrift definiert, von weniger als 6 Newton (N) haben.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die kleinen Büschel und die Luft im Kreislauf durch das Gefäß geführt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Büschel geformt werden, indem man loses Faserfüllmaterial in das Gefäß einbringt und die Welle und die Rührblätter mit einer solchen Geschwindigkeit rotiert, daß das Faserfüllmaterial in kleine Büschel separiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem kleine Büschel, die nicht länglich sind, gebildet werden, bevor man sie in das Gefäß zum Abrunden und Verdichten durch Lufttumbeln eingeführt hat.

11. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Büschel, die in dem Gefäß gebildet werden, mit einem Polysiloxan-Slickener überzogen werden und der Kohäsionswert auf etwa 3 N oder weniger reduziert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Kohäsionswert der Masse etwa 4,5 N oder weniger beträgt.

13. Kissen, gefüllt mit den Faserbällchen von Anspruch 1.