DE60007976T2

DE60007976T2 - Bauschige dämmfaseraggregate

Info

Publication number: DE60007976T2
Application number: DE60007976T
Authority: DE
Inventors: M. Zivile GROH; P. Victor LASKORSKI
Original assignee: Albany International Corp
Current assignee: Albany International Corp
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: EP1171660A1; NZ515022A; HK1047459A1; NO20015249D0; ATE258613T1; WO2000065139A1; US20020034908A1; US6329051B1; CN1193124C; NO20015249L; BR0010018A; JP4467808B2; DE60007976D1; CA2367644C; AU761424B2; US6589652B2; JP2002543300A; BR0010018B1; PT1171660E; CA2367644A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft daunenartige Isolierbüschel und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Hintergrund der Erfindung
Es wurden zahlreiche Versuche unternommen, ein Isoliermaterial mit daunenartiger Qualität für den Einsatz in isolierenden Erzeugnissen, wie zum Beispiel Kleidung, Schlafsäcke, Deckbetten und ähnliches, zu erhalten. Frühere Versuche, ein technisch machbares Material zu entwickeln, haben in der Mehrzahl der Fälle Materialien ergeben, die zu schwer und zu dicht sind, um als daunenartig bezeichnet werden zu können und/oder die zu schwer durch herkömmliche Ausrüstungen zu verblasen sind.
Das Babbitt et al. erteilte Patent Nr. 5,624,742 beschreibt eine verblasbare Isolierung, die eine Mischung aus einem ersten und einem zweiten Isolier(glas)fasermaterial enthält. Eine der Gruppen von Fasern ist von kleinerer Größe, um die Leerräume zwischen den Fasern der größeren Gruppe zu füllen.
Das Miller erteilte Patent Nr. 3,892,919 beschreibt ein Füllmaterial, das größere zylindrische oder kugelförmig ausgebildete Faserkörper zusammen mit faserartig ausgeformten Körpern verwendet, die miteinander vermischt sind, wobei die letztgenannten die Leerräume ausfüllen sollen.
Das Aldrich erteilte Patent Nr. 4,167,604 beschreibt ein verbessertes wärmeisolierendes Material, das eine Mischung aus Daunen und Kunststapelfaser ist und das aus hohlem Polyesterendlosgarn ausgebildet ist, das mit Silikon behandelt und zu einer kardierten Stoffbahn ausgebildet sein kann.
Das Liebmann erteilte Patent Nr. 4,248,927 beschreibt ein Isoliermaterial, das eine Kombination aus Naturfedern und Daunen und zu einer Stoffbahn ausgebildete synthetische Polyester umfasst.
Das Smith erteilte Patent Nr. 4,468,336 beschreibt lose Füllisolierung, die in Räume verblasen wird. Das Isoliermaterial umfasst eine Mischung aus loser Zellulosefüllisolierung, die mit Endlosfaser gemischt ist.
Das Muncrief erteilte Patent Nr. 5,057,168 beschreibt Isolierung, die durch Mischen von Bindefasern mit Isolierfasern ausgebildet ist. Die Isolierfasern werden aus einer Gruppe ausgewählt, die aus Kunstfasern und Naturfasern besteht, die zu einem Faservlies ausgebildet werden, das in eine beliebige gewünschte Form zugeschnitten werden kann.
Das Hernandez et al. erteilte Patent Nr. 5,458,971 beschreibt eine Fasermischung, die als Füllfaser in Kleidung verwendet werden kann. Die Füllfasermischung umfasst Polyesterkräuselfasern und Kräuselbindefasern.
Das Cooper et al. erteilte Patent Nr. 4,040,371 beschreibt ein Polyesterfüllfasermaterial, das eine Mischung aus Polyesterendlosfasern mit organischen Endlosfasern umfasst.
Das Frank erteilte Patent Nr. 5,492,580 beschreibt ein Material, das durch Mischen von ersten thermoplastischen, aushärtenden, anorganischen oder organischen Fasern mit zweiten thermoplastischen Fasern ausgebildet wird.
Das Donovan erteilte Patent Nr. 4,588,635 beschreibt eine synthetische Daune bester Qualität und bezieht sich insbesondere auf leichte Wärmedämmsysteme, die unter Verwendung von feinen Fasern in Baueinheiten niedriger Dichte erzielt werden können, und beschreibt eine Reihe von Fasermischungen, die bei Verwendung zur Herstellung eines Isoliervlieses vorteilhafte, daunenartige Eigenschaften, wie zum Beispiel ein hohes Wärme-Gewichts-Verhältnis, einen weichen Griff und gute Druckerholung, bereitstellen. Dieses Material kommt an die wärmeisolierenden Eigenschaften von Naturdaunen heran und kann diese sogar übertreffen. Von einem mechanischen Standpunkt aus sind äußerst feine Fasern jedoch nicht steif und fest genug, so dass ihre Herstellung, Handhabung und Verwendung erschwert werden. Die Rückverformungseigenschaften eines solchen synthetischen Isoliermaterials werden durch größere Faserdurchmesser verbessert, jedoch wird eine Erhöhung des Anteiles großer Fasern die Isoliereigenschaften insgesamt reduzieren. Die mit mechanischer Stabilität in Zusammenhang stehenden Probleme feiner Fasereinheiten werden im Nasszustand noch verschlimmert, da die in bei Vorliegen von Kapillarwasser auftretenden Oberflächenspannungskräfte wesentlich größer sind als die durch Gravitationskräfte oder andere normale Gebrauchsbelastungen verursachten Kräfte und da sie einen weitaus schädlicheren Einfluss auf die Struktur haben. Im Gegensatz zu Geflügeldaunen bietet die offengelegte und beschriebene Faserkombination eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Benetzung.
Das E. I. Du Pont De Nemours and Company erteilte Patent WO 96/10665 betrifft Verbesserungen bei Kissen und anderen gefüllten Erzeugnissen und deren Füllmaterialien. Das darin verwendete Faserfüllmaterial kann willkürlich zu Faserkugeln verflochten werden oder in der Form eines Faservlies vorliegen. Wichtig sind die Geometrie und die Formel der Fasern.
Das Marcus erteilte Patent US 4 618 531 betrifft Polyester-Füllfasern mit Spiralkräuselung, die willkürlich angeordnet und in der Form von Faserkugeln verflochten werden, wobei sich eine Mindestmenge Haare von ihrer Oberfläche erstreckt. Das Dokument betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der genannten Faserkugeln durch wiederholte Luftumwälzung kleiner Flore aus solchen Füllfasern gegen die Wand eines Behälters.
Das Marcus erteilte Patent 5 851 665 betrifft ein Verfahren zur Herstellung daunenartiger Büschel. Die Fasern werden geöffnet und danach durch eine Vervlieszone geleitet, wobei die Fasern intermittierend miteinander zu einem Muster vervliester Abschnitte vervliest werden. Der Vervliesbereich muss sehr klein sein, ohne den Rest der Fasern signifikant zu beeinträchtigen. Das Faservlies wird durch eine Schneidevorrichtung geleitet, wobei die Zuschnittlänge wünschenswerterweise gleich oder etwas kürzer ist als der Abstand zwischen den Vervliesbereichen. Das zugeschnittene Material wird schließlich in einzelne daunenartige Büschel getrennt.
Das Lane erteilte Patent WO 89/04886 betrifft ein Verfahren des Ausbildens von Faservlies für Isolierzwecke und der Verwendung von Fasern, die vorwiegend aus Wollabfall material gewonnen werden. Bindefasern, Harz oder anderes Material wird eingearbeitet. Ein Vlies mit einer gewünschten Dicke wird aus willkürlich verteilten Fasern ausgebildet. Das Vlies wird bis zum Erweichungspunkt bzw. bis zum Schmelzpunkt der Bindefasern, des Harzes oder anderen Materials erwärmt, wobei Vliesbildung eintritt. Das entstehende Vlies wird in geeignete Längen oder in kleine Bälle zugeschnitten.
Das Donovan et al. erteilte US-Patent Nr. 4,992,327 beschreibt die Verwendung von Bindefaserkomponenten zur Verbesserung der Unversehrtheit des Isoliermaterials, ohne dabei die gewünschten Attribute zu beeinträchtigen. Konkret betrifft die darin offengelegte Erfindung ein Wärmedämmmaterial aus synthetischer Faser in der Form einer zusammenhaltenden Faserstruktur, die ein System folgender Zusammensetzung umfasst: (a) 70 bis 95 Gewichtsprozent synthetische Polymer-Mikrofasern mit einem Durchmesser von 3 bis 12 Mikrometern; und (b) 5 bis 30 Gewichtsprozent synthetische Polymer-Makrofasern mit einem Durchmesser von 12 bis 50 Mikrometern, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Fasern an ihren Kontaktpunkten verbunden sind und die Verbindung so erfolgt, dass die Dichte der daraus entstehenden Struktur in dem Bereich von 3 bis 16 kg/m² liegt und die wärmedämmenden Eigenschaften der vervliesten Einheit gleich bzw. nicht wesentlich geringer als die wärmedämmenden Eigenschaften einer vergleichbaren Einheit ohne Verbindung sind. Diese Literaturstelle beschreibt weiterhin eine daunenartige Büschelform der bevorzugten Fasermischungen. Die konkreten Leistungsvorteile der Büschelform gegenüber der Vliesform werden in dem Patent ebenfalls beschrieben.
Büschel nach dem Stand der Technik werden jedoch häufig von Hand in einem zeitaufwendigen, langwierigen diskontinuierlichen Verfahren hergestellt. Weiterhin sind Materialien nach dem Stand der Technik nicht ohne Weiteres verblasbare Materialien, die mit herkömmlichen Ausrüstungen verwendet werden können. Daher besteht ein Bedarf an einem verblasbaren Material, das als teilweiser oder vollständiger Ersatz für Daunen verwendet werden kann und das unter Verwendung herkömmlicher Ausrüstungen hergestellt und verblasen werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eines der wichtigsten Ziele der Erfindung, die Nachteile der oben genannten Materialien zu überwinden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein verblasbares Material zur Verwendung als teilweiser Ersatz oder vollständiger Ersatz für Daunen bereitzustellen.
Die hierin offengelegte Erfindung sind Büschel, die aus gerissenem Vlies hergestellt werden. Das Vlies kann ein fixiertes Vlies sein, das vorzugsweise wasserabweisende oder mit Gleitmittel behandelte Faser und/oder Trockenfaser und/oder Bindefaser umfasst. Das Vlies wird danach mechanisch in kleine Büschel gerissen, die durch herkömmliche Ausrüstungen verblasen werden können. Die etwas willkürliche Form der Büschel ermöglicht eine bessere Packung, was zu einer einheitlicheren Füllung führt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Verbundmaterial geöffnet und danach mit den Büscheln gemischt, um ein verblasbares Material zu ergeben, das voluminös ist, gute Kompressionseigenschaften hat und im Vergleich zur Anwendung von Büscheln allein einen verbesserten Griff hat. In einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Büschel mit Daunen gemischt, wodurch ein verblasbares Produkt mit ausgezeichneter Mischbarkeit, Gleichförmigkeit und ausgezeichnetem Griff entsteht, das ein stärker daunenartiges Verhalten aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1a zeigt eine Vorderansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
1b zeigt eine mittels Rasterelektronenmikroskop (REM) vergrößerte Vorderansicht der in 1a gezeigten Erfindung.
2a zeigt eine Vorderansicht eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
2b zeigt eine mittels Rasterelektronenmikroskop (REM) vergrößerte Vorderansicht der in 2a gezeigten Erfindung.
3a zeigt eine Vorderansicht eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
4 zeigt eine Vergleichskurve von Bauschfähigkeit (Loft) nach dem Einweichen der Materialien.
5 zeigt ein Vergleichsfoto von Bauschfähigkeit (Loft) nach dem Einweichen der Materialien.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Material umfasst Büschel, die aus gerissenem Vlies hergestellt werden. Das Vlies kann in Abhängigkeit von seiner Zusammensetzung fixiertes Vlies sein. Das Vlies enthält vorzugsweise wasserabweisende oder mit Gleitmittel behandelte Faser und/oder Trockenfaser und/oder Bindefaser. Das Vlies wird danach mechanisch ein- oder mehrmals in kleine Büschel gerissen, die verblasbar sind und gewünschte daunenartige Eigenschaften haben. Es wird davon ausgegangen, dass Gewebebahnen (normalerweise ein einschichtiges Material) und Vlies (normalerweise ein mehrschichtiges Material) bzw. Abschnitte davon verwendet werden können, um die erfindungsgemäßen Büschel herzustellen. Es folgt eine beispielhafte Beschreibung von Herstellungsverfahren für die Büschel.
Die Büschel können mit Kardenband mit einer geeigneten Bindefasermischung hergestellt werden. Die Fasermischung ist vorzugsweise die in dem Donovan et al. erteilten US-Patent Nr. 4,992,327 offengelegte Fasermischung, deren Offenlegung hiermit per Verweis hierin eingearbeitet wird. Andere bevorzugte Ausführungsbeispiele verwenden Fasermischungen aus wasserabweisenden oder mit Gleitmittel behandelten Fasern und/oder Trockenfasern und/oder Bindefasern. Das Band wird zuerst an der Ausgangsseite in für diesen Zweck häufig verwendeten Dosen gesammelt und geht direkt durch beheizte Rohre hindurch, die das Bindefasergemisch thermisch verbinden. Es ist wichtig, dass dieser Verarbeitungsschritt des Verbindens ohne Schrumpfen und ohne Verdichten des voluminösen Kardanbandes durchgeführt wird. Jedes Bandende fällt durch eine senkrechte Röhre und wird dabei durch Führungsringe zentriert, während aufgeheizte Luft von unten nach oben durch die Röhre geblasen wird und die voluminöse, lineare Einheit verbindet. Bei dem Austritt aus der beheizten Röhre wird das Band zu der Eintrittsseite einer guillotineartigen Stapelfaser-Schneidvorrichtung gezogen. Ein sauberer Schnitt ohne verdichtende Wirkung der Faserbindung an dem Schnitt wird erzielt. Dieses Verfahren ergibt eine Sammlung sehr voluminöser Faserbüschel.
Das oben genannte Verfahren wurde unter Verwendung langer, dünner Streifen einer Dicke von 7/8 Zoll aus Vlies 4 oz/yd PRIMALOFT^® (PRIMALOFT^® ONE) anstelle von Kardenband erprobt. Das Vlies PRIMALOFT^® ist eine quergetäfelte, vervlieste Struktur, die aus einer Fasermischung der in dem oben genannten Patent von Donovan et al. beschriebenen Art besteht und käuflich erhältlich ist. Etwa 7/8 Zoll breite Vliesstreifen wurden in Querrichtung zugeschnitten, so dass die Faserausrichtung normalerweise parallel zu der Streifenlänge war und damit in dieser Hinsicht dem Kardenband ähnlich war. Die aus Vlies PRIMALOFT^® entnommenen Streifen wurden vorher verbunden und hatten somit eine ausreichende Integrität, um problemlos in die Schneidvorrichtung eingeführt zu werden. Man geht davon aus, dass das Verbinden vor dem Zuschneiden auch die Qualität des Zuschnittes verbessert. Die verwendete Schneidmaschine, eine von der Ace Machinery Co. in Japan hergestellte Maschine mit der Modellbezeichnung C-75, wurde zum Schneiden in Abständen von 7/8 Zoll eingestellt. Sie schnitt das zugeführte Material PRIMALOFT^® sauber in eine Sammlung büschelartiger Würfel (von jeweils 7/8 × 7/8 × 7/8 Zoll). Die Dichte der Büschelsammlung schien signifikant geringer als 0,5 lb/ft³ zu sein, wodurch sie daunenartig wurde und ein sehr gewichtsgünstiges Isoliermaterial darstellte. Das als Einsatzgut verwendete Vlies PRIMALOFT^® hatte eine normale Dichte von 0,5 lb/ft³ und während des Schneidens wurde praktisch keine Verdichtung beobachtet.
Die Dichte der Büschelansammlung war signifikant geringer als die Dichte einzelner Büschel. Wenn die erfindungsgemäßen Büschel direkt aus Kardenband anstelle von Vlies hergestellt würden, würden die entstehenden Büschel etwas zylindrisch in der Form sein und nicht würfelartig oder rechteckig.
Dieses bevorzugte Verfahren verwendet Vlies, das aus gefachten Kardenwickeln besteht, wenngleich andere faserartige Formen gleichermaßen geeignet sind.
Die Kardenwickel oder Stoffbahnen werden vorzugsweise zu Vlies einer Dichte vergleichbar der für Daunen charakteristischen Dichte ausgeformt. Die Kardenwickel oder Stoffbahnen werden aus Bindefaser und/oder Trockenfaser und/oder wasserabweisenden Fasern mit 0,5 bis 6,0 Denier hergestellt. Bei diesem bevorzugten Verfahren umfassen die Kardenwickel oder Stoffbahnen 40% Bindefaser, 30% Trockenfaser mit 1,4 Denier und 30% wasserabweisende Faser mit 1,4 Denier. Diese ausgewählten Fasern werden vorzugsweise mittels einer einzelnen zylindrischen metallischen Karde mit stationären Kardendeckeln zu einer Einheit von 3 oz/yd² kardiert. Diese Karden sind von Hollingsworth Saco Lowell in Greenville, Bundesstaat South Carolina, USA, erhältlich. Die Ausbeute der Karde wird durch elektrisch und/oder gasbefeuerte Wärmequellen geschickt, um die Bindefaser auszuhärten. Das Vlies wird eine Zeit lang und bei ausreichender Temperatur erwärmt, damit die Faser bindet. In diesem Fall lagen die verwendeten Temperaturen zwischen 300 und 400°F. Das nun ausgehärtete Vlies wird danach gerissen, vorzugsweise zwei Mal in einem Mischer Rando Opener Blender (hergestellt von der Rando Machine Company in Macedon, NY), um die erfindungsgemäßen Büschel auszubilden. 1a und 1b sind Vorderansichten der Büschel, die zwei Mal gerissen wurden.
Andere Varianten sind unter anderem:

1. Erhöhen der Stapellänge bis zum kardierbaren Grenzwert, um die Integrität und Haltbarkeit der Büschel zu verbessern;
2. Ändern des Bindefasergehaltes zu „fein abgestimmter" Reißbarkeit, Schneidbarkeit, Zusammenhalt und Leistungsmerkmale der Büschel;
3. Verändern der Größe, der Form und des Geometrieverhältnisses der Büschel;
4. Verwendung von Ultraschallbindevorrichtungen, wenn diese für den Zweck geeignet sind;
5. mehr als einmaliges Reißen der Büschel;
6. Verwendung von Vlies, das nicht ausgehärtet ist; und
7. lediglich Reißen von Abschnitten von Vlies oder Stoffbahn.

Es wurde beobachtet, dass die zwei Mal gerissenen Büschel glatter und leichter mischbar waren als Büschel, die nur einmal gerissen wurden. Weiterhin ist es möglich, Streifen oder Bänder zu nehmen, die geschlitzt worden sind, und diese Abschnitte danach einen Standardzerreißprozess durchlaufen zu lassen, um Büschel auszubilden.
Mehrere Varianten der oben genannten Beispiele sind möglich und können wünschenswert sein, ohne dass von dem Geltungsbereich der Erfindung abgewichen wird.
Materialbewertung
2a und 2b zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Büschel, die durch Mischen der Büschel mit geöffneter Faser, vorzugsweise einem Gemisch aus vorgemischter wasserabweisender oder mit Gleitmittel behandelter Faser und Trockenfaser, weiter verbessert werden. Die geöffnete Faser ist vorzugsweise eine beliebige Mischung aus Faser mit 0,5 bis 6,0 Denier. Wasserabweisende oder mit Gleitmittel behandelte Faser hat eine verbesserte Nassfestigkeit. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen umfassen die Büschel höchstens 50% des Materials. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die geöffnete Faser auch eine Mischung aus 70% bis 95% Faser mit 0,1 bis 1,4 Denier und aus 5% bis 30% Faser mit 1,4 bis 24 Denier sein. Bei alternativen Ausführungsbeispielen ist die geöffnete Faser eine Mischung im Verhältnis 50 : 50 aus wasserabweisendem oder mit Gleitmittel behandeltem Polyester mit 1,4 Denier und Trockenpolyester mit 1,4 Denier.
3a und 3b zeigen ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem die Büschel mit Daunen gemischt werden. Diese alternativen Ausführungsbeispiele wurden auf ihre Bauschigkeit und ihr Verdichtungsverhalten bewertet und als Füllmaterial für Kanäle in Stoff untersucht. Die gemischten Materialien wurden als gegenüber den Komponenten, aus denen sie bestehen, überlegen befunden.
Versuch 1
Eigenschaften von Büscheln
25 lbs. (englische Pfund) von zwei Mal gerissenem Vlies mit 30% wasserabweisender bzw. mit Gleitmittel behandelter Faser, 30% Trockenfaser und 40% Bindefaser wurden in einen Mischbehälter einer Blasstation entleert. Das gerissene Vlies allein öffnete recht problemlos, nachdem die Schläger in dem Behälter wieder zugeschaltet wurden, und passierte das Mess- und Blassystem ohne jegliche Probleme.
Versuch 2
Eigenschaften von mit Daunen gemischten Büscheln
Danach wurden 25 englische Pfund Daunen in den Behälter von Versuch 1 zugegeben. Innerhalb von fünf Minuten des Mischens erschien das Produkt recht gleichförmig und sehr daunenartig. Das Produkt ließ sich äußerst gut verblasen. Das Produkt wurde zwecks Bewertung des Griffes in eine Weste gegeben. Das Produkt breitete sich gut aus. Die Mischung erwies sich auch als leichter verarbeitbar als Daunen allein.
Versuch 3
Eigenschaften von Daunen mit zugegebenen Büscheln
25 englische Pfund Daunen wurden in einen Mischbehälter einer Blasstation entleert. Danach wurden 25 englische Pfund des gerissenen Vlies zugegeben. Die Komponenten schienen sich gut zu vermischen, obwohl die Vermischung später eintrat als bei dem Verfahren aus Versuch 2. Weiterhin hatte das entstehende Produkt auch ein etwas weniger gleichförmiges Aussehen. Das Produkt ließ sich äußerst gut verblasen. Das Produkt wurde zur Bewertung des Griffes in eine Weste gegeben. Die Ausbreitung des Produktes war geringer ausgeprägt als die des Produktes aus Versuch 2. Die Mischung war jedoch noch immer einfacher zu verarbeiten als Daunen allein.
Die Verfahrensschritte wurden mehrfach wiederholt, um sicherzustellen, dass das Verfahren reproduzierbar ist. Eine Charge von 50 englischen Pfund des Produkts aus Versuch 2 wurde hergestellt und 12 Westen wurden gefüllt. Das Mischen verlief problemlos und gleichförmig wie bei dem vorangegangenen Versuch, und das Produkt ließ sich in der Daunenblasausrüstung genauso gut verblasen.
Versuch 4
Das Verfahren aus Versuch 2 wurde wiederholt. Anstelle des Mischungsverhältnisses von 50 : 50 zwischen Büscheln und Daunen wurde das Mischungsverhältnis Büschel/Daunen jedoch zu 65 : 35 geändert. Das Produkt ließ sich weder ebenso gut verblasen wie bei dem Mischungsverhältnis 50 : 50 noch war es ebenso gleichförmig.
Versuch 5
Das Verfahren aus Versuch 2 wurde wiederholt. Anstelle des Mischungsverhältnisses von 50 : 50 zwischen Büscheln und Daunen wurde jedoch ein Mischungsverhältnis Büschel/Daunen von 75 : 25 angewandt. Das Produkt ließ sich weder ebenso gut verarbeiten wie bei dem Mischungsverhältnis 50 : 50 noch war es ebenso gleichförmig.
Versuch 6
Das Verfahren aus Versuch 2 wurde wiederholt. Anstelle des Mischens von Büscheln und Daunen wurde jedoch geöffnete Faser mit Daunen gemischt. Der Unterschied war deutlich sichtbar, denn das Material vermischte sich nicht gleichmäßig und hatte einen faserigen und klumpigen Griff. Obwohl das Material nach Zugabe von elektrostatischem Entladungsmittel verblasbar war, hatte sich das Produkt um die Wellen und Lager gewickelt, was ein Anzeichen dafür ist, dass die Mischung für Massenproduktion in dieser Art und Weise womöglich nicht geeignet ist.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Mischungen mit höheren prozentualen Anteilen von Büscheln einen weniger daunenartigen Griff hatten als die Mischung im Verhältnis 50 : 50. Diese Mischungen waren auch schwieriger in genauen Mengen zu bemessen. Ähnliche Ergebnisse wurden für die Mischung aus Büscheln und geöffneter Faser beobachtet. Dies kann durch entsprechende Dimensionierung der Blasdüse kompensiert werden. In einigen Fällen kann auch manuelles Mischen einbezogen werden, um die Eigenschaften der Mischungen zu verbessern.
Bei dem Wasseraufnahmewiderstand sind die Büschel gegenüber Daunen überlegen. Versuche wurden durchgeführt, um die Bauschigkeit, die Wasseraufnahme und die Dichte von synthetischen und Daunen-/synthetischen Dämmstoffarten und von Daunen im trockenen Zustand und nach verschiedenen Einweichzeiten in Wasser zu messen.
Versuch 7
Im Endverbrauch werden Isoliermaterialien in Kleidungsstücken und Schlafsäcken verwendet. Um eine realistische Benetzungssituation darzustellen, wurden die zu untersuchenden Materialien vor dem Einweichen in Stoffkissen gegeben. Die Kissen waren 8'' × 9'' groß und aus Ripstop-Nylon 3 oz/yd², auf drei Seiten zugenäht. Die vierte Seite wurde mit Sicherheitsnadeln zugesteckt.
Untersucht wurden die Materialien Daunen/gerissenes Vlies im Verhältnis 50 : 50, nur gerissenes Vlies, gerissenes Vlies mit Antistatikbehandlung, synthetische Fasergerissenes Vlies im Verhältnis 50 : 50 und synthetische Faser/gerissenes Vlies mit Antistatikbehandlung im Verhältnis 50 : 50. 12 Gramm des Isoliermaterials wurden in jedes Kissen gegeben; drei Replikate wurden von jeder Materialart gefüllt. Das Ausgangsvolumen und das Ausgangsgewicht wurden von einer jeden Probe aufgezeichnet.
Jede Probe wurde zuerst zehn Sekunden lang in Wasser von 70°F eingetaucht, danach 20 Minuten lang in dem Wasser schwimmen gelassen. Dann wurde jede Probe durch eine Industriemangel gefahren und die Bauschigkeit wurde gemessen. Danach wurde jede Probe zehn Sekunden lang kräftig aufgeschüttelt und die Bauschigkeit aufgezeichnet. Die Proben wurden danach erneut zehn Sekunden lang eingetaucht, und das Verfahren wurde wiederholt, so dass Messungen nach 1, 2 und 4 Stunden Gesamteinweichzeit durchgeführt werden konnten. 4 zeigt eine Kurve zum Vergleich der Auswirkung der Einweichzeit auf die Bauschigkeit. 5 ist ein Bild und zeigt die unterschiede in der Bauschigkeit nach Einweichen, wobei (A) Daunen nach vier Stunden Einweichen, Mangeln und Aufschütteln ist; wobei (B) Daunen/gerissenes Vlies im Verhältnis 50 : 50 nach vier Stunden Einweichen, Mangeln und Aufschütteln ist; wobei (C) trockene Daunen sind; und wobei (D) synthetische Faser/gerissenes Vlies im Verhältnis 50 : 50 nach vier Stunden Einweichen, Mangeln und Aufschütteln ist.
Beim Waschen wurde die Mischung Büschel/Daunen voluminöser. Normalerweise sind Daunen im Nasszustand nicht so voluminös. Die Daunen verflachen und werden demzufolge dünner. Die Büschel (allein und im Gemisch mit Daunen oder geöffneten Fasern) weisen eine ausgezeichnete Nassfestigkeit aus und werden durch Waschen verbessert und zeigen keine Traubenbildung, wie sie bei mit Daunen allein gefülltem Material typisch ist.
Es wird festgestellt, dass die Verwendung von Büscheln und von Büscheln in Beimischung mit geöffneten Fasern zu einer gewissen statischen Elektrizität in dem Produkt führen kann, die als Problem gelöst werden musste. Zum Beispiel wurden zwei Schach teln mit Weichspülertüchern und eine Dose Antistatikspray zu einer Mischung ähnlich der Mischung aus Versuch 1 zugegeben. Die Tücher wurden in Quadrate von ½'' zugeschnitten und in das Produkt eingestreut. Der Behälter und die Produktoberfläche wurden großzügig mit dem Antistatikspray eingesprüht. Dann wurde das Produkt erfolgreich durch das System verblasen. Ein Kanalquerschnitt (größer als die Düse) wurde verwendet, um ein genau gemessenes Gewicht bereitzustellen. Bei entsprechenden Einstellungen an den jeweiligen Ausrüstungen können die Büschel in Beimischung mit der geöffneten Faser verwendet werden. Mitunter muss die Faser (vor dem Reißen) mit einer Antistatikbehandlung behandelt werden.
Die Erfindung schlägt weiterhin die Verwendung von Fasermischungen vor, die oben nicht diskutiert werden. Diese Mischungsbereiche begrenzen den durchschnittlichen Faserdurchmesser, um eine gute Isolierleistung zu gewährleisten. In einigen Fällen kann ein durchschnittlicher Faserdurchmesser größer als der in den genannten Patenten definierte wünschenswert sein. Zum Beispiel können Fasern eines relativ großen Durchmessers verwendet werden, wenn es sich bei dem Endprodukt um ein Kissen oder ein Polsterung handelt und wenn Druckfestigkeit ein wichtiges Erfordernis ist.
Somit werden die Vorteile der vorliegenden Erfindung realisiert, und wenngleich in der vorliegenden Patentbeschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele offengelegt und ausführlich beschrieben worden sind, soll der Geltungsbereich der Erfindung nicht dadurch begrenzt werden, sondern vielmehr anhand der anhängenden Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Verblasbares Isoliermaterial, das eines oder mehrere der Fasermaterialien umfasst, die aus der Gruppe gewählt werden, die aus Faserflor, Faservlies, einem Abschnitt aus Faserflor und einem Abschnitt aus Faservlies besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial ein- oder mehrmals zu willkürlich geformten verblasbaren Büscheln gerissen wird, die aus willkürlich verteilten Fasern bestehen, die an einer Vielzahl von Kontaktpunkten zwischen Fasern miteinander verbunden sind.
Verblasbares Isoliermaterial nach Anspruch 1, wobei das Fasermaterial zwischen 70 und 95 Gew.-% synthetische Polymer-Mikrofasern mit einem Durchmesser zwischen 3 und 12 Mikrometer und zwischen 5 und 30 Gew.-% synthetische Polymer-Makrofasern mit einem Durchmesser von 12 bis 50 Mikrometer umfasst.
Verblasbares Isoliermaterial nach Anspruch 1, das des Weiteren eine Einrichtung zum Entfernen statischer Ladung umfasst.
Verblasbares Isoliermaterial nach Anspruch 1, wobei das Fasermaterial ein oder mehrere der Materialien aus der Gruppe umfasst, die aus wasserabweisender oder mit Gleitmittel behandelter Faser mit 0,5–6,0 Denier, Trockenfaser mit 0,5–6,0 Denier und Bindefaser besteht.
Verblasbares Isoliermaterial nach Anspruch 4, wobei das Fasermaterial 40% Bindefaser, 30% Trockenfaser, 30% wasserabweisende oder mit Gleitmittel behandelte Faser umfasst.
Verblasbares Isoliermaterial nach Anspruch 1, wobei die verblasbaren Büschel sich in einer Beimischung mit einem oder mehreren der Materialien aus der Grup pe befinden, die aus offener wasserabweisender Faser, mit Gleitmittel behandelter Faser und Trockenfaser besteht.
Verblasbares Isoliermaterial nach Anspruch 6, wobei die verblasbaren Büschel nicht mehr als 50% der Beimischung umfassen.
Verblasbares Isoliermaterial nach Anspruch 6, wobei die Trockenfaser Trockenpolyester ist und die wasserabweisende oder mit Gleitmittel behandelte Faser silikonisiertes Polyester ist.
Verblasbares Isoliermaterial nach Anspruch 6, wobei das Gemisch aus offener wasserabweisender oder mit Gleitmittel behandelter Faser/Trockenfaser ein 50/50-Gemisch ist.
Verblasbares Isoliermaterial nach Anspruch 1, wobei die verblasbaren Büschel willkürlich angeordnete Fasern umfassen, die an einer Vielzahl von Kontaktpunkten zwischen Fasern miteinander verbunden sind.
Verblasbares Isoliermaterial nach Anspruch 1, wobei das Fasermaterial ein thermofixiertes Fasermaterial ist.
Verfahren zum Herstellen verblasbarer Büschel, das umfasst: – Bereitstellen eines Fasermaterials, das ein oder mehrere der Materialien umfasst, die aus der Gruppe gewählt werden, die aus Faserflor, Vlies, ein Abschnitt von Faserflor und einem Abschnitt Vlies besteht, und das eine geeignete Mischung von Bindefasern und anderen Fasern enthält; – Krempeln des Fasermaterials, um ein gekrempeltes Fasermaterial zu erzeugen; – Erhitzen des gekrempelten Fasermaterials über einen Zeitraum und bei einer Temperatur, die ausreichen, um zu bewirken, dass die Bindefasern die anderen Fasern verbinden, so dass ein Vliesmaterial entsteht; und – Reißen des Vliesmaterials, um die verblasbaren Büschel zu erzeugen, die aus willkürlich verteilten Fasern bestehen, die an einer Vielzahl von Kontaktpunkten zwischen Fasern miteinander verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die verblasbaren Büschel ein- oder mehrmals gerissen werden.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Fasermaterial Mehrfach-Krempel-Vliese umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Fasermaterial Vliese umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Fasermaterial ein- oder mehrmals gerissen wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Erhitzen mittels elektrischer oder gasbeheizter Quellen durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das geeignete Bindefasergemisch ein Bindefasergemisch ist, das im US-Patent Nr. 4,992,327 offenbart wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das geeignete Gemisch aus Bindefaser ein oder mehrere der folgenden Materialien aus der Gruppe umfasst, die aus wasserabweisender oder mit Gleitmittel behandelter Faser, Trockenfaser und Bindefaser besteht.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Einrichtung zum Aufheben von statischer Ladung hinzugefügt wird.