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Verfahren zur Herstellung eines porösen, nahtlosen Formkörpers für Kleidungsstücke
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines porösen, nahtlosen Formkörpers für Kleidungsstücke, z. B. Büstenhalterschalen od. dgl., der unter Einwirkung von Wärme und Druck aus einem thermoplastische Fasern enthaltenden Gemisch von Stapelfasern mit einer Länge von 2, 5 bis 5 cm geformt wird.
Es ist bereits bekannt, zur Herstellung von verformten, lagerfähigen, unter der Einwirkung von Druck und Hitze aushärtbaren, polyestergebundenen, faserhaltigen Gegenständen, die offensichtlich nicht porös sind, ein Glasfasern enthaltendes Fasergebilde zu verwenden, wobei die Glasfasern mit einem schwach polymerisierten und weiter polymerisierbaren Polyesterharz imprägniert sind. Ferner ist ein GlasfaserKunststoffaserprodukt bekannt, das in der Wärme verformbar ist oder wenigstens unter dem Einfluss von Wärme zu einem dichten,. zähen Material komprimiert werden kann. Für die Herstellung eines solchen Produktes wird die Verwendung von Glasfasern sowie von Fasern eines Copolymers aus Acrylnitril und Vinylchlorid vorgeschlagen, welche an ihren Kreuzungspunkten verschmolzen werden.
Das erhaltene Erzeugnis ist zäh und dicht und es scheint nicht möglich zu sein, nahtlose poröse Formkörper herzustellen.
Es sind auch Verfahren zur Verformung von Erzeugnissen bekannt, wobei thermoplastische Bindefasern verwendet werden. Diese Fasern verlieren jedoch während dieser Verfahrensweisen ihre Faseridentität.
Ausserdem ist ein Verfahren zur Herstellung von gewebeähnlichem Material aus verschiedenen Rohfasern durch Verbinden der Fasern mit einem Klebestoff bekannt, bei dem aber nicht vorgesehen ist, ungereckte Polyesterfasern als Bindefasern zu verwenden ; die gesamte Bindung erfolgt vielmehr durch einen gesonderten Klebestoff. Es ist auch schon bekanntgeworden, Verstärkungsfasern, wie Glasfasern, mit Fasern einer thermoplastischen Substanz zu verwenden. Nach Druck- und Wärmeanwendung schmelzen die thermoplastischen Fasern und umfliessen die Verstärkungsfasem, wobei ein Gegenstand entsteht, in dem die Verstärkungsfasern in einer kontinuierlichen Kunststoffphase enthalten sind.
Dabei wird aber nicht die Lehre gegeben, nicht gewebte, nahtlose poröse Fasergebilde zu imprägnieren, die vorher zu einer vorbestimmten Gestalt verformt worden sind, welche dann durch die gegenseitige autogene Verbindung von thermoplastischen Bindefasern beibehalten wird. Schliesslich ist es auch bekannt, ein Faservlies, das in Wasser lösliche oder in Wasser teilweise lösliche Fasern enthält, mit Wasser in Berührung zu bringen, wodurch eine Verfestigung des Vlieses entsteht.
Die Erfindung zielt auf die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Formkörpers für Kleidungsstücke ab, der hochporös, fest und zäh, formhaltig aber biegsam ist und nicht die Haut reizt, aber wiederholten Waschprozessen standhalten kann.
Die porösen nahtlosen Formkörper, wie sie gemäss der Erfindung erhältlich sind, weisen eine Kombination von Merkmalen auf, welche die Gegenstände ausserordentlich geeignet für die Verwendung von am Körper zu tragender Kleidung macht. Sie sind ausserordentlich porös und atmungsaktiv, so dass sie einen ungehinderten Durchtritt von Luft und Feuchtigkeit ermöglichen. Sie absorbieren Feuchtigkeit, wodurch sie selbst dann angenehm zu tragen sind, wenn sie bei heissem oder feuchtem Wetter an der Haut getragen werden. Diese reiben bzw. reizen die Haut selbst bei sehr langer Berührung nicht und sind nicht allergen.
Es ist keine Naht vorhanden, die aufträgt und das Aussehen beeinträchtigt oder Unbehagen verursacht. Sie
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fühlen sich weich an und sind für die Haut verträglich. Sie haben einen genügenden Körper, eine genügende Festigkeit und Elastizität, um ihre Form beizubehalten und eine erwünschte Konturhaltigkeit und Stützfähigkeit, wie dies bei Büstenhalterbrustschalen erwünscht ist. Sie können leicht gereinigtwerden und sind bequem und dauerhaft mit gewebten Elementen zu vernähen, wie z. B. bei der Herstellung von kompletten Büstenhaltern. Im Vergleich zu bekannten Gegenständen ähnlicher Art sind sie dauerhaft und behalten die ursprüngliche Form bei.
Die Gegenstände werden bei andauernder Verwendung oder nach wiederholtem Waschen oder Trockenreinigen nicht ausgedehnt, schlaff, verzogen, runzelig, rauh oder weich. Sie sind von Anfang an von vorteilhaftem Aussehen und durch Heimwaschverfahren leicht rein und frisch aussehend zu erhalten. Sie trocknen rasch ohne zu runzeln oder Falten zu bilden und erfordern kein Bügeln.
Die Bedeutung der Erfindung liegt auch in der Tatsache, dass diese Gegenstände zu niedrigen Gestehungskosten hergestellt werden können. Ein Webe ;- oder Wirkvorgang ist in irgendwelchen Stadien der Herstellung nicht erforderlich, auch kein Zuschneiden und Nähen, wie bei der Herstellung üblicher Büstenhalterschalen. Es ist selbst bei Massenfertigung ein hoher Grad vorbestimmbarer Formgenauigkeit und Einheitlichkeit erzielbar. Eine solche Gleichmässigkeit ist bei der Herstellung von Büstenhalterschalen erwünscht. Auf diese Weise kann jemand, der Büstenhalter einer gegebenen Art, Grösse und Machart gekauft hat, sich darauf verlassen, dass er solche mit demselben Sitz und denselben Trageigenschaften wieder erhält. Eine solche Gleichmässigkeit ist nicht erzielbar, wenn Schalen durch Zuschneiden und Nähen aus Stoff hergestellt werden.
Dies trifft insbesondere für billige, in Massenproduktion hergestellte Schalen zu. Das vollständige Herstellungsverfahren, angefangen von der Bereitstellung der Faser bis zum Endprodukt, ist ausserordentlich einfach und ermöglicht einen hohen Produktionsausstoss. Obwohl durch Ersparung von Arbeits-und Einrichtungskosten eine billige Herstellung möglich ist, sind die Erzeugnisse nicht minderwertige Ersatzprodukte, sondern zur Verwendung in qualitativ hochwertiger Ware geeignet. So können gemäss der Erfindung erhältliche Büstenhalterschalen von Miedermachern in der Herstellung neuer und überlegener Typen der Erzeugnisse bei niedrigeren Kosten eingesetzt werden.
Der Wunsch nach Herstellung nahtloser, dreidimensionaler Bekleidungsgegenstände, insbesondere Büstenhalterschalen, durch Verformen oder Verpressen eines flachen, faserigen Gespinstes oder Gewebes besteht bereits seit vielen Jahren und es sind schon für eine grosse Anzahl von Vorschlägen zahlreiche Patente erteilt worden.
Diese Patente sind zumeist auf die Verwendung spezieller Arten gewebter oder gewirkter Produkte gerichtet, obwohl auch bereits ungewebte Stapelfasergefüge zur Erzeugung von Gegenständen dieser allgemeinen Kategorie, einschliesslich Büstenhalterschalen, vorgeschlagen worden sind (s. z. B. die USA-Pa-
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2. 047, 230 [1936]. Nr. 2, 190, 545 [1940]. Nr. 2, 190, 807 [1940], Nr. 2, 285, 967 [1942],[1956]).
Keiner dieser Vorschläge hat, soweit bekannt, zu irgendwelcher kommerzieller Auswertung oder zur Verwendung für die Herstellung von nahtlos geformten Büstenhalterschalen geführt. Die Büstenhalterhersteller haben weiterhin, trotz der Nachteile des Nähens und der damit verbundenen relativ hohen Arbeitskosten, hauptsächlich Schalen verwendet, die durch Zuschneiden und Nähen von Geweben hergestellt worden sind.
Die gemäss der Erfindung erhältlichen Büstenhalterschalen sind bei Büstenhaltern verwendet worden, die in genügendem Masse geprüft worden sind, wobei sich ergeben hat, dass sie bei üblichen Büstenhaltern einen zufriedenstellenden und wirtschaftlich vertretbaren Ersatz ermöglichen, wobei der Wert der vorteilhaften Merkmale der neuen Schalen erwiesen wurde. Die Prüfungen umfassen die Verwendung durch eine grosse Zahl von Frauen, die ihren Versuchsbüstenhalter täglich während eines ununterbrochenen Zeitraumes von 30 Tagen oder mehr wuschen und benutzten, wobei sich eine zufriedenstellende Wasch- und Tragbeständigkeit ercl, ab.
Die besonderen Typen und Materialien, die erfindungsgemäss bei der Herstellung der waschbaren Be ! ieidungsgegenstände verwendet werden, sind von besonderer Bedeutung sowohl im Hinblick auf die Herstellung bei niedrigen Kosten als auch im Hinblick auf die Kombination der beim Endprodukt erzielten Eigenschaften. Ein Erzeugnis kann vom Standpunkt des Benutzers gleichwertig sein, wobei dies jedoch meist nicht für die Herstellung der zu vergleichbaren Kosten zutrifft.
Es sind zahlreiche Versuche betreffend die spezielle Kombination der zu verwendenden Materialien angestellt worden. Diese Typen von Materialien sind im einzelnen bekannt und im Handel erhältlich (dies trifft auch für eine grosse Vielzahl anderer Fasern und faserverklebender Mittel zu, die für die vorliegende Anwendung nicht äquivalent sind) ; der erfindungsgemässe Vorschlag unterscheidet sich jedoch von früheren Vorschlägen auf Grund der kombinatorischen Auswahl und der Verwendung für einen bestimmten Zweck.
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Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines porösen nahtlosen Formkörpers für Kleidungsstücke, z. B. Büstenhalterschalen od. dgl., der unter Einwirkung von Wärme und Druck aus einem thermoplastischen Fasern enthaltenden Gemisch von Stapelfasern mit einer Länge von 2, 5 bis 5 cm geformt wird, ist in seinem Wesen gekennzeichnet durch die Bildung eines gekrempelten Fasergefüges aus einer Mischung aus Stapelfasern mit 30-50 Gew.-% nicht weichgemachten, ungereckten, thermoplastischen, amorphen Polyesterbindefasem und Strukturfasern aus Cellulose- und gereckten Polyesterfasern, die im Wärmeerweichungsintervall der ungereckten Polyesterfasern hart und nichtklebrig bleiben, Anformen einer Lage dieses gekrempelten Fasergefüges an eine erhitzte Patrize bei einer Temperatur,
die im Wärmeerweichungsintervall der ungereckten Polyesterfasern liegt, u. zw. unter sanftem Druck, um die Lage zu einem stabilen Körper zu verdichten, wobei die ungereckten Polyesterfasern an ihren gemeinsamen Kreuzungspunkten geschmolzen und dann unter Bildung eines faservereinigten und formhaitigen Netzwerkes in einen kristallinen und nicht an der Form anhaftenden Zustand übergeführt werden, sodann rasches Entfernen der verformten Faserlage aus der erhitzten Form ohne Beeinträchtigung der Form der Faserlage und Imprägnieren der verformten Faserlage ohne Beeinträchtigung ihrer Form mit einer wässerigen Dispersion eines faserbindenden Klebemittels und Trocknen der Faserlage, um einen unverzogenen, porösen, geformten Körper zu bilden.
Die Typen der Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemässe Verfahren sind die folgenden :
A) Nichtweichgemachte Polyesterstapelfasern der üblichen gereckten und orientierten Type, wie sie in der Textilindustrie verwendet wird, mit einer Länge im Bereich von etwa 2, 5 bis 5 cm. Diese werden durch Schmelzen und Auspressen von hochmolekularen Polyestern eines zweiwertigen Alkohols und einer Dicarbonsäure durch Spinndüsen erhalten.
Die ausgepressten Fäden werden durch Ziehen (Strecken) gedehnt, wodurch sie eine orientierte kristalline Molekularstruktur, einen verringerten Durchmesser und Denierwert, eine erhöhte Zugfestigkeit und Elastizität sowie eine niedrigere Streckbarkeit erhalten ; ferner wird ein breiter Erweichungstemperaturbereich vermieden und ein erhöhter Schmelzpunkt erhalten (jeweils ein enger Temperaturintervall, in welchem die gereckten Fasern erweichen und schmelzen). Die endlosen Fäden werden zu Stapelfasern zerschnitten. Gereckte Polyesterfasern sind aus einem Polyester von Äthylenglykol und Terephthalsäure hergestellt.
B) Nichtweichgemachte, thermoplastische Polyesterstapelfasem der nichtorientierten und amorphen Type mit einer Länge im Bereich von etwa 2, 5 bis 5 cm.
Diese werden in derselben Weise wie die oben erwähnten gereckten Fasern hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Recken vermieden wird, wobei die erwähnten Änderungen der Eigenschaften entfallen.
Diese Fasern haben ein eigentümliches weites Erweichungstemperaturintervall unterhalb der Temperatur, bei welcher sie verflüssigt werden oder schmelzen. Innerhalb dieses Bereiches können die durch Wärmeeinwirkung erweichten Fasern selbsttätig an deren Kreuzungspunkten miteinander verbunden werden, wenn ein schwacher Druck ohne Schneiden oder Zerdrücken der Fasern und unter Erhaltung der Faseridentitäten angewendet wird. Es wird kein Weichmacher benötigt, um diese Wärmebindungseigenschaften zu erzielen. Wenn diese Fasern auf eine Temperatur in diesem Bereich erhitzt werden, erhalten sie eine kristalline Struktur, werden steifer, haften an einer metallischen Form nicht an und die Erweichungstemperatur wird erhöht. Der ursprüngliche Erweichungstemperaturbereich ist unterhalb des nächsten Schmelzpunktintervalls der entsprechenden kristallinen, gereckten Fasern.
Beispielsweise haben Fasern, die aus den ungereckten, als Zwischenprodukte bei der Herstellung von gereckten Polyesterfasern auftretenden Polyesterfaserprodukten geschnitten sind, ein Wärmebindungs-Erweichungstemperaturintervall von etwa 90 bis 2300 C, während das eigentliche, gereckte Polyestermaterial aus Fasern mit der gleichen chemischen Zusammensetzung einen Fliesspunkt von etwa 2400 C besitzt, nicht weich wird und zur Selbstverbindung der Fäden untereinander im Bereich von 90 bis 2300 C nicht geeignet ist.
C) Cellulosestapelfasem mit einer Länge von etwa 2, 5 bis 5 cm.
Diese bestehen vorzugsweise aus Viskose-Rayonfasern, man kann aber auch langstapelige Baumwolloder Ramiefasern (Bohemeria nivea) verwenden.
Diese drei Typen von Fasern werden miteinander gemischt und dienen als Strukturfasern. Die Polyesterfasern der ungereckten Type B) wirken auch als thermoplastische Bindefasern und werden in einem Anteil von etwa 30 bis 50 Grew.-% verwendet. Die Cellulosefasem werden in einem dazu etwa äqui-
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Eine gekrempelte Mischung der oben beschriebenen drei Typen von Fasern ergibt das trockene, flaumige, faserige Fasergefüge oder Fach, das verformt und einer Selbstvereinigung (durch Erhitzen und Pressen unter geringem Druck) gemäss der Erfindung unterworfen wird, bevor es mit der wässerigen Klebe-
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mitteldispersion imprägniert wird. Die Fasern des heterogenen Gemisches erstrecken sich in jedweder Richtung und kreuzen einander willkürlich, so dass jede Faser einer gegebenen Type zahlreiche Fasern der beiden andern Typen als auch zahlreiche Fasern der gleichen Type kreuzt. Diese verhältnismässig langen Fasern berühren einander nur an ihren Kreuzungspunkten. Ein hoher Anteil der Faseroberflächenbereiche ist für die nachfolgende Oberflächenbehandlung verfügbar und es wird eine maximale Porosität erreicht.
Das ungebundene Fasergefüge ist streckbar und kann über einer erhitzten Patrize ohne Bruch oder Runzelung verformt werden, so dass ein Tiefziehen zu einer genauen Form bewirkt wird, u. zw. auf Grund der Länge und der ursprünglich unverbundenen Anordnung der Fasern zueinander, die eine Faserverlagerung zur Erreichung der Übereinstimmung mit der Patrize ermöglicht, aber Faserbewegungen und Störungen auf einen Mindestwert begrenzt und lokalisiert.
Das Erhitzen und Weichpressen des geformten Fasergefüges ergibt eine Verdichtung und Vergleichmässigung ; die nichtgereckten (amorphen) Polyester- bindefasem werden miteinander an deren gemeinsamen Kreuzungspunkten verbunden (sie schmelzen bei einer Temperatur zusammen, bei der sie weich und wechselweise klebrig sind) und dann erfolgt ein Härten und Versteifen ohne Schrumpfung unter Bildung eines faservereinigten und formhaltigen Netzwerkes, das die geformte Struktur festigt und stabilisiert und an der erhitzten Form nicht klebt. Die andern beiden Typen der Fasern sind nicht wechselweise miteinander verbunden und sind. wenn überhaupt, an den Punkten, an welchen sie die nichtgereckten Polyesterfasern kreuzen, nur schwach gebunden, wobei sie hauptsächlich mechanisch festgehalten werden.
Die so vereinigten, geformten Gegenstände behalten ihre Form bei und können noch warm aus der nicht anhaftenden Form entnommen werden ; sie können mit einer wässerigen Latexdispersion gesättigt und getrocknet werden, ohne dass sie sich verziehen.
D) Eine wässerige Dispersion eines faserverklebenden Latex, der zur Imprägnierung der Formprodukte verwendet wird, um die Fasern miteinander zu verbinden und ihnen Festigkeit und Formhaltigkeit in bezug auf das Fertigprodukt zu verleihen.
Eine wässerige Dispersion eines Carbonsäureacrylatlatex, die eine kleine Menge eines Härtungsmittels enthält, wird bevorzugt zur Herstellung von waschbaren, am Körper zu tragenden Bekleidungsgegenständen, wie Büstenhalterschalen, verwendet. Diese Latexdispersion wird zur Sättigung der geformten und selbstvereinigenden faserigen Gefüge verwendet, um die Fasern mit Klebestoff zu überziehen und dieselben an ihren Kreuzungspunkten miteinander zu verbinden und ein Erzeugnis der vorstehend beschriebenen Type herzustellen, das porös, zäh, dauerhaft und waschbar ist. Eine in ihrer Wirkungsweise äquivalente Polymerüberzugsdispersion kann verwendet werden, um dem Erzeugnis verschiedene physikalische Eigenschaften zu verleihen ; die spezielle chemische Zusammensetzung ist an sich nicht kritisch.
Das Carbonsäureacrylatpolymer ist ein weiches, elastisches und schwach klebriges Copolymer, das durch Copolymerisation eines niedrigen Alkylacrylatestermonomers (vorzugsweise im Äthyl-, Propyl- oder Butylbereich) mit einem geringen Anteil eines Acryl- oder Methacrylsäuremonomers (oder eines äquivalenten Carbonsäuremonomers) hergestellt worden ist, wobei ein geringer Anteil der Carbonsäureseitengruppen in das Acrylatpolymermolekül einverleibt und dabei die Klebebindewirkung erhöht wird, ohne jedoch das Copolymer stark klebrig zu machen. Ein Emulsions-Polymerisationsverfahren wird angewendet, um eine wässerige Latexdispersion zu erzeugen, die mit Wasser unter Bildung der gewünschten Feststoffkonzentration für die Behandlung des Fasergefüges verdünnt werden kann.
Eine koagulierte trockene Masse des ungehärteten Polymers ist weich, schwach klebrig und besitzt eine Elastizitätsschwelle.
Ein wasserlösliches Härtungsmittel der von zyklischem Harnstofformaldehyd abgeleiteten Type wird bevorzugt benutzt, wenn der vorstehend erwähnte Latex eines Carbonsäureacrylatpolymers verwendet wird. Es ist in wässeriger Dispersion, welche stabil ist, inaktiv ; nach dem Trocknen und Erhitzen des behandelten Gegenstandes öffnet sich jedoch die carbonylenthaltende Ringstruktur des Moleküls. so dass es reaktiv wird und die Verbindung bewirkt dann ein Härten (Vulkanisieren) der Polymerüberzüge, wahrscheinlich durch Schaffung von Vernetzungen zwischen den Carboxylgruppen.
Es bildet sich ein dreidimensionaler, wasserabweisender elastischer Polymerfaserüberzug, der fester und elastischer, nicht klebrig, wärmebeständig und weniger thermoplastisch, hoch unlöslich, fest mit der Faser verbunden und gegen Wasserabsorption sowie gegen Erweichen oder Auslaugen durch wiederholte Wasch- und Trockenreinigungsverfahren in hohem Masse beständig ist. Die Verwendung dieser Type von Härtungsmittel hat auch den Vorteil, dass es auf die Oberflächenstruktur der Cellulosefasern (scheinbar durch Reaktion mit den Hydroxylgruppen des Cellulosemoleküls unter Bildung von Vernetzung und auch durch Selbstpolymerisation) einwirkt, wobei diese Fasern gegen Wasserabsorption und Schrumpfung beständiger werden.
Es bewirkt auch eine festere und in höherem Masse wasserbeständigeBindung zwischen den Cellulosefasern und den damit in Kontakt stehenden Acrylatpolymerüberzügen, scheinbar durch Vernetzung. Ein er-
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läuterndes Beispiel für eine Härtungsmittelverbindung dieser Type ist Dimethylolcycloäthylenhamstoff, der als l, 3-Bis-hydroxymethyl-2-imidazolidon bezeichnet wird. Ein ähnliches Härtungsmittel, das ebenfalls mit Wasser in allen Verhältnissen mischbar ist, enthält dieselbe Verbindung in einer teilweise polymerisierten Form.
Die folgenden Verfahrensschritte werden bei der Herstellung poröser, geformter Gegenstände aus Fasergefüge, wie Büstenhalterschalen, aus den vorstehend angegebenen Materialien angewendet.
1. Die drei Typen der Stapelfasern werden gemischt und die Mischung wird kontinuierlich zu einem gekrempelten Fasergefüge unter Verwendung einer "Garnett"-Maschine od. dgl. verarbeitet. Die Stapelfasern werden dabei willkürlich ausgerichtet und zu einem losen, flaumigen Fasergefüge vereinigt, worin sich die verschiedenen Typen der Fasern über- und untereinander so kreuzen, dass sie in drei Dimensionen in einem verbundenen Fach zusammenhalten, wobei sie mechanisch durch Reibungskräfte aneinanderhaften. Das entstehende Fasergefüge kann als"gekrempeltes Gefüge"auf Basis der charakteristischen, faserigen Struktur bezeichnet werden, wenngleich es auch nicht im strengen Sinne der Literatur durch einen Krempelprozess hergestellt worden ist.
Das Gesamtfasergewicht je Flächeneinheit wird in bezug auf den speziellen, herzustellenden Gegenstand und die gewünschten Eigenschaften ausgewählt. Im allgemeinen wird ein Fasergewicht in dem abgerundeten Zahlenbereich von etwa 50 bis 110 kg/1000 m2 an-
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Polyesterfasern (3 Denier), 40 Gew. -0/0 ungereckten Polyesterfasern (7 Denier) und 40% Viskose-Rayonfasern (3 Denier). Diese Stapelfasern haben alle eine Länge von 3, 8 cm. Gewünschtenfalls kann das Fasergefüge durch eine Stech-Filzmaschine geführt werden, bei der gefiederte Nadeln in einem Abstand von 1, 2 cm voneinander Faserbüscheln durch das faserige Fach von einer Fläche zur andern hindurchtreiben, wodurch ein besserer Zusammenhalt und eine erhöhte Absorptionsfähigkeit von Fläche zu Fläche erzielt wird.
2. Eine trockene, flaumige Lage geeigneter Grösse wird von dem vorstehend erwähnten gekrempelten Fasergefüge abgeschnitten und über einer erhitzten Patrize, welche die gewünschte Form aufweist, angeordnet. Eine Form aus gegossenem Aluminium, die von innen her durch ein elektrisches Heizelement erhitzt wird, wird bevorzugt angewendet. Die Oberflächentemperatur liegt im Bereich von 120 bis 2050 C.
Das flaumige Fasergefüge wird rasch, wie z. B. durch Handformen, angenähert angeformt, wobei die Fasern in der Lage sind, sich ohne Runzelung oder Beeinträchtigung des Gefüges oder der Streckung der Fasern zu verlagern. Ein Stück eines entsprechenden offenmaschigen Netzes oder einer Gaze kann gewünschtenfalls oberhalb des faserigen Produktes angebracht werden ; es wird mit der Oberfläche beim nachfolgenden Arbeitsschritt vereinigt und mitverformt. Ein Beispiel dafür ist ein gestricktes Polyesterfasemetz.
Die wenigen Sekunden, die für diesen Verfahrensschritt erforderlich sind, reichen nicht dazu aus, dass die nichtgereckte Polyesterfaser des flaumigen Fasergefüges bis zur Erweichung und Erreichung eines klebrigen Zustandes erhitzt wird und auch nicht, um das Fasergewebe zum Schrumpfen zu bringen und zu verziehen, wie das vorkommen kann, wenn vor dem nächsten Verfahrensschritt eine verlängerte Einwirkung der erhitzten Form vorgesehen wird.
3. Eine dünne, gespannte, nichtanhaftende Silikonkautschukdecke (die in einem Rahmen montiert ist) wird rasch gegen die mit dem Fasergefüge bedeckte Form gedrückt, so dass eine relativ gleichmässige, schwache Druckeinwirkung auf das dazwischenliegende Fasergefüge ausgeübt wird. Die Form wird auf einer Bühne angeordnet, die mit der Form benachbarten Öffnungen versehen ist und mit einer Vakuumleitung in Verbindung steht. Sobald der Rahmen mit der Decke die Plattform erreicht, wird die Saugwirkung ausgeübt und ein Vakuum zwischen der Decke und der Form erzeugt, so dass die gespannte Decke rasch und gleichmässig durch den äusseren Atmosphärendruck gegen das Fasergefüge gedrückt wird, wobei Lufteinschlüsse vermieden werden.
Dadurch ergibt sich ein abschliessendes und genaues Anformen des Fasergefüges an die Form, wobei die Fasern in der Anfangsphase dieses Schrittes noch beweglich sind.
Das Fasergefüge wird gleichzeitig unter der Einwirkung der Pressung unter geringem Druck verdichtet.
Die ungereckten amorphen thermoplastischen Polyesterbindefasern werden nun durch die heisse Form genügend erhitzt, um an ihren gemeinsamen Kreuzungspunkten zu schmelzen. Auf diese Weise tritt eine Selbstverbindung ein und die Faserfestigkeit wird aufgehoben. Das Erhitzen und Pressen ist aber ungenügend, um ein Zerdrücken oder Zerkleinern der Fasern zu bewirken und die Faseridentität wird beibehalten. Durch weiteres Erhitzen werden die weichen und klebrigen, nichtgereckten Polyesterfasern von einem amorphen in einen kristallinen Zustand übergeführt, bei welchem die Erweichungstemperatur höher liegt als die Temperatur der Form.
Diese Zustandsänderung bewirkt ein Härten und Steifwerden dieser Fasern, wodurch sie an der Form nicht anhaften und das vereinigte, verformte Fasergefüge so sehr
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das Spülwasser in die Faserstruktur eindringt und diese durchdringt, so dass das Wasser mit den einzelnen überzogenen Faseroberflächen in innigen Kontakt gelangt, u. zw. leichter und vollständiger, als dies im Falle eines gewebten oder gewirkten Erzeugnisses erreichbar ist ; dabei wird ein hoher Reinigungsgrad erreicht. Die nassen Gegenstände trocknen rasch. Die Polymerfaserüberzüge sind beim Waschprozess hochbeständig und ermöglichen zahlreiche Waschungen des Gegenstandes ohne nachteilige Wirkung.
Beispiele von geformten Gegenständen für Bekleidungsstücke, die von Büstenhalterschalen verschieden sind und die mit Vorteil gemäss der Erfindung hergestellt werden können, sind Schulterkissen und Hüftformstücke, wie sie in Kleidungsstücken verwendet werden. Hutstumpen und Kappenoberteile, Pantoffel, Tennisschuhoberteile und poröse Atmungsfiltergesichtsmasken, wie sie von Chirurgen, Ärzten, Zahn- ärzten, Säuglingsschwestern sowie von Industriearbeitern benutzt werden, die in einer staubhältigen oder verunreinigten Atmosphäre arbeiten.
Bei der Herstellung von Gegenständen, die vom Benutzer keinem Wasch- und Trockenreinigungsverfahren unterworfen werden, wie im Falle von Gesichtsmasken, die in sterilen Packungen verkauft werden und dazu bestimmt sind, nach dem Gebrauch weggeworfen zu werden, ist es nicht notwendig, einen faserverklebenden Latex zu verwenden, der gegenüber Waschen und Trockenreinigen widerstandsfähig ist. In solchen Fällen braucht der faserbindende Klebestoff nur Körper, Zähigkeit und Festigkeit zu verleihen, damit der Gegenstand bei der Handhabung und Verwendung Körper und Form beibehält. Verschiedene Acrylsäurelatexdispersionen sind z. B. für einen solchen Zweck verfügbar.
Eine einzige Lage gekrempelter Fasergefüge kann für viele Gegenstände, wie Büstenhalterschalen und Gesichtsmasken, angewendet werden. Wenn eine grössere Steifigkeit und Festigkeit erforderlich ist, können zwei oder drei Lagen übereinandergelegt werden, um das gewünschte Gewicht je Flächeneinheit im geformten Produkt zu erhalten. Die Lagen können bezüglich der Faserzusammensetzung verschieden sein und müssen nicht alle die spezielle Type des Fasergemisches der vorstehend beschriebenen Art aufweisen.
Zum Beispiel kann ein Dreilagenfasergefüge verwendet werden, wobei die innere Lage aus Fasern besteht, die zur Erzielung grösserer Steifigkeit des sowohl als Zwischenprodukt verformten Produktes und des endgültigen Gegenstandes ausgewählt worden sind, wie bei der Herstellung von Hutstumpen oder Schuhoberteilen, die eine solche Grösse oder Kompliziertheit der Form haben, dass nach dem Imprägnieren des geformten Gegenstandes mit der wässerigen Latexdispersion und dem anschliessenden Trocknen ein Verziehen auftreten würde.
Im letzteren Fall wurde gefunden, dass sich ein aus drei Lagen bestehendes gekrempeltes Fasergefüge mit äusseren Lagen, die ähnlich jenen Fasergefügen sind, wie sie vorstehend für die Verwendung zur Herstellung von Büstenhalterschalen beschrieben worden sind, und einer inneren Lage aus gekrempelten Stapelfasern aus thermoplastischem Polyvinylchlorid oder einem Gemisch derselben mit Rayonfasern, als sehr zufriedenstellend erwiesen hat. Während des Verformungsschrittes schmelzen die Polyvinylchloridfasem in der Faserstruktur und machen das Erzeugnis steifer, aber noch flexibel.
Beispiel : Das vorstehend erwähnte Material und die Verfahrensschritte werden bei einer bevorzugten Ausführungsform zur Herstellung von Büstenhalterschalen wie folgt angewendet : Es wird eine einzige Lage eines gekrempelten Fasergefüges angewendet, die 20 Grew.-% gereckte Polyesterfasern (3 Denier), 40 Grew.-% ungereckte Polyesterfasern (7 Denier) mit derselben chemischen Zusammensetzung wie die gereckten Fasern und 40 Gew. -"/0 Viskose-Rayonfasem (3 Denier) enthält ; alle diese Stapelfasern haben eine Länge von 3, 8 cm. Das gesamte Fasergewicht beträgt etwa 80 kg/1000 m2.
Das Faserfach wird auf einer Stich-Krempelmaschine behandelt, deren gehärtete Nadeln in einem Abstand von 1,2 cm voneinander so angeordnet sind, dass sie von der Oberseite bis zur Unterseite in einem Abstand von 1, 2 cm über den gesamten Faserbüschelbereich hindurchstechen. Es werden Aluminiumpatrizen angewendet, die innen erhitzt sind, um die Temperatur der Oberfläche auf etwa 1750 C einzustellen. Die gesamte Berührungszeit während der Verformung beträgt etwa 20 sec ; das Fasergefüge wird mit der Form etwa 3 sec vor dem Andrücken der Decke in Berührung gebracht und die Decke wird während etwa 15 sec vor der Entnahme gegen das Fasergefüge gepresst.
Das Absaugen der Luft unter der Decke erfolgt nur während weniger Sekunden, so dass die Decke bei im wesentlichen atmosphärischem Druck während des Hauptabschnittes dieser Periode gegen das Fasergefüge gepresst wird. Die nicht gereckten Polyesterfasern werden etwa 5 sec, nachdem sie auf die Formtemperatur erhitzt worden sind, von einem amorphen in einen kristallinen Zustand übergeführt.
Die faserverklebende Latexdispersion besteht aus etwa 20 Gew.-% des vorstehend genannten Acrylatpolymers in Form einer Latexdispersion (die 46 Gew.-% Polymerfeststoffe enthält) und 1 Gew.-Teil des vorstehend genannten Härtungsmittels, wobei genügend Wasser zugesetzt wird, um den Feststoffgehalt der wässerigen Mischung auf etwa 15 Gew.-% einzustellen, so dass das Faserprodukt etwa 40 Grew.-% des
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gehärteten Polymers, auf Trockenstoffbasis berechnet, enthalten wird. Die nassgesättigten, geformten Schalen werden in einem Heissluftofen mit Luftumwälzung 9 - 10 min zum Trocknen und 2 - 3 min zum Härten erhitzt, wobei die Lufttemperatur etwa 1500 C beträgt.
Die halbfertigen Schalen werden dann sorgfältig gewaschen, gespült und in einer Perchloratlösung gebleicht, erneut gespült und getrocknet. Eine grosse Anzahl der Schalen kann gleichzeitig zugerichtet werden, indem sie auf eine Patrize gestapelt, mit einer Matrize bedeckt und mit einer Schneidvorrichtung (Messer), die um den Rand der Formen geführt wird, beschnitten werden. Diese fertiggestellten Schalen sind dann zum Einnähen in die Körbchen von Büstenhaltern bzw. Miedern geeignet.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist allgemein zur Herstellung von Formkörpern anwendbar. Der wesentliche Punkt besteht darin, dass das gekrempelte Fasergefüge, das bei der Verformung verwendet wird, aus einem Gemisch aus Stapelfasern mit einer Länge von 2, 5 bis 5 cm, enthaltend 30-50 Gew.-% der nicht weich gemachten, ungereckten Polyesterbindefasern, gebildet ist und dass der Rest der strukturbildenden Fasern im Bereich der Wärmeerweichung dieser ungereckten Polyesterfasern hart und nichtklebrig verbleibt.
Die besondere Wirkung der ungereckten Polyesterfasern besteht darin, dass sie an ihren Kreuzungspunkten leicht schmelzen, ohne die Faseridentität zu verlieren und dann während des weiteren Erhitzens bei der Verformungsbehandlung kristallin, hart und steif werden und ihre Klebrigkeit verlieren, so dass sie nicht an der Form anhaften, wobei ein verfestigter formhältiger Gegenstand erhalten wird, der aus der Form ohne Kühlen entnommen werden kann und wobei kein Verziehen der Form auftritt. Diese Merkmale erlauben bei hoher Produktionsgeschwindigkeit eine Erzeugung von geformten, eine grosse Gleichmässigkeit der vorbestimmten Form aufweisenden Gegenständen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines porösen, nahtlosen Formkörpers für Kleidungsstücke, z. B. Büstenhalterschalen od. dgl., der unter Einwirkung von Wärme und Druck aus einem thermoplastische Fasern enthaltenden Gemisch von Stapelfasern mit einer Länge von 2, 5 bis 5 cm geformt wird, gekennzeichnet durch die Bildung eines gekrempelten Fasergefüges aus einer Mischung aus Stapelfasern mit 30-50 Gew.-% nicht weichgemachten, ungereckten, thermoplastischen, amorphen Polyesterbindefasern und Strukturfasern aus Cellulose- und gereckten Polyesterfasern, die im Wärmeerweichungsintervall der ungereckten Polyesterfasern hart und nichtklebrig bleiben, Anformen einer Lage dieses gekrempelten Fasergefüges an eine erhitzte Patrize bei einer Temperatur, die im Wärmeerweichungsintervall der ungereckten Polyesterfasern liegt, u. zw.
unter sanftem Druck, um die Lage zu einem stabilen Körper zu verdichten, wobei die ungereckten Polyesterfasern an ihren gemeinsamen Kreuzungspunkten geschmolzen und dann unter Bildung eines faservereinigten und formhaitigen Netzwerkes in einen kristallinen und nicht an der Form anhaftenden Zustand übergeführt werden, sodann rasches Entfernen der verformten Faserlage aus der erhitzten Form ohne Beeinträchtigung der Form der Faserlage und Imprägnieren der verformten Faserlage ohne Beeinträchtigung ihrer Form mit einer wässerigen Dispersion eines faserbindenden Klebemittels und Trocknen der Faserlage, um einen unverzogenen, porösen, geformten Körper zu bilden.