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Die Erfindung bezieht sich auf ein wärmeisolierendes Material, in Form eines Vlieses bzw. eines Vliesstoffes zur Verwendung in Anoraks, Schlafsäcken und andern Waren, bei denen höchste Wärmeisolierung, Weichheit, Elastizität, leichtes Gewicht und Dauerhaftigkeit angestrebt werden. Die Erfindung betrifft im besonderen ein behandeltes Wattelin aus einer Mischung von synthetischem und natürlichem Material, das verbesserte wärmeisolierende Eigenschaften zusätzlich zu den andern geforderten physikalischen Eigenschaften solcher Materialien aufweist.
Gänsedaunen, Entendaunen und die Federn verwandten Wassergeflügels, und Mischungen davon, wurden schon lange als wärmeisolierende Materialien für Bekleidung, Schlafsäcke u. dgl. verwendet. Obwohl Daunen ausgezeichnete Wärmedämmeigenschaften zeigen, solange sie neu sind, haben sie eine Neigung, zu verfilzen und ihre Raumausdehnung oder Luftigkeit, besonders wenn sie feucht werden, zu verlieren, weil sie im Verlaufe und unter den Bedingungen des tatsächlichen Gebrauches zusammendrückenden Kräften unterworfen werden. Als Kleidungs- und Schlafsack-Isolationsmaterial wurden auch Polyester-Fasern verwendet. Ein derartiges synthetisches Material wird in der US-PS Nr. 3, 772, 137 beschrieben und enthält ein Polyesterpolster-Wattelin, das aus gekräuselten, hohlen Polyesterfasern mit wenig Denier geformt ist.
Obwohl der Gebrauch solchen synthetischen Materials einen bedeutenden Kostenvorteil, verglichen mit Daunen, hat, wird es doch im Vergleich mit Daunen gemeinhin als minderwertig hinsichtlich der isolierenden Eigenschaften, der Weichheit und des Gewichtes betrachtet.
Entsprechend der Erfindung steht ein neues wärmeisolierendes Material zur Verfügung das
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derartigen Mischung unerwarteterweise denen von reinen Daunen überlegen sind. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Mischung von Daunen und synthetischen Fasern zu einem vielschichtigen Vlies geformt und mit wärmeaushärtendem Kunststoff behandelt, um ein Wattelin zu bilden, das imstande ist, seine anfängliche luftige und wärmeisolierende Eigenschaft beizubehalten.
Die synthetische Polyester-Hohlfaser, die für das verbesserte wärmeisolierende Material der Erfindung verwendet wird, ist bekannt und beispielsweise in der US-PS Nr. 3, 772, 137 beschrieben. Vorzugsweise werden die Fasern aus Polyäthylenterephthalat (PETP) geformt, obwohl andere Polyester verwendet werden können, wie in der oben genannten US-Patentschrift beschrieben oder sonst nach dem Stande der Technik bekannt ist. Die Faser ist gekräuselt und hat eine Masse von 0, 33 bis 0, 67 mg/m Faden. Die gekräuselten Polyester-Hohlfasern werden zu Stapelfasern mit einer Länge von 25, 5 bis 63, 5 mm geschnitten, bevor sie zur Bildung des Isoliermaterials der Erfindung verwendet werden. Obwohl es für die Erfindung nicht absolut nötig ist, können die Polyesterfasern mit einem dauerhaften Silikon-Schmiermittel behandelt werden, wie z.
B. Wasserstoff-Methyl-Polysiloxan und ähnlichem, um die Beweglichkeit der Fasern zu erhöhen und um eine einheitliche Mischung mit der Daunenkomponente zu fördern.
Gewöhnlich werden Polyesterfasern gekrempelt und dann mit den Daunen vermischt, um das Isoliermaterial zu bilden. Obwohl die Verhältnismengen von Daunen und Polyesterfasern über einen sehr breiten Bereich variieren können, wurde erkannt, dass zumindest 10 Gew.-% Daunen verwendet werden müssen, um die überlegenen wärmeisolierenden Eigenschaften des Materials entsprechend der Erfin-
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Die Mischung von Polyesterfasern und Daunen wird zu einem Vlies geformt, indem man die gebräuchliche Kardier-Ausrüstung verwendet. Der Kardiervorgang soll zu einer einheitlichen Mischung von Daunen und Kunstfasern dienen. Das Vlies wird gewöhnlich eine Dicke von 6, 3 bis 12, 7 mm haben, kann jedoch in vielfachen Schichten aufgebaut werden, so dass ein Vlies mit einer Dicke von 25, 4 mm oder mehr entsteht, je nach dem gewünschten Verwendungszweck des Materials.
Während das derartig geformte Vlies einen hohen Grad an Raumausdehnung und Luftigkeit aufweist ebenso wie ausgezeichnete wärmeisolierende Eigenschaften, hat es jedoch keinen hohen Grad von Strukturstärke. Daher wird das Vlies in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, nachdem es zur erwünschten Dicke aufgebaut wurde, so behandelt, dass es einheitlich mit einem film-
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bildenden wärmeaushärtenden Kunststoff imprägniert wird, der imstande ist, eine relativ steife, unklebrige Struktur nach dem Aushärten zu bilden. Das behandelte Vlies oder Wattelin besitzt dann genügend strukturelle Stärke, um eine normale Handhabung während der Anfertigung von Kleidungsstücken zu erlauben, und ist auch imstande, den zusammendrückenden Kräften standzuhalten, denen es während des Gebrauches der Kleidung oder der Schlafsäcke unterworfen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die einheitliche Imprägnierung mit dem wärmeaushärtenden Kunststoff so vorgenommen, dass eine wässerige Lösung des Kunststoffes mittels einer Reihe von Sprühdüsen auf die Bahn aufgebracht wird, wobei ein Druck aufrechterhalten wird, der eine feine, gleichmässige und gründliche Durchdringung der Kunststofflösung überall durch die Dicke des viellagigen Vlieses sicherstellt, bevor es zu einer Bildung einer Oberflächen-"Haut"oder eines Filmes kommt. Eine typische Kunststofflösung besteht aus 5 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise aus
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ser. Es können auch andere wärmehärtende, filmerzeugende Kunststoffe, die fähig sind, harten, nicht klebrigen Film nach ihrer Aushärtung zu bilden, verwendet werden. Die Menge der Kunststofflösung beträgt gewöhnlich 5 bis 10 Gew.-%, z.
B. 8 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt des Endproduktes.
Das kunststoffbehandelte Vlies wird vor dem Gebrauch einer Wärmeaushärtung unterworfen.
Erfindungsgemäss wird das Aushärten in einem Ofen ausgeführt, der aus einem Temperaturniveau von 394 bis 436 K gehalten wird, z. B. 408 K, auf die Dauer von 3 bis 8 min, z. B. 5 min. Nach Beendigung der Aushärtung wird das Wattelin auf die gleiche Weise gehandhabt, wie die gebräuchlichen Einlagen bei der Kleidererzeugung.
Beispiel 1 : Ein gekräuselter, hohler Polyesterfaden, von du Pont handelsmässig erzeugt und unter der Handelsmarke"Hollofil"vertrieben, wurde mit Wasserstoff-Methylpolysiloxan-Schmiermittel behandelt und zu Stapelfasern geschnitten, die die durchschnittliche Länge von 63, 5 mm hatten. Diese Polyesterfasern wurden einem üblichen Krempelverfahren unterworfen. Danach wurden 10 Gew.-% Gänsedaunen mit den behandelten Polyesterfasern vermengt. Die Mischung wurde in übli- cher Weise kardiert, um ein Vlies zu produzieren, das die Daunen gleichmässig verteilt enthält.
Das Vlies wurde vielschichtig aufgebaut, bis es ungefähr 23 mm dick war. Danach wurde es auf einem Förderband unterhalb einer Reihe von Sprühköpfen bewegt und von einem gleichmässigen Sprühnebel einer Kunststofflösung beaufschlagt, die aus 10, 0 Gew.-% Trimethylol-Melamin- - Formaldehyd, aus 1, 5 Gew.-% Zinknitrat und 88, 5 Gew.-% Wasser bestand. Das behandelte Wattelin wurde dann durch einen Aushärteofen geführt, wo es ungefähr 5 min bei einer Temperatur von 408 K verblieb, um den wärmehärtenden Kunststoff auszuhärten. Das im vorstehenden Verfahren erzeugte Wattelin enthielt 8 Gew.-% Kunststoff bezogen auf den Feststoffgehalt.
Um den Wert der Isoliereigenschaften des behandelten Wattelins der Erfindung bestimmen zu können, wurde eine Reihe gleichartiger Westen erzeugt, bei denen der einzige Unterschied die Art des Isoliermaterials in jeder Weise war. Jede dieser Westen wurde einem Test unterzogen, der die Anwendung eines Kupfermodells beinhaltete, das imstande war, die Zeitspanne zu messen für die Durchdringung von Wärme, bezogen auf eine Einheit der Dicke, der Fläche und der Temperatur. Tatsächlich ist das Kupfermodell mit tausenden von Thermistoren versehen, die den Temperaturwechsel über die gesamte Kleidungsstückfläche festhalten, wenn das Modell erwärmt wird, und die automatisch den durchschnittlichen Isolierungswert per mm2 der Kleidungsoberfläche ausrechnen, per mm Isolierungsdicke, und per g Isolierungsdichte.
Die Messungen wurden in CLO-Einheiten ausgedrückt, die im wesentlichen reziprok zu den Isolierungswerten sind und durch folgende Gleichung ausgedrückt werden :
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in Kleidungsstücken, die drei Wäschephasen unterzogen worden waren. Die Daunenmengen wurden nach den Mengen gewählt, von denen man wusste, dass sie in handelsüblichen Kleidungsstücken verwendet werden.
Die Versuche hatten die folgenden Resultate :
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<tb>
<tb> Mittelwert <SEP> CLO <SEP> Mittelwert <SEP> CLO
<tb> Westen <SEP> vor <SEP> der <SEP> Wäsche <SEP> nach <SEP> der <SEP> Wäsche
<tb> Behandeltes <SEP> Vlies <SEP> 4, <SEP> 13 <SEP> 4, <SEP> 16 <SEP>
<tb> 180 <SEP> g <SEP> Daunen <SEP> 3, <SEP> 13 <SEP> 3, <SEP> 09 <SEP>
<tb> 213 <SEP> g <SEP> Daunen <SEP> 3,53 <SEP> 3,47
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Die Versuche zeigen, dass das behandelte Vlies nach der Erfindung einen Isolierungswert aufweist, der wesentlich höher liegt als der von Naturdaunen, und dass dieser Isolierungswert bei mehreren Waschvorgängen erhalten bleibt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wärmeisolierendes Material, in Form eines Vlieses bzw. eines Vliesstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass es geschnittene, gekräuselte Polyester-Hohlfasern und wenigstens 10 Gew.-% Naturdaunen enthält.