AT504052A1 - Verwendung einer cellulosefaser - Google Patents

Description

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Lvocell-Ftillungen

Diese Erfindung bezieht sich auf Verwendungen einer Cellulosefaser und nimmt besonderen Bezug auf solche Verwendungen bei der Herstellung von Füllungen, die von selbst Flammen verlöschende Eigenschaften haben.

Es besteht ein zunehmender kommerzieller Druck, Produkte herzustellen, die im Eigenheim sicherer sind. In Kalifornien, USA, wird zum Beispiel ein Brennbarkeitstestverfahren vorgeschlagen, das als Grundlage für Standards für Bettwäsche mit Füllung oder auf dem Bett zu verwendende Artikel, wie z.B. Bettdecken, gesteppte Bettdeckenüberzüge, gesteppte Bettauflagen, Schlafdecken, Bettüberzüge, Bettkissen, Bettruhekissen, Matratzenauflagen, gesteppte Bettschonbezüge, gesteppte Kissenbezüge, gepolsterte Kopfenden und Schaummatratzenauflagen, eingesetzt werden kann.

Viele dieser Produkte werden unter Verwendung einer Polyesterfaser als Füllung, häufig mit einem Polyester/Baumwoll-Überzug, hergestellt. Wenn derartige gefüllte Produkte in Brand gesetzt werden, wird beobachtet, dass nach einer 20-sekündigen Entzündung mit einer kleinen Flamme sowohl der Überzug als auch die Füllung leicht brennen. Das gesamte Produkt verbrennt innerhalb von 3 oder 4 Minuten und hinterlässt nur eine kleine Pfütze von geschmolzenem Polyester. Diese Pfütze brennt lokal weiter, wo kleine Baumwollstücke als Docht wirken, um das geschmolzene Polyester in einen Flammenbereich zu führen. Bei einem Gegenstand von der Größe eines kleinen Kissens ist der gesamte Prozess in 2 Minuten praktisch beendet, und es brennt nur eine kleine Flamme weiter, wobei die Reste des geschmolzenen Polyesters aufgezehrt werden. In Kalifornien veröffentlichte das California Department of Consumer Affairs, Bureau of Home Fumishings and Thermal Insulation, den Entwurf eines allgemein als TB604 bezeichneten technischen Merkblatts, welches das Testverfahren beschreibt. In dieser Beschreibung wird der mit 1. Oktober 2004 datierte Entwurf als Verfahrensentwurf TB604 bezeichnet.

Die endgültige Version von TB604 muss noch festgelegt werden, viele Unternehmen und Privatpersonen arbeiten jedoch derzeit im Bestreben, Muster und Produkte herzustellen, welche dem entsprechen, was nach Ansicht dieser Unternehmen und Privatpersonen wahrscheinlich die endgültige Version von TB604 sein wird.

Im Stand der Technik gab es zahlreiche Versuche, Cellulose-Formkörper, wie z.B. Fasern, zu modifizieren, um ihnen flammenhemmende Eigenschaften zu verleihen.

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Der Begriff “flammenhemmend” (FR) wird von verschiedenen Personen manchmal mit verschiedenen Bedeutungen verwendet. In der vorhegenden Beschreibung werden die Begriffe FR und RF wie folgt verwendet. FR wird in der Bedeutung „flammenhemmend“ verwendet, und RF wird in der Bedeutung „reduzierte Brennbarkeit“ verwendet. FR-Materialien können solche sein, die von Natur aus flammenhemmend sind, sowie solche, die behandelt wurden, um flammenhemmende Eigenschaften zu erhalten. Die bei der Lenzing AG erhältliche FR-Viskose erfüllt beispielsweise zur Gänze die Anforderungen der in der ISO 15025 dargelegten vertikalen Brennprüfung. Dies ist ein Fall, in dem ein naturgemäß brandunterstützendes Material, Viskosefaser, einer Behandlung unterzogen wurde, um es flammenhemmend zu machen. Im Gegensatz dazu ist eine Polyaramidfaser, wie z.B. Nomex® von Du Pont, eine von Natur aus flammenhemmende Faser, die keine Behandlung benötigt, um FR-Eigenschaften zu erhalten.

Es gibt jedoch Fasern, die dazu gebracht werden können, sogar dann reduzierte Brennbarkeitseigenschaften aufzuweisen, wenn die Fasern nicht zu Materialien gefertigt werden können, welche die ISO 15025 vollständig bestehen, und nicht als FR-Fasem betrachtet werden können. Diese Fasern sind jene, die eine Behandlung zur Verringerung der Brennbarkeit der Faser erhalten haben, ohne dadurch zwangsläufig gänzlich zu einer FR-Faser zu werden. Als Beispiel können Lyocellfasem mit bestimmten Tonerden behandelt werden, um der Faser reduzierte Brennbarkeitseigenschaften zu verleihen, ohne zwangsläufig zu ermöglichen, dass diese den ISO 15025-Test besteht. Die Begriffe FR und RF können sich offensichtlich überschneiden. Eine Faser, die von Natur aus eine FR-Faser ist, könnte zur weiteren Verringerung ihrer Brennbarkeit behandelt werden, wodurch sie sowohl zu einer FR- als auch zu einer RF-Faser wird.

Alternativ könnte eine normal entflammbare Faser mit einem Flammschutzmittel in einem solchen Ausmaß behandelt werden, dass sie zu einer FR-Faser wird, oder die Faser könnte derselben Behandlung in einem geringeren Ausmaß (oder einer anderen Behandlung) unterzogen werden, so dass sie nicht den vollen FR-Status erlangt, aber definitionsgemäß zu einer RF-Faser wird.

Der fachkundige Leser ist sich dieser Faktoren bewusst und kann die Anforderungen für die Fasern, die hier dargelegt sind, mühelos interpretieren.

Hinweise auf bestimmte Behandlungen nach dem Stand der Technik zur Entwicklung einer cellulosischen FR-Faser sind nachstehend angeführt:

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Bezüglich gemäß dem Aminoxidverfahren hergestellter Formkörper, wie z.B. Lyocellfasem, offenbart die WO 93/12173 phosphorhaltige Triazinverbindungen und deren Verwendung, einschließlich der Verwendung in Celluloselösungen in tertiären Aminoxiden.

Die WO 94/21724 beschreibt phosphorhaltige Flammschutzmittel. Deren Verwendung bei Lyocellfasem wird ebenfalls erwähnt.

Die WO 94/26962 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer flammen-hemmenden Lyocellfaser. Bei diesem Verfahren wird während des Produktionsprozesses der Fasern ein Flammschutzmittel vor dem Trocknen der Fasern beigefugt.

Gemäß der WO 96/05356 werden Textilmaterialien, die Lyocellfasem enthalten, mit phosphor- und stickstoffhaltigen Verbindungen behandelt.

Die WO 97/02315 offenbart die Herstellung einer flammenhemmenden Lyocellfaser, wobei ein cyclisches Phosphinoxid zur Spinnlösung hinzugefügt wird.

Die DE 44 26 966 erwähnt allgemein das Hinzufügen von Füllmassai zu Lyocellfasem, wobei die Füllmassen in großen Mengen hinzugefügt werden.

Die WO 96/27638 erwähnt ganz allgemein Silikate als flammenhemmende Mittel, welche zu einer Lyocell-Spinnlösung hinzugefügt werden können.

Die WO 04/081267 offenbart modifizierte Fasern, die gemäß dem Aminoxidverfahren hergestellt wurden und denen keramische Oxide, vorzugsweise Siliciumdioxid, beigefügt werden.

Außerdem sind gewisse andere Behandlungen zur Herstellung einer RF-Faser unter Verwendung von Ton-Nanoverbundstoffen bekannt und werden in den nachfolgenden Literaturhinweisen beschrieben:

Die US-A- 6,893,492 beschreibt Verfahren zur Verbesserung der thermischen Stabilität von Nanoverbundstoffen, die aus Cellulosematerialien in Kombination mit Tonerden, wie z.B. smektischen Tonerden, Hectoriten und synthetischen Tonerden, gefertigt sind, um Materialien herzustellen, die eine erhöhte Temperatur, bei der ein Zerfall auftritt, und verbesserte Ausbeuten bei der Verkohlung aufweisen. Siehe auch die Abhandlung, die von Leslie A. White und Noelie R. Bertoniere von der Cotton Textile Chemical Research

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Unit, South Regional Research Center, in den Polymer Prejprints 2002,43(2), 1279, unter dem Titel “Preparation of Cotton/Clay Nanocomposites” veröffentlicht wurde.

Im Falle der Zugabe von Nanoclays zu den Fasern ergibt die Verwendung einer nichtmodifizierten oder hydrophob modifizierten Tonerde normalerweise eine RF-Faser, gewisse chemische Modifikationen können jedoch die Produktion von FR-Fasem ermöglichen.

Die oben erwähnten Verfahren haben mehrere Nachteile: Manche der bekannten Verfahren sind kostspielig oder verwenden Substanzen, die vom ökologischen Standpunkt aus betrachtet bedenklich sind. Viele der bisher veröffentlichten Verfahren sind mit den Anforderungen eines Endlosfaser-Produktionsverfahrens nicht vereinbar. Aus diesem Grund hat bisher keiner der obigen Vorschläge die Stufe einer Massenproduktion erreicht.

Die vorliegende Erfindung entstand infolge einer erstaunlichen Beobachtung, die von den Erfindern gemacht wurde. Diese Beobachtung, welche die Grundlage eines großen Teils der vorliegenden Erfindung bildet, kann ganz kurz zusammengefasst werden. Während ein mit 100% Polyesterfaser gefülltes Kissen, das einen Überzug aus 50% Polyester/ 50% Baumwolle hat, rasch brennt, wie obenstehend erwähnt wurde, wurde beobachtet, dass ein völlig anderes Ergebnis erzielt wird, wenn ein 50/50-Polyester/Baumwolle-Überzug mit einer Mischung aus 50% Polyesterfasern, 50% Lyocellfasem von etwa 6 Decitex gefüllt wird. Wenn ein solches Produkt gemäß der Prüfnorm des Entwurfs TB604 getestet wird, ist eine völlig unerwartete Wirkung zu beobachten. Der Überzug, bei dem es sich um ein gewebtes Material handelt, das aus 50/50 Polyester/Cellulosefaser (wobei die Cellulosefaser Baumwolle ist) gefertigt ist, verbrennt, die Füllung verbrennt jedoch nicht. Und dennoch ist die Füllung ebenfalls eine 50/50-Polyester/Cellulosefaser-Mischung, diesmal befindet sich die Cellulosefaser, die eine Lyocellfaser ist, jedoch in einem lockeren Gemisch mit dem Polyester und verbrennt dennoch nicht. Sie bildet eine selbstverlöschende kohlebeschichtete Struktur, deren Form und Volumen im Wesentlichen unverändert sind und die selbstverlöschend ist. Somit verbrennt der dichter gewebte Polyester-Cellulosefaser-Stoff, das lockerere und luftgefüllte Gemisch aus dem Polyester und den Cellulosefasern in der Füllung verbrennt hingegen nicht.

Somit wurde die erstaunliche Entdeckung gemacht, dass der Überzug verbrennt und die Füllung einfach verkohlt und die Flammen nicht fördert, obwohl sowohl der Überzug als auch die Füllung jeweils aus 50% Polyester, 50% Cellulosefaser bestehen. Dies war eine recht unerwartete Beobachtung. Angesichts dessen, dass ein mit 100% Polyester gefülltes

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Produkt in 2 oder 3 Minuten ausbrennt, und angesichts der wohlbekannten Tatsache, dass Cellulosefasern hochentzündlich sind, ist dies ein recht bemerkenswertes Ergebnis. Für sehr viele Jahre wurde viel Arbeit geleistet, um Cellulosefasern flammenhemmende Eigenschaften zu verleihen und den „Limiting Oxygen Index“ (Sauerstoffgrenzindex) (LOI) -siehe oben - zu erhöhen. Nun wurde herausgefunden, dass im speziellen Fall eines Füllmaterials Cellulosefasern, die keine Flammschutzbehandlung erhalten haben, verwendet werden können und gute Ergebnisse erzielen. Solche unbehandelte Fasern neigen weniger dazu, bei ihren Benutzern irgendwelche nachteilige Reaktionen auszulösen, und sind definitionsgemäß weniger kostspielig in der Herstellung als dieselben Fasern, die eine zusätzliche Behandlung erhalten haben. Weiters wird bei der Erfindung natürlich die zusätzliche Verwendung von flammenhemmend behandelten Fasern in Gemischen mit unbehandelten Cellulosefasern in Erwägung gezogen, sowie die Verwendung der unbehandelten Cellulosefasern in einem Gemisch mit anderen Fasern, wie z.B. Polyesterfasern.

Cellulosefasern werden während der Verarbeitung zahlreichen Behandlungen unterzogen, wie z.B. dem Aufbringen von Appreturen und Farbstoffen. Viele dieser Appreturen können den LOI der darunterliegenden Faser geringfügig beeinflussen. Es ist jedoch anzunehmen, dass Flammschutzbehandlungen als solche zu mehreren Haupttypen gehören:

Appreturen von organischem und anorganischem Salz, die typischerweise auf Borsäure, Sulfaminsäure oder Phosphorsäure, Ammoniakaten, Salzen von organischen Aminen, Metallsalzen, Ammoniumphosphaten und Ammoniumsulfamaten basieren.

Produkte auf Basis von Metalloxiden und chlorierten Bindemitteln, die häufig nicht waschfest sind und auf Antimonoxid basieren, mit Chlorparaffin oder PVC.

Phosphor- und stickstoffhaltige Produkte, die häufig mit Harzen verwendet werden.

Organische Phosphor-Stickstoff-Verbindungen.

Tonhaltige Produkte, insbesondere Nanoclay enthaltende Produkte.

Solche flammenhemmende Produkte werden für den besonderen Zweck verwendet, den LOI der Cellulosefaser von deren LOI von etwa 18-20 im unbehandelten Zustand auf eine LOI-Zahl von mehr als 25, vorzugsweise mehr als 27, anzuheben. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird eine Behandlung als Flammschutzbehandlung betrachtet, wenn es sich um eine solche handelt, die speziell angewandt wird, um als Ziel der Behandlung den

NACHGEREICHT 6 6 ·· • • · ·· ·♦ • · ·· ·· · · · • • • • • • · · ·· • • • • • • ····· · • • · • • · · · • • ·· ·· · ··· · ·· ·· LOI der Faser zu erhöhen. Eine Erhöhung der LOI-Zahl auf einen LOI von mehr als 21, oder mehr als 22 oder weiters mehr als 25, wird als Flammschutzbehandlung betrachtet.

Behandlungen, wie z.B. das Aufbringen einer Silikonappretur, welche, wie für den Zweck des Aufbringens der Appretur unerheblich ist, zu einer leichten Erhöhung des LOI der Faser fuhren können, werden nicht als Flammschutzbehandlungen für die Zwecke dieser Erfindung angesehen.

Die vorliegende Erfindung sieht daher die Verwendung einer Cellulosefaser, die keine Flammschutzbehandlung erhalten hat, bei der Herstellung von Füllungen mit von selbst Flammen verlöschenden Eigenschaften vor.

Die Cellulosefaser kann ein natürliches Cellulosematerial sein, das ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Baumwolle, eine Bastfaser, wie z.B. Leinen, Sisal, Kokosfaser, Hanf oder Flachs, oder eine direkt aus Zellstoff gebildete Cellulosefaser, oder sie kann eine synthetische Cellulosefaser sein.

Die synthetische Cellulosefaser kann aus der Gruppe von Viskosefasern und Lyocellfasem ausgewählt sein. Die Viskosefaser kann aus der Gruppe von Modalfasem und Standard-Viskosefasern ausgewählt sein. Die Standard-Viskosefaser oder die Modalfaser kann in der Querschnittsform eine Mehrzahl von Schenkeln, vorzugsweise 3 Schenkel, aufweisen.

Die Cellulosefaser kann einen Titer im Bereich von 1,3 Decitex bis 17 Decitex, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 8 Decitex, haben.

Die Cellulosefaser kann mit einer cellulosefreien Kunstfaser gemischt sein, die eine thermoplastische Faser, bevorzugt eine Polyesterfaser, sein kann.

Die Cellulosefaser hat vorzugsweise einen LOI, der bei oder unterhalb von 20, weiters vorzugsweise im Bereich von 18 bis 20, liegt.

Die Cellulosefaser kann mit einer weiteren Faser gemischt sein, die ein flammen-hemmendes Material enthält, wobei das flammenhemmende Material im Falle einer synthetischen Cellulosefaser keine nichtmodifizierte Hectorit-Tonerde oder hydrophob modifizierte Hectorit-Tonerde ist. Die weitere Faser kann auch eine Cellulosefaser sein, die mit einem Flammschutzmittel behandelt werden kann, welches ausgewählt ist aus der

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Gruppe, bestehend aus einer phosphorhaltigen Substanz und Nanoclays mit Ausnahme von nichtmodifizierter Hectorit-Tonerde oder hydrophob modifizierter Hectorit-Tonerde, wenn die weitere Faser eine Kunstfaser ist.

Die vorliegende Erfindung sieht die Verwendung einer obenstehend beschriebenen Cellulosefaser vor, wobei die Füllungen selbstverlöschend sind, wenn sie gemäß dem im California Department of Consumer Affairs, Bureau of Home Fumishings and Thermal Insulation, gezeigten Verfahrensentwurf TB604 vom 1. Oktober 2004 getestet werden.

Außerdem stellt die vorliegende Erfindung weiters ein gefülltes Produkt mit flammenhemmenden Eigenschaften bereit, das einen Stoffüberzug und eine Füllung, die eine obenstehend beschriebene Cellulosefaser enthält, umfasst.

Der Stoffüberzug kann ein Textilgewebe sein. Das Textilgewebe kann aus Garnen gebildet sein, die eine Mischung aus Cellulosefaser und Polyesterfaser aufweisen. Die Cellulosefaser des gewebten Überzugs kann Baumwolle sein.

Das gefüllte Produkt kann ausgewählt sein aus der Gruppe, umfassend die Innenfüllung von Matratzen und Polstersesseln, Matratzenauflagen, Faserwatte und auf dem Bett zu verwendende Produkte, wie z.B. Schlafunterlagen, Bettdecken, Schlafdecken, Kissen, Bettüberzüge und Steppdecken.

Das gefüllte Produkt kann eine Füllung mit einer Dichte im Bereich von 0,01 bis 0,25 Gramm pro cm3, vorzugsweise von 0,02 bis 0,1 Gramm pro cm3, weiters bevorzugt von 0,025 bis 0,075 Gramm pro cm3, weiters bevorzugt von 0,05 Gramm pro cm3, haben.

Eine flammenhemmende Cellulosefaser kann Tonerden enthalten, und gemäß dem Inhalt der gleichzeitig anhängigen österreichischen Anmeldung Nr. AT-A 2028/2005 kann es sich bei den Tonerden um nichtmodifizierte Hectorit-Tonerde oder hydrophob modifizierte Hectorit-Tonerde handeln, wenn die Faser eine synthetische Cellulosefaser ist (die in der Anmeldung als cellulosischer Formkörper bezeichnet wird). In dieser Anmeldung wird kein Anspruch auf ein Füllmaterial eines gefüllten Gegenstands erhoben, bei dem die Füllung ein Gemisch aus einer Cellulosefaser, die keine Flammschutzbehandlung erhalten hat, und einer Kunstfaser oder einem cellulosischen Formkörper umfasst, wobei das Flammschutzmittel aus der Gruppe, bestehend aus nichtmodifizierter Hectorit-Tonerde oder hydrophob modifizierter Hectorit-Tonerde, ausgewählt ist. ΙΙΙΙ#βΙ!·ΒΜΛΗ(ΒΒβ·ιΙ>,,η,·Γ'' 1 !—

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Die Füllung kann durch Kardieren und kreuzweises Falten der Cellulosefaser, gegebenenfalls mit einer Polyesterfaser, gebildet werden. Anstatt mittels Kardierung kann die flockige Fasermasse durch einen Klopfwolf, wie z.B. ein Gamett, erzeugt werden. Während bekannt ist, dass die Lyocellfaser für die Verwendung in Schlafdecken vor der Anfertigung der vorliegenden Erfindung mit Polyesterfaser vermischt werden kann, wurde nicht erkannt, dass Cellulosefasern im imbehandelten Zustand, was die Flammschutzeigenschaft anbelangt, bei der Herstellung von Füllungen mit von selbst Flammen verlöschenden Eigenschaften verwendet werden können.

Dies ist umso überraschender angesichts der Tatsache, dass der Überzug, aber nicht die Füllung brennt, wenn solche Füllungen in einen Polyester/Baumwollüberzug gegeben werden. Es wäre zu erwarten gewesen, dass die Cellulosefaser bei alleiniger Verwendung einfach durchbrennt und die Füllung rasch verbrennt. Warum dies nicht geschieht, ist den Erfindern derzeit unklar. Angesicht der Tatsache, dass die Cellulosefasern, die in einem mit Polyester/Baumwolle überzogenen, mit 100% Polyester gefüllten Produkt vorhanden sind, als Dochte wirken, sobald der Hauptüberzug verbrannt ist und das restliche Polyester aus der Füllung zu einer geschmolzenen Pfütze verbrannt ist, wäre zu erwarten gewesen, dass dasselbe bei einer Füllung geschieht, die eine 50/50-Mischung aus Cellulosefaser und Polyesterfaser umfasst. Wiederum ist unklar, weshalb die Füllung nicht brennt. Die Erfinder stellten jedoch durch wiederholte Beobachtungen, die nachstehend dargelegt sind, fest, dass dies der Fall ist, und diese bemerkenswerte Beobachtung bildet die Grundlage der vorliegenden Anmeldung.

Beispiele

Probepölster oder -kissen wurden angefertigt, um die Durchführung einer Versuchsreihe zu ermöglichen. In jedem Fall war der Überzug für den Polster ein Textilgewebe, das ein Gewicht von 80g pro Quadratmeter hatte.

Die Proben wurden zusammengestellt und gemäß dem im Verfahrensentwurf TB604 dargelegten Prüfverfahren untersucht. Mehrere Schichten eines kardierten und - wo dies relevant war - gemischten Füllfasermaterials wurden zu einer Größe von 305 mm mal 305 mm zurechtgeschnitten. Mehrere Schichten wurden aufeinandergestapelt, so dass ihre Höhe 89 mm betrug. Das Gewicht der Füllung hing vom Material der Faser ab. Bei 100% Polyester betrug das Gewicht 85g. Bei Nanoclay enthaltendem RF-Lyocell, wie in der

9 9 ·· • · • ·· • · ·· · · ·· • ·· • • • · • • · · ·· • • • · • • ····» • • w • · • • · · • • # • · *·· · ·· ·· gleichzeitig anhängigen österreichischen Anmeldung Nr. AT-A 2028/2005 dargelegt, betrug das Gewicht 145g. Die Dichte der 100%-Polyester-Füllung war daher 10,3 kg/m3 und beim RF-Lyocell 17,5 kg/m3.

Die Füllung wurde in einen Überzug gesteckt, der eine ursprügliche flache Größe von 381 mm mal 381 mm hatte, so dass der Polster nach dem Einsetzen der Füllung eine Größe von etwa 350 mm mal 350 mm aufwies.

Die Entzündung wird durch 20-sekündiges Anlegen einer kleinen Flamme an der Seite des Kissens ausgelöst. Das Kissen befindet sich auf einer Metallwaage, und der Gewichtsverlust wird während des Versuchs beobachtet. Der Gewichtsverlust wird nach 3 Minuten und nach 6 Minuten notiert. Um den konzipierten Test zu bestehen, muss der durchschnittliche Gewichtsverlust bei drei Proben nach drei Minuten weniger als 25g und nach 6 Minuten 30% betragen, wobei keine Probe innerhalb von 6 Minuten mehr als 35% ihres Gewichts verliert. Bis zu einem gewissen Grad hängt der Gewichtsverlust vom Gewichtsverlust des ÜberzugstofFs und nicht der Füllung ab.

Der erste Versuch erfolgte an einer Reihe von nicht erfindungsgemäßen Produkten. Es handelte sich um Pölster aus einem 50/50-Baumwolle/Polyester-ÜberzugstofF, gefüllt mit einer 100%-Polyester-Füllung. Drei verschiedene Polyesterfasern wurden verwendet. Die erste war ein Polyester unbekannten Ursprungs. Die zweite war eine Faser, die von Wellman bezogen wurde, und die dritte war eine Trevira®-Faser von Reliance Industries. Alle drei Proben brannten innerhalb von etwa 2 Minuten vollständig aus und hinterließen dabei eine Pfütze von geschmolzenem Polyester, wobei Baumwollstränge aus dem Überzug als Dochte wirkten und mehrere Minuten lang weiterbrannten. Der Versuch wurde beendet, bevor entweder die 3 Minuten oder die 6 Minuten äbgelaufen waren. Die tatsächlichen Gewichtsverluste am Ende der Zwei-Minuten-Perioden betrugen 43%, 25% und 24%.

Die zweite Versuchsreihe erfolgte ebenfalls an nicht erfindungsgemäßen Produkten (obwohl diese die Anforderungen des TB604-Tests erfüllten). Es handelte sich um Pölster, die mit 50% Polyester und einer 50%igen RF-Lyocellfaser gefüllt waren. Wieder wurden drei Pölster untersucht, und zwar jeweils mit einer verschiedenen Kombination von Überzug und Füllung. (i) Füllung aus 50% RF-Lyocell von 6,7 dtex und 60 mm Stapellänge und 50% des ersten Polyestertyps, mit einem Überzug aus 50% Baumwolle/ 50% Polyesterstoff.

NACHGEREICHT 10 (ii) Füllung aus 50% RF-Lyocell von 6,7 dtex und 60 mm Stapellänge und 50% des zweiten Polyestertyps, mit einem Überzug aus 100%igem Lyocell-StofF von 0,9 Decitex. (iii) Füllung aus 50% RF-Lyocell von 6,7 dtex und 60 mm Stapellänge und 50% des dritten Polyestertyps, mit einem Überzug aus 100%igem Lyocell-Stoff von 0,9 Decitex.

Bei den Versuchen kam es beim ersten Polster nach 3 Minuten zu einem 30%igen Gewichtsverlust, beim zweiten zu einem 26%igen und beim dritten zu einem 25%igen Gewichtsverlust.

Die dritte Versuchsreihe erfolgte an erfindungsgemäßen Produkten. In allen Fällen bestand die Füllung aus 50% glänzendem Lyocell von 6,7 Decitex, das eine Stapellänge von 60 mm aufwies. Drei Proben wurden zusammengestellt und untersucht.

(i) Das Füllpolyester gehörte dem zweiten Typ an, und der Überzug war ein 50/50-Baumwolle/Polyester-StofF (ii) Das Füllpolyester gehörte dem dritten Typ an, und der Überzug bestand wieder aus 50/50 Baumwolle/Polyester. (iii) Die Füllung bestand aus dem dritten Polyestertyp, und der Überzug war ein 100-Lyocell-Stoff von 0,9 Decitex.

Die Resultate dieser Untersuchungen waren, dass die Gewichtsverluste nach 3 Minuten bei der ersten Probe 40%, bei der zweiten Probe 42% und bei der dritten Probe 48% betrugen. Obwohl die Überzüge brannten, blieben die Kerne dennoch als verkohlte, aber im Wesentlichen unveränderte Strukturen zurück. Die Flammen verloschen bei jedem Versuch nach 5 Minuten und 20 Sekunden.

Die letzten Versuche erfolgten ebenfalls an erfindungsgemäßen Produkten. Es handelte sich um Pölster, die mit einer 100%igen glänzenden Standard-Lyocellfaser von 6,7 Decitex mit einer Stapelfaserlänge von 60 mm gefüllt waren. Zwei verschiedene Proben wurden untersucht: (i) mit einem Überzug aus 50% Baumwolle/50% Polyester (ii) mit einem Überzug aus 100%igem Lyocell-StofF von 0,9 Decitex

Die Resultate nach 3 Minuten waren, dass die erste Probe 40% von ihrem Gewicht und die zweite Probe 28% von ihrem Gewicht verloren hatte. Nach 3 Minuten brannten die Überzüge an der dem Entzündungspunkt gegenüberliegenden Seite immer noch. nachgereicht 11 11

Es ist zu sehen, dass die meisten dieser Produkte den konzipierten TB604-Test, wie er derzeit niedergeschrieben ist, nicht bestehen. Bis zu einem gewissen Grad liegt dies an der Tatsache, dass die Überzüge einen so großen Prozentsatz des Gewichts des gesamten Polsters ausmachen. Es wurde jedoch beobachtet, dass die erfindungsgemäßen Produkte Eigenschaften haben, die hinreichend wertvoll sind, um Anwendung zu finden, wie auch immer die endgültige Form der TB 604-Bestimmung aussehen wird. Die Eigenschaften wurden unerwarteterweise infolge von Arbeiten entdeckt, die durchgefiihrt wurden, um Produkte zu finden, die der Formulierung des derzeitigen Entwurfs entsprechen. Sie wurden tatsächlich von den Anforderungen des Normenentwurfs angeregt.

Das Denier der Füllung würde normalerweise so gewählt werden, um den mechanischen Anforderungen des Produkts zu entsprechen. Normalerweise würde eine Cellulosefaser mit hohem Denier, wie z.B. eine Faser von 6 oder 7 Decitex, für Produkte wie z.B. Steppdecken oder Bettdecken verwendet werden, da eine solche Faser eine Steifheit hat, die dem Produkt den erforderlichen Griff verleiht. Andere Produkte können für ein Material mit einem anderen Titer am besten geeignet sein.

Normalerweise wird als Füllmaterial eine cellulosische Stapelfaser bevorzugt, falls erforderlich, könnte jedoch eine Filamentfaser verwendet werden.

Die Dichte der verwendeten Füllungen kann im Bereich von 0,01 bis 0,25 Gramm pro cm3, vorzugsweise von 0,02 bis 0,1 Gramm pro cm3, weiters bevorzugt von 0,025 bis 0,075 Gramm pro cm3, weitgehend variieren und kann weiters vorzugsweise bei 0,05 Gramm pro cm3 liegen. Der Fülldichtebereich kann jedoch vom Benutzer je nach Verwendung gewählt werden.

Der Überzugstoff kann aus jeglichem geeignetem Material gebildet sein. Standardmäßige Überzugstoffe sind aus 50/50 Polyester/Baumwolle gebildet. Andere Cellulosefasern können anstelle von Baumwolle verwendet werden. Als Teil der Erfindung wird jedoch in Erwägung gezogen, dass entweder die Polyester- oder die Cellulosefaserkomponente des Überzugs oder beides aus einer flammenhemmenden Faser oder einer Faser mit reduzierter Brennbarkeit gebildet sein kann bzw. können. Der Überzug kann somit aus Polyester und FR- oder RF-Lyocell oder einem FR- oder RF-Polyester und Lyocell oder einem FR- oder RF-Polyester und FR- oder RF-Lyocell gebildet sein. Bei Lyocell und FR-oder RF-Lyocell können andere FR- oder RF-Cellulosestoffe, wie z.B. Baumwolle, oder eine Viskosefaser, einschließlich einer Modalfaser, verwendet werden.

NACHGEREICHT

Claims (20)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verwendung einer Cellulosefaser, die keine Flammschutzbehandlung erhalten hat, zur Herstellung von Füllungen, die von selbst Flammen verlöschende Eigenschaften aufweisen.
2. 2. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Cellulosefaser ein natürliches Cellulosematerial ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Baumwolle, eine Bastfaser, wie z.B. Sisal, Kokosfaser, Leinen, Hanf oder Flachs, oder eine direkt aus Zellstoff gebildete Cellulosefaser.
3. 3. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Cellulosefaser eine synthetische Cellulosefaser ist.
4. 4. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in Anspruch 3 beansprucht, wobei die Cellulosefaser aus der Gruppe von Viskosefasern und Lyocellfasem ausgewählt ist.
5. 5. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in Anspruch 4 beansprucht, wobei die Viskosefaser aus der Gruppe von Modalfasem und Standard-Viskosefasern ausgewählt ist.
6. 6. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in Anspruch 5 beansprucht, wobei die Standard-Viskosefaser oder die Modalfaser in der Querschnittsform eine Mehrzahl von Schenkeln, vorzugsweise 3 Schenkel, aufweist.
7. 7. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht, wobei der Titer der Faser im Bereich von 1,3 Decitex bis 17 Decitex, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 8 Decitex, liegt.
8. 8. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht, wobei die Cellulosefaser mit mindestens einer cellulosefreien Kunstfaser gemischt ist.
9. 9. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in Anspruch 8 beansprucht, wobei die mindestens eine Kunstfaser eine thermoplastische Faser ist.
10. 10. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 beansprucht, wobei der LOI der Cellulosefaser 20 oder weniger beträgt.
11. 11. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei der LOI der Cellulosefaser im Bereich von 18 bis 20 liegt.
12. 12. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in einem der Ansprüche 1 bis 11 beansprucht, wobei die Cellulosefaser mit mindestens einer weiteren Faser gemischt ist, die ein flammenhemmendes Material enthält, wobei das flammenhemmende Material im Falle einer synthetischen Cellulosefaser keine nichtmodifizierte Hectorit-Tonerde oder hydrophob modifizierte Hectorit-Tonerde ist. NACHGEREICHT »· ·· ·

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13. 13. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in Anspruch 12 beansprucht, wobei die mindestens eine weitere Faser ebenfalls eine Cellulosefaser ist.
14. 14. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in Anspruch 13 beansprucht, wobei das Flammschutzmittel für die mindestens eine weitere Faser ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einer phosphorhaltigen Substanz und einem Nanoclay mit Ausnahme von nichtmodifizierter Hectorit-Tonerde oder hydrophob modifizierter Hectorit-Tonerde, wenn die Cellulosefaser eine Kunstfaser ist.
15. 15. Verwendung einer Cellulosefaser, wie in einem der Ansprüche 1 bis 14 beansprucht, wobei die Füllungen selbstverlöschend sind, wenn sie gemäß dem im California Department of Consumer Affairs, Bureau of Home Fumishings and Thermal Insulation, gezeigten Verfahrensentwurf TB604 vom 1. Oktober 2004 getestet werden.
16. 16. Gefülltes Produkt, das flammenhemmende Eigenschaften aufweist, umfassend einen Stoffuberzug und eine Füllung, die eine Cellulosefaser, wie in einem der Ansprüche 1 bis 15 beansprucht, enthält. 1Ύ. Gefülltes Produkt, wie in Anspruch 16 beansprucht, wobei der Stoffüberzug ein Textilgewebe ist.
17. 18. Gefülltes Produkt, wie in Anspruch 17 beansprucht, wobei das Textilgewebe aus Garnen gebildet ist, die eine Mischung aus Cellulosefaser und Polyesterfaser aufweisen.
18. 19. Gefülltes Produkt, wie in Anspruch 18 beansprucht, wobei die Cellulosefaser des gewebten Überzugs Baumwolle ist.
19. 20. Gefülltes Produkt, wie in einem der Ansprüche 16 bis 19 beansprucht, wobei das gefüllte Produkt ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend die Innenfüllung von Matratzen und Polstersesseln, Matratzenauflagen, Faserwatte und auf dem Bett zu verwendende Produkte, wie z.B. Schlafunterlagen, Bettdecken, Schlafdecken, Kissen, Bettüberzüge und Steppdecken.
20. 21. Gefülltes Produkt, wie in einem der Ansprüche 16 bis 20 beansprucht, wobei die Dichte der Füllung im Bereich von 0,01 bis 0,25 Gramm pro cm3, vorzugsweise von 0,02 bis 0,1 Gramm pro cm3, weiters bevorzugt von 0,025 bis 0,075 Gramm pro cm3, weiters bevorzugt bei 0,05 Gramm pro cm3, liegt. NACHGEREICHT