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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Füllstoffs aus Textilfasern, wobei die Textilfasern einer Karde bzw. Krempel zugeführt werden und ein Karden- bzw. Krempelband erzeugt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Textil mit einem derartigen Füllstoff aus Textilfasern.
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Aus der
EP 1 908 869 B1 ist ein Textilstoff mit einem speziellen waschbaren Vlies als Füllstoff zu entnehmen. Bei der Herstellung des Vlieses wird eine Mischung aus Textilfasern, insbesondere aus Wollfasern und Bikomponenten-Stützfasern verwendet.
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Zur Herstellung eines Vlieses ist es üblich, die Textilfasern zunächst in einer Krempel- oder Karde auszurichten und zu recken. Hierbei wird ein sogenannter Flor erzeugt. Zur Ausbildung des Vliesstoffes werden üblicherweise mehrere Lagen eines derartigen Flors übereinander gelegt und anschließend mechanisch, beispielsweise durch Nadeln zur Ausbildung des Vlieses verfestigt. Das Vlies wird gemäß der
EP 1 908 869 B1 weiterhin thermisch behandelt, sodass eine thermische Verfestigung der Textilfasern erfolgt.
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Bei einem Vlies handelt es sich generell um ein flächenhaftes Gebilde, welches sich sehr gut als lagenförmiger Füllstoff beispielsweise in Kleidungen etc. eignet.
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Ein weiterer in der Textilindustrie häufig eingesetzter Füllstoff ist die Daune, gegebenenfalls kombiniert mit Federn oder mit Kunstfasern. Die Daune weist im Vergleich zu einem Vlies eine deutlich luftigere und bauschigere Eigenschaft auf. Sie weist daher in der Regel eine sehr gute thermische Isolierwirkung bei geringem Gewicht auf.
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Nicht zuletzt auch aus Tierschutzgründen bestehen Bestrebungen, die daunenartigen Eigenschaften durch Textilfasern nachzubilden. Hierzu ist es beispielsweise bekannt, aus den Textilfasern sogenannte Noppen oder auch Faserbälle auszubilden, die dann als Füllmaterial verwendet werden. Aus der
DE 605 05 296 T2 ist ein Verfahren zum Herstellen derartiger Faserbälle beschrieben. Hierzu wird ein modifiziertes Kardierverfahren vorgeschlagen.
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Schließlich ist beispielsweise aus der
DE 10 2005 015 646 auch die direkte unmittelbare Verwendung von gereinigter und getrockneter Wolle als Füllstoff beispielsweise für Kissen beschrieben.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Füllstoffs aus Textilfasern sowie ein Textil mit einem derartigen Füllstoff anzugeben, wobei der Füllstoff Eigenschaften vergleichbar zu einer Daune hat.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach werden die Textilfasern – nach üblichen Aufbereitungsschritten wie beispielsweise Waschen etc. – einer Krempel- oder Kardiermaschine zugeführt und es wird in herkömmlicher Weise zunächst ein Flor aus den Textilfasern erzeugt, wie dies beispielsweise auch bei der Herstellung von Vliesstoffen üblich ist. Anschließend wird der Flor in herkömmlicher Weise zu einem Band, insbesondere Krempel- oder Kardenband zusammengefasst, wie es beispielsweise als Vorprodukt für das Spinnen von Garnen verwendet wird. Zur Ausbildung des daunenartigen Füllstoffes ist nunmehr vorgesehen, dass die Textilfasern des Karden- bzw. Krempelbandes thermisch und/oder chemisch verfestigt werden und dass die derart bearbeiteten Textilfasern, also das verfestigte Band, für den Füllstoff herangezogen werden. Das verfestigte Kardenband bildet daher den Füllstoff.
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Von entscheidender Bedeutung ist hierbei, dass das Karden- bzw. Krempelband direkt bereits verfestigt wird. Das Band selbst weist nämlich eine daunenartige, flauschige Eigenschaft auf. Die direkte Verwendung eines unbehandelten Bands als Füllstoff ist jedoch wiederum ungeeignet, da dieses im Laufe der Zeit sehr schnell die Flauschigkeit verlieren würde und sich evtl. Klümpchen bilden würden. Auch ist ein Kardenband nur schlecht waschbar. Diese Nachteile werden durch die thermische oder chemische Verfestigung vermieden. Durch die thermische und/oder chemische Verfestigung werden die einzelnen Textilfasern in ihrer flauschigen relativen Zuordnung zueinander quasi fixiert, sodass auch langfristig die Bauschigkeit und Flauschigkeit des Kardenbands erhalten und eine Elastizität erreicht wird, die insbesondere vergleichbar zu der von Daune ist. Diese Elastizität ist insbesondere entscheidend, um bei mechanischen Belastungen, also beispielsweise bei einem Zusammenpressen, zu gewährleisten, dass der Füllstoff wieder seine Bauschigkeit im unbelasteten Zustand erreichen kann.
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Sofern vorliegend von „Textilfasern“ gesprochen wird, so werden hierunter Fasern verstanden, wie sie üblicherweise für die Bearbeitung zu textilen Materialien verwendet werden. Speziell handelt es sich bei den Textilfasern, die vorliegend für die Herstellung des Bandes eingesetzt werden, um sehr dünne Fasern mit einer Dicke von typischerweise maximal bis zu 30 µm, insbesondere im Bereich von 20–24 µm. Die Faserlänge beträgt dabei üblicherweise lediglich wenige Zentimeter, insbesondere 3–7 cm.
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Unter Verfestigung wird allgemein verstanden, dass die Fasern eine gewisse Gerüst- oder Stützstruktur ausbilden, welche eine mechanische Belastung und damit eine hohe Elastizität aufweist. Nach der Verfestigung haften die Fasern an Gerüstpunkten aneinander, so dass die Fasern zueinander fixiert sind. Durch diese Fixierung wird die gewünschte Elastizität ausgebildet. Unter thermischer Verfestigung wird eine thermische Behandlung des Bandes verstanden, sodass durch die eingebrachte Wärme die Verfestigung auftritt. Unter chemischer Verfestigung wird eine Verfestigung verstanden, bei der die Fasern in ihrer Lage durch Aufbringen eines zusätzlichen Mittels, beispielsweise eines Adhäsionsmittels, aneinander fixiert werden.
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Im Unterschied zu herkömmlichen textilen Herstellverfahren wird daher das Band insbesondere keinem weiteren textilen Bearbeitungsschritt wie Ausbilden eines Vliesstoffes, Verfilzen oder Spinnen, ausgesetzt. All diese Verfahren verwenden ein unverfestigtes Kardenband als Ausgangsmaterial für die weitere Verarbeitung. Im Unterschied hierzu wird das Band vorliegend unmittelbar verfestigt. Das Band wird – abgesehen von einem eventuellen Zuschneiden – anschließend auch keinem weiteren mechanischen Bearbeitungsschritt unterzogen, wie beispielsweise Nadeln bei der Ausbildung eines Vlieses, Walzen/Walken bei der Herstellung eines Filzes oder Spinnen bei der Herstellung eines Fadens.
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In zweckdienlicher Ausgestaltung ist dabei zumindest ein Anteil der Textilfasern als Stützfasern ausgebildet, die bei der thermischen Verfestigung teilweise aufschmelzen, also zumindest erweichen und das Stützgerüst bilden. Durch dieses Stützgerüst der Stützfasern wird der daunenartige Charakter des Kardenbandes gewährleistet.
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In bevorzugter Weiterbildung weisen dabei die Textilfasern neben den Stützfasern einen Anteil an Hauptfasern auf, welche mit den Stützfasern vermischt sind und in Summe mit diesen die Textilfasern bilden. Die Stützfasern und die Hauptfasern werden vor der Karde bzw. Krempel bereits miteinander möglichst homogen vermischt. Durch das bei der thermischen Verfestigung erfolgende teilweise Aufschmelzen der Stützfasern bleiben die Hauptfasern an den erweichten Stützfasern haften. Durch ein nachfolgendes Abkühlen erhärten die Stützfasern wieder, so dass sich lokal verteilt einzelne Stützpunkte ausbilden, sodass insgesamt ein textiles Faser- oder Stützgerüst ausgebildet ist, welches für die elastischen, daunenartigen Eigenschaften entscheidend ist.
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Bei den Hauptfasern handelt es sich dabei vorzugsweise um Naturfasern und insbesondere um Wollfasern. Aufgrund der daunenartigen Eigenschaft des derart erzeugten Füllstoffes mit Wollfasern wird der Füllstoff nachfolgend auch als „Wolldaune“ bezeichnet.
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Neben der bevorzugten Verwendung von Wolle für die Hauptfasern werden alternativ beispielsweise Kunstfasern, insbesondere Polyesterfasern (normale und Biopolymere) in verschiedenen Ausführungen wie z. B. Hohl, konjugiert, spiralgekräuselt, silikonisiert etc. eingesetzt. Das grundsätzliche, hier beschriebene Konzept mit der Ausbildung eines daunenartigen Füllstoffes durch Verfestigen eines Karden- bzw. Krempelbands kann jedoch grundsätzlich auch auf alle textile Fasern angewendet werden. In diesem Fall bestehen also auch die Hauptfasern bzw. sämtliche Textilfasern aus einem Kunststoffmaterial.
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Bei den Stützfasern handelt es sich bevorzugt um sogenannte Bikomponentenfasern, wie sie beispielsweise bereits aus der
EP 1 908 869 B1 bekannt sind. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen Kern und eine Hülle aus zwei verschiedenen Materialien aufweisen, wobei die Hülle aus einem im Vergleich zum Kern niedriger schmelzenden Material besteht. Bei der thermischen Verfestigung wird ein Temperaturbereich, vorzugsweise zwischen 110° und 160° für die thermische Behandlung gewählt, bei dem lediglich das Hüllmaterial aufschmilzt, nicht jedoch der Kern.
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Bei den Stützfasern handelt es sich gemäß einer ersten Ausführungsvariante dabei beispielsweise um Bikomponenten-Kunststofffasern. Diese weisen also einen Kern aus einem ersten Kunststoff und eine Hülle aus einem zweiten Kunststoff auf, wobei die Kunststoffe sich zumindest im Hinblick auf ihre Schmelztemperatur unterscheiden. Insbesondere werden Bikomponentenfasern aus PES oder auch aus Biopolymeren eingesetzt. Bevorzugt werden als Stützfasern jedoch Bikomponentenfasern aus einem nachwachsenden Rohstoff verwendet, insbesondere sogenannte PLA-Fasern, wie sie beispielsweise aus der
EP 1 908 969 B1 zu entnehmen sind.
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Allgemein wird bei den Bikomponentenfasern, beispielsweise aus PLA oder PES oder auch aus anderen Kunststoffen, auch aus Biopolymeren, zwischen hochschmelzenden (high melt, hm) und niedrigschmelzenden (low melt, lm) unterschieden. Bevorzugt werden hochschmelzende Bikomponentenfasern eingesetzt, da diese besonders zum Waschen bei einer höheren Temperatur beispielsweise oberhalb von 60°C geeignet sind, ohne dass der Füllstoff seine Bauschigkeit verliert. Unter hochschmelzenden Bikomponentenfasern werden solche Fasern verstanden, deren Mantel eine Schmelztemperatur oberhalb von beispielsweise 130°C haben.
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Gemäß der bevorzugten Ausführungsvariante der Wolldaune wird eine Mischung aus Wollfasern mit Stützfasern aus nachwachsenden Rohstoffen eingesetzt, um einen Naturstoff ausschließlich aus nachwachsenden Textilfasern bereitzustellen.
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Der Anteil der Stützfasern liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis 30 und insbesondere bei etwa 15 Vol%. Weiterhin liegt der Anteil der Hauptfasern vorzugsweise im Bereich von 70 bis 95 und insbesondere bei etwa 85 Vol%.
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Die chemische Verfestigung erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer sogenannten Sprühverfestigung. Hierzu wird das Kardenband also mit einem geeigneten Adhäsions- oder Verfestigungsmittel besprüht. Bei diesem handelt es sich beispielsweise um ein sogenanntes Konfektionssprühmittel, vorzugsweise eine wässrige und selbstvernetzende Polyacrylatdispersion. Ein geeignetes Mittel ist beispielsweise unter dem Markennamen Lefasol VD202/1 der Lefatex Chemie GmbH erhältlich.
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Für die thermische Verfestigung wird das Band thermisch behandelt, insbesondere einer Temperatur ausgesetzt beispielsweise im Bereich von 130°C bis 160°C, die ausreichend ist, um die Hülle der Stützfasern zu schmelzen. Die Temperaturbehandlung ist dabei insbesondere derart ausgebildet, dass eine thermische Verfestigung innerhalb des gesamten Volumens des Bands erfolgt.
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In bevorzugter Ausgestaltung werden beide Verfestigungsverfahren miteinander kombiniert. Es wird daher vorzugsweise sowohl eine thermische als auch eine chemische (Sprüh-)Verfestigung vorgenommen. Insbesondere wird dabei zunächst die thermische Verfestigung und anschließend die chemische Verfestigung vorgenommen.
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Nach der Verfestigung, insbesondere nach der chemischen Verfestigung erfolgt bevorzugt noch eine Trocknung. Diese dient insbesondere zum Aushärten oder Erstarren des aufgebrachten Adhäsionsmittels und kann daher noch als Teil des Verfestigungsschritts angesehen werden. Grundsätzlich ist daher die Verfestigung der letzte wesentliche Bearbeitungsschritt zur Ausbildung des Füllstoffes.
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Grundsätzlich können die Eigenschaften des Füllstoffes durch geeignete Imprägnationsverfahren etc. noch in gewünschter Weise eingestellt werden. Diese Bearbeitungsschritte, wie beispielsweise Imprägnation, erfolgen dabei jedoch vorzugsweise vor dem Verfestigen. So ist beispielsweise zur Imprägnierung von Wollfasern das sogenannte Kroy-Hercossette-Verfahren bekannt. Dieses Verfahren wird vor der Verarbeitung der Fasern zum Kardenband durchgeführt. Auch kann eine flammhemmende oder wasserabweisende Eigenschaft erreicht werden, beispielsweise durch ein Sprühmittel, welches auch nach der Verfestigung aufgetragen werden kann.
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Das Verfahren zu Herstellung des verfestigten Bandes und damit zur Herstellung des Füllstoffes erfolgt bevorzugt mit Hilfe eines kontinuierlichen Prozesses innerhalb einer gemeinsamen Anlage. Das von der Karde bzw. Krempel bereitgestellte Karden- bzw. Krempelband wird daher unmittelbar anschließend über Transportmittel einem Verfestigungsbereich zugeführt. Anschließend wird das verfestigte Band vorzugsweise aufgerollt und für die weitere Verarbeitung als Füllstoff bereitgestellt.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch einen Füllstoff sowie durch ein Textil mit einem solchen Füllstoff aus Textilfasern, welche thermisch oder chemisch verfestigt in einem Kardenband vorliegen. Der Füllstoff ist dabei insbesondere nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt. Unter Textil wird dabei allgemein ein Flächengebilde verstanden, bei dem der Füllstoff zwischen zwei Lagen (Oberstoff und Unterstoff) eines textilen Stoffes, also eines flächenförmigen textilen Gebildes wie beispielsweise Gewebe, Gewirke, Vliesstoff, Filz ... eingebracht ist. Das Kardenband wird dabei bevorzugt – vergleichbar zu Daune – in einzelne Kammern eingebracht.
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Die im Hinblick auf das Verfahren angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf den Füllstoff und das Textil zu übertragen.
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Zweckdienlicher weise ist der Füllstoff in eine oder mehreren Kammern oder Taschen verteilt eingebracht. Die Kammern sind bevorzugt durch Stege voneinander getrennt. Die Stege verbinden dabei üblicherweise den Oberstoff mit dem Unterstoff.
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Bei dem Textil handelt es sich insbesondere um ein Kleidungsstück, wie beispielsweise eine Jacke oder eine Hose etc. Daneben handelt es sich bei dem Textil alternativ um eine (Schlaf-)Decke oder auch einen Schlafsack als Ersatz für herkömmliche Daunendecken oder Daunenschlafsäcken.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen
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1 eine schematische Darstellung einer Anlage zum Herstellen des Füllstoffes,
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2 eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung eines Textils.
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Aus 1 ist eine Anlage zur Herstellung eines verfestigten Kardenbands 2 zu entnehmen, welches einen textilen Füllstoff F bildet. Diese Anlage weist im Wesentlichen an sich bekannte Komponenten bei der Aufbereitung von Wolle auf.
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Textilfasern 4 werden der Anlage als eine Mischung aus Wollfasern 4A und Stützfasern 4B zugeführt. Die Fasern haben hierbei zuvor bereits einige Bearbeitungsschritte, wie beispielsweise Waschen (Waschbarkeitsausrüstung), etc. durchlaufen. In einem ersten Teilbereich werden die Fasern einem Speisesystem 5, zugeführt. Anschließend gelangen die Textilfasern 4 in die Kardiermaschine 6, die in an sich bekannter Weise aus den Textilfasern 4 ein zunächst unbehandeltes Band 2, das sogenannte Karden bzw. Krempelband erzeugt. Bei diesem handelt es sich um ein durchgehendes, quasi Endlosband, welches die Karde/Krempel unterbrechungsfrei verlässt.
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Das Band 2 wird nach der Karde/Krempel 6, vorzugweise direkt in einem kontinuierlichen Verfahren, einen thermischen Verfestigungsbereich 8 zugeführt. Bei diesen handelt es sich insbesondere um einen Ofen.
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Für den Transport des Bandes 2 sind geeignete Transportmittel 10, wie beispielsweise Umlenkrollen und Walzenführungen für das Kardenband 2 vorgesehen. Innerhalb des Ofens erfolgt eine thermische Verfestigung. Hierzu wird das Kardenband 2 auf eine Temperatur von beispielsweise 130° bis 160° erwärmt. Nach dem Erwärmen und einer anschließenden Abkühlung ist bereits eine thermische Verfestigung eingetreten. Durch die Temperaturbehandlung schmelzen die enthaltenen Stützfasern 4B teilweise auf und die weiterhin enthaltenen Wollfasern 4A verkleben quasi mit den aufgeschmolzenen Bereichen. Nach Trocknen und Wiedererhärten der aufgeschmolzenen Teilbereiche sind daher die einzelnen Textilfasern 4 zueinander an Fixierpunkten mechanisch fixiert. Nach Verlassen des thermischen Verfestigungsbereichs 8 liegt das Kardenband daher bereits als verfestigtes Kardenband 2 vor.
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Im Ausführungsbeispiel erfolgt anschließend zusätzlich noch eine chemische Verfestigung. Hierzu wird das bereits vorverfestigte Kardenband 2 wiederum über eine Transportmittel 10 einem chemischen Verfestigungsbereich 12 zugeführt. Dieser unterteilt sich im Ausführungsbeispiel in einen Sprühbereich 12A einer Sprühanlage und einem anschließenden Trocknungsbereich 12B. Der gesamte chemische Verfestigungsbereich 12 ist im Ausführungsbeispiel in einem Turm integriert. Im Sprühbereich 12A wird ein Haftmittel auf das vorverfestigte Kardenband 2 aufgebracht. Dieses Haft- oder Adhäsionsmittel sorgt für eine zusätzliche Verfestigung des Kardenbands 2 und damit der darin enthaltenen Textilfasern 4. Die Endverfestigung erfolgt letztendlich bei der anschließenden Trocknung.
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Nach dem chemischen Verfestigungsbereich 12 liegt das Kardenband 2 als textiler Füllstoff F hervor. Üblicherweise wird das Kardenband 2 dann noch aufgewickelt und kann im aufgewickelten Zustand in an sich bekannter Weise transportiert und zur Fertigungswerkstätte für die Herstellung eines Textils 16 mit einem derartigen Füllstoff F transportiert werden.
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In 2 ist beispielhaft und in stark vereinfachter Schnittdarstellung ein derartiges Textil 16 mit dem Füllstoff F dargestellt. Im Ausführungsbeispiel ist hierzu das Textil 16 als ein mit einzelnen Kammern 24 versehenes Textil ausgebildet. Bei diesem sind zwischen einer Lage aus einem Unterstoff 18 und einer Lage aus einem Oberstoff 20 Trennstege 22 eingebracht, über die die einzelnen Kammern 24 voneinander getrennt sind. In diese Kammern 24 ist der Füllstoff F eingebracht, insbesondere lose eingestopft. Ein derartiges Textil 16 lässt sich wie herkömmliche Textilien herstellen und bearbeiten, wie es für Textilien mit Daunenfüllung bekannt ist.
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Der hier beschriebene Füllstoff F weist durch die spezielle Aufbereitung daunenartige Eigenschaften auf. Vorzugsweise besteht der Füllstoff F dabei ausschließlich aus nachwachsenden Rohstoffen. Insbesondere bestehen die Textilfasern 4 aus Wollfasern 4A und sogenannten PLA-Fasern als Stützfasern 4B.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kardenband
- 4
- Textilfaser
- 4A
- Wollfaser
- 4B
- Stützfaser
- 6
- Kardiermaschine
- 8
- thermischer Verfestigungsbereich
- 10
- Transportmittel
- 12
- chemischer Verfestigungsbereich
- 12A
- Sprühbereich
- 12B
- Trocknungsbereich
- 16
- Textil
- 18
- Unterstoff
- 20
- Oberstoff
- 22
- Steppnaht
- 24
- Kammern
- F
- Füllstoff
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1908869 B1 [0002, 0003, 0018]
- DE 60505296 T2 [0006]
- DE 102005015646 [0007]
- EP 1908969 B1 [0019]
