DE1469464C - Vliesartiges Füllmaterial - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Füllmaterial aus Poly- Das Füllmaterial gemäß der Erfindung wird im aK-

ester-Stapelfasern. gemeinen gebildet, indem man eine Schicht gekräu-

Bei der Herstellung von Kissen. unter Verwendung seiter Polyester-Stapelfasern bildet, die Schicht auf.

von Polyester-Stapelfasern besteht die übliche Praxis einem laufenden Band zu einem Vlies ins Kreuz legt,

darin, aus den Fasern auf einem Garnettöffner eine 5 das Vlies mit dem Polysiloxan-Acrylharz-Gemisch

Faserschicht geringer Dichte zu bilden und dann die spritzbehandelt und das behandelte Vlies zur Härtung

Schicht zum Aufbau eines Vlieses der gewünschten des Gemisches durch einen Ofen führt. Das Vlies

Dicke auf einem laufenden Band ins Kreuz zu legen. wird in Abschnitte solcher Länge geschnitten, daß

Aus einem entsprechenden Längsabschnitt eines sol- man eine genügende Materialmasse erhält, um ein chen Vlieses wird dann ein Wickel gebildet und in ein io Kisseninlett in der gewünschten Weise zu füllen. Das

Kisseninlett eingefügt. Obwohl solche Vliese vielen Inlett kann beliebiger Art sein, einschließlich der dau-

anderen Produkterfüberlegen sind, zeigen sie im wieder- nendichten Inletts, und kann mit einem feuerhemmen-

holten Gebrauch eine allmähliche Zusammenpressung ' den Mittel imprägniert werden,

oder Verfilzung, und die verlorengegangene Bauschig- Unter »gekräuselten« Fasern sind solche zu ver-

keit läßt sich durch die übliche Maßnahme des Auf- 15 stehen, die

schüttelns bzw. -lockerns nicht wiederherstellen. a) einen Kräuselindex (/) von mindestens 6, vorzugs-

Aus der deutschen Auslegeschrift 1129 449 ist die weise 12 oder jnehr, und

Verwendung von Acrylharzen bei der Herstellung b) mindestens 1,6, vorzugsweise mehr als 2,8 Kräu-

yon Faservliesen bekannt. sel/cm Faserlänge im ausgestreckten Zustand und

Es wird.dort auch beschrieben, daß man zum Ver- ao c) eine Stapellänge im ausgestreckten Zustand von

hindern des Schäumens der wäßrigen Dispersion, mindestens 2^x/a cm aufweisen,

welche die Acrylharze enthalten, als Antischaummittel Für den Kräuselindex gilt
sehr geringe Mengen Silikon, nämlich 0,1 bzw. 0,2 Teile

Silikon auf 25 Teile Mischpolymerisat zusetzen kann. / ₌ 100 ^¹ ~ "" _t

Weiterhin ist es auch aus »Plastische Massen«, 1959, 25 . L₁

S. 806, rechte Spalte, letzter Absatz, Zeilen 1 bis 3, , -

bekannt, daß man Polyesterfasern mit Silikonen aus- worin L₁ die Länge der Faser im ausgestreckten Zu-

rüsten kann. Dadurch wird eine Verbesserung des stand bei einer gerade zur Entfernung der Kräuselung

Griffes und der Beständigkeit gegen Wasser erzielt. ausreichenden Spannung und L₂ die Länge der gekräu-

Gegenstand der Erfindung ist ein Füllmaterial aus 30 selten Faser ohne Einwirkung einer Spannung bedeutet,

einer ins Kreuz gelegten Schicht gekräuselter, mit 0,8 jyobei L₁ und L₂ in den gleichen Einheiten ausgedrückt

bis 5 % vom Gewicht der Schicht eines Überzugs- werden sollen.

mittels aus einem Acrylharz und einem Silikon über- Bei einem Kräuselindex unter 6 zeigt das Fertigzogener Polyester-Stapelfasern, die im wesentlichen produkt im fortgesetzten Gebrauch eine Verfilzung parallel zur Schichtachse ausgerichtet sind, mit einer 35 und ein Festwerden, ohne daß man die Vorteile der Schichtdichte im Bereich von 3,2 bis 6,4 kg/m³, bei Erfindung erhält. Für die Zwecke der Erfindung ist dem das Füllmaterial aus solchen Polyester-Stapel- es weiter wichtig, die Zahl der Krauset auf nicht fasern besteht, welche mit einem vernetzten Poly- unter 1,6 und vorzugsweise auf über 2,8 je cm Länge L₁ siloxan und einem Acrylharz im Gewichtsverhältnis zu halten. Mit weniger als 1,6 Kräuseln/cm erhält von 2:1 bis 1: 3 Polysiloxan zu Acrylharz überzogen 40 man selbst bei einem hohen Kräuselindex kein sprungsind, elastisches und hochbauschiges Material. Die ver-

Vorzugsweise wird das Polysiloxan von "Methyl- wendete Faserlänge ist für die Festlegung der Eigen-

hydrogenpolysiloxan oder dieses enthaltenden Ge- schäften des Fertigproduktes von erheblicher Bedeu.-*

mischen gebildet. Mit den vernetzbaren Polysiloxanen tung. Die Verwendung von Fasern mit einer Länge L₁

können andere, nicht vernetzbare Polysiloxane im 45 von unter 2V₂ cm führt zu einem Verlust an Bauschig-

Gemisch eingesetzt werden, aber das vernetzbare keit und Sprungelastizität, während eine Erhöhung

Material muß vorliegen. der Länge auf über 10 cm keine wesentliche Verbes-

Das Acrylharz ist vorzugsweise ein selbstvernetzendes serung der Fertigprodukt-Eigenschaften ergibt und

Harz. Besonders bevorzugt werden als Acrylharze bei Längen über 20 cm die Verarbeitbarkeit schwierig

das N-Methylolacrylamid in Verbindung mit niederen 50 wird. Vorzugsweise wird die Faserlänge daher zwischen

Acrylaten und Methacrylaten. etwa 5 und 10 cm gehalten.

Aus der französischen Patentschrift 1 362 989 ist Das vernetzbare Polysiloxan kann ein Organopoly-

ein Füllmaterial bekannt, das vernetztes Polysiloxan siloxan sein, dessen Viskosität (bei 25°C) zwischen

als Gleitmittel enthält, um die Fasern gegeneinander 1000 und 100 000 cSt liegt und das 2,0 bis 2,1 Reste/

beweglich zu machen und dadurch reibungsvermin- 55 Siliciumatom enthält, die von Kohlenwasserstoffresten

dernd zu wirken. Andererseits ist es aus der deutschen gebildet werden, welche von aliphatisch ungesättigten

Patentschrift 1 086 208 bekannt, Acrylharz als Binde- Restanteilen frei sind und 1 bis 6 Kohlenstoffatome

mittel für Polyesterfasern zu verwenden. Bindemittel aufweisen.

erhöhen die Reibung zwischen den Fasern, machen Das Methylhydrogenpolysiloxan als Überzugskomsie unbeweglich gegeneinander. Die kombinierte An- 60 ponente ist ein fließfähiger Stoff, der 1,0 bis 1,5 Methylwendung von entgegengesetzt wirkenden Mitteln, reste und 0,75 bis 1,0 Wasserstoffatome am Silicium nämlich reibungsverhindernden und reibungserhö- je Siliciumatom in der Verbindung enthält, wobei die henden Mitteln, mußte technisch widersinnig erschei- Summe der Methylreste und der Wasserstoffatome im nen. Um so überraschender ist es, daß durch diesen Bereich von 2,0 bis 2,25 Siliciumatom liegt. Im gleichen kombinierten Einsatz von Polysiloxan und Acrylharz 65 Rahmen liegen flüssige Polysiloxane mit zwei Kohlenein Füllmaterial von überraschenden Eigenschaften, wasserstoff resten an einem Siliciumatom wie auch insbesondere einer dauerhaften Bauschigkeit, erhalten mit einem Methylrest und einem Wasserstoffatom an wird. einem Siliciumatom.

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Die vernetzbaren, flüssigen Polysiloxane können 6,4 kg/m,³. Vorzugsweise hat das Vlies ein Flächen-

allein für sich oder im Gemisch eingesetzt werden. gewicht von etwa 0,12 kg/m² und eine Dicke von etwa

Ausgezeichnete Ergebnisse erhält man unter Verwen- 2,3 bis 2,8 cm.

dung eines Gemisches von Dimethylpolysiloxan, Das durch das Inskreuzlegen. erhaltene Vlies wird

Methylhydrogenpolysiloxan und eines Dimethyl- 5 dann mit einem Gemisch von Polysiloxan und Acryl-

polysiloxan-Polyoxyäthylen-Blockmischpolymerisates. harz spritzbehandelt. Vorzugsweise wird das Vlies

Diese Polysiloxane werden nach an sich bekannten. zunächst auf der einen Seite spritzbehandelt und zur

Methoden hergestellt und sind im Handel verfügbar. Trocknung des Vlieses und Härtung des Gemisches

Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Blockmischpolymerisate durch einen Ofen geführt und hierauf auf der anderen

eignen sich ebenfalls als Überzugskomponente. Vor- io Seite spritzbehandelt und zum zweiten Mal durch den

zugsweise ist das Mischpolymerisat ein Dimethylpoly- Ofen geführt. Auf Grund der gleichmäßigeren Spritz-

siloxan-Polyoxyäthylen-Blockmischpolymerisat, das mitteleindringung werden Vliese verhältnismäßig gerin-

15 bis 85 Gewichtsprozent Dimethylpolysiloxan ent- ger Dichte, z. B. von weniger als etwa 5,5 kg/m³, hält und eine Viskosität von 10 bis 500OcSt bei 25° C bevorzugt. Die Gesamtmenge des auf das Vlies aufaufweist. Aus Gründen der Hydrolysebeständigkeit 15 gebrachten Gemisches beträgt 0,8 bis 5,0 °/₀, vorzugswird ein Blockmischpolymerisat bevorzugt, das keine weise 1,0 bis 3,0%, bezogen auf das Vlies-Trocken-Si — O — C-Bindungen enthält. gewicht.

Unter dem »Acrylharz« ist ein Polymerisat auf Grund- Man kann das Polysiloxan und Acrylharz dem Vlies

lage eines Esters der Acryl- oder Methacrylsäure zu in Form einer wäßrigen Emulsion zuführen. Dabei

verstehen. Mit dem Ester können bis zu 25 Gewichts- 20 setzt man etwa 2 bis -¹Zs Gewichtsteil Polysiloxan je

prozent anderer Vinylmonomerer, z. B. Vinylchlorid, Teil Acrylharz ein. Bei einem Polysiloxan-Acrylharz-

mischpolymerisiert sein. Bevorzugte, selbstvernetzende Gewichtsverhältnis von über etwa 2:1 ermangelt das

.Acrylharze stellen die mit N-Methylolacrylamid in Vlies an Festigkeit, und bei einem Verhältnis von unter

Verbindung mit niederen Alkylacrylaten und -meth- etwa 1 :'3 beginnt das Vlies steif zu werden. Im all-

acrylaten erhaltenen dar. Solche unter Verwendung 25 gemeinen wählt man die Konzentration entsprechend

von Methylmethacrylat erhaltene Harze haben vor- der Art der verwendeten Vorrichtung und der Menge,

zugsweise einen Gehalt von etwa 40 bis 50, bezogen die auf das Vlies aufgebracht werden soll. So sind

auf das Polymerisatgesamtgewicht. Andere geeignete, Emulsionen geeignet, die etwa 1 bis 2O°/o »Feststoffe«,

selbstvernetzende Acrylharze sind in· der USA.- bezogen auf das Emulsions-Gesamtgewicht, enthalten.

Patentschrift 3 157 562 beschrieben. 30 Das Gemisch kann durch Erhitzen, vorzugsweise in

Die Vliese werden in herkömmlicher Weise gehildet, Verbindung mit einem Katalysator, gehärtet werden, indem man auf ein laufendes Band eine Faserschicht Polysiloxane, die Wasserstoff an Silicium gebunden ins Kreuz ablegt. Garnettöffner ergeben Schichten, enthalten, lassen sich in vorteilhafter Weise unter Verbei denen der Hauptanteil der Fasern im wesentlichen Wendung organischer Salze bestimmter, reaktionszur Längsrichtung der entstehenden Endlosschicht hin 35 fähiger Metalle, wie Eisen, Blei, Zinn und Zink, z. B. orientiert ist. Die laufenden Maschinenteile fördern Eisennaphthenat, Zinkoctanoat und Zinnacetat, härten, die Fasern in einer Richtung durch die Maschine und Das Härten des selbstvernetzbaren Acrylharzes haben die Tendenz, die. Fasern in eine Parallellage' läßt sich durch Verwendung eines sauren Katalysators, zu kämmen oder ziehen. Der Grad einer solchen Orien- wie z. B. Oxalsäure oder Ammoniumsulfat, erleichtern, tierung hängt von Länge und Charakter der Fasern, 40 Das Füllmaterial kann mit einem netzartigen Mate-Geschwindigkeit und Kapazität der Maschine und der rial oder einem Nonwovenmaterial, vorzugsweise Bauart derselben ab. Marquisette, umhüllt werden, wobei man in das Inlett

Gewöhnlich wird eine solche orientierte Schicht dann das so erhaltene, »verpackte« Vlies einfügt. Die

kontinuierlich , erzeugt und auf ein Band, das sich Netzumhüllung bildet dabei eine Art »Behälter« für

quer zur Richtung der Schichtzuiührung bewegt, unter 45 das Vlies. Das Füllmaterial kann auf diese Weise aus

Faltung oder Inskreuzlegung aufgebracht, um ein dem Inlett entnommen und leicht sterilisiert werden.

Lagenvlies aufzubauen, das gewöhnlich etwa 2 bis Durch das erfindungsgemäße Füllmaterial wird ein

16 Lagen aufweist. Gewöhnlich kreuzen sich die auf- Kissen erhalten, das sich leicht auf herkömmlichen einanderfolgenden Lagen unter einem nicht rechten Maschinen erzeugen läßt und überlegene ästhetische Winkel, der im allgemeinen im Bereich von etwa 30 5° Merkmale aufweist.

bis 50° liegt (Winkel mit einer zur Seite oder dem Rand Die Dauerhaftigkeit der Bauschigkeit eires Füll-

des Bandes senkrechten Geraden). materials läßt sich in Laboratoriumsversuchen, bei

Wenn gewünscht, können die Lagen unterschiedlich denen das Füllmaterial wiederholt auf Druck bean-

breit gehalten werden, um im Mittelabschnitt eine sprucht und wieder freigegeben wird, oder im tatsäch-

größere Fasermenge als am Rand zu erhalten. " 55 liehen Gebrauch bestimmen. Die Laboratoriums-

Die Vliese werden normalerweise in einer solchen bestimmungen der Bauschigkeit werden an einem Breite, wie von etwa 61cm, hergestellt, daß sie der Inlett von 50,8'66,0 cm durchgeführt, das zur BiI-Länge eines Kisseninletts üblicher Größe, wie von dung eines Kissens mit 567 g Füllmaterial gefüllt 51 · 66 cm, entsprechen. Da sich die Maschinenein- wird, worauf man die Höhe des gefüllten Kissens in stellung des Garnettöffners merklich auf die Schicht- 60 der Mitte und ohne Belastung bestimmt (Anfangsdicke und verhältnismäßig wenig auf die Schichtmasse höhe; IH). Das Kissen wird denn in eine Prüfvorrichauswirkt, werden die Vliesgewichte gebräuchlicher- tung eingebracht, die mit einem auf Belastung anspreweise in Form des Gewichtes je Flächeneinheit anstatt chenden Tisch und einem Preßfuß von 92,26 cm^a in Form der Dichte ausgedrückt. Ein Vlies mit einem versehen ist, mit dem man auf den Mittelbereich des Flächengewicht von z. B. 0,24 kg/m² kann eine Dicke 65 Kissens eine Belastung von 0,7 kg/cm² über dem von etwa. 3,8 bis 7,6 cm haben. Für Kissen eignen sich Normaldruck zur Einwirkung bringt, worauf der Abgut Vliese mit einem Flächengewicht von etwa 0,09 stand zwischen dem Preßfuß und dem Tisch gemessen bis 0,42 kg/m² und einer Dichte von etwa 3,2 bis und als Gebrauchslast-Anfangshöhe (ILH) aufgezeich-

net wird. Die Belastung auf den vorstehenden Wert wird gewählt, da sie ungefähr der Belastung entspricht, der das Kissen im praktischen Gebrauch ausgesetzt ist. Nach der Bestimmung der Anfangshöhen (IH und ILH) wird der gefüllte Prüfling Druckbelastungs-Entlastungs-Zyklen durchlaufen gelassen. Die wiederholte Belastung kann bequem durchgeführt, werden, indem man den gefüllten Prüfling auf einem Drehtisch anordnet, mit dem zwei Paare luftgetriebener Preßfüße von 10,2 · 30,3 cm zusammenwirken, die über dem Tisch so angeordnet sind, daß während eines Umlaufs im wesentlichen der gesamte ,Kisseninhalt der Be- und. Entlastung unterliegt. Zur Zusammenpressung wird dem Preßfuß Druckluft von 5,6 atü zugeführt, so daß er im Kontakt mit dem Tisch eine statische Belastung von ungefähr 8,1 kg/cm² über dem -Normaldruck ausübt. Der Tisch läuft mit 1 U/min um, ■^r und bei jedem Umlauf bewirkt jeder Preßfuß zehn Be- und Wiederentlastungen. Nach wiederholter Belastung von bestimmter Zeitdauer wird das Kissen von Hand wieder aufgeschüttelt bzw. -gelockert, worauf man die Höhe des aufgeschüttelten bzw. gelockerten Kissens bestimmt und den Wert als Prüflast-Endhöhe (WH) aufzeichnet. Der Prozentsatz des Bauschigkeitsverlustes wird dann nach der Gleichung . .

eines selbstvernetzenden Acrylharzes (erhalten durch Polymerisation eines Monomergemisches aus 46,3 % Äthylacrylat, 48 % Methylmethacrylat, 4,7 % N-Methylolmethacrylamid und 1 % Methacrylsäure) enthält. Man gibt das Vlies dann in einen Ofen, trocknet 10 Minuten bei 121,1 ° C, bespritzt dann wie zuvor die andere Vliesseite: und trocknet erneut. Das Vlies enthält etwa 2,5% an den Emulsions-»Feststoffen«. . , , . ■

Aus einem 567 g...Fasermaterial entsprechenden Abschnitt des Vlieses wird dann, ein Wickel. gebildet und ein Standard-Kisseninlett von 50,8 · 66,0 cm damit gefüllt. Dieses Kissen wird mit »A« bezeichnet.

In der gleichen Weise werden Klassen B, C und D hergestellt. Das Kissen B wird, mit einer Emulsion der Polysiloxane spritzbehandelt, wobei die Emulsion einen »Feststoff«-Gehalt von 5% hat; das Vliesgewicht erhöht sich dabei um 2,5 °/o- Das Kissen C entspricht B mit der Abänderung, daß das Polysiloxan aus 60% Dimethylpolysiloxan und 40% Methylhydrogenpolysiloxan besteht. Das Kissen D bildet eine unbehandelte Kontrollprobe.

Bauschigkeitsverlust, % = 100 -^(/

IH

errechnet.

Nach Bestimmung der Prüflast-Endhöhe wird das Kissen erneut in das Prüfgerät eingegeben und wie" , oben die Höhe bei einer Belastung von 0,7 kg/cm² über dem Normaldruck bestimmt und als Gebrauchslast-Endhöhe (WLH) aufgezeichnet. Der Prozentsatz an Belastungsverlust (in Wirklichkeit der Prozentsatz an Bauschigkeitsverlust unter Belastung) wird dann nach der folgenden Gleichung errechnet:

Belastungsverlust, °/₀ = 100

(ILH-- WLH) ILH

40

Teil- und Prozentangaben in den Beispielen beziehen sich auf das Gewicht.

B e i s ρ i e 1 1

45

Man erteilt Polyäthylentcrephthalatfasern mit einem Titer von etwa 4,8 den und einer Länge von etwa 5,1 cm durch Stauchkammer-Kräiiseliing 4,1 Krausel/cm, verarbeitet die gekräuselten Fasern auf einem Garnettöffner zu einer Schicht und bildet unter Inskreuzlcgung der Schicht ein Vlies von ungefähr 61 cm Breite und 2,5 cm Höhe mit einer Dichte von etwa 4,8 kg/m³. Die obenlicgcnde Vliesfläche .wird dann mit einer 5°/„igcn Emulsion eines Polysiloxangemischcs und eines Acrylharzes sprit/.bchandclt, die 0,32% eines Zinndiacctat-Zinkoetanoat-Üärtungskatalysators und als »Feststoffe« 8,5 Teile Dimethylpolysiloxan, 5,5 Teile Methylhydrogeiipolysiloxan, 36 Teile, eines Go Polysiloxan - Polyoxyälliylcn - Ulockmischpolymcrisatcs (mit einem Gehalt von 28 % an Dimethylpolysiloxan und 72% an Polyoxyäthylen und. ohne wesentlichen Gehalt an Si ()— C-Bindungen) und 50 Teile

•	A	B	C	D
Anfangshöhe, cm... WH, cm Bauschigkeits verlust, % ILH, cm .......... WLH, cm Belastungs verlust, %.;	19,84 18,47 6,9 7,59 6,32 16,7	20,57 18,14 11,8 7,37 6,20 15,8	20,80 18,29 12,1 6,07 4,06 33,1	20,45 16,05 21,5 6,99 4,45 36,3

B e i s ρ i e 1 2

Wie im Beispiel 1 wird ein Vlieswickel hergestellt, mit dem man dann ein offenmaschiges Polyäthylenterephthalat-Marquisetteinlett mit 23,6 Kett- und 14,2 Schußfäden/cm füllt, worauf das offene Ende zugenäht wird. Man gibt diesen Aufbau dann in ein mit einem Reißverschluß versehenes daunendichtes Baumwollinlett mit 41,0 Kett- und 29,9 Schußfäden/cm ein. Das Kissen wird dann 2 Stunden der oben beschriebenen Laboratoriumsprüfung unterworfen und "liiera'uf zehnmal in einem Gewerbe-Trommeltrockner bei Sterilisierbedingungen erhitzt. Ausgehend von einer Anfangshöhe von 18,69 cm zeigt das Kissen nach dem Sterilisieren einen Bauschigkeitsverlust von 0,27% und einen Belastungsverlust von 5,8%.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vliesartiges Füllmaterial aus einer ins Kreuz gelegten Schicht gekräuselter, mit 0,8 bis 5% vom Gewicht der Schicht eines Überzugsmittels aus einem Acrylharz und einem Silicon überzogener Polyester-Stapelfasern, die im wesentlichen parallel zur Schiclitaclise ausgerichtet sind, mit einer Schichtdichte im Bereich von 3,2 bis 6,4 kg/m³» dadurch gekennzeichnet, dai.5 das Füllmaterial aus solchen Polyester-Stapelfasern bestellt, welche mit einem vernetzten Polysiloxan und einem Acrylharz im Gcwichtsvcrhältnis von 2: 1 bis 1 : 3 Polysiloxan zu Acrylhaiz ü bei zogen sind.