DE1778026A1 - Federkernartiger Polsterkoerper aus synthetischen Polymeren und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Federkernartiger Polsterkoerper aus synthetischen Polymeren und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE1778026A1 DE19681778026 DE1778026A DE1778026A1 DE 1778026 A1 DE1778026 A1 DE 1778026A1 DE 19681778026 DE19681778026 DE 19681778026 DE 1778026 A DE1778026 A DE 1778026A DE 1778026 A1 DE1778026 A1 DE 1778026A1
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Description

Pos. GW I39O
Federkernartiger Polsterfeder aua synthetischen Polymeren und Verfahren zu seiner Herstellung
Glanzstoff AG
Wuppeircul
Zur Polsterung von Sitzmöbeln, Autositzen usw. oder als Matratzenkern werden verschiedene Arten vor. elastischen Materialien verwandet, weben Schaumstoffeinlagen, die in beliebiger Dicke, Dichte und Weichheit bzw. Härte geliefert werden können, haben nach wie vor Polsterkörper mit Metallfedereinlagen eine große Bedeutung, insbesondere als Matratzenkerne. Trotz vieler sehr guter Eigenschaften solcher Polsterkörper muß es als Nachteil angesehen werden, daß die Reinigung schwierig 1st. Außerdem sind Polsterkörper mit Metallfederkernen und dicke Schaumatoffpolsterkörper verhältnismäßig schwer.
Gegenstand der Erfindung ist ein neuer federkernartiger Polster-Körper, der gegenüber den bekannten Produkten viel· Vorzüge aufweist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Jer erfindungsgemäß· Polsterkörper ist gekennzeichnet durch eine Vielzahl von in Schlaufen liegenden und eich Uberkreuzenden weitgehend amorphen schmelzgesponnenen synthetischen Polymerfäden mit einem Durchmesser von 0,1 bis l«0 mm, vorzugsweise 0,3 bl-s 0,5 nun* die an den Kreuzungs punkten oberflächlich miteinander ver-
109829/0066 BAD
klebt sind, wobei Jeder einzelne Faden innerhalb des Polsterkörpers annähernd schraubenförmig verläuft. - Unter "weitgehend amorphen Fäden" werden Fäden verstanden, deren kristalline Anteile nicht mehr als 30 # betragen.
Die Herstellung des federkernartigen Polsterkörpers erfolgt in einfacher Weise derart, daß aus einer ViellochdUse, deren Düsenöffnungen etwa gleiche Abstände von etwa J bis 10 mm, vorzugsweise S) bis 7,5 mm voneinander aufweisen, oder aus einer Mehrzahl solcher Düsen, die nebeneinander angeordnet sind, eine Polymerschmelze auf eine Kühlflüssigkeit ausgepreßt wird, wobei der Abstand zwischen Düsenboden und Oberfläche der Kühlflüssigkeit 2 bis J50 cm, vorzugsweise 4 bis 20 cm beträgt, wonach der beim Eintritt in die Kühlflüssigkeit in Form einer Vielzahl von in Schlaufen liegenden und sich überkreuzenden Fäden erstarrende Polsterkörper kontinuierlich aus der Kühlflüssigkeit abgezogen wird.
Der federkernartige Polsterkörper kann aus allen schmelzspinnbaren Polymeren hergestellt werden, vorzugsweise werden Jedoch Polyamide und insbesondere Polycaprolactam verwendet. Je nach Art und Eigenschaften des Polymeren sind innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens gewisse Variationen möglich bzw. zweckmäßig. '. asentlich 1st weiterhin, daß durch gewisse Änderungen der Arbeitsbedingungen die Eigenschaften des Endproduktes beeinflußt werden können. Dies ist von Wichtigkeit, da für Polstermöbel, Matratzen usw. sehr unterschiedlich weiches bzw. härteres Polstermaterial gefordert wird. Abgesehen vom Polymermaterial, das für die Her« stellung des Polsterkürpera verwendet wird, beeinflussen folgende Faktoren die Eigenschaften der Endprodukte mehr oder weniger stark; Abstand der DUsenöffnungen voneinander, Abstand DÜse-Badoberflache, Spinngeschwindigkeit, Abzugsgesohwindigkelt und Temperatur der Kühlflüssigkeit. Da aioh alle diese Bedingungen genau einstellen und während des Prozesses konstant halten lassen, hat man es in der Hand, sowohl sehr welohe, d.h. stark zusammendrückbare, als auoh harte, also wenig zusammendrückbare Polsterkörper herzustellen.
109829/0065 RAn
BAD ORJG»NAL
Die Einhaltung der erfindungsgemäßen Verfahrensbedingungen 1st für die Herstellung der Poleterkörper von Wiohtigkeit. So 1st beispielsweise ein Abstand der DUeenöffnungen voneinander innerhalb der Grenzen von 3 bis 10 mm, vorzugsweise 5 bis 7,5 nun von Bedeutung, damit der Polsterkörper ein ausreichend dichtes« jedoch nicht zu kompaktes Gefüge erhält. Auch der Abstand des Düsenbodens von der Badoberflache darf nur innerhalb der angegebenen Orenzen von 2 bis 30 cm, vorzugsweise 4 bis 20 cm variiert werden. Ein geringerer Abstand verbietet sich, wegen der großen Temperaturdifferenz zwischen Spinndüse und Kühlflüssigkeit, während bei mehr als 30 cm Abstand die gewünschte Schlaufenbildung der Fäden nicht garantiert werden kann. Innerhalb der Grenzen des nicht bevorzugten λ Bereiches können die gewünschten Ergebnisse nicht unter allen Umständen erzielt werden, doch bietet das Verfahren die Möglichkeit durch Änderung anderer Verfahrensbedingungen, beispielsweise der Spinngeschwindigkeit, des Abzugs und/oder der Temperatur des Bades auch in den extremen Grenzberelohen noch brauchbare Polsterkörper zu erzeugen. Die Abhängigkeit der Eigenschaften der erfindungsgemäßen Produkte von einigen Einflußfaktoren ist in den Beispielen bzw. Tabellen erläutert.
Die Temperatur der Kühlflüssigkeit 1st nicht kritisch und von geringerem Einfluß. Sie sollte Jedoch dem Polymeren angepaßt werden. Beispielsweise sind für Polyamide aus Caprolactam Temperaturen zwischen 20 und 45° besonders gut geeignet, während Poly- amide aus Adipinsäure und Hexamethylendiamin zweckmäßig in Bäder von 40 bis 50° versponnen werden. Während des Verfahrene ist durch geeignete Mittel für Temperaturkonstanz des Bades Sorge zu tragen.
Als Kühlflüssigkeit wird man - schon aus Wlrtschaftlichkeits-,grUnden - vorzugsweise Wasser einsetzen, doch sind auch andere inerte Flüssigkeiten brauchbar.
Lie Spinn- und die Abzugsgeschwindigkeiten beeinflussen die Eigenschaften des entstehenden Polsterkörpers ebenfalls. Im allgemeinen wird m&n beide Größen vorzugsweise so aneinander anpassen, daß auf den sich bildenden Polsterkörper während seiner Entstehung und seinem Durchtritt durch das Bad mögliohst kein bzw. nur ein
109829/0065
- 4 - BAD ORIGINAL
Vl Ί8026
- 4 - Pos. GW 1290
geringer Zug ausgeübt wire. Ξε kann gegebenenfalls jedoch aucn von Vorteil sein - etwa zur Erzeugung weniger dichter Produkte die Abzugsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Die äußere Form, die die Polsterkörper erhalten, hängt von der Größe der Düsen, deren Anzahl una Anordnung zueinander und von der Verteilung der Düsenöffnungen auf der Düsenplatte ab. Auf diese Weise ist es möglich Polsterkörper herzustellen, üie annähernd Zylinderform oder einen etwa rechtoc.cijon Querschnitt haben. Das federkernartige Polstermaterial,das zunächst als cnaloser Körper aus dem Bad abgezogen wird, kann ohne Schwierigkeiten auf cie gewünschte Höhe zurechtgoschnitten werden. In die zu pol-.Lternaen Teile, wie Katratzen usw. werden nach uunsch eine Vielzahl kleinerer Polsterkörper oder ein entsprechend cer Polsterform gefertigter großer Polsterkörper gestopft. Die mit dem erfincungsgema^en Material gefüllten Polsterteile sind leicht und können in Spezialwaschmaschinen gewaschen werden. Sie sind außerordentlich elastisch und formbeständig.
Das Verfahren zur Herstellung dor Polsterkörpor wlro. durch Beispiele im einzelnen erläutert.
Beispiel 1.
PolyamiG aus Caprolactam mit einer Lösungsviskosität von h-rei_2,6 wird bei einer Spinntemperatur von 28o° aus oiner 2aC Lochaüce ausgepreßt. Die Düsenöffnungen haben einen Z/v-rchrr.esser von 2^0 ;..y und sind in regelmäßigen Abständen von 6,5 ir.;n voneinander >-njoordnet. Der Durchmesser des äußeren Lochkran^oa betra"w-i et1..- 10p ::cu. Die Schmelze wird mit einer Geschwindigkeit von ?60 g/.v.ln auajopreßt. In einem Abstand von 16 cm vom Düsenbodon treffen o_o ausgepreßten Fäden, die einen Durchmesser von etwa 0,^5 jti.t, hab^n, auf ein Wasserbad, dessen Temperatur auf 40° gehalten ..ird. Die Fäaon legen sich zunächst auf der Wasseroberfläche in Schlaufen, v.obüi jeder Faden annähernd schraubenlinienförmige Windungen bildet. 3enachba.-te Fäden bzw. ein- und derselbe Faden verkleben oberflilch-
109829/0065
BAD ORlQtNAL
»7 7 8026
?os. Gv: 1390
lieh an cen Kreuzungspunicter.. Nach und nach sin.:t der oort gebildete Poisterkörper in ^3 Wasserbad ein und wird aus diesem mit einer Geschwindigkeit von 2,75 m/min abgezogen, wobei praktisch kein Zug auf das Material ausgeübt wird. Es entsteht ein annähernd zylinderförmiger Körper, der auf die gewünschte Höhe zurechtgeschnitten wird.
Das Verfanren wird wiederholt unter Einhaltung der oben erläuterten Bedingungen, jedoch mit dem Unterschied, da3 die 3aatemperatur J>0 bzw. 20° beträgt.
Der Einfluß der unterschiedlichen Wassertemperatur ist aus der folgenden Tabelle 1 ersichtlich. Ais Messkörper wurde bei diesen Versuchen, ebenso wie bei den folgenden ein IS cm hoher Polsterkörper verwendet, der mit einem Gewicht von 5 kg oelastet wurde. Der Δ!-»ort zeigt die Höhenänderung unter der angegebenen Belastung an und isc ein ?4aß für die Weichheit, d.h. Zusammendrückbarkeit des Produktes.
Tabelle I
Förderung Abzug Badtemperatur Δ 1 g/min m/min cm
760 2,75 40° 1,5
760 2,75 J50° 1,8
760 2,75 20° 2,8
.^.:i, Ei;..'iuß unterachiedlicner oplnngeschwindigkeiten (förderung) zeigt Tabelle Ii. Die Versuche wurden, abgesehen von wer Jeweiligen g der Förderung, entsprechend Beispiel 1 durchgeführt.
- 6 -109829/0065 BAD ORIGINAL
Pos. GV/
Förderung g/min
Tabelle II Δ ι
Abzus Badtemperatur crn
m/min 1,5
2,75 40° 2,0
2,75. 40° 13,5
2,75 ^0° 16,0
2,75 40°
760 580
210
Die Versuchsergebnisse lassen erkennen, daß es nicnt zweckmäßig ist, mit aer Förderung auf weniger als etwa 400 g/min herunterzugehen.
Beispiel 3
D^a Verfahren wurde unter Einhaltung der Bedingungen des Bei spiels 1 mit einem Abstand Düsen-Badoberfläche von υ cn und unterschiedlichen Abzugsgeschwindigkeiten durchgeführt.
Tabelle III Δ 1
cm
Förderung
g/ml η		 Abzug
m/min		 Badtemperatur 0,8
2,4
760
700		 2,75
4,10		 40°
40°
Beispiel 4
tabelle IV zeigt die Ergebnisse einer Versuchsreihe, die entsprechend Beispiel 1 durchgeführt wurden, jedoch unter Verwen-
109829/0065
SAD ORIGINAL
Γ/78026
,ζ. GV/ 1390
ciunj ^ΛυΓ Düse mit eir.c.i Lochabstand von 7,z> solchen .Tiit einem Lochabotanci von 5,0 mm. Die variationen sind aus der Tabellc^jrsichtlich.
sowie einer ^ijen Verfahrens
Tabelle IV
Pö'rcerun^
g/.v.in		 Abzug
m/min		 Baatemperatur Abstand Düse-
Badoberflache		 cm .2 Δ ι
OHl 		Lochabst.
7S0 2,75 40° 4 cm 16 ^,0 7,5 mm
6CC 2,75 40° 4 cm 1 8, ο
400 2,75 40° 4 cm 2 ,0
ISO 2,75 40° 4 cm 13 ,5
78Ο 2,75 40° 16 cm 15 ,0
6OO 2,75 40° 16 cm 2 ,5
400 2,75 40° 16 cm 3 ,5
18ο 2,75 40° 16 cm 11 ,0
7&0 2,75 40° 4 cm 12 ,5 5,0 mm
60ö 2,75 40° 4 cm G ,5
400 2,75 40° 4 cm 8 ,0
I80 2,75 ' 40° 4 cm 12 ,5
78Ο 2,75 40° 16 cm 16 ,0
600 2,75 40° 16 cm , 5
400 2,75 40° 16 cm
180 2,75 40° 16 Λ J
Beispiel 5
Die folgende Tabelle V zeigt die Abhänci^iceit caer Polsterkörpereigenccr.aften von der Abzugc^eschwindigkeit. Bei den Versuchen wurden aie Bedingungen des Beispiels 1 eingehalten, sofern nicht andere Daten aus der Tabelle ersichtlich sind.
1 09829/0065
BAD ORIG'NAL
Tabelle V Δι
Förderung Abzug cm
g/min m/min 6.5
600 1,2 6.5
600 1.5 8,0
600 1.9 8,0
600 2.5 11,0
600 5.5 15.5
600 4,2 15.0
600 5.8 16,0
600 7.8
Die Ergebnisse zeigen, daß es unter den angegebenen Bedingungen unzweckmäßig ist, die Abzugsgeschwindigkeit wesentlich gegenüber der Förderung zu erhöhen und damit einen Zug auf den sich bildenden Polsterkörper auszuüben, es sei denn man wünsche ein besonders weiches, stark zusammendrückbares Produkt.
Beispiel 6
Entsprechend Beispiel 1 wurde Polyamid aus Adipinsäure-Hexamethylendiamin (Lösungsviskosität 1^1 2,20) mittels einer 598 Loch-Düse (Durchmesser der Düsenöffnungen 250 my) mit einem Lochabstand von 5 mm verarbeitet. Die übrigen Verfahrensbedingungen sind aus Tabelle VI ersichtlich.
109829/0065
BAD ORIG»NAt
17/8026
Pos. GW I39O
Abzug
m/ml η		 Tabelle VI Abstand Düse-
Badoberfläche		 Δ ι
cm
Förderung
g/ml η		 2,75 Badtemperatur 4 cm 1,0
780 2,75 45° 4 cm 2,5
600 2,75 45° 4 cm 12,0
400 2,75 45° 4 cm 16,5
180 2,75 45° 16 cm 1,0
780 2,75 45° 16 cm 4,0
600 2,75 45° 16 cm 12,5
400 2,75 45° 16 cm 16,0
130 45°
Beispiel 7
9 zylindrische Polsterkörper, wie sie entsprechend Beispiel 1 entstehen, wurden in Reihen zu je 2 Stück aufrechtstehend mit einem üblichen Polsterbezugsstoff überzogen. Dieses Polstermuster wurde 10.000 Wechselbelastungen mit einem Gewicht von 75 kg ausgesetzt und zeigte anschließend eine bleibende Verformung von 10 %.
- 10 -
109829/0068
ORIGINAL

Claims (5)

- 10 - Pos. GW I39O Patentansprüche
1. Pederkernartiger Polsterkörper, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von in Schlaufen liegenden und sich überkreuzenden weitgehend amorphen schmelzgesponnenen synthetischen Polymerfäden mit einem Durchmesser von 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 mm, die an den Kreuzungspunkten oberflächlich miteinander verklebt sind, wobei jeder einzelne Faden innerhalb des .Polsterkörpers annähernd schraubenförmig verläuft.
2. Verfahren zur Herstellung federkernartiger Polsterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Viellochdüse, deren Düsenöffnungen etwa gleiche Abstände von etwa 3 bis 11 mm, vorzugsweise 5 bis 7,5 mm voneinander aufweisen, oder aus einer Mehrzahl solcher Düsen, die nebeneinander angeordnet sind, eine Polymerschmelze auf eine Kühlflüssigkeit ausgepreßt wird, wobei der Abstand zwischen Düsenboden und Oberfläche der Kühlflüssigkeit 2 bis J)O cm, vorzugsweise 4 bis 20 cm beträgt, wonach der beim Eintritt in die Kühlflüssigkeit in Form einer-Vielzahl von in Schlaufen liegenden und sich überkreuzenden Fäden erstarrende Polsterkörper kontinuierlich aus der Kühlflüssigkeit abgezogen wird.
2. Verfahren naoh Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymere ein Polyamid, vorzugsweise Polycaprolactam verwendet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und J4 dadurch gekennzeichnet, dal die Geschwindigkeit, mit der der Polsterkörper aus der Kühlflüssigkeit abgezogen ist, der Spinngesohwindigkeit derart angepaßt wird, daß auf das Material praktieoh kein Zug ausgeübt wird.
5. Verfahren naoh den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß als Kühlflüssigkeit Wasser verwendet wird.
109821/0081
BAD ORIGINAL
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