DE3121321C2

DE3121321C2 - Fasern für Wattierungen und Polsterwatte

Info

Publication number: DE3121321C2
Application number: DE3121321A
Authority: DE
Inventors: Hiroshige Shiga Sugiyama
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1980-05-29
Filing date: 1981-05-29
Publication date: 1985-12-12
Also published as: JPH0120624B2; JPS56169813A; KR830005407A; KR840001022B1; US4364996A; DE3121321A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine synthetische Faser für Wattierungen und Polsterwatte mit folgenden physikalischen Eigenschaften: Einzeltiter: 0,11 bis 3,34 dtex Statischer Reibungskoeffizient zwischen den Fasern ( μ ↓s): nicht mehr als 0,14 Kräuselungszahl (CN) (Anzahl/25 mm): 4 bis 14 Verhältnis von Kräuselungsindex zu Kräuselungszahl (Ci(%)/CN): 0,6 bis 1,8 H ↓0 ↓, ↓2: nicht weniger als 7,3 cm H ↓0 ↓, ↓2/H ↓2 ↓5: nicht weniger als 6,5 cm/cm δ ↓D: nicht mehr als 0,4 g/cm ↑2/cm.

Description

Die Erfindung betrifft Fasern für Wattierungen und Polsterwatte entsprechend dem Oberbegriff des An- Spruchs 1, VgL JP-AS 28 426/77.

Bettwäsche, gesteppte Kleidungsstücke a dgL, die Daunenfedern als Wattierung enthalten, werden auf Grund günstiger Eigenschaften in bezug auf Bauschigkeit, Drapierung, Griff, Erholungsvermögen, Wärmeisolierung usw. in der ganzen Welt in großem Umfange verwendet Daunenfedern sind jedoch verhältnismäßig teuer, weil sie nur aus begrenzten Quellen, z. B. von Wasservögeln (z. B. Enten und Gänsen) erhältlich sind und in zahlrei chen Arbeitsstufen einschließlich Sammeln, Sortieren, Desinfektion, Entfetten usw. verarbeitet werden müssen.

Andererseits wurden die verschiedensten Versuche unternommen, synthetischen Fasern daunenfederartige Eigenschaften zu verleihen. Beispielsweise beschreiben die japanischen Auslegeschriften 28 426/77 und 50 308/77 ein Verfahren zur Modifikation von synthetischen Fasern durch Auftrag eines Silikonöls auf die Fasern. Dieses Verfahren ist wirksam hinsichtlich der Verbesserung der Drapierung und des Faltenwurfs, jedoch ist das erhaltene Produkt ungenügend in der Bauschigkeit und Fälligkeit und hat einen anderen Griff als Daunenfedern. Außerdem ist es Daunenfedern im Erholungsvermögen nach Zusammendriickung unterlegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Fasern der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie ähnliche Eigenschaften wie Daunenfedern in bezug auf Fälligkeit, Drapierung, Griff, Erholungsvermögen, Wärmeisolierung usw. aufweisen und sich als Wattierung oder Polsterwatte in Bettwäsche, gesteppten Klei dungsstücken usw. eignen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Die synthetischen Fasern gemäß der Erfindung können aus Polyolefinen, Polyamiden, Acrylfasern, Polyestern usw. hergestellt werden. Hiervon wird Polyäthylenterephthalat auf Grund seiner ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften besonders bevorzugt

Die erste Voraussetzung bezüglich der physikalischen Eigenschaften der synthetischen Fasern gemäß der Erfindung ist ein Einzeltiter von 0,11 bis 334 dtex. Um günstige Eauschigkeit, Drapierung und guten Griff zu erreichen, ist ein Einzeltiter von nicht mehr als 334 dtex notwendig. Wenn andererseits der Einzeltiter niedriger ist als 0,11 dtex, wird das Erholungsvermögen nach Zusammendrückung als Folge von Fadenverschlingung schlecht Besonders bei einem niedrigen /*_rWert neigen die Fasern dazu, das Gewebe, aus dem ein die Fasern enthaltender Beutel hergestellt ist, zu durchdringen, so daß die Fasern für praktische Zwecke ungeeignet sind. Der günstige Bereich des Einzeltiters liegt zwischen 0,67 und 1,56 dtex. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß übliche synthetische Fasern für Wattierungen und Füllungen einen Einzeltiter von mehr als 4,45 dtex, insbesonders von 6,67 dtex haben.

Beim μ?Wert handelt es sich um den nach der Röder-Methode bestimmten μ?Wert (vgl. z. B. Japan Industrial

Standards, Ausgabe L-1074-1965). Er darf nicht höher als 0,14, vorzugsweise nicht höher als 0,12 sein, da andernfalls das erhaltene Produkt in der Drapierung und im Griff schlecht ist Um den/v Wert unter diese obere Grenze zu bringen, eignet sich ein Verfahren, bei dem das unverstreckte Kabel in ein Silikonölbad getaucht verstreckt und dann einer Wärmebehandlung unterworfen wird oder ein Verfahren, bei dem auf das verstreckte Kabel eine überschüssige Menge Silikonöl aufgebracht und das Kabel dann beispielsweise mit Quetschwalzen zusammengepreßt wird, um das überschüssige Silikonöl zu entfernen; ferner ein Verfahren, bei dem auf das gekräuselte Kabel Silikonöl in überschüssiger Menge aufgebracht und das Kabel dann zusammengedrückt wird, um das überschüssige Silikonöl zu entfernen oder ein Verfahren, bei dem das Kabel zu kurzen Stücken geschnitten und dann zur Entfernung des überschüssigen Silikonöls zusammengedrückt wird, usw. In jedem Fall wird das Silikonöl gleichmäßig auf die synthetischen Fasern aufgebracht die dann einer Wärmebehandlung unterworfen werden, bis das Silikonöl bis zu einem geeigneten Grad vernetzt ist Als Beispiele von Silikonölen sind Dimethylpolysiloxan, Hydrogenmethylpolysiloxan, Aminopolysiloxan und Epoxypolysiloxan zu nennen. Diese Silikonöle können allein oder, falls erforderlich, mit anderen Siloxanen verwendet werden, damit der /<s-Wert nicht über 0,14 steigt. Falls gewünscht, kann ein Dispergiermittel zugesetzt werden, um gleichmäßiges Haften an den Fasern zu gewährleisten. Ferner kann ein Katalysator zugesetzt werden, um die Vernetzung zu beschleunigen. Außerdem kann das Silikonöl als solches oder in Form einer wäßrigen Emulsion verwendet werden.

Die alleinige Maßnahme, feine Fasern herzustellen oder den /ij-Wert niedrig zu halten, ergibt kein Produkt das sich als Wattierung oder Füllung eignet, da seine Bauschigkeit schlecht ist. Um gute Bauschigkeit zu erzielen,

müssen die Kräuselungseigenschaften in einem ganz bestimmten Bereich liegen: Ein Produkt mit einer Kräuseiungszahl CN von weniger als 4 ist weniger bauschig oder füllig, weil die Zahl der Kräuselungen zu niedrig ist, und ein Produkt mit einer Kräuselungszahl von mehr als 14 ist ebenfalls weniger bauschig, weil die Amplitude der Kräuselungsbögen zu niedrig ist Geeignet ist somit eine Kräuselungszahl von 4 bis 14. Ferner muß der Kräuselungsindex (Ci){vgl z. B. Japan Industrial Standards, Ausgabe L-1074-1965) in einem geeigneten Verhältnis zu CN liegen. Wenn das Verhältnis zu niedrig ist, wird eine genügende Bauschigkeit nicht erreicht Wenn das Verhältnis zu hoch ist werden Drapierung und Griff schlecht Das Ci/CN-Verhältnis muß zwischen 0,6 und 1,8 liegen.

Fasern mit den vorstehend genannten Kräuselungseigenschaften ergeben maximale Bauschigkeit und den besten Griff wenn sie der Bahnbildung mit Hilfe einer Garnettkrempel, z. B. einer Walzenkarde, unterworfen werden, fciit feiner werdenden Fasern wird jedoch das Verhalten beim Durchlauf durch die Karde schlechter. Besonders bei einem Fasertiter von weniger als 23 dtex wird normales Öffnen kaum erreicht wenn nicht eine Spezialkarde verwendet wird. Auch wenn das öffnen erreicht wird, ist die Verschlingung auf Grund des niedrigen /^₁-Wertes stark, so daß eine normale Bahnbildung nur mit großer Schwierigkeit erreichbar ist Um dieses Problem zu vermeiden, müssen die Fasern ganz bestimmte Merkmale im Querschnitt aufweisen, nämlich mehrere Vorsprünge im Querschnitt wie in F i g. 1 (a) dargestellt (wo die Vorsprünge mit Pfeilen markiert sind) und ein Querschnittsdeformationsverhältnis von nicht weniger als 5OOO//Z3 (wobei D der Einzeltiter der Faser in Denier ist). Wenn die vorstehenden Voraussetzungen erfüllt sind, zeigen die Fasern einen niedrigen /z_s-Wert und öffnen sich einwandfrei selbst, ohne daß sie einem Arbeitsgang zum Öffnen unterworfen werden. Besonders dann, wenn die vorstehend genannten Krauselungseigenschaften vorhanden sind, zeigen die Fasern gute Selbstlockerung. Die Fähigkeit sich selbst zu öffnen, wird auch dadurch unterstützt, daß der Querschnitt der Fasern im wesentlichen U-förmig ist, wie in F i g. 1 (a) dargestellt Diese Fähigkeit zur Selbstöffnung stellt sich auch bei dreidimensional gekräuselten Fasern, ζ. B. Seite-an-Seite-Bikomponentenfasern und potentiell kräuselnden Fasern, ein, die nach der asymmetrischen Kühlspinnmethode hergestellt werden. Bei Fasern mit einem der vorstehend genannten modifizierten Querschnittsformen und dreidimensionaler Kräuselbarkeit ist irgendein Arbeits- gang zum öffnen oder zur Auflockerung, z. B. öffnen mit der Karde, im wesentlichen unnötig.

Das vorstehend genannte Querschnittsdeformationsverhältnis (S)kann nach der folgenden Gleichung berechnet werden:

_s_ Umfang des Faserquerschnitts (cm)

"" Querschnittsfläche der Faser (cm²)

Im Falle von Hohlfasem gilt der Außenumfang als Umfang des Faserquerschnitts.

Die synthetischen Fasern gemäß der Erfindung weisen mit oder ohne Öffnung mit Hilfe einer beliebigen üblichen Garnettkrempel gute Eigenschaften für die Verwendung als Wattierung bzw. Füllung in Bettwäsche, gesteppten Kleidungsstücken usw. auf. Diese Eigenschaften ergeben sich normalerweise in den synthetischen Fasern mit den nachstehend erläuterten physikalischen Konstanten.

Waren, die Daunenfedern oder daunenfederartige Materialien enthalten, werden im allgemeinen durch Absteppen verarbeitet Bettücher werden beispielsweise in kleine Abschnitte von je 30 cm χ 40 cm unterteilt, und jeder Abschnitt wird mit Füllmaterial oder Wattierung gefüllt. Zum Test der Fasein gemäß der Erfindung werden diese Maßnahmen wie folgt durchgeführt:

Zwei Gewebestücke (»Downproof«®, hergestellt von der Anmelderin unter Verwendung von Baumwollgarn mit der englischen Garnnummer von 40 für Kette und Schuß; Webdichte 120 Garne/Zoll χ 110 Garne/Zoll (47,2 χ 433 Garne/cm); Luftdurchlässigkeit nach der Flanschdichtungsmethode (JIS L1004) 1,0 ml/cm² · see) wurden zu einem Beutel von 30 cm χ 40 cm mit einer Öffnung an einer Seite genäht. Fasern (48 g) wurden in den Beutel gefüllt Die Öffnung des Beutels wurde zugenäht und die gesamte Oberfläche des Beutels wurde wiederholt ausreichend geklopft, um ein Probekissen mit gleichmäßiger Dicke zu bilden.

Unter Verwendung des in der beschriebenen Weise hergestellten Probekissens wurden die folgenden Werte gemessen:

H02: Auf das Probekissen wurde eine Metallplatte von 30 cm χ 40 cm mit einem Gewicht von 240 g sanft und genau gelegt Nach 1 Minute wurde die Höhe (H₀₃, cm) des Probekissens gemessen.

Hk: Auf das Probekissen wurde eine Metallplatte von 30 cm χ 40 cm mit einem Gewicht von 30 kg sanft und genau gelegt Nach 1 Minute wurde die Höhe CW₂₅, cm) des Probekissens gemessen.

Od' Der Zusammendrückungstest wurde am mittleren Teil des Probekissens mit einem Stauchtester (»TENSILON UMT-IIIL«, Hersteller Toyo-Baldwin K. K.) durchgeführt. Die Zusammendrückung erfolgte mit einer Stauchplatte von 150 mm Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von 50 mm/Min. Aus dem erhaltenen Stauchlänge-Spannungs-Verlauf (Registrierstreifengeschwindigkeit 50 cm/Min, volle Skala 10 g/cm²) wurde der O₀-Wert nach der folgenden Gleichung berechnet:

^δο ⁼ (g/cm²)/cm.

"OJ "0.1

Hierin sind Λ0.1 und Λ0.2 die Stauchlängen (cm) unter einer Belastung von 0,1 bzw. 0,2 g/cm².

Die Bauschigkeit oder Fälligkeit, eine der Eigenschaften von Daunenfedern enthaltenden Produkten, wird μ durch die Höhe (Hai) unter einer Belastung von 0.2 g/cm² ausgedrückt. Daunenfedern von guter Qualität, d. h. mit einem höheren Mischungsanteil an sog. »Daunen««, zeigen einen /7<u-Wert von nicht weniger als 7.3. Die Drapierung wird durch h<u/H₂*, ausgedrückt, wobei ein höherer Wert bessere Drapierung anzeigt. Der

einer Daunenfeder von guter Qualität liegt über 6,5. Der Griff eines Daunenfederprodukts ist durch seine niedrige Spannung unter Zusammendrückung (Od) in einem Bereich niedriger Belastung (0,1 bis 0,2 g/cm²) gekennzeichnet, und der Jd-Wert von Daunenfedern von guter Qualität beträgt weniger als 0,4 (g/cm²)/cm.

Die Länge der synthetischen Faser gemäß der Erfindung unterliegt keiner Begrenzung. Sie beträgt gewöhnlich 20 bis 70 mm, wenn die öffnung mit einer Öffnungsmaschine, z. B. einer Walzenkarde, erfolgt. Als Alternative kann die synthetische Faser als Langfaser verwendet werden.

Die Verwendung der synthetischen Fasern gemäß der Erfindung als Wattierung oder Füllung ohne Zumischung anderer Fasern wird besonders bevorzugt. Jedoch können auch andere synthetische Fasern, chemische Fasern, Naturfasern, Daunenfedern usw. mit den synthetischen Fasern gemäß der Erfindung in solchen Anteilen gemischt werden, daß die günstigen Eigenschaften der synthetischen Fasern gemäß der Erfindung praktisch erhalten bleiben. Zum Einfüllen der synthetischen Fasern in Form von Schnittfasern in Beutel zur Herstellung von Bettwäsche, gesteppten Kleidungsstücken u. dgl. wird die Blasemethode mit Luft empfohlen.

Praktische Ausführungsformen der Erfindung werden durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.

Beispiel 1

Unter Verwendung von Polyäthylenterephthalat mit einer logarithmischen Viskositätszahl von 0,62 (bestimmt in einem Lösungsmittelgemisch aus Phenol und Tetrachloroäthan (Gewichtsverhältnis 6 :4) bei 30° C) wurden Fasern mit der in F i g. 1 (a) dargestellten Querschnittsform und einem Einzeltiter (D) von 1,34,2,23 bzw. 3,34 dtex hergestellt. Die Fasern wurden hergestellt, indem das Polymerisat nach der asymmetrischen Kühlmethode gesponnen wurde die erhaltenen Fäden im trockenen Zustand bei 16O⁰C verstreckt, die verstreckten Fäden auf eine Länge von 28 mm geschnitten, die Schnittfasern 30 Minuten einer Wärmebehandlung bei 150° C unterworfen und den wärmebehandelten Fasern eine dreidimensionale Kräuselung verliehen wurde. Die Fasern wurden durch Besprühen mit Epoxypolysiloxan und Aminopolysiloxan in zwei Stufen so geölt daß die Siloxane in einer Menge von je 0,2 Gew.-% haften blieben. Der p_r Wert lag im Bereich von 0,08 bis 0,09.

Auf Grund des Effekts der modifizierten Querschnittsform, insbesondere des Effekts der Vorsprünge, hatten die gemäß diesem Beispiel hergestellten Fasern selbst unmittelbar nach dem Verstrecken die Fähigkeit zur Selbstöffnung. Daher ergeben sich selbst nach dem Einfüllen in einen Bezug ohne Anwendung eines Arbeitsganges zum öffnen die in Tabelle 1 genannten günstigen Eigenschaften.

Tabelle 1

Probe	Titer	CN	Ci	OVCN	0,08	*H₀₂*	Ho₂IH₂₅	Sd	Querschnitts-
Nr.	(dtcx)	Kräuselungs-	(%)		0,09	(cm)	(-)	(g/cm²)/cm)	deformierungs-
		zahl/25 mm			0,08				verhältnis (S)
								(cm-·)
1	1,34	8,3	7,9	0,95	9,7	11,3	0,29	4940
2	2,23	9,0	10,2	1,13	8,8	10,6	032	3630
3	3,34	6,2	10,8	1,74	9,3	10,7	038	3070

Beispiel 2

Die Fasern wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 (Probe Nr. 2) hergestellt Bei diesem Versuch erfolgten jedoch der Auftrag der ölpräparationen und die Wärmebehandlung am verstreckten Kabel im Langfaserzustand ohne vorheriges Zerschneiden. Die erhaltenen Langfasern wurden als solche in einen Bezug gefüllt Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 genannt

Tabelle 2

Probe	Titer	CN	Ci	*Ci/CN*	*H₀₂*	*H₀₂ZH₂S*	OD	Querschnitts-
Nr.	(dtex)	Kräuselungs-	(o/o)		(cm)	(-)	(g/cm²)/cm)	deformierungs-
		zahl/25 mm						verhältnis (S)
								(cm-')

2,23

8,6

1,01 0,11

9,2

103

0,28

3630

Wie die vorstehenden Ergebnisse zeigen, weisen die synthetischen Fasern gemäß der Erfindung günstige Eigenschaften auch dann auf, wenn sie im Langfaserzustand verwendet werden.

Beispiel 3

Unter Verwendung von Polytetramethylenterephthalat mit einer logarithmischen Viskositätszahi von 0,81 (nachstehend als »PBT« bezeichnet), Polycyclohexylendimethylenterephthalat mit einer logarithmischen Viskositätszahl von 1,05 (nachstehend als »PCHDT« bezeichnet) bzw. Polycaprolactam mit einer relativen Viskosität von 2A bestimmt in 98%iger Schwefelsäure bei 30° C (nachstehend als »NY« bezeichnet), als Polymerisat wurden Fasern mit einem Einzeltiter von etwa 0,23 dtex auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt

Die Eigenschaften der Fasern und der Kissenprobe, die hergestellt wurde, indem die Fasern ohne jeden Arbeitsgang zum öffnen in einen Bezug gefüllt wurden, sind in Tabelle 3 genannt.

Tabelle 3	Andes Polymerisats	D Titer (dtex)	Kräuse lungszahl pro 25 mm	Ci	Ci/CN	As	H₀₂ (cm)	H₀₂IHv	i Od (g/cm²)/cm)
Probe Nr.	PBT PCHDT Ny	2,23 2,23 2,0	7,6 8,7 5.1	8,0 10,3 5.2	1,05 1,18 1,02	0,08 0,10 0,07	8,6 10,1 7.3	8,2 9,6 7,0	0,32 0,28 0,38
5 6 7

Beispiel 4

Unter Verwendung des gleichen Polymerisats wie in Beispiel 1 wurden Fasern, die die in F i g. 1 (b) bzw. (c) dargestellte Querschnittsform aufwiesen und einen Einzeltiter von 2,23 dtex hatten, unter den in Beispiel 1 genannten Bedingungen hergestellt.

Die Eigenschaften der Fasern sind in Tabelle 4 genannt. Sie zeigen, daß die Fasern mit einem Querschnittsdeformationsverhältnis von weniger als 5OOO/j/Z5 (Probe Nr. 8) nur eine geringe Fähigkeit zur Selbstöffnung und nach Einfüllung in einen Bezug einen niedrigen Mu-Wert haben. Die Fasern mit einem Querschnittsdeformationsverhältnis von nicht weniger als 5OOO//Z5 (Probe Nr. 9) zeigen eine gute Fähigkeit zur Selbstöffnung und nach Einfüllung in einen Bezug günstige Eigenschaften.

Tabelle 4 ■

Probe Nr.	Kräuse lungs- zahl/ 25 mm	Ci	Ci/CN	Ms	H₀₂ (cm)	H₀₂IH₂₅	OD (g/cm²)/cm)	Querschnitts deformations verhältnis (S) (cm-')
8 9	7.0 6,6	7.2 7,0	1,14 1,19	0,10 0,10	63 7,4	5,6 6,6	0,38 0,29	3480(4920/j/25j 3630(5130/^1»;
				Hierzu 1	Blatt Zeichnungen

30

45 50 55

Claims

Patentansprüche:

1. Fasern für Wattierungen und Polsterwatte aus synthetischen Polymeren mit einem statischen Reibungskoeffizient zwischen den Fasern {/i_s) von nicht mehr als 0,14 und mit einer Kräuselungszahi (CN)yop 4 bis 14 pro 25 mm, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Einzeltiter von 0,11 bis 334 dtex, ein Verhältnis von Kräuselungsindex zu Kräuselungszahl (Ct(⁰Zo)ICN) vos 0,6 bis 13 und einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit mehreren Vorsprüngen an ihrer Querschnitts-Fläche und ein Querschnitts- Deformationsverhältnis (S) von nicht weniger als 5OOO/y/25 haben, worin D der Einzeltiter der Faser in Denier ist

2. Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Polyester, der wiederkehrende ίο Einheiten von Ethylenterephthalat als größere Komponente enthält, bestehen.

3. Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Einzeltiter von 0,67 bis 1,56 dtex aufweisen.

4. Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der statische Reibungskoeffizient μ₅ nicht mehr als 0,12 beträgt