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Beschreibung
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Faserähnliches Gebilde aus Geflügelfedern und Verfahren hierzu Die
Erfindung betrifft einen Gegenstand der Gattung der Ansprüche 1 und 2 sowie Verfahren
zu dessen Gewinnung und Verarbeitung.
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Es ist bekannt, daß Geflügelfedern ein äusserst geringes Gewicht haben.
Sie gewähren die beste Wärmeisolierung, die wir kennen, und gestatten dadurch dem
Vogel; seine hohe Körpertemperatur von 40 - 44 ° C auch in den kältesten Gebieten
zu halten.
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Die Federn zerfallen in Deckfedern, Flaumfedern (Daunen), Halbdaunen
und Fadenfedern. Die Deckfeder besteht aus dem Kiel und der Fahne. Der Kiel unterteilt
sich in den proximalen Teil, die Spule, und den distalen längeren Teil, den Schaft,
wobei die Grenze zwischen Spule und Schaft etwa da liegt, wo am Schaft beiderseits
die ersten Aste entspringen. Diese selbst haben an ihren Rändern einen feingefiederten
Saum von kleinen faserförmigen Strahlen. Die Strahlen des distalen Saums tragen
mikroskopisch kleine Häkchen und Wimpern. Solche Häkchen fehlen aber am proximalen
Teil der Fahne, wesehalb diese hier locker und flaumartig erscheint. Die Flaumfedern
sind zart und locker, haben dünne kurze Kiele sowie lange Äste und feine federförmige
Strahlen ohne Häkchen und Wimpern. Sie liegen zwischen und unter den Deckfedern
und dienen hauptsächlich dem Schutz vor Kälte.
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(Alle Angaben nach A.Mehner, Das Buch vom Huhn S.30 ff., Verlag Eugen
Ulmer 1968).
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Fiy. 1 Schematischer Grundbauplan einer Deckfeder Fig. 2 Normal auebilde:c
Er:;tlingsdaune Piq. 3 Deckfeder (ca. Sfach v.rgrössert)
Der Federkiel
ist für den erfindungsgemässen textilen Zweck nicht geeignet. Auch die übrigen Federbstandteile
kommen nur in Betracht, wenn sie eine Länge von mindestens 4 mm und einen mittleren
Durchmesser von weniger als 28/1000 mm haben. Fasern unter 4 mm sind nach dem Stand
der Technik (NaBvliesverfahren) nicht vliesfähig, Fasern unter 8 mm nur in Ausnahmefällen
spinnbar. Ist der mittlere Durchmesser stärker als 27/1000 mm, kann eine stichelhaarartige
Wirkung auftreten.
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Geeignet sind alte, Strahlen und Flaumfedern mit einem mittleren Durchmesser
bis zu 27/1000 mm und einer Länge von mindestens 4 bzw. 8 mm, nachstehend als Federflaum
bezeichnet. Die gemessenen mittleren Durchmesser von Hühnerfedern betragen: Äste
16 - 35/1000 mm, Strahlen 7 - 14/1000 mm, Flaumfedern (Daunen) noch geringer. Vergleichswerte:
feinste Baumwolle: 12/1000 mm, feinste Schafwolle 18/1000 mm.
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Zwischen allen bekannten Fasern und Federflaum besteht ein grundsätzlicher
Unterschied. Fasern sind eindimensional langestreckte Gebilde, deren Durchmesser
an jeder Querschnittsstelle etwa gleich ist. Sie sind nicht richtungsbestimmt".
Federflaum dagegen ist "richtungsbestimmt". Die Feder verjüngt sich in allen Teilen
nicht nur zur Spitze. Die Richtungsbezogenheit ist besonders ausgeprägt durch die
pfeilähnliche Ausgestaltung der Aste mit Strahlen, die teilweise ihrerseits mit
gerichteten Häkchen versehen sind. Schließlich handelt es sich nicht, wie bei der
Faser regelmässig, um eine Einzelfaser sondern um eine meist mehrfache Faserverzweigung,
was ebenfalls zu einer Richtuhgsbestimmtheit führt.
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Fig. 4 7 Faserähnliche Gebilde aus Geflügelfedern Fig.5-7 Mikroaufnahmen
von Asten und Strahlen Fig. 8 Daune
Lin Gespinst oder Faservlies
aus solchen richtungsbestimmten Fasergebilden unterliegt bei der Gespinst-oder Vliesbildung
eigenen Bedingungen. Da bei einem Gemisch solcher Fasergebilde im Faserverband oder
Vlies statistisch davon auszugehen ist, daß 50 % in der einen und 50 % in der anderen
Richtung (Gegenrichtung) liegen. Die Fasergebilde verklammern und verhaken sich.
Bei Zug- und/oder Drehbeanspruch erhöht sich der Reibungswiderstand erheblich. Es
können deshalb kürzere Faserlängen zu Gespinsten und Vliesen verarbeitet werden.
Zur Verfestigung von Gespinsten ist bei erhöhtem Reibungswiderstand ein geringerer
seitlicher Druck erforderlich, wodurch zur Erzielung gleicher Festigkeit eine geringere
Spinndrehung ausreicht und ein fülligeres Gespinst entsteht. Auch bei der Vliesbildung
wirkt das Sich-Verklammern und -Verhaken verfestigend, sodaß die bekannten Verf
estigungsmaßnahmen geringer dimensioniert werden können.
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Um den erfindungsgemässen Federflaum zu erhalten, muß dieser von den
Kielen und den anderen nicht geeigneten Federbestandteilen schonend getrennt werden.
Selbst wenn von der wirtschaftlichenSeite absieht, kann das nicht durch das früher
ausgeübte sog. Handschleißen erfolgen, bei dem die Feder dadurch entkielt wird,
daß man die Fahne von oben nach unten vom Kiel abreisst.
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Da hierbei ein Streifen Kielhaut mitabgezogen wird, behält die Fahne
(was in der Daunenfabrikation auch beabsichtigt ist) ihren Zusammenhalt, was die
textile Verarbeitung als Faser verhindern würde. Auch die Kielhaut selber würde
bei der Gespinst- oder Vliesbildung störend wirken.
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Liiii schln.nsc'lleissen wird der weitaus überwiegende teil der Federn
zerstört. Die abgerissenen Federteile sind so stark beansprucht, daß ihre Verarbeitungsqualiät
für Lextile Zwecke gemindert ist. Eine gewisse Ver-
besserung des
Wirkungsgrades ist dadurch erzielher, daß die Schleiß-Scheiben so weit eint st.Çllt
t- wet'd'' daß sie gerade noch greifen und die Griprofile aus Kunststoff mit gerauhter
Oberfläche bestehen.
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Hierbei ist es zweckmässig, die Geflügelfedern im nassen, vorzugsweise
feuchtem Zustand zu schleissen, da die Kunststoffprofile dann besser greifen.
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Ein qualitativ wesentlich besseres und auch in der quantitativen Ausbeute
verbessertes Federflaum-Material ergibt sich, wenn die Federn auf einem Sieb positioniert
und dort mit pulsierenden, aus unterschiedlicher Richtung auftreffenden Druckwasserstrahl
bearbeitet werden. Das Druckwassertrennt die Federflaumteile schonend von den Kielen
und transportiert sie durch die öffnungen des Siebes, die so bemessen sind, daß
die stärkeren Federteile nicht durchtreten können. Zur Erhöhung der Trennwirkung
kann das Sieb auf der den Federn und dem Wasserstrahl zugekehrten Seite messerartig
und als Rüttelsieb ausgebildet sein. Eine wesentliche Verbesserung des wirtschaftlichen
Wirkungsgrades tritt ein, wenn dieser Druckwasserprozeß mit dem Waschprozess verbunden
wird, der ohnehin erforderlich ist, um die Federn zu reinigen. Hierbei kann auch
Energie eingespart werden, da das Federgut zwischen diesen zwei Naßvorgängen nicht
getrocknet werden muß.
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In ähnlicher Weise wie die Wasserstrahl-Trennung kann auch die Dampfstrahl-Trennung
wirken, die das Ablösen der Federbestandteile vom Kiel fördert. Bei einer Druckluft-Trennung
können sich positive Effekte durch Verwirbelung ergeben. Die durch Druckluft abyerissenen
Federteile können unmittelbar anschliessend in bekannter Weise sortiert werden.
Auch hierdurch können mehrere Arbeitsgänge zwar nicht zusammengelegt aber doch so
miteinander verbunden werden, daß eine technische Vereinfachung und eine Erhöhung
der Wirtschaftlichkeit der Verarbeitung eintreten.
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Nach Trennung der Federflaumteile von den Kielen und den anderen nicht
geeigneten Federteilen erfolgt die weitere Verarbeitung des Federflaums mit den
bekannten Techniken der Bettfedernaufbereitung. Insbesondere wird nach Faserlänge,
Durchmesser und Güteklasse sortiert.
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Die textile Verarbeitung des Federflaums zu Gespinsten und Faservliesen
erfolgt mit den bekannten Spinn- und Vliestechniken. Der Federflaum kann hierbei
mit anderen bekannten Faserstoffen vermischt werden.
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Nach dem Stand der Technik ist eine Verarbeitung von Federteilen zu
Gespinsten oder Vliesen bisher nicht bekannt. Insbesondere ist die technische Wirkung
der Richtungsbestimmtheit von Federteilen zur Verbesserungs der Spinn- und Vlieseigenschaften
bisher nicht erkannt worden. Dies ist umso überraschender, als insbesondere Hühnerfedern
durch die weltweit Hähnchenproduktionen in großen Mengen anfallen und kaum wirtschaftlich
genutzt werden. In einer Vielzahl von Fällen werden die Federn nach dem Rupfen vernichtet.
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Gelegentlich erfolgt eine Verwertung als Futtermittel (Federmehl)
oder als Zusatz für Blumenerde u.ä.
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Aufgabe der Erfindung ist es, zur Herstellung von Gespinsten und Faservliesen
eine Faser oder ein faserähnliches Gebilde natürlichen Urspungs mit besonders leichtem
Gewicht und hervorragenden Wärmespeicherungseigenschaften zu schaffen, wobei die
Haftungs- und Reibungseigenschaften gegenüber bekannten Fasern verbessert sein soll.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß als Fasermaterial die
Teile von Geflügelfedern vorzugsweise lilihnerfedern verwendet werden, die nach
Entfernen der flederkiele eine Mindestläncte von 8 mm (für Gespinste)
und
4 mm (für Vliese) und einen mittleren Dllrc tlsie2 von weniger als 28/1000 mm haben
und die riclit:ungsbestimmt ausgeprägt sind. Diese Richtungsbestimmtheit führt im
Faserverband dazu, daß die faserähnlichen Gebilde sich mit den gegenläufig liegenden
faserAhnlichen Gebilden verklammern und/oder verhaken, was bei Zug-und/oder Drehbeanspruchung
zur Erhöhung des Reibunyswiderstandes untereinander führt. Die Erfindung löst die
Aufgabe schließlich auch insoweit, als sie ein Verfahren zur Gewinnung dieser faserähnlichen
Gebilde schafft/ bei dem diese von den zur textilen Verarbeitung nicht geeigneten
anderen Federteilen durch Druckwasserstrahlen vorzugsweise in Verbindung mit dem
Waschen der Federn getrennt werden.
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Als Auführungsbeispiel für ein Gespinst mit dem erfindungsgemässen
faserähnlichen Gebilde aus Hühnerfedern wird ein Wäschegarn Nm 40/1 in einer Mischung
mit 50 7 Baumwolle angegeben. Dieses Garn wird konventionell gesponnen, hat aber
gegenüber dem bisher verwendeten reinen Baumwollgarn eine wesentlich verbesserte
Wärmespeicherung. Es handelt sich um ein Wäschegarn für die kalte Jahreszeit, wobei
der Materialpreis gegenüber der in der Wärmewirkung vergleichbaren Angorawolle weniger
als 1 Achtel beträgt.
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Als Ausführungsbeispiel für ein Faservlies mit dem erfindungsgemäßen
faserähnlichen Gebilde aus Hühnerfedern wird ein Einlage-Vliesstoff mit einem Gewicht
von nicht mehr als 50 g/qm angegeben, der zur Erhöhung der Festigkeit mit längerfaserigen
Wollkämmlingen gemischt sein kann. Die Herstellung kann mechanisch oder im Naßvliesverfahren,
vorzugsweise jedoch aerodynamisch erfolgen.
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Der Einlagestoff ist wegen seiner Wärmespeicherungseigenschaften und
seiner Leichtigkeit besonders für Winterbekleidung geeignet.