DE3784925T2

DE3784925T2 - Verfahren zur herstellung einer in kleidung und polstern verwendbaren thermisch isolierenden wattierung.

Info

Publication number: DE3784925T2
Application number: DE8787830337T
Authority: DE
Inventors: Lucio Siniscalchi; Marciano Siniscalchi
Original assignee: FISI Fibre Sintetiche SpA
Current assignee: FISI Fibre Sintetiche SpA
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1987-09-25
Publication date: 1993-06-24
Anticipated expiration: 2007-09-26
Also published as: IT8721127A0; IT1217321B; DE3784925D1; EP0297199B1; EP0297199A2; ES2054703T3; JP2632345B2; ATE87041T1; JPS6414361A; EP0297199A3; HK115994A; CA1332219C

Description

GRUNDLAGE DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Wattierung mit verbesserten thermischen Isoliereigenschaften, insbesondere entwickelt zur Herstellung von Stoff, Möbelausstattung und ähnlichen Artikeln.
In einer früheren italienischen Patentanmeldung desselben Anmelders (Italienische Patentanmeldung Nr. 20,978 A/84, eingereicht am 17. Mai 1984, und die der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0 161 entspricht, auf welcher der Oberbegriff des Hauptanspruches basiert), welche darin als Entgegenhaltung enthalten ist, hat man ein Verfahren zur Herstellung einer Wattierung dargestellt, die auf dem Gebiet der Herstellung von Stoff, und Möbelstoffen oder Möbelausstattungen verwendbar ist, das hauptsächlich den Arbeitsgang des Mischens von vorzugsweise polyäther- und silikonbehandelten Polyesterfasern umfaßt, so daß man nach einer Krempelbehandlung eine weiche Bahn erhält.
Diese Bahn beschichtet man auf einer oder beiden Seiten mit einer Klebstoffmischung in einer besonders entwickelten Zusammensetzung, um nach Vernetzung einen sehr weichen und elastischen Film auf den genannten Flächen zu erhalten.
Die so behandelte Bahn unterzieht man dann einem Kalandriervorgang, bei variablen Temperaturen und Drücken, um die ursprüngliche Dicke wesentlich zu reduzieren.
Während des Kalandriervorganges hält man eine der Walzen des Kalanders für sehr kurze, vorbestimmte Zeit in Kontakt mit der zu behandelnden Fläche, um darin eine Expandierung zu bewirken, die wirklich in der Lage ist, innerhalb der Wattierungsschicht einen Luftraum zu schaffen.
Die oben beschriebene Wattierung hat stark verbesserte thermische Isoliereigenschaften, bezogen auf die thermischen Isoliereigenschaften früherer Wattierungen, die gewöhnlich eine sehr große Dicke aufweisen, was davon abhält, diese früheren Wattierungen in geeigneter Weise auf dem Stoffsektor anzuwenden.
Obwohl die Wattierung nach der oben erwähnten italienischen Patentanmeldung gute Ergebnisse erbracht hat, fand man, daß ihre Eigenschaften noch weiter zu verbessern wären.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur weiteren Verbesserung der thermischen Isoliereigenschaften der oben beschriebenen Wattierung zu schaffen, um die Wattierung mit einem Wärmedurchgang zu versehen, der sich bei etwa 37ºC konstant verhält, also der Körpertemperatur eines Benutzers, der eine, diese Wattierung aufweisende Kleidung trägt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Wattierungen, das einen Artikel aus wattiertem Stoff liefert, der wiederholtem Waschen standhält.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung löst man die oben erwähnten Aufgaben sowie weitere Aufgaben, die nachstehend verdeutlicht sind, durch ein Verfahren zur Herstellung einer Wattierung mit verbesserten thermischen Isoliereigenschaften, die insbesondere zur Herstellung von Stoff und ähnlichen Artikeln entwickelt ist und welche die Merkmale des beschreibenden Teiles des Hauptanspruches aufweist.
Es dürfte einleuchtend sein, daß das oben beschriebene Verfahren auch bei Bahnen anwendbar ist, die man aus anderen synthetischen Fasern erhalten hat, die sich von Polyesterfasern unterscheiden, wie z.B. Acrylfasern, Polyamidfasern, Polyolefinefasern und ähnlichen, als auch andere Naturfasern, wie etwa Pflanzenfasern und Fasern tierischer Herkunft.
Um die Bahn mit Harz zu behandeln, benutzt man besonders entwickelte Klebstoffe, deren chemischer Aufbau sehr wichtig ist, um die oben erwähnte thermische Isolierung und ästhetische Eigenschaften zu erreichen.
Vorzugsweise bestehen die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Klebstoffe aus Emulsionen von aliphatischen und aromatischen Polyurethanharzen, sowohl von Polyäthern als auch von Polyestern und von Acryl- oder Metaacrylcopolymeren, Ethylen-Vinilacetatcopolymeren, Styrol, Butadiencopolymeren, Butadien- Acrylnitrilcopolymeren, Naturkautschuklatex und anderen Produkten, die eine niedrige Verglasungstemperatur (Tg) und niedrige Filmbildungstemperaturen haben, unter Zugabe von Vernetzungsmitteln, Tensiden, Entschäumern, Gleitfähigkeitsmitteln und ähnlichen, um die Aufbringung auf die Bahn zu erleichtern und die Fasereigenschaften zu steigern.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜRHUNGSFORMEN

Nachstehend sind einige kennzeichnende aber nicht abgrenzende Beispiele des Aufbaus von Hauptklebstoffemulsionen angegeben. TABELLE 1 EMULSION BEISPIEL EMULSION Chemical nature aromatisches Polyurethanharz aliphatisches Polyurethanharz (Polyäther) aliphatisches Polyurethanharz (Polyester) Äthylen-Vinylacetat-Copolymere Acryl-Copolymere Styrol-Butadien-Copolymere Feststoffanteil y. Dichte g/cm³ Viskosität mpa.s Partikelgröße um Filmbildungstemperatur ºC Abstrahlungsart Tg ºC anionisch non ionic (Verglasungstemperatur des Films) Emulsion A- Ex.: Luphen D 200 A - BASF B- Ex.: WC-6534 - Wilmington Chem. Corp. C- Ex.: Wo- 6501 -D- Ex.: Vinnapas EN 428 - Wacker E- Ex.: Polysar Later 149 - Polysar TABELLE 2 Klebstoff-Beispiele Glue A p.p. Entionsisiertes Wasser a) Entschäumer b) Tensid c) Vernetzungsmittel d) Gleitfähigkeitsmittel Nopco NXZ -Nopco Triton x 100 -Rohm and Haus Basona A270 - BASF Cirrasol -I.C.I. TABELLE 3 Eigenschaften von aufgespritzten Wattierungen Hand-Test Rutsch-Eigenschaften Flor-Verankerungen Wärmeisolierung in UCT gemäß UN1597/67 Heißwassertest weich elastisch weich plastisch Siehe beigefügte Versuchsbeschreibung
Beim Studium der Tabelle 3 sind ganz deutlich hauptsächlich die guten Eigenschaften bezüglich thermischer Isolierung und guter Tragekomfort ersichtlich, was man aus den Werten ableiten kann, die man erhält, wenn man alle Proben bezüglich der Beispiele 1 bis 12 einem dynamischen Wärmetest unterzieht.
Genauer gesagt, hat man den dynamischen Wärmetest entwickelt, um die Funktion der Wattierung unter Bedingungen zu simulieren, bei denen man die Wattierung behandelt hat, ausgehend von einem Ruhezustand bis zu einem Zustand intensiver körperlicher Aktivität.
Der Wärmetest unter dynamischen Bedingungen fand unter Anwendung des folgenden Verfahrens statt.
Ein Gefäß aus einem Plastikwerkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit füllte man mit einer bestimmten Wassermenge, bei einer Temperatur von mindestens 45ºC.
Das Gefäß steckte man in eine Hülle, die aus dem zu testenden Material hergestellt war, in welches man die Sonde eines Digitalthermometers hineinführte, das eine Genauigkeit von ± 0,05ºC hatte.
Das Gefäß war mit einem Kork oder einem aus anderem isolierenden Werkstoff bestehenden Stopfen verschlossen und auf einer isolierenden Unterlage angeordnet, um zu verhindern, daß sich Wärme in Richtungen ausbreitet, welche von denen abweichen, die von dem zu testenden Produkt bedeckt waren; die gesamte Anordnung brachte man anschließend an einen Ort bei einer Umgebungstemperatur von 0ºC.
Um das System zu stabilisieren, wartete man ab, bis die Temperatur des Wassers 41ºC erreicht hatte.
Von diesem Zeitpunkt an erfaßte man in Intervallen von genau einer Minute über Sensor die Wassertemperatur und notierte sie in einer geeigneten Tabelle; nach 20 Minuten hat man den Versuch beendet.
Dann hat man für jeden der 19 Versuchspunkte die Dt's (DeltaT = Temperaturänderung in ºC) berechnet, naheliegenderweise ausgehend vom zweiten Versuchspunkt, so daß man folgende Tabelle erhält, welche die Versuchsergebnisse darstellt. Zeit Temperatur
Wenn man die erhaltenen Werte analysiert, und im Falle von konventionellen Produkten, muß man feststellen, daß die Dt-Werte sich nahezu konstant verhalten.
Dagegen bleiben im Falle der Wattierung gemäß der vorliegenden Erfindung alle Dt-Werte bei den ersten Ablesungen verhältnismäßig hoch, aber sie zeigen eine starke Abnahme (-20 %) bei einer Temperatur t von etwa 37ºC.
Dies bedeutet, daß die Wärmeabstrahlung sehr hoch ist, wenn die Temperatur über 37ºC liegt, aber wenn die Temperatur 37ºC erreicht, nimmt die Wärmeabstrahlung um 20 % ab und folglich ist der zurückgehaltene Wärmeanteil größer.
Aus der Tabelle kann man, von unten nach oben gehend (d.h. von der 20. Ablesung zur ersten) eindeutig erkennen, was geschieht, wenn der Träger einer Bekleidung mit der erfindungsgemäßen Wattierung aus einem Ruhezustand zu einem Zustand starker körperlicher Aktivität übergeht.
So lange sich der Träger in Ruhe befindet oder sich körperlich nicht betätigt, hält sich seine Körpertemperatur bei etwa 37ºC und die geprüfte Wattierung gewährleistet eine maximale Wärmeisolation, um diese Temperatur zu halten; wenn die Temperatur wegen der körperlichen Tätigkeit ansteigt, läßt dieselbe Wattierung einen größeren Wärmeaustausch zwischen dem Körper des Trägers und der Umgebung zu, wobei das Schwitzen außerordentlich eingeschränkt ist.
Ein "Überfliegen" der Tabelle genügt bereits, um eine dynamische Funktion aufzuzeigen; jedoch kann es nützlich sein, die sogenannte "dynamische Reaktionszahl" nach folgender Methode zu berechnen:
Es sei
Dt37+ = Durchschnittswert aller Dt für Temperaturen über 37ºC
und
Dt37- = Durchschnittswert aller Dt für Temperaturen niedriger oder gleich 37ºC
dann kann man schreiben
wobei IRD+ als ZUNAHME des Wärmeverlustes gerechnet ist, wenn die Temperatur über 37ºC ansteigt.
(wenn man von t20 nach t1 liest)
IRD- ist als ABNAHME des Wärmeverlustes gerechnet, wenn die Temperatur unter 37ºC absinkt.
(wenn man von t1 nach t20 liest)
Es dürfte einleuchtend sein, daß, wenn Dt37+ ≥ Dt37- ist, dann erhalten wir IRD- < IRD+.
Andererseits wird man vorzugsweise IRD+ verwenden, da dies der wirklichen Funktion am nächsten liegt (d.h. ein Ansteigen der Temperatur aufgrund körperlicher Tätigkeit).
Wenn man, zur Behandlung einer oder beider Seiten einer Bahn, die möglicherweise durch Krempeln von silikonisierten Polyesterfasern hergestellt ist, die beschriebenen Klebstoffe verwendet, erhält man, wegen des auf ihren chemischen Aufbau zurückzuführenden Vernetzungsvorganges einen sehr weichen und elastischen, die Bahn überziehenden Film.
Durch Kalandern der harzbehandelten Bahn und regulierten Temperatur- und Druckbedingungen entsteht in der Wattierung ein Luftraum, welcher die Wärmeisoliereigenschaften der Wattierung verbessert, da er den Gesamtwärmeaustauschkoeffizienten der Wattierung vermindert, sowohl bezüglich der Wärmeströmung als auch der Wärmeleitung.
Bei praktischer Anwendung der Erfindung fand man, daß das erfindungsgemäße Verfahren, in welchem man zur Behandlung der Bahnen mit Harz die oben erwähnten Klebstoffzusammensetzungen benutzt hatte, die vorgehabten Aufgaben voll erfüllt, da es die Möglichkeit bietet, Wattierungen herzustellen, die über das Vorhandensein sehr guter Wärmeisoliereigenschaften hinaus auch sehr gute ästethische Eigenschaften haben, mit der Möglichkeit, sich an die variable Körpertemperatur anzupassen, mit dem sich daraus ergebenen sehr hohen Komfort für den Träger.
Darüber hinaus, hat das so hergestellte Produkt noch den bemerkenswerten Vorteil, daß es eine hohe Waschfestigkeit aufweist, da man es mehr als zehn Waschgängen aussetzen kann, was einer Lebensdauer entspricht, die höher ist, als die durchschnittliche Lebensdauer von Artikeln aus Stoff.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer in Kleidung und Polstern verwendbaren thermische isolierenden Wattierung, das die folgende Schritte aufnimmt:

das Bilden einer vorzugsweise siliconsisierten Faserschicht aus Polyester oder verschiedener Art, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verfahren, außerdem, die folgenden Schritte aufnimmt:

das Anbringen eines Vernetzungsklebstoffes auf mindestens eine Seite der oben genannten Schicht;

das Kalandern unter kontrollierten Temperatur- und Druckbedingungen, der durch den Vernetzungsklebstoff behandelten Schicht, um auf der oben genannten Seite, einen elastischen vernetzten waschfesten Film und, innerhalb desselben, eine Luftkammer zu erhalten, wobei der oben genannte Vernetzungsklebstoff eine Dichte von 1,02 bis 1,06 g/cm³, einen pH-Wert von 3,2 bis 10,4, eine Viskosität von 30 bis 900 mPa.s, eine Filmbildungstemperatur von 0 bis 9 ºC und eine Verglasungstemperatur von -12 bis -60 ºC aufweist, wobei der oben genannte Vernetzungsklebstoffilm die kalanderte Schicht gegen häufiges Waschen widerstandsfähig macht und sie mit dynamisch modifizierenden thermischen Eigenschaften versieht, wobei diese Eigenschaften, falls es sich um Temperaturen über 37 ºC und etwa bis zu 41 ºC handelt, der Schicht eine hohe Wärmeabstrahlung verleihen, die sich bei einer Temperatur von etwa 37 ºC, um etwa 20 % vermindert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oben genannte Klebstoff Wasseremulsionen oder -dispersionen von aromatischen Polyurethanharzen enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oben genannte Klebstoff Wasseremulsionen oder -dispersionen von aliphatischen Polyruethanharzen enthält, die polyäther- und/oder polyesterartig sind.

4. Verfahren nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der oben genannte Klebstoff Wasseremulsionen oder -dispersionen von Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren enthält.

5. Verfahren nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der oben genannte Klebstoff Acrylcopolymeremulsionen oder -dispersionen enthält.

6. Verfahren nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der oben genannte Klebstoff Emulsionen oder Dispersionen von Styrolbutadien-Copolymeren enthält.

7. Verfahren nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der oben genannte Klebstoff Gleit- und/oder Vernetzungsmittel enthält.