DE4222127B4

DE4222127B4 - Wiederverwertbares Polstermaterial zur Verwendung in Fahrzeugen und Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE4222127B4
Application number: DE19924222127
Authority: DE
Inventors: Hideo Ootsu Isoda; Mitsuhiro Iwakuni Sakuda; Yoshihiro Amagi; Kenji Iwakuni Tanaka; Kunio Ootsu Kimura; Michio Iwakuni Kobayashi; Tadaaki Iwakuni Hamaguchi; Seiji Iwakuni Sawahara
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1991-07-05
Filing date: 1992-07-06
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2012-07-07
Also published as: US5298321A; DE4222127A1

Abstract

Polstermaterial, herstellbar durch Wärmebehandlung aus einem Gewebe, das aus dreidimensional gekräuselten Polyesterfasern mit einer Feinheit von weniger als 45 Denier pro Faden und einer anfänglichen Zugstärke (IS) von mehr als 30 g/d besteht, wobei das Polstermaterial eine Schicht aufweist, deren Fülldichte von 0,02 bis 0,06 g/cm³ beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe zusätzlich aus wärmebindenden Fasern besteht, die einen elastomeren Polyester als wärmebindenden Bestandteil enthalten, wobei die dreidimensional gekräuselten Polyesterfasern und die wärmebindenden Fasern miteinander vermischt und dispergiert sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein wiederverwertbares Polstermaterial zur Verwendung in Fahrzeugen und einen Fahrzeugsitz. Ein bekanntes Polstermaterial zur Verwendung in Fahrzeugen ist Polyurethan. Polyurethan wird sowohl aufgrund seiner guten Beständigkeit, seiner Polstereigenschaften und seiner Verarbeitbarkeit als auch wegen seines niedrigen Preises üblicherweise als Polstermaterial in Fahrzeugen verwendet. Polyurethan hat jedoch den Nachteil, daß es brennbar ist. Während der Verbrennung entsteht eine große Menge toxischer Gase, die im Falle eines Fahrzeugbrandes die Insassen des Fahrzeugs gefährden. Daher wird das Polyurethan mit einem halogenhaltigen flammhemmenden Mittel versetzt. Dieses flammhemmende Mittel verhindert jedoch nicht vollständig die Brennbarkeit von Polyurethan und gibt außerdem im Falle eines Brandes eine große Menge toxischer halogenhaltiger Gase ab. Dies ist insbesondere bei Bränden in Tunneln oder Unterführungen gefährlich.
Ein weiterer Nachteil von Polyurethan ist, daß sich seine Eigenschaften im Laufe der Zeit verschlechtern. Polyurethan mit verschlechterten Eigenschaften wird üblicherweise weggeworfen, da seine Wiederverwertung schwierig ist und praktisch anwendbare Verfahren für seine Wiederverwertung erst noch untersucht werden. Die Entsorgung von Polyurethan erfolgt normalerweise, nachdem man es in Abfallbehältern gesammelt hat, durch Veraschung. Eine Veraschung im Freien erzeugt jedoch Luftverschmutzung mit toxischen Gasen (wie Cyangas). Die Veraschung in einem Abfallverbrennungsofen kann diese toxischen Gase entfernen, ist aber teuer, da die toxischen Gase in den Veraschungsöfen Korrosion verursachen. Daher wird Polyurethan normalerweise auf Müllplätzen, die später wieder bepflanzt werden sollen, entsorgt. Da Polyurethan ein zelluläres Material ist, bleibt der Untergrund instabil. Aus diesem Grund wird eine große Menge von Polyurethan heute auf offenen Müllhalden gelagert und nur sehr wenig davon wird gegenwärtig wiederverwertet.
Kürzlich wurde ein neues Polstermaterial zur Verwendung in Fahrzeugen vorgestellt, das Fasern enthält, um Dumpfheit der Sitze auszuschalten. Es wird für einige Autos der Luxusklasse verwendet. Es handelt sich um natürliche oder synthetische Fasern in Verbindung mit einem Haftmittel (wie Polyurethan und Latexgummi) um die Haltbarkeit zu verbessern. Es wird angenommen, daß dieses Polstermaterial auf Grund seiner einzigartigen Zusammensetzung den gleichen Weg gehen wird wie Polyurethan. Ein weiteres neues Polstermaterial wurde für einen atmungsaktiven Sitz entwickelt und soll Dumpfheit verhindern. Es besteht aus dreidimensional gekräuselten dicken Polyesterfasern, die mit Latexgummi aneinandergebunden sind. Dieses Polstermaterial wird auf Grund seiner Zusammensetzung ebenfalls das Schicksal des Polyurethans teilen. Außerdem birgt es im Falle eines Feuers das Risiko des sogenannten Kerzeneffekts (d.h. es kann wie eine Kerze brennen).
Ein Polstermaterial auf Basis einer Polyesterfaser, bei der dreidimensional gekräuselte Polyesterfasern mit niedrig schmelzenden nicht-elastomeren Copolyesterfasern heißgeklebt sind, ist bekannt. Dieses Polstermaterial wird aufgrund seiner guten Feuchtigkeitsdurchlässigkeit (die die Dumpfheit verringert) für Matrazen verwendet. Da es thermoplastische Eigenschaften aufweist, kann es durch Aufschmelzen zu Fasern wiederverwendet werden. Alternativ dazu kann es nach einer Methanolyse in Form der einzelnen Monomere zurückgewonnen werden. Trotz dieser Vorteile ist es unter den härteren Bedingungen, die bei Autositzen vorherrschen, nicht geeignet, da es bei hohen Temperaturen keine dauerhafte Formfestigkeit aufweist. Da das Material amorph ist, wird es bereits bei 70°C unter Druck plastisch verformt. Der Grund für diese hohe plastische Verformbarkeit ist, daß als Grundstoff eine durch übliche Verfahren hergestellte Polyesterfaser dient, die eine Glastemperatur von unter 70°C besitzt.
Der Überzug von Fahrzeugsitzen wird normalerweise aus Nylongewebe, Nylonmokett, Polyvinylchlorid und aus mit Urethan imprägniertem synthetischem Leder hergestellt, da diese Stoffe eine sehr gute Haltbarkeit aufweisen. Der Nylonüberzug wird meistens zusammen mit dem Polster durch Veraschung oder in Mülldeponien entsorgt, da seine Trennung von dem Polster zu teuer ist und die Sammlung von genügend großen Mengen, die eine Wiederverwertgung kostenneutral gestalten würden, schwierig ist. (Nylon 6 kann nach der Depolymerisation als Lactam wiedergewonnen werden. Daher werden z.B. Fischernetze aus Nylon zur Wiederverwendung gesammelt). Weiterhin enthält der Überzug von Fahrzeugsitzen normalerweise einen Flammhemmer auf Halogengrundlage, damit er Flammbeständigkeit zeigt. Bei der Verbrennung von Nylon, Polyvinylchlorid oder Polyurethanüberzügen entstehen daher große Mengen von toxischem Cyangas und von Halogengasen, die im Falle eines Fahrzeugbrandes augesprochen gefährlich sind. Wenn entsprechende Maßnahmen gegen Luftverschmutzung getroffen werden müssen, ist auch ihre Entsorgung durch Veraschung teuer. Daher werden sie häufig auf Abfallhalden gelassen oder vergraben. Polyesterüberzüge werden auf die gleiche Weise entsorgt, wenn sie mit einem Polstermaterial aus Polyurethan oder Gummi kombiniert sind.

In DE 89 09 952 U1 wird ein recyclingfähiges, textiles Ausstattungsteil für Kraftfahrzeuge beschrieben. Das Ausstattungsteil ist ein textiles Flächengebilde, z.B. der Bodenbelag und die Kofferraummatte, das eine geschichtete Struktur auf Polyolefinbasis aufweist. Es wird aber auch ein Polvliesbelag mit einer Nutzschicht aus Polypropylen/Polyester beschrieben.

DE 89 09 952 U1 stellt aber kein Material zur Verfügung, das sich aufgrund guter Durchlüftbarkeit als Polstermaterial für Fahrzeugsitze eignet.

DE 28 19 080 A1 beschreibt ein Polstermaterial, das aus dreidimensional gekräuselten Polyesterfasern besteht, wobei die Berührungspunkte zwischen den einzelnen Fasern mit einem Klebstoff verklebt sind.

Die vorliegende Erfindung macht dagegen nicht von einem Klebstoff gebrauch, sondern beschreibt ein Polstermaterial, das vollständig aus Polyesterfasern gebildet wird, was die Wiederverwertbarkeit dieses Materials vereinfacht.

Zusammenfassend muss festgestellt werden, dass bisher keine Materialien für Fahrzeugsitze und für Polsterungszwecke mit guter Durchlüftbarkeit vorgestellt wurden, die in Hinsicht auf Sicherheit und auf Wiederverwertbarkeit entwickelt wurden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrzeugsitz und sein Polstermaterial zur Verfügung zu stellen, das die folgenden Vorteile aufweist.

– Eine gute Durchlüftbarkeit, die während der Verwendung keine künstliche Durchlüftung notwendig macht.
– Hohe Sicherheit gegenüber einem durch toxische Verbrennungsgase verursachten Unfalltod,
– Wiederverwertbarkeit, die eine Entsorgung durch Veraschung oder auf Mülldeponien überflüssig macht. (Dies trägt zu einer Verringerung der Luftverschmutzung und der globalen Erwärmung durch Auspuffgase bei).
– Gute Hitzebeständigkeit und gute Formfestigkeit des Polsters.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Patentansprüche gelöst.

Der erfindungsgemäße Fahrzeugsitz und sein Polstermaterial sind vollständig aus Polyesterfasern gebildet und können daher durch einfaches Schmelzen wiederverwertet werden. Es besteht nicht mehr die Notwendigkeit, das Polster von dem Überzug- zu trennen. Alternativ hierzu können sie ebenso durch Zerlegung in ihre Monomere wiedergewonnen werden.

Diese Zerlegung kann durch ein beliebiges bekanntes Verfahren wie die Methanolyse erfolgen. Erfindungsgemäß sind mehr als 95 %, vorzugsweise mehr als 99 % der Bestandteile Polyester und die Verwendung von anderen Materialien, die keine Additive darstellen, ist eingeschränkt. Bevorzugte Additive sollten keine Halogenverbindungen oder Stickstoffverbindungen enthalten, die im Falle eines Feuers toxische Gase ergeben können. Weiterhin sollen Polyester, die nicht thermoplastisch oder aufgrund von Vernetzung unschmelzbar sind, von den erfindungsgemäß verwendeten Rohstoffen ausgeschlossen sein, da diese aufgrund des Kerzeneffekts im Falle eines Feuers leicht brennen.

Erfindungsgemäß ist die Grundlage des Polstermaterials eine dreidimensional gekräuselte Faser, die wegen ihres hohen Raumbedarfs vorzuziehen ist. Das Kräuseln in Wellenform ist bevorzugt. Der Kräuselindex (Crimpindex (Ci)) sollte mehr als 15 % sein, da man andernfalls den erwünschten Raumbedarf nicht erhält. Die Kräuselzahl (Crimp-Nr (Cn)) sollte höher als 10/inch (2,54 cm) liegen, da man andernfalls die erwünschten elastischen Eigenschaften nicht erhält (d.h. die Rückstelleigenschaften). Der Kräuselindex und die Kräuselzahl sollten dem gewünschten Griff angepaßt werden. Für eine weiche Schicht sollte der Cn-Wert eher niedriger und der Ci-Wert eher höher sein. Für eine weiche Schicht mit guten elastischen Eigenschaften sollten sowohl der Cn als auch der Ci-Wert hoch sein. Für eine harte Schicht sollte der Cn-Wert hoch sein und für eine Polsterschicht im mittleren Bereich sollte der Ci-Wert höher als 15 % sein und der Cn-Wert höher als 10/inch sein. Ein Ci-Wert von mehr als 25 % und ein Cn-Wert im Bereich von 15/inch bis 30/inch sollten dann angestrebt werden, wenn nicht nur Raumerfüllung, sondern auch Härte und Widerstandsfähigkeit verlangt sind.

Erfindungsgemäß ist die dreidimensional gekräuselte Polyesterfaser für das Polstermaterial aus Polyethylenterephthalat (PET), aus Polybutylenterephthalat (PBT), aus Polyethy lennaphthalat (PEN) oder aus Polycyclohexylendimethylterephthalat (PCHDT) oder einem Copolymer davon gebildet. Alle hieraus hergestellten Polyesterfasern sind wiederverwertbar. Von diesen Polymeren sind PET, PEN und PCHDT aufgrund ihrer guten Wärmebeständigkeit bevorzugt.

Erfindungsgemäß sollte die dreidimensional gekräuselte Polyesterfaser für das Polstermaterial eine Feinheit von weniger als 45 Denier pro Faden und eine anfängliche Zugfestigkeit (IS) von mehr als 35 g/d, vorzugsweise von mehr als 40 g/d und insbesondere von mehr als 45 g/d aufweisen. Wenn der IS-Wert niedriger als 35 g/d ist, neigt die Polyesterfaser dazu, im Misch- und Öffnungsverfahren beschädigt zu werden. Weiterhin neigt in diesem Fall der IS zu einer weiteren Verringerung, während die Fasern bei hohen Temperaturen zu dem Polstermaterial geschmolzen werden. (Niedrige IS-Werte haben einen ungünstigen Effekt auf die elastischen Eigenschaften und die Formbeständigkeit des Polstermaterials.) Aufgrund des hohen IS-Wertes hält die Polyesterfaser der Dehnungsspannung im Kardierungs- und Öffnungsverfahren stand, zeigt in der Nachbehandlung nur eine geringe Hitzeschrumpfung und behält die hohe Formbeständigkeit und Elastizität.

Erfindungsgemäß sollte die dreidimensional gekräuselte Polyesterfaser für das Polstermaterial eine Hitzebeständigkeit haben, die folgender Bedingung genügt: IS ≥ (Δϵ + 0,6)–2,8 × 103 + 10(Δϵ bedeutet die prozentuale Dehnung an der Streckgrenze (elastischen Grenze), was die Kräuseldehnung beinhaltet, gemessen nach einer trockenen Hitzebehandlung bei 200°C 5 Minuten ohne Belastung). Weiterhin sollte das bevorzugte Material für die Polster-Zwischenschicht dreidimensional gekräuselt sein, so daß sie einen Ci-Wert von mehr als 15 % und einen Cn-Wert von mehr als 10/inch aufweist. Diese Bedingungen sind notwendig, damit das Polstermaterial bei hohen Tem peraturen eine gute Formbeständigkeit zeigt. Eine Polyesterfaser, die die Bedingung IS ≥ (Δϵ + 0,6)^–2,8 × 10³ + 10 nicht erfüllt, zeigt bei hohen Temperaturen selbst dann eine schlechte Formbeständigkeit, wenn sie einen IS-Wert von 50 g/d hat. Weiterhin ist es bevorzugt, daß die Polyesterfaser die Bedingung IS ≥ (Δϵ + 0,6)^–2,8 × 10³ + 12 erfüllt. In diesem Fall behält die Polyesterfaser mehr als 70 % ihres Ci-Wertes nach mehr als 15 Stunden bei 70°C unter einer Belastung von 5 mg/d. Insbesondere ist bevorzugt, daß die Polyesterfaser die Bedingung IS ≥ (Δϵ + 0,6)^–2,8 × 10³ + 15 erfüllt. In diesem Fall behält die Polyesterfaser mehr als 80 % ihres Ci-Wertes nach 15 Stunden bei 70°C unter einer Belastung von 5 mg/d.

Δϵ nach der Hitzebehandlung und der IS-Wert wurden nach dem Verfahren aus JIS L-1063 bestimmt. Die Messungen ergeben die in 1 gezeigte Spannungsdehnungskurve. Die Spannung zwischen den Punkten A und O beruht auf der anfänglichen Belastung. Die Spannung bei 100%iger Dehnung, die durch die gerade Linie CD tangential zur maximalen Steigung der Spannungsdehnungskurve dargestellt wird, ist definiert als der IS-Wert (g/d) nach der Behandlung. Die Dehnung OF bis zur elastischen Grenze E, die von der geraden Linie CD abweicht, ist als Dehnung (Δϵ) an der elastischen Grenze definiert. Der jeweils angegebene Wert ist ein Mittelwert aus 50 Einzelmessungen.

Erfindungsgemäß sollte die dreidimensional gekräuselte Polyesterfaser für das Polstermaterial eine spezielle Querschnittsfläche aufweisen, die entweder hohl oder profiliert ist. Hierdurch wird die Polyesterfaser voluminös, steif und hart. Eine durch asymmetrische Abkühlung erhältliche anisotrope Querschnittsfläche ist wünschenswert. Ein hohler Querschnitt mit drei Vorsprüngen ist besonders bevorzugt.

Erfindungsgemäß sollte die dreidimensional gekräuselte Polyesterfaser eine wesentlich höhere Kristallinität als alle bekannten dreidimensional gekräuselten Fasern aufweisen, so daß sie nur eine geringe Verformung selbst bei einer Hitzebehandlung von 200°C erfährt. Diese hohe Kristallinität kann als spezifisches Gewicht von mehr als 1,39, vorzugsweise von mehr als 1,40 g/cm³ ausgedrückt werden.

Obwohl die Stapellänge nicht besonders eingeschränkt ist, sollte sie vorzugsweise zwischen 40 bis 120 mm liegen, damit man die Stapel wie üblich kardieren und öffnen kann, und Verhakungen bleiben.

Erfindungsgemäß wird das Polstermaterial durch Warmformen eines Gewebes hergestellt, das aus den vorstehend beschriebenen dreidimensional gekräuselten Polyesterfasern und wärmebindenden Fasern besteht, die als wärmebindenden Bestandteil ein Polyesterelastomer enthalten. Die Fasern werden gemischt, dispergiert und, falls notwendig, verflochten. Da die wärmebindende Faser ein Polyester ist, ist das Polstermaterial wiederverwertbar.

Erfindungsgemäß ist die wärmebindende Faser vom Mantel-Kerntyp. (Wenn der Mantel (oder der wärmebindende Bestandteil) aus einem niedrigschmelzenden nicht-elastomeren Material, wie einem amorphen Copolyester von Terephthalsäure und Isophthalsäure gemäß JP-A-154050/90 hergestellt ist, zeigt das Polstermaterial wegen seiner starken Tendenz zur plastischen Verformung nur eine geringe Formbeständigkeit.)

Erfindungsgemäß sollte der Mantelbestandteil vorzugsweise ein Polyesterelastomer mit einem Schmelzpunkt (Tm₁) von 160–220°C, einer Temperaturspitze (Tβ) für die β-Dispersion von tan δ von weniger als –40°C aufweisen und eine Steigtemperatur (Tαcr) für die α-Dispersion von tan δ von mehr als 50°C haben. Weiterhin sollte der Kernbestandteil vorzugsweise ein nicht-elastomerer Polyester mit einem Schmelzpunkt (Tm₂) sein, der um mindestens 20°C höher als Tm₁ ist.

Der erfindungsgemäß verwendete elastomere Polyester bezeichnet ein Blockcopolymer, das aus harten Segmenten und weichen Segmenten aufgebaut ist. Die harten Segmente beinhalten z.B. PET, PBT, PEN und PCHDT. Die weichen Segmente beinhalten z.B. Polytetramethylenglycol (PTMG), Polyhexamethylenglycol (PHMG), Polypropylenglycol (PPG) und Polycaprolacton (PCL). Die bevorzugten Kombinationen sind beispielsweise PBT/PTMG, PEN/PTMG, PBT/PCL und PBT/PPA.

Wird PTMG als weiches Segment verwendet, sollte es vorzugsweise ein Molekulargewicht von Mn = 1000 bis Mn = 3000 aufweisen. Die optimale Kombination der weichen Segmente und der harten Segmente hängt von ihrer Zusammensetzung und der Zahl der Grundeinheiten ab. Die optimale Kombination erfüllt die oben aufgeführten Bedingungen, nämlich daß Tβ niedriger als –40°C, vorzugsweise niedriger als –50°C ist und daß Tαcr höher als 50°C, vorzugsweise höher als 60°C ist, so daß die Faser nach dem Strecken bei 70°C gute Rückstelleigenschaften aufweist. Die mit einem solchen Bindungsbestandteil wärmegebundene Faser wird mit dem vorstehend erwähnten Körpermaterial kombiniert, um ein auch in Fahrzeugen verwendbares Polstermaterial mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Ist Tβ höher als –40°C, zeigt das Polstermaterial schlechte Rückstelleigenschaften. Mit einem Tαcr von weniger als 50°C neigt das Polstermaterial zur plastischen Verformung.

Erfindungsgemäß sollte der elastomere Polyester einen Tm₁-Wert von mehr als 160°C aufweisen, da er andernfalls eine schlechte Wärmebeständigkeit und Langzeitwärmestabilität besitzt. Weiterhin sollte der elastomere Polyester einem Tm₁-Wert von weniger als 220°C aufweisen. Andernfalls zeigen die weichen Segmente eine Verschlechterung in ihren Eigenschaften und sie zersetzen sich während der Wärmeformung des Polstermaterials, die bei einer Temperatur von mindestens 10°C über Tm₁ durchgeführt wird. Bei solch hohen Temperaturen nimmt selbst beim Körpermaterial (der dreidimensional gekräuselten Polyesterfaser) der IS-Wert ab, wodurch ein Pol stermaterial mit schlechter Formbeständigkeit entsteht. Der bevorzugte Bereich für Tm₁ ist von 170°C bis 210°C. Bei diesen Temperaturen zeigt das Polstermaterial eine gute Formbeständigkeit.

Erfindungsgemäß sollten die wärmebindenden Fasern vom Mantel-Kerntyp sein, so daß die Bindung an all den Stellen stattfindet, an denen die wärmebindenden Fasern mit dem Körpermaterial in Berührung kommen. Diese Struktur dispergiert die Kraft, die auf das Körpermaterial ausgeübt wird, indem die Berührungspunkte diese Kraft durch Deformation absorbieren. Dies bewahrt das Körpermaterial vor einer dauerhaften Verformung und verbessert die Rückstellfähigkeiten des Körpermaterials. Ist die wärmebindende Faser nicht vom Mantel-Kerntyp, führt dies dazu, daß die Zahl und die Stärke der Bindungspunkte nicht ausreichend ist, um eine zufriedenstellende Netzwerkstruktur auszubilden. Dies führt zu einer schlechten Kraftdispersion und daher zu einer schlechten Formbeständigkeit.

Das Mantel-Kernverhältnis sollte vorzugsweise von 10/90 bis 90/10 sein. Beträgt der Mantelanteil weniger als 10 %, erzeugt die wärmebindende Faser nicht genügend Bindungspunkte, was eine schlechte Kraftdispersion und damit auch eine schlechte Formstabilität bewirkt. Ist umgekehrt der Mantelanteil höher als 90 %, zeigt die wärmebindende Faser eine schlechte räumliche Stabilität, was bei der Verarbeitung Schwierigkeiten verursacht. Der besonders bevorzugte Bereich ist von 30/70 bis 60/40. Der Kern kann Exzentrizität aufweisen oder aus zwei Bestandteilen zusammengesetzt sein. In diesem Fall ist die wärmebindende Faser aufgrund einer dreidimensionalen Kräuselung raumfüllend. Die wärmebindende Faser, die für das erfindungsgemäße Polstermaterial verwendet wird, kann entweder mechanische Kräusel oder dreidimensionale Kräusel enthalten, solange sie durch einheitliche Dispersion im Schmelzmisch- und Öffnungsverfahren als Gewebe ausgebildet werden kann.

Erfindungsgemäß ist der Kern der wärmebindenden Faser aus einem nicht-elastomeren Polyester gebildet. Sind ausschließlich Elastomere vorhanden, zeigt die wärmebindende Faser eine schlechte räumliche Stabilität und Kräuselbarkeit und ist aufgrund ihrer gummiartigen Rückfederung, die ein einheitliches Mischen und Öffnen verhindert, schlecht in Form eines Gewebes auszubilden. Wenn der Kern nicht wäre, würde die wärmebindende Faser mit dem Körpermaterial eine grobe Netzwerkstruktur bilden und man erhielte ein weiches Polstermaterial. Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß man den Kern aus einem nicht-elastomeren Polyester herstellt. Wenn der Kernbestandteil aus nicht-elastomerem Polyester ein Tm₂ aufweist, das mindestens 20°C unterhalb von Tm₁ des Mantelbestandteils liegt, wird der Kern (der die Netzwerkstruktur mit dem Körpermaterial bildet) bei der Wärmeformung auf eine Temperatur oberhalb des Kristallschmelzpunktes erhitzt. Dies führt zu einem Verlust der Orientierung der Fasern und man erhält eine schlechte Formstabilität. Dieses Problem tritt nicht auf, wenn Tm₂ mindestens 20°C, vorzugsweise mindestens 30°C höher als Tm₁ ist. Der Kernbestandteil sollte z.B. aus PET oder PBT sein, die ein Schmelzspinnen bei Temperaturen ermöglichen, die niedrig genug sind, um eine Verschlechterung der Eigenschaften des Elastomers zu verhindern. Ein kristalliner Bestandteil ist aufgrund seiner schwachen Tendenz zur thermoplastischen Verformung bevorzugt. Die Verwendung eines Copolymers, das eine große Menge von amorphem Polyethylenisophthalat enthält, ist nicht günstig, da es plastischer Verformung unterliegt und daher eine schlechte Formbeständigkeit aufweist.

Die wärmebindende Faser sollte eine niedrige Wärmeschrumpfung aufweisen, damit sie bei der Wärmeformung einheitlich Bindungspunkte ausbildet. Je höher die Wärmeschrumpfung ist, umso eher wird eine Schichtspaltung auftreten. Die Wärmeschrumpfung durch trockenes Erwärmen auf 130°C sollte weniger als 20 %, vorzugsweise weniger als 15 % sein. Außerdem sollte die wärmebindende Faser einen so hohen IS-Wert aufweisen, daß sie im Öffnungsverfahren nur eine geringe Dehnungsverformung zeigt. Dies bewirkt eine niedrige Schrumpfung in dem Gewebe und verringert die Gefahr der Schichtspaltung. Der bevorzugte IS-Wert beträgt 15 g/d.

Die Feinheit der einzelnen Fäden der erfindungsgemäßen wärmebindenden Faser unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Die Feinheit ist ausreichend, solange die wärmebindende Faser in dem Misch- und Öffnungsverfahren in dem Körpermaterial dispergiert und mit dem Körpermaterial gemischt werden kann. Wenn das Körpermaterial eine Feinheit von 6 bis 15 Denier hat, sollte die wärmebindende Faser eine Feinheit von mehr als 3 Denier besitzen, damit sie einheitlich dispergiert werden kann. Eine angemessene Feinheit sollte derart bestimmt werden, daß man die Fähigkeit, so viele Verknüpfungspunkte wie möglich zu bilden und die Fähigkeit, eine einheitliche Mischung zu bilden, berücksichtigt. Bevorzugt werden 2 bis 4 Denier, wenn das Körpermaterial 6 Denier hat oder 4 bis 8 Denier, wenn das Körpermaterial 13 Denier hat.

Das Material für die wärmebindende Faser kann gegebenenfalls mit einem Entglänzungsmittel, Pigmenten, Antioxidantien, Absorptionsmittel für ultraviolettes Licht oder Flammhemmer versetzt werden, allerdings in Mengen, die für die Wiederverwertung unbedenklich sind.

Das erfindungsgemäße Polstermaterial enthält bevorzugt Körpermaterial in einer Menge von 30 bis 95 Gew.-%. Ist die Menge geringer als 30 Gew.-%, zeigt das Polstermaterial nicht den gewünschten Raumbedarf. Ist der Anteil höher als 95 Gew.-%, sind nicht genügend Verknüpfungspunkte, die für die elastische Rückstellbarbeit und die räumliche Stabilität nötig sind, vorhanden. Die bevorzugte Menge ist 50 bis 80 Gew.-%. Mit einer Menge in diesem Bereich bildet das Elastomer ausreichend Verknüpfungspunkte, um die Kraft einheitlich in dem Polstermaterial zu dispergieren, wodurch die Beschä digung einzelner Fasern, die andernfalls auftreten würde, gering gehalten wird.

Das erfindungsgemäße Polstermaterial wird aus den vorstehend erwähnten, dreidimensional gekräuselten Polyesterfasern und den wärmebindenden Polyesterfasern, die in den vorstehend erwähnten Mischungsverhältnissen gemischt und dispergiert und gegebenenfalls verflochten sein können, durch Wärmebindung hergestellt.

Das Mischen kann beispielsweise so vorgenommen werden, daß man die wärmebindende Faser (in Form einer Schicht) auf die Körpermaterialfaser in dem gewünschten Mischungsverhältnis legt und sie dann in den Öffner für eine vorläufige Öffnung schickt. Die so erhaltenen Stapelfasern werden in eine Kratze gegeben, um ein Gewebe zu bilden. (Es ist möglich, ein Gewebe durch Luftschichtung zu bilden. In diesem Fall ist das entstehende Gewebe aus einzelnen Stapelfasern zusammengesetzt, die aufeinanderliegen und daher weniger anfällig für Schichttrennung sind). Es wird so viel Gewebe übereinandergeschichtet, wie zur Erzielung des gewünschten Grundgewichts notwendig ist. Die Gewebe können kurzzeitig aneinander gebunden werden, indem man ihre Oberflächen mit Infrarotbestrahlung erhitzt. Die laminierten Gewebe können durch einen Vernadelungsprozeß verflochten werden, um die Raumerfüllungsdichte anzupassen und damit eine gute Handhabbarkeit zu erzielen. Die laminierten Gewebe werden schließlich durch Kompression derart einer Wärmebildung unterworfen, daß die gebildeten Teile eine niedrigere Fülldichte aufweisen als solche, die durch Formpressen erzeugt werden. Anschließend werden die geschichteten Gewebe, die durch einen Vernadelungsprozeß erhaltenen Gewebe oder die zunächst wärmevorgeformten Gewebe weiter laminiert und durch Wärmeformung unter Verwendung eines Formwerkzeugs zu einem einzelnen Körper ausgebildet. Auf diese Weise erhält man das gewünschte Polstermaterial.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die vorläufige Wärmeformung so ausgeführt, daß der geformte Gegenstand eine Fülldichte aufweist, die zwischen 1/2 bis 2/3 der beabsichtigten Fülldichte liegt.

Nach dem Abkühlen wird der vorläufig geformte Gegenstand erneut durch Kompression bei einer Temperatur, die höher als 70°C, aber mindestens 30°C niedriger als Tm₁ ist, bis zur gewünschten Fülldichte wärmegeformt. Diese Wärmeformung in zwei Schritten führt zu einem Polstermaterial, das bei 70°C erheblich verbesserte Rückstellfähigkeit hat. Ein denkbarer Grund hierfür ist, daß durch die zweite Wärmeformung eine Struktur entsteht, die nicht vollständig kristallin ist, sondern die wie die Vernetzungspunkte dahingehend wirkt, daß die weichen Segmente miteinander verbunden werden. Hierdurch wird die Formbeständigkeit erheblich verbessert. Diese Begründung beruht auf der Tatsache, daß in dem Polstermaterial, das zweimal wärmebehandelt wurde, zusätzlich zu Tm₁ eine schmale endotherme Spitze (Tm_c), die mindestens 70°C unterhalb des Schmelzpunktes liegt, gemessen werden kann. Es wird angenommen, daß diese endotherme Spitze durch das Schmelzen der Kristalle in dem wärmebindenden Bestandteil hervorgerufen wird.

Das erfindungsgemäße Polstermaterial sollte mindestens eine Schicht aufweisen, die eine Fülldichte von 0,02 bis 0,06 g/cm³ hat und die die Polstereigenschaft aufweist. Wird das Polstermaterial direkt auf eine Grundlage aufgebracht, kann das Polstermaterial aus einer einzigen Schicht mit einer Fülldichte von 0,02 bis 0,06 g/cm³ aufgebaut sein. Es ist jedoch bevorzugt, das Polstermaterial aus verschiedenen Schichten herzustellen, einer Oberflächenschicht mit einer Fülldichte von 0,008 bis 0,03 g/cm³ für ein weiches Gefühl, eine mittlere Schicht mit einer Fülldichte von 0,02 bis 0,06 g/cm³ für einen angemessenen Widerstand und Rückformbarkeit und einer Grundschicht mit einer Fülldichte von 0,006 bis 0,15 g/cm³, um eine gute Rückformbarkeit zu erhalten und das Polster durch die Polsterschicht und die Federn zu stützen.

Die Oberflächenschicht wird derart ausgebildet, daß ein sanftes Gefühl vermittelt wird, und ein angemessener Durchfederungsgrad erzielt wird. Mit einer Fülldichte von weniger als 0,008 g/cm³ wird die Oberflächenschicht zu weich, um das vollständige Durchfedern zu verhindern, wodurch der Sitzende leicht ermüdet. Ist im Gegensatz dazu die Fülldichte höher als 0,03 g/cm³, fühlt sich die Oberflächenschicht hart an, wodurch der Sitzende das Gefühl hat, auf der Polsterschicht zurückzuprallen, obwohl die Durchfederung gering ist und der Sitzende nicht schnell ermüdet. Beim Entwerfen der Zwischenschicht sollte die Funktion des elastischen Körpers in Betracht gezogen werden, der die Erschütterungen des Fahrzeugs ausgleicht und den Sitzenden stützt. Mit einer Fülldichte von weniger als 0,02 g/cm³ zeigt die Zwischenschicht keine ausreichende Rückfederung, um das Gewicht des Sitzenden zu stützen, wodurch der Sitzende das Gefühl hat, stark durchzufedern. Umgekehrt führt eine Fülldichte von mehr als 0,06 g/cm³ dazu, daß die Zwischenschicht zwar eine hervorragende Rückfederkraft besitzt, aber die Erschütterungen des Fahrzeugs nicht gut abfangen kann. Beim Entwurf der Grundschicht sollte in Betracht gezogen werden, daß diese Schicht die Aufgabe hat, den Polsterkörper zu stützen. Mit einer Fülldichte von weniger als 0,06 g/cm³ ist die Grundschicht zu weich, um die Polsterschicht zu stützen, wodurch das Polstermaterial zusammenfällt. Mit einer Fülldichte von mehr als 0,15 g/cm³ ist die Grundschicht zu hart, um die oberen zwei Schichten gegenüber dem Gewicht des Sitzenden abzupolstern, wodurch eine dauerhafte Verformung in den beiden obersten Schichten beschleunigt wird. Die Grundschicht sollte eine hohe Fülldichte aufweisen, damit das Polstermaterial im Brandfall nicht leicht kollabiert. In diesem Fall ist es wünschenswert, daß das Polstermaterial mit flammhemmenden Polyesterfasern versetzt ist, die Phosphor in einer Menge von 300 bis 1000 ppm, vorzugsweise von 500 bis 5000 ppm enthalten.

Es ist bevorzugt, daß die Oberflächenschicht 10 bis 30 Gew.-%, die Mittelschicht 60 bis 80 Gew.-% und die Grundschicht 5 bis 30 Gew.-% ausmacht.

Der vorstehend erläuterte grundsätzliche Aufbau kann derart abgeändert werden, daß jede Schicht in zwei oder mehrere Schichten mit verschiedenen Fülldichten aufgeteilt ist, die sequentiell in der Reihenfolge ihrer Fülldichten angeordnet sind, oder daß eine Schicht von zwei identischen Schichten umgeben wird.

Das erfindungsgemäße Polstermaterial weist sowohl Atmungsfähigkeit als auch Feuchtigkeitsdurchlässigkeit auf. Daher ist es im Gegensatz zu Polyurethan selbst in Abwesenheit künstlicher Durchlüftung gut durchlüftet. Vermutlich liegt dies an der Rückstellwirkung des Polstermaterials, die feuchte warme Luft aus dem Polster herauspumpt und äußere frische Luft hineinpumpt.

Das erfindungsgemäße Polstermaterial sollte normalerweise dem Standard für Flammhemmung in Autos genügen, wenn es nach dem Verfahren der FM MVSS302 geprüft wird. Es ist jedoch möglich, daß dieser Norm nicht genügt wird, wenn die Grundschicht eine hohe Fülldichte aufweist, oder wenn die wärmebindenden Fasern nicht einheitlich verteilt sind.

Das erfindungsgemäße Polstermaterial ist vermutlich deshalb flammhemmend, da der niedrigschmelzende wärmebindende Bestandteil die Schmelzviskosität erheblich verringert, wenn er hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Dies ist der Fall, wenn die Zersetzung durch die phosphorhaltige Verbindung, die in den üblichen Flammhemmfasern eingesetzt wird, begünstigt wird und die niedrigviskose Schmelze leicht tropft, wodurch die Struktur der naheliegenden hochschmelzenden Po lyester zerstört wird. Hierdurch wird der Brand am Ausbreiten gehindert. Weiterhin ist das Polstermaterial im Fall eines Feuers ausgesprochen sicher, da beim Verbrennen nur Verbrennungsgase, wie Kohlendioxid und Kohlenwasserstoffe entstehen, die einen niedrigen Toxizitätsindex aufweisen (der Toxizitätsindex wird berechnet, indem man die entstehende Menge an Verbrennungsgas durch die bei 5 bis 10minütigem Einatmen letale Dosis (mg/10 L) dividiert).

Dieser Effekt entsteht nicht, wenn der bindende Bestandteil Gummi oder nicht brennbare Materialien enthält. Alle Teile, die nicht sofort brennen, können die Wirkung eines Kerzendochtes haben. Hierdurch kann sich das Feuer ausbreiten und eine ernsthafte Gefahr darstellen.

Der erfindungsgemäße Sitz kann flammhemmend gemacht werden, wenn er mit einem Überzug aus Polyesterfasern, vorzugsweise flammhemmenden Polyesterfasern, versehen ist. Die Flammhemmung des Sitzes wird durch Verwendung eines inneren Auskleidungsstoffes aus flammhemmender Faser sichergestellt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die flammhemmende Polyesterfaser einen phosphorhaltigen Flammhemmer oder eine damit copolymerisierte phosphorhaltige esterbildende Verbindung, die keine toxischen Verbrennungsgase ergibt. Beispiele solcher Polyesterfasern sind in JP-A-8239/76 und 7888/80 und in JP-B-41610/80 offenbart. Alternativ hierzu kann die gewünschte Flammhemmung auch dadurch erreicht werden, daß man brennbare Polyesterfasern mit einem phosphorhaltigen Flammhemmer versetzt. Die Menge des Phosphors sollte mehr als 500 ppm betragen und vorzugsweise im Bereich von 1000 bis 10 000 ppm liegen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Polstermaterial eine verbesserte Formstabilität, wenn die dreidimensional gekräuselte Polyesterfaser des Körpermaterials einen IS-Wert von mehr als 30 g/d aufweist. Mit einem IS-Wert von weniger als 30 g/d ist die gekräuselte Polyesterfaser anfällig gegenüber plastischer Verformung und sie zeigt eine schlechte Formbeständigkeit bei 70°C. Es wird weiterhin gewünscht, daß der IS-Wert und Δϵ die Bedingung IS ≥ (Δϵ + 0,6)^–2,8 × 10³ + 8 erfüllen. Anderenfalls zeigt die gekräuselte Polyesterfaser eine schlechte Formbeständigkeit. Es wird angenommen, daß die gekräuselte Polyesterfaser eine verbesserte Formbeständigkeit zeigt, wenn sie sowohl eine angemessene Härte als auch Zähigkeit aufweist, die in Einheiten von Δϵ bzw. IS dargestellt werden. Für bessere Ergebnisse sollten IS und Δϵ die Bedingung IS ≥ (Δϵ + 0,6)^–2,8 × 10³ + 10 und vorzugsweise die Bedingung IS ≥ (Δϵ + 0,6)^–2,8 × 10³ + 12 erfüllen. Das Polstermaterial zeigt seine günstigen Eigenschaften, wenn es aus den vorstehend beschriebenen Körpermaterialfasern und den wärmebindenden Fasern aufgebaut ist.

Die dreidimensional gekräuselte Polyesterfaser als Körpermaterial für das erfindungsgemäße Polstermaterial kann wie in dem folgenden Beispiel beschrieben, hergestellt werden. Die dreidimensionale Kräuselung kann durch asymmetrisches Kühlen oder durch Verbundspinnen erreicht werden. Wenn das asymmetrische Kühlen so durchgeführt wird, daß die Faser keinen hohen Grad an Asymmetrie aufweist, sondern Wärmewiderstandsfähigkeit und Haltbarkeit unter Zug bei hoher Spannung und hoher Temperatur aufweist, ist die entstehende Querschnittsanisotropie zu gering, um die gewünschte Kräuselung zu erzeugen. Umgekehrt ist es mit einem ausgesprochen hohen Grad an Querschnittsanisotropie unmöglich, den Fäden beim Ziehen eine hohe Spannung zu verleihen und es ist daher nur möglich, Polyesterfasern mit niedrigen IS-Werten zu erhalten. Das asymmetrische Abkühlen sollte so durchgeführt werden, daß ein anisotroper Querschnitt erhalten wird, der als ausreichend groß angesehen wird, wenn der Unterschied (δΔn) in der Doppelbrechung zwischen der gekühlten Seite und der entgegengesetzt liegenden Seite, im Bereich von 0,003 bis 0,005 liegt.

Die so erhaltenen Fäden (die noch nicht gezogen sind), werden aufgewickelt oder ohne Aufwickeln gesammelt und dann gestreckt. PET wird in mehreren Schritten gestreckt. Im ersten Schritt sollte die Streckung das 0,7 bis 0,75-fache des größten Ziehverhältnisses (MDR) bei Temperaturen oberhalb des Glaspunktes (Tg) und unterhalb von 100°C sein. Wird von diesem Bereich abgewichen, kann im zweiten und dritten Schritt nicht mehr mit einem angemessenen Ziehverhältnis gestreckt werden. Das Strecken im zweiten Schritt sollte das 0,8 bis 0,85-fache des MDR-Wertes bei 120 bis 180°C, vorzugsweise bei 150 bis 170°C sein. Wird von diesem Bereich abgewichen, kann im dritten Schritt nicht mehr mit genügender Spannung bei genügend hoher Temperatur gestreckt werden. Im dritten Schritt sollte die Streckung 0,9 bis 0,95 mal der MDR-Wert bei einer um 5 bis 20°C niedrigeren Temperatur als der Kristallschmelzpunkt sein. Im vierten Schritt schließlich läßt man die gestreckte Faser relaxieren (weniger als 1 %) oder vorzugsweise wird die gestreckte Faser auf Tg abgekühlt, wobei man die Faserlänge konstant hält, um die Struktur zu vervollständigen. Der erfindungsgemäß offenbarte vierte Schritt fehlt in den üblichen Verfahren. Ohne den vierten Schritt verliert die gestreckte Faser ihre Spannung, wodurch die Querschnittsanisotropie und der IS-Wert verringert werden. Der vierte Schritt erhöht die Spannung in einem solchen Ausmaß, daß übliche Fasern normalerweise wegen ihres ungleichmäßigen Durchmessers brechen. Daher ist es notwendig, die Querschnittsanisotropie zu erzeugen, während die Unebenheit des Faserdurchmessers zur Zeit des Spinnens und Streckens auf einem Minimum gehalten wird. Die so erhaltene gestreckte Faser zeigt eine dreidimensionale Kräuselung aufgrund der elastischen Rückstellung, wenn die Spannung entfernt ist. Im folgenden wird die gestreckte Faser in Stücke der gewünschten Länge geschnitten und einer Wärmebehandlung zur Kräuselung unterzogen, oder die gestreckte Faser wird in Stapel geschnitten, nach Kräuselung durch Wärmebehandlung. Die Wärmebehandlung wird vorzugsweise in zwei Schritten durchgeführt. Im ersten Schritt wird die gestreckte Faser auf ungefähr 160°C erwärmt, wobei im wesentlichen keine Spannung angelegt ist. Die gestreckte Faser kräuselt sich sehr stark, obwohl sie bei hohen Temperaturen und unter hoher Spannung gezogen wurde. Im zweiten Schritt wird die gekräuselte Faser bei ungefähr 200°C unter im wesentlichen beibehaltenen Bedingungen fixiert. Die Wärmebehandlung zur Kräuselung ist verantwortlich für die gute Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit der dreidimensional gekräuselten Faser. Die nach diesem Verfahren hergestellte dreidimensionale Faser weicht von der bekannten dergestalt ab, daß sie in der Spannungsdehnungskurve an der zweiten Fließgrenze (yielding point) eine geringere Krümmung hat als die erstere.

Die wärmebindende Faser für das erfindungsgemäße Polstermaterial ist auf die im folgenden Beispiel wiedergegebene Art und Weise herstellbar. Die wärmebindende Faser kann nach einem beliebigen bekannten Verfahren für das Verbundspinnen hergestellt werden. Der Mantelbestandteil wird bei 180 bis 270°C und der Kernbestandteil bei 250 bis 295°C geschmolzen. Die Spinntemperatur ist um mindestens 10°C, vorzugsweise um mindestens 15°C höher als der Schmelzpunkt des Kernbestandteils. Ist Tm₁ ≥ 180°C, dann beträgt der Abstand zwischen der Spinndüse und dem Konvergenzpunkt vorzugsweise mehr als 5 m, um ein Aneinanderhaften zu vermeiden. Die gesammelten Fäden können abgekühlt werden, indem man sie nach der Auftrennung in einzelne Fäden mit einem Finish behandelt.

Anschließend werden die Fäden mit einem Ziehverhältnis des 0,75 bis 0,8 fachen MDR-Wertes in einem 60°C heißen Bad, in dem kein Aneinanderhaften stattfindet, gestreckt. Gegebenenfalls kann bei einer Temperatur, bei der die Fäden nicht aneinanderhaften, eine Wärmebehandlung durchgeführt werden. Anschließend werden die gestreckten Fäden gekräuselt und in Stapel geschnitten. (Die Wärmebehandlung kann hier auch nach dem Schneiden erfolgen.) Eine Wärmebehandlung wird bevor zugt, da sie Schrumpfungseffekte vermindert. Da die Fäden auf Elastomerbasis kaum zum Aneinanderhaften neigen, ist ein Finish bevorzugt, der während des Kardierens beim Öffnen hilft. Vorzugsweise wird auch ein wärmebeständiger Finish verwendet, da die Wärmeformung durch Erhitzen und Schmelzen in einem bestimmten Temperaturbereich durchgeführt wird, dessen Obergrenze 5°C oberhalb von Tm₁ des Mantelbestandteils und dessen untere Grenze 30°C unterhalb von Tm₁ des Mantelbestandteils liegt.

Erfindungsgemäß ist das Polstermaterial erhältlich, indem Gewebe aus den dreidimensional gekräuselten Polyesterfasern als Körpermaterial verwendet wird und die wärmebindende Polyesterfaser eingemischt und darin verteilt wird. Aus einer Vielzahl von Geweben wird durch Laminieren durch einen Vernadelungsprozeß oder durch vorläufiges Wärmeformen eine Schicht hergestellt. Eine Vielzahl von laminierten Schichten wird in zwei Schritten unter Verwendung eines Formstücks wärmegeformt. Das folgende Beispiel gibt eine bevorzugte Ausführungsform der Wärmeformung des erfindungsgemäßen Polstermaterials.

Auf eine Matrize für die Wärmeformung wird ein erstes Gewebe für die weiche Schicht gelegt. (Dieses Gewebe besteht aus einer wärmebindenden Faser mit einer Feinheit von 2 bis 4 Denier und der dreidimensional gekräuselten Polyesterfaser als Körpermaterial mit einer Feinheit von 1 bis 10 Denier, vorzugsweise von 4 bis 8 Denier und einem Ci-Wert und einem Reibungskoeffizient, die eher niedrig sind, in einem Mischungsverhältnis von 5:95 bis 30:70 Gew.-%.) Auf dieses erste Gewebe wird ein zweites Gewebe, das die Polsterwirkung aufweist, als Zwischenschicht gelegt. (Dieses Gewebe besteht aus einer wärmebindenden Faser mit einer Feinheit von 3 bis 8 Denier und einer dreidimensional gekräuselten Polyesterfaser als Körpermaterial mit einer Feinheit von 6 bis 45 Denier, vorzugsweise von 8 bis 30 Denier und Ci- und Cn-Werten, die eher hoch sind, in einem Mischungsverhältnis von 10:90 bis 40:60 Gew.-%, die einem Vernadelungsprozeß unterworfen wurden oder unter Zusammenpressen wärmegeformt wurden, so daß sie eine Fülldichte von 0,01 bis 0,03 g/cm³ aufweisen.) Auf diese mittlere Schicht wird eine dritte Schicht als Grundschicht aufgebracht. (Dieses Gewebe besteht aus einer wärmebindenden Faser mit einer Feinheit von 3 bis 8 Denier und einer dreidimensional gekräuselten Polyesterfaser als Körpermaterial mit einer Feinheit von 10 bis 45 Denier, vorzugsweise von 10 bis 30 Denier und Ci- und Cn-Werten, die eher hoch sind, in einem Mischungsverhältnis von 10:90 bis 50:50 Gew.-%, die einem Vernadelungsprozeß unterworfen wurden oder unter Kompression wärmegeformt wurden, so daß die Fülldichte 0,03 bis 0,10 g/cm³ beträgt.) In der besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die laminierten Gewebe durch die Patrize derart zusammengepreßt, daß die Fülldichte 1/2 bis 2/3 der gewünschten Fülldichte ist und anschließend durch Schmelzen wärmegeformt. Nach dem Abkühlen werden die zusammengepreßten Gewebe bis zur gewünschten Dicke weiter zusammengepreßt und erneut auf eine Temperatur, die höher als 70°C, aber mindestens 30°C unter Tm₁ ist, erhitzt. Auf diese Weise wird ein integral geformtes Polstermaterial erhalten. Daher sollte die Wärmeformung durch Schmelzen vorzugsweise derart durchgeführt werden, daß ein heißes Gas von der Patrize auf die Matrize geleitet wird, wobei die Temperatur des heißen Gases um 5 bis 20°C höher als der Schmelzpunkt des wärmebindenden Bestandteils ist. Falls die Oberflächenschicht eine niedrige Fülldichte haben soll, kann dies dadurch erreicht werden, daß man die Zwischenschicht und die Grundschicht unter Verwendung eines separaten Formstücks temporär unter Kompression wärmeformt und sie dann mit der Oberflächenschicht integral wärmeformt. Wird die Wärmeformung bei einer extrem hohen Temperatur durchgeführt, führt dies zu einer erheblichen Abnahme des IS-Wertes des Körpermaterials, was eine schlechte Formbeständigkeit bewirkt. Wenn Tiefziehen notwendig ist, ist es möglich, die Schritte der Wärmeformung zu wiederholen, die auch als Nachwärmebehandlung dienen. Die Wärmeformung durch Schmelzen sollte 2 bis 10 Minuten, vorzugsweise 3 bis 5 Minuten dauern. Die Nachwärmebehandlung sollte in Abhängigkeit von der Temperatur 5 bis 30 Minuten, vorzugsweise 10 bis 15 Minuten dauern. Das Formstück sollte eine Porosität von 10 bis 50 % aufweisen.

Das integral wärmegeformte Polstermaterial kann eine beliebige mittlere Fülldichte aufweisen, bevorzugt ist eine Fülldichte von 0,02 bis 0,06 g/cm³, damit das Gewicht wirksam verringert wird.

Das wie vorstehend hergestellte Polstermaterial kann in einem Fahrzeugsitz angebracht werden, indem man es mit einem Überzug, einer Wattierung (ein innerer Auskleidungsstoff) und gegebenenfalls mit einer Polsterschicht versieht. Diese Gesamtheit wird auf die Sitzform angebracht. Es ist natürlich auch möglich, den Überzug und den inneren Auskleidungsstoff, der unter der weichen Schicht angebracht ist, integral wärmezuformen. Der Überzug, die Wattierung (die innere Auskleidung) und gegebenenfalls das Polstermaterial sollten aus einer vorzugsweise flammgehemmten thermoplastischen Polyesterfaser gebildet sein. Unbrennbare oder nicht-schmelzbare organische Stoffe sollten nicht verwendet werden, da sie leicht einen Kerzeneffekt bewirken.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Die erfindungsgemäß verwendeten physikalischen Größen Tm₁, Tm₂, Tm_c, Tβ, Tαcr, IS und Δϵ werden nach den folgenden Verfahren bestimmt.
(1) Tm₁, Tm₂ und Tm_c
Diese Werte werden mit einem Differential-Thermoanalysator (Modell TA50 oder DSC50) der Firma Shimadzu Corporation gemessen. Die Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung zur Bestimmung der Schmelzpeaktemperatur betrug 20°C/Minute.
(2) Tβ und Tαcr
Diese Werte wurden mit einem Vibron (Modell DDV-II) der Firma Orientec Co., Ltd. bei 110 Hz durch Temperaturerhöhung mit einer Geschwindigkeit von 1°C/Minute bestimmt. Tβ ist die Peaktemperatur der β-Dispersion von tan δ (tan δ = E''/E', wobei E'' der Verlustmodul und E' der Speichermodul ist), und Tαcr ist die Temperaturerhöhung der α-Dispersion, die der Temperatur für den Übergang vom gummielastischen Bereich in den Schmelzbereich entspricht (oder die Temperatur nach der Erhöhung am Schnittpunkt mit der Grundlinie im Zwischenbereich zwischen dem niedrigsten und höchsten Punkt des gummielastischen Bereiches um 0 bis 30°C).
(3) Der IS-Wert der Polyesterfasern im Polstermaterial wird folgendermaßen bestimmt:
Die Polyesterfaser (Körpermaterial) wird alleine aus dem Polstermaterial entfernt, indem man die wärmebindende Faser vorsichtig abschneidet. Die Feinheit (in Denier) der Polyesterfasern wird aus ihrem spezifischen Gewicht und ihrer Querschnittsfläche (erhältlich durch Photographie des Querschnitts) bestimmt. In Abhängigkeit von der Feinheit wird eine Ausgangsbelastung angelegt. Nach dem Verfahren der JIS L-1063 wird eine Spannungsdehnungskurve aufgenommen und der IS-Wert wird aus dieser Spannungsdehnungskurve entnommen.
(4) Der Δϵ-Wert der Polyesterfasern im Polstermaterial wird folgendermaßen bestimmt:
Aus der unter (3) erwähnten Spannungsdehnungskurve kann auch der Δϵ-Wert entnommen werden. Er entspricht der Dehnung bis zu dem Punkt, an dem die Tangente der maximalen Steigung (die für die Bestimmung des IS-Wertes gezogen worden ist) von der Spannungsdehnungskurve abweicht. (Die angegebenen Werte entsprechen jeweils Mittelwerten aus 50 Einzelbestimmungen).
Beispiele und Vergleichsbeispiele
(1) Herstellung des wärmebindenden Bestandteils
Ein elastomeres Polyester-Polyether-Blockcopolymerisat (im folgenden kurz Polyesterelastomer) wird nach bekannten Verfahren durch Polykondensation von Dimethylterephthalat (DMT), 1,4-Butandiol (1,4-BD) und Polytetramethylenglycol (PTMG) unter Verwendung von geringen Mengen eines Katalysators und eines Antioxidationsmittels hergestellt. Der entstehende elastomere Polyester wird pelletisiert und 48 Stunden bei 40°C unter vermindertem Druck getrocknet. Die Pellets werden als wärmebindender Bestandteil verwendet. Tabelle I zeigt die Formulierung und die charakteristischen Eigenschaften der elastischen Polyester.
Tabelle I
Zu Vergleichszwecken wird ein niedrigschmelzender Polyester durch Polykondensation von DMT, Dimethylisophthalat (DMI) und Ethylenglycol (ED) mit einer geringen Menge eines Katalysators hergestellt. Tabelle I zeigt auch die Formulierung und die charakteristischen Eigenschaften dieses Polyesters.
(2) Herstellung der wärmebindenden Faser
Verbundfäden werden durch Spinnen mittels einer Spinndüse mit vier Löchern hergestellt. Der wärmebindende Bestandteil für den Mantel wird bei 220°C geschmolzen und mit einem Mengendurchsatz von 3 g/Minute extrudiert. PBT oder PET für den Kern, das bei 260°C bzw. 280°C geschmolzen wurde, wird mit einem Mengendurchsatz von 3 g/Minute extrudiert. Die Spinntemperatur beträgt 265°C oder 285°C. Um ein Aneinanderkleben der Fäden zu verhindern, werden die vier Fäden voneinander zum Einölen getrennt und anschließend werden sie erneut gesammelt und mit einer Geschwindigkeit von 700 m/Minute aufgenommen. Auf diese Weise werden ungestreckte Fäden erhalten. Die Fäden werden auf das 0,8-fache des MDR-Wertes gestreckt und anschließend bei 70°C einer Wärmebehandlung unterzogen. Die gestreckten Fäden werden bis zu einer Feinheit von 2000 Denier verdoppelt, anschließend mit einem Finish behandelt und mittels einer Riffelwalze mechanisch gekräuselt. Die gekräuselten Fäden werden schließlich in Stapel geschnitten (64 mm lang). Tabelle II zeigt die charakteristischen Eigenschaften dieser Stapel.
Tabelle II
(3) Herstellung des Körpermaterials
PET mit einem IV-Wert von 0,63 wird bei 285°C aus einer Spinndüse vom C-Typ oder einer Spinndüse vom YU-Typ mit einem Mengendurchsatz von 4 bis 6 g/Minuten pro Loch gesponnen. Die austretenden Fäden werden 30 mm direkt unterhalb der Spinndüse durch Luft in einer Geschwindigkeit von 2 m/Sekunde gequentscht. Die abgekühlten Fäden werden mit einer Geschwindigkeit von 1080 m/Minute aufgenommen. Die ungestreckten Fäden werden in vier Schritten gestreckt. Im ersten Schritt wird in einem 80°C heißen Bad das 0,7-fache des MDR-Wertes erreicht; im zweiten Schritt bei 160°C das 0,85-fache des MDR-Wertes, im dritten Schritt bei 220°C das 0,95-fache des MDR-Wertes und im vierten Schritt wird die Temperatur des Fadens auf unterhalb des Glaspunktes abgesenkt, während man die Fadenlänge konstant hält. Die Spannung der gestreckten Fäden wird aufgehoben, so daß sie eine elastische Kräuselung zeigen. Die gekräuselten Fäden werden in Stapel von 64 mm Länge geschnitten. Diese Stapel werden geöffnet und auf 160°C erhitzt, so daß sich die Kräuselung zeigt. Die gekräuselten Stapel werden derart zusammengepreßt, daß ihre Fülldichte 0,05 g/cm³ beträgt. Nach einer Wärmebehandlung bei 200°C erhält man als Körpermaterial dreidimensional gekräuselte Polyesterfasern. Diese Polyesterfasern haben die charakteristischen Eigenschaften, die in Tabelle III aufgeführt sind.
Zu Vergleichszwecken werden dreidimensional gekräuselte Polyesterfasern auf gleiche Art wie oben beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Strecken im ersten Schritt auf das 0,8-fache des MDR-Wertes erfolgt und der zweite und die folgenden Schritte ausgelassen werden. Auch die Eigenschaften dieser Polyesterfasern sind in Tabelle III gezeigt.
Tabelle III
(4) Herstellung einer flachen Simplex-Polsterschicht
Die vorstehend erhaltenen wärmebindenden Fasern und das Körpermaterial werden in einem Gewichtsverhältnis von 10:90 bis 30:70 gemischt. Das Gemisch wurde mittels eines Öffners vorläufig geöffnet und dann mittels einer Kratze geöffnet. Das geöffnete Gemisch wird in ein 10 cm dickes Gewebe mit einem Grundgewicht von 300 bis 1500 g/m² zusammengepreßt.
Dieses Gewebe wird 5 Minuten lang mit heißer Luft wärmegeformt. Die Temperatur der heißen Luft ist 10°C höher als die Schmelztemperatur des wärmebindenden Bestandteils. Nach dem Abkühlen wird die wärmegeformte Probe, die ein Grundgewicht von 1500 g/m² aufweist, auf eine Dicke von 5 cm zusammengepreßt und erneut 15 Minuten bei 130°C wärmebehandelt und anschließend abgekühlt. Auf diese Weise erhält man eine Probe aus einer einzelnen Schicht für verschiedene Bestimmungen. Zu Vergleichszwecken wird eine Probe durch Zusammenpressen auf 5 cm in einem Schritt hergestellt und anschließend 5 Minuten wärmegeformt. Die auf diese Art und Weise erhaltenen Proben werden einen Tag lang ruhen gelassen und anschließend auf Formbeständigkeit bei 70°C, auf die Rückpralleigenschaften nach 50%igem Zusammendrücken, auf Rückpralleigenschaften und Flammhemmung (nach MVSS302) getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV gezeigt. Zu Vergleichszwecken wird ein kardiertes Gewebe aus 100 % Körpermaterial gebildet und zur Verflechtung einem Vernadelungsprozeß unterworfen, so daß man für die Fülldichte dieses Materials einen Wert von 0,03 g/cm³ erreicht. Das einem Vernadelungsprozeß unterworfene Gewebe wird mit natürlichem Latexkautschuk, das eine geringe Menge eines Vulkanisationsmittels und eines Katalysators enthält, imprägniert. Nach Lufttrocknen wird das imprägnierte Gewebe 30 Minuten auf 130°C erwärmt. Man erhält eine flache einschichtige Probe. Diese Probe wird auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben geprüft. Ebenso wird als Bezug Polyurethan bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV gezeigt.
Die im folgenden beschriebenen Verfahren werden für die Messungen an den flachen einschichtigen Proben verwendet.
(1) Augenscheinliche Fülldichte
Jede Probe wird in ein quadratisches Stück von 10 × 10 cm geschnitten. Das Volumen dieses Stückes wird durch die Dicke an den vier Eckpunkten bestimmt. Indem man das Gewicht durch das Volumen teilt, erhält man die augenscheinliche Fülldichte. Die aufgeführten Ergebnisse sind Mittelwerte aus jeweils drei Einzelmessungen.
(2) Formbeständigkeit bei 70°C
Jede Probe wird in ein quadratisches Teil von 15 × 15 cm geschnitten. Die Stücke werden bei 70°C (trockene Hitze) 22 Stunden lang auf die Hälfte ihrer ursprünglichen Dicke zusammengepreßt. Die Formbeständigkeit ist definiert als hi/ho × 100 (%), wobei ho die Dicke der zusammengepreßten Stücke vor der Wärmebehandlung und hi die Dicke der zusammengepreßten Stücke nach 1-tägiger Dehnungsrelaxation ist. Die Ergebnisse sind als Durchschnittswerte aus jeweils drei Einzelmessungen angegeben.
(3) Rückprellung nach 50%iger Kompression
Jede Probe wird in ein quadratisches Teil von 20 × 20 cm geschnitten. Die Stücke werden mit Tensilon-Zwischenkompressionsbrettern von 150 mm Durchmesser auf die Häfte ihrer ursprünglichen Dicke komprimiert. Die Rückprellkraft (in kg), die von den zusammengepreßten Stücken ausgeht, wird bestimmt. Die Ergebnisse sind in Form des Mittelwertes aus jeweils drei Einzelmessungen angegeben.
(4) Rückprellung
Die Rückprellkraft wird nach dem Prüfverfahren der JIS K-6382 bestimmt.

Tabelle IV kann entnommen werden, daß die nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hergestellte Simplexschicht bezüglich Formbeständigkeit überlegen ist und die Erfordernisse der Flammhemmung erfüllt. Im Gegensatz dazu ist das Vergleichsbeispiel (D-7) (gemäß JP-A-154050/90) ausgesprochen schlecht bezüglich Formbeständigkeit und das ähnliche Vergleichsbeispiel (D-11) (gemäß JP-A-138669/79) zeigt eine schlechte Formbeständigkeit und zeigt eine sehr schlechte Flammhemmung (die Probe brannte nahezu nieder).

(5) Herstellung des Polstermaterials

Eine Vorformung wurde an der weichen Schicht, der Zwischenschicht und der Grundschicht, die einzelne Schichten darstellen und die mittels des oben beschriebenen einstufigen Wärmeformverfahrens herstellbar sind, durchgeführt. Die Vorformung besteht darin, daß man jede Schicht zwischen porösen Patrizen und Matrizen (mit einer Porosität von 30 %) komprimiert und 5 Minuten von der Patrize aus 130°C heiße Luft einbläst. Die weiche Schicht (D-8) wird solange zusammengepreßt, bis ihre Fülldichte von 0,003 g/cm³ auf 0,005 g/cm³ angestiegen ist. Die Zwischenschicht (D-2) wird solange zusammengepreßt, bis ihre Fülldichte von 0,015 g/cm³ auf 0,020 g/cm³ angestiegen ist. Die Grundschicht (D-6) wird in zwei Teile geschnitten und solange zusammengepreßt, bis ihre Fülldichte von 0,015 g/cm³ auf 0,060 g/cm³ angestiegen ist. Nach dem Zurichten werden die drei Schichten jeweils aufeinander in die Matrize gegeben und dann durch die Patrize solange zusammengepreßt, bis sie in engen Kontakt zueinander kommen. Wie vorstehend beschrieben, wird 5 Minuten lang 200°C heiße Luft eingeblasen. Nach dem Abkühlen wird die Kompression solange wiederholt, bis die endgültige Dichte erreicht ist. Es wird 15 Minuten lang 130°C heiße Luft eingeblasen. Auf diese Weise erhält man integral geformtes Polstermaterial (E-1) mit einer Multischichtstruktur, aus dem das Sitzpolster und der Sitzrücken hergestellt sind. Vergleichsproben (E-2 und E-3) werden mittels eines einstufigen Verfahrens aus D-10 (mit einem vergleichbaren Körpermaterial) und D-7 (gemäß JP-A-154050/90) hergestellt. Es werden so viele Gewebe hergestellt, wie notwendig sind, um ein Grundgewicht von 2550 g/m² zu erzeugen. Diese werden laminiert und die laminierten Gewebe werden in einem Formstück (zur integralen Formung) solange zusammengepreßt, bis die endgültige Dichte erreicht ist. 5 Minuten lang wird 200°C heiße Luft durch die zusammengepreßten Gewebe durchgeleitet. Die Messungen werden an den so erhaltenen Sitzpolstern durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle V aufgeführt. Aus Vergleichszwecken wird ebenfalls ein käuflich erhältliches Polyurethanpolster bewertet.

Das wie vorstehend beschrieben hergestellte Polstermaterial wird mit einem Überzug und einer inneren Auskleidung versehen (beide aus einer flammhemmenden Polyesterfaser hergestellt) und der entstandene Sitz wird auf eine Sitzvorform in die Fahrerposition eines Personenwagens eingebaut. Der Probesitz wird von sechs Beobachtern zu Beginn der Benutzung und nach sechsmonatiger Benutzung auf muffigen Geruch, Bequemlichkeit und Halt getestet. Die Ermittlung der Beurteilung erfolgt als A, B und C. Die Ergebnisse dieser Beurteilung sind ebenfalls in Tabelle V aufgeführt.

Aus Tabelle V kann entnommen werden, daß das erfindungsgemäße Polstermaterial den bekannten Polstermaterialien, die aus Fasern hergestellt werden, in Formbeständigkeit, Flammhemmung und Sicherheit (mit einem niedrigen Verbrennungsgastoxizitätsindex) überlegen ist. Es kann ebenfalls entnommen werden, daß das Polstermaterial für einen Sitz verwendet werden kann, der gegenüber einem Polyurethansitz bezüglich Durchlüftbarkeit, Sitzwiderstand, Bequemlichkeit und Gewicht überlegen ist.

Nach der Verwendung werden die Probesitze (E-1 und E-4) ausgebaut und von Metallteilen befreit. Das Polstermaterial wird bei 260°C gepreßt und dann grob zerkleinert. Nach dem Trocknen unter reduziertem Druck wird das zerkleinerte Material erneut bei 280°C pelletisiert. Die Pellets werden mit frischen PET-Pellets in einem Mischungsverhältnis von 50/50 gemischt. Nachdem man die Mischung bei 285°C getrocknet hat, wird sie erneut auf die übliche Weise zum Spinnen extrudiert. Es ist möglich, ungestreckte Fäden zu erhalten, ohne daß irgendwelche Schwierigkeiten wie Brüche oder Krümmungen auftreten.

Wie in den Beispielen gezeigt wird, stellt die Erfindung ein Polstermaterial für Fahrzeuge und Fahrzeugsitze zur Verfügung, das die folgenden Vorteile aufweist:

– Abwesenheit von schlechter Durchlüftung, so daß es nicht mehr notwendig ist, während der Verwendung für eine künstliche Durchlüftung zu sorgen.
– Hohe Sicherheit gegen Unfalltod durch toxische Verbrennungsgase.
– Wiederverwertbarkeit, wodurch die Notwendigkeit einer Entsorgung durch Veraschung oder auf einer Mülldeponie entfällt.
– Gute Formbeständigkeit, die zur Verwendung in Fahrzeugen erforderlich ist.
– Geringeres Gewicht, was Energie spart und Abgase verringert.

Das erfindungsgemäße Polstermaterial kann ebenfalls z.B. in Möbeln und Matratzen verwendet werden und für Lagerungszwecke dienen. Es kann auch zum Auspolstern, als Wärme- und Geräuschdämmstoff und als dehnbarer nicht verwobener Stoff verwendet werden.

Claims

Polstermaterial, herstellbar durch Wärmebehandlung aus einem Gewebe, das aus dreidimensional gekräuselten Polyesterfasern mit einer Feinheit von weniger als 45 Denier pro Faden und einer anfänglichen Zugstärke (IS) von mehr als 30 g/d besteht, wobei das Polstermaterial eine Schicht aufweist, deren Fülldichte von 0,02 bis 0,06 g/cm³ beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe zusätzlich aus wärmebindenden Fasern besteht, die einen elastomeren Polyester als wärmebindenden Bestandteil enthalten, wobei die dreidimensional gekräuselten Polyesterfasern und die wärmebindenden Fasern miteinander vermischt und dispergiert sind.
Polstermaterial nach Anspruch 1, in dem die dreidimensional gekräuselten Polyesterfasern und die wärmebindenden Fasern zusätzlich miteinander verwoben sind.
Polstermaterial nach Anspruch 1 oder 2, in dem die dreidimensional gekräuselten Polyesterfasern eine anfängliche Zugstärke (IS) von mehr als 35 g/d haben.
Polstermaterial nach Anspruch 1 oder 2, in dem die dreidimensional gekräuselte Polyesterfaser einen Kräuselindex (Crimpindex (Ci)) von mehr als 15 % aufweist.
Polstermaterial nach Anspruch 1 oder 2, in dem die dreidimensional gekräuselte Polyesterfaser eine Kräuselzahl (Crimp number (Cn)) von mehr als 10/inch aufweist.
Polstermaterial nach Anspruch 1 oder 2, in dem die wärmebindende Faser einen wärmebindenden Bestandteil enthält, der einen endothermen Peak aufweist, der durch die Differential-Thermoanalyse an anderen Punkten als dem Schmelzpunkt in einem Bereich bis zu 70°C unterhalb des Schmelzpunktes auffindbar ist.
Polstermaterial nach Anspruch 1 oder 2, in dem die wärmebindende Faser vom Mantel-Kern-Typ ist, wobei der Mantelbestandteil aus einem Polyester-Polyether besteht, der einen Schmelzpunkt (Tm₁) von mehr als 160°C und weniger als 220°C, eine Peaktemperatur (Tβ) für die β-Dispersion von tan δ von weniger als –40°C und für die α-Dispersion von tan δ eine Anstiegstemperatur (Tαcr) von mehr als 50°C aufweist, und wobei der Kernbestandteil aus einem nicht-elastomeren Polyester mit einem Schmelzpunkt (Tm₂), der um mindestens 20°C höher als Tm₁ ist, besteht.
Polstermaterial nach Anspruch 1 oder 2, das aus drei oder mehr Schichten hergestellt ist, einer weichen Schicht mit einer Fülldichte von 0,008 bis 0,02 g/cm³, einer Zwischenschicht mit einer Fülldichte von 0,02 bis 0,06 g/cm³ und einer Grundschicht mit einer Fülldichte von 0,06 bis 0,15 g/cm³.
Verwendung des Polstermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in Fahrzeugen.
Verwendung eines Polstermaterials nach Anspruch 9 in einem Fahrzeugsitz, in dem das Polstermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem Überzugsmaterial überzogen ist.
Verwendung eines Polstermaterials nach Anspruch 10, wobei das Überzugsmaterial aus einem flammhemmenden Polyester besteht.
Dreidimensional gekräuselte Faser, herstellbar durch ein Vierstufenverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser in den ersten drei Stufen wärmegestreckt und in der vierten Stufe unter Beibehaltung der gestreckten Länge unterhalb des Glaspunktes des Fasermaterials abgekühlt wird.