DE60225915T2

DE60225915T2 - Federfüllung, verfahren und vorrichtung

Info

Publication number: DE60225915T2
Application number: DE2002625915
Authority: DE
Inventors: Christophe Gaignard; Anne Darcourt-Lezat
Original assignee: NAPTURAL ISOPLUME
Current assignee: NAPTURAL ISOPLUME
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: TW587113B; EP1397549A1; JP2004525278A; DE60225915D1; HUP0303974A3; ES2304436T3; FR2824083A1; EP1397549B1; ATE391203T1; HUP0303974A2; US20040126580A1; CN1281810C; WO2002088457A1; CN1535340A; FR2824083B1; CA2446145A1; RU2003134014A; PL367030A1; HK1068933A1; US20070194477A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Füllprodukt, dessen Basismaterial aus Federn besteht; sie betrifft auch das Erstellungsverfahren dieses Produkts und die Anlage zum Umsetzen des Verfahrens.
Die Füllprodukte auf Federgrundlage finden in zahlreichen Industrien aufgrund ihrer vielfachen Eigenschaften und Vorzüge ihre Anwendung.
Man findet sie in der Bettwäscheindustrie, Möbelindustrie, Bekleidungsindustrie, sie können aber auch zum Polstern und/oder zur Wärmeisolierung auf anderen Gebieten verwendet werden.
Dieses Material besteht aus Federn, aber es besteht im Allgemeinen je nach Verwendung aus Federn, Qualitätsfedern, kleine Federn und/oder Daune. Es ist meistens lose und sein Umsetzen ist nicht einfach. Es weist nämlich Merkmale nahe denen leichter pulverförmiger Materialien auf, das heißt, dass es keine Form hat und sehr leicht fliegt.
Wie in den Dokumenten WO-9206916 und WO-0056971 beschrieben, wurde bereits vorgeschlagen, diesen Rohstoff zu beherrschen, um seine Umsetzungsbedingungen zu verbessern.
In diesen Dokumenten ist vorgesehen, dem Material eine Kohäsion zu verleihen, indem es in Form von Tafeln oder Bahnen mittels eines Verfahrens gestaltet wird, das darin besteht, die Daunen entweder durch eine chemische Reaktion oder über ein Mittel, das auf das Material gesprüht wird, zu kleben.
Ein weiteres Dokument, JP-61 213 087 , schlägt eine Struktur in Blattform vor, bei der Daunen, kleine Federn oder Federn mit tierischer Faser ver wirrt und durch Schmelzen einer in das Gemisch integrierten Kunststofffaser fest verbunden werden.
Bei diesem letzteren Dokument wird die Kunststofffaser mit niedrigem Schmelzpunkt mit dem Füllmaterial vermischt, um ein Befestigen der Daunen, kleinen Federn und/oder Federn auf der tierischen Faser, die länger ist, durch Kleben zu erlauben.
Die vorliegende Erfindung schlägt ein Füllprodukt auf der Grundlage von Federn, kleinen Federn und/oder Daunen vor, das auch eine bestimmte Kohärenz aufweist, das zum Beispiel in Form von Platten oder Rollen verfügbar ist.
Im Vergleich zu den in den oben genannten Dokumenten beschriebenen Produkten weist dieses Produkt jedoch den Vorteil auf, dass es die der Feder und Daune eigenen Merkmale beibehält, das heißt ihr Isoliervermögen, ihre Quellfähigkeit und ihr Berührungsgefühl allgemein.
Die Erfindung valorisiert dieses Produkt und macht es in Gebieten verwendbar, in welchen man nach hoher Wärmeisolierqualität und Komfort strebt, wie zum Beispiel bei Möbeln, Bettzeug, Automobilsitzen.
Das erfindungsgemäße Produkt erkennt man insbesondere an den Mitteln, die es erlauben, ihm eine Form und ein Volumen zu verleihen, das besser an seine Zweckbestimmung angepasst ist und insbesondere an sein Umsetzen in den verschiedenen Industrien, für die es bestimmt ist.
Erfindungsgemäß besteht dieses Füllprodukt im Wesentlichen aus Federn und einer geschmeidigen, kohärenten Struktur in dreidimensionalem Netz, die die Feder zurück- und gefangenhält, wobei die Struktur aus geeigneten Thermoplastfasern besteht, die verwirrt und miteinan der verbunden werden, und dieses Produkt geht aus einem Erzielungsverfahren hervor, das weiter unten ausführlich beschrieben ist, und das zuerst darin besteht, die Fasern durch Behandlung vorzubereiten und dann auf mechanischem Weg ein enges Gemisch der Fasern und Federn herzustellen, das heißt aus diesen zwei Produkten so unterschiedlicher Beschaffenheit, wobei das Gemisch dann in Bahnform geformt und wärmebehandelt wird, um das Schweißen und/oder Kleben der Fasern untereinander herzustellen.
Gemäß einer besonderen Anordnung bestehen die Fasern, die diese Struktur bilden, aus Zweikomponentenfasern: die Komponente, die die Seele bildet, ist eine Kunststofffaser aus einem Material des Typs hochtemperaturbeständiges Polymer, das heißt mit einem hohen Erweichungspunkt, der über der Wärmebehandlungstemperatur des Gemischs liegt, d. h. zum Beispiel 200°C, wobei die andere Komponente auf der Oberfläche der Faser, die eine Hülle bildet, ein Material des Typs Polymer ist, dessen Erweichungstemperatur niedriger ist als die der Seele, zum Beispiel zwischen 70 und 180°C, und es dank der Wärmebehandlung erlaubt, auf dem Niveau eines Berührungspunkts dieser zwei Strukturfasern eine echte Schweißung herzustellen.
Immer noch erfindungsgemäß liegt die Länge der Strukturfasern zwischen 20 und 100 mm mit einem Titer von zum Beispiel 1 bis 25 dtex.
Die Eigenschaften dieses grundlegenden Füllprodukts, das heißt des Produkts, das einfach ein Gemisch aus Federn und Strukturfasern enthält, können durch Hinzufügen ergänzender Fasern auch modifiziert werden. Erfindungsgemäß kann das Produkt daher zusätzlich so genannte Volumenfasern aufweisen, die zum Beispiel eine Kräuselung aufweisen, vorzugsweise eine im Wesentlichen schraubenartige Form, wobei die Fasern entweder natürlich, künstlich oder synthetisch mit einer Zustandswechseltemperatur durch Abbau oder Erweichen sind, die höher ist als die Schweißtemperatur der Strukturfasern, das heißt eine Temperatur nahe oder größer als die der Seele der Strukturfasern.
Das Hinzufügen von Volumenfasern, das heißt gekräuselten Fasern, verbessert die Quelleigenschaft des Produkts, das heißt seine Tendenz, ein bestimmtes Volumen zu belegen und zu behalten. Ihre Gegenwart weist auch den Vorteil auf, die Kohäsion des Produkts zu verbessern, denn sie können sich auch auf die Strukturfasern kleben.
Das erfindungsgemäße Produkt kann noch weitere Bestandteile aufweisen, die eine oder mehrere Funktionalitäten des Typs antibakteriell, Anti-Milben, Flammen hemmend haben. Diese Bestandteile können Volumenfasern sein, die speziell behandelt wurden, oder jede andere ergänzende Faser oder auch Federn oder Partikel, die hinzugefügt werden.
Erfindungsgemäß besteht das Füllprodukt aus Federn, das heißt Federn, kleinen Federn, Daunen, in einem Verhältnis zwischen 10 und 80 Gew.-%, vorzugsweise in der Größenordnung von 30 bis 60 Gew.-%, und die Ergänzung besteht aus Strukturfasern und/oder einem Gemisch aus Strukturfasern und ergänzenden Fasern, Volumenfasern oder anderen Bestandteilen, wobei die Strukturfasern in der Ergänzung einen Anteil haben, der zum Beispiel in der Größenordnung von 10 bis 100 Gew.-% liegt.
Das erfindungsgemäße Füllprodukt wird vorzugsweise in Bahnform ausgebildet, und diese Bahn kann eventuell auf einer ihrer Seiten beschichtet oder mittels einer Beschichtung aus Material des Typs Vlies oder mit einer Folie, die durch Sprühen hergestellt wird, überzogen sein, wobei die Beschichtung auch des wärmeschmelzbaren Typs sein kann, und sie wird vorzugsweise vor der Wärmebehandlung der Bahn aufgebracht, um sich insbesondere an die Strukturfasern zu schweißen und/oder zu kleben.
Diese Beschichtung begünstigt das Halten der Federn und verringert die Lecks bei den Schneidvorgängen der Bahn in der Nähe der Schneidzone.
Die Erfindung betrifft auch das allgemeine Erstellungsverfahren des oben ausführlich erklärten Füllprodukts. Dieses Verfahren besteht darin, – ein enges und homogenes Gemisch vorzubereiten, das Federn enthält, das heißt Federn, kleine Federn, Daunen, und freie Fasern, die aus mindestens so genannten Strukturfasern bestehen, – dieses Gemisch in Form einer Bahn auszubilden und – eine Wärmebehandlung mit Heißluft bei einer geeigneten Temperatur auszuführen, die ausreicht, um die Strukturfasern überall da zu schweißen, wo sie miteinander in Berührung sind, und – die Bahn und ihre Struktur vor ihrem Verpacken allmählich abzukühlen.
Immer noch erfindungsgemäß besteht der Vorbereitungsvorgang des Feder- und Fasergemischs zuerst darin, nacheinander auf einer Endlosmatte eine geeignete Menge Fasern und dann Federn abzulegen und dieses Sandwich mindestens einem Bearbeitungsvorgang zu unterziehen, der es erlaubt, Federn und Fasern vor dem Vorgang des Herstellens der Bahn eng und homogen zu vermischen.
Immer noch erfindungsgemäß und vor dem Vermischen mit den Federn, werden die Fasern einem Vorbehandlungsvorgang unterzogen, ob es sich nun um Strukturfasern allein oder um eine Einheit handelt, die aus den Strukturfasern, ergänzenden Fasern, wie zum Beispiel Volumenfasern oder anderen Bestandteilen besteht, die eine besondere Funktionalität haben, wobei die Fasern und Bestandteile je nach Fall in übereinander liegenden Schichten auf einer Endlosmatte in Form eines Sandwichs verteilt werden, bevor sie mindestens einem Behandlungsvorgang unterzogen werden.
Dieses Verfahren kann auch darin bestehen, vor dem Wärmebehandlungsvorgang der Bahn die Bahn mittels einer Beschichtung in Vliesform oder in Form einer Folie oder eines dünnen Films zu schützen und zu ummanteln, die/der durch Sprühen aufgebracht wird, wobei die Beschichtung, die zum Beispiel aus Material des Typs Thermoplastpolymer hergestellt wird, auch dazu geeignet sein kann, sich durch Wärmeerweichen mit den Strukturfasern zu verbinden.
Die Erfindung betrifft auch die Anlage zum Umsetzen des oben ausführlich beschriebenen Verfahrens. Diese Anlage umfasst eine Zelle zum Lagern des Füllmaterials, das heißt von Federn, kleinen Federn und Daunen, und mindestens eine Zufuhr oder Lagerzelle für vorbehandelte Fasern, wobei die Zellen eingerichtet sind, um auf einer Endlosmatte eine Schicht aus Fasern, dann eine Schicht aus Federn abzulegen, wobei die Matte stromaufwärts einer so genannten Vorbehandlungsmaschine angeordnet ist, die ein enges und homogenes Gemisch, bestehend aus Federn und freien Fasern, herstellt, wobei die Anlage nach der Vorbehandlungsmaschine eine Vliesmaschine und nach dieser Vliesmaschine eine Ausstattung für die Wärmebehandlung aufweist, die es erlaubt, den Vorgang des Schweißens der Strukturfasern auf dem Niveau jedes ihrer Berührungspunkte auszuführen.
Die Anlage kann zwischen der Behandlungsmaschine und der Vliesmaschine eine oder mehrere so genannte Vorbehandlungsmaschinen aufweisen, die die Qualität des Feder-Faser-Gemischs noch verbessern, wobei das Gemisch dann in einen Bunker, der zu der Vliesmaschine gehört, transportiert wird.
Die Anlage weist je nach Bedarf auch mindestens eine Vorbehandlungsmaschine für die Fasern und eventuellen anderen Bestandteile auf, wobei die Vorbehandlungsmaschine von einer Endlosmatte versorgt wird, wobei die Matte unter einer oder mehreren Zellen zirkuliert, in welchen die Fasern gelagert werden, das heißt die Strukturfasern und eventuell die ergänzenden Fasern, das heißt die Volumenfasern und die anderen Bestandteile oder Fasern, die zum Beispiel eine besondere Funktionalität haben, wobei die Fasern in Schichten auf der Endlosmatte angeordnet werden und das so vorbereitete Sandwich vorbehandelt wird, bevor es mit den Federn vermischt wird.
Die Anlage weist eine Vliesmaschine des Typs mit volumetrischem Gang auf, auf die eine zweite Vliesmaschine des pneumatischen Typs zum Beispiel folgen kann, wobei die pneumatische Vliesmaschine das willkürliche Verteilen der Strukturfasern verfestigt und verstärkt und die Berührungspunkte der Fasern untereinander vervielfacht, indem sie ihre Anordnung in der Masse des Gemischs in Bahnform durcheinander bringt, was bewirkt, dass dieser Letzteren eine Verformungsfestigkeit verliehen wird, die in alle Richtungen gleich ist.
Die Anlage weist ferner Mittel auf, die es erlauben, eine oberflächliche Beschichtung mit der Bahn vor der Wärmebehandlung auf einer oder auf zwei Flächen zu verbinden.
Die Erfindung wird mit Hilfe der folgenden Beschreibung und der anliegenden Zeichnungen, die rein beispielhaft gegeben werden, ausführlicher beschrieben, in welchen:
1 schematisch einen Abschnitt des erfindungsgemäßen Füllprodukts darstellt;
2 eine Strukturfaser darstellt;
3 eine so genannte Volumenfaser darstellt;
4 schematisch eine Vorbehandlungsmaschine für die Fasern darstellt;
5 schematisch die Vorbehandlungsmaschine des Faser-Feder-Gemischs darstellt;
6 insgesamt und schematisch die verschiedenen Schritte der Behandlung und Ausbildung des Faser-Feder-Gemischs darstellt;
7 eine ausführlichere und schematische Art einer Vliesmaschine darstellt, die eine senkrechte Vliesmaschine und eine pneumatische Vliesmaschine umfasst;
8 auf ausführlichere Art als 6 die Wärmebehandlungsausstattung der Bahn gefolgt von dem Verpackungsposten darstellt.
1 zeigt einen Abschnitt des erfindungsgemäßen Füllprodukts. Dieses Produkt besteht in der Hauptsache aus Federn 1, die in einer aus Fasern 2 gebildeten Struktur gefangen sind.
Wie unten ausführlich beschrieben, werden die Fasern 2 zuerst mit den Federn 1 vermischt, und die Einheit wird dann einer Wärmebehandlung unterzogen, die das Verbinden der Strukturfasern 2 durch Schweißen verursacht.
Unter Federn versteht man gleichermaßen Federn, kleine Federn oder Daunen oder sogar ein Gemisch dieser verschiedenen Produkte. Der Anteil der Federn in dem Füllprodukt liegt zwischen 10 und 80 Gew.-%, vorzugsweise in der Größenordnung von 30 bis 60 Gew.-%. Der Rest besteht, wie weiter unten ausführlich beschrieben, insbesondere aus Strukturfasern 2.
Eine Strukturfaser 2 ist in 2 dargestellt. Diese Faser gehört zum Zweikomponententyp. Der zentrale Bestandteil oder Seele 3 besteht aus einer Faser aus Material des Typs Polymer mit hohem Erweichungspunkt, der höher ist als die Wärmebehandlungstemperatur des Feder-Faser-Gemischs, das heißt zum Beispiel höher als 200°C. Der andere Bestandteil auf der Oberfläche bildet zum Beispiel eine Hülle 4 ebenfalls aus Material des Typs Polymer, dessen Erweichungstemperatur aber niedriger ist, zum Beispiel zwischen 70 und 180°C; diese Temperatur entspricht der Wärmebehandlungstemperatur des Feder-Faser-Gemischs, das unten beschrieben wird.
Diese Besonderheit der Strukturfasern 2, nämlich dass sie aus zwei Polymerbestandteilen bestehen, erlaubt es, ein Faser-an-Faser-Schweißen durch einen der Bestandteile zu erzielen, während der andere unversehrt bleibt und seine technischen Merkmale dem Produkt beisteuert.
Die Konfiguration der Strukturfasern 2 ist vorzugsweise eine Konfiguration Seele 3 – Hülle 4, wobei die Hülle mit Hilfe eines Materials (Polymer) hergestellt wird, dessen Schmelztemperatur niedriger ist als die der Seele 3.
Bei dem Wärmebehandlungsvorgang des Faser-Feder-Gemischs erlaubt es diese Konfiguration aus Seele und Hülle der Strukturfasern 2 den Hüllen 4, untereinander auf dem Niveau jedes oder jeder ihrer Berührungspunkte zu verschmelzen, so dass im Augenblick des Abkühlens des Gemischs ebenso viele Schweißpunkte 5 und das Bilden einer Rückhaltestruktur der Federn entstehen.
Die Länge der Strukturfasern 2 liegt zum Beispiel in der Größenordnung von 2 bis 10 cm mit einem Titer zwischen 1 und 25 dtex.
Diese Strukturfasern 2 sind eng mit den Federn vermischt und willkürlich in dem Produkt wie in 1 dargestellt verteilt. Während der ganzen Vorbereitungsphase des Feder-Faser-Gemischs in Form einer Bahn, das heißt vor der Wärmebehandlung des Gemischs, sind die Strukturfasern frei, und aufgrund ihrer Anzahl sind sie hier und da miteinander in Berührung. Sie werden auch gegeneinander gedrückt, und es entstehen bei der Wärmebehandlung Verbindungen. Die Behandlungstemperatur ist derart, dass sich, wie oben erwähnt, eine echte Schweißung auf dem Niveau jedes Berührungspunkts 5 dieser Fasern 2 untereinander ergibt, dank zuerst eines Erweichens und eines Schmelzens ihrer Hülle 4, und dann eines Aushärtens beim Abkühlen, wie unten in Zusammenhang mit 8 ausführlich beschrieben.
Diese vielfachen Verbindungen zwischen den Strukturfasern 2 bilden intrinsisch in dem in 1 dargestellten Produkt ein dreidimensionales Netz, das die Federn oder das Federgemisch zurück- und gefangenhalt, so dass ein kohärentes Produkt, das sich leicht handhaben und nach Bedarf formen lässt, gebildet wird.
Das Erhitzen der Bahn gefolgt von ihrem Abkühlen kann eine Verdichtungserscheinung der Federn und des erzielten Produkts verursachen. Das Produkt nimmt erst nach mehreren Stunden, ja sogar mehreren Tagen sein Volumen wieder an.
Dieses Schrumpfen bei dem Wärmebehandlungsvorgang kann beeinträchtigt und verringert, ja sogar eliminiert werden, indem zusätzliche Fasern in das Gemisch aus Fasern 2 und Federn 1, wie in 1 dargestellt, hinzugefügt werden; diese zusätzlichen Fasern bilden die Volumenfasern 6.
Diese Fasern 6 sind zum Beispiel gekräuselt und haben vorzugsweise die Form einer Schraube, wie in 3 veranschaulicht. Sie haben eine Länge und einen Titer in der gleichen Größenordnung wie die Strukturfasern.
Diese Volumenfasern 6 sind entweder Naturfasern oder künstliche oder synthetische Fasern. Ihre Zustandswechseltemperatur durch Abbau oder durch Erweichen ist größer als die Schweißtemperatur der Strukturfasern 2.
Die ergänzenden Naturfasern können tierischen Ursprungs (Wolle, Kaninchenhaare usw.) oder pflanzlichen Ursprungs (Kapok usw.) sein.
Die Verteilung der ergänzenden Fasern in dem Füllprodukt ist wie für die Strukturfasern 2 möglichst homogen. Sie nehmen an der Kohäsion des Produkts teil. Sie können überall, wo sie mit Strukturfasern 2 in Berührung sind, und je nach ihrer Beschaffenheit beim Erweichen der Hülle 4 dieser Strukturfasern 2 an diese Letzteren geklebt werden.
Weitere Bestandteile, die nicht dargestellt sind, können ebenfalls in das Füllprodukt je nach seiner Zweckbestimmung eingearbeitet werden, wie zum Beispiel Fasern oder Partikel mit einer besonderen Funktionalität, die sich aus einer Flammen verzögernden, antibakteriellen, Anti-Milben-Behandlung usw. ergibt.
Diese Behandlungen können auch auf die ergänzenden Fasern, auf die Volumenfasern 6 oder auf Federn oder andere Partikel angewandt werden.
Wie oben erwähnt, machen die Federn 10 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-% des Füllprodukts aus. Die Ergänzung besteht aus Strukturfasern 2 und eventuell ergänzenden Volumenfasern 6 oder anderen Fasern. Bei dieser Ergänzung liegt der Anteil der Strukturfasern je nach Fall in der Größenordnung von 10 bis 100 Gew.-%, und der anderen Fasern von 0 bis 90%.
Die 4 und 5 zeigen schematisch die Aufeinanderfolge der oben genannten Vorbehandlungsmaschinen in der Anlage zum Mischen der Fasern und Federn.
Diese Anlage umfasst zuerst, wie in 4 dargestellt, einen Vorbereitungsposten der Fasern, und in dem Fall des Gebrauchs eines Gemischs verschiedene Fasersorten, danach umfasst sie, wie in 5 dargestellt, einen mechanischen Posten zum Mischen der Fasern und Federn.
Die Faservorbereitungsmaschine, unten Vorbehandlungsmaschine 9 genannt, ist eine herkömmliche Maschine des Typs derer, die im Gebiet der Vorbereitung der Fasern für Vlies verwendet werden.
Die Fasern werden im Allgemeinen verdichtet geliefert. Die Vorbehandlungsmaschine 9 erlaubt das Auflockern der Strukturfasern 2 und, je nach Fall, der Volumenfasern 6 und eventuell anderer ergänzender Fasern oder Bestandteile, indem ein geeignetes Gemisch hergestellt wird.
Die Vorbehandlungsmaschine 9 wird von einer Endlosfördermatte 10 versorgt, die unter einer oder mehreren Zellen oder Bunkern angeordnet ist. Eine erste Zelle 12 enthält Strukturfasern 2. Dieser Zelle 12 geht eine Zelle 13 voraus, die Volumenfasern 6 enthält, und man kann andere ergänzende Zellen 14 finden, in welchen Fasern oder andere Bestandteile mit unterschiedlichen Funktionalitäten, wie oben angegeben gelagert sind.
Jeder Fasertyp wird je nach Fall auf der Fördermatte 10 abgelegt, und die Schicht oder Schichten, die ein Sandwich bilden, werden in die Vorbehandlungsmaschine eingeführt, indem sie zuerst unter einer Verdichtungstrommel 15 durchlaufen und dann unter einer Antriebswalze 16, die sich über dem Ende der Fördermatte 10 befindet, hindurchlau fen. Dann wird das Sandwich von einem Walzenpaar 17 angetrieben und an einer Reißwalze 18 präsentiert, die die Fasern durch den Ausgang 19 zu der Vorbehandlungsmaschine 20 des darauf folgenden Postens befördert.
Es ist auch möglich, eine Leitung 21 auf dem Ausgang 19 anzuschließen, um in den Kreislauf Recyclingmaterialien einzuführen, wie zum Beispiel Rohstoff oder Abfall aus der Herstellungslinie oder sogar, um Abfallrücksendungen von der Kundschaft einzuführen.
Diese getrennte Vorabvorbereitung der Fasern ist ein wichtiger Schritt des Verfahrens; sie verleiht ein besseres Ergebnis auf dem Niveau des Mischens, das dann zwischen den Federn und den Fasern ausgeführt wird.
Die Vorbehandlungsmaschine 20, 5, ist der der 4 ähnlich. Sie wird auch von einer Fördermatte 22 versorgt, die einerseits Fasern von dem Ausgang 19 der Vorbehandlungsmaschine 9 und andererseits die Federn oder Federgemische empfängt, die in einer Zelle 23 stromabwärts des Ausgangs 19 angeordnet sind.
Die Fasern und Federn werden dosiert und auf der Fördermatte 22 abgelegt. Die Matte 22 erhält zuerst eine Schicht aus Fasern, die zum Beispiel eine Stärke von 5 bis 15 cm bilden, dann eine Schicht aus Federn, deren Stärke 50 bis 60 cm erreichen kann. Dieses Sandwich wird von der Matte 22 in die Vorbehandlungsmaschine 20 eingeführt. Eine Trommel 15, die sich am Eingang befindet, führt ein erstes Verdichten der Schichten aus. Auf sie folgt eine Walze 16, die das Sandwich ebenfalls presst, wobei die Walze 16 über dem Ende der Fördermatte 22 angeordnet ist. Dann laufen die Schichten zwischen einem Paar Zuführwalzen 17 durch, die das Sandwich an der Reißwalze 18 präsentieren.
Die Federn und Fasern werden eng homogen vermischt und von dem Ausgang 24 entweder zu einer anderen Vorbehandlungsmaschine, nicht dargestellt, oder zu der Vliesmaschine befördert.
Die Fasern und Federn laufen durch Ansaugung von einer Maschine zur anderen, und der Ansaugabfall wird in den Kreislauf von der Leitung 21 wieder eingeführt und recycelt.
6 veranschaulicht in Form eines einfachen Funktionsschemas die Behandlung und das Ausbilden des Faser-Feder-Gemischs, um zu dem erfindungsgemäßen Produkt zu gelangen, das heißt einer Bahn, die gehandhabt und zum Beispiel in Form einer Rolle verpackt werden kann.
Das Faser-Feder-Gemisch kommt von dem Ausgang 24 der Vorbehandlungsmaschine 20 und wird in eine Zwischenzelle 25 gegeben. Diese Zelle 25 ist über einer Matte 26 angeordnet, die eine Schicht des Gemischs aus Fasern und Federn empfängt. Diese Schicht wird in Form einer Bahn 27 abgelegt. Ein kontinuierliches Wiegesystem mit einer Waage 28, die auf dem oberen Strang der Matte 26 angeordnet ist, erlaubt das Einstellen der Stärke der Bahn 27. Die Zelle 25 kann eine bewegliche Wand 29 in Form einer einstellbaren Klappe aufweisen, um den Durchsatz des Gemischs zu ändern, das heißt die Menge an Fasern und Federn, die auf der Matte 26 abgelegt wird.
Die Zelle 25 dient auf der Skizze der 6 als Vliesmaschine. Die eigentliche Vliesmaschine wird weiter unten, 7, beschrieben.
Nach der Zelle 25, die als Vliesmaschine dient, findet man die Wärmebehandlungsanlage des Feder-Faser-Gemischs, das in Form einer Bahn auf der Matte 26 abgelegt wird.
Die Wärmebehandlungsanlage weist zuerst einen Einschluss 30 zum Erhitzen und dann einen Einschluss 31 zum Abkühlen auf.
Der Einschluss 30 zum Erhitzen des Gemischs erlaubt es, die Kerntemperatur auf einen ausreichenden Wert zu bringen, um das Erweichen, das Schmelzen und das Schweißen der Strukturfasern 2 auf dem Niveau aller ihrer Berührungspunkte untereinander zu erzielen.
Das Erhitzen erfolgt zum Beispiel durch eine Heißluftzirkulation in dem Einschluss 30. Das Faser-Feder-Gemisch zirkuliert in dem Einschluss 30 mit einer an das gewünschte Ergebnis angepassten Geschwindigkeit.
Der Einschluss 31 zum Abkühlen erlaubt es, die Schweißstellen der Strukturfasern 2 zu verfestigen und eventuell die Klebepunkte zwischen diesen Letzteren und den ergänzenden Fasern, wie zum Beispiel den Volumenfasern 6.
Das Abkühlen erfolgt zum Beispiel durch eine Frischluftzirkulation.
Immer noch in 6 erkennt man Mittel, die es erlauben, eine einfache Beschichtung auf der frisch geformten Bahn 27 anzubringen oder sie vor ihrer Wärmebehandlung zu umhüllen.
Eine Sprühdüse 32 erlaubt zum Beispiel das Ablegen auf der Oberfläche eines Produkts, das eine oberflächliche Beschichtung in Folienform oder Form eines dünnen Films zum Kleben formt.
Diese Beschichtung kann auch aus einem Material des Typs Vlies oder aus einer Folie bestehen, die auf einer Rolle 33 gelagert wird, um auf der Bahn 27 stromabwärts der Zelle 25 abgelagert zu werden. Eine weitere Rolle 34 stromaufwärts dieser Letzteren kann diese gleiche Be schichtung unter der Bahn zwischen dieser Letzteren und der Matte 26 platzieren.
Indem man eine Wärmeschmelzbeschichtung verwendet, kann sich diese bei der Wärmebehandlung an die Strukturfasern 2 kleben oder schweißen.
Am Ausgang des Einschlusses 32 bildet die Bahn 27 ein echtes fabriksmäßiges Produkt, das in Form einer Rolle verpackt werden kann, die dann leichter verarbeitet werden kann als lose Federn.
7 stellt, immer noch schematisch, aber ausführlicher, eine Vliesmaschine 35 dar, die vom Ausgang 24 der Vorbehandlungsmaschine 20 das Faser- und Feder-Gemisch erhält.
Dieses Faser-Feder-Gemisch wird durch Ansaugung in einen Bunker 36, der zu der Vliesmaschine gehört, befördert und versandt. Dieser Bunker 36 trägt an seinem unteren Ende ein Paar Rotoren 37, die als Extraktoren dienen, auf die ein Rotor 38 folgt, der das Gemisch auf eine Fördermatte 39 schleudert, die sich im unteren Teil der Vliesmaschine befindet.
Diese Fördermatte 39, die horizontal ist, versorgt eine zweite Fördermatte 40, die eine Art Hubmatte versehen mit Anhängorganen bildet, um die Fasern und Federn zu der eigentlichen Vliesmaschine, die unten ausführlich beschrieben ist, mitzunehmen.
Diese Hubmatte 40 ist in ihrem oberen Teil mit einem Rotor 41 verbunden, der die von der Matte mitgenommene Schicht abgleicht und die Fasern und Federn im Inneren des Kastens 42 der Vliesmaschine recycelt, das heißt in dem Teil, der sich über der Versorgungsfördermatte 39 befindet.
Die Hubmatte 40 befördert die Federn und Fasern in die eigentliche Vliesmaschine, die einen volumetrischen Gang 44 aufweist, der aus zwei vertikalen und parallelen Platten 45, 46 besteht, die gegenüberliegend angeordnet sind; eine dieser Wände vibriert, und die andere befindet sich in einer einstellbaren Entfernung zu der ersten. Die Fasern und Federn verdichten sich in dem Gang 44, und dieses Gemisch organisiert sich in Form einer Bahn.
Dieses Gemisch in Bahnform läuft dann einfach schwerkraftbedingt weiter und präsentiert sich an einer Antriebs- und Verdichtungseinheit, die aus zwei Paaren Walzen 47 und 48 besteht. Die Walzen 47 und 48 treiben das Gemisch zu einer Matte 49, wobei die Matte 49 eine zweite Vliesmaschine, Pneumatikvliesmaschine 50 genannt, versorgt.
Diese Pneumatikvliesmaschine 50 weist am Ende der Fördermatte 49 eine Drucktrommel 51 auf, auf die ein Paar Antriebsrollenpaare 52 und 53 folgt, die einen Zylinder 54 versorgen. Dieser Zylinder 54 erlaubt das Neukalibrieren der Bahn, die von der ersten Vliesmaschine kommt. Er funktioniert mit einer Geschwindigkeit, die in Abhängigkeit von der Vorlaufgeschwindigkeit der Fördermatte 49 eingestellt wird.
Der Zylinder 54 nimmt die Bahn auf einer perforierten Matte 55 mit, die die Form eines Endlosbands hat, das um ein Ansaugsystem 56 dreht. Die Bahn wird daher auf den aktiven Strang 57 der perforierten Matte 55 gedrückt und wird außerdem mittels eines Zylinders 58, der sich stromabwärts der Ansaugzone über dem aktiven Strang 57 befindet, kalibriert.
Die Ansaugvorrichtung 56 erlaubt es, ein Rühren des Gemischs und Begünstigen der Zerstreuung der Fasern, insbesondere der Strukturfasern 2, in der Stärke der Bahn zu verursachen.
Diese ungeordnete Verteilung der Strukturfasern bewirkt, dass dem Endprodukt eine Dehnungsfestigkeit verliehen wird, die ungeachtet der Richtung der Last, die an dieses angelegt wird, vergleichbar ist.
Am Ausgang der Pneumatikvliesmaschine 50 wird die Bahn mittels einer Fördermatte 59 in die Wärmebehandlungsausstattung 60 eingeführt.
Diese Ausstattung 60 weist zwei Fördermatten auf, die sich vom Eingang zum Ausgang erstrecken: – eine untere Endlosfördermatte 61 und – eine obere Endlosfördermatte 62. Die Bahn wird zwischen diesen zwei Matten geführt, die es erlauben, das Gemisch zu komprimieren und während des gesamten Behandlungsvorgangs, der zuerst mit Heißluft erfolgt, um die Bahn auf die geeignete Temperatur zu bringen, dann mit Kaltluft, anzutreiben.
Die Ausstattung weist daher zwei Zonen auf: eine Zone 63, die sich von dem Eingang für den Temperaturanstieg erstreckt, gefolgt von einer Zone 64 zum Abkühlen der Bahn.
Die Geschwindigkeit der Bahn in dem Ofen kann zum Beispiel zwei m/Min. betragen, und die Gesamtbehandlungsdauer liegt in der Größenordnung von etwa zwei bis drei Minuten.
Die Wärmebehandlungsdauer wird in Abhängigkeit von der Stärke der Bahn erstellt, um eine homogene und ausreichende Temperatur im Herzen des Gemischs zu erzielen, so dass ein Erweichen der Hüllen 4 der Strukturfasern 2 verursacht wird, dann ein Schmelzen und Schweißen an jedem Berührungspunkt zwischen den Fasern 2, mit Verfestigen dieser Berührungspunkte im Laufe des Abkühlens.
Die Temperatur in der Zone 63 wird in Abhängigkeit von den Merkmalen der Strukturfasern 2 ausgewählt; sie ist zum Beispiel in der Größenordnung von 140°C.
Am Ausgang der Ausstattung 60 wird die Bahn in Form einer Rolle 65 verpackt oder mittels einer Klinge 66 geschnitten und in Form von Platten 67 auf einem Wagen 68 gelagert. Die Breite der Bahn kann, je nach Anlage, in der Größenordnung von 2 m oder, je nach Bedarf, mehr betragen.
Vor ihrem Einführen in den Ofen kann die Bahn auch einem Verkleidungsvorgang unterzogen werden, das heißt, sie kann eine Beschichtung des Vliestyps oder in Form einer Folie oder eines Films erhalten, die/der durch Sprühen, wie oben mit 6 ausführlich beschrieben, aufgebracht wird.
Diese Beschichtung, die zum Beispiel aus Thermoplastmaterial hergestellt wird, kann auch einen Erweichungspunkt in der Nähe dessen von der Hülle 3 der Strukturfasern 2 haben und in diesem Fall an die Strukturfasern bei der Wärmebehandlung der Bahn geschweißt oder geklebt werden.
Um ein gutes Kalibrieren der Bahn zu erzielen, kann man, wie in 8 gezeigt, Scheiben 69 vorsehen, die auf der Fördermatte 59 am Eingang der Wärmebehandlungsausstattung 60 positioniert werden, um die Ränder am Eingang abzuschneiden. Ebenso können Scheibenklingen 70 am Ausgang der Wärmebehandlungsausstattung angeordnet werden, um die Ränder der Bahn erneut zum Kalibrieren ihrer Breite abzuschneiden.
Immer noch in 8 erkennt man Bürsten, die es erlauben, die Endlosfördermatten 61 und 62 zu reinigen.
Eine Bürste 71 wird am Ende der unteren Matte 61 angeordnet, und eine Bürste 72 wird ebenso am Ende der oberen Matte 62 angeordnet.
Der von den Schneidscheiben 69, 70 der Ränder stammende Abfall und der von den Bürsten 71 und 72 wird wieder in den Kreislauf stromaufwärts der Vorbehandlungsmaschine 20 mittels der Leitung 21 wie zuvor angegeben eingeführt.

Claims

Füllprodukt auf Federgrundlage, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem homogenen Gemisch aus Federn und Thermoplastfasern besteht, wobei die Thermoplastfasern verwirrt und miteinander gebunden sind, um eine biegsame und kohärente Struktur in dreidimensionalem Netz, das die Federn zurückhält und einschließt, zu bilden.
Füllprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturfasern (2) des Typs aus zwei Komponenten sind: eine Komponente, die eine Seele (3) aus Material des Typs Polymer mit hohem Erweichungspunkt zum Beispiel über 200°C bildet, und eine dazugehörende Komponente, die eine Hülle (4) bildet, aus einem Material des Typs Polymer, dessen Erweichungstemperatur kleiner ist als die der Seele (3), zum Beispiel zwischen 70 und 180°C, wobei die Hülle es dank einer entsprechenden Wärmebehandlung erlaubt, eine Schweißung dieser Strukturfasern miteinander auf der Ebene jedes ihrer Berührungspunkte auszuführen.
Füllprodukt nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Strukturfasern (2) zwischen 20 und 100 mm liegt, mit einem Titer von zum Beispiel 1 bis 25 dtex.
Füllprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es so genannte Volumenfasern (6) aufweist, die eine Kräuselung aufweisen, wobei die Fasern aus einem Material hergestellt sind, das eine Erweichungstemperatur in der Nähe oder größer als die der Seele (3) der Strukturfasern (2) aufweist.
Füllprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass es Bestandteile in Form von Partikeln und/oder Fasern und/oder Federn aufweist, die, je nach der in Betracht gezogenen Zweckbestimmung, mit besonderen Funktionalitäten versehen sind, die sich aus einer Flammen hemmenden, antibakteriellen, Antimilben-Behandlung etc. ergeben.
Füllprodukt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es Federn in einem Anteil aufweist, der zwischen 10 und 80 Gew.-% liegt, vorzugsweise in der Größenordnung von ca. 30 bis 60%, und dass der Rest aus Strukturfasern (2) und/oder aus einem Gemisch aus Strukturfasern und ergänzenden Fasern (Volumenfasern (6) oder andere Bestandteile) besteht, wobei die Ergänzung der Strukturfasern (2) einen Anteil hat, der in der Größenordnung von 10 bis 100 Gew.-% liegt.
Füllprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es in der Form einer Bahn ausgebildet ist, wobei die Bahn auf der einen oder anderen ihrer Seiten oder auf beiden eine Beschichtung aufweist, die aus einem Material des Typs Vlies oder aus einer Folie besteht, die durch Sprühen hergestellt wird, wobei die Beschichtung, die zum Beispiel aus einem Material des wärmeschmelzbaren Typs hergestellt wird, vor dem Wärmebehandlungsvorgang der Bahn positioniert werden kann, um sich an die Strukturfasern (2) zu schweißen oder zu kleben.
Verfahren zum Erstellen eines Füllprodukts nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Folgenden besteht: – Vorbereiten eines engen und homogenen Gemischs, das Federn und verwirrte freie Fasern aufweist, die aus mindestens so genannten Strukturfasern (2) bestehen, – Ausbilden dieses Gemischs in Form einer Bahn und – Ausführen einer Wärmebehandlung mit Heißluft bei einer geeigneten Temperatur, die aus reicht, um die Strukturfasern (2) überall da zu schweißen, wo sie miteinander in Berührung sind und – allmählich Abkühlen der Bahn und ihrer Struktur vor ihrem Verpacken.
Verfahren zum Erstellen des Füllprodukts nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang des Vorbereitens des Gemischs aus Federn und Fasern zuerst darin besteht, nacheinander auf eine Endlosmatte (22) eine geeignete Menge Fasern und dann Federn abzulegen und dieses Sandwich mindestens einem Bearbeitungsvorgang zu unterziehen, der es erlaubt, Federn und Fasern vor dem Vorgang des Herstellens der Bahn eng und homogen zu vermischen.
Verfahren zum Erstellen des Füllprodukts nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern einem Vorbehandlungsvorgang unterzogen werden, ob es sich nun um Strukturfasern (2) allein oder um eine Einheit handelt, die aus diesen Letzteren und komplementären Fasern besteht, die zum Beispiel aus Volumenfasern (6) oder anderen Bestandteilen, die eine besondere Funktionalität haben, wobei die Fasern und Bestandteile je nach Fall in übereinander liegenden Schichten auf einer Endlosmatte (10) verteilt werden, die ein Sandwich bilden, wobei dieses Sandwich mindestens einem Behandlungsvorgang unterzogen wird.
Verfahren zum Erstellen des Füllprodukts nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, vor dem Wärmebehandlungsvorgang der Bahn die Bahn mittels einer Beschichtung in Form von Vlies zu schützen und einzuhüllen oder mittels einer Folie, die durch Sprühen aufgetragen wird, wobei sich die Beschichtung, die aus Thermoplastmaterial hergestellt wird, durch Wärmeerweichen zum Beispiel mit den Struktur fasern verbinden kann.
Anlage zum Umsetzen des Verfahrens zum Erstellen des Füllprodukts nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zelle oder einen Bunker (23) zum Lagern des Füllmaterials aufweist, das heißt der Federn (1), und mindestens eine Zelle oder Zufuhr (19) von Fasern, die mindestens Strukturfasern (2), die vorbehandelt wurden, enthält, wobei die Zelle (23) und die Zufuhr (19) eingerichtet sind, um auf einer Endlosmatte (22) eine Schicht Fasern und dann eine Schicht Federn abzulegen, wobei die Matte (22) stromaufwärts einer Vorbehandlungsvorrichtung (20) angeordnet ist, die ein enges und homogenes Gemisch herstellt, das aus Federn und freien Fasern besteht, wobei die Anlage nach der Vorbehandlungsvorrichtung (20) aus mindestens einer Vliesmaschine besteht, und hinter dieser Vliesmaschine aus einer Ausstattung zum Ausführen der Wärmebehandlung des Gemischs in Vliesform, das heißt das Durchführen des Schweißvorgangs der Strukturfasern (2) miteinander auf der Ebene jedes ihrer Berührungspunkte.
Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Vorbehandlungsmaschine (9) aufweist, die stromaufwärts der Vorbehandlungsmaschine (20) installiert ist, wobei diese Vorbehandlungsmaschine (9) von einer Endlosmatte (10) versorgt wird, wobei die Endlosmatte unter einer oder mehreren Zellen (12, 13, 14) zirkuliert, in welchen die Fasern gelagert sind, wobei die Fasern in Schichten auf der Matte (10) abgelegt werden.
Anlage nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erste Vliesmaschine (35) des Typs mit senkrechtem Gang gefolgt von einer zweiten Vliesmaschine (50) des Typs mit Druckluft aufweist.
Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel aufweist, um eine Beschichtung auf der Bahn (27) am Ausgang der Vliesmaschine abzulegen, wobei sich die Beschichtung, die zum Beispiel aus Thermoplastmaterial besteht, auf die Strukturfasern (2) kleben oder schweißen kann.