DE69312763T2

DE69312763T2 - Verfahren zum Wellen und zum Verbinden oder thermischen Verbinden von Füllmaterial und dadurch hergestelltes Füllmaterial.

Info

Publication number: DE69312763T2
Application number: DE1993612763
Authority: DE
Inventors: Tien Sheng Chien
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-02-26
Filing date: 1993-02-11
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2013-02-12
Also published as: EP0558205A1; EP0558205B1; DE69312763D1; ES2109431T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wellen von verbundenem Faserfüllstoff, und insbesondere eine daraus hergestellte durch Harz verbundene oder thermisch verbundene Faserfüllstoffstruktur.
Nach dem Stand der Technik gemäß Darstellung in Fig. 1 wird nach Öffnen eines Ballens und Kardieren einer Faser zu einer Bahn A, die Bahn A in die Form kreuzweise verlaufender Laminate A' gebracht, um eine Festigkeit sowohl in Längs- als auch in Querrichtung zu erzeugen. Dieses wird durch aufeinanderfolgende Förderbänder B, C und D erreicht, welche die Bahn A in Querrichtung transportieren. Ein Band E transportiert in Längsrichtung, während sich die Förderbänder C und D unabhängig voneinander in Querrichtung aufeinander zu und voneinander weg bewegen. Nach der Formung des kreuzweise verlaufenden Laminates A' durch kreuzweises Übereinanderlegen wird Harz auf das kreuzweise verlaufende Laminat A' aufgesprüht, wodurch das Laminat A' durchdrungen und verbunden wird. Dieses vorgenannte Verfahren weist jedoch die nachstehenden Nachteile auf:
1. Die Dicke der Bahn A' muß für verschiedene Anwendungen unterschiedlich ausgeführt werden. Die Dicke des Laminates A' hängt von der Anzahl einzelner Bahnen A ab, d.h., die Herstellungsbedingungen bei einer höheren Fördergeschwindigkeit der Förderbänder B, C und D gesteuert werden; bei einer höheren Querbewegungsgeschwindigkeit der Förderbänder C und D; und/oder bei einer niedrigeren Geschwindigkeit des Förderbandes E. Hinsichtlich einer Spezifikation von 500 g/cm² für den verbundenen Faserfüllstoff endet der Überkreuzungswinkel der Laminates A' bei einem kleinem Wert oder sogar nahezu bei Null, wodurch die Querfestigkeit aufrechterhalten bleibt aber gleichzeitig die Längsfestigkeit abnimmt, d.h., die Qualität des Endproduktes ist hinsichtlich der Längsfestigkeit schlechter.
2. Bei Annahme einer Kardierbahn mit 20 g/cm² erfordert beispielsweise ein Endprodukt mit einer Spezifikation von 500 g/cm² 25 Lagen der Bahn, was zu niedriger Produktivität, schlechter Harzdurchdringung und Schwierigkeiten führt, das Zusammenhalten des kreuzweise verlaufenden Laminates A' sicherzustellen.
3. Herkömmlicher durch Harz verbundener Faserfüllstoff zeigt nur in Quer- und Längsrichtung Festigkeit aber es fehlt ihm eine dreidimensionale Festigkeit; weshalb die Endprodukte schlechte Anti-Kompressions-Eigenschaften aufweisen, usw.
Es ist daher das Ziel dieser Erfindung die vorgenannten Nachteile in der in der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform beschriebenen Weise zu mindern und/oder zu vermeiden.
Demzufolge ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zum Wellen von verbundenem Faserfüllstoff bereitzustellen, welches die dreidimensionale Festigkeit und Elastizität des Endproduktes verbessert.
Diese Erfindung versucht ein Verfahren zum Wellen von verbundenem Faserfüllstoff bereitzustellen, welches eine ausgezeichnete Durchdringung mit Harz und heißer Luft mittels einer auf Harz beruhenden Verbindungsvorgang oder thermischen Verbindungsvorgang ermöglicht, und dadurch zu Produkten mit höherer Festigkeit führt.
Diese Erfindung versucht auch eine verbesserte Struktur eines durch Harz verbundenen oder thermisch verbundenen Faserfüllstoffs bereitzustellen, welche einen hohen Widerstand gegen Kompression und hohe Luftdurchlässigkeit für die Verwendung in Steppdecken, Kissen, Polstersitzen, Polstern, Matratzen, Schlafsäcken, Ski-Jacken usw. und als Filtermaterial besitzt.
Ebenso versucht diese Erfindung eine verbesserte Struktur eines durch Harz verbundenen oder thermisch verbundenen Faserfüllstoffs bereitzustellen, welche in verschiedenen Dicken bereitgestellt werden kann, indem die Wellung der Faserbahn gesteuert wird, wodurch gute Antikompressions- und Luftdurchlässigkeitsqualitäten erhalten bleiben.
Die Erfindung wird nun detaillierter nur im Rahmen eines Beispiels in der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Querverlegungsmaschine nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Wellen von durch Harz verbundenem Faserfüllstoff gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Wellen von thermisch verbundenem Faserfüllstoff gemäß der vorliegenden Erfindung, optional mit zwei weiteren an der gewellten Faserbahn anhaftenden Außenbahnen;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer verbesserten Struktur eines durch Harz verbundenen oder thermisch verbundenen Faserfüllstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform in Übereinstimmung mit der Fig. 3;
Fig. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, bei der eine Faserbahn Sägezahn-artig vorliegt; und
Fig. 7 eine Seitenansicht noch einer weiteren Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, bei der die Faserbahn dreieckig gewellt ist.
Nun ist unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, und zuerst auf Fig. 2, eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Implementierung eines Verfahrens zum Wellen von durch Harz verbundenem Faserfüllstoff oder thermisch verbundenem Faserfüllstoff in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Verfahren läuft wie folgt ab.
Ein Faserballens wird zu Beginn geöffnet, kardiert und in eine Faserbahn geformt, welche mit dem Bezugszeichen 40 bezeichnet ist. Die Faserbahn wird in eine Querverlegungsmaschine 10 eingeführt, welche die Faserbahn 40 in abwechselnden Richtungen übereinanderlegt.
Nach dem Verlassen der Querverlegungsmaschine 10 wird die Faserbahn von einer Verstreckungsmaschine 15 verstreckt und dadurch deren Längsrichtungsfestigkeit erhöht. Die Faserbahn 40 wird durch ein Paar parallel beabstandeter Förderbänder oder Walzen 20 weiterbefördert. Die Förderbänder oder Walzen 20 schwenken um eine Achse an ihrem Eintritt gemäß Darstellung durch Pfeile in Fig. 2, so daß dann, wenn die Faserbahn 40 daraus hervortritt, die Schwenkbewegung die Faserbahn 40 an den von der Querverlegungsmaschine 10 erzeugten Lagen fal tet und dadurch eine gewellte Struktur erzeugt, wenn die Faserbahn 40 in eine Förderstrecke 30 eintritt. Die Förderstrecke weist eine Höhe auf, die auf eine vorbestimmte für die Wellungen der Faserbahn 40 gewünschte Höhe eingestellt ist.
An diesem Punkt wird auf die Faserbahn 40 eine erste Außenbahn 1 aufgebracht, welche von einer ersten Walze 70 zugeführt wird, und dann tritt sie in eine Sprühmaschine 50 ein, in welcher Harz auf eine Seite der ersten Außenbahn 1 gesprüht wird. Dann wird die Faserbahn 40 mit der ersten Außenbahn 1 darauf durch einen Ofen 60 erwärmt und getrocknet. Nach dem Verlassen des Ofens 60 wird auf die Faserbahn 40 eine zweite Außenbahn 1 aufgebracht, welche von einer zweiten Walze 70 zugeführt wird, und dann tritt sie in eine Sprühmaschine 80 ein, in welcher Harz auf die zweite Außenbahn 1 ge sprüht wird. Wiederum wird die Faserbahn 40 mit den zwei Außenbahnen 1 darauf durch den Ofen 60 erwärmt und getrocknet. Das Harz haftet gemäß Darstellung in Fig. 5 an den Wellungen 21 an. Die erste und zweite Außenbahn 1 können optional nach dem Passieren der Sprühmaschinen 50 bzw. 80 auf die Faserbahn 40 aufgebracht werden. Alternativ können Produkte, welche keine Sandwichstruktur besitzen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, hergestellt werden, indem der Schritt der Aufbringung der zwei Außenbahnen 1 auf die Faserbahn 40 weggelassen wird.
Fig. 4 stellt eine perspektivische Ansicht des Produktes ohne Sandwichstruktur dar. Die Faserbahn 40 besitzt entlang ihrer drei Richtungsachsen eine Festigkeit, welche die Festigkeit und Elastizität der Gesamtstruktur deutlich erhöht. Ferner ermöglichen die Abstände zwischen den Kontaktstellen 41 und 42, daß das Harz gleichmäßig verteilt wird und die gesamte Struktur durchdringt, was anschließend den Trocknungs und Härtungsvorgang erleichtert.
Anstelle der Zuführung von Harz kann eine Faser mit niedrigem Schmelzpunkt in die normale Faser mit eingemischt werden und verbindet dann nach dem Schmelzvorgang die Wellungen und die normale Faser miteinander. Vor dem Eintritt in den Ofen 60 wird die Bahn 40 optional zwischen ein Paar quer angeordneter Außenbahnen 1 eingebettet, welche von zwei Walzen 70 zugeführt werden. Die Sandwichstruktur tritt in den Ofen 60 ein, wodurch die Außenbahnen 1 mit der Faserbahn 40 verbunden werden.
Gemäß Darstellung in Fig. 5 sind die Wellungen 21 der Faserbahn 21 bevorzugt Akkordeon-artig, wobei deren oberen und unteren Enden im allgemeinen gerundet sind und entsprechende Innen- und Außenabstände zwischen entsprechenden Wellungen 21 und den Außenbahnen 1 ausgebildet sind. Ebenfalls in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können die Wellungen 21 der Faserbahn 40 auch Sägezahn-artig oder dreieckig ausgebildet sein, wie es in Fig. 6 bzw. 7 dargestellt ist.
Insgesamt weist die Struktur der vorliegenden Erfindung ein hohes Maß an Luftdurchlässigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Kompression, und Bauschigkeit auf, und ist für die Verwendung in Steppdecken, Kissen, Polstersitzen, Polstern, Matratzen, Schlafsäcken, Schnee-Kleidung usw. und als Filtermaterial geeignet.
Nachdem die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ihre bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, dürfte es selbstverständlich, daß für den Fachmann auf diesen Gebiet verschiedene Modifikationen nach dem Lesen dieser Beschreibung offensichtlich sein werden. Daher dürfte es selbstverständlich sein, daß die hierin offenbarte Erfindung derartigen Modifikationen mit abdecken soll, sofern sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer gewellten, thermisch verbundenen Faserfüllstoffstruktur mit den Schritten:

(a) Hinzufügen einer Faser mit niedrigem Schmelzpunkt zu anderen Fasern;

(b) Öffnen und Kardieren eines Faserballens des Schrittes (a) zum Herstellen ein Faserbahn (40);

(c) Übereinanderlegen der Faserbahn in abwechselnden Richtungen zum Herstellen abwechselnder Lagen;

(d) Verstrecken der Faserbahn in der Art, daß die Längsrichtungsfestigkeit erhöht wird;

(e) Falten der Faserbahn bei den abwechselnden Lagen zum Herstellen von Wellungen (21); und

(f) Unterwerfen der Bahn unter Bedingungen der Art, daß die Faser mit dem niedrigen Schmelzpunkt die Wellungen (21) verbindet und aufrechterhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Schritt nach dem Schritt (e) zum Aufbringen einer querverlaufend angeordneten Außenbahn (1) oder eines Paares von Außenbahnen (1), welche die Faserbahn (40) einschließen.

3. Gewellte, thermisch verbundene Faserfüllstoffstruktur, erhältlich durch das in Anspruch 1 oder Anspruch 2 beschriebene Verfahren, wobei die Wellungen (21) Akkordeonartig, Sägezahn-artig oder von dreieckiger Zick-Zack-Form sind.