FI84467C

FI84467C - Polyesterfiberfyllning och foerfarande foer dess framstaellning.

Info

Publication number: FI84467C
Application number: FI862016A
Authority: FI
Inventors: Ilan Marcus
Original assignee: Du Pont
Priority date: 1985-05-15
Filing date: 1986-05-14
Publication date: 1991-12-10
Also published as: FI84467B; US4783364A; PT82582B; NO861918L; DK170065B1; DE203469T1; KR860009171A; EP0203469B1; FI862016A; DK223386D0; JPH0379465B2; AU581758B2; DK223386A; NO167969B; ES554988A0; FI862016A0; ES8708255A1; CA1250415A; AU5744686A; ATE84496T1

Description

1 84467

Polyesterikuitutäyte ja menetelmä sen valmistami-seksi Tämä keksintö koskee polyesterikuitua olevan täyte-5 materiaalin, jotka yleensä kutsutaan polyesterikuitutäyt-teeksi, ja siihen liittyviä parannuksia, erityisesti poly-esterikuitutäytteen saattamista muotoon, joka on kuohkeutettavissa uudelleen.

Polyesterikuitutäytteestä on tullut suosittu halpana 10 materiaalina tyynyihin, muihin vuodevaatteisiin, kuten peitteisiin ja makuupusseihin, vaatteisiin ja huonekalujen tyynyihin, ja sitä käytetään kaupallisesti suuria määriä. Kuitutäyte valmistetaan yleensä tapulimuodossa olevista, vaihtelevan pituisista poly(eteenitereftalaatti)kuiduista.

15 Joskus käytetään kiinteiden kuitujen sijasta ontelokuituja, ja silikoni liukastusaineen käyttö on parantunut liukkautta ja esteettisiä ominaisuuksia. Jotkut kuluttajat pitävät kuitenkin edelleen untuvaa ja untuvan ja höyhenten seoksia parempina joihinkin tarkoituksiin näiden materiaalien 20 esteettisten ominaisuuksien vuoksi. Tästedes käytämme yleisnimitystä "untuva", vaikka kaupallisesti käytännössä käytetään ja suositaan untuvan ja höyhenten seoksia. Pääasiallinen käytännön ja esteettinen etu tähän asti tunnnet-tuihin synteettisiin materiaaleihin nähden on ollut se, että 25 untuva on kuohkeutettavissa uudelleen. Tämä tarkoittaa sitä, että tiivistynyttä untuvaa sisältävä peite voidaan palauttaa nopeasti alkuperäiseen pehmeään, kuohkeaan tilaansa yksinkertaisesti ravistelemalla ja pöyhimällä. Tämä pätee untuvapeitteille pitkänkin käytön jälkeen (edellyttäen, 30 ettei vesi ole vahingoittanut untuvaa). Tyynyissä voi puhdas untuvakin tiivistyä pitkän käytön jälkeen, niin että yleensä käytetään mieluummin untuvan ja höyhenten seoksia. Käytön aikana kaikkiin tähän asti tunnettuihin synteettisiin korvikkeisiin muodostuu, päin vastoin kuin untuvaan, vakavia 35 vikoja, kuten kuitutäytteen vanuttuminen, joka johtaa hyvin 2 84467 paakkuiseen esineeseen, tai vähäisempää kuitutäytteen paakkuuntumista, joka ilmenee epäyhtenäisyytenä ja pehmeyden vähenemisenä pitkässä käytössä. Toiveiden kohteena on ollut pestävissä oleva tuote, joka voidaan toistuvasti 5 kuohkeuttaa uudelleen ravistelemalla ja pöyhimällä.

Koska pestävissä olevan, untuvaa muistuttavan korvikkeen aikaansaaminen on kaupallisesti toivottavaa, on untuvaa ja höyheniä ja niiden rakennetta tutkittu paljon. On yritetty simuloida untuvan ja höyhenten ominaisuuk-10 siä ja rakennetta käyttämällä sellaisissa muodoissa olevia polyesterikuitutäytekorvikkeita, joita on kutsuttu vaihtelevasti hiutaleiksi (esimerkiksi US-patenttijulkaisut 4 259 400 ja 5320 166), silmukoiksi (esimerkiksi GB-patent-tijulkaisu 2 050 818) ja "tupsuiksi" (pom poms) (esimer-15 kiksi US-patenttijulkaisu 4 418 103). Näihin yrityksiin on sisältynyt useita ehdotuksia untuvien korvikkeiden tuottamiseksi muuttamalla polyesterikuitutäyte pallomaisiksi kappaleiksi.

Miller (US-patenttijulkaisu 3 892 909) kuvaa usean 20 muotoisia kokoonpanoja, joihin kuuluvat suurin piirtein lieriömäiset tai pallomaiset ja höyhenmäiset, synteettisistä kuiduista valmistetut kappaleet, joilla pyritään simuloimaan untuvaa. Miller ei kuvaa koneita näiden kappaleiden valmistamiseksi. Millerin menetelmässä käsitellään 25 köysi tai muu kuitukimppu sideaineella, leikataan käsitelty köysi tapulin muodostamiseksi, muotoillaan halutun muotoiset kappaleet ja kuivataan ne sideaineen kovettami-seksi ja kappaleen halutun muodon säilyttämiseksi sitä kautta. Vaikka Miller pitää välttämättömänä sideaineen 30 käyttöä, heikentää se väistämättä tuotteen pehmeyttä, ja niinpä olisi toivottavaa pysyä välttämään sideaineen käyttöä tähän tarkoitukseen. Nishiumi et. ai. (US-patentti-julkaisu 4 065 599) kuvaa pallomaisia kappaleita, joita koostuvat vähintään 0,2 m:n pituisista kuiduista, jotka 35 on samoin kiinnitetty toisiinsa kosketuskohdistaan käyt- 3 84467 tämällä liimaa tai termoplastista polymeeriä, jolla on alhainen sulamispiste, Nishiumin mukaan kukin pallomainen kappale valmistetaan erikseen suihkuttamalla kuidut huokoiseen astiaan ja pyörittämällä ja leikkaamalla kuituja 5 siinä epäkeskisten kaasuvirtojen avulla ja kovettamalla ja kiinnittämällä sitten kuidut. Werthaiser et ai. (US-patent-tijulkaisu 4 144 294) kuvaavat menetelmää garnetoiduista polyesterikuiduista koostuvien levymäisten kappaleiden muuttamiseksi pyöristetyiksi kappaleiksi. Nämä garnetoidut levyt 10 on suihkutettu hartsilla kuitujen liittämiseksi toisiinsa kosketuskohdistaan. Paloja voidaan sekoittaa, pyörittää ja pöyhiä pyöristettyjen kappaleiden muodostuksen edistämiseksi. Maruse Kogyo (GB-patenttijulkaisu 2 065 728) ei mainitse untuvaa, mutta kuvaa synteettisistä kuiduista koos-15 tuvien pallojen muodossa olevaa täytettä, jossa pallot ovat kiharrettuja hahtuvia ja toisiinsa yhteen kietoutuneita. Marusen menetelmässä raakakuitu avataan, puhalletaan avattu kuitu kiertävien putkien läpi, jotka on valmistettu eristemateriaalista, kuidun varaamiseksi sähköisesti ja sen 20 muotoilemiseksi sitä kautta palloiksi, ja suihkutetaan sitten palloille hartsisideainetta. Näihin aiemmin tunnettuihin menetelmiin liittyy siis sideaineen käyttö kuitujen kiinnittämiseksi pallomaiseen muotoonsa. Tämä sideaineen käyttö ja sen seurauksena oleva kuitujen liikkumisvapauden 25 puuttuminen ei ole toivottavaa untuvaa muistuttavalle korvikkeelle seurauksena olevan pehmeyden huomattavan heikentymisen takia.

On olemassa kilpaileva tuote (josta käytetään nimitystä "38K"), joka koostuu pienestä määrästä litteitä 30 kiekkoja, jotka on sekoitettu pitkähköihin lieriömäisiin kappaleisiin (joita kutsutaan tässä "hänniksi"). Tämän tuotteen sisältämät polyesterikuidut on kiharrettu kierteisesti. Sideainetta ei ole läsnä. 38K on parannus joihinkin löyhiin kuitutäytemuotoihin nähden uudelleenkuohkeu-35 tettavuuden suhteen, mutta ei ole untuvan kanssa vertailukelpoista, koska 38K paakkuuntuu pitkäaikaiskäytössä.

4 84467

Mikään synteettinen tuote ei siis tähän asti ole tarjonnut todellista vaihtoehtoa untuvalle, joka on merkittävästi parempaa uudelleenkuohkeutettavuuden suhteen. Siksi olisi toivottavaa saada aikaan polyesterikuitutäyte, 5 joka olisi kuohkeutettavissa uudelleen (kuten untuva), pestävissä oleva (toisin kuin untuva) ja halvempaa kuin untuva.

Tämän keksinnön mukaisesti tarjotaan käytettäväksi uudelleenkuohkeutettavissa olevia kuitupalloja, joiden kes-10 kilämpötila on 1-15 mm, jotka koostuvat pääasiassa sattumanvaraisesti järjestäyneistä, toisiinsa takertuneista, kierteisesti kiharretuista polyesterikuiduista, jotka on leikattu noin 10 - 60 mm:n mittaisiksi; ja joiden tässä määritetty koheesioarvo alle 6 N (newtonia), 15 edullisesti korkeintaan noin 4,5 N ja erityisesti korkeintaan noin 3 N. Edullisesti vähintään 50 paino-%:lla palloista on sellainen halkileikkaus, että suurin mitta on korkeintaan kaksinkertainen pienimpään mittaan nähden.

Tämä keksintö tarjoaa käytettäväksi myös menetelmän 20 luonteeltaan uudelleenkuohkeutettavissa olevan polyesteri-kuitutäytteen valmistamiseksi, jossa menetelmässä kierteisesti kiharretusta polyesterikuituvanusta koostuvia ‘ pieniä hahtuvia singotaan toistuvasti ilman avulla astian

seinää vasten, jolloin saadaan kuitupallokokoonpano, jonka 2 S

määritelmän mukainen koheesioarvo on alle 6 N, edullisesti korkeintaan noin 4,5 N ja erityisesti korkeintaan noin 3N.

Kuten jäljempänä kuvataan, ei ole olemassa objektiivista mittaa uudelleenkuohkeutettavuudelle. Uudelleen- kuohkeutettavuus on siksi arvioitu vain subsjektiivisesti, 30 ja koheesion kvantitatiivista mittaamista on käytetty keksinnön mukaisten kuitupallojen uudelleenkuohkeutettavuuden mittaamiseksi epäsuorasti.

5 84467

Kuvio 1 on hieman suurennettu (1,5 x) valokuva keksinnön mukaisesta tuotteesta.

Kuvio 2 on enemmän suurennettu (21 x) valokuva keksinnön mukaisesta tuotteesta.

5 Kuvio 3 on hieman suurennettu (1,5 x) valokuva kilpailevasta tuotteesta 38K.

Kuvio 4 on enemmän suurennettu (21 x) valokuva kilpailevasta tuotteesta 38K.

Kuviot 5 ja 6 ovat kaaviokuvia tämän keksinnön mukaili) sen tuotteen valmistamiseen käytettävän koneen halki leik kauksista.

Kuvio 7 on käyrä, joka kuvaa joidenkin kuitutäyte-tuotteiden koheesion ja tällaisia tuotteita sisältävien tyynyjen uudelleenkuohkeutettavuuden välistä riippuvuutta.

15 Keksinnön mukaisten kuitupallojen luonne on nähtä vissä liitteenä olevien piirrosten kuvioista 1 ja 2, ja sitä voidaan verrata kuvioiden 3 ja 4 esittämään aiemmin tunnettuun tuotteeseen; kaikki kuviot ovat jonkin verran suurennettuja valokuvia, ja niitä varten on palloja jonkin 20 verran erotettu toisistaan tarkastelun helpottamiseksi.

Vähän suurennetussa (1,5 x) valokuvassa (kuvio 1) on niin paljon palloja, että pallojen vallitseva osuus häntiin nähden on havaittavissa. Enemmän suurennetusta valokuvasta (21 x) (kuvio 2) voidaan havaita, että pallot eivät ole 25 merkittävästi karvaisia ja niillä on sattumanvarainen rakenne, joka on itse asiassa kolmiulotteinen. Tämä on nähtävissä selvemmin vertaamalla kuvioissa 3 ja 4 oleviin suurin piirtein samanlaisiin suurennoksiin kilpailevasta tuotteesta 38K. Kuviossa 4 näkyy paljon enemmän kappaleiden 30 pinnoista kohoavia karvoja, ja tämä on osasyynä 38K:n suurempaan koheesion ja heikkoon uudelleenkuohkeutettavuu-teen. Kuitujen yhdensuuntaisuus on myös merkittävästi suurempi 38K:ssa, ts. rakenne on vähemmän sattumanvarainen. Vaikka ensi katsomalla voidaan nähdä joitakin yhtäläisyyk-35 siä kuvioissa 1 ja 3 esitettyjen kierteisesti kiharretusta 6 84467 kuitutäytteestä koostuvien kappaleiden välillä, lähempi tarkastelu vahvistaa sen, että kuvion 3 kappaleet ovat karvaisempia ja sisältävät enemmän häntiä ja vähemmän halki leikkaukseltaan pyöreitä kappaleita, jotka molemmat piir-5 teet suurentavat koheesiota ja heikentävät uudelleenkuoh-keutettavuutta. Seikka, joka ehkä ei ole niin helposti määritettävissä kaksiulotteisesta valokuvasta mutta joka havaitaan itse kappaleita tarkastelemalla, on se, että kappaleet, jotka näyttävät pyöreiltä kuvioissa 3 ja 4, 10 ovat itse asiassa litistyneitä kiekkoja ja aivan erilaisia kuin kuvioiden 1 ja 2 esittämät keksinnön mukaiset kolmiulotteiset pallot.

Kiekkojen 38K ja keksinnön mukaisten kuitupallojen halki leikkausten keskimääräiset mitat ovat yleisesti yhtä 15 suuret, vaikka 38K sisältääkin merkittävän määrän pitkähköjä häntiä, minkä uskotaan olevan vakava epäkohta, koska otaksutaan, että keskimitta alle 15 mm on tärkeä estettis-ten ominaisuuksien kannalta. Suuremmat pallot ovat yleensä selvästi tunnettavia, ja tämä on monien aiempien ehdotus-20 ten haittapuoli.

Oleellisena tekijänä tässä keksinnössä on kierteisesti kiharretun kuitutäytteen, ts. kuitujen, joilla on merkittävää kolmiulotteista kiharuutta, käyttö. Tällaisen kierteisen kiharuuden aikaansaaminen on sinänsä hyvin tun-25 nettua muihin tarkoituksiin käytettynä. Tämä voidaan tehdä taloudellisesti karkaisemalla epäsymmetrisellä suihkulla juuri suulakepuristetut polyesterifilamentit, esimerkiksi tavalla, jota Kilian (US-patenttijulkaisut 3 050 821 ja 3 118 012) kuvaa erityisesti kuiduille, joiden denieriluku 30 suoraksi vedettynä on noin 1-10, soveltuvaksi. Kierteisen kiharuuden uskotaan johtuvan kiderakenteen eroista kuitujen poikkileikkauspinnan eri osissa, joka saa aikaan erilaisen kutistumisen, niin että kuidut kihartuvat kierteisesti sopivan lämpökäsittelyn jälkeen. Kiharuuden ei tarvitse olla 35 säännöllistä ja se itse asiassa onkin usein sangen epäsään- 7 84467 nöllistä, mutta se on kolmiulotteista ja siitä syystä sitä kutsutaan kierteiseksi kiharuudeksi sen erottamiseksi kaksiulotteisesta kiharuudesta, joka saadaan aikaan mekaanisin välinein. Karkaisu epäsymmetrisellä suihkulla on edullinen 5 menetelmä, ja sitä käytettiin useimpien kuitupallojen valmistukseen tässä esitettävissä esimerkeissä. Vaihtoehtoinen tapa saada aikaan kierteinen kiharuus on varmistaa kaksikom-ponenttifilamentteja, joita joskus kutsutaan konjugaattifi-lamenteiksi, joissa komponentit kutistuvat eri tavalla läm-10 pökäsittelyssä ja tulevat siten kierteisesti kihartuneiksi.

Kaksikomponenttikuidut ovat yleensä kalliimpia, mutta voivat olla edullisia joihinkin käyttötarkoituksiin, erityisesti silloin kun halutaan käyttää kuitutäytettä, jossa denieri-luku on suhteellisen suuri, jollainen kuitu on vaikeampi 15 kihartaa riittävästi menetelmällä, jossa tehdään karkaisu epäsymmertrisellä suihkulla. Kaksikomponenttisiä polyesteri-filamenttejä kuvaavat esimerkiksi Evan et ai. (US-patentti-julkaisu 3 671 379). Erityisen hyviä tuloksia on saavutettu käyttämällä kaksikomponenttipolyesterikuitutäytettä, jota 20 myy Unitika Ltd. nimellä H38X ja johon viitataan jäljempänä esimerkissä Illb. Ei luonnollisestikaan ole pakko käyttää pelkästään polyesterikomponentteja, varsinkaan kaksikompo-nenttifilamenttien ollessa kyseessä. Voidaan valita hyvän kierteisen kiharuuden aikaansaannin kannalta soveltuva poly-25 amidi-polyesterikaksikomponenttifilamentti.

Kierteinen kiharuus on oleellinen tekijä; muuten kuitutäytetapulikuidut voivat olla kiinteitä tai ontelokui-tuja, poikkileikkaukseltaan pyöreitä tai muun muotoisia ja muuten alan kirjallisuudessa aiemmin kuvatun kaltaisia halut-30 tujen esteettisten ominaisuuksien ja saatavissa olevien materiaalien mukaan.

Kuitutäyte tulee kihartaa kierteisesti, jotta kuitupallojen tekeminen tulisi mahdolliseksi. Niinpä valmistetaan asymmetrisellä suihkulla karkaistuista polyesteri-35 filamenteista koostuva köysi sulakehräämällä ja keräämällä 8 84467 kehrätyt filamentit yhteen. Sitten köysi vedetään, käsitellään edullisesti liukastusaineella, vapautetaan jännityksestä, leikataan tavanomaisella tavalla tapulikuiduiksi ja relaksoidaan uudelleen leikkauksen jälkeen kuitujen epä-5 symmetrisen luonteen lisäämiseksi. Tämä luonne on tarpeen, jotta kuidut kihartuisivat ja muodostaisivat halutun kaltaisia kuitupalloja, jotka ovat mahdollisimman vähäkarvaisia. Mekaaninen kiharrus, kuten sullomiskammiomenetelmä, ei ole toivottava, koska soveltumaton lämpökäsittely voi tuhota 10 toivotun kierteisen kiharuuden eikä tällaisesta mekaanisesti kiharretusta kuitutäytteestä muodostuisi halutun kaltaisia kuitupalloja. Tällainen mekaaninen kiharrus ei ole vaihtoehto kierteiselle kiharrukselle, koska mekaanisella kihar-ruksella saadaan kaksiulotteinen kiharrus, jolla ei saada 15 aikaan haluttuja kuitupalloja. Olmemme kuitenkin havainneet, että kuitutäytteen käsittelyä voidaan helpottaa, jos fila-menttiköyttä jossain määrin kiharretaan mekaanisesti asianmukaisella lämpökäsittelyllä, jolloin lopullisessa kuitutäyt-teessä on mekaanisesti tehdyn kiharuuden ja kierteisen kiha-20 ruuden yhdistelmä.

Polyesterikuitutäytettä, kuten muitakin tapulikui-tuja, on yleensä kuljetettu puristetuissa paaleissa, jotka tavallisesti käsitellään ensin avaajassa yksittäisten kuitujen erottamiseksi jossain määrin ennen niiden käsittele-25 mistä edelleen esimerkiksi karstalla, jos halutaan yhdensuuntaisista kuiduista koostuvaa mattoa. Tämän keksinnön mukaisten tuotteiden valmistamiseksi ei ole tarpeen, eikä yleensä toivottavaa, yhdensuuntaistaa kuituja täydellisesti, mutta on toivottavaa avata ja erottaa kuidut erillisiksi 30 hahtuviksi ennen niiden käsittelyä kuitupalloiksi jäljempä nä kuvattavalla tavalla.

Kuitupal lot muodostetaan sinkoamalla ilman avulla pieniä kuitutäytehahtuvia (joissa kuidut ovat kieteisesti kiharrettuja) toistuvasti astian seiniä vasten kappaleiden 35 tiivistämiseksi ja pyöristämiseksi. Mitä pidempi käsittely 9 84467 on, sitä tihempiä tuloksena olevat pallot yleensä ovat. Otaksutaan, että kappaleisiin kohdistuvat toistuvat iskut saavat aikaan yksittäisten kuitujen kietoutumisen edelleen toisiinsa ja lukkiutumisen yhteen kierteisen kiharuuden 5 ansiosta. Jotta saataisiin aikaan uudelleenkuohkeutetta-vissa oleva tuote, on kuitenkin myös välttämätöntä vähentää pallojen karvaisuutta, koska mahdollisten ulkonevien kuitujen kierteinen kiharuus suurentaa koheesiota ja heikentää uudelleenkuohkeutettavuutta. Tätä koheesiota voidaan 10 kuitenkin jossain määrin pienentää myös liukastusaineen, edullisesti silikoni liukasteen esimerkiksi US-patentti-julkaisussa 3 454 422 kuvatun, perinpohjaisella jakautta-misella kuitupallojen välisen luistavuuden lisäämiseksi. Soveltuvat pitoisuudet ovat yleensä olleet 0,15 - 0,5 %, 15 edullisesti 0,3 - 0,4 % Si:tä (röntgenfluoresenssilla mitattuna) kuidun massasta, mutta tämä riippuu materiaalista ja siitä, kuinka se levitetään. Tehokkaampien liukastusai-neiden käytön ansiosta voidaan nyt käyttää pienempiä määriä, esimerkiksi noin 0,1 % Siitä, halutun alhaisen koheesio-20 arvon saavuttamiseksi. Liukastusaine heikentää myös esteettisiä ominaisuuksia. Pyöristyksen määrä ja liukastusaineen käyttö voidaan säätää haluttujen esteettisten ominaisuuksien mukaan.

Pyöritys ilman avulla on tehty tyydyttävällä tavalla 25 muunnetulla koneella, joka on perustunut Lorch-koneeseen, joka on kaupallisesti saatavissa mutta vaatii uudelleensuunnittelua ja -rakentamista tämän keksinnön tarkoituksia varten.

Alkuperäinen kone oli Lorch-irroitin/sekoitin 30 M/L7, jota myy Lorch AG, Esslingen, Saksa ja jota käytetään normaalisti höyhenten sekoittamiseen untuvaan ja/tai synteettiseen kuituun. Tässä koneessa on paikallaan oleva lieriömäinen rumpu, jonka pituus on noin 1,3 m ja halkaisija noin 1,1 m ja joka on asetettu siten, että pituusakseli 35 on vaakasuorassa. Pituussuuntainen keskiakseli, jossa on 10 84467 muovisia sekoitusteriä, pyörii nopeudella 250 - 350 min ^ ja sekoittaa sisältöä, samalla kun ilmaa ja sekoitettavia materiaaleja kierrätetään poistamalla niitä kummassakin pyöreässä päässä olevien ulosmenoaukkojen kautta ja syöttä-5 mällä ne takaisin lieriöseinän läpi pituusakselin keskikohdalla olevista aukoista. Tämän keksinnön mukaisten kuitupallojen valmistamista varten tämä Lorch M/L7 -irrotin/-sekoitin muutettiin rakenteeltaan suurin piirtein kokonaan uudenlaiseksi ja koottiin uudelleen sillä tavalla, että ak-10 selin suurin pyörimisnopeus saatiin suuremmaksi, noin 1 000 min \ ja akseli varustettiin jousiterässekoitus-terillä, niin että kone kestää syntyvät suuremmat jännitykset ja vältetään karheat kohdat, ulkonemat ja epäjatkuvuuskohdat, jotka vanuttaisivat kuitutäytettä.

15 Muunnettua konetta ja sen käyttöä kuvataan liitteenä olevien piirrosten kuvioissa 5 ja 6. Koneen runkona on vaakasuora paikallaan oleva lieriömäinen rumpu 1, jossa on pyörivä keskiakseli 1, jota käyttää moottori 3 ja joka on varustettu säteittäisillä sekoitinterillä 4, jotka eivät 20 ulotu rummun seinämään asti. Rummun sisältöä kierrätetään poistamalla sitä kummassakin päässä olevien ulosmenoaukkojen 16 ja 18 kautta putkeen 10 ja puhaltamalla se takaisin rumpuun sisääntuloaukon 12 kautta puhaltimen 9 avulla.

Ennen kuitutäytteen lähtöaineen syöttämistä moottori käyn-25 nistetään akselin ja sekoitusterien pyörittämiseksi suhteellisen pienellä nopeudella. Puhallin 9 käynnistetään kuitutäytteen ottamiseksi lähtöainevarastosta. Kun rumpuun on panostettu riittävästi kuitutäytettä, suljetaan kuitutäytteen syöttö, ja kuitutäytettä kierrätetään jatkuvasti.

30 Koneen optimitoiminta voidaan määrittää empiirisesti, sillä tämä riippuu lähtöainekuituvanun tilasta ja halutusta tuotteesta. Jos lähtöainekuitutäyte on valmiiksi riittävällä tavalla erotettua erillisiksi pieniksi hahtuviksi, jotka vaativat vain uudelleenmuotoilua ja tiivistämistä, akselia 35 voidaan pyörittää suurella nopeudella riittävä aika tätä 11 84467 tarkoitusta varten. Jos lähtöainekuituvanu on kuitenkin vain kyllin löyhää puhallettavaksi ja vaatii siten vielä erottamista pieniksi erillisiksi hahtuviksi, tulisi akselia pyörittää alhaisella nopeudella, kunnes hahtuvat ovat kyl-5 Iin pieniä ja erillisiä. Etenemistä voidaan seurata lasisten tähystysikkunoiden kautta, jotka sijaitsevat kätevästi rummun seinämässä ja päädyissä 15 ja 17.

Terien kärkien ja sylinteriseinän välissä on rengasmainen reunatila. Keskipakovoiman takia suurin osa kuitu-10 villasta on tässä rengasmaisessa tilassa, eikä koneen yli-täyttö ole toivottavaa. Sekoitusterien tärkeimpänä toimintana uskotaan olevan ilman sekoittaminen, turbulenssin synnyttäminen ja kuitupallojen kääntäminen toistuvasti, niin että niiden asento astian seinään nähden muuttuu jatkuvasti 15 ja saadaan pyöreitä palloja eikä rullattuja sylintereitä (häntiä). Jos suurinopeuksisen toiminnan aikana muodostuu häntä, se ei todennäköisesti muutu palloksi, vaan pysyy koko ajan sylinteripinta seinämän pintaa vasten ja muuttuu siten vain tiiviimmäksi hännäksi; tämä suurentaa tuotteen 20 koheesiota ja vaikuttaa siten uudelleenkuohkeutettavuutta heikentävästi.

Kuten jäljempänä kuvataan, muunnettua Lorch-konetta (tai kaupallisesti saatavaa Lorch-sekoitinta) voidaan käyttää haluttaessa keksinnön mukaisten kuitupallojen sekoittami-25 seen perinpohjaisesti muiden materiaalien kanssa, esimerkiksi luonnontuotteiden, kuten untuvan tai höyhenten, muiden kuitujen tai kuitukangaspalojen kanssa liukkauden aikaansaamiseksi alalla hyvin tunnetulla tavalla.

Keksintöä kuvataan tarkemmin seuraavissa esimerkeis-30 sä. Kaikki osuudet ja prosenttiosuudet on laskettu painon mukaan ja kuidun painosta, ellei toisin mainita.

12 84467

Esimerkki I

Valmistettiin köysi, joka koostui epäsymmetrisellä suihkulla karkaistuista, vedetyistä, liukastetuista poly-(eteenitereftalaatti)filamenteista, joiden paksuus oli 5 4,7 dtex, tavanomaisesti ilman mekaanista kiharrusta käyt tämällä vetosuhdetta 2,8X, kaupallista polysiloksaaniliukas-tetta määränä, joka vastaa 0,35 %:a Siitä, ja relaksaatio-lämpötilaa 175°C, jossa silikoniliukaste kovettuu köyden sisältämien filamenttien pinnoille. Filamentit leikattiin 10 35 mm:n pituisiksi paloiksi ja relaksoitiin uudelleen tapulimuodossa 175°C:ssa. Tapuli puristettiin tiheyteen 3 200 kg/m . Tämä kuitutäyte avattiin käyttämällä "Rotopic"-avaajaa (myyjä Rieter, Sveitsi), syötettiin panos ilmavirran avulla kuvattuun muunnettuun koneeseen, ja annettiin 15 akselin pyöriä ensin 1 min kierrosnopeudella 250 min ^ kuitu-massan rikkomiseksi pieniksi erillisiksi hahtuviksi ja sitten 3 min kierrosnopeudella 400 min ^ näiden hahtuvien muuttamiseksi palloiksi ja näiden pallojen tiivistämiseksi, ts. keksinnön mukaisten kuitupallojen tuottamiseksi, jotka 20 pallot suihkutettiin 0,5 %:lla alhaisessa lämpötilassa kovettuvaa silikonia (Ultratex ESU), joka oli laimennettu käyttämällä 4 osaa vettä yhtä osaa kohden silikonia, kuitu-pallojen koheesion alentamiseksi edelleen. Melkein kaksi kolmasosaa saadusta tuotteesta oli pyöreitä kuitupalloja.

25 Tämä tuote toimi oikein hyvin tyynyn täytteenä ja sillä oli täysin hyväksyttävä uudelleenkuohkeutettavuus, kestävyys ja tuntu, kun sitä oli käsitelty Fatigue Tester -laitteella (kuvataan jäljempänä), kuten on havaittavissa vertaamalla joitakin tärkeimpiä ominaisuuksia, joita on annettu taulu-30 kossa 1, jossa näytettä 1, keksinnön mukaista tuotetta, verrataan 4 kaupallisesti saatavissa olevaan, kuvatun kaltaiseen tuotteeseen. Ensimmäinen rivi osoittaa, ovatko nämä kuitutäytetuotteet löyhää vanua (näytteet 3 ja 4) vai erillisiä muotokappaleita (näytteet 1, 2 ja 5). Seuraava rivi 35 osoittaa, ovatko muotokappaleiden muodossa olevat kuitutäy- i3 84467 tetuotteet pääasiassa pyöreitä myöhemmin kuvattavalla las-kentamenettelyllä mitattuina, koska tällainen pallomuoto on tärkeä uudelleenkuohkeutettavuuden kannalta. Seuraava rivi osoittaa kuitutäytetuotteen koheesioarvon jäljempänä 5 kuvattavalla tavalla mitattuna. Viimeinen rivi osoittaa kutakin kuitutäytettä sisältävän tyynyn uudelleenkuohkeut-tavuuden mitattuna jäljempänä kuvattavalla subjektiivisella testillä, kun näytettä on käsitelty Fatigue Tester -laitteella; arvosteluasteikko on 1 - 10, arvosanat alle 7 ovat 10 hylättäviä hyvin ankarasti arvosteltuina, ja saman ankaran asteikon mukaan arvosana 7 on rajatapaus, vähintään 8 on hyväksyttävä ja 10 osoittaa, että uudelleenkuohkeutettavuus pysyy muuttumattomana tehtäessä näytteen puristuskäsittely Fatigue Tester -laitteella.

15 Taulukko1 Näytteet 12345

Kuitutäytetuote

Kuvaus palloja seos löyhää löyhää lieriöitä % Pallojen osuus 65 28 - _ 0 20 Koheesio (N) 3,0 7,2 15,3 20 19,3*

Tyynyt

Uudelleenkuohkeu- 8 4 4 2 (6*) tettavuus 25 l. Keksinnön mukainen näyte, esimerkki 1, pääasiassa palloja, kierteinen kiharrus, keskimitat 3-5 mm; 2. Kilpaileva tuote (38K) (9 ja 2,7 dtexin kuitujen seos, samoin kierteisesti kiharrettu), joitakin kiekkoja sekoittuneina suurempaan määrään häntiä (huomaa, että jopa pyö- 30 reät kappaleet ovat litistyneitä kiekkoja eivätkä pallomaisia) ; 3. Löyhä kaupallinen "Dacron” -kuitutäyte (6,1 dtex, leik-kauspituus 35 mm, nelionteloinen kuitu, ei kierteistä kihar-rusta), jonka esteettiset ominaisuudet ovat huomattavasti 35 paremmat kuin aiemman löyhän kuitutäyteen, erityisesti pehmeyden suhteen; 14 84467 4. "Esterolla", löyhä kilpaileva tuote, jota myy Toyobo (1,6 dtex, leikkauspituus 40 mm, ei kierteistä kiharrusta); 5. "Eslon III", kilpaileva tuote, jolla on alhainen dpf-arvo (2,7 dtex, leikkauspituus 29 mm, kierteinen kiharrus), 5 puristettu yhdensuuntaisista kuiduista koostuviksi tiiviiksi lieriöiksi, joiden pituus on 50 - 100 mm ja paksuus 2-4 mm.

* Huom: Tämä tyyny täytettiin (valmistajan suosituksen mukaan) käyttämällä 20 % enemmän kuitutäytettä kuin muihin, 10 joten tätä tulosta ei voida verrata muihin.

Kun taulukon 1 mukainen näyte 3, kaupallinen "Dacron" -kuitutäyte, jota ei ole kiharrettu kierteisesti, käsiteltiin samalla muunnetulla koneella kierrosnopeudella 400 min ^ 5 min, tuloksena oli vain löyhä kuitutäytemassa, 15 joka oli yli 95 %:isesti avautunutta ja jossa ei esiintynyt ollenkaan tiivistymistä muotokappaleiksi. Tämä osoittaa, että on tarpeen käyttää kierteisesti kiharrettua lähtöainetta keksinnön mukaisten kuitupallojen aikaansaamiseksi.

Esimerkki II

20 Tämä esimerkki osoittaa käsittelyolosuhteiden muut tumisen vaikutuksen, kun käytetään samaa kierteisesti kiharrettua lähtömateriaalikuitutäytettä kuin esimerkissä I.

A) Ensin valmistettiin lähtökohdaksi (vertailua varten) löyhässä muodossa olevaa kuitutäytettä käsittele- 25 mättä lähtöainetta ollenkaan koneella.

B) Lähtöainekuitutäytettä käsiteltiin 8 min kierros-nopeudella 350 min ^ kuitupallojen valmistamiseksi (pallojen osuus vain 40 %).

C) Lähtöainekuitutäyte avattiin ensin "Rotopic" -30 laitteella ja käsiteltiin sitä sitten 5 min kierrosnopeudella 700 min jolloin saatiin aikaan suurempi osuus kui-tupalloja, joiden koheesioarvo oli kuitenkin samanlainen.

D) Näytteelle C suihkutettiin 0,5 % samaa silikonia kuin esimerkissä I koheesioarvon alentamiseksi.

15 84467

Taulukossa 2 verrataan näille tuotteille todettuja samoja avainominaisuuksia kuin taulukossa 1. Uudelleenkuoh-keutettavuus on kussakin tapauksessa parempi kuin 38K:lla (näyte 2 taulukossa 1). C:lle ja D:lle saaduista tuloksista 5 voidaan nähdä, että silikonin käyttö alentaa merkittävästi koheesiota ja että uudelleenkuohkeutettavuus paranee tällöin hyväksyttävyysrajalle, mutta on huonompi kuin esimerkin I tuotteella.

Taulukko 2 10 Näytteet A B c D l

Kui tutäytetuote

Pallojen osuus (%) ® 40 68 68 65

Koheesio (N) (6>1) 5r8 5,7 4,7 3,0 15 Uude1leenkuoh- 5667 8 keutettavuus

Mahdollisten epäselvyyksien välttämiseksi tulisi korostaa sitä, että näyte 1, esimerkin I mukainen tuote, on edullinen tuote, merkittävästi parempien uudelleenkuoh-20 keutettavuusominaisuuksiensa ansiosta, joiden ominaisuuksien uskotaan johtuvan alhaisesta koheesioarvosta (3,0) ja jotka tekevät näistä kuitupalloista erinomaisen täytemateriaalin tyynyissä käytettäväksi, kun halutaan lähes untuvien kaltaista uudelleenkuohkeutettavuutta, erityisesti tietyillä Euroo-25 pan ja USA:n merkkina-alueilla. Näytteet B, C ja erityisesti D ovat kuitenkin myös uusia tuotteita, joilla on parannettu uudelleenkuohkeutettavuus, ja niille otaksutaan löytyvän käyttöä muilla markkinoilla, esimerkiksi silloin, kun erinomainen uudelleenkuohkeutettavuus ei ole tärkein tekijä, 30 koska niillä on muita etuja, kuten kuljetettavuus ilman avul la, sillä koheesioarvot (alle 6, edullisesti korkeintaan 4,5 noin) ovat edelleen pienempiä ja myös uudelleenkuohkeutettavuus on parempi kuin useimmilla aiemmin tunnetuilla muotokappaleilla, kuten 38K:lla.

ie 84467

Vaikka uudelleenkuohkeutettavuus arvostellaan subjektiivisesti ja voi joskus olla vaikea antaa arvosanaa tyynyille, joiden uudelleenkuokeutettavuus ei ole tyydyttävä, on kiintoisaa havaita korrelaatio näiden 5 tuotteen uudel-5 leenkuohkeutettavuusarvosanojen ja koheesioarvojen välillä, joka esitetään kuviossa 7. Tällaista korrelaatiota ei kuitenkaan aina esiinny hyvin erilaisten materiaalien ollessa kyseessä, kuten taulukosta 1 on havaittavissa.

Esimerkki III

10 A) Valmistettiin asymmetrisellä suihkulla karkais tuista, vedetyistä, liukastetuista poly(eteenitereftalaatti)-filamenteista (4,7 dtex) koostuva köysi suurin piirtein esimerkissä I kuvatulla tavalla käyttämällä vetosuhdetta 2,8X ja hyvin jakautettua kaupallista pölysiloksaaniliukas-15 tetta määrä, joka vastasi 0,35 %:a Si:tä; köyden kovetus-ja ralaksaatiolämpötila oli kuitenkin 130°C. Filamentit leikattiin 35 mm:n pituisiksi paloiksi ja relaksoitiin uudelleen 175°C:ssa. Tuote puristettiin tiheyteen 200 kg/m"^. Osa tiivistetystä materiaalista avattiin tavanomaisella 20 avaajalla ("Rotopic, Rieter, Sveitsi) kuitujen avaamiseksi ja niiden erottamiseksi erillisiksi hahtuviksi. Avattu materiaali syötettiin ilmavirran avulla kuvatussa esitettyyn ja kuvattuun suunnattuun koneeseen, ja sitä käsiteltiin ensin kierrosnopeudella 250 min ^ 1 min ja sen jälkeen 3 min 25 kierrosnopeudella 400 min ^ keksinnön mukaisten kuitupal-lojen tuottamiseksi ja tiivistämiseksi.

Tällä tuotteella oli erinomainen kestävyys ja jopa parempi uudelleenkuohkeutettavuus kuin esimerkin I mukaisella tuotteella, kuten taulukosta 3 kohdasta IIIA ilmenee.

30 Uudelleenkuohkeutettavuuden paranemisen ja koheesion pienenemisen uskotaan johtuvan osittain kuitutäytteen parantuneesta liukkaudesta, joka on silikonin paremman jakautumisen ansiota, ja vielä enemmän siitä, että kiharuutta pääsi kehittymään enemmän, koska köysi relaksoitiin alemmassa läm-35 pötilassa (vain 130°C) ja käytettiin sitten merkittävästi i7 84467 korkeampaa relaksaatiolämpötilaa (175°C), sen jälkeen kun filamentit oli leikattu tapulikuiduiksi, jotka pystyivät kihartumaan vapaammin kuin köyden filamentit esimerkissä I. Tutkittiin myös tyynyn kestävyys ennen Fatigue Tester 5 -käsittelyä ja sen jäkeen, ja tulokset esitetään taulukossa 4 kohdassa IIIA. Nämä tulokset esitetään senttimetreinä suhteellista pehmeyttä lukuun ottamatta, joka ilmoitetaan prosentteina alkuperäisestä korkeudesta, kuten jäljempänä selostetaan.

10 B) Erä liukastettua, leikattua, tapulimuodossa olevaa polyesteriontelokuitua avattiin ja käsiteltiin kuitu-palloiksi suunnilleen samalla tavalla. Tätä tapulikuitua myy Unitika Ltd. nimellä H38X, ja sitä kuvataan ontoksi, silikonipitoiseksi, liukkaammaksi konjugaattikuiduiksi.

15 Tapulikuidun paksuus oli 6,7 dtex, se oli leikattu noin 32 mm:n paloiksi, ja siinä oli keskipisteestä sivussa oleva ontelo, jonka osuus oli noin 8 % kuidun tilavuudesta. Termillä "konjugaatti" tarkoitetaan sitä, että kukin kuitu sisältää kaksi erilaista kuidun muodostavaa polymeerikomponent-20 tia asetettuina rinnakkain, niin että (koska asianmukainen lämpökäsittely on jo tehty) näiden kahden komponentin erilainen kutistuminen on saanut aikaan kuitujen kihartumisen, ts. kierteisen kiharuuden muodostumisen. Tässä tapauksessa näiden kahden komponentin uskotaan olevan kemialliselta 25 koostumukseltaan suunnilleen samanlaisia mutta suhteelliselta viskositeetiltaan erilaisia. Kuten taulukoista 3 ja 4 kohdista IIIB havaitaan, oli pyöreiden kappaleiden osuus saaduissa kuitupalloissa suuri (80 %), samoin alkutilavuus (40 %) suurempi kuin IIIA:lla), tilavuuden kesto oli alhai-30 nen (alhaisen tiheyden takia), koheesio oli edullisen alhainen ja uudelleenkuohkeutettavuus hyvä, joten tämä tuote olisi hyvä ehdotus peitteissä käytettäväksi.

ie 84467

Taulukko III

Esimerkki nro 1 II IA II ib

K

Kuitutäytetuote pallojen osuus (%) ®5 75 80

Koheesio (N) 3,0 2.0 2,3 iZÄ 1 tJudelleen- kuohkeutettavuus 89 8 10

Taulukko 4

Pehmennys

IIIA ΙΗ 60 N 200 N

- Absoluuttinen Suhteellinen

Ennen 15,6 8,0 4,4 7;6 49 ^ Jälkeen 13,2 7,2 4,3 6 45 Δ % -15,4 -10,0 -2,3 -21 -8

IIIB

Ennen 22,3 10,3 4,3 12,2 46 20 Jälkeen 16,7 7,1 3,3 9,6 57 Δ % -25,3 -31,4 -23,6 -19,3 +8

Esimerkki IV

25 Tämä esimerkki osoittaa, että tämän keksinnön mukai silla kuitupalloilla voidaan saada hyviä tuloksia, kun ne sekoitetaan perinpohjin luonnontuotteisiin tai muihin materiaaleihin samassa muunnetussa koneessa antamalla koneen käydä 1 min kierrosnopeudella 350 min \ 30 1) Seos, joka sisältää suhteessa 75/21,25/3,75 esimerkin I tuotetta/ankan höyheniä/untuvaa, ja joka valmistettiin käyttämällä 75 % esimerkin I mukaista tuotetta ja 25 % seosta, joka sisältää suhteessa 85/15 ankan höyheniä ja untuvaa, antoi tulokseksi erinomaisen tyynyn, jonka uudel-35 leenkuohkeutettavuusarvosana oli 9.

i9 84467 2) Seoksesta, joka sisälsi 7 osaa esimerkin I mukaista tuotetta ja 1 osan kuohkeaa polyesterikuitukangasta, jonka 2 neliömetripaino oli 40 g/m ja joka oli leikattu paloiksi (2,5 x 5 cm), saatiin myös erinomainen tyyny, jonka uudel-5 leenkuohkeutettavuus oli yhtä hyvä kuin esimerkin I tuotteella ja tilavuus samanlainen kuin seoksella (1).

Koska luonnontuotteet, erityisesti höyhenet, ovat tunnistettavalla tavalla erilaisia ja jotkut asiakkaat odottavat tuntevansa höyheniä sellaisissa tuotteissa kuin 10 tyynyissä, voi olla edullista sekoittaa tällaisia luonnontuotteita halutussa suhteessa kuitupalloihin, erityisesti kunnes ostajat tottuvat kuitupallojen käytön etuihin, vaikka tällaiset seokset eivät olekaan yhtä suuressa määrin pesukelpoisia kuin tuotteet, jotka sisältävät 100 % kuitu-15 palloja. Pestävyysongelma ratkaistaan käyttämällä höyhenten sijasta tapulikuituja, joiden denieriluku on huomattavasti suurempi, yli 10. Sopivat kuitukangaspalat lisäävät kuitu-palloseosten liukkautta, niin että saattaa olla edullista käyttää joukossa 5-30 paino-% tällaisia kevyitä kuitu-20 kangaspaloja muiden täytemateriaalien yhteydessä kuvatulla tavalla.

Tarkoituksena on arvioida se, kuinka tyyny tai muu tuote käyttäytyy todellisessa käytössä. Tyyny voidaan tutkia pitkän käytön jälkeen sen määrittämiseksi, missä määrin 25 se on säilyttänyt alkuperäisen pehmeytensä (tämä on mitattavissa kvantitatiivisesti), ja - mikä on tärkeää - onko tyynyt yhtenäisesti pehmeä vai onko siinä kovempia paakkuja, jota ei voida poistaa yksinkertaisesti ravistelemalla ja/tai pöyhimällä. Jälkimmäisen ominaisuuden mittaamiseksi ei ole 30 kehitetty kvantitatiivista testiä, mutta se on helppo määrittää subjektiivisesti. Erityisesti voidaan verrata kahta tyynyä, joilla on suuresti toisistaan eroavat uudelleenkuoh-keutettavuusominaisuudet. Vertailujen tekemiseksi tässä yhteydessä tyynyt arvosteltiin asteikolla, jossa korkein ar-35 vosana oli 10, joka suurin arvosana merkitsisi, että uudel- 20 84467 leenkuohkeutettavuus on säilynyt muuttumattomana alkutilanteeseen verrattuna, ts. enemmän tai vähemmän kuten untuvalla. Toistettakoon, että se, mitä on pidetty hylättävänä tai rajatapauksena tätä hyvin ankaraa arvostelua käytettäessä, 5 saattaa olla parannus aiemmin tunnettuihin tuotteisiin nähden, kuten esimerkissä II esitettiin näytteiden B, C ja erityisesti D yhteydessä.

Pitkän normaalin käytön simuloimiseksi on kehitetty Fatigue Tester -laite, joka vuorotellen puristaa tyynyä 10 ja vapauttaa paineen noin 10 000 kertaa noin 18 tunnin aikana ja jolla tehdään sarja osittain päällekkäisiä leikkaus liikkeitä ja sen jälkeen nopeita puristuksia, jotka on suunniteltu aiheuttamaan paakkuuntumista, vanumista ja kuitujen tarttumista toisiinsa, joita ilmiöitä normaalisti 15 tapahtuu kuitutäytteelle pitkässä käytössä. Kuitutäytteen määrä tyynyssä voi vaikuttaa suuresti tuloksiin, ja siksi kukin tyyny (80 x 80 cm) täytettiin puhaltamalla siihen 1 000 g täytemateriaalia, ellei toisin mainita (viittaamme erityisesti näytteeseen 5, "Eslon III").

20 On tärkeää, että tyyny säilyttää myös kykynsä palau tua alkuperäiseen muotoonsa ja tilavuuteensa (korkeuteensa) normaalissa käytössä, jottei tyyny menetä esteettisiä ominaisuuksiaan ja mukavuuttaan. Niinpä mitattiin tyynyjen tilavuuden menetykset tavanomaisella tavalla sekä ennen edellä 25 mainittua Fatigue Tester -käsittelyä että sen jälkeen. Nämä tulokset ilmoitetaan useimmiten tässä yhteydessä kvalitatiivisesti, sillä pehmeyden määrä on henkilökohtainen ja/tai tapakysymys ja sen voi valmistaja suunnitella tuotteeseen, esimerkiksi tyynyyn. Tärkeää on materiaalin kestävyys. Tila-30 vuusmittaukset tehtiin "Instron"-koneella puristusvoimien ja tyynyn korkeuden mittaamiseksi, jolloin tyynyä puristettiin Instron-koneeseen kiinnitetyllä jalalla, jonka läpimitta oli 288 mm. Instron-käyrästä saadaan (senttimetreinä) tutkittavan materiaalin alkuperäinen korkeus (IH), Support 35 Bulk-arvo (korkeus 60 N:n paineen alaisena) ja korkeus 2i 84467 200 N:n paineen alaisena. Pehmeyttä tarkastellaan sekä absoluuttisten arvojen (IH - Support Bulk) että suhteellisten arvojen (prosentteina IH:sta) valossa. Kummatkin arvot ovat tärkeitä ja samoin se, säilyvätkö nämä arvot Fatigue Tester 5 -käsittelyn jälkeeni Tämä testi suunniteltiin sen tutkimiseksi, miten kuitutäyte sallii esineen viemisen täytteen läpi, ja tämä näyttää korreloivan jossain määrin uudelleenkuohkeutettavuu-den kanssa, kun kyseessä on kuitutäyte, joka on kierteisesti 10 kiharrettua ja jossa, erityisesti kuitupallojen, mitat ovat samat. Lyhyesti ilmaistuna koheesio on voima, joka tarvitaan vetämään pystysuora metallitangoista koostuva suorakulmio ylös läpi kuitutäytteen, joka pidetään paikallaan 6 paikallaan, olevalla metallitangolla, jotka on sijoitettu 15 pareittain toistensa lähelle suorakulmion tason kummallekin puolelle. Kaikki metallitangot ovat läpimitaltaan 4 mm, ne on valmistettu ruostumattomasta teräksestä. Suorakulmio on valmistettu tangoista, joiden pituus on 430 (pystysuorassa) ja 160 mm (vaakasuorassa). Suorakulmio kiinnitetään 20 Instron-laitteeseen ja suorakulmion alin tanko ripustetaan noin 3 mm muovisen läpinäkyvän lieriön, jonka halkaisija on 180 mm, pohjan yläpuolelle. (Paikallaan olevat tangot laitetaan myöhemmin paikalleen lieriön seinissä olevien reikien kautta ja sijoitetaan pareittain 20 mm:n etäisyydelle toi-25 sistaan suorakulmion kummallekin puolelle.) Ennen näiden tankojen sijoittamista lieriöön laitetaan kuitenkin 50 g kuitutäytettä, ja säädetään Instron-laitteen nollakohta suorakulmion ja kuitutäyteen painon kompensoimiseksi. Kuitutäytettä puristetaan 2 min 402 g:n painon alla. Sitten laite-30 taan paikalleen 6 (paikallaan olevaa) tankoa vaakasuorasti pareittain, kuten mainittiin, 3 tankoa suorakulmion kummallekin puolelle siten, että tankojen etäisyys toisistaan pystysuunnassa mitattuna on 20 mm. Sitten paino poistetaan. Lopuksi suorakulmio vedetään ylös kuitutäytteen läpi kolmen 35 paikallaan olevan tankoparin välitse, samalla kun Instron- laitteella mitataan voimakertymää newtoneina. Koheesion usko- 22 84467 taan olevan hyvä uudelleenkuohkeutettavuuden mitta toistensa kanssa vertailukelpoisille kuitupalloille, jotka on valmistettu kierteisesti kiharretusta kuitutäytteestä esimerkeissä I - III kuvatulla tavalla, mutta voi vaatia muun-5 tamista halutun tuotteen mittojen mukaan.

Kuten mainittiin, hännät, ts. tiivistyneet kuitu-täytesylinterit, eivät ole toivottavia, sillä ne heikentävät uudelleenkuohkeutettavuutta (ja suurentavat koheesioar-voa) siitä, mikä se muuten olisi keksinnön mukaisilla kuitu-10 palloilla, ja niinpä on kehitetty seuraava menetelmä pyöreiden ja pitkämäisten kappaleiden osuuksien määrittämiseksi. Otetaan visuaalisesti tarkasteltavaksi noin 1 g (kourallinen) kuitutäytettä ja jaetaan se kolmeen kasaan; selvästi pyöreät, selvästi pitkulaiset ja rajatapaukset, 15 joita mitataan yksittäin. Kaikki, joiden poikkileikkauksen pituus:leveys-suhde on alle 2:1 lasketaan pyöreiksi.

Kuitupallojen mitat ja kuitujen denieriluku ovat tärkeitä esteettisyyssyistä, mutta lienee ymmärrettävää, että se, mitä pidetään esteettisesti hyvänä, voi muuttua 20 ja muuttuu ajan kuluessa. Anennetut leikkauspituudet ovat edullisia toivottujen, vähäkarvaisten kuitupallojen valmistamiseksi. Kuten alalla on ehdotettu, voi esteettisistä syistä olla edullista käyttää eri paksuisten kuitujen seosta.

25 Kuten mainittiin, polyesterikuitutäyte on yleensä pakattu kuljetusta varten puristettuihin paaleihin, mikä merkitsee sitä, että kuitutäyte täytyy avata ja irrottaa, ennen kuin sitä voidaan käyttää useimmissa menetelmissä. Untuva sitä vastoin pakataan löyhemmin säkkeihin, joita ei 30 puristeta lähestään paaleihin verrattavissa olevalla tavalla. Kun untuva pakataan esimerkiksi tyynyyn, se yleensä puhalletaan (tai imetään) säkistä ja syötetään suoraan tyynyyn. Keksinnön mukaiset kuitupallot voidaan edullisesti myös pakata löyhästi säkkeihin ja kuljettaa niissä, ts.

35 samalla tavalla kuin untuva, niin että se voidaan poistaa pakkauksesta imemällä samalla tavoin kuin untuva. Se, että 23 84467 keksinnön mukaiset kuitupallot voidaan siirtää ja pakata tyynyihin helposti puhaltamalla, voi olla tärkeä etu tyynyn valmistajalle ja alentaa kuitutäytteen käsittelykustannuksia verrattuna tavanomaiseen paalattuun kuitutäytteeseen, jos 5 oletetaan, että hänellä on laitteet untuvan tai vastaavan materiaalin puhaltamista varten. Tämä loppukäsittelykuitujen alentuminen voi ainakin osittain kompensoida ylimääräiset kulut, joita valmistajalle aiheutuu kuitutäytteen käsittelystä keksinnön mukaisiksi kuitupalloiksi ja näiden kuitu-10 pallojen kuljetuksesta.

Keksinnön mukaiset kuitupallot voidaan vaihtoehtoisesti puristaa kohtuullisella paineella, esimerkiksi 75 tai 100 kg/m^, joka on paljon pienempi kuin löyhälle kuitutäyt-teelle tähän asti käytetyt paineet, sillä tiivistetty kuitu-15 täyte on halvempaa kuljettaa kuin löyhät säkit, jollaisia on käytetty untuvalle, Kun kuitupalloja oli pidetty viikon 3 ajan puristuksessa paineessa 80 kg/m , voitiin niitä itse asiassa vielä puhaltaa (tai imeä) kaupallisesti saatavilla laitteilla, mikä on lisäosoitus alhaisesta koheesiosta 20 (karvaisuuden puuttumisesta), joka tekee mahdolliseksi kui-tupallojen käsittelemisen tällä tavalla. On mahdollista, että keksinnön mukaisia kuitupalloja voidaan puristaa vieläkin suuremmalla paineella, ja ne silti toimivat riittävällä tavalla siinä mielessä, että ne ovat edelleen kuljetetta-25 vissa ilmavirran avulla ja uudelleenkuohkeutettavissa.

Claims

24 84467

1. Uudelleenkuohkeutettavissa olevia kuitupalloja, joiden keskimääräinen koko on 1-15 mm, tunnettu siitä, että ne 5 koostuvat pääosin sattumanvaraisesti järjestyneistä, toisiinsa kietoutuneista, kierteisesti kiharretuista, noin 10-60 mm:n pituisiksi leikatuista polyesterikuiduista muodostuvasta kuitu-villasta, ja niiden määritetty koheesioarvo on alle 6 newtonia (N), edullisesti korkeintaan noin 4,5 N.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukaisia kuitupalloja, tunnettu siitä, että vähintään 50 paino-%:lla palloista on sellainen poikkileikkaus, että suurin läpimitta on korkeintaan kaksi kertaa niin suuri kuin pienin läpimitta, ja/tai joissa kuitutäytteen kuitujen denieriluku on 1-10. 15

3. Patenttivaatimuksen 1 mukaisia kuitupalloja, tunnettu siitä, että kuitutäyte on päällystetty sellaisella määrällä silikoniliukastusainetta, joka vastaa Si-määrää noin 0,1-0,5%, edullisesti 0,3-0,4%, kuitutäytteen massasta.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaisia kuitupalloja 20 sisältäviä seoksia, tunnettu siitä, että kuitupallot on perinpohjin sekoitettu untuvaan ja/tai höyheniin ja/tai tapulikuituihin, joiden denieriluku on merkittävästi suurempi kuin 20, ja/tai kevyestä kuitukankaasta leikattuihin paloihin, joiden osuus on 5-30% seoksen massasta. 25

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisia kuitu-palloja, tunnettu siitä, että ne on pakattu säkkeihin, kuten untuva, niin että kuitupallot voidaan poistaa pakkauksesta ja niitä voidaan siirtää imun avulla.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukaisia kuitupalloja, t u n - 30 ...... n e t t u silta, että ne on puristettu pakkauksiksi, joiden 3 tiheys on korkeintaan noin 100 kg/m , jolloin kuitupallot voidaan poistaa pakkauksesta ja niitä voidaan siirtää imun avulla.

7. Menetelmä uudelleenkuohkeutettavissa olevan polyesteri- kuitutäytteen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että 35 polyesterikuitutäytteestä, jossa kuidut ovat kierteisesti kiharrettuja, koostuvia pieniä hahtuvia singotaan toistuvasti ilman avulla astian seinämää vasten, jolloin saadaan kuitupallokokoon-pano, jonka määritetty koheesioarvo on alle 6 N, edullisesti korkeintaan noin 4,5 N. 25 84467

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hahtuvia singotaan astian sylinterimäis-tä seinää vasten ilman avulla, jota sekoitetaan terillä, jotka on kiinnitetty astian pituusakselin suunnassa pyörivään akse- 5 liin, ja/tai pieniä hahtuvia ja ilmaa kierrätetään astian läpi.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hahtuvat muodostetaan syöttämällä löyhää kuitutäytettä astiaan ja pyörittämällä akselia ja teriä sellaisella nopeudella, että kuitutäytteestä erottuu pieniä 10 haihtuvia, tai pieniä haihtuvia, jotka eivät ole pitkulaisia muodoltaan, muodostetaan ennen niiden syöttämistä astiaan pyöristettäviksi ja tiivistettäviksi ilmasekoituksen avulla.

10. Patenttivaatimuksen 7, 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että astiassa muodostuvat hahtuvat 15 käsitellään polysiloksaaniliukastusaineella, jolloin koheesio-arvo alenee arvoon 3 N tai sen alle. 26 84467