WO2015124548A1

WO2015124548A1 - Volumenvliesstoff

Info

Publication number: WO2015124548A1
Application number: PCT/EP2015/053265
Authority: WO
Inventors: Peter Grynaeus; Gunter Scharfenberger; Thomas Sattler
Original assignee: Carl Freudenberg Kg
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2015-08-27
Also published as: KR20160122237A; JP6374032B2; RU2668755C2; US10900156B2; CA2940026A1; JP2017505862A; DE102014002060B4; CN105992843A; RU2016137132A3; KR101871913B1; CA2940026C; CN105992843B; DE102014002060A1; US20160355958A1; RU2016137132A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vliesstoff umfassend ein volumengebendes Material, insbesondere Faserbällchen, Daunen und/oder Feinfedern mit einer Höchstzugkraft, gemessen nach DIN EN 29 073 bei einem Flächengewicht von 50g/m², in mindestens einer Richtung von mindestens 0,3N/5cm, insbesondere von 0,3N/5cm bis 100N/5cm.

Description

Volumenvliesstoff

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Vliesstoff umfassend ein voluminöses Material, insbesondere Faserbällchen, Daunen und/oder Feinfedern. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung dieses Vliesstoffs als Füllmaterial für textile Materialien, wie Decken, Bekleidungsstücke und/oder Polstermöbel sowie ein Verfahren zur Herstellung des Vliesstoffs.

Füllmaterialien für textile Anwendungen sind vielfältig bekannt. Beispielsweise werden Feinfedern, Daunen und Tierhaare, wie Wolle schon seit langer Zeit zur Füllung von Decken und Kleidungsstücken eingesetzt. Füllmaterialien aus Daunen sind sehr angenehm bei der Benutzung, da sie eine sehr gute Wärmeisolation mit einem geringen Gewicht kombinieren. Nachteilig an diesen Materialien ist jedoch, dass sie nur eine geringe Kohäsion untereinander besitzen. Eine Alternative zur Verwendung dieser Füllmaterialien sind Faserbällchen. Faserbällchen enthalten mehr oder weniger sphärisch miteinander verwickelte Fasern, die üblicherweise in etwa die Form einer Kugel haben. Beispielsweise werden in der EP 0 203 469 A Faserkugeln beschrieben, die als Füll- oder Polstermaterial verwendet werden können. Diese Faserkugeln bestehen aus spiralgekräuselten miteinander verwickelten Polyesterfasern mit einer Länge von etwa 10 bis 60 mm und einem Durchmesser zwischen 1 und 15 mm. Die Faserkugeln sind elastisch und Wärme isolierend. Nachteilig an den beschriebenen Faserkugeln ist, dass sie, wie Daunen, Federtierhaare oder dergleichen, nur eine geringe Kohäsion untereinander besitzen. Solche Faserbällchen eignen sich folglich nur schlecht als Füllmaterial für textile Materialien, in denen die Faserkugeln locker liegen sollen, da sie aufgrund ihrer geringen Adhäsion verrutschen können. Um ein Verrutschen in dem textilen Material zu vermeiden, werden diese oftmals abgesteppt. Eine weitere Alternative zur Verwendung von Daunen und Tierhaaren stellt die Verwendungen von Faservliesen oder Vliesstoffen als Füllmaterial dar. Vliesstoffe sind Gebilde aus Fasern begrenzter Länge (Stapelfasern), Filamenten (Endlosfasern) oder geschnittenen Garnen jeglicher Art und jeglichen Ursprungs, die auf irgendeine Weise zu einem Vlies (einem Faserflor) zusammengefügt und auf irgendeine Weise miteinander verbunden worden sind.

Nachteilig an herkömmlichen Faservliesen bzw. Vliesstoffen ist, dass sie eine geringere Flauschigkeit als voluminöse Füllmaterialien wie Daunen haben. Zudem wird die Dicke üblicher Vliesstoffe über einen längeren Zeitraum der Benutzung immer dünner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde einen Vliesstoff bereitzustellen, der eine gute Wärmeisolationsfähigkeit mit einer hohen Weichheit, großen Sperrigkeit, hohen Druckelastizität, einem geringem Gewicht und einer guten Anpassung an den einzuhüllenden Körper kombiniert. Gleichzeitig soll der Vliesstoff eine ausreichende Stabilität aufweisen um beispielsweise als Bahnenware händelbar zu sein. Insbesondere soll der Vliesstoff schneid- und aufrollbar sein. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung dieses Vliesstoffs bereitgestellt werden sowie die Verwendung dieses Vliesstoffs als Füllmaterial für textile Materialien, wie Decken, Bekleidungsstücke, und/oder Polstermöbel.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Vliesstoff umfassend ein volumengebendes Material, insbesondere Faserbällchen, Daunen und/oder Feinfedern wobei der Vliesstoff eine Höchstzugkraft, gemessen nach DIN EN 29 073-3, bei einem Flächengewicht von 50g/m², in mindestens einer Richtung von mindestens 0,3N/5cm, insbesondere von 0,3N/5cm bis 100N/5cm aufweist. Der Begriff volumengebendes Material wird erfindungsgemäß im herkömmlichen Sinn verstanden. Insbesondere wird unter einem volumengebenden Material ein Material mit einer mittleren Dichte von 0,01 g/L bis 500 g/L, vorzugsweise von 1 g/L bis 300 g/L, insbesondere von 1 ,5 g/L bis 200g/L verstanden. Erfindungsgemäß bevorzugt werden Faserbällchen als volumengebendes Material eingesetzt. Es können jedoch auch andere volumengebende Materialien wie insbesondere Daunen, Feinfedern Aerogele und/oder Schaumstoffteile, eingesetzt werden.

Im Unterschied zu den bekannten Produkten, die volumengebende Materialien enthalten, zeichnet sich der erfindungsgemäße Vliesstoff durch eine gute Höchstzugkraft aus. Beispielsweise kann die Zugfestigkeit so eingestellt werden, dass der Vliesstoff auf einfache Weise als Bahnenware hergestellt, weiterverarbeitet und eingesetzt werden kann. Dabei kann der Vliesstoff geschnitten und aufgerollt werden. Zudem kann er ohne Funktionsverlust gewaschen werden.

Darüber hinaus zeichnet sich der erfindungsgemäße Vliesstoff durch eine hohe Weichheit, große Sperrigkeit, hohe Druckelastizität, gutes Rückstellvermögen, ein geringes Gewicht, hohe Isolationsfähigkeit und eine gute Anpassung an den einzuhüllenden Körper aus. Überraschend wurde gefunden, dass ein erfindungsgemäßer Vliesstoff erhalten werden kann, wenn ein volumengebendes Vliesstoffrohmaterial, insbesondere umfassend Faserbällchen, Daunen, Feinfedern und/oder Schaumstoffteile, unter Verwendung eines Kardierverfahrens hergestellt wird. So wurde unerwartet gefunden, dass die Kardierung eines solchen Rohmaterials, insbesondere bei Verwendung einer Karde, umfassend mindestens ein Paar Stachelwalzen, eine effiziente Öffnung, Vermischung und Ausrichtung dieses Materials ermöglicht - ohne dass das Material dabei zerstört wird. Dies war überraschend, da beispielsweise als Rohmaterial eingesetzte Faserbällchen, Daunen und/oder Feinfedern äußerst filigran sind, sodass davon ausgegangen wurde, dass sie beim Kardieren zerstört werden, was zu Lasten der Stabilität und Funktion des Endproduktes geht. Vorteilhaft an einer paarweisen Anordnung der Stachelwalzen ist, dass die Metallspeichen ineinandergreifen können. Mit dem Ineinandergreifen der Metallspeichen entsteht ein dynamisches Sieb, wodurch die Vliesstoffrohmaterialien vereinzelt und gleichmäßig verteilt werden können.

Darüberhinaus kann eine Behandlung mit paarweise angeordneten Stachelwalzen im Fall der Faserbällchen zu einer Lockerung der Faserstruktur führen, ohne die Bällchenform als Ganzes zu zerstören. Dabei können Fasern so aus den Bällchen herausgezogen werden, dass sie zwar noch mit ihnen verbunden sind, aber aus der Oberfläche herausragen. Dies ist vorteilhaft, da die herausgezogenen Fasern die Verhakbarkeit der einzelnen Bällchen untereinander verbessern und dadurch die Zugfestigkeit des Vliesstoffs erhöhen. Darüberhinaus kann sich eine Matrix aus Einzelfasern bilden, in die die Bällchen eingebettet sind, wodurch sich die Weichheit des Vliesstoffs erhöht. Es konnte jedoch festgestellt werden, dass das Kardieren eine sehr gleichmäßige Verteilung des Rohmaterials auf dem Ablageband ermöglicht und ein sehr homogener Vliesstoff erhalten werden kann, in dem das volumengebende Material gleichmäßig verteilt vorliegt. Die homogene Verteilung des volumengebenden Materials ist besonders im Hinblick auf die Wärmeisolationsfähigkeit und Weichheit des Vliesstoffs von großem Vorteil.

Wie bereits oben dargelegt, zeichnet sich der erfindungsgemäße Vliesstoff durch eine überraschend gut einstellbare Stabilität aus. Für viele Anwendungen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Vliesstoff eine Höchstzugkraft, gemessen nach DIN EN 29 073-3, bei einem Flächengewicht von 50g/m², in mindestens einer Richtung von mindestens 0,3N/5cm, insbesondere von 0,3N/5cm bis 100N/5cm aufweist. Darüber hinaus weist der erfindungsgemäße Vliesstoff vorteilhafter Weise eine hohe Rückstellkraft aus. So weist der Vliesstoff vorzugsweise eine Wiedererholung von mehr als 50, 60, 70, 80 und/oder mehr als 90 % auf, wobei die Wiedererholung auf die folgende Art und Weise gemessen wird:

1 .) Es werden 6 Proben übereinander gestapelt (10x10cm)

2.) die Höhe wird mit einem Zollstock gemessen

3. ) die Proben werden mit einer Eisenplatte beschwert (1300g)

4. ) nach einer Minute Belastung wird die Höhe mit einem Zollstock gemessen

5. ) das Gewicht wird entfernt

6.) nach 10 Sekunden wird die Höhe der Proben mit dem Zollstock gemessen

7.) nach einer Minute wird die Höhe der Proben mit dem Zollstock gemessen 8.) die Wiedererholung wird errechnet indem die Werte aus den Punkten 7 und 2 ins Verhältnis gesetzt werden.

Aufgrund seiner hohen Stabilität kann der Vliesstoff, beispielsweise als Bahnenware, problemlos aufgerollt und weiterverarbeitet werden.

Darüber hinaus zeichnet sich der Vliesstoff durch eine hervorragende Wärmeisolationsfähigkeit in Kombination mit einer hohen Weichheit, großen Sperrigkeit, Druckelastizität, einem geringem Gewicht und einer sehr guten Anpassung an den einzuhüllenden Körper aus.

Werden als volumengebendes Vliesstoffrohmaterial Faserbällchen eingesetzt, so kann deren Struktur und Form in Abhängigkeit von den eingesetzten Materialien und den erwünschten Eigenschaften des Vliesstoffs variieren. Insbesondere sollen unter dem Ausdruck Faserbällchen sowohl kugelförmige als auch der Kugelform angenäherte Formen, beispielsweise unregelmäßige und/oder deformierte, zum Beispiel abgeplattete, Kugelformen verstanden werden. Es wurde gefunden, dass kugelförmige und der Kugelform angenäherte Formen besonders gute Eigenschaften im Hinblick auf Flauschigkeit und Wärmeisolation zeigen.

Ferner können die Fasern in den Aggregaten im Wesentlichen in einer Kugelhülle angeordnet sein, während im Zentrum der Faserkugeln relativ wenige Fasern angeordnet sind. Denkbar ist aber auch, dass beispielsweise eine gleichmäßige Verteilung der Fasern innerhalb der Faserbällchen und/oder ein Fasergradient vorliegt.

Ebenfalls denkbar ist, dass im erfindungsgemäßen Vliesstoff enthaltene Faserbällchen sphärisch gewickelte und/oder flaumartig ausgebildete Fasern enthalten sind. Um einen guten Zusammenhalt des Aggregats sicherzustellen, ist es vorteilhaft, wenn die Fasern gekräuselt vorliegen. Die Fasern können dabei ungeordnet sein oder auch eine gewisse Ordnung aufweisen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Fasern im Inneren der einzelnen Faserbällchen wirr und in einer Außenschicht der Faserbällchen sphärisch angeordnet. In dieser Ausgestaltung ist die Außenschicht, bezogen auf den Durchmesser der Faserbällchen, vergleichsweise klein. Hierdurch kann die Weichheit der Faserbällchen noch weiter erhöht werden. Die Art der in den Faserbällchen vorhandenen Fasern ist grundsätzlich unkritisch, sofern sie dazu geeignet sind Faserbällchen ausbilden, beispielsweise durch eine geeignete Oberflächenstruktur und Faserlänge. Bevorzugt werden die Fasern der Faserbällchen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Stapelfasern, Fäden und/oder Garnen. Hierbei sind unter Stapelfasern im Unterschied zu Filamenten, die eine theoretisch unbegrenzte Länge aufweisen, Fasern mit einer begrenzten Länge, vorzugsweise von 20 mm bis 200 mm zu verstehen. Auch die Fäden und/oder Garne weisen vorzugsweise eine begrenzte Länge, insbesondere von 20 mm bis 200 mm auf. Die Fasern können als Monokomponentenfilamente und/oder Verbundfilamente vorliegen. Der Titer der Fasern kann ebenfalls variieren. Vorzugsweise liegt der mittlere Titer der Fasern im Bereich von 0,1 bis 10 dtex, vorzugsweise von 0,5 - 7 dtex.

Grundsätzlich können die Faserbällchen aus den verschiedensten Fasern bestehen. So können die Faserbällchen natürliche Fasern, beispielsweise Wollfasern und/oder synthetische Fasern, beispielsweise Fasern aus Polyacryl, Polyacrylnitril, Preoxidiertem PAN, PPS, Kohlenstoff, Glas, Polyvinylalkohol, Viskose-, Cellulose-, Baumwolle Polyaramide, Polyamidimid, Polyamide, insbesondere Polyamid 6 und Polyamid 6.6, PULP, bevorzugt Polyolefine und ganz besonders bevorzugt Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat und Polybutylenterephthalat, und/oder Gemische aus den hiervon genannten umfassen und/oder hieraus bestehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden Faserbällchen aus Wollfasern eingesetzt. Hierbei können besonders formstabile und gut isolierende Vliesstoffe erhalten werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden Faserbällchen aus Polyester eingesetzt, um eine besonders gute Kompatibilität zu den üblichen weiteren Komponenten innerhalb des Vliesstoffs bzw. in einem Vliesstoffverbund zu erreichen. Der Anteil der Faserbällchen im Vliesstoff beträgt vorzugsweise mindestens 20 Gew.-%, noch bevorzugter von 25 bis 100 Gew, insbesondere von 30 bis 90 Gew, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Vliesstoffs.

Werden erfindungsgemäß Daunen und/oder Feinfedern als volumengebendes Material eingesetzt, so beträgt deren Anteil im Vliesstoff beispielsweise 0 bis 90 Gew.%, vorzugsweise von 20 bis 70% oder mindestens 50 Gew.-%. Der Begriff Daunen und/oder Feinfedern wird erfindungsgemäß im herkömmlichen Sinne verstanden. Insbesondere werden unter Daunen und/oder Feinfedern Federn mit kurzem Kiel und sehr weichen und langen, strahlenförmig angeordneten Federästen im Wesentlichen ohne Häkchen verstanden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Vliesstoff ein thermisch sensibles Material, das beispielsweise in Faser- oder Pulverform bei der Vliesstoffherstellung eingesetzt wird. Erfindungsgemäß bevorzugt ist die Verwendung von Bindefasern. Diese können Komponenten der Faserbällchen sein oder als weitere Faserbestandteile im Faserflor, bzw. im hergestellten Vliesstoff vorliegen. Als Bindefasern können die üblichen zu diesem Zweck verwendeten Fasern eingesetzt werden. Bindefasern können einheitliche Fasern oder auch Mehrkomponentenfasern sein. Erfindungsgemäß besonders geeignete Bindefasern sind Fasern der folgenden Gruppen: • Fasern mit einem Schmelzpunkt, der unterhalb des Schmelzpunkts des zu bindenden volumengebenden Materials liegt, vorzugsweise unterhalb von 250°C insbesondere von 70 bis 230°C, besonders bevorzugt von 125 bis 200°C. Geeignete Fasern sind insbesondere thermoplastische

Polyester und oder Copolyester, insbesondere PBT, Polyolefine, insbesondere Polypropylen, Polyamide, Polyvinylalkohol, oder auch Copolymere sowie deren Copolymere und Gemische

• verklebende Fasern, wie unverstreckte Polyesterfasern.

Erfindungsgemäß besonders geeignete Bindefasern sind Mehrkomponentenfasern, vorzugsweise Bikomponentenfasern, insbesondere Kern/Mantel-Fasern. Kern/Mantel-Fasern enthalten mindestens zwei Fasermaterialien mit unterschiedlicher Erweichungs- und/oder Schmelztemperatur. Bevorzugt bestehen Kern/Mantel-Fasern aus diesen zwei Fasermaterialien. Dabei ist diejenige Komponente, die die niedrigere Erweichungs- und/oder Schmelztemperatur aufweist, an der Faseroberfläche (Mantel) und diejenige Komponente, die die höhere Erweichungs- und/oder Schmelztemperatur aufweist, im Kern zu finden.

Bei Kern/Mantel-Fasern kann die Bindefunktion durch die Materialien, die an der Oberfläche der Fasern angeordnet sind, ausgeübt werden. Für den Mantel können die verschiedensten Materialien eingesetzt werden. Bevorzugte Materialien für den Mantel sind erfindungsgemäß PBT, PA, Copolyamide oder auch Copolyester. Für den Kern können ebenfalls die verschiedensten Materialien eingesetzt werden. Bevorzugte Materialien für den Kern sind erfindungsgemäß PET, PEN, PO, PPS oder aromatische PA und PES. Vorteilhaft an dem Vorhandensein von Bindefasern ist, dass das volumengebende Material im Vliesstoff durch die Bindefasern zusammengehalten wird, so dass eine textile Hülle, die mit dem Vliesstoff gefüllt ist, benutzt werden kann, ohne dass sich das volumengebende Material wesentlich verschiebt und durch fehlendes Füllmaterial Kältebrücken gebildet werden.

Die Bindefasern können beispielsweise in den Faserbällchen enthalten sein. Alternativ oder zusätzlich können sie als separate Faserkomponente im Vliesstoff vorliegen. Vorzugsweise weisen die Bindefasern eine Länge von 0,5 mm bis 100 mm, noch bevorzugter von 1 mm bis 75 mm, und/oder einen Titer von 0,5 bis 10 dtex auf. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Bindefasern einen Titer von 0,9 bis 7 dtex, noch bevorzugter von 1 ,0 bis 6,7 dtex, und insbesondere von 1 ,3 bis 3,3 dtex auf.

Der Anteil an Bindefasern im Vliesstoff wird in Abhängigkeit von der Art und Menge der weiteren Bestandteile des Vliesstoffs und der erwünschten Stabilität des Vliesstoffs eingestellt. Ist der Anteil an Bindefasern zu gering, so verschlechtert sich die Stabilität des Vliesstoffs. Ist der Anteil an Bindefasern zu hoch, so wird der Vliesstoff insgesamt zu fest, was auf Kosten seiner Weichheit geht. Praktische Versuche haben ergeben, dass ein guter Kompromiss zwischen Stabilität und Weichheit erhalten wird, wenn der Anteil an Bindefasern im Bereich von 5 bis 50 Gew.%, vorzugsweise 7 bis 40 Gew.% und besonders bevorzugt von 10 bis 35 Gew.% liegt. Dabei kann ein Vliesstoff erhalten werden, der stabil genug ist um gerollt und/oder gefaltet zu werden. Dies erleichtert die Handhabbarkeit und Weiterverarbeitung des Vliesstoffs. Ferner ist ein solcher Vliesstoff waschbar. Beispielsweise ist er stabil genug, um drei Haushaltswäschen bei 40 °C ohne Desintegration auszuhalten. Die Bindefasern können durch eine Thermofusion untereinander und/oder mit den weiteren Komponenten des Vliesstoffs verbunden werden. Als besonders geeignet hat sich die Warmkalandrierung mit geheizten, glatten oder gravierten Walzen, durch Durchziehen durch einen Heißluft-Tunnelofen, Heißluft Doppelbandofen und/oder durch Durchziehen auf eine von heißer Luft durchströmte Trommel erwiesen. Vorteilhaft an der Verwendung eines Doppelband Heißluftofen ist, dass eine besonders effektive Aktivierung der Bindefasern bei gleichzeitiger Glättung der Oberfläche, bei gleichzeitigem Erhalt des Volumens stattfinden kann.

Alternativ kann der Vliesstoff auch dadurch verfestigt werden, dass der gegebenenfalls vorverfestigte Faserflor mindestens einmal auf jeder Seite mit Fluidstrahlen, vorzugsweise mit Wasserstrahlen, beaufschlagt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält der Vliesstoff weitere Fasern, die nicht in Form von Faserbällchen vorliegen und die Eigenschaften des Vliesstoffs in einer erwünschten Weise modifizieren. Da diese Fasern nicht in Form von Faserbällchen vorliegen, können sie die verschiedenste Oberflächenbeschaffenheit haben und insbesondere auch glatte Fasern sein. Wie bereits oben erwähnt, können als weitere Fasern Bindefasern eingesetzt werden. Denkbar ist jedoch auch der Einsatz von nicht bindenden Fasern. So können beispielsweise Seidefasern als weitere Fasern eingesetzt werden, um den Vliesstoff mit einem besonderen Glanz auszustatten. Ebenfalls denkbar ist der Einsatz von Polyacryl, Polyacrylnitril, Preoxidiertes PAN, PPS, Kohlenstoff, Glas, Polyaramide, Polymanidimid, Melaminharz, Phenolharz, Polyvinylalkohol, Polyamide, insbesondere Polyamid 6 und Polyamid 6.6, Polyolefine Viskose-, Cellulose-, und bevorzugt Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat Polyethylennaphthalat und Polybutylenterephthalat, und/oder Gemischen hiervon. Vorteilhafterweise beträgt der Anteil der weiteren Fasern im Vliesstoff von 5 bis 80 Gew.-%, insbesondere von 20 bis 70 Gew.-%. Vorzugsweise weisen die weiteren Fasern eine Länge von 1 bis 200 mm, vorzugsweise von 5 mm bis 100, und/oder einen Titer von 0,5 bis 20 dtex auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Vliesstoff ein Phasenwechselmaterial. Phasenwechselmaterialien (phase change materials (PCM) sind Materialien deren latente Schmelzwärme, Lösungswärme oder Absorptionswärme wesentlich größer ist als die Wärme, die sie aufgrund ihrer normalen spezifischen Wärmekapazität (ohne den Phasenumwandlungseffekt) speichern können. Das Phasenwechselmaterial kann in Partikelform und/oder faserartiger Form im Materialverbund enthalten und beispielsweise über die Bindefasern mit den restlichen Komponenten des Vliesstoffs verbunden sein. Die Anwesenheit des Phasenwechselmaterials kann die Isolationswirkung des Vliesstoffs unterstützen.

Die zur Herstellung der Fasern des Vliesstoffs eingesetzten Polymere können zumindest ein Additiv, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Farbpigmenten, Antistatika, Antimikrobia wie Kupfer, Silber, Gold, oder Hydrophilierungs- oder Hydrophobierungsadditive in einer Menge von 150 ppm bis 10 Gew.%, enthalten. Die Verwendung der genannten Additive in den eingesetzten Polymeren gestattet die Anpassung an kundenspezifische Anforderungen. Der erfindungsgemäße Vliesstoff kann auch weitere Lagen enthalten. Denkbar ist dabei, dass die weiteren Lagen als Verstärkungslagen, beispielsweise in Form eines Scrims ausgebildet sind und/oder dass sie Verstärkungsfilamente, Vliesstoffe, Gewebe, Gewirke und/oder Gelege umfassen. Bevorzugte Materialien zur Bildung der weiteren Lagen sind Kunststoffe, beispielsweise Polyester, und/oder Metalle. Dabei können die weiteren Lagen vorteilhafter Weise auf der Oberfläche des Vliesstoffs angeordnet sein.

Die Dicke des Vliesstoffs wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der gewünschten Isolationswirkung und den eingesetzten Materialien gewählt. Üblicherweise werden mit Dicken, gemessen nach Prüfvorschrift EN 29073 - T2, im Bereich von 2mm bis 100mm gute Ergebnisse erzielt.

Die Flächengewichte des erfindungsgemäßen Vliesstoffs werden in Abhängigkeit von dem gewünschten Anwendungszweck eingestellt. Als für viele Anwendungen zweckmäßig haben sich Flächengewichte, gemessen nach DIN EN 29073, im Bereich von 15 bis 1500g/m², vorzugsweise von 20 bis 1200g/m² und insbesondere von 30 bis 1000g/m² erwiesen. Des Weiteren kann der Vliesstoff nach Verfestigung einer Bindung oder Veredelung chemischer Art unterzogen werden, wie beispielsweise einer Anti- Pilling-Behandlung, einer Hydrophilisierung oder Hydrophobisierung, einer antistatischen Behandlung, einer Behandlung zur Verbesserung der Feuerfestigkeit und/oder zur Veränderung der taktilen Eigenschaften oder des Glanzes, einer Behandlung mechanischer Art wie Aufrauen, Sanforisieren, Schmirgeln oder einer Behandlung im Tumbler und/oder einer Behandlung zur Veränderung des Aussehens wie Färben oder Bedrucken.

Der erfindungsgemäße Vliesstoff eignet sich hervorragend für die Herstellung der verschiedensten textilen Produkte, insbesondere von Produkten, die thermophysiologisch komfortabel und zusätzlich leicht sein sollen. Somit umfasst ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung des Vliesstoffs als Form-, beispielsweise Polster- und/oder Füllmaterial in Bekleidung, Sitz- und Liegemöbel, Bettdecken, Matratzen, als Filter- und/oder Saugmatte, als Abstandshalter, Schaumersatz, Wundauflage, Feuerschutzmaterial.

Die Erfindung betrifft ferner die Herstellung eines wie oben beschriebenen Vliesstoffs mit einem Kardierverfahren.

Es wurde gefunden, dass der erfindungsgemäße Vliesstoff auf besonders effiziente Weise hergestellt werden kann, wenn die Öffnung und Verteilung des Vliesstoffrohmaterials mittels Stachelwalzen und/oder Stachelbändern durchgeführt wird. Hierdurch kann eine sehr gleichmäßige Ablage des Vliesstoffrohmaterials beispielsweise auf einem Ablageband stattfinden und es kann ein sehr homogener Vliesstoff erhalten werden, in dem das volumengebende Fasermaterial sehr homogen und gleichmäßig verteilt vorliegt. Dies war überraschend, da davon ausgegangen werden musste, dass beispielsweise die filigranen Faserbällchen oder Daunen beim Behandeln mit Stachelwalzen und/oder Stachelbändern zerstört werden.

Praktische Versuche haben ergeben, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders gute Ergebnisse erhalten werden, wenn es einen oder mehreren der folgenden Schritte umfasst. Das Rohmaterial, umfassend volumengebende Materialien und ggf. weitere Bestandteile wird möglichst gleichmäßig mit mindestens einer Karde, umfassend mindestens ein Paar Stachelwalzen, vorgelegt, in der die Faserrohmaterialien geöffnet und miteinander vermischt werden. Anschließend kann die Faserablage zur Vliesbildung auf herkömmliche Weise, beispielsweise auf einem Siebband, einer Siebtrommel und/oder einem Transportband erfolgen. Das gebildete Vlies kann daraufhin auf herkömmliche Art und Weise verfestigt werden. Als besonders geeignet hat sich erfindungsgemäß die thermische Verfestigung, beispielsweise mit einem Bandofen, erwiesen, da so eine unerwünschte Verdichtung des Vliesstoffs, wie sie beispielsweise bei einer Wasserstrahlverfestigung stattfinden würde, vermieden werden kann. Als besonders geeignet hat sich die Verwendung eines Doppelband Heißluftofens erwiesen. Vorteilhaft an der Verwendung eines solchen Heißluftofens ist, dass eine besonders effektive Aktivierung der Bindefasern bei gleichzeitiger Glättung der Oberfläche und Erhalt des Volumens erhalten werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Fasern und Faserbällchen in einer Vliesformungseinheit mit mindestens zwei Stachelwalzen behandelt, um eine gute Öffnung und Vermischung der Fasern und Faserbällchen zu erhalten. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegen die Stachelwalzen in Reihen angeordnet vor. Somit liegen die Stachelwalzen vorteilhafterweise in zumindest einer Reihe angeordnet vor. Vorteilhaft an der Anordnung der Stachelwalzen in zumindest einer Reihe ist, dass die Metallspeichen der benachbarten Stachelwalzen ineinandergreifen können. Somit kann jede Walze gleichzeitig zu jeder ihrer benachbarten Walzen ein Paar ausbilden, das als dynamisches Sieb fungieren kann. Dabei können die Reihen auch paarweise vorliegen (Doppelreihen), um eine besonders gute Öffnung und Vermischung der Fasern und Faserbällchen zu erhalten. Somit liegen die Stachelwalzen vorteilhafterweise in zumindest einer Doppelreihe angeordnet vor. Ebenfalls denkbar ist, dass zumindest ein Teil des Fasermaterials mittels eines Rückführsystems mehrfach durch die gleichen Stachelwalzen geführt wird. Zur Rückführung kann beispielsweise ein umlaufende Endlosband verwendet werden. Dies ist vorteilhafter Weise zwischen zwei Reihen von Stachelwalzen angeordnet. Ferner kann das Endlosband auch durch mehrere hintereinander bzw. übereinander angeordnete Doppelreihen von Stachelwalzen geführt werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren einen aerodynamischen Vliesbildungsprozess, d.h die Vliesbildung findet vorzugsweise unter Zuhilfenahme von Luft statt. Als geeignet haben sich insbesondere Verfahren erwiesen, die an das Airlaid- oder Airlayverfahren angelehnt sind. Das Grundprinzip dieses Verfahrens besteht in der Übergabe des Fasermaterials in einen Luftstrom, der eine mechanische Verteilung der Fasern in Maschinen Längs- und/oder Querrichtung und schließlich eine homogene Faserablage auf einem untersaugten Transportband ermöglicht.

Dabei kann Luft bei den verschiedensten Verfahrensschritten eingesetzt werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung findet der gesamte Transport des Fasermaterials während der Vliesbildung aerodynamisch, beispielsweise mittels eines installierten Luftsystems, statt. Ebenfalls denkbar ist jedoch dass nur spezielle Verfahrensschritte, beispielsweise die Abnahme der Fasern von den Stachelwalzen durch Zusatzluft unterstützt werden.

Praktische Versuche haben ergeben, dass bei der Durchführung des Verfahrens in Anlehnung an das Airlaid und/oder Airlay-Verfahren vorzugsweise ein oder mehrere der folgenden Schritte durchgeführt wird: Zweckmäßigerweise werden die Prozesse der Vliesstoffrohmaterialaufbereitung bzw. Vliesstoffrohmaterialauflösung dem Vliesbildungsprozess direkt vorgelagert. Die Mischung mit Nicht-Fasermaterialien, beispielsweise den Daunen und/oder Schaumstoffteilen erfolgt vorzugsweise unmittelbar während der Verteilung des Fasermaterials im Vliesbildungssystem.

Unter Zuhilfenahme von Luft als Transportmedium kann das Material über ein Zufuhr- und Verteilungssystem in die Vliesformungseinheit transportiert werden, wo eine gezielte Öffnung, Verwirbelung und gleichzeitig homogene Vermischung und Verteilung der einzelnen Komponenten des Vliesstoffrohmaterials stattfindet. Um die Materialzufuhr einfach steuern zu können, erfolgt die Zuführung für jede Materialkomponente vorteilhafter Weise separat.

Anschließend wird das Vliesstoffrohmaterial vorzugsweise mit mindestens zwei Stachelwalzen behandelt, mit denen eine Aufbereitung bzw. Auflösung des Fasermaterials durchgeführt wird. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn das Vliesstoffrohmaterial durch eine Reihe von rotierenden, mit Metallspeichen bestückten Wellen (den so genannten Spikes) als Stachelwalze durchgeführt wird. Mit dem Ineinandergreifen der Metallspeichen entsteht ein dynamisches Sieb, das hohe Durchsatzmengen erlaubt.

Vorteilhafter Weise erfolgt die Vliesformung auf einem untersaugten Siebband. Auf dem Siebband kann eine Wirrvliesstruktur ohne ausgeprägte Faserorientierung erzeugt werden, deren Dichte mit der Intensität der Untersagung in Zusammenhang steht. Durch die Anordnung von mehreren Vliesformungseinheiten in einer Linie kann ein Schichtenaufbau realisiert werden.

Vorteilhaft an der aerodynamischen Vliesbildung ist, dass die Fasern und die gegebenenfalls vorhandenen weiteren Bestandteile im Vliesstoffrohmaterial in einer Wirrlage angeordnet werden können, die eine sehr hohe Eigenschaftsisotropie ermöglicht. Neben den strukturbezogenen Aspekten, bietet diese Ausführungsform wirtschaftliche Vorteile, die sich aus dem Investitionsvolumen und den Betriebskosten für die Produktionsanlagen ergeben.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung findet die Vliesbildung in mehreren hintereinander angeordneten Vliesformungseinheiten statt. So ist denkbar, dass ein Ablageband, beispielsweise ein untersaugtes Siebband, nacheinander durch mehrere Vliesformungseinheiten geführt wird, in denen jeweils die Ablage einer Schicht eines Vlieses erfolgt. Hierdurch kann ein mehrschichtiges Vlies erzeugt werden.

Die Vliesverfestigung kann auf herkömmliche Weise beispielsweise chemisch durch besprühen mit Bindemittel, thermisch durch Schmelzen zuvor zugesetzt der Klebefasern oder Klebepulver und/oder mechanisch, z. B. durch Vernadelung und/oder Wasserstrahlverfestigung stattfinden.

Praktische Versuche haben ergeben, dass die Vliesbildung beispielsweise mit einer Vorrichtung zur Herstellung eines Faservlieses, beschrieben in der Druckschrift WO 2005/044529 mit guten Ergebnissen durchgeführt werden kann.

Der erfindungsgemäße Vliesstoff eignet sich hervorragend als Form- und/oder Füllmaterial zur Herstellung textiler Materialien, wie Decken, Bekleidungsstücken und/oder Polstermöbeln, Bettdecken, Matratzen, Filter- und/oder Saugmatten, Abstandshaltern, Schaumersatz, Wundauflage und/oder Feuerschutzmaterial. Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Beispiele näher beschrieben.

Beispiel 1 :

Es werden 150 g/m² aus 50 Gew.% Faserbällchen aus 7 dtex/32mm PES silikonisiert (Advansa 732), 30 Gew.% Faserbällchen aus CoPES Bindefaser und 55 Gew.% Daunen und/oder Feinfedern und Federn der Firma Minardi in einer Air-Laid-Anlage der Firma Form Fiber, die zur Öffnung des Faserrohmaterials Stachelwalzen aufweist, auf einem Trägerband abgelegt und in einem Doppelbandofen mit einem Bandabstand von 12 mm bei 155 °C verfestigt. Die Verweilzeit betrug 36 Sekunden. Es wurde ein aufrollbares Bahnmaterial erhalten.

Beispiel 2:

Es werden 120 g/m² aus 35 Gew.% Faserbällchen aus 7 dtex/32mm PES silikonisiert (Advansa 732), beaufschlagt mit 40 %mPCM 28 °C-PC- Temperatur-Enthalpie, 30 Gew.% Faserbällchen aus CoPES Bindefaser und 35 Gew.% Daunen und/oder Feinfedern und Federn der Firma Minardi in einer Air-Laid- Anlage der Firma Form Fiber, die zur Öffnung des Faserrohmaterials Stachelwalzen aufweist, auf einem Trägerband abgelegt und in einem Doppelbandofen mit einem Bandabstand von 10 mm bei 155 °C verfestigt. Die Verweilzeit betrug 36 Sekunden. Es wurde ein aufrollbares Bahnmaterial erhalten. Beispiel 3:

Es werden 150 g/m² aus 50 Gew.% Faserbällchen aus Wolle, 50 Gew.% Faserbällchen aus CoPES Bindefaserin einer Air-Laid- Anlage der Firma Form Fiber, die zur Öffnung des Faserrohmaterials Stachelwalzen aufweist, auf einem Trägerband abgelegt und in einem Doppelbandofen mit einem Bandabstand von 12 mm bei 155 °C verfestigt. Die Verweilzeit betrug 36 Sekunden. Es wurde ein aufrollbares Bahnmaterial erhalten.

Beispiel 4:

Es werden 150 g/m² aus 50 Gew.% Faserbällchen aus Seide, 50 Gew.% Faserbällchen aus CoPES Bindefaser in einer Air-Laid- Anlage der Firma Form Fiber, die zur Öffnung des Faserrohmaterials Stachelwalzen aufweist, auf einem Trägerband abgelegt und in einem Doppelbandofen mit einem Bandabstand von 12 mm bei 155 °C verfestigt. Die Verweilzeit betrug 36 Sekunden. Es wurde ein aufrollbares Bahnmaterial erhalten. Beispiel 5:

Es werden 56 g/m² aus 80 Gew.% Faserbällchen, 20 Gew.% aus CoPES Bindefaser in einer Air-Laid- Anlage der Firma Form Fiber, die zur Öffnung des Faserrohmaterials Stachelwalzen aufweist, auf einem Trägerband abgelegt und in einem Doppelbandofen mit einem Bandabstand von 1 mm bei 170 °C verfestigt. Es wurde ein aufrollbares Bahnmaterial erhalten, mit einer Dicke von 6,1 mm.

Beispiel 6:

Es werden 128 g/m² aus 80 Gew.% Faserbällchen, 20 Gew.% aus CoPES Bindefaser in einer Air-Laid- Anlage der Firma Form Fiber, die zur Öffnung des Faserrohmaterials Stachelwalzen aufweist, auf einem Trägerband abgelegt und in einem Doppelbandofen mit einem Bandabstand von 4 mm bei 170 °C verfestigt. Es wurde ein aufrollbares Bahnmaterial erhalten, mit einer Dicke von 7,5 mm.

Beispiel 7:

Es werden 128 g/m² aus 80 Gew.% Faserbällchen, 20 Gew.% aus CoPES Bindefaser in einer Air-Laid- Anlage der Firma Form Fiber, die zur Öffnung des Faserrohmaterials Stachelwalzen aufweist, auf einem Trägerband abgelegt und in einem Doppelbandofen mit einem Bandabstand von 30 mm, d.h. ohne Belastung des Faserflores, bei 170 °C verfestigt. Es wurde ein weiches, aufrollbares Bahnmaterial erhalten, mit einer Dicke von 25 mm. Beispiel 8:

Es werden 723 g/m² aus 80 Gew.% Faserbällchen, 20 Gew.% aus CoPES Bindefaser in einer Air-Laid- Anlage der Firma Form Fiber, die zur Öffnung des Faserrohmaterials Stachelwalzen aufweist, auf einem Trägerband abgelegt und in einem Doppelbandofen mit einem Bandabstand von 50 mm bei 170 °C verfestigt. Es wurde ein aufrollbares, stabiles Bahnmaterial erhalten, mit einer Dicke von 50 mm.

Claims

Patentansprüche

1 . Vliesstoff umfassend ein volumengebendes Material, insbesondere

Faserbällchen, Daunen und/oder Feinfedern, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff eine Höchstzugkraft, gemessen nach DIN EN 29 073 bei einem Flächengewicht von 50g/m², in mindestens einer Richtung von mindestens 0,3N/5cm, insbesondere von 0,3N/5cm bis 100N/5cm aufweist.

2. Vliesstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Faserbällchen mindestens 20 Gew.-%, noch bevorzugter von 25 bis 100%, insbesondere von 30 bis 90%, und/oder der Anteil der Daunen und/oder Feinfedern 20 bis 70% jeweils bezogen auf das

Gesamtgewicht des Vliesstoffs beträgt.

3. Vliesstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -2, dadurch

gekennzeichnet, dass die Faserbällchen Fasern enthalten, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Fasern aus Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat und Polybutylenterephthalat, und/oder Gemische hiervon und/oder

Gemischen mit weiteren Fasern.

4. Vliesstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -3, dadurch

gekennzeichnet, dass die Faserbällchen aus Wolle bestehen.

5. Vliesstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -4, dadurch

gekennzeichnet, dass die Faserbällchen Bindefasern enthalten, die eine Länge von 0,5 mm bis 100 mm aufweisen.

6. Vliesstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindefasern als Kern/Mantel-Fasern ausgestaltet sind, wobei der Mantel PBT, PA, Copolyamide oder auch Copolyester und/oder der Kern PET, PEN, PO, PPS; aromatische PA und/oder PES umfasst.

7. Vliesstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -6, dadurch

gekennzeichnet, dass der Anteil der Bindefasern im Vliesstoff 5 bis 50 Gew.%, vorzugsweise 7 bis 40 Gew.% und besonders bevorzugt von 10 bis 35 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Vliesstoffs beträgt.

8. Vliesstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -7, dadurch

gekennzeichnet, dass der Vliesstoff ein Phasenwechselmaterial enthält.

9. Verwendung eines Vliesstoffs nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -8 zur Herstellung textiler Materialien, wie Decken, Bekleidungsstücken und/oder Polstermöbeln, Bettdecken, Matratzen, Filter- und/oder Saugmatten, Abstandshaltern, Schaumersatz, Wundauflage und/oder Feuerschutzmaterial.

10. Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffs nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -9, dadurch gekennzeichnet, dass ein

Vliesstoffrohmaterial umfassend ein volumengebendes Material, insbesondere Faserbällchen, Daunen und/oder Feinfedern, mittels Stachelwalzen und/oder Stachelbändern geöffnet und in einer

Vliesformungseinheit verteilt wird, und anschließend auf einem

Ablageband abgelegt und verfestigt wird.