BE1009269A6

BE1009269A6 - Werkwijze voor het bekomen van een driedimensioneel textielprodukt, hierbij gebruikte draad, met deze draad en volgens deze werkwijze bekomen composietmaterialen.

Info

Publication number: BE1009269A6
Application number: BE9500309A
Authority: BE
Inventors: Ignaas Verpoest; Raemdonck Joris Van; Meyer Willy De
Original assignee: Univ Leuven Kath; Raemdonck Joris Van; Meyer Willy De
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1995-04-04
Publication date: 1997-01-07
Also published as: DE69633467T2; ATE276871T1; WO1996031336A1; US6184161B1; AU5262296A; EP1015234B1; JPH11503494A; DE69633467D1; EP1015234A1

Abstract

De uitvinding betreft een werkwijze voor het produceren van een driedimensioneel textielprodukt, gekenmerkt doordat men minstens de pooldraad ervan aan één of meer van de volgende textielbewerkingen onderwerpt : a) de textieldraad wordt onmanteld, b) aan de textieldraad worden meerdere textieldraden gevoegd; c) de textieldraad wordt gestructureerd door gebruik te maken van minstens een monofilament en minstens een multifilament; d) de textieldraad wordt gestructureerd door gebruik te maken van minstens één monofilament en minstens een multifilamentdraad uit thermoplastische vezels; e) elk van de onder a - d genoemde textielbewerkingen voert menonder dergelijke omstandigheden uit dat de textieldraad voldoende soepel wordt gehouden tijdens een eerste textielbewerking en stijf kan gemaakt worden bij een daaropvolgende bewerking.

Description

"Werkwijze voor het bekomen van een driedimensioneel textielprodukt, hierbij gebruikte draad, met deze draad en volgens deze werkwijze bekomen composietmaterialen"
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het produceren van een driedimensioneel textielprodukt bekomen onder de vorm van een breisel, een weefsel of een daartoe geschikte techniek.

Textielprodukten van het bedoelde soort worden uitvoerig beschreven o. a. in de octrooiaanvraag PCT/BE93/0048. Zij kunnen gebruikt worden als zodanig of als versterking in composietmaterialen.

Afstandsbreisels of afstandsweefsels zoals in deze aanvraag beschreven vertonen specifiek een bepaalde stijfheid tegen indeuken, m. a. w. een weerstand tegen het naar elkaar toebrengen van de beide weefsel- of breiselvlakken die deze textielprodukten kenmerken.

Terloops zal onderstreept worden dat buiten breisels en weefsels driedimensionele textielprodukten ook kunnen ontstaan door vlechten, tuften, vernaaien enzovoort. In de hiernavolgende beschrijving en conclusies zullen dan ook deze verschillende technieken door de uitdrukking "textielverwerking" worden duidelijk gemaakt.

De stijfheid van het textielprodukt is in hoofdzaak afhankelijk van de stijfheid van de gebruikte pooldraad, van de dichtheid van deze pooldraden en van de kruising, t. t. z. loodrecht, schuin of in vakverband, alsook van de hoogte van de pooldraden, t. t. z. de afstand tussen beide

bovengenoemde vlakken van het textielprodukt.

Om de stijfheid van een driedimensioneel textielprodukt voor een bepaalde poolhoogte te verhogen, maakt men gebruik van een stijvere draad of past men een grotere dichtheid van deze pooldraden toe, en wel met de gepaste kruising.

Bij deze manier van handelen stuit men echter op meerdere problemen waarvan de voornaamste als volgt kan worden omschreven : hoe groter de stijfheid van de pooldraad, hoe slechter de weef-of breibaarheid, t. w. de hierboven genoemde textielverwerking, van het produkt. Bij toepassing van andere produktiemogelijkheden heeft het toepassen van pooldraden met deze te grote stijfheid eveneens zeer nadelige gevolgen.

De uitvinding heeft tot doel textieldraden, o. m. pooldraden, voor te schrijven die voldoende flexibel zijn en dus in hoge dichtheden kunnen worden toegepast. Door een nabewerking die tot het wezen van de uitvinding behoort, worden de draden, o. m. de pooldraden, stijver gemaakt zonder dat men de afstand tussen de reeds hoger vernoemde vlakken van het textielprodukt dient op te vullen, bijvoorbeeld met schuim.

In de hiernavolgende voorbeelden zullen pooldraden, hun structuur, hun voor-en nabehandeling worden beschreven en wel in functie van de essentiële rol die deze pooldraden in een driedimensioneel textielprodukt van het hierboven beschreven soort moeten vervullen. Textieldraden die dan niet de functie van pooldraden vervullen, maar dan enkel in de buitenlagen voorkomen, kunnen dezelfde structuur vertonen en dezelfde voor-of nabehandeling ondergaan. De uitdrukking "pooldraad" zal dus nooit in een strikte zin moeten worden opgenomen. Zij kunnen dan bijdragen

tot een verhoging van bijvoorbeeld de buigstijfheid en buigsterkte van voornoemde driedimensionele textielprodukten en/of hun composieten.

Om de in de aanhef genoemde doelstellingen te bereiken, onderwerpt men minstens de textieldraad die als pooldraad voor dit textielprodukt bestemd is, aan een of meer van de volgende textielbewerkingen : a) de textieldraad wordt ommanteld ; b) aan de textieldraad worden meerdere textieldraden gevoegd ; c) de textieldraad wordt gestructureerd door gebruik te maken van minstens een monofilament en minstens een multifilament ; d) de textieldraad wordt gestructureerd door gebruik te maken van minstens een monofilament en minstens een multifilamentdraad die minstens voor een deel uit thermoplastische vezels bestaat ;

e) elk van de onder a - d genoemde textielbewerkingen voert men onder dergelijke omstandigheden uit dat de textieldraad voldoende soepel wordt gehouden tijdens een eerste textielbewerking zoals afstandsbreien of afstandsweven en stijf kan gemaakt worden bij een daaropvolgende bewerking zoals thermoforming, versmelting of impregnatie met een matrix.

Andere voordelen en eigenschappen van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van een textieldraad, o. m. pooldraad, inzonderheid doch niet uitsluitend te gebruiken in driedimensionele textielprodukten, volgens de uitvinding. Deze beschrijving wordt uitsluitend bij wijze van voorbeeld gegeven en beperkt de uitvinding niet. De verwijzingscijfers hebben betrekking op de hieraan toegevoegde figuren die alle doorsneden vertonen, op een fel vergrote schaal, van

textieldraden, o. m. pooldraden volgens de uitvinding in verschillende uitvoeringsvormen.

Figuur 1 heeft betrekking op een monofilament met een ommanteling uit natuurvezels en/of synthetische vezels.

Figuur 2 heeft betrekking op een monofilament met een ommanteling polyestervezels met laag smeltpunt en polyestervezels met hoog smeltpunt.

Figuur 3 betreft glasgaren filamenten in acrylhars gebonden.

Figuur 4 betreft een monofilament samengetwijnd met twee draden gespannen bi-component PET garen.

Figuur 5 betreft een continu glasdraad met een multifilament garen geassembleerd en/of licht getwijnd tot een garen, o. m. poolgaren.

Figuur 6 betreft een glasdraad met een monofilament licht getwijnd.

De door deze verschillende figuren geïllustreerde en slechts bij wijze van voorbeeld geselecteerde uitvoeringsvormen zijn dus voorbeelden van mogelijke textieldraden, o. m. pooldraden of hiermede gelijk te stellen vezelassemblages die aan de in de aanhef uiteengezette doelstellingen beantwoorden. De uitvinding zal nu hoofdzakelijk beschreven worden met betrekking tot het vervaardigen van een driedimensioneel textielprodukt waarvan de pooldraden stijver zijn gemaakt. In wezen betreft de uitvinding inderdaad het verwezenlijken en toepassen van voldoende flexibele pooldraden die in hoge dichtheden kunnen worden toegepast en die stijver kunnen worden gemaakt zonder dat men de afstand tussen de lagen van het driedimensioneel textielprodukt, bijvoorbeeld met schuim, dient op te vullen.

Een voordeel van het aldus bekomen produkt zal natuurlijk de goede

luchtdoorlaatbaarheid van het produkt zijn. Een of meer monofilamenten of multifilament draden met een gering aantal filamenten (2 tot 50) kunnen omsponnen, intermingled, getwist, samengevlochten, gebreid, gecableerd of door toepassing van andere mogelijke technieken geassembleerd worden door hierbij gebruik te maken van een materiaal dat tegelijkertijd een goede binding van de verschillende componenten teweegbrengt waarna het textielproces (afstandsbreien, weven, tuften, vernaaien enzovoort) voleindigd is.

Om het verschuiven ten opzichte van stijvere materialen zoals dit kan gebeuren met monofilamenten die met een mantel zijn omsponnen, tegen te gaan, kan men de kern bestaande bijvoorbeeld uit een PET monofilament ruwen of kan men de ommanteling verkleven en/of versmelten aan het monofilament dat als kerngaren dienst doet. Ook is het mogelijk twee of meerdere van deze omsponnen, omtwijnde, ombreide garens samen nog eens te verwerken vooraleer tot het weven, breien, vlechten, tuften, enzovoort over te gaan om het in de aanhef besproken driedimensioneel textielprodukt te bekomen.

De verharding of de verstijving van de pooldraad kan dus bekomen worden door een nabehandeling na de textielverwerking het poolmateriaal te verharden door toevoeging van een hars of door het smelten van de mantel met een lager smeltpunt en deze mantel nadien te laten stollen.

Ook is het mogelijk een van de gebruikte garens, filamentgarens of gesponnen garens vóór het weefproces eerst door een bad te laten lopen met een dipmateriaal hetwelk na drogen bij ongeveer 1100C een nog voldoende flexibel poolgaren oplevert. Bij een daaropvolgende thermofixatie, na een textielverwerking bij een temperatuur van nagenoeg 160

- 1800C is de pooldraad harder en stijver. Een voorbeeld hiervan is het behandelen van het garen in een acrylbad. Duidelijk kunnen buiten acryl tal van andere technische equivalente kunststoffen worden overwogen.

Met betrekking tot de hieraan toegevoegde figuren kan dus het volgende worden gezegd.

In figuur 1 wordt een monofilament 1 omwikkeld met een mantel bestaande uit hetzelfde gewicht aan ramie en viscose. Het breisel of het volgens een andere techniek bekomen textielprodukt wordt daarna met een hars behandeld en geeft een veel grotere stijfheid dan bij gebruikmaking van een dikker monofilament. In deze figuur worden de synthetische vezels met de verwijzing 2 en de natuurlijke vezels met de verwijzing 3 aangeduid. Het monofilament 1 kan bestaan uit PET, PA 6, PA 66, PA 46, PA 12, PVC, PP, PE, PEI, PAI en technisch equivalente materialen. De synthetische vezels 2 zijn vezels waartoe onder meer behoren : PA 6, PA 66, PE, PET, PA 12, PA46, PP enzovoort. Als natuurvezels 3 gelden, bij wijze van voorbeeld, ramie, vlas, katoen, jute, sisale en technisch equivalente natuurvezels. Kunstvezels zoals viscose komen eveneens in aanmerking.

De pooldraad volgens figuur 2 bestaat uit een monofilament 4 met een ommanteling uit polyestervezels 5 met hoog smeltpunt (ongeveer 256 C) terwijl de vezels 6 polyestervezels zijn met laag smeltpunt (ongeveer 1100C). Na breien of na een andere textielbewerking wordt het geheel gethermofixeerd bij een temperatuur van nagenoeg 2000C en wordt de mantel gesmolten aan het monofilament dat het kerngaren vormt. Ook hier is een sterk verhoogde stijfheid van het driedimensioneel textielprodukt te verwachten.

In figuur 3 wordt een multifilament

glasgaren 7 voorgesteld dat vooraf wordt geïmpregneerd met een acrylhars of een technisch equivalente hars zodat een opname van ongeveer 20 % in gewicht van dit materiaal wordt verkregen. Deze draad wordt gedroogd bij een temperatuur van nagenoeg 1100C en na het breien
EMI7.1
gethermofixeerd bij een temperatuur van nagenoeg 160 à 180 C. Dit levert een stijf afstandsbreisel. De hier beschreven bewerking en het bekomen filament laten toe een voldoende soepele draad te verkrijgen tijdens het breien. Dit is te danken aan het feit dat na een droogproces bij nagenoeg 1100C het polyacrylhars nog niet volledig is verhard, zodat een driedimensioneel textielprodukt (afstandsbreisel) kan worden bekomen met de gewenste dichtheid en poolhoogte.

Pas na thermofixatie bij een temperatuur van nagenoeg 1800C wordt de gewenste stijfheid van het driedimensioneel materiaal bereikt.

In figuur 4 wordt een monofilament 8 bestaande bijvoorbeeld uit een PET draad van 18 micrometer samengetwijnd met twee draden gesponnen bicomponent PET garen 9. De bi-component draden 9 bestaan uit PET vezels 10 met hoog smeltpunt en PET vezels 11 met lager smeltpunt. De hier voorgestelde draad is een getwijnde draad bestaande uit een monofilament PET draad (18 micrometer) samengetwijnd met twee bicomponent PET draden 10 en 11. De toegepaste twist bedraagt 120 t/m. De aldus bekomen draden worden verweven in een afstandsweefsel waarvan de oppervlaktedraden bijvoorbeeld bestaan uit 167 dtex PET FTF. Het monofilament 8 in deze assemblage zorgt ervoor dat er een voldoende afstand gehouden wordt tussen de twee oppervlakteweefsels van het driedimensioneel textielprodukt.

Na thermofixatie bij een temperatuur van nagenoeg 2000C wordt er met een snelheid van 20 m/min. en een zonelengte van 20 m, wat overeenstemt met

een blootstelling van 1 min., voldoende stijfheid bereikt om het bekomen weefsel als een stijf afstandsmateriaal in te zetten.

Figuur 5 vertoont een continu glasdraad 12 bekomen door het assembleren van glasvezels 13 met vezels 14 uit een ander garen. Een dergelijk garen kan worden getuft op een basislaag en na het heffen wordt het multifilamentgaren dat een lager smeltpunt heeft dan de basislaag verhit, zodat dit smelt, terwijl de basislaag niet smelt. Het resultaat is een stijf tuftmateriaal dat aan de doelstellingen van de uitvinding beantwoordt.

In figuur 6 is tenslotte een glasdraad 15 voorgesteld bestaande uit een monofilament (20 tpm) met een ommanteling uit glasdraadvezels 17. Afstandsbreisels kunnen met een dergelijke glasdraad worden bekomen.

De gebieden waar de verschillende hierboven beschreven produkten toepassing kunnen vinden, kunnen als volgt onderverdeeld worden : a) sportprodukten, zoals helmen, protectievesten (bijvoorbeeld voor hockeyspelers), beenbeschermers, knie-en enkelbeschermers, zolen voor sportschoenen, zadels, dekens voor paarden, sportmatonderleggers, enzovoort ; b) veiligheidsprodukten zoals binnenbekleding voor protectievesten (kogel-of schrapnelvrij), inleggers voor veiligheidsschoenen en ander schoeisel (bijvoorbeeld laarzen), bumpers, enzovoort ; c) milieubeschermingsprodukten zoals trillingsdempers, filtratietoepassingen, afscherming van machines en andere lawaai- en trillingsbronnen, isolatiematerialen, enzovoort ; d) bouwsector :

toepassingen zoals vloeronderleggers, wanden met inbegrip van verplaatsbare dakisolatie,

muurisolatie ; e) gereedschappen zoals lichte koffers die ten opzichte van warmte en impact dienen te worden geisoleerd, remplaten, koppelingen.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen en vele wijzigingen zouden hieraan kunnen worden aangebracht voor zover deze vallen binnen het raam van de hieraan toegevoegde conclusies.

Claims

CONCLUSIES 1. Werkwijze voor het produceren van een driedimensioneel textielprodukt bekomen onder de vorm van een breisel, een weefsel of een daartoe geschikte techniek, met het kenmerk dat men minstens de textieldraad die als pooldraad voor dit textielprodukt bestemd is, aan een of meer van de volgende textielbewerkingen onderwerpt : a) de textieldraad wordt ommanteld ; b) aan de textieldraad worden meerdere textieldraden gevoegd ; c) de textieldraad wordt gestructureerd door gebruik te maken van minstens een monofilament en minstens een multifilament ; d) de textieldraad wordt gestructureerd door gebruik te maken van minstens een monofilament en minstens een multifilamentdraad die minstens voor een deel uit thermoplastische vezels bestaat ;

e) elk van de onder a - d genoemde textielbewerkingen voert menonder dergelijke omstandigheden uit dat de textieldraad voldoende soepel wordt gehouden tijdens een eerste textielbewerking zoals afstandsbreien of afstandsweven en stijf kan gemaakt worden bij een daaropvolgende bewerking zoals thermoforming, versmelting of impregnatie met een matrix.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het verstijven van hogerbedoelde draad voor zover deze uit een thermoplastische stof bestaat door een warmtebehandeling plaatsvindt.
3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het verstijven van hogerbedoelde draad, voor zover deze uit een thermoplastische stof bestaat door uitharden van harsen.
4. Textieldraad o. m. pooldraad, inzonderheid doch niet uitsluitend te gebruiken in <Desc/Clms Page number 11> driedimensionele textielprodukten, met het kenmerk dat hij wordt gevormd door minstens een draad die een of meer van de in conclusie 1 genoemde textielbewerkingen heeft ondergaan, t. w. : EMI11.1 a) ommanteling van de textieldraad b) samenvoeging van meerdere textieldraden c) structurering van de textieldraad door gebruik te maken van minstens een monofilament en minstens een multifilament bestaande minstens voor een deel uit thermoplastische vezels.
5. Textieldraad volgens conclusie 4, met het kenmerk dat hij ommanteld is
; 6. Textieldraad volgens conclusie 4, met het kenmerk dat hij is ontstaan door samenvoeging van meerdere textieldraden.
7. Textieldraad volgens conclusie 4, met het kenmerk dat hij is ontstaan door het structureren van meerdere textieldraden door gebruik te maken van minstens een monofilament en minstens een multifilament.
8. Textieldraad volgens conclusie 4, met het kenmerk dat hij is ontstaan door het structureren van minstens een monofilament en minstens één multifilamentdraad bestaande minstens voor een deel uit thermoplastische vezels.
9. Textieldraad o. m. pooldraad volgens conclusie 4, met het kenmerk dat hij bestaat uit minstens een monofilament uit kunststof met een ommanteling bestaande minstens voor een deel uit natuurvezels.
10. Textieldraad o. m. pooldraad volgens conclusie 4, met het kenmerk dat hij bestaat uit minstens een multifilament uit kunststof met een ommanteling bestaande uit natuurlijke vezels.
11. Textieldraad o. m. pooldraad volgens <Desc/Clms Page number 12> conclusie 4, met het kenmerk dat hogerbedoelde ommanteling uit ramie en viscose bestaat.
12. Textieldraad o. m. pooldraad volgens conclusie 4, met het kenmerk dat hogerbedoelde ommanteling uit vlas bestaat.
13. Textieldraad o. m. pooldraad, volgens een van de conclusies 9 en 10, met het kenmerk dat hogerbedoelde kunststof een stof is gekozen uit de groep waartoe behoren : PET, PA 6, PA 66, PA 46, PA 12, PVC, PP, PE, PEI, PAI, en technisch equivalente stoffen.
14. Textieldraad, o. m. pooldraad volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat zowel het mono-als het multifilament omsponnen wordt met een bi-component garen, in gewichtsverhoudingen van nagenoeg 50/50, die in een tweede stap samengetwijnd worden.
15. Textieldraad, o. m. pooldraad volgens conclusie 14, met het kenmerk dat hogerbedoeld bi-component garen met een eerste component aan de omtrek bestaat waarvan het smeltpunt lager is dan dat van het tweede component dat inwendig in het bicomponent garen voorkomt.
16. Textieldraad, o. m. pooldraad volgens conclusie 4, met het kenmerk dat hij bestaat uit een vooraf met een hars geïmpregneerd glasgaren multifilament.
17. Textieldraad, o. m. pooldraad volgens conclusie 16, met het kenmerk dat hogerbedoelde hars een acrylhars is.
18. Textieldraad, o. m. pooldraad volgens conclusie 16, met het kenmerk dat hogerbedoelde hars een fenolhars is.
19. Textieldraad, o. m. pooldraad volgens conclusie 13, met het kenmerk dat hij zowel als <Desc/Clms Page number 13> mono-, als multifilament kan voorkomen bestaande uit hierbovengenoemde groep samengetwijnd met minstens twee draden gesponnen bi-component garen behorende tot dezelfde groep.
20. Textieldraad, o. m. pooldraad volgens conclusie 4, met het kenmerk dat hij bestaat uit minstens een continu glasdraad samen met minstens een multifilamentgaren geassembleerd.
21. Textieldraad, o. m. pooldraad volgens conclusie 20, met het kenmerk dat hogerbedoelde continu glasdraad en hogerbedoeld multifilamentgaren samen licht getwijnd worden.
22. Textieldraad, o. m. pooldraad volgens conclusie 4, met het kenmerk dat hij bestaat uit minstens een glasdraad licht getwijnd met een monofilament.
23. Driedimensioneel textielprodukt, vervaardigd uit textieldraden volgens een van de conclusies 4 - 22, te gebruiken als zodanig of als versterking in composietmateriaal.