BE1022766B1

BE1022766B1 - Afstandsweefsels

Info

Publication number: BE1022766B1
Application number: BE2014/5068A
Authority: BE
Inventors: Pascal Ghekiere
Original assignee: 3D Weaving Bvba
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2016-08-31
Also published as: BE1022766A9; BE1022766A1

Abstract

Deze uitvinding betreft een vorm- of steungevend materiaal, waarbij het genoemde vorm- of steungevend materiaal vervaardigd is uit een afstandsweefsel omvattende een eerste (11) en een tweede (12) weefsellaag, waarbij beide lagen door middel van verbindingsdraden (114) met elkaar verbonden zijn.

Description

afstandsweefsels

TECHNISCH VELD

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een textiel, in het bijzonder op vorm- of steungevend materiaal op basis van afstandsweefsels en het gebruik van de afstandsweefsels als basismateriaal voor steun- of vormgevende toepassingen. De uitvinding is vooral van nut in de technische textiel sector.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Weefsels worden vaak gebruikt in verschillende toepassingsgebieden zoals technisch textiel of interieurtextiel. Een weefsel kan gebruikt worden als materiaal op zich, of als component in een meerlagenstructuur of als vorm- en steungevende component zoals in composietstructuren.

Een weefsel als interieurtextiel zal vaak een vlakweefsel of een poolweefsel zijn, naargelang zijn eindtoepassing als bvb tapijt of gordijnstof. In het domein technisch textiel vindt men allerhande type weefsels terug, van oorsprong uit verschillende materialen, die dan vaak gebruikt worden als vorm- en steungevende component. Zo zijn bijvoorbeeld de dekzeilmaterialen waarmee camions zijn uitgerust gecoate, technische vlakke weefsels. Deze vlakke weefsels zorgen voor de uiteindelijke vorm en steun van de dekzeilen.

Deze vlakke weefsels hebben echter niet de mogelijkheid om een zekere dikte te geven aan het vorm te geven materiaal. Een eindproduct met een dikte die veel groter is dan de oorspronkelijke weefseldikte is niet te bereiken met andere technieken, zeker indien deze eindproducten voldoende vormvast moeten zijn en functioneel moeten blijven. Indien een dikker, vormvast materiaal moet worden bekomen, moet worden gewerkt met andere materialen. EP628649 beschrijft het maken van een afstandweefsel waarbij twee evenwijdige weefsellagen worden verbonden door een spacer draad. EP2644375 beschrijft het maken van een composiet bord bestaande uit verschillende lagen. Hierbij wordt een afstandsweefsel gebruikt als beschermmateriaal voor de composietstructuur. EP2619363 beschrijft het gebruik van een afstandweefsel om beschermende producten te gebruiken. Hierbij worden de afstandsweefsels verder verwerkt tot een composiet om als composiet in voorwerpen geconfectioneerd te worden.

In de bovenstaande uitvindingen wordt er op zich wel afstandsweefsels gemaakt en verwerkt, ze gebruiken niet de volledige mogelijkheid van afstandsweefsels om te gebruiken als vorm- of steungevend materiaal.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding een vorm- of steungevend materiaal op basis van afstandsweefsels te verschaffen en het gebruik van de afstandsweefsels als basismateriaal voor steun- of vormgevende toepassingen. Deze afstandsweefsels moeten op zich vormvast zijn.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Tot dit doel toont deze uitvinding een weefsel met de kenmerken van conclusie 1. De voorkeursuitvoering van het afstandsweefsel van de onderstaande uitvinding worden gedefinieerd in de afhankelijke conclusies en de hiernavolgende beschrijving.

Een afstandsweefsel volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft een verbeterde vorm- en steungevend karakter. Het afstandsweefsel vertoont een hoge sterkte en stijfheid in drie dimensies. Dat is gunstig voor gebruik van het afstandsweefsel als component in verschillende toepassingen.

Bovendien is de afstand van de weefsellagen van het afstandsweefsel veranderbaar naar gelang de weefrichting. Dit is bevorderlijk voor specifieke vormen of ondersteunende eigenschappen te kunnen geven bij het finale gebruik. Dit voordeel van de onderstaande uitvinding worden gerealiseerd door toepassing van de buitenste lagen (11, 12) verder of dichter bij elkaar te brengen.

Bovendien is het aantal weefsellagen van het afstandsweefsel veranderbaar naargelang de instellingen. In plaats van twee buitenste lagen (11, 12) kunnen één of meerdere weefsellagen (13) tussen de buitenste lagen aanwezig zijn. Dit heeft als voordeel dat er een groter vorm- en steungevend karakter kan meegegeven worden.

Het afstandsweefsel (1) blijkt zo een geweven weefsel te zijn, dat minimum twee lagen (11,12) bevat, waarbij elke laag een aantal inslag (111) en ketting (112,113) draden bevat en deze weefsellagen (11,12) zijn verbonden door verbindingsdraden (114) die worden afgewisseld met inslagdraden (111) van de verschillende lagen. Dus de verbindingsdraden zijn verweven met de verschillende weefsellagen.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Figuur 1 tot en met 5 tonen schematische doorsneden van afstandsweefsels. Deze doorsnede is telkens genomen in de kettingrichting van het afstandsweefsel. In elk van de figuren is schematisch minstens 2 of meerdere weefsellagen (11,12,13) te zien, waarbij in elke weefsellaag inslagdraden (111) schematisch zijn te zien. Elke weefsellaag heeft ook kettingdraden (112,113). Tussen de weefsellagen zijn er verbindingsdraden (114) te vinden. Het geheel is telkens een afstandsweefsel (1). De figuren zijn onderling zeer onderscheidend.

Figuur 1 is een schematische doorsnede van een mogelijke opbouw van een afstandsweefsel met een constante dikte.

Figuur 2 is een schematische doorsnede van een mogelijke opbouw van een afstandsweefsel met een variabele dikte. De dikte varieert in de kettingrichting van het afstandsweefsel.

Figuur 3 is een schematische doorsnede van een mogelijke opbouw van een afstandsweefsel met een constante dikte. Hierbij zijn er echter meerdere verbindingsdraden aanwezig.

Figuur 4 is een schematische doorsnede van een mogelijke opbouw van een afstandsweefsel met een constante dikte. Hierbij zijn er echter meerdere weefsellagen (11,12,13) aanwezig.

Figuur 5 is een schematische doorsnede van een mogelijke opbouw van een afstandsweefsel met een constante dikte. Hierbij zijn er echter een minimaal aantal inslagdraden aanwezig.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

Het afstandsweefsel (1) omvat minimum een eerste (11) en een tweede (12) weefsellaag. Deze lagen zijn geweven lagen en bevatten een aantal inslag (111) en ketting (112,113) draden, die de inslag- en kettingrichting van het afstandsweefsel determineren.

De verschillende weefsellagen (11,12) zijn onderling gescheiden lagen. Ze zijn met elkaar verbonden door verbindingsdraden (114). Deze verbindingsdraden worden ingeweven in de weefsellagen tussen de inslagdraden (111) van de verschillende weefsellagen. De verbindingsdraden (114) zijn ook gekend onder alternatieve namen ‘spacerdraden’ of ‘poolkettingdraden’. In deze tekst wordt echter de term verbindingsdraden gebruikt.

In een voorkeursuitvoering worden de verbindingsdraden (114) geweven in de weefsellagen met een weefpatroon omvattende (a) één of meer afwisselingen tussen de verbindingsdraden en de inslagdraden (111) van de eerste weefsellaag (b) een overgang van de verbindingsdraden naar de volgende weefsellaag, (c) één of meer afwisselingen tussen de verbindingsdraden en de inslagdraden (111) van de volgende weefsellaag. Optioneel wordt de sequentie (b) en (c) een aantal keren herhaald, totdat een afstandsweefsel met een voldoende aantal weefsellagen wordt bekomen. Dit is afhankelijk van de benodigde fysische eigenschappen zoals en niet beperkt tot specifiek gewicht en treksterkte.

In de figuren met de schematische doorsnede van de afstandsweefsels worden in de weefsellagen (11,12) slechts twee kettingdraden (112,113) aangegeven. De afstandsweefsels in een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding kunnen echter meer dan twee kettingdraden omvatten. In de schematische doorsneden van de figuren 1 tot en met 5 zijn er één of meerdere verbindingsdraden (114) aangegeven.

In een afstandsweefsel volgens een mogelijke uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt er dan ook mogelijks één of meerdere verbindingsdraden gebruikt. Zo wordt er in figuur 3 een schematische voorstelling weergegeven van een gestabiliseerd afstandsweefsel waarbij meerdere verbindingsdraden zijn gebruikt. In de schematische doorsneden van de figuren 1 tot en met 5 zijn er telkens in de weefsellagen (11,12) maar één rij inslagdraden (111) weergegeven. In een afstandsweefsel volgens een mogelijke uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding kan er echter één of meerdere rijen inslagdraden verweven worden met de kettingdraden.

In een andere preferentiële uitvoering die meer vorm en steun geeft, is de afstand tussen de verbindingsdraden (114) tussen één of meerdere weefsellagen kleiner dan de dikte van één weefsellaag. Dit betekent dat één of meerder weefsellagen een meerlaags weefsel vormen, al dan niet verbonden met verbindingsdraden met andere weefsellagen met een afstand hebben groter dan de dikte van één weefsellaag.

De weefopbouw van elke weefsellaag (11) kan elk weefpatroon zijn die gekend is in de huidige techniek, bijvoorbeeld een weefpatroon zoals weergegeven in figuur 1. Naargelang de finale toepassing kan een keperweefsel, een satijnbinding of binding met een lage dichtheid van ketting- en/of inslagdraden.

De dikte van het afstandsweefsel (1), gedefinieerd als de afstand tussen de buitenvlakken van de twee buitenste weefsellagen (11,12), kan variëren van 0,2 tot 1000 mm, preferentieel van 1 tot 100 mm, en het meest geprefereerd van 5 tot 60 mm. Deze dikte is op elke plaats van het weefsel instelbaar en veranderbaar. Hierdoor is de dikte op elke plaats in de kettingrichting van het weefsel aanpasbaar. Deze dikteovergang is preferentieel geleidelijk van aard. Een voorbeeld van een schematische doorsnede van een afstandsweefsel met veranderende dikte is te zien in figuur 2.

De afstand tussen twee weefsellagen, gedefinieerd als de afstand tussen de buitenvlakken van twee opeenvolgende weefsellagen, kan variëren van 0,2 tot 300 mm, preferentieel van 1 tot 100 mm, en het meest geprefereerd van 5 tot 60 mm.

Deze afstand is op elke plaats van het weefsel instelbaar en veranderbaar. Hierdoor is de afstand tussen twee weefsellagen op elke plaats in de kettingrichting van het weefsel aanpasbaar. Deze dikteovergang is preferentieel geleidelijk van aard.

Het gewicht van het afstandsweefsel kan variëren van 50 tot 4000 g/m2, of preferentieel van 100 tot 600 g/m2 of het meest preferentieel van 200 tot 400 g/m2.

De diameter van de draden die in de weefsellagen wordt gebruikt kan variëren van 0,005 mm tot 1,00 mm, of preferentieel van 0,01 mm tot 0,30 mm, of het meest preferentieel van 0,08 mm tot 0,20 mm .

De diameter van de verbindingsdraden die tussen de weefsellagen wordt gebruikt kan variëren van 0,005 mm tot 1,00 mm, of preferentieel van 0,01 mm tot 0,30 mm, of het meest preferentieel van 0,08 mm tot 0,20 mm .

Elk van de weefsel en verbindingsdraden van het afstandsweefsel bestaat uit bandjes, monofilament- of multifilamentdraden. Afhankelijk van de finale toepassing wordt een ander type draden gebruikt. Het is ook mogelijk dat de ketting-, of inslag-, of verbindingsdraden een verschillend zijn van karakter. Zo kan een kettingdraad bijvoorbeeld een multifilamentdraad zijn, terwijl de verbindingsdraad een monofilament is. Elk van deze draden kan ook verschillende eigenschappen hebben, zoals de chemische samenstelling of fysische eigenschappen.

Elk van de draden van het afstandsweefsel kan bestaan uit één of meerdere materialen gekozen uit (1) natuurlijke draden zoals en niet gelimiteerd tot, katoen, wol, vlas, kenaf, andere bastvezels, zijde of (2) keramische draden zoals en niet gelimiteerd tot basaltvezels, glasvezels of (3) metallische draden zoals en niet gelimiteerd tot roestvrij staal vezels, kopervezels of (4) synthetische draden zoals en niet gelimiteerd tot polyamide, polyester, carbon, aramide, polyurethane, polysulfon, polytetrafluoroethyleen, polyvinylchloride of verschillende copolymeren en mengsels van voorgaande. Bij voorkeur worden polyestervezels, glasvezels en carbonvezels gebruikt.

Elk van de weefsellagen (11,12) hebben mogelijks een open ruimte gevormd door gaten in de geweven structuur. Dit kan afhankelijk van de gebruikte techniek variëren van 0% tot 95% bij voorkeur van 20% tot 80%. Het afstandsweefsel kan gaten bevatten in de geweven structuur van de weefsellagen met een grootte in het bereik van 50 tot 1500 μΜ, bij voorkeur van 300 tot 1000 μΜ. De verschillende weefsellagen kunnen in deze uitvinding verschillende gradaties in open ruimte hebben.

De afstandsweefsels worden gekenmerkt door verschillende mechanische parameters, zoals bijvoorbeeld de treksterkte modulus, de sterkte, rek bij breuk, scheursterkte.

Afstandsweefsels preferentieel volgens deze uitvinding hebben een hoge sterkte, waarmee ze ook een grote vorm- en steungevende eigenschappen hebben. Deze sterkte wordt uitgedrukt als treksterkte van het weefsel. Volgens deze uitvinding moet die bij voorkeur minstens 10 N/mm2 zijn, gemeten in de inslag of de kettingrichting van het weefsel. Preferentieel is de treksterkte minstens 30 N/mm2.

In een mogelijke uitvoering van de onderhavige uitvinding worden de afstandsweefsels verder verwerkt in een product waarbij de afstandsweefsels zorgen voor een steun- of vormgevende functie. Deze verwerking kan gebeuren, niet gelimiteerd tot, het verhitten van het afstandsweefsel zodat de verbindingsdraden versmelten met weef- en/of inslagdraden van de weefsellaag, het coaten van één of meerdere weefsellagen waarbij een coatingcompositie wordt aangebracht bovenop de weefsellaag. Mogelijke coatings zijn bijvoorbeeld acrylcoatings, polyvinylchloridecoatings, polyurethaancoatings, polyestercoatings. Een andere manier om de afstandsweefsels te verwerken is ze te gebruiken als structuur in composieten, waarbij een composietbinder wordt gebruikt om de afstandsweefsels mee te impregneren.

Specifieke voorbeelden van de afstandsweefsels (1) die geschikt zijn voor gebruik volgens de onderhavige uitvinding zijn samengevat in tabel 1.

Tabel 1:voorbeelden afstandsweefsels geschikt voor gebruik volgens de uitvinding; • PET betekent een 100 % mono- of multifilament polyester draad • GL betekent een 100 % multifilament glas draad • Carbon betekent een 100% multifilament carbon draad • Viscose betekent een 100% viscosegaren • Katoen betekent een 100% katoengaren • Bico betekent een 100% bicomponent polyestervezel

Verder onderscheid in tabel 1 wordt gemaakt in de eerste kolom, waarbij de verschillende type’s afstandsweefsels die voor een grotere vorm- en steungevende eigenschappen kunnen gebruikt worden aan bod komen. Hierbij is het onderscheid: DC, afstandsweefsels met een constante dikte zoals hierboven gedefinieerd, DV, afstandsweefsels met een variabele dikte zoals hierboven gedefinieerd, DS, afstandsweefsels met meerdere verbindingsdraden voor een hogere stabilisatie, DM, afstandsweefsels die zijn opgebouwd uit meerdere weefsellagen, zoals hierboven is gedefinieerd en DL, afstandsweefsels die slechts een beperkt aantal inslagdraden hebben.

De dtex en het specifieke materiaal van elke draad zijn vermeld in tabel 1. VOORBEELDEN

Specifieke voorbeelden van afstandsweefsels volgens de uitvinding staan in tabel 1. Variabele dikte

Het afstandsweefsel volgens de uitvinding DV0001 is een afstandsweefsel waarbij zowel de verbindings-, ketting- en inslagdraden bestaan uit multifilament glasdraad. De gebruikte verbindingsdraden hebben wel een lagere dtex dan de gebruikte ketting- en inslagdraden. Dit komt omdat de fysische sterkte in het tweedimensionale weefselvlak hoger moet zijn dan de sterkte in de dimensie van de verbindingsdraden. Het specifieke aan dit afstandsweefsel is dat de dikte van het afstandsweefsel varieert. Over een afstand in de kettingrichting van 40 centimeter neemt de dikte van het afstandsweefsel geleidelijk aan van 2 tot 24 millimeter. Hierbij is het van belang dat deze diktetoename geleidelijk aan gebeurt en niet met schokken, zodat er geen zwakke zones optreden. Het afstandsweefsel dat volgens deze techniek wordt bekomen kan toegepast worden als vormgevend materiaal in specifieke toepassingen waarbij vormen met een variërend dikteprofiel nodig zijn.

Meerdere lagen

Het afstandsweefsel volgens de uitvinding DM0001 is een afstandsweefsel waarbij zowel de verbindings-, ketting- en inslagdraden bestaan uit multifilament glasdraad. Dit voor alle drie de weefsellagen. De gebruikte verbindingsdraden hebben wel een lagere dtex dan de gebruikte ketting- en inslagdraden. Dit komt omdat de fysische sterkte in het tweedimensionale weefselvlak hoger moet zijn dan de sterkte in de dimensie van de verbindingsdraden. Het specifieke aan dit afstandsweefsel is dat er drie onderling van elkaar liggende weefsellagen worden gebruikt. De totale dikte van het afstandsweefsel is 18 mm. De afstand tussen de verschillende weefsellagen onderling is telkens 6 mm. In andere mogelijke uitvoeringen is deze afstand in de kettingrichting geleidelijk aan veranderend. Hierdoor kunnen er lokaal grotere steunmogelijkheden meegegeven worden aan het eindproduct. Het afstandsweefsel dat volgens deze techniek wordt bekomen kan toegepast worden in verschillende applicaties als vormgevend materiaal.

Claims

C O N C L U S I E S

1. Vorm- of steungevend materiaal, met het kenmerk dat het genoemde vorm- of steungevend materiaal vervaardigd is uit een afstandsweefsel omvattende een eerste (11) en een tweede (12) weefsellaag, waarbij beide lagen door middel van verbindingsdraden (114) met elkaar verbonden zijn.
2. Vorm- of steungevend materiaal volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de verbindingsdraden (114) filamentgarens zijn bestaande uit monofilamenten, multifilamenten of een combinatie van beide.
3. Vorm- of steungevend materiaal volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de afstand tussen de eerste (11) en tweede (12) laag instelbaar is volgens de kettingrichting.
4. Vorm- of steungevend materiaal volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de afstand tussen de eerste en tweede laag varieerbaar is tussen 0,2 en 1000 mm.
5. Vorm- of steungevend materiaal volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat tussen de eerste en tweede weefsellaag één of meerdere tussenlagen zijn voorzien.
6. Vorm- of steungevend materiaal volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de afstand tussen de tussenlagen onderling en/of de afstand tussen de eerste of tweede weefsellaag en een tussenlag, varieerbaar is.
7. Vorm- of steungevend materiaal volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat eerste (11) en een tweede (12) weefsellaag, door middel van een eerste en tweede set verbindingsdraden met elkaar verbonden zijn.
8. Vorm- of steungevend materiaal volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het gewicht van het afstandsweefsel gelegen is tussen 50 en 4000 g/m2, bij voorkeur tussen 100 en 600 g/m2.