DE102018007302A1

DE102018007302A1 - Vliesstoffstruktur mit mehreren Lagen

Info

Publication number: DE102018007302A1
Application number: DE102018007302.6A
Authority: DE
Inventors: André Lang; Werner Schurr; Andy Schuffenhauer; Marc Jolly
Original assignee: NORAFIN IND GERMANY GmbH; NORAFIN INDUSTRIES (GERMANY) GmbH
Current assignee: NORAFIN IND GERMANY GmbH; NORAFIN INDUSTRIES (GERMANY) GmbH
Priority date: 2018-09-17
Filing date: 2018-09-17
Publication date: 2020-03-19
Also published as: WO2020058266A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vliesstoffstruktur (1) mit einer ersten Lage (2) eines Faserverbunds und einer zweiten Lage (3) eines Faserverbunds, wobei die erste und die zweite Lage (2, 3) in einer zu Quer- (22) und Längsrichtung (23) der Vliesstoffstruktur (1) senkrechten Dickenrichtung (24) aufeinanderfolgend angeordnet sind, und wobei die erste und die zweite Lage (2, 3) in mindestens zwei Verbindungsbereichen (20) durch mechanische Verfestigung der Faserverbunde miteinander verbunden sind, und wobei, bezogen auf die Längsrichtung (23) der Vliesstoffstruktur (1) zumindest abschnittsweise, die mindestens zwei Verbindungsbereiche (20) in der Querrichtung (22) der Vliesstoffstruktur (1) genommen- jeweils für sich eine Weite (30) von höchstens 5 cm haben und- zueinander einen Abstand (32) von mindestens 1 cm haben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vliesstoffstruktur mit einer ersten und einer zweiten Lage eines Faserverbunds.
Werden momentan in der Textiltechnik unterschiedliche Lagen miteinander verbunden, erfolgt dies in der Regel durch Vernähen mit einem Faden. Ein solcher Faden kann jedoch, speziell bei Hochleistungsmaterialien mit vergleichsweise dünnen Lagen, bspw. bereits aufgrund des zusätzlichen Gewichts nachteilig sein. In Abhängigkeit vom Anwendungsgebiet können sich auch weitere Nachteile ergeben, siehe unten im Detail.
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine besonders vorteilhafte Vliesstoffstruktur mit mehreren Lagen sowie ein vorteilhaftes Verfahren zu deren Herstellung anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit der Vliesstoffstruktur gemäß Anspruch 1 sowie dem Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Demnach werden bzw. sind die Faserverbundlagen der Vliesstoffstruktur mittels mechanischer Verfestigung miteinander verbunden. Es werden also bspw. durch Nadel- oder vorzugsweise Wasserstrahlverfestigung Fasern der unterschiedlichen Faserverbundlagen miteinander verschlungen, was die Lagen zusammenhält. Dies erfolgt dabei nicht großflächig über die gesamte Vliesstoffstruktur hinweg, sondern nur bereichsweise, nämlich in Verfestigungsbereichen.
Die Verfestigungsbereiche haben, jeweils in der Querrichtung der Vliesstoffstruktur genommen, jeweils für sich eine Weite von höchstens 5 cm und zueinander einen Abstand von mindestens 1 cm (der Abstand wird als kleinster Abstand in der Querrichtung genommen, nicht als Mitte-Mitte-Abstand). Weitere vorteilhafte Obergrenzen der Weite liegen bei in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt höchstens 4 cm, 3 cm, 2 cm bzw. 1 cm (mit möglichen Untergrenzen bei bspw. mindestens 0,2 cm, 0,5 cm bzw. 0,8 cm). Weitere vorteilhafte Untergrenzen des Abstands liegen bei in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt mindestens 2 cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm, 9 cm bzw. 10 cm (mit möglichen Obergrenzen bei bspw. höchstens 30 cm, 20 cm bzw. 15 cm). Betrachtet wird jeweils der Abstand zwischen zueinander nächstbenachbarten Verbindungsbereichen.
Vereinfacht zusammengefasst sollen die Verbindungsbereiche jeweils für sich nicht zu breit und in gewissem Abstand zueinander vorgesehen sein. Es verbleiben Zwischenbereiche, in denen die Faserverbunde nicht miteinander verschlungen und damit nicht „zusammengedrückt“ sind. Bildlich gesprochen ist die Vliesstoffstruktur in den Zwischenbereichen „flauschiger“, die Faserdichte (je Volumenelement) ist geringer, es ist also mehr Luft eingeschlossen. Je nach Anwendungsgebiet kann dies bspw. hinsichtlich der Haptik bzw. des Tragekomforts von Vorteil sein, bei Schutzkleidung kann auch eine erhöhte thermische Isolation gewünscht sein.
Speziell bei Brand- bzw. Hitzeschutztextilien kann es Anforderungen dahingehend geben, dass einer direkten Feuereinwirkung (flashover) für eine bestimmte Zeitdauer standgehalten werden muss bzw. ein bestimmter thermischer Übertrag nicht überschritten werden darf. Ein Beispiel zur Quantifizierung im Bekleidungsbereich ist der sogenannte TPP-Wert (Thermal Protective Performance), der nach dem NFPA 1971-Standard ermittelt wird. In diesem Zusammenhang kann der vorliegende Gegenstand im Vergleich zu dem eingangs erwähnten Vernähen von Faserverbundlagen bspw. insoweit von Vorteil sein, als durch Weglassen des Fadens auch eine mögliche Brücke bzw. Schwachstelle ausgeschaltet werden kann (ein feuerfester oder anderweitig angepasster Faden bedeutet hingegen zusätzlichen Aufwand). Das Verbinden mittels der bereichsweisen mechanischen Verfestigung lässt die jeweiligen Schichteigenschaften prinzipiell auch unverändert, die Lagen werden nicht wie im Falle des Fadens unterbrochen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und der gesamten Offenbarung, wobei bei der Darstellung der Merkmale nicht immer im Einzelnen zwischen Vorrichtungs- und Verfahrens- bzw. Verwendungsaspekten unterschieden wird; jedenfalls implizit ist die Offenbarung hinsichtlich sämtlicher Anspruchskategorien zu lesen. Wird also bspw. eine Vliesstoffstruktur beschrieben, die in bestimmter Weise hergestellt ist, ist dies auch als Offenbarung eines entsprechenden Herstellungsverfahrens zu lesen, und umgekehrt.
Der „Faserverbund“ der jeweiligen Lage kann im Allgemeinen auch ein im Wesentlichen unverfestigtes Flor sein, bevorzugt handelt es sich um ein verfestigtes Flor, also ein verfestigtes Faservlies. Dessen Fasern hängen innerhalb der Lage aufgrund der Faser-Faser-Verschlingung zusammen. Die Faserverbundlagen werden bzw. sind vor dem Verbinden miteinander jeweils für sich verfestigt. Bevorzugt sind die Faserverbundlagen jeweils für sich binderfrei (ohne Binder) zusammengehalten, also allein aufgrund der Faserverschlingung. Im Allgemeinen kann es sich bei einer Faserverbundlage bspw. auch um eine schmelzgeblasene Lage handeln (Melt Blown), bspw. hergestellt durch Extrudieren einer Polymerschmelze durch kleine Düsen. Ein Melt Blown kann z. B. aus Melamin vorgesehen sein, also feuerfest, s. u. im Detail. Bevorzugt betrifft der Begriff Faserverbundlage jedoch ein verfestigtes Flor, das zumindest Stapelfasern aufweist (i. A. auch in Mischung mit Endlosfasern), vorzugsweise aus Stapelfasern besteht.
Die „Längsrichtung“ der Vliesstoffstruktur entspricht der Maschinenrichtung bei der Herstellung, also der Richtung des Vorschubs. Die Vliesstoffstruktur wird dann bspw. ihrer Länge nach über Walzen geführt bzw. nach der Herstellung als Rollenware aufgewickelt. Die Querrichtung liegt senkrecht dazu und dabei flächig in der Vliesstoffstruktur. Im Beispiel der Rollenware wird deren Breite in der Querrichtung genommen. Die Dickenrichtung liegt senkrecht zu Längs- und Querrichtung, sie steht senkrecht auf der flächigen Vliesstoffstruktur. In der Vliesstoffstruktur liegen die Faserverbundlagen idealerweise über die gesamte Vliesstoffstruktur hinweg aufeinander auf (von ggf. einer weiteren Lage dazwischen abgesehen), sind sie also über die gesamte Vliesstoffstruktur hinweg in Dickenrichtung aufeinanderfolgend angeordnet. Die Faserverbundlagen folgen insbesondere auch durchgehend zwischen (bezogen auf die Querrichtung) zwei Verbindungsbereichen aufeinander (in Dickenrichtung), sind dabei aber zwischen den Verbindungsbereichen nicht miteinander verbunden.
In bevorzugter Ausgestaltung sind die Verbindungsbereiche jeweils Teil einer Verbindungslinie. Dabei können die Verbindungsbereiche einerseits jeweils selbst eine Linienform haben, also in Längsrichtung der Vliesstoffstruktur langgestreckt sein. Andererseits kann ein jeweiliger Verbindungsbereich jedoch auch als diskreter Punkt zusammen mit einer Vielzahl weiteren Verbindungsbereichen linienförmig angeordnet sein. Eine solche Verbindungslinie, die aus aufeinanderfolgenden Verbindungspunkten aufgebaut ist, kann sich bspw. im Falle einer Wasserstrahlverfestigung durch Pulsen der Wasserstrahlen ergeben, siehe unten im Detail.
Egal ob aus Punkten oder jeweils einem durchgehenden Verbindungsbereich aufgebaut erstrecken sich die Verbindungslinien jeweils entlang der Längsrichtung der Vliesstoffstruktur. Dies soll eine anteilige Erstreckung in der Querrichtung nicht ausschließen, die Verbindungslinien können also auch schräg liegen, sich nämlich insbesondere zwischen Umkehrpunkten hin und her erstrecken (in einer Zickzackform, siehe unten im Detail).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform haben die Verbindungslinien über die Länge der Vliesstoffstruktur hinweg einen variierenden Abstand zueinander. Dabei können Sie jeweils für sich bspw. einen eben erwähnten zickzackförmigen Verlauf haben. In Aufsicht betrachtet können die Verbindungslinien dann miteinander z. B. Rauten einfassen, also rautenförmig angeordnet sein. Dies lässt sich bspw. erreichen, indem zum Verbinden der Faserverbundlagen mit mehreren Balken verfestigt wird, die dabei in Querrichtung relativ zueinander versetzt werden, siehe unten im Detail. Die Rautenform ist dabei nur eine Möglichkeit, es sind bspw. auch Verbindungslinien mit gekrümmter Erstreckung möglich, sodass die Verbindungslinien zumindest in gewisser Näherung auch Kreis- oder Ellipsenformen beschreiben können. Ganz allgemein können die Verbindungslinien mit variierendem Abstand bspw. insoweit von Vorteil sein, als die die Vliesstoffstruktur damit in Längs- und Querrichtung gewisse Stabilität hat (die Taschen bzw. Zwischenbereiche gehen bei einer Querbelastung nicht auf).
Bei einer alternativ bevorzugten Ausführungsform haben die Verbindungslinien entlang der Längsrichtung einen konstanten Abstand zueinander. Wie bei der eben diskutierten Variante wird der Abstand auch hier in Querrichtung genommen, variiert er aber eben nicht. In anderen Worten liegen die Verbindungslinien parallel zueinander, vorzugsweise liegen sie auch parallel zur Längsrichtung. Wenngleich die Faserverbundlagen einer solchen Vliesstoffstruktur bei einer Schub- bzw. Kompressionsbelastung in Querrichtung gegebenenfalls etwas auseinander gedrückt werden können, also aufgehen können (zwischen den Verbindungslinien), kann ein Vorteil in der einfacheren Herstellung liegen. Letzteres kann speziell mit Blick auf eine Massenfertigung Relevanz haben.
Generell wird vorliegend der Einfachheit halber vorrangig von zwei Verbindungsbereichen bzw. -linien gesprochen, wenngleich es über die Breite der Vliesstoffstruktur hinweg mitunter deutlich mehr Verbindungsbereiche bzw. -linien geben wird, auch in Abhängigkeit von der Gesamtbreite der Vliesstoffstruktur. Bezogen auf 1 m Breite kann es bspw. mindestens 3, 4, 5, 6, 7 bzw. 8 Verbindungsbereiche/-linien geben, mit möglichen (davon unabhängigen) Obergrenzen bei z. B. höchstens 40, 30, 20 bzw. 15 Verbindungsbereichen/-linien (jeweils in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat zumindest eine der Faserberbundlagen ein Flächengewicht von höchstens 80 g/m², in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt höchstens 70 g/m², 60 g/m², 50 g/m², 40 g/m² bzw. 30 g/m². Mögliche Untergrenzen können (davon unabhängig) bspw. bei mindestens 10 g/m², 20 g/m² bzw. 25 g/m² liegen. In anderen Worten ist zumindest eine der Lagen vergleichsweise dünn, bevorzugt gilt dies für genau eine der Faserverbundlagen. Das Flächengewicht der anderen Faserverbundlage kann also bspw. um den Faktor 1,5 bzw. 2 größer sein, eine mögliche Obergrenze kann bei höchstens dem 5-fachen liegen. In der Herstellung liegt die dünne Lage bevorzugt oben, also der Verfestigungseinheit zugewandt, bspw. dem Wasserstrahlbalken. Die dünne Lage kann in dieser Hinsicht von Vorteil sein, weil die Wasserstrahlen sie gut durchdringen und damit auch auf die andere (untere) Lage einwirken können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Faserverbund einer der Lagen weniger stark verfestigt als der Faserverbund der anderen Lage. Wie oben dargelegt, werden die beiden Faserverbundlagen in der Regel jeweils von einem Flor ausgehend jeweils für sich verfestigt, bevor sie miteinander verbunden werden. Hierbei kann bspw. der Energieeintrag in die weniger verfestigte Faserverbundlage geringer als in die andere Lage sein. Wird das Flor bspw. mittels Wasserstrahlverfestigung verfestigt, kann bspw. der Wasserstrahldruck bzw. die Dichte der Düsen geringer sein. Beim Verbinden der Faserverbundlagen ist die weniger verfestigte Lage bevorzugt oben, also der Verfestigungseinheit zugewandt vorgesehen, vgl. die vorstehenden Anmerkungen zu der dünnen Lage. Beim Verbinden kann dann bspw. der Wasserstrahl gut durch die weniger verfestigte Lage hindurch auch auf die andere Lage einwirken.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist zumindest eine der Lagen inhärent flammhemmende Fasern auf, bspw. zu einem gewichtsprozentigen Anteil von mindestens 40 %, 50 %, 60 %, 70 % bzw. 80 % (in Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt). Die Faserverbundlage kann auch ausschließlich aus flammhemmenden Fasern bestehen (100 %), es können aber bspw. auch Obergrenzen bei 95 % bzw. 90 % liegen. In der Anwendung kann die Lage mit den inhärent flammhemmenden Fasern dann bevorzugt außen bzw. zumindest weiter außen als die andere Lage liegen, etwa im Falle der Schutzkleidung an der nach außen gewandten Oberfläche bzw. im Falle eines Sitzbezugs an der dem Sitz abgewandten Außenoberfläche.
Generell kann es sich bei den „inhärent flammhemmenden Fasern“ bspw. um Viskose FR-, Aramid- (Meta-Aramid- oder Para-Aramid-), Polyimid- (insbesondere Polyimid/amid-), Polybenzyl-, p-phenylen - 2,6 - benzobisoxazol-, Phenol-, Melamin-, Polyacrylat-, Polyacrylnitril-, Oxidierte Polyacrylnitril (Preox)- und/oder Polyphenylensulfid-Fasern handeln. Es kann sowohl einer dieser Einzelfasertypen als Einzelfaser als auch eine Mischung aus mehreren dieser Einzelfasertypen vorgesehen sein. Besonders bevorzugt weisen die inhärent flammhemmenden Fasern Preox-Fasern auf, entweder als Einzelfaser oder in einer Mischung. Generell bezeichnet die Eigenschaft „inhärent flammhemmend“ Fasern, die aufgrund ihrer originären Materialbeschaffenheit flammhemmend sind, denen also bspw. nicht erst durch eine chemische Nachbehandlung (einen Schutzfilm) die flammhemmenden Eigenschaften verliehen werden.
Die andere Faserverbundlage kann bevorzugt nicht inhärent flammhemmende Fasern aufweisen, bspw. Zellulose-, Polyester-, Polypropylen-, Polyethylen-, Polyethylenterephthalat- und/oder Bikomponent-Polyethylen-Fasern sein, wobei letztere bevorzugt sind, etwa Polyethylen/Polyethylenterephthalat (PE/PET) oder Polyethylen/Polypropylen (PE/PP). Diese dann in der Regel innerhalb liegende Lage kann im Falle der Kleidungsstücke bspw. hinsichtlich des Tragekomforts von Vorteil sein, bei Sitz- bzw. Polsterbezügen kann sich ein erhöhter Sitzkomfort ergeben. Eine nicht inhärent flammhemmende Faser kann bspw. auch Basis von Polyethylen mit ultrahoher molarer Masse (kommerziell bspw. unter dem Markennamen Dyneema verfügbar) vorgesehen sein, was eine hohe Reiß-/schnittfestigkeit ergeben kann.
Der Begriff „Faser“ ist im Rahmen dieser Offenbarung im Allgemeinen auch auf Endlosfasern zu lesen, bevorzugt weist eine jeweilige Faserverbundlage zumindest anteilig Stapelfasern auf, es sind auch Mischungen aus Endlos- und Stapelfasern möglich. Ebenso kann eine jeweilige Faserverbundlage jedoch auch ausschließlich aus Stapelfasern bestehen, was bei gewissen Varianten auch bevorzugt ist.
Generell kann ein Vorteil der vorliegenden Vliesstoffstruktur auch darin liegen, dass sich zwischen den Faserverbundlagen auch noch weitere Materialien einbetten lassen. Im Allgemeinen kann bspw. auch ein Faden bzw. können mehrere Fäden zwischen die Lagen eingebracht werden, in Querrichtung zueinander versetzt. Ein jeweiliger Faden kann hierbei auf einer jeweiligen Spule vorgehalten und mit dem Vorschub kontinuierlich zwischen die Lagen hinein abgewickelt werden; in der Vliesstoffstruktur erstreckt sich der jeweilige Faden dann in Längsrichtung
In bevorzugter Ausgestaltung wird zwischen der ersten und zweiten Lage eine weitere Lage eingebettet. Hierbei kann es sich bspw. um eine gewebte oder gestrickte Lage, ein Netz oder Maschenwerk bzw. sogar auch um eine Folie handeln (die z. B. in den Verbindungsbereichen aufreißt). Ferner kann die weitere Lage auch eine Faserverbundlage sein, bspw. ein Melt Blown oder vorzugsweise ein verfestigtes Faservlies. Als Material kann diesbezüglich eine synthetische Chemiefaser bevorzugt sein, insbesondere auf der Basis von Polyethylen mit ultrahoher molarer Masse (kommerziell bspw. unter dem Markennamen Dyneema verfügbar). Diese Fasern (der weiteren Lage) können sich durch eine hohe Reißfestigkeit auszeichnen und bspw. einen gewissen Schnittschutz bieten. In allgemeinen Worten eröffnet das Einbetten der weiteren Lage die Möglichkeit, die Vliesstoffstruktur auf unterschiedliche Anforderungsprofile hin zu optimieren.
In bevorzugter Ausgestaltung wird ein Metallgitter bzw. -gelege zwischen der ersten und zweiten Faserverbundlage eingebettet, insbesondere ein Stahlgelege. Hinsichtlich der Vliesstoffstruktur kann dies einen besonderen Schnittschutz ergeben, also bspw. im Falle der Schutzkleidung Schnittschäden bzw. -verletzungen vorbeugen helfen. Im Falle der Sitzbezüge ergibt sich ein Vandalismusschutz. Mit dem Hauptanspruchsgegenstand kann eine besonders vorteilhafte Wechselwirkung dahingehend bestehen, dass das Metallnetz bzw. -gelege dann einerseits in den Verbindungsbereichen sicher eingebettet gehalten ist. Andererseits kann, bspw. im Falle des Verbindens mittels Wasserstrahlverfestigung, das Einbetten des Metalls auch weitgehend ohne Maschinenverschleiß erfolgen. Würden die Faserverbundlagen hingegen, wie eingangs beschrieben, miteinander vernäht, wäre die Nadel beim wiederholten Durchstechen des Metallnetzes bzw. -geleges einer hohen Abnutzung ausgesetzt (Abstumpfen etc.), was die laufenden Kosten erhöht (Materialkosten und Ausfallzeiten beim Rüsten).
Die Erfindung betrifft auch ein Kleidungsstück, dass eine vorliegend offenbarte Vliesstoffstruktur aufweist. Es kann sich bspw. um eine Schutzjacke oder -hose handeln. Hierbei sind Anwendungen im Militär- oder Polizeibereich ebenso denkbar wie die Ausrüstung von Feuerwehrleuten. Bei der Schutzkleidung können die „flauschigen“ Zwischenbereiche hinsichtlich der thermischen Isolierung von Vorteil sein (siehe vorne), zusätzlich kann bspw. ein Schnittschutz implementiert werden.
Ferner betrifft die Erfindung auch einen Sitz mit einem Sitzbezug, der eine vorliegend offenbarte Vliesstoffstruktur aufweist. In diesem Zusammenhang kann die thermische Schutzfunktion z. B. insofern von Vorteil sein, als der Sitzbezug den Schaumstoffkern des Sitzes, der in der Regel eine hohe Brandlast darstellt, in gewissem Umfang abschirmen kann. Im Brandfall wird also ein Übergreifen auf den Schaumstoffkern zumindest verzögert, was die Feuerausbreitung insgesamt verzögern kann. Bevorzugt kann es sich um einen Sitz im Transportumfeld handeln, im Allgemeinen bspw. auch eines Kraftfahrzeugs, bevorzugt handelt es sich um ein öffentliches bzw. Massentransportmittel. Neben Flugzeugen und Schiffen kann insbesondere eine Anwendung im Schienenverkehr von Vorteil sein, können also Züge mit entsprechenden Sitzen bzw. Sitzbezügen ausgestattet werden. Bevorzugt kann in dieser Hinsicht ein Metallnetz bzw. -gelege als Vandalismusschutz eingebettet sein, siehe vorne.
Wie bereits eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein Herstellungsverfahren, bei welchem die Faserverbundlagen aufeinandergelegt und durch mechanisches Verfestigen miteinander verbunden werden. Bevorzugt erfolgt dies mittels Wasserstrahlverfestigung. Die Düsen eines entsprechenden Wasserstrahlbalkens können dann bspw. gruppenweise zusammengefasst angeordnet sein, wobei die Gruppen untereinander in der Querrichtung zueinander beabstandet sind (um mindestens 1 bis 10 cm, vgl. die vorstehenden Angaben zum Abstand zwischen den Verbindungsbereichen). Je Gruppe können bspw. mindestens 2, 4, 6, 8 bzw. 10 Düsen zusammengefasst sein, mit möglichen (davon unabhängigen) Obergrenzen bei bspw. höchstens 30, 25 bzw. 20.
Alternativ zur Wasserstrahlverfestigung kann das mechanische Verfestigen im Allgemeinen auch eine Nadelverfestigung sein, auch eine Kombination aus Nadel- und Wasserstrahlverfestigung ist möglich.
In bevorzugter Ausgestaltung erfolgt die Wasserstrahlverfestigung gepulst, tritt das Wasser also an den Düsen mit einem im Zeitverlauf variierenden Druck aus. Dabei kann zwischen zwei Pulsen der Wasseraustritt vollständig unterbrochen sein, ebenso ist aber auch bei einem kontinuierlichen Wasseraustritt ein Pulsen durch Druck- bzw. Mengenvariation möglich (zwischen einem minimalen und einem maximalen Mengen- bzw. Druckwert). Generell kann das Pulsen und können die daraus resultierenden Unterbrechungen entlang der Verbindungslinien eine geschmeidige (nicht zu steife) Vliesstoffstruktur ergeben, also einen guten Faltenwurf. Die Vliesstoffstruktur ist leichter zu verbiegen, was bspw. hinsichtlich des Tragekomforts bzw. auch die Verarbeitbarkeit betreffend von Vorteil sein kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Faserverbund zumindest einer der Lagen vor dem Verbinden inhomogen verfestigt. Er ist also in einigen Bereichen weniger stark verfestigt als in anderen Bereichen. Die Verbindungsbereiche bzw. - linien werden dann in die weniger verfestigten Bereiche gelegt. Da die Faserverbundlage dort weniger stark verfestigt ist, kann bspw. der Wasserstrahl beim Verbinden gut auf beide Lagen einwirken und deren Fasern miteinander verschlingen.
Eine Möglichkeit zum Bereitstellen einer bereichsweise weniger stark verfestigten Lage besteht darin, deren Faserverbund vor dem Verbinden bereichsweise aufzulösen. Dies kann bspw. mechanisch durch Auskämmen erfolgen. Die entsprechende Faserverbundlage kann zuvor auch homogen verfestigt sein, im Zuge des Auslösens/-kämmens wird der Faserverbund bereichsweise gelockert, werden also bildlich gesprochen einige Fasern herausgerupft.
Die Faserverbundlage kann jedoch auch bereits originär mit einem inhomogenen Verfestigungsgrad hergestellt werden, bspw. indem beim Verfestigen des Flors der Energieeintrag über die Querrichtung hinweg nicht konstant ist (sondern in den weniger verfestigten Bereichen geringer). Alternativ dazu oder auch in Verbindung damit kann ferner auch bereits bei der Florlegung eine Inhomogenität erreicht werden, indem bspw. bei einem luftgelegten Flor die Luftströmung variiert wird. Die Florlegung kann bspw. in einem sogenannten Airlaid-Krempel erfolgen.
Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft die Herstellung der vorstehend beschriebenen Verbindungslinien mit variierendem Abstand, die bspw. Rautenformen oder dergleichen beschreiben können. Dies wird bevorzugt mit mindestens zwei Balken erreicht, die im Zeitverlauf in Querrichtung relativ versetzt werden. Bei den Balken kann es sich im Allgemeinen auch um Nadelbalken handeln, wobei an jedem davon mindestens eine Gruppe Nadeln angeordnet ist. Bevorzugt handelt es sich um Wasserstrahlbalken, die jeweils mindestens eine Gruppe an Düsen aufweisen. Durch den Relativversatz in Querrichtung wird der Abstand zwischen den Gruppen (Nadeln oder Düsen) variiert, was einen entsprechenden Verlauf der Verbindungslinien ergibt, siehe vorne.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer vorliegend offenbarten Vliesstoffstruktur für Hitzeschutztextilien, insbesondere für Schutzkleidung und/oder Sitzbezüge. Es wird ausdrücklich auf die vorstehenden Anmerkungen verwiesen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale im Rahmen der nebengeordneten Ansprüche auch in anderer Kombination erfindungswesentlich sein können und auch weiterhin nicht im Einzelnen zwischen den unterschiedlichen Anspruchskategorien unterschieden wird.
Im Einzelnen zeigt

1 Teile einer erfindungsgemäßen Vliesstoffstruktur in einer Explosionsdarstellung;
2 eine erfindungsgemäße Vliesstoffstruktur in einer Aufsicht;
3 eine erfindungsgemäße Vliesstoffstruktur in einem schematischen Schnitt;
4 das Verbinden der Lagen der Vliesstoffstruktur mittels Wasserstrahlverfestigung;
5 eine Möglichkeit zur Erstellung von Verbindungslinien mit variierendem Abstand.

1 zeigt Teile einer erfindungsgemäßen Vliesstoffstruktur 1, nämlich eine erste Lage 2 eines Faserverbunds und eine zweite Lage 3 eines Faserverbunds. Dazwischen ist eine weitere Lage 4 angeordnet, nämlich ein Stahlgelege. Gezeigt ist eine Explosionsdarstellung, in der Vliesstoffstruktur 1 liegen die Lagen 2, 3, 4 aneinander an.
2 zeigt die Vliesstoffstruktur 1 in einer Aufsicht, von oben auf die erste Lage 2 blickend. Zu erkennen sind mehrere Verbindungsbereiche 20, die in Form von Verbindungslinien 21 vorgesehen bzw. angeordnet sind. Bezogen auf eine Querrichtung 22 der Vliesstoffstruktur 1 haben die Verbindungsbereiche 20 einerseits jeweils eine begrenzte Weite 30 (von rund 1 cm), vgl. die Zusammenschau mit 3. Zwischen den Verbindungsbereichen 20 ist ferner jeweils ein Abstand 32 vorgesehen, von rund 10 cm.
Der Schnitt gemäß 3 liegt senkrecht zur Längsrichtung 23 und dabei parallel zu der Querrichtung 22 und einer Dickenrichtung 24. Wie nachstehend im Einzelnen diskutiert, werden die Lagen 2, 3 durch lokale Wasserstrahlverfestigung in den Verbindungsbereichen 20 miteinander verbunden, dort sind die Fasern des einen Faserverbunds mit jenen des anderen verschlungen. Wie aus der schematischen Darstellung gemäß 3 ersichtlich, sind die Lagen 2, 3 dort aufgrund der zusätzlichen Verfestigung auch etwas komprimiert, also zusammengedrückt.
Da zwischen den Verbindungsbereichen 20 jedoch ein Abstand 31 verbleibt, sind die Faserverbunde der Lagen 2, 3 in den Zwischenbereichen 35 noch immer „flauschig“, was hinsichtlich der thermischen Eigenschaften von Vorteil ist, vgl. die Beschreibungseinleitung im Einzelnen. Mit Blick auf Brandschutz und Feuerhemmung kann zumindest eine der Lagen 2, 3 aus inhärent flammhemmenden Fasern aufgebaut sein, vgl. ebenfalls die Beschreibungseinleitung.
4 illustriert die Herstellung der Vliesstoffstruktur 1, nämlich das lokale Verfestigen entlang der Verbindungslinien 21. Dazu sind an einem Balken 40 angeordnete Düsen 41 nicht äquidistant über den gesamten Balken 40 verteilt, sondern zueinander beabstandet. Vorliegend ist der Übersichtlichkeit halber je Verbindungslinie 21 nur genau eine Düse 41 gezeigt, in der Praxis wird dort jeweils eine Gruppe von ca. 10-20 Düsen vorgesehen. Aus einer jeweiligen Düse 41 tritt ein jeweiliger Wasserstrahl 42 aus, was die Verschlingung der Fasern der unterschiedlichen Lagen 2, 3 bewirkt. Damit die Wasserstrahlen 42 gut auf beide Lagen 2, 3 einwirken können, hat die obere Lage ein Flächengewicht von nur rund 30 g/m². Bezüglich weiterer Möglichkeiten zur Verbesserung des Verbindungsvorgangs wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen (z. B. zuvor inhomogene Verfestigung etc.).
5 illustriert eine Variante, bei welcher zum Verbinden eine Mehrzahl Balken 40 vorgesehen sind, die im Zeitverlauf in der Querrichtung 22 relativ zueinander versetzt werden. In der Folge haben die Verbindungslinien 21 über die Länge der Vliesstoffstruktur 1 hinweg keinen konstanten, sondern einem variierenden Abstand. Vorliegend liegen sie überkreuz und bilden sie damit ein rautenförmiges Muster.

Claims

Vliesstoffstruktur (1) mit einer ersten Lage (2) eines Faserverbunds und einer zweiten Lage (3) eines Faserverbunds, wobei die erste und die zweite Lage (2, 3) in einer zu Quer- (22) und Längsrichtung (23) der Vliesstoffstruktur (1) senkrechten Dickenrichtung (24) aufeinanderfolgend angeordnet sind, und wobei die erste und die zweite Lage (2, 3) in mindestens zwei Verbindungsbereichen (20) durch mechanische Verfestigung der Faserverbunde miteinander verbunden sind, und wobei, bezogen auf die Längsrichtung (23) der Vliesstoffstruktur (1) zumindest abschnittsweise, die mindestens zwei Verbindungsbereiche (20) in der Querrichtung (22) der Vliesstoffstruktur (1) genommen - jeweils für sich eine Weite (30) von höchstens 5 cm haben und - zueinander einen Abstand (32) von mindestens 1 cm haben.
Vliesstoffstruktur (1) nach Anspruch 1, bei welcher die die mindestens zwei Verbindungsbereiche (20) in der Querrichtung (22) der Vliesstoffstruktur (1) genommen - jeweils für sich eine Weite (30) von höchstens 1 cm haben und - zueinander einen Abstand (32) von mindestens 10 cm haben.
Vliesstoffstruktur (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die mindestens zwei Verbindungsbereiche (20) jeweils Teil einer jeweiligen Verbindungslinie (21) sind, wobei sich die mindestens zwei Verbindungslinien (21) jeweils entlang der Längsrichtung (23) der Vliesstoffstruktur (1) erstrecken.
Vliesstoffstruktur (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die mindestens zwei Verbindungslinien (21) einen in der Querrichtung (22) der Vliesstoffstruktur (1) genommenen Abstand (32) zueinander haben, der entlang der Längsrichtung (23) der Vliesstoffstruktur (1) variiert.
Vliesstoffstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die mindestens zwei Verbindungslinien (21) einen in der Querrichtung (22) der Vliesstoffstruktur (1) genommenen Abstand (32) zueinander haben, der entlang der Längsrichtung (23) der Vliesstoffstruktur (1) konstant ist.
Vliesstoffstruktur (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher zumindest eine der Lagen (2, 3) ein Flächengewicht von höchstens 80 g/m² hat.
Vliesstoffstruktur (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher, jedenfalls von den Verbindungsbereichen (20) abgesehen, der Faserverbund einer der Lagen (2, 3) in geringerem Umfang verfestigt ist als der Faserverbund der anderen Lage (2, 3).
Vliesstoffstruktur (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der Faserverbund von zumindest einer der Lagen (2, 3) inhärent flammhemmende Fasern aufweist.
Vliesstoffstruktur (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher eine weitere Lage (4) bezogen auf die Dickenrichtung (24) zwischen der ersten und der zweiten Lage (2, 3) angeordnet ist, vorzugsweise ein Metallgelege.
Kleidungsstück, das eine Vliesstoffstruktur (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweist.
Sitz mit einem Sitzbezug, der eine Vliesstoffstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Vliesstoffstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem die erste und die zweite Lage (2, 3) - aufeinandergelegt werden, und dann - durch mechanisches Verfestigen in den mindestens zwei Verbindungsbereichen (20) miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem das mechanische Verfestigen durch Wasserstrahlverfestigung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die Wasserstrahlverfestigung gepulst erfolgt, also das Wasser an entsprechenden Düsen (41) mit einem im Zeitverlauf variierenden Druck austritt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei welchem der Faserverbund mindestens einer der ersten und/oder zweiten Lage (2, 3) vor dem Verbinden durch mechanisches Verfestigen bereichsweise zu einem geringeren Grad verfestigt ist, und zwar in den mindestens zwei Verfestigungsbereichen (20).
Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem der Faserverbund der mindestens einen Lage, die vor dem Verbinden bereichsweise zu einem geringeren Grad verfestigt ist, vor dem Verbinden durch mechanisches Verfestigen bereichsweise aufgelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem der Faserverbund der mindestens einen Lage, die vor dem Verbinden bereichsweise zu einem geringeren Grad verfestigt ist, durch Verfestigen eines Flors hergestellt wird, wobei die Verfestigung des Flors und/oder eine vorhergehende Florlegung solchermaßen inhomogen erfolgen, das der Faserverbund dann vor dem Verbinden bereichsweise zu einem geringeren Grad verfestigt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17 zur Herstellung einer Vliesstoffstruktur (1) nach Anspruch 4, bei welchem das mechanische Verfestigen zum Verbinden der Lagen (2, 3) mit mindestens zwei Balken (40) erfolgt, an denen die Vliesstoffstruktur (1) in der Längsrichtung (23) entlang geführt wird, wobei die Balken währenddessen relativ zueinander in der Querrichtung (22) versetzt werden.
Verwendung einer Vliesstoffstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für Hitzeschutztextilien, insbesondere Schutzkleidung und/oder Sitzbezüge.