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1. Technisches Gebiet:
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verarbeiten eines Vliesgewebes mit einem Laserstrahl sowie mithilfe eines Haftmittels und ein Kleidungsstück oder Schuhwerk, insbesondere ein Sportschuh, umfassend solch ein verarbeitetes Vliesgewebe.
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2. Beschreibung des Stands der Technik:
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Vliesstoffe sind aus Fasern oder Garnen hergestellt, die zufällig angeordnet und durch chemische, mechanische, Wärme- oder Lösungsmittelbehandlung miteinander verbunden wurden. Im Unterschied zu gewebten oder gewirkten bzw. gestrickten Stoffen sind die Fasern oder Garne in einem Vliesstoff nicht in einer regelmäßigen Maschen- oder Schlaufenstruktur vorgesehen.
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Vliesgewebe sind sehr vielseitig, da sie spezifisch entwickelt werden können, um gewünschte Eigenschaften aufzuweisen. Zum Beispiel können sie entwickelt werden, um sehr haltbar und stabil, gleichförmig, wärmeresistent und/oder umweltfreundlich zu sein. Daher werden Vliesgewebe für eine breite Vielzahl von Produkten und Artikeln, beinhaltend Kleidungsstücke und Schuhwerk, wie z. B. Schuhe und Sportausrüstung, verwendet.
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Einige dieser Anwendungen erfordern ein hohes Maß an interlaminarer Kohäsion, d. h. Zugfestigkeit in einer Richtung durch die Dicke. Es ist im Stand der Technik bekannt Vliesgewebe mit der Nadel zu stanzen, wie dies etwa die
DE 10 2006 010 007 A1 umreißt, um ihre interlaminare Kohäsion zu erhöhen. Hierbei drückt eine Nadel in eine untere Schicht und erhöht dadurch die Verschränkung und dadurch die Bindung von unterschiedlichen Schichten.
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Ebenso ist es im Stand der Technik bekannt, nicht nur Schuhwerk (wie in der
WO 2017/ 100 302 A1 offenbart), sondern gerade auch Vliesstoffe mit einem Laserstrahl zu bearbeiten. So lehrt die
WO 2008/ 154 093 A1 mit einem Laser die Fasern eines Vliesstoffs zu zerschneiden. Ähnlich offenbaren die
DE 102 00 208 A1 , die
US 4 541 895 A die
US 5 122 407 A und die
DE 23 48 633 A dass mit einem Laser Perforationen bzw. Öffnungen in Vliesstoffe eingebracht werden können. Das Einbringen von Löchern in ein Substrat mittels eines Lasers ist dabei auch in anderen Gebieten wie der Leiterplattenherstellung bekannt, wie der Artikel „The Progress of the ALIVH Substrate“ von Daizo Andoh, et al. belegt.
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Aus der
US 2010 / 0 098 906 A1 ist derweil bekannt, dass Matrixharz in Hohlräume zwischen Fasern eines Vliesstoffes fließen kann.
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Jedoch kann das Maß an interlaminarer Kohäsion, welches durch Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, wie z. B. Nadelstanzen, erreicht werden kann, häufig immer noch nicht die hohen Anforderungen erfüllen, welche an die Gewebe in vielen Hochleistungsszenarien gestellt werden. Daher besteht ein Bedarf, ein Verfahren zur Verarbeitung bereitzustellen, das die interlaminare Kohäsion von einem Vliesgewebe noch weiter erhöht.
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3. Zusammenfassung der Erfindung:
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Der oben angeführte Bedarf wird zumindest teilweise durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 erfüllt.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verarbeiten eines Vliesgewebes mit einem Laserstrahl, wobei der Laserstrahl eine Vielzahl von Vertiefungen und/oder Perforationen in dem Vliesgewebe erzeugt.
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Daher kann ein Verfahren bereitgestellt werden, das effektiv unterschiedliche Schichten des Vliesgewebes verflechtet und/oder verschränkt, um dadurch seine interlaminare Kohäsion zu erhöhen. Einerseits kann dies topologisches Verflechten und/oder Verschränken umfassen, bei welchem Abschnitte von einzelnen Fasern in tiefere Schichten gedrückt werden können. Andererseits kann dies auch physikalisches Verflechten und/oder Verschränken umfassen, wobei Schichten des Vliesgewebes entlang der Schneidkanten des Laserstrahls aufgrund von lokalem Schmelzen miteinander verbunden werden können. Gleichzeitig kann dies das Vliesgewebe nicht als Ganzes erwärmen, was unerwünschten Änderungen bei anderen Abschnitten des Vliesgewebes und/oder seiner Umgebung vermeidet. Anders ausgedrückt, kann der Laserstrahl unterschiedliche Schichten lokal miteinander verschweißen. Dies kann eine besonders starke Kohäsion durch die Dicke erzeugen, die unerlässlich ist für viele Hochleistungsszenarien. Im Vergleich zu Vertiefungen kann die Kohäsion durch die Dicke besonders stark sein, wenn Perforationen bereitgestellt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann ein Verarbeiten eines Vliesgewebes nach dieser Art es auch erlauben, weitere Eigenschaften, wie seine Richtungsstabilität und/oder Biegesteifigkeit, anzupassen.
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Zusätzlich umfasst das Verfahren ein Einfügen eines Haftmittels in zumindest eine der Vielzahl von Vertiefungen und/oder Perforationen. Das Haftmittel kann dann die Schnittkanten in dem Vliesgewebe abdecken, unterschiedliche Schichten miteinander entlang solcher Kanten verkleben und dadurch ihre interlaminare Kohäsion noch weiter erhöhen.
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Insbesondere wird das Haftmittel eingefügt, um zumindest teilweise einen Formschluss mit dem Vliesgewebe zu erzeugen, indem es über obere Kanten der Vertiefungen und/oder Perforationen hervorsteht, so dass Vorsprünge sowie Brücken einen Formschluss mit dem Vliesgewebe erzeugen. So ist das Haftmittel um zumindest einen Teil einer Kante der zumindest einen der Vielzahl von Vertiefungen und/oder Perforationen, gewickelt, was die interlaminare Kohäsion des Vliesgewebes weiter erhöht. In einigen Ausführungsformen kann das Haftmittel über eine Kante einer Perforation an ihren beiden Enden hervorstehen und nach dem Aushärten ähnlich effektiv wie eine Niete wirken.
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Die vorliegende Erfindung kann so nicht nur ein weiteres Erhöhen einer Kohäsion durch die Dicke eines Vliesgewebes erlauben und es dadurch signifikant stabiler, haltbarer und vielseitiger zu machen, nachdem es gemäß dem oben genannten Verfahren verarbeitet wurde; es kann in Szenarien verwendet werden kann, welche ein hohes Maß von interlaminarer Kohäsion erfordern, welche von Vliesgeweben und entsprechenden Verfahren, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, nicht bereitgestellt werden. Die vorliegende Erfindung kann es auch erlauben, die Vliesgewebe in einer schnellen und kosteneffizienten Art bereitzustellen, da Laser leicht programmiert werden können, um jedem gewünschten Muster zu folgen, im Gegensatz zur mechanischen Verarbeitungsvorrichtungen, wie sie in Stand der Technik bekannt sind. Das heißt mit der Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens können Vliesgewebe gemäß den Nutzerbedürfnissen und Vorlieben zu vernünftigen Kosten entwickelt werden.
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In einer Ausführungsform kann die Vielzahl von Vertiefungen und/oder Perforationen ein erstes regelmäßiges Muster umfassen. Dies kann bei dem Vliesgewebe homogene Eigenschaften bereitstellen, die in bestimmten Anwendungen erwünscht sein können.
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Das erste regelmäßige Muster kann ein Punktmuster umfassen. Das Punktmuster kann Vertiefungen und/oder Perforationen mit einem Durchmesser in dem Bereich von 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise in dem Bereich von 0,2 bis 3 mm, am meisten bevorzugt in dem Bereich von 0,5 bis 2 mm umfassen. Darüber hinaus kann das Punktmuster Vertiefungen und/oder Perforationen mit einer Beabstandung in dem Bereich von 0,1 bis 50 mm, vorzugsweise in dem Bereich von 1 bis 30 mm, am meisten bevorzugt in dem Bereich von 1,5 bis 20 mm umfassen. Es wurde herausgefunden, dass dies bei dem Vliesgewebe besonders starke interlaminare Kohäsion bereitstellen kann, ohne seine interlaminare Zugfestigkeit wesentlich zu beeinflussen.
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Die Vielzahl von Vertiefungen und/oder Perforationen kann weiter ein zweites regelmäßiges Muster umfassen, welches sich von dem ersten regelmäßigen Muster unterscheidet. Daher kann das Vliesgewebe mit Bereichen von unterschiedlicher interlaminarer Kohäsion bereitgestellt werden, welche möglicherweise abhängig sind von den Erfordernissen und Bedürfnissen des Nutzers. In einigen Ausführungsformen erlaubt dies das Kleidungsstück oder Schuhwerk, wie z. B. einen Sportschuh, an die Aktivität, bei welchem es verwendet soll und/oder den Bedürfnissen und/oder der Anatomie des Nutzers anzupassen.
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Das Vliesgewebe kann ein schmelzgeblasenes Vliesgewebe und/oder ein Spinn-Vliesgewebe umfassen. Die Herstellung solcher Vliesgewebe ist ausgereift. Daher sind sie weit verbreitet und werden häufig verwendet. Es kann besonders vorteilhaft sein ein Verfahren bereitzustellen, das es erlaubt die interlaminare Kohäsion von solchen Vliesgeweben zu erhöhen, da dies dann wiederum die Verfügbarkeit von Vliesgeweben, welche gemäß dem Verfahren, welches hierin beschrieben ist, verarbeitet wurden, verbessern kann.
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Das Vliesgewebe kann ein thermoplastisches Material umfassen. Thermoplastische Materialien können den Effekt des physikalischen Verflechtens und/oder Verschränkens, wie er vorher beschrieben wurde, verbessern, da sie mit dem Laserstrahl stärker interagieren, d. h. sie können leichter miteinander verschweißt werden aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften hinsichtlich Wärme. Folglich kann die interlaminare Kohäsion weiter verbessert werden.
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Der Laserstrahl kann ein Kohlenstoffdioxid, CO2, -Laserstrahl sein, welcher eine Wellenlänge in dem Bereich von 1 bis 100 µm, vorzugsweise in dem Bereich von 5 bis 50 µm, am meisten bevorzugt in dem Bereich von 9,4 bis 10,6 µm aufweist.
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In einigen Ausführungsformen kann ein weiteres Vliesgewebe als ein Haftmittel verwendet werden. Dieses weitere Vliesgewebe kann aus thermoplastischem Material gebildet sein, beispielsweise kann es aus thermoplastischen Filamenten gebildet sein, welche eine niedrigere Schmelztemperatur als Filamente aufweisen, aus welchen das Vliesgewebe mit der Vielzahl von Vertiefungen und/oder Perforationen gebildet ist. Insbesondere kann solch ein thermoplastisches Material eine Schmelzviskosität und/oder ein Schmelzverhalten umfassen, das einen verbesserten Haftmittelfluss in die Perforationen und/oder Vertiefungen ermöglicht.
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Das Verfahren kann weiter ein Anbringen des Vliesgewebes an ein zweites Material umfassen, wobei zumindest eine aus der Vielzahl von Vertiefungen und/oder Perforationen dem zweiten Material zugewandt ist. Das zweite Material kann ein Gewebe, ein Film, eine Folie und/oder ein anderes blattartiges Material sein. Es wird angemerkt, dass für die folgenden Zwecke, Perforationen als gleichzeitig in zwei unterschiedliche Richtungen gerichtet bezeichnet werden können. Während eine Verbindung aus einem nach der vorliegenden Erfindung verarbeiteten Vliesstoff und einem zweiten Material bereits zunehmend stabiler ist, da die Vertiefungen und/oder Perforationen jede auf die Oberfläche, an der das zweite Material befestigt ist, ausgeübte Belastung, z. B. in einem Abreißszenario, bis zum Rest des Vliesstoffs übertragen, kann das Vorhandensein zumindest einer der Vielzahl von Vertiefungen und/oder Perforationen, welche dem zweiten Material zugewandt sind, zusätzliche Vorteile bieten: In einigen Ausführungsformen kann ein oder mehrere Haftmittel zum Anbringen verwendet werden, die dann zumindest teilweise die zumindest eine der Vielzahl von Vertiefungen und/oder Perforationen, welche dem zweiten Material zugewandt sind, füllen und dadurch den effektiven Kontaktbereich zwischen den zwei Geweben vergrößert, über welchen Kräfte, welche auf eine resultierende Gewebeverbindung angewandt werden, verteilt werden können. Ferner können in solchen Ausführungsformen, die zumindest eine Perforation umfassen, welche dem zweiten Material zugewandt sind, Haftstoffe an gegenüberliegenden Seiten des Vliesgewebes austreten, d. h. an einer Seite des Vliesgewebes, die nicht dem zweiten Material zugewandt ist, was wiederum einen Formschluss zwischen dem Vliesgewebe und dem zweiten Material erzeugt, was die Haftung zwischen den zweien vergrößert. In noch weiteren Ausführungsformen kann ein Vliesgewebe, welches gemäß dem Verfahren, welches hierin beschrieben wird, verarbeitet wurde, an seinen beiden Seiten an ein anderes Gewebe angebracht werden, d. h. an ein zweites Material und ein drittes Material, so dass es zwischen den zweien angeordnet ist. Das dritte Material kann auch ein Gewebe, ein Film, eine Folie und/oder ein anderes blattartiges Material sein. In solchen Ausführungsformen kann das Vliesgewebe zumindest eine Vertiefung an jeder Seite und/oder eine oder mehrere Perforationen umfassen, welche dem zweiten Material bzw. dem dritten Material zugewandt sind, um die beschriebenen Effekte hinsichtlich beider Materialien auszunutzen. Es ist auch möglich, dass das zweite und/oder dritte Material unterschiedliche Eigenschaften als das Vliesgewebe umfassen kann, was Synergien erzeugt und dadurch eine Gewebeverbindung mit besonders vorteilhaften Eigenschaften bereitstellt.
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In anderen Aspekten bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Vliesgewebe, welches durch ein Verfahren, wie es vorstehend beschrieben wurde, verarbeitet wurde sowie auf ein Kleidungsstück oder Schuhwerk, insbesondere Sportschuhe, welche solch ein verarbeitetes Vliesgewebe umfassen. Solche Kleidungsstücke oder Schuhwerk, insbesondere Sportschuhe, können von der vergrößerten interlaminaren Kohäsion profitieren, welche das oben genannte Verfahren für das Vliesgewebe bereitstellt, da dies die Stabilität und Haltbarkeit des Kleidungsstücks bzw. Schuhwerks insgesamt erhöht. In einigen Ausführungsformen kann das vorliegende Verfahren weiterhin ein hohes Maß an Individualisierung ermöglichen und ein ermöglicht ein Bereitstellen des Vliesgewebes gemäß den Erfordernissen der Aktivität des Kleidungsstücks oder Schuhwerks, für welches es verwendet werden soll, sowie gemäß den Bedürfnissen des Nutzers. Auch können Perforationen in dem Vliesgewebe vorteilhaft für die Belüftung sein, da sie das Vliesgewebe erhöht luftdurchlässig gestalten, was besonders bei Sportschuhen gewünscht sein kann.
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In noch einem anderen Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Vliesgewebes, umfassend einen Laser, wobei der Laser angepasst ist, um eine Vielzahl von Vertiefungen und/oder Perforationen in dem Vliesgewebe zu erzeugen. Die Vorrichtung umfasst überdies Mittel zum Einfügen eines Haftmittels in zumindest eine der Vielzahl von Vertiefungen und/oder Perforationen, wobei das Haftmittel zumindest teilweise einen Formschluss mit dem Vliesgewebe erzeugt, indem es über obere Kanten der Vertiefungen und/oder Perforationen hervorsteht, so dass Vorsprünge sowie Brücken einen Formschluss mit dem Vliesgewebe erzeugen. Solch ein Vorrichtung kann es ermöglichen, interlaminare Kohäsion des Vliesgewebes, wie oben beschrieben, zu vergrößern. Dies kann wiederum für die Stabilität und Haltbarkeit von Kleidungsstücken oder Schuhwerk, z. B. Sportschuhen, umfassend zumindest ein entsprechend verarbeitetes Vliesgewebe, von Vorteil sein. Auch kann solch eine Vorrichtung es erlauben, Kleidungsstücke oder Schuhwerk, wie z. B. Sportschuhe, mit erhöhter Individualisierung und zu vernünftigen Kosten bereitzustellen. Solch eine Individualisierung kann z. B. die Erfordernisse der Aktivität des Kleidungsstücks oder Schuhwerks, in welchem es verwendet werden soll und auch die Bedürfnisse oder die Anatomie des Nutzers berücksichtigen.
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Figurenliste
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Mögliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden detaillierter in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beschrieben mit Bezug auf die folgenden Figuren:
- 1A-1D: Beispielhafte Muster von Vertiefungen und/oder Perforationen, welche ein Laser in einem Vliesgewebe erzeugen kann;
- 2: Beispielhafte Punktmuster-Perforationen mit unterschiedlichen Durchmessern, welche in unterschiedlichen Abständen voneinander angeordnet sind;
- 3: Grafik, welche eine Reißfestigkeit und eine intralaminare Zugfestigkeit verschieden verarbeiteter Vliesgewebe darstellt;
- 4: Grafik, welche einen Luftstrom durch unterschiedliche Materialien darstellt, wie z. B. Vliesgewebe;
- 5: Beispiel einer Gewebeverbindung, welche ein Vliesgewebe umfasst, welches gemäß der vorliegenden Erfindung verarbeitet wurde und ein zweites Material, welche miteinander durch ein Haftmittel verbunden sind.
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5. Detaillierte Beschreibung von möglichen Ausführungsformen
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Zum Zwecke der Kürze werden im Folgenden nur einige Ausführungsformen beschrieben. Der Fachmann wird verstehen, dass die spezifischen Merkmale, welche mit Bezug auf diese Ausführungsformen beschrieben werden, modifiziert und unterschiedlich kombiniert werden können und dass einzelne Merkmale auch ausgelassen werden können, wenn sie nicht wesentlich sind. Die allgemeinen Erklärungen in den obigen Absätzen gelten auch für die folgenden detaillierten Erläuterungen.
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1A bis 1D zeigen unterschiedliche Muster von Vertiefungen und/oder Perforationen, welche ein Laser in einem Vliesgewebe erzeugen kann. Dabei zeigen graue Bereiche Vertiefungen und/oder Perforationen an.
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Insbesondere zeigt 1A ein schachbrettartiges Muster oder Gitter. In der Ausführungsform der 1A umfassen Vertiefungen und/oder Perforation 110 (nicht alle gekennzeichnet) eine quadratische Kontur mit abgerundeten Kanten. In diesem bestimmten Beispiel können die grauen Bereiche Vertiefungen repräsentieren, während die weißen Bereiche, welche innerhalb dieser grauen Flächen angeordnet sind, Perforationen repräsentieren können, z. B. rechtwinklige Perforation, oder sie können eine geneigte Vertiefung repräsentieren (ähnlich einer umgedrehten Kuppel), die beinahe die Dicke des Vliesgewebes perforiert. In anderen Ausführungsformen können Vertiefungen und/oder Perforationen 110 eine unterschiedliche Kontur umfassen, wie z. B. eine im Wesentlichen rechteckige, trapezoide, rhombische, kreisförmige, elliptische oder irgendeine andere zweidimensionale Kontur. In einigen Ausführungsformen kann ein Muster ausgewählt werden, welches kreisförmige Vertiefungen und/oder Perforationen 110 umfasst, da diese am einfachsten mit einem Laser zu erzeugen sind, welcher einen Laserstrahl emittiert, welcher einen kreisförmigen Querschnitt eines entsprechenden Durchmessers aufweist. In der Ausführungsform, die in 1A gezeigt ist, sind Vertiefungen und/oder Perforationen unmittelbar aneinandergrenzend angeordnet. In noch weiteren Ausführungsformen kann ein Abstand von Vertiefungen und/oder Perforationen 110 größer sein, vgl. 2 und nachfolgend.
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1B zeigt ein Streifenmuster. In dem Beispiel der 1B umfasst jeder Streifen 120 (nicht alle gekennzeichnet) eine wellenartige Kontur. Jedoch können, in anderen Ausführungsformen, Streifen 120 im Wesentlichen gerade, runde, gezackte oder gestufte Konturen umfassen oder Konturen irgendeiner anderen Form. In der Ausführungsform der 1B erstrecken sich die Streifen 120 von oben links nach unten rechts, d. h. diagonal. Jedoch können, in anderen Ausführungsformen, die Streifen 120 mit einer unterschiedlichen Ausrichtung angeordnet sein, z. B. horizontal oder vertikal. In der Ausführungsform der 1B erstrecken sich die Streifen 120 im Wesentlichen gerade. In anderen Ausführungsformen können die Streifen 120 sich in einer im Wesentlichen gebogenen, gezackten oder gestuften, oder in irgend einer anderen Art und Weise, erstrecken. In der Ausführungsform der 1B sind die Streifen 120 im Wesentlichen parallel zueinander. In anderen Ausführungsformen können die Streifen 120 nicht parallel zueinander sein.
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1C zeigt ein anderes mögliches Muster, in welchem Vertiefungen und/oder Perforationen angeordnet sein können. Das Muster von 1C umfasst eine erste Vielzahl von parallelen Streifen 130 (nicht alle gekennzeichnet), welche jeweils drei leicht gebogene erste Streifensegmente umfassen, die wiederum durch Punkte 131 (nicht alle gekennzeichnet) verbunden sind, welche etwas größer im Durchmesser sind als die ersten Streifensegmente. Zusätzlich dazu sind identisch bemessene Punkte 132 (nicht alle gekennzeichnet) an einem der äußeren Enden eines jeden Streifens der ersten Vielzahl von Streifen 130 angeordnet, d. h. auf der linken Seite in 1C. Die Streifen der ersten Vielzahl von parallelen Streifen 130 sind zueinander um die Länge eines ersten Streifensegments verschoben. Das Muster umfasst ferner eine zweite Vielzahl von Streifen 135 (nicht alle gekennzeichnet), wobei sie jeweils hier im Wesentlichen vier gerade Streifenelemente umfassen. Jedes dieser zweiten Streifenelemente umfasst eine Gruppe von drei gleichmäßig beanstandeten Punkten 136 (nicht alle gekennzeichnet), welche ähnlich wie die vorhergehend beschriebenen bemessen sind. Die vier zweiten Streifenelemente sind durch eine gerade Linie mit einem Durchmesser, welcher kleiner als die Punkte ist, verbunden. Die Länge dieser Linien wird so gewählt, dass ein vierter Punkt auf jeder dieser Linien eingefügt werden kann, mit identischer Beabstandung wie zwischen Punkten einer Gruppe hinsichtlich des letzten Punkts der vorhergehenden Gruppe und des ersten Punkts der nachfolgenden Gruppe. Die Streifen der zweiten Vielzahl von parallelen Streifen 135 sind orthogonal zu den Streifen der ersten Vielzahl von parallelen Streifen 130 angeordnet. Ferner sind die Streifen so angeordnet, dass der dritte Punkte des äußersten linken zweiten Streifensegments eines Streifens der zweiten Vielzahl von Streifen 135, wie z. B. Punkt 137, auf halbem Wege an einem äußersten linken ersten Streifenelement eines korrespondierenden Streifens der ersten Vielzahl von parallelen Streifen 130 angeordnet ist.
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1D zeigt eine vollständig vertiefte und/oder perforierte Fläche 140, die durch Ätzen oder Perforieren einer Fläche des Vliesgewebes mit einem Laser erzeugt werden kann.
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Der Fachmann wird die beispielhafte Art der Ausführungsformen, wie sie in den 1A-1D gezeigt sind und wie sie vorhergehend diskutiert wurden, zu würdigen wissen. In anderen Ausführungsformen können unterschiedliche Muster durch den Laser erzeugt werden, umfassend zahlreiche Variationen in Größe, Abstand, Ausrichtung, Anordnung etc. der Vertiefungen und/oder Perforationen. Es wird angemerkt, dass das regelmäßige Muster auch komplexe Einheitszellen von nicht-regelmäßigen Teilmustern umfassen kann, welche räumlich wiederholt werden können, um ein insgesamt regelmäßiges Muster zu erhalten. Auch können Muster Vertiefungen und Perforationen mischen, d. h. einige Teile des Musters können Vertiefungen repräsentieren, während andere Teile Perforationen repräsentieren können. Zum Beispiel können die Punkte der 1C Perforationen repräsentieren, während die Linien Vertiefungen repräsentieren können. In anderen Ausführungsformen können die Muster jeweils entweder nur Vertiefungen oder nur Perforationen umfassen. Vertiefungen und Perforationen können auch kombiniert werden; zunächst kann eine Vertiefung mit einem größeren Durchmesser erzeugt werden und dann kann eine Perforation mit einem kleineren Durchmesser in dem vertieften Bereich erzeugt werden. Es ist genau diese Flexibilität, die das Verwenden eines Lasers zum Erzeugen von Vertiefungen und/oder Perforationen vorteilhaft machen kann.
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2 zeigt Variationen BF_i bis BF_6 eines Lochmusters, d. h. eines äquidistanten Lochmusters, umfassend Perforationen bei jedem Punkt. Lochgrößen und Abstände sind auf den Achsen, die in 2 gezeigt sind, gekennzeichnet. Muster BF_i umfasst äquidistante Löcher 111 (nicht alle gekennzeichnet) mit einem Durchmesser von 0,5 mm, welche 5 mm voneinander beabstandet sind. Muster BF_2 umfasst äquidistante Löcher 112 (nicht alle gekennzeichnet) mit einem Durchmesser von 1 mm, welche 1,5 mm voneinander beanstandet sind. Muster BF_3 umfasst äquidistante Löcher 113 (nicht alle gekennzeichnet) mit einem Durchmesser von 1 mm, welche 5 mm voneinander beanstandet sind. Muster BF_4 umfasst äquidistante Löcher 114 (nicht alle gekennzeichnet) mit einem Durchmesser von 1 mm, welche 10 mm voneinander beanstandet sind. Muster BF_5 umfasst äquidistante Löcher 115 (nicht alle gekennzeichnet) mit einem Durchmesser von 1 mm, welche 10 mm voneinander beanstandet sind. Muster BF_6 umfasst äquidistante Löcher 116 (nicht alle gekennzeichnet) mit einem Durchmesser von 2 mm, welche 5 mm voneinander beanstandet sind. In anderen Ausführungsformen können die Lochgrößen in dem Bereich von 0,1 bis 5 mm sein, vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 4 mm, meisten bevorzugt in dem Bereich von 0,5 bis 2 mm, wobei Lochabstände in dem Bereich von 0,1 bis 50 mm, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 30 mm, am meisten bevorzugt in dem Bereich von 1,5 bis 20 mm sein können. In noch anderen Ausführungsformen können vollständig unterschiedliche Größen und/oder Abstände gewählt werden. In einigen Ausführungsformen umschreiben Löcher 111, 112, 113, 114, 115, 116, jeweils eine im Wesentlichen zylindrische Form. In anderen Ausführungsformen können die Löcher 111, 112, 113, 114, 115, 116, jeweils eine im Wesentlichen konische oder kubische oder irgendeine andere Form umschreiben. In einigen Ausführungsformen können die Löcher 111, 112, 113, 114, 115, 116 mit Vertiefungen, welche um die Löcher 111, 112, 113, 114, 115, 116 angeordnet sind, optional symmetrisch und/oder konzentrisch kombiniert werden.
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Das Vliesgewebe, welches mit den Punktmustern BF_i bis BF_6, wie in 2 gezeigt, verarbeitet wurde, kann thermoplastisches Polyurethan (TPU) umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das Vliesgewebe im Wesentlichen aus thermoplastischem Material, wie z. B. TPU, bestehen, mit einem Stoffgewicht von 470 Gramm pro Quadratmeter. In anderen Ausführungsformen kann solch ein thermoplastisches Material, wie z. B. TPU ein Stoffgewicht von 75 Gramm pro Quadratmeter oder 1200 Gramm pro Quadratmeter aufweisen, wobei Letzteres insbesondere nützlich ist für die Herstellung von BHs, insbesondere Sport-BHs. In anderen Ausführungsformen kann das Vliesgewebe, z. B. Polyester und/oder Polyamide umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das Vliesgewebe ein thermoplastisches Material umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das Vliesgewebe schmelzgeblasen sein, in anderen Ausführungsformen kann es spinngebunden sein. In noch anderen Ausführungsformen kann das Vliesgewebe durch ein vollständig unterschiedliches Verfahren hergestellt sein.
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Löcher 111, 112, 113, 114, 115, 116 in dem Vliesgewebe, welche mit Punktmustern BF_1 bis BF_6, wie in 2 gezeigt, verarbeitet wurden, können durch einen Kohlenstoffdioxid (CO2)-Laserstrahl hergestellt worden sein, welcher eine Wellenlänge in dem Bereich von 1 bis 100 µm, vorzugsweise on dem Bereich von 5 bis 50 µm, am meisten bevorzugt in dem Bereich von 9,4 bis 10,6 µm aufweist.
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Die Verwendung eines Lasers zum Erzeugen von Vertiefungen und/oder Perforation ist besonders vorteilhaft, nicht nur da dies den Effekt des physikalischen Verflechtens und/oder Verschränkens, wie vorher gehend beschrieben, hinzufügt. Es erlaubt auch Vliesgewebe nicht gleichförmig zu vernünftigen Kosten zu verarbeiten. Vliesgewebe können daher an die Erfordernisse und Bedürfnisse des Nutzers zugeschnitten werden. Zum Beispiel können die mechanischen Eigenschaften eines Vliesgewebes, z. B. seine Reißfestigkeit und (interlaminare) Zugfestigkeit, entsprechend angepasst werden, vgl. 3 und nachfolgend. In ähnlicher Art und Weise können Bereiche, die besonders atmungsaktiv sind, eingeführt werden durch entsprechende Perforation eines Vliesgewebes mit großen und nahe beabstandeten Perforationen, vgl. 4 und nachfolgend.
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3 und 4 zeigen Diagramme, welche bestimmte Eigenschaften von Vliesgeweben zeigen, in welchen die Muster BF_i bis BF_6 mit einem Laser erzeugt wurden. Das Diagramm der 3 zeigt die Reißfestigkeit und die (intralaminare) Zugfestigkeit (5. Zyklus) von solchen Vliesgeweben, eingezeichnet auf der vertikalen bzw. horizontalen Achse. Es wird angemerkt, dass die Reißfestigkeit die Kraft bezeichnet, welche benötigt wird, um das Vliesgewebe zu reißen, wenn eine Kerbe in dem Vliesgewebe erzeugt wird, bevor es entlang einer im Wesentlichen senkrechten Richtung mit Bezug zu der Kerbe auseinandergerissen wird, während die (intralaminare) Zugfestigkeit (5. Zyklus) die Kraft anzeigt, welche benötigt wird, um das Material bis zu einem bestimmten Grad zu dehnen, z. B. um 30 % seiner Originallänge für ein fünftes Mal. (Intralaminare) Zugfestigkeit wird ohne das vorherige Erzeugen irgendeiner Kerbe in dem Vliesgewebe getestet. Ein Vliesgewebe, in dem keine Vielzahl von Vertiefungen und/oder Perforationen mit einem Laserstrahl erzeugt wurde, ist als „Ref“ in 3 gekennzeichnet und kann eine Reißfestigkeit von ungefähr 22,5 N und eine Zugfestigkeit (5. Zyklus) von ungefähr 56 N umfassen. Nachdem das Muster BF_1 in solch einem „Ref‟-Vliesgewebe erzeugt wurde, kann es eine Reißfestigkeit von ungefähr 21 N und eine Zugfestigkeit (5. Zyklus) von ungefähr 59 N aufweisen. Nachdem das Muster BF_2 in einem „Ref“-Vliesgewebe erzeugt wurde, kann es eine Reißfestigkeit von ungefähr 18,5 N und eine Zugfestigkeit (5. Zyklus) von ungefähr 35N aufweisen. Nachdem das Muster BF_3 in einem „Ref‟-Vliesgewebe erzeugt wurde, kann es eine Reißfestigkeit von ungefähr 21N und eine Zugfestigkeit (5. Zyklus) von ungefähr 57N aufweisen. Nachdem das Muster BF_4 in einem „Ref“-Vliesgewebe erzeugt wurde, kann es eine Reißfestigkeit von ungefähr 21N und eine Zugfestigkeit (5. Zyklus) von ungefähr 64N aufweisen. Das Muster BF_5 wird in 3 nicht berücksichtigt. Nach dem das Muster BF_6 in einem „Ref‟-Vliesgewebe erzeugt wurde kann es eine Reißfestigkeit von ungefähr 22N und eine Zugfestigkeit (5. Zyklus) von ungefähr 55 N aufweisen. Die Reißfestigkeit und/oder die Zugfestigkeit (5. Zyklus) können auch unterschiedliche Werte als die vorher beschriebenen aufweisen. Jedoch, wie die Beispielwerte, welche in 3 angezeigt sind, zeigen, kann sich die (intralaminare) Zugfestigkeit tatsächlich vergrößern, nachdem Perforationen in dem Vliesgewebe erzeugt wurden.
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4 zeigt ein Diagramm, das einen Luftstrom durch unterschiedliche Materialien darstellt, beinhaltend Vliesgewebe, in welchen die Muster BF_i bis BF_6 erzeugt wurden. Der Luftstrom ist auf der vertikalen Achse eingezeichnet. Ein Vliesgewebe, umfassend Löcher gemäß dem Muster BF_i kann einen Luftstrom 401 von weniger als 200 m2/s umfassen. Ein Vliesgewebe, umfassend Löcher gemäß dem Muster BF_2 kann einen Luftstrom 402 von mehr als 3000 m2/s umfassen. Ein Vliesgewebe, umfassend Löcher gemäß dem Muster BF_3 kann einen Luftstrom 403 von weniger als 800 m2/s umfassen. Ein Vliesgewebe, umfassend Löcher gemäß dem Muster BF_14 kann einen Luftstrom 404 von weniger als 200 m2/s umfassen. Ein Vliesgewebe, umfassend Löcher gemäß dem Muster BF_5 kann einen Luftstrom 405 von weniger als 100 m2/s umfassen. Ein Vliesgewebe, umfassend Löcher gemäß dem Muster BF_6 kann einen Luftstrom 406 von mehr als 1000 m2/s umfassen. Auch kann ein Luftstrom 401, 402, 403, 404, 405, 406 durch ein Vliesgewebe Werte umfassen, welche unterschiedlich sind zu den vorher beschriebenen. Jedoch, wie die beispielhaften Werte, welche in 4 dargestellt sind, zeigen, kann ein Luftstrom allgemein signifikant von der Wahl des Musters beeinflusst werden, d. h. Größe und Dichte von Vertiefungen und/oder Perforationen, möglicherweise ohne die Reiß- und/oder (intralaminare) Zugfestigkeit des Vliesgewebes signifikant zu verringern.
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5 zeigt ein Vliesgewebe 100, das an ein zweites Material 200 durch ein Haftmittel 300 angebracht ist. Das zweite Material kann ein Gewebe, ein Film, eine Folie und/oder ein anderes blattartiges Material sein. Zum Beispiel kann das Haftmittel 300 ein nichtnull-viskoses Haftmittel sein, welches in der Form einer Schicht bereitgestellt ist, die separat als ein Film, Netz oder Beschichtung eingeführt wird. Alternativ oder zusätzlich dazu kann solch eine Haftmittelschicht leicht mit einem zweiten Material 200 co-extrudiert werden. Auch kann es insbesondere vorteilhaft sein, dass das Vliesgewebe 100 und das zweite Material 200 miteinander durch andere Mittel, wie das Platzieren von Patches, verbunden werden, wie aus der
EP 3 178 342 A1 bekannt. Auch können andere Laminierungstechniken für ein Anbringen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Anbringen erreicht werden durch teilweises Schmelzen von Abschnitten des Vliesgewebes 100, welches mit dem zweiten Material 200 verbunden werden soll und/oder umgekehrt. Das Vliesgewebe 100 und/oder das zweite Material 200, insbesondere Fasern, Garne oder Garnbeschichtungen, welche darin umfasst sind, können zu diesem Zweck spezifisch angepasst sein. Alternativ oder zusätzlich dazu können Hitze und/oder Druck angewandt werden, um das Vliesgewebe 100 und das zweite Material 200 miteinander zu verbinden.
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Das Vliesgewebe 100 ist gemäß der vorliegenden Erfindung verarbeitet worden, um Perforationen 110a, 110b, 110c und 110d zu umfassen. Das Vliesgewebe 100 kann weitere Perforationen und/oder Vertiefungen oder Kombinationen davon umfassen, die nicht in 5 gezeigt sein können. In 5 umschreiben die Perforation 110a - 110d zylindrische oder kubische Formen, d. h. sie können in einem Lochmuster, wie einem der Lochmuster BF_i bis BF_6, umfasst sein. Perforationen 110a - 110d der 5 können daher einen Durchmesser d in dem Bereich von 0,5 bis 2 mm und einer Beabstandung s in dem Bereich von 1,5 bis 20 mm umfassen. Jedoch können die Perforationen 110a - 110d auch unterschiedliche Formen umschreiben oder können unterschiedlich bemessen sein und/oder anders als oben beschrieben angeordnet sein. Es füllt ein Haftmittel 300 die Perforationen 110a - 110d vollständig aus und tritt heraus aus und steht hervor über obere Kanten der Perforationen 110a - 110d, so dass die Vorsprünge 310a und 310b sowie Brücken 312a, 312b und 3120 einen Formschluss mit dem Vliesgewebe 100 erzeugen, was wiederum die Haftung zwischen dem Vliesgewebe 100 und einem zweiten Material 200 vergrößert.
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In einigen Ausführungsformen kann das Haftmittel 300 nicht nur aus den oberen Kanten der Perforation 110a bis 110d heraustreten und über diese hervorstehen, während sie immer noch zumindest teilweise die Perforationen 110a bis 110d füllen. Dies kann die Haftung zwischen dem Vliesgewebe 100 und dem zweiten Material 200 verbessern aufgrund eines vergrößerten effektiven Kontaktbereichs zwischen den beiden.
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Das Füllen der Vertiefungen und/oder Perforationen, wie z. B. Perforationen 110a bis 110d, mit Haftmittel, wie z. B. Haftmittel 300, vergrößert die interlaminare Kohäsion des Vliesgewebes 100, da das Haftmittel dann die Schneidkanten der Vertiefungen und/oder Perforationen des Vliesgewebes 100 bedeckt.
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In noch einer anderen Ausführungsform kann ein drittes Material (nicht gezeigt in 5) an das Vliesgewebe 100 an einer gegenüberliegenden Seite bezüglich des zweiten Materials 200 angebracht sein, so dass das Vliesgewebe 100 zwischen dem zweiten Material 200 und dem dritten Material angeordnet ist. Das dritte Material kann ein Gewebe, ein Film, eine Folie und/oder ein anderes blattartiges Material sein. Die Haftung zwischen dem Vliesgewebe 100 und dem dritten Material kann durch Ausnutzen derselben Effekte, wie sie oben bezüglich des Anbringens des Vliesgewebes 100 an das zweite Material 200 beschrieben wurden, vergrößert sein. In einigen Ausführungsformen können Perforationen, wie z. B. Perforationen 110a - 110d, in Vliesgeweben 100 erzeugt werden, um die Adhäsion mit sowohl dem zweiten Material 200 als auch dem dritten Material zu vergrößern. Alternativ oder zusätzlich dazu können eine oder mehrere Vertiefungen an jeder Seite des Vliesgewebes 100 erzeugt werden, um eine Adhäsion, wie oben beschrieben, zu vergrößern.
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Allgemein kann ein Anbringen des Vliesgewebes 100 an ein oder mehrere andere Gewebe, wie z. B. das zweite Material 200, es erlauben, die Eigenschaften einer resultierenden Gewebeverbindung anzupassen. Dies kann gewünschte Synergien erzeugen und dadurch bei der Gewebeverbindung bestimmte vorteilhafte Eigenschaften bereitstellen. Zum Beispiel kann das zweite Material Schwächen des Vliesstoffes, wie z. B. eine niedrige intralaminare Zugfestigkeit, welche z. B. von großen Perforationen erzeugt werden, welche durch den Laser erzeugt wurden, entgegenwirken oder umgekehrt.
