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Die
Erfindung betrifft ein textiles Flächengebilde vorzugsweise aus
einem vorzugsweise ein Funktionsmittel tragenden voluminösen Faservliesstoff.
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Im
Rahmen der folgenden Beschreibung und Beanspruchung der Erfindung
werden auch eingebürgerte
Markenbezeichnungen für
mechanische Vliesverfestigungsverfahren wie Maliwatt, Malivlies,
Kunit, Multiknit, Struto verwendet, die in dem Fachbuch "Vliesstoffe", Rohstoffe, Herstellung,
Anwendung, Eigenschaften, Prüfung,
herausgegeben von W. Albrecht, H. Fuchs, W. Kittelmann, Wilay-VCH-Verlag
GmbH, D-69469 Weinheim, 2000, insbesondere auf Seite 305 erläutert sind.
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Voluminöse Faservliesstoffe,
die einseitig oder beidseitig eine verfestigende Fasermaschenschicht aufweisen,
sind z.B. aus der
DE
198 12 499 A1 bekannt. Der einseitig maschenbeschichtete
Vliesstoff weist eine Maschenschicht als Grundware und eine plüschartige
Oberfläche
auf, die aus abstehenden Fasern gebildet wird. Hergestellt wird
der einseitig maschenbeschichtete Vliesstoff durch die Herstellung
eines beidseitig maschenbeschichteten, voluminösen Vliesstoffs und mittiges
Trennen in einer Flächenebene.
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Die
DE 42 39 469 A1 befasst
sich mit einem Verfahren zum Verfestigen von querorientierten Faservliesen,
bei dem ebenfalls ein einseitig maschenbeschichtetes, sog. Vlies-Gewirke
hergestellt wird.
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Eine
andere Technologie zur Herstellung eines vermaschten voluminösen Vliesstoffes
ist aus der
EP 1 149
882 A1 bekannt. Dieser Vliesstoff ist konzipiert als textiler
Träger
eines Klebebandes und weist eine durch ein Nadelverfahren erzeugte,
velourisierte Oberfläche
auf, die u.a. für
die Funktion des Abbaus von Druckkräften geeignet ist. Die velourisierte
Oberfläche
ist aus einer Vielzahl paralleler, senkrecht zur Vliesstoffbahn
angeordneter, im Wesentlichen gleich langer Faserteile gebildet,
deren Fußende
in der Vliesstoffbahn verankert ist. Auf der der Velouroberfläche gegenüber liegenden
Oberfläche
der Vliesstoffbahn ist das Klebemittel des Klebebandes vorgesehen.
Da beim Abrollen eines im Lieferzustand aufgerollten Klebebandes,
bei dem die Veloursoberfläche
mit dem Klebemittel in Kontakt steht, unerwünscht Fasern aus der verankernden verfestigten
Vliesstoffbahn gerissen werden können,
wird vorgeschlagen, während
der Verfestigung des Vliesstoffes zum Vliesstoff in der Vliesstoffbahn
oder während
des velourisierenden Vernadelns auf der velourisierten Oberfläche des
Vliesstoffes eine dünne,
nicht textile Bahn anzuordnen.
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Voluminöse einseitig
oder beidseitig maschenverfertigte Vliesstoffe werden u.a. auch
als druckelastische Polsterstoffe verwendet. Die Polsterstoffe werden
zwischen einem z.B. aus einem Wollstoff bestehenden Überzugsmaterial
und einem z.B. aus Polyurethan bestehenden Schaumstoffkern angeordnet.
Sie sollen insbesondere Druckelastizität gewährleisten und feuchtigkeitsspeichernd
und feuchtigkeitsdurchlassend sein (
EP 0 126 798 B1 ).
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Aus
der
DE 44 24 636 C2 ist
ein als Polsterstoff zu verwendender, mehrschichtiger voluminöser Kaschiervliesstoff
bekannt, bei dem zwei Nähwirkvliesstoffe
durch vertikale Faserpfropfen verbunden sind, die aus den Faserteilen
der außen
liegenden Fasermaschenschichten bestehen und die sich bis in die
Mitte der jeweils gegenüberliegenden
Faserschicht erstrecken. Damit soll durch eine dichtere Faseranordnung
in der jeweiligen Faserschicht eine druckelastische Zone erzeugt
werden.
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Die
aus der
DE 41 27 337
A1 bekannte Polsterung weist u.a. einen Vliesstoff auf,
der als Funktionsstoff ein superabsorbierendes Hydrogel enthält. Das
hydrophile Hydrogel soll einerseits große Feuchtigkeits- und Dampfmengen
aufnehmen und andererseits leicht regenerierbar, insbesondere desorbierbar
sein. Über
die Art des Vliesstoffes wird keine Aussage gemacht.
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Aus
der WO 00/64311 ist ein Polster eines Sitzes oder eines Liegemöbels bekannt,
das einen desorbierenden Feuchtigkeitsspeicher in Form einer hydrophilen
Schicht zur reversiblen Aufnahme von Körperfeuchtigkeit aufweist.
Die hydrophile Schicht besteht u.a. aus einem Vliesstoff als Trägermaterial
und einem auf den Vliesstoff aufpolymerisierten Superabsorber, wobei
die Fasern des Vliesstoffes zumindest anteilig vom Superabsorber überzogen
sind. Der Superabsorber wird vor seiner Polymerisation auf den Vliesstoff
aufgesprüht
oder im Tauchbadverfahren aufgebracht. Über die Art des Vliesstoffes
werden auch in dieser Druckschrift keine Angaben gemacht.
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Beim
Aufsprühen
dringt der Superabsorber inhomogen tief in den Vliesstoff ein und
verteilt sich auch inhomogen auf der Oberfläche. Die Folge ist eine extreme
Oberflächenrauhigkeit
und eine unerwünschte
Versteifung des Vliesstoffes. Zudem ist es auch nicht möglich, definierte
Mengen an Superabsorber aufzubringen, so dass die Absorptionskapazität nicht
regelbar ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist, ein druckelastisches, insbesonderes als Polsterstoff
verwendbares textiles Flächengebilde
insbesondere aus einem Vliesstoff zu schaffen, das insbesondere
homogen verteilt definierte Mengen an Funktionsmittel enthalten
kann, wobei definierte Vliesstoffeigenschaften wie Geschmeidigkeit und/oder
Flexibilität
(elastische Biegesteifigkeit) und/oder Weichheit und/oder Druckelastizität gewährleistet werden
können.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere druckelastische Vliesstoffe mit
dreidimensionaler Faseranordnung.
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Unter
Druckelastizität
wird im Rahmen der Erfindung die Eigenschaft eines voluminösen textilen
Flächengebildes
verstanden, bei einer Druckeinwirkung bzw. Druckbelastung auf eine
Oberfläche
der Textilie die Druckkraft durch elastische Verformungen von Strukturelementen
in der Volumenstruktur der Textilie aufzunehmen und bei der Entlastung
zu gewährleisten,
dass die verformten Strukturelemente elastisch zurückfedern.
Das druckelastische Verhalten der textilen Flächengebilde wird nach dem bei
elastischen Schaumstoffen bekannten Verfahren bestimmt.
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Die
erfindungsgemäßen textilen
Flächengebilde,
insbesondere in Form eines Vliesstoffes haben eine Faserpolschicht
mit hoher Druckelastizität
und insbesondere auch mit weiteren funktionalen Gebrauchseigenschaften
und finden Einsatz z.B. als Polyurethanschaumsubstitut in der Fahrzeuginnenausstattung,
in der Polstermöbelindustrie
sowie als druckelastisches, funktionelles textiles Material im Bekleidungs-,
Medizin- und Isolationsbereich.
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Es
ist allgemein bekannt, dass Vliesstoffe mit dreidimensionaler Faseranordnung
durch einen strukturell bedingten Anteil von Faserteilen vertikaler
bis diagonaler Anordnung zum Vliesstoffquerschnitt Druckbelastungen
einen höheren
Widerstand entgegensetzen als klassische Vliesstoffe mit weitgehender
horizontaler Faseranordnung im Vliesstoffquerschnitt. Solche Vliesstoffe
mit dreidimensionaler Anordnung sind fachlich bekannt als Struto,
als ein in Längsfalten
gelegter Faserflor, verfestigt durch Bindefasern, als dilourisierte
Vliesstoffe mit nachträglichem
Ausstoß vertikaler
Faserteile aus dem Vliesstoffquerschnitt durch durchstechende Widerhakennadeln,
als Kunit als ein durch Fasermaschen verfestigten, längs gestauchten
Faserflor. Bei hoher Druckbeanspruchung, wie sie z.B. beim Einsatz
solcher Vliesstoffe als Polyurethanschaumsubstitut im Sitzpolsterbereich
in Polstermöbeln
oder Fahrzeugsitzen sowie bei Innenverkleidungsteilen im Pkw auftreten,
weichen die vertikal bis diagonal abstehenden Faserteile aus, legen
sich durch die Druckbeanspruchung um und bilden in dieser horizontalen
Anordnung parallel zum Vliesstoffquerschnitt keine oder wenig Erholungskräfte zur
Rückstellung
in die Ausgangslage nach Wegfall der Druckbelastung aus; sie zeigen
somit ein geringes druckelastisches Verhalten.
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Zur
Verbesserung der Druckelastizität
solcher dreidimensional orientierter Faservliesstoffe wird beispielsweise
in der
DE 202 09 709
U1 der Einsatz von thermoplastischen Bindefasern vorgeschlagen.
Diese Bindefasern bilden bei thermischer Behandlung kleine Bindeflächen mit
und zwischen den Faserteilen, auch den vertikal bis schräg vom Vliesstoffquerschnitt
abstehenden Faserteilen, und können
damit ein Umlegen bei Druckbelastungen erschweren. Allerdings sind
diese verbindend wirkenden Bindepunkte in Folge der gleichmäßigen Verteilung
der Bindefasern innerhalb des gesamten Bindefasergerüsts im Vliesstoff
auch in demselben gleichmäßig verteilt
und bei zu hohem Anteil führt
eine zu große
Anzahl solcher Bindepunkte zur Verhärtung und zur Versteifung des
Vliesstoffes. Außerdem
ist aus wirtschaftlichen und/oder funktionellen Gründen bei
solchen Vliesstoffen mit dreidimensionaler Faserorientierung oft
der Einsatz solcher Bindefasern unerwünscht, z.B. wenn Gebrauchs-
oder Verarbeitungstemperaturen auftreten, die über dem Schmelzbereich der Bindefasern
liegen.
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Aus
der
DE 101 39 843
A1 ist ein Vliesstoff mit dreidimensionaler Faserorientierung
bekannt, der aus einem durch Fadenmaschen verfestigten Vliesstoff
besteht und der auf einer Seite eine Faserpolschicht besitzt, die
aus vertikal zum Vliesstoffquerschnitt abstehenden Faserteilen gebildet
ist, welche über
die gesamte Fläche
eine hohe Dichte, Parallelität
und gleichmäßige Höhe aufweisen,
wobei ein oder beide Enden der Faserteile im Vliesstoffquerschnitt
mechanisch eingebunden sind. Nachteil bei diesen Vliesstoffen ist
neben der geringen Druckelastizität, dass nur eine maximale Faserpolhöhe von 6
mm erreicht wird und die Faserteile in der Faserpolschicht nicht
untereinander abstützend
verbunden sind.
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In
der
DE 100 47 824
C1 ist ein Vliesstoff aus Fasermaterial ohne zusätzliche
Fäden für den Einsatz als
Unterpolstermaterial beschrieben, der eine voluminöse Polstruktur
aus Faserteilen mit einer räumlich-diagonalen
Anordnung besitzt, die auf einer Seite mit Maschen abgedeckt ist,
um die Querfestigkeit des Vliesstoffes zu verbessern. Nachteilig
ist, dass bei diesen Vliesstoffen eine starke Differenz zwischen
den Polfaserhöhen
vorhanden ist, die eine sehr ungleichmäßige Oberfläche der Polfaserschicht bewirkt,
und die auch die Druckelastizität
des Vliesstoffes negativ beeinflusst.
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Entsprechend
DE 42 35 858 A1 kann
die Polfaseroberfläche
eines durch Fasermaschen verfestigten Kunit-Vliesstoffes auch zur
Ausbildung von Fasermaschen verwendet werden. Der so entstandene
Multiknit-Vliesstoff hat dann zwei Fasermaschenoberflächen mit
gewisser Dickengleichmäßigkeit,
weist allerdings zwischen diesen beiden Fasermaschenschichten diagonal
orientierte Faserteile auf, deren Höhe für gute Druckelastizitätseffekte
zu gering ausfällt.
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Nach
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung ist ein einseitig maschenverfestigter, voluminöser Vliesstoff
ausgewählt
und derart verändert,
dass bei der Herstellung eine vorbestimmte Druckelastizität gewährleistet
und gegebenenfalls auch eine vorbestimmte Funktionsmittelmenge an
Polfasern oder Polfaserschlingen angelagert und/oder in Hohlräumen zwischen
den Polfasern eingebracht werden kann.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung wird eine neue Struktur des Vliesstoffes geschaffen
in Form eines voluminösen,
einseitig maschenbeschichteten bzw. maschenverfestigten Vliesstoffes
mit aus der Maschenschicht senkrecht zur Flächenebene bzw. zum Vliesstoffquerschnitt
aufrecht abstehenden Polfasern und/oder Polfaserschlingen, die in
der Ebene des Flächengebildes
mindestens drei unterschiedliche Strukturebenen aufweist, wovon
eine innere Strukturschicht z.B. eine Eindringsperre für ein Funktionsmittel
bildet und eine äußere Strukturschicht
vorgegebene Hohlräume
zur Aufnahme von Funktionsmitteln und vorbestimmte Polfaseroberflächen zur
Anlagerung von Funktionsmitteln zur Verfügung stellt.
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Das
Hohlraumvolumen, die Hohlraumverteilung und/oder die Größe der Anlagerungsoberflächen der Fasern
können
bei der Herstellung des neuen Vliesstoffes vorherbestimmbar eingestellt
werden, so dass die erfindungsgemäßen Vliesstoffe auf einfache
Weise an vorgegebene Anforderungen anpassbar sind.
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Anhand
der 1 bis 6 der Zeichnung wird die
Erfindung im Folgenden beispielhaft näher erläutert. Die 1 bis 6 zeigen
schematisch im Querschnitt den Aufbau von erfindungsgemäßen, voluminösen Flächengebilden.
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Das
textile Flächengebilde
nach 1 besteht aus einem
voluminösen
Vliesstoff 1 und weist eine dreischichtige Struktur auf.
Zuunterst ist eine Grundschicht 2 – der sogenannte Vliesstoffquerschnitt – mit im
Wesentlichen in der Flächenebene
ausgerichteten Faserteilen 3 angeordnet. Sie enthält unterseitig
die flächig
verfestigend wirkenden Faser- und/oder Fadenmaschen 4 und
verankert die z.T. ebenfalls in der Flächenebene verlaufenden, in
der Grundschicht 2 sitzenden Verankerungsbereiche 5, 6 von
hauptsächlich
senkrecht von der Grundschicht 2 abstehenden längeren Polfasern 7 und
kürzeren
Polfasern 8, wobei die Polfasern 7 im seitlichen
Abstand von den Polfasern 8 angeordnet sind.
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Die
Polfasern 7 weisen mindestens überwiegend die gleiche Polspitzenhöhe H der
Polspitzen 9, gemessen von der Unterfläche 10 des textilen
Flächengebildes,
auf bzw. die Polspitzen 9 der Polfasern 7 liegen mindestens überwiegend
in einer Flächenebene 12.
Ebenso weisen die Polspitzen 11 der Polfasern 8 mindestens überwiegend
gleiche Polspitzenhöhe
h, gemessen von der Unterfläche 10,
auf bzw. liegen die Polspitzen 11 der Polfasern 8 mindestens überwiegend
in einer Flächenebene 13.
Die Ebene 12 der Polfaser spitzen 9 liegt – von der
Unterfläche 10 der
Maschenebene 14 betrachtet – oberhalb der Ebene 13 der
Polfaserspitzen 11.
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Durch
diese Struktur des neuen Vliesstoffes werden relativ weite, nach
oben offene Hohlräume 15 zwischen
den langen Polfasern 7 gebildet und verbleiben relativ
enge Räume 16 zwischen
den langen und den kurzen Polfasern 7, 8. Nach
der Erfindung wird die räumliche
Verteilung der Kurzfasern 8 z.B. so dicht gewählt, dass
z.B. fast kein Funktionsmittel, z.B. in Form eines Adsorptionsmittels
in die Polfaserstruktur der Polfasern 8 bzw. in die Hohlräume 16 eindringen
kann, wenn ein Funktionsmittel in die Hohlräume 16 eingefüllt wird,
wobei die Polspitzen 11 sperrend gegen das Eindringen von
Funktionsmittel wirken. Dadurch bleiben die Vliesstoffeigenschaften
im Vliesstoffbereich 17, der aus dem Kurzfaserschichtbereich
und dem Bereich der Grundschicht 2 besteht, erhalten. Dieser
Schichtaufbau gewährleistet
insbesondere die für
viele Anwendungen erwünschte
Druckelastizität
und Flexibilität
sowie Weichheit des Vliesstoffes. Der über der Kurzfaserschicht vorgesehene
Langfaserschichtbereich 18 stellt die Hohlräume 15 z.B.
für die
Aufnahme von Funktionsmitteln und für das Funktionsmittel zugängige Anlagerungsoberflächen der
langen Polfasern 7 zur Verfügung.
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Nach
der Erfindung wird auf den Vliesstoff auf der Seite der Ebene 12 eine
Funktionsschicht 19 aufgebracht, deren Dicke wählbar ist
und die bis zu den Spitzen 11 der kurzen Polfasern 8 reichen
kann, und verfestigt ist, wobei die Hohlräume 15 zumindest teilweise
ausgefüllt
und die langen Polfasern 7 in diesem Bereich eingebunden
sind.
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Die
geschlossene Funktionsschicht hat im Wesentlichen die funktionelle
Aufgabe, die freien Endbereiche der Polfasern bzw. Polfaserschlingen
der Polfasern 7 lage zu fixieren bzw. ortsfest einzubinden,
so dass die Polfasern bzw. Polfaserschlingen zweiseitig eingespannt
sind, nämlich
einmal in der Grundschicht bzw. im Vliesstoffquerschnitt 2 und
zum anderen in der Funktionsschicht 19. Diese Einspannung
bewirkt in überraschender
Weise eine hohe Druckelastizität
des Vliesstoffs. Die Polfasern können
bei der Druckbelastung lediglich sich biegen oder einknicken, federn
bei Druckentlastung jedoch elastisch in ihre Ausgangsstellung zurück. Selbst
bei lang anhaltenden Druckbelastungen verlieren die beidseitig eingespannten
Polfasern ihre Elastizität
nicht, so dass der Vliesstoff ausgezeichnetes Rückfedervermögen mit hoher Formstabilität aufweist. Dabei
können
die kurzen Polfasern 8 den Widerstand gegen die Druckbelastung
erhöhen,
wenn die Funktionsschicht 19 auf die Polfaserspitzen 11 der
Polfasern 8 trifft, wenn die Funktionsschicht 19 oberhalb
der Polfaserspitzen 11 angeordnet ist. Im Falle, dass die
Funktionsschicht 19 auf den Polfaserspitzen 11 aufsitzt,
verstärken
die kurzen Polfasern 8 die Widerstandskraft gegen Druckbelastungen
und unterstützen
das elastische Rückfedern.
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Die
Funktionsschicht kann aber auch eine zusätzliche Aufgabe übernehmen,
nämlich
dann, wenn sie Funktionsmittel, wie z.B. Feuchtigkeits- bzw. Flüssigkeits-Absorptionsmittel
enthält,
oder aus einem Funktionsmittel besteht.
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Vorzugsweise
wird die Funktionsschicht durch Sprühen aufgebracht. Das Aufbringen
kann aber auch mit einem Tauchbadverfahren erfolgen.
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Zweckmäßigerweise
wird der erfindungsgemäße Vliesstoff
mit einem superabsorbierenden Polymer, einem sog. Superabsorber
besprüht.
Superabsorber sind Elektrolyt-Netzwerke, die große Flüssigkeitsmengen aufnehmen und
speichern und leicht desorbieren können.
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Es
liegt im Rahmen der Erfindung, Vliesstoffe mit mehr als zwei Ebenen
von Polfaserspitzen und den entsprechend unterschiedlichen Hohlraumvolumina
vorzusehen. Es liegt außerdem
im Rahmen der Erfindung, anstelle von Polfasern Polfaserschlingen
oder Polfasern in Kombination mit Polfaserschlingen vorzusehen, wobei
z.B. in der einen Schicht Polfasern und in einer anderen Schicht
Polfaserschlingen erzeugt werden.
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Ein
erfindungsgemäßes textiles
Flächengebilde
kann z.B. nach dem sog. Kunit-Verfahren hergestellt werden. Dabei
wird aus einem Faserflor mit längsorientierten
oder querorientierten Fasern ein Vliesstoff mit Faserpolstruktur
auf der einen und mit Fasermaschenstruktur auf der anderen Oberflächenseite
gebildet. Allgemeine Daten der Vermaschung des durch eine Bürste in
die Schiebernadel eingestrichenen Faserflors sind:
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- Verdichtung des Faserflors 1:4 bis 1:10
- Schwinghub der Bürste
80 bis 70 mm
- Flächenmaße des Vliesstoffes
100 bis 800 g/m2
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Über spezielle
Einstellung der Verdichtung und des Schwinghubes kann die erfindungsgemäße Struktur
des Vliesstoffes für
den Sprühauftrag
von Funktionsmitteln erreicht werden.
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Eine
weitere Möglichkeit
zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Vliesstoffes ist ein Zweischrittverfahren
mit Herstellung eines durch Faser- oder Fadenmaschen verfestigten
Vlieses mit vorwiegender Querorientierung der Fasern durch Quertäfeln des
Krempelflores vor der mechanischen Verfestigung durch Vermaschen
(Malivlies) oder Übernähen (Maliwatt).
Anschließend
werden bei diesem Vliesstoff mit senkrecht zur Vliesstoffoberfläche durchstechenden
Widerhakennadeln die Faserpolschichten bzw. Faserpolstrukturen durch
Austragen von abstehenden Faserteilen aus dem Vliesstoffquerschnitt
gebildet. Mit diesem Verfahren ist es auch möglich, einen längsorientierten
Faserflor zu verwenden.
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Die
unterschiedlichen Höhen
sowie die unterschiedliche Anzahl von abstehenden Faserteilen zur
Ausbildung der erfindungsgemäßen Struktur
des Vliesstoffes wird durch die Anzahl von Nadeln und die Art der
Nadeln, speziell des Abstandes der Nadelspitze zum ersten Widerhaken
erreicht.
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Hohe
Druckelastizität
wird allein schon durch die verklebende Wirkung der in die Aufnahmeräume 15 eingetragenen
Funktionsmit tel (Schicht 19) auf die langen Polfaserfäden im Bereich
der Polspitzen 9 erzielt.
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Bei
einer Druckbelastung auf die Oberfläche des Flächengebildes verformt sich
die Struktur, wobei auch die Kurzpolfasern 8 elastisch
seitlich ausweichen, sich wegen entsprechend hoher Anzahl pro Quadratzentimeter
gegenseitig abstützen
und beim Nachlassen der Druckbelastung elastisch zurückfedern.
Dabei leisten die Langpolfasern 7 eine erhebliche zusätzliche
Abstützung,
weil sie in die Grundschicht 2 und in die Funktionsschicht 19 eingebunden
sind und einem von den Kurzpolfasern 8 ausgeübten seitlichen
Druck Widerstand entgegensetzen.
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Die
Kurzpolfasern 8 gewährleisten
insoweit einen synergistischen Effekt, indem sie einerseits eine Sperre
gegen das Eindringen von Funktionsmittel bilden und andererseits
in Kombination mit den Langfasern den Hohlraum 15 für Funktionsmittel
bilden und Druckelastizität
bzw. Druckwiderstand des Flächengebildes gewährleisten.
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Ebenso
kann die Funktionsschicht 19 einen synergistischen Effekt
leisten. Sie gewährleistet
zum einen die gewünschte
Funktion, z.B. die Ab- und Desorption oder Geruchsbindung oder dergleichen,
und zum anderen bildet sie durch die Einbindung der Langpolfasern 7 eine
elastische membranartige Oberfläche,
die Druckelastizität
gewährleistet.
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Hinzu
kommt, dass die Oberfläche
der Funktionsschicht 19 relativ glatt ist, so dass das
Flächengebilde z.B.
bei Verwendung als Polsterstoff, ohne zusätzliche Gleitmittel auf einen
Polsterkern gezogen werden kann. Bei herkömmlichen Polsterstoffen muss
zu diesem Zweck häufig
eine zusätzliche
Gleitbeschichtung aufgebracht werden.
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Die
relativ glatte Oberfläche
der Maschenschicht der Grundschicht 2 ist besonders gut
geeignet für eine
Laminierung mit einem Polsterbezugsstoff.
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Beispiel 1:
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Für die Faserflorbildung
wird eine Fasermischung aus 60% Polyesterfasern der Faserfeinheit
3,6 dtex und einer Faserlänge
von 60 mm und 40% Polyesterfasern der Faserfeinheit 4,4 dtex und
der Faserlänge
36 mm eingesetzt. Es wird ein Doppelflor mit einer Masse von 36
g/m2 gebildet und auf einer Nähwirkmaschine Kunit
mit einer Verdichtung von 1:8 und einem Schwinghub der Bürste von
48 mm bei einer Maschenfeinheit von 18 F vermascht.
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Es
entsteht ein voluminöser
Vliesstoff mit einer Flächenmasse
von 280 g/m2 und mit einer Gesamtdicke von
4,8 mm.
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Strukturell
ist dieser Vliesstoff durch folgende Daten gekennzeichnet:
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- Von der je Flächeneinheit im Vliesstoff enthaltenen
Faserlänge
sind 50% in den Fasermaschen angeordnet.
- Die der Vliesstoffdicke von 4,8 mm entsprechende Höhe H zuzuordnende
Höhe h
der Polspitzen 11 beträgt 3,2
mm. Damit ergibt sich ein Verhältnis
der Höhe
H zur Höhe
h von 1,5 zu 1.
- Die Querschnittsfläche
der für
die Funktionsmittelanlagerung vorgesehenen Aufnahmeräume 15 errechnet sich
bei einer mittleren Anzahl von langen Polfasern 7 von 7000
je cm2 Vliessstofffläche zu 0,98875 cm2 pro cm2. Für
die Querschnittsfläche
der Zwischenräume 16 ergibt
sich bei einer mittleren Anzahl kurzer Polfasern 8 von
9000 je cm2 Vliesstofffläche ein Wert von 0,96085 cm2 pro cm2 Vliesstoff.
Damit ist das Verhältnis der
Querschnittsflächen
der Aufnahmeräume 15 zu
der Querschnittsfläche
der Zwischenräume 16 1,021 zu
1.
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Die
Polfasern 7 werden in eine Funktionsschicht 19 aus
einem Superabsorber fest eingebettet, die eine Dicke von 1,2 mm
aufweist. Vor dem Aufbringen der Funktionsschicht 19 betrug
die bleibende Verformung 40,5%. Sie erniedrigte sich durch die Funktionsschicht
auf 25%.
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Beispiel 2:
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
besteht der voluminöse
Vliesstoff aus einem durch Fasermaschen verfestigten Querlagenvlies,
der anschließend
zur Erzielung der speziellen Polfaserstruktur mit langen und kurzen
Polfasern mit vertikal durch den Vliesstoffquerschnitt durchstechenden
Widerhakennadeln behandelt wird. Dabei besteht der auch als Malivlies
bezeichnete Vliesstoff aus einer Fasermaschenunterseite und im Vliesstoffquerschnitt
horizontal angeordneten Fasern aus Polyesterfasern der Faserfeinheit
3,3 dtex, der Faserlänge
von 50 mm und er hat eine Flächenmasse
von 240 g/m2, eine Dicke von 1,8 mm und
eine Maschenreihendichte von 14 Maschenreihen je 25 mm sowie eine
Maschenlänge
von 1,6 mm. Dieses Malivlies wird dann auf zwei Strukturierungsnadelmaschinen
mit folgenden Parametern vernadelt:
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Dabei
entsteht ein voluminöser
Vliesstoff mit einer unterseitigen Maschengrundschicht (2),
die das Malivlies bereits aufwies, und einer durch das Vernadeln
ausgebildeten Polfaserschicht aus den kurzen Polfasern (8)
und aus den langen Polfasern (7). Diese Polfasern sind
durch das vertikale Austreiben aus dem ursprünglichen Vliesquerschnitt ausschließelich vertikal
angeordnet und weisen aufgrund der ausgewählten Nadel eine große Höhengleichmäßigkeit
auf.
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- Die Gesamtdicke und damit Höhe H beträgt 3,6 mm, die Höhe h ist
2,4 mm und die Dicke der Fasermaschenschicht ist 1,2 mm.
- In der ersten Vernadelungspassage werden ausschließlich aus
den horizontal angeordneten Fasern die kurzen Polfasern (8)
angeordnet, mit einer Dichte entsprechend der Nadelart und Stichdichte
von 7200 Faserteilen je cm2. In der zweiten
Nadelpassage erfolgt der Austrieb der langen Polfasern (7)
in einer Dichte von 4000 Faserteilen je cm2 Vliesstoff.
- Mit den erhaltenen Höhen
errechnet sich das Verhältnis
von H zu h mit einem Wert von 1,5 zu 1.
- Querschnittsfläche
Aufnahmeräume
= 0,9908 cm2 / cm2 Material
- Querschnittsfläche
Zwischenräume
= 0,97424 cm2 / cm2 Material
- Somit ergibt sich ein Verhältnis
der beiden Flächen
von 1,017 zu 1.
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Auch
bei diesem Beispiel werden die langen Polfasern 7 in eine
Funktionsschicht 19 aus einem Superabsorber fest eingebettet.
Die Dicke der Schicht 19 beträgt 1,4 mm. Vor dem Aufbringen
wies der Vliesstoff eine bleibende Verformung von 38% auf. Sie wurde
durch die Funktionsschicht auf 26% erniedrigt.
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Das
Ziel der Erfindung wird durch die nicht-textile Funktionsschicht 19 erreicht,
die z.B. selbst keine elastischen Eigenschaften aufweisen muss.
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Die
Funktionsschicht weist aber vorzugsweise auch eine eigene feder-
oder gummiartige Elastizität auf,
die die Elastizität
der elastischen Struktur des textilen Flächengebildes unterstützt.
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Nach
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung erfüllt
die Funktionsschicht nicht nur die fasereinbindende Funktion und
hat nicht nur ggf. Eigenelastizität, sondern sie besteht aus
einem Material, das als sog. Funktionsmittel wirkt. Beispielsweise
kann die Funktionsschicht gute sitzklimatische und/oder bekleidungsphysiologische
Eigenschaften aufweisen, wie z.B. Wasserspeicherung und/oder Wasserdampfaufnahme
und/oder Wasserdampfdurchlässigkeit
und/oder Luftdurchlässigkeit
und/oder Geruchsbindung und/oder Geruchsbildung (Duftstoff) und/oder
Wärmeleitung
und/oder Wärmedämmung.
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I.d.R.
weist die Funktionsschicht 19 Dicken zwischen 1 und 4 mm,
insbesondere zwischen 1,1 und 3 mm auf.
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Erreicht
wird das Ziel der Erfindung nicht nur durch die Verwendung eines
voluminösen
textilen Flächengebildes,
insbesondere in Form eines Vliesstoffs mit unterschiedlichen Polfaserlängen gemäß 1, sondern auch mit Flächengebilden,
insbesondere in Form von Vliesstoffen mit einer einheitlichen Faserpolschicht.
Zweckmäßigerweise
sollte eine Faserpolschicht mit überwiegendem
Anteil darin vertikal bis diagonal vom Vliesstoffquerschnitt abstehenden
gleich langen Faserteilen vorhanden sein, die im oberen, vom Vliesstoffquerschnitt
am weitesten entfernten Teil durch die flächige, verbindend wirkende,
nicht-textile Funktionsschicht 19 untereinander so zusammengehalten
werden, dass bei Druckbeanspruchungen zwar Ein- und Zusammendrücken des
Vliesstoffs im Bereich der Faserpolschicht aber kein Umlegen der
Faserteile der Faserpolschicht mit geringem Wiederholungseffekt
erfolgt.
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Die
hohe druckelastische Wirkung einer solchen flächigen Fasereinbindung im oberen
Teil der Faserpolschicht ergibt sich durch die relativ dünne, nicht
textile Funktionsschicht. Wichtig für die gute Druckelastizität ist dabei
der Verbleib einer gewissen freien beweglichen Höhe der einzelnen Faserteile
der Faserpolschicht im Bereich zwischen dem Flächengebildequerschnitt bzw.
dem Vliesstoffquerschnitt und Unterseite der nicht-textilen Funktionsschicht.
Außerdem
ist günstig,
dieser nicht-textilen, Faserteilbereiche einbindenden Funktionsschicht
aufgrund einer Materialauswahl noch weitere verarbeitungs- und gebrauchstechnische
Eigenschaften, wie oben beschrieben, zuzuordnen.
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Die
folgenden Beispiele erläutern
die Erfindung anhand der 2 bis 6 bei Verwendung von voluminösen Vliesstoffen
mit hohem Anteil vertikal bis diagonal abstehenden Polfaseranteilen.
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Der
in der 2 dargestellte
druckelastische Vliesstoff besteht aus dem Vliesstoffquerschnitt 21 und der
Polfaserschicht 22. Die Polfaserschicht 22 weist
die vertikal bis diagonal vom Vliesstoffquerschnitt 21 abstehenden
Faserteile 23 mit im vom Vliesstoffquerschnitt 21 am
weitesten entfernten Bereich freien Faserteilenden 24 oder
Faserteilschlingen 25 auf. Die in diesem Bereich der Faserteilenden 24 oder
der Faserteilschlingen 25 angeordnete, in einem zusätzlichen
Arbeitsgang eingebrachte nicht-textile Funktionsschicht 26 bindet
diese so ein, dass bei auftretenden Druckbeanspruchungen die Faserteile 23 nicht
in eine horizontale Lage gedrückt
werden, sondern dass sie im elastischen Strukturteilbereich 27 der
Faserpolschicht 22 diese Druckkräfte elastisch aufnehmen und
nach Wegfall der Druckbelastung die Faserpolschicht 22 bzw.
den Strukturbereich 27 wieder in die Ausgangslage zurückbilden.
Die z.B. kanalartigen Hohlräume
28 im elastischen Teilbereich 27 der Faserpolschicht 22 bieten
Raum zum Weiterleiten und/oder Speichern von gasförmigen oder
flüssigen
Medien und Raum zum Einlagern von nicht-textilen, festen, teilchenförmigen Funktionsmitteln (nicht
dargestellt).
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Beispiel 3:
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Der
in 3 im Querschnitt
schematisch dargestellte druckelastische Vliesstoff besteht aus
einem Kunit-Vliesstoff aus Polyesterfasern der Feinheit 3,3 dtex
und mit einer Faserlänge
von 90 mm. Er hat eine Masse von 380 g/m2 und
eine Gesamtdicke von 5,6 mm. In der Faserpolschicht 22 sind
280 g/m2 Fasermasse enthalten, bei einer
Dicke der den Vliesstoffquerschnitt 21 bildenden Fa sermaschenschicht 29 von
1,2 mm weist die Faserpolschicht 22 eine Dicke von 4,4
mm auf. Auf die Oberseite der Faserpolschicht 22 wurde
ein Superabsorber aufgesprüht,
der damit die nichttextile Funktionsschicht 26 bildet und
eine Masse von 100 g/m2 und eine Dicke von
1,4 mm aufweist. In dieser nichttextilen Funktionsschicht sind 80%
der in der Faserpolschicht 22 enthaltenen freien Faserteilenden 24 und
Faserteilschlingen 25 fest eingebunden. Durch diese erfindungsgemäße Einlagerung
von Faserteilen 23 der Faserpolschicht 22 in die
nichttextile Funktionsschicht 26 verändern sich die druckelastischen
Eigenschaften des druckelastischen Vliesstoffes gegenüber dem
bekannten Kunit-Vliesstoff wie folgt:
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Neben
einer deutlichen Verbesserung des druckelastischen Verhaltens durch
die einem flachen Umlegen der Faserteile 23 der Faserpolschicht 22 entgegenstehende
Einbindung der Faserteile 23 in die nichttextile Funktionsschicht 26 ergibt
die erfindungsgemäße Vliesstoffkonstruktion
durch die Art und Menge der nichttextilen Funktionsschicht 26 eine
wesentliche Erhöhung
der Wasserdampfaufnahme und des Feuchtespeichervermögens als
wichtige Funktionseigenschaften für den Einsatz des erfindungsgemäßen Vliesstoffes als
klimatisch hervorragend geeignete Polsterkomponente für Fahrzeugsitze.
Die entsprechenden Prüfwerte sind
nachfolgend zusammengestellt:
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Beispiel 4:
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Der
erfindungsgemäße druckelastische
Vliesstoff besteht wie im Beispiel 3 aus einem Kunit-Vliesstoff aus
Polyesterfasern der Feinheit 4,0 dtex und der Länge von 70 mm. Er hat eine
Masse von 290 g/m2 und eine Dicke von 4,
4 m. In der Faserpolschicht 22 sind 200 g/m2 Fasermasse
enthalten und diese Faserpolschicht 22 hat eine Dicke von
3,7 mm. Die Oberseite der Faserpolschicht 22 wurde mit
einem thermoplastischen Klebstoffvlies aus Polyolefin mit einer
Masse von 40 g/m2 verklebt, die dabei entstandene
nichttextile Funktionsschicht 26 bindet bei einer Dicke
von 0,8 mm 2/3 aller freien Faserteilenden 24 und Faserteilschlingen 25 fest in
sich ein und bildet den erfindungsgemäßen druckelastischen Vliesstoff.
Es wird eine Erhöhung
der die Druckelastizität
kennzeichnenden werte wie folgt gegenüber dem bekannten Kunit-Vliesstoff ohne nicht-textile Funktionsschicht
erreicht:
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Zu
dieser bedeutsamen Verbesserung des druckelastischen Verhaltens
durch die erfindungsgemäße Konstruktion
des druckelastischen Vliesstoffes gegenüber einen vergleichbaren Kunit-Vliesstoff
kommt durch die thermoplastische flächige Polymerschicht der aus
einem speziellen Klebstoffvlies gebildeten nichttextilen Funktionsschicht 26 die
Möglichkeit
bei dem Aufbringen der nichttextilen Funktionsschicht 26 oder
in einem nachfolgenden Arbeitsgang ein Dekortextil oder eine andere
textile oder nichttextile Fläche
anzukleben. Damit kann eine Trennkraft von 17,6 N/5 cm Breite erreicht
werden.
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Beispiel 5:
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Der
in 4 im Querschnitt
schematisch dargestellte druckelastische Vliesstoff besteht aus
einem durch Fasermaschen verfestigten Vliesstoff Malivlies mit einer
Flächenmasse
von 155 g/m2 aus Polyesterfasern der Feinheit
3,6 dtex und der Länge
von 60 mm. Durch Nachnadeln auf einer Nadelmaschine mit vertikal durchstechenden
Gabelnadeln ist die Faserpolschicht 22 mit den Faserteilbüscheln 31 ausgebildet
worden, die jeweils freie Faserteilenden 24 und Faserteilschlingen 25 enthalten.
Der Masseanteil der Faserpolschicht 22 beträgt 105 g/m2 und sie hat eine Dicke von 2,1 mm. Zwischen
die einzelnen Faserbüschel 31 sind
granulatförmige
Aktivkohlepartikel 32 mit einer Masse von 30 g/m2 eingelagert. In einem weiteren Arbeitsgang
wurde die nichttextile Funktionsschicht 26 aufgebracht,
die eine wasserdampfdurchlässige
Polyurethanfolie mit einer Flächenmasse
von 80 g/m2 und einer Dicke von 0,7 mm ist.
Der druckelastische Vliesstoff mit der dargestellten Struktur mit
den eingelagerten Funktionspartikeln aus Aktivkohle 32 und
der die Faserbüschel 31 fest
einbindenden wasserdichten elastischen nichttextilen Funktionsschicht 26 bildet
eine hervorragende druckelastische und bekleidungsklimatisch aktive
Komponente in der Schutzkleidungsherstellung.
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Beispiel 6:
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Der
in 5 im Querschnitt
schematisch dargestellte druckelastische Vliesstoff besteht aus
einem Kunit-Vliesstoff aus 60% Polyesterfasern der Feinheit 3,6
dtex und einer Länge
von 60 mm sowie aus 40% Viskosefasern der Feinheit 4,2 dtex und
einer Länge
von 80 mm. Der Vliesstoff hat eine Flächenmasse von 510 g/m2 und eine Dicke von 6,2 mm. In der Faserpolschicht 22 sind
360 g/m2 Fasermasse enthalten, die Faserpolschicht 22 hat
eine Dicke von 5,4 mm. Auf die Oberseite der Faserpolschicht 22 wurde
ein Superabsorber in flüssiger
Form so aufgebracht, dass er einerseits die nichttextile Funktionsschicht 26 mit
einer Flächenmasse
von 130 g/m2 und einer Dicke von 2,0 mm
bildet und zum anderen einige der den oberen Teil der Faserpolschicht 22 bildenden
freien Faserteilenden 24 und Faserteilschlingen 25 aus
der Oberfläche
der nichttextilen Funktionsschicht 26 in einer Höhe von 0,5
mm herausragen.
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Die
zu einem Anteil von 40% an den aus der Oberfläche der nichttextilen Funktionsschicht 26 herausragenden
freien Faserteilenden 24 und Faserteilschlingen 25 beteiligten
Viskosefasern bilden dabei eine zusätzliche vertikale Leitung für Feuchtigkeit
zur nichttextilen Funktionsschicht 26 hin oder von ihr
weg. Dieser Effekt unterstützt
je nach Lage und Funktion des z.B. in einen Fahrzeugsitz eingebrachten
druckelastischen Vliesstoffes dessen klimatisches Verhalten in sehr
positiver Weise. Die durch die erfindungsgemäße Vliesstoffkonstruktion sich
einstellenden Eigenschaftsverbesserungen hinsichtlich Druckelastizität und Feuchtetransport
sind anhand folgender ermittelter Eigenschaftswerte nachweisbar:
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Das
erfindungsgemäße textile
Flächengebilde
kann ein Vliesstoff aus Fasern oder Filamenten sein, der eine Poloberfläche aus
vertikal bis schräg
vom Vliesstoffquerschnitt abstehenden Fasern oder Filamentteilen
oder Faser- bzw. Filamentschlingen aufweist. Solche Vliesstoffe
sind allgemein z.B. als Polfaltenvliesstoff Struto, als Nähwirkvliesstoff
Kunit oder als durch Nachnadeln velourisierte Nadel-, Nähwirk- oder
Spinnvliesstoffe bekannt. Ein erfindungsgemäßes textiles Flächengebilde
kann aber auch ein textiles Flächengebilde
aus Filament- und/oder Fasergarnen als Polgewebe, Polgestrick oder
Polgewirke sein, die alle eine Poloberfläche aus vertikal bis schräg vom Flächengebildequerschnitt
abstehenden, im Wesentlichen gleich langen Garn- oder Faserteilen
und/oder Garn- oder Faserschlingen aufweisen. Es können auch
Gewebe, Gewirke oder Gestricke sein, die diese Poloberfläche durch
einen als Rauhen oder als Velourisieren durch Nachnadeln bezeichneten
Ausrüstungsvorgang
erhalten haben. Das erfindungsgemäße druckelastische textile
Flächengebilde
kann auch ein Flockstoff mit einer durch Flockfasern gebildeten
Poloberfläche
sein. Ebenso kann es ein als Tufting bezeichnetes textiles Flächengebilde
sein, dessen Poloberfläche
aus Schlingen oder aufge schnittenen Schlingen in einen textilen
oder nicht-textilen Träger
aus eingetufteten Faser- oder Filamentgarnen eingebunden ist.
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Anhand
der folgenden Beispiele werden derartige erfindungsgemäße textile
Flächengebilde
beschrieben.
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Beispiel 7:
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Das
in 6 im Querschnitt
schematisch dargestellte druckelastische textile Flächengebilde
besteht aus einem 250 g/m2 schweren als
Webvelour bezeichneten Polgewebe 21a aus Polyesterfilamentgarnen.
Die Polschicht 22 besteht aus durch spezieller Webtechnik
gebildeten Polschlingen, die durch nachfolgendes Aufschneiden zu
den vertikal abstehenden Filamentteilen 23 ausgebildet
sind. Die Dicke des als Webvelour bezeichneten Polgewebes beträgt 3,8 mm,
dabei hat die Polschicht eine Dicke von 2,9 mm. Die Oberseite der Polschicht 22 wird
dann mit einem nichttextilen Funktionsmittel z.B. aus Superabsorberpolymer
so besprüht, dass
die freien Filamentteilenden 24 in die nichttextile Funktionsschicht 26 fest
eingebunden sind. Diese nichttextile Funktionsschicht 26 hat
eine Dicke von 1,1 mm und eine Masse von 110 g/m2.
Diese erfindungsgemäße Konstruktion
aus einem textilen Flächengebilde
mit Polschicht 22 und aufgebrachter nichttextiler Funktionsschicht 26 ergibt
neben dem durch den Superabsorber der Funktionsschicht 26 bedingten
hohen Feuchtetransport und hoher Feuchtespeicherung eine Verringerung
der ursprünglich
im textilen Flächengebilde
vorhandenen bleibenden Verformung nach gebrauchsnaher Druckbelastung
um 65%.
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Beispiel 8:
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Das
erfindungsgemäße druckelastische
textile Flächengebilde
besteht aus einem als Wirkvelour bezeichneten Polgewirke aus Polyamidfilamentgarn
und hat eine Flächenmasse
von 190 g/m2 und eine Dicke von 3,0 mm.
In der aus Filamentteilen 23 gebildeten Polschicht 22 sind
120 g/m2 Filamentgarnmasse enthalten und
die Polschicht 22 hat eine Dicke von 2,3 mm. Die Oberfläche der
Polschicht 22 wird mit einer Polyamid-Klebstofffolie mit
einer Flächenmasse
von 50 g/m2 so verklebt, dass diese Klebstoff-Folie
mit einer Dicke von 0,7 mm die nichttextile Funktionsschicht 26 bildet
und dabei 85% aller freien Filamentteilenden 24 der Polschicht 22 fest
einbindet. Diese erfindungsgemäße Einbindung
in Kombination mit der textilen Konstruktion ergibt im Hinblick
auf einen Einsatz des druckelastischen textilen Flächengebildes
als Sitzpolsterkomponente eine hohe Druckelastizität und geringe
bleibende Verformung.