DE2359212C3 - Textiles Flächengebilde mit Lagen sich kreuzender Fäden, Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents

Textiles Flächengebilde mit Lagen sich kreuzender Fäden, Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft ein textiles Flächengebilde mit Übereinanderliegenden Lagen sich kreuzender, mindestens teilweise aus thermoplastischem Material bestehender Multifilamentfäden und/oder Stapelfasergarnen, die an ihren Kreuzungspunkten durch Schweißung verbunden sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Flächengebilde und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es ist bekannt, diese Verbindung herzustellen, indem
die Masse der Fäden oder Fasern der Wirkung eines Hochfrequenzfeldes ausgesetzt wird (was natürlich voraussetzt, daß mindestens einige dieser Fäden oder Fasern thermoplastisch sind), so daß sie unter der ϊ Einwirkung dieses Hochfrequenzfeldes thermogeschweißt werden. In der DE-PS 8 18 582 wurde unter anderem vorgeschlagen, gewebe- oder gitterartige Flächengebilde herzustellen, in denen die Stoffasern oder -Fäden derart ausgerichtet sind, daß sie sich
in vorzugsweise rechtwinklig kreuzen, und an diesen Kreuzungspunkten mittels Hochfrequenzschweißung verbunden sind.
Schließlich ist es bekannt, derartige Textilgebildc, bei denen bestimmte der sie bildenden Fäden oder Fasern
ir> an ihrem Kreuzungspunkt verbunden sind, an mindestens einer thermoplastischen Folie zu befestigen, wobei dann die Verbindung ebenfalls durch die Wirkung eines HF-Stromes hergestellt wird (z. B. FR-PS 15 22 152). Aber die bekannten textlien Flächengebilde, bei denen ein Teil der sie bildenden Fäden so durch die Wirkung von HF-Strömen verbunden sind, weisen im allgemeinen bestimmte Nachteile auf, insbesondere die folgenden: Die Wirkung der Thermoschweißung ist immer begleitet von einer gewissen Härtung der
2Ί Faserbestandteile infolge des Schmelzens, zumindest eines spürbaren Weichwerdens, und der anschließenden Verfestigung, der sie unterworfen sind, so daß man schließlich ein Gebilde von mehr oder weniger reduzierter Weichheit erhält wegen der relativen
i" Starrheit, die an den geschweißten Verbindungspunkten der Fasern entstanden ist
Darüber hinaus ist man gezwungen, um während des Schweißens ein Maximum der angestrebten Wirkung zu erreichen, den Abstand zwischen den Elektroden
ir> maximal zu verkleinern, was zur Folge hat, daß die Textilbahn erheblich zwischen den Elektroden zusammengepreßt wird.
Nach dem Thermoschweißen erhält man daher ein Flächengebilde, welches an den geschweißten Verbin-
Ui dungspunkten der Fasern abgepla-jet ist, und dies ist im allgemeinen nicht vorteilhaft
Am Ende ist das Flächengebilde im Aussehen, im Griff und in seinem Verhalten häufig nachteilig verändert
r. Aufgabe der Erfindung ist es, textile Flächengebilde herzustellen, bei denen die Nachteile der bisher bekannten beseitigt sind und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Flächengebilde bzw. Bahnen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses
vi Verfahrens anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens in einer Lage die Fäden mindestens an ihren Kreuzungspunkten seitlich neben ihrer Längsachse Bereiche aufweisen, deren Dicke geringer ist, als der
ν-, verbleibende Mittelbereich jeden Fadens, und daß überwiegend nur diese Bereiche geringerer Dicke an den Kreuzungspunkten mit den Fäden der anderen
Lage durch Schweißung verbunden sind. Hierdurch wird erreicht, daß anstelle der bei den
i>o bekannten textlien Flächengebilden punktförmigen Schweißstellen an den Kreuzungspunkten der Fäden jeweils zwei — nach der Erfindung vorzugsweise linienförmige — Schweißverbindungen zu beiden Seiten der Mittelachse des Fadens angeordnet sind, zwischen
"' denen im Mittelbereich des Fadens bzw. des Garns auch an den Kreuzungspunkten der textile Charakter erhalten bleibt. Als weiterer Vorteil hat sich gezeigt, daß an der erfindungsgemäßen Schweißstelle die Belastbar-
keit des Fadens in Längsrichtung nur um 10% geschwächt ist gegenüber einer Schwächung um 50% bei der bekannten PunktschweiDung.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß mindestens an bestimmten der Kreuzungspunkte auf mindestens einen der sich kreuzenden Fäden ein Druck ausgeübt wird, der eine Verformung der Seitenbereiche des Fadens nach außen bewirkt, während sein oberer Bereich im wesentlichen unverformt bleibt, und daß der die Thermoschweißung bewirkende Hochfrequenzstrom überwiegend durch diese nach außen verformten Bereiche des Fadens geleitet wird.
Die Vorrichtung nach der Erfindung, in der mindestens zwei Elektroden mit ebenen, parallelen Oberflächen auf beider. Seiten des textlien Flächengebildes angeordnet sind, die so weit aufeinander zu bewegbar sind, bis sie im wesentlichen mit dem textlien Flächengebilde in Kontakt sind, und die anschließend zusammen mit der dazwischenliegenden Textilbahn von einem Strom mit hoher Frequenz durchflossen werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden eine Längsnut aufweist, in der der Faden vor und während der Schweißung ausgerichtet iMd gehalten ist, und daß die Nut einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist mit einem Krümmungsradius, der kleiner ist, als die Hälfte des mittleren Durchmessers der Fäden.
Aus der Veröffentlichung »Einführung in die Ultraschalltechnik« in der Zeitschrift Kunststofftechnik, 10(1971), Seiten 369-372, sind bereits Schweißwerkzeuge (Sonotroden) zum Schweißen von Werkstücken aus thermoplastischen Kunststoffen bekannt, deren Form der Form der herzustellenden Schweißnaht unter anderem durch Ausnehmungen angepaßt ist Hierdurch soll erreicht werden, daß die Sonotrode der Schweißstelle möglichst nahe ist, um einen gesteuerten Materialfluß und damit hohe Nahtfestigkeit oder auch eine wasserdichte Verschweißung zu erhalten. Es ist jedoch nicht vorgesehen, durch eine besondere Form der Sonotrode eine spezielle Ausbildung der Schweißstelle zu erzeugen bzw. eine Führung und Ausrichtung der zu verbindenden Elemente vor und während der Schweißung zu bewirken. Im übrigen haben Versuche gezeigt, daß die Ultraschallschweißung zum Verschweißen der Kreuzungspunkte der Fäden eines textlien Flächengebildes ungeeignet ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung Ausfühmngsbeispiele der Erfindung näher erläutert sind. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1, 2 und 3 schematisch im Schnitt drei aufeinanJerfolgende Stellungen der beiden Elektroden für Hochfrequenzstrom, beim Zusammenpressen und anschließenden Thermoschweißen der Schuß- und Kettfäden eines textlien Flächengebildes gemäß der Erfindung,
Fig.4 in gleicher Weise eine Stellung dieser Elektroden gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
Fig.5 eine Ansicht zu dem in Fig.4 dargestellten, der Schnittlinie Ä — B entsprechenden Schnitt,
F i g. 6 in perspektivischer Darstellung ein gemäß F i g. I bis 3 hergestelltes textiles Flächengebilde,
F i g. 7 eine Schweißverbindung zwischen einem Kett- und einem Schußfaden.
In den Fig. I, 2 und 3 arbeitet die quaderförmig?, bewegliche obere ElrJhtrode 1 mit einer feststehenden,
ebenfalls quaderförmigen Gegenelektrode 2 zusammen, die darunter parallel angeordnet ist. Unter Auflegen der Schußfäden 3 auf die Kettfäden 4 werden die Schußfäden 3 in Längsrichtung zwischen die gegenüberliegenden Stirnseiten der Elektroden eingeführt und die Kettfaden in an sich bekannter Weise senkrecht dazu.
In der Elektrode ! ist eine Nut 5 mit halbkreisförmigem Querschnitt vorgesehen, deren Krümmungsradius höchstens gleich dem mittleren Halbmesser der Schußfäden 3 ist.
Wenn, ausgehend von der Stellung in F i g. 1, sich die Elektrode 1 der Gegenelektrode 2 in vertikaler Bewegung entsprechend dem Pfeil / nähert, wird der Schußfaden 3 zuerst durch die Nut der Elektrode überdeckt (F i g. 2). Dann wird der Schußfaden in dem Maße, wie die Abwärtsbewegung zunimmt, verformt, sein oberer Teil 6 bleibt dabei in der Nut 5 festgehalten, während seine seitlichen Bereiche bei 7 quer verdrängt werden unter Wirkung des zunehmenden vertikalen Druckes.
Wenn der (nicht gezeichnete) Hochfrequenzgenerator zu arbeiten beginnt, wird dacU^'ch eine thermische Wirkung, also Thermoverschweißung, hervorgerufen an den Stellen des geringsten Abstandes 8 in den Kreuzungszonen der Ken- und der Schußfäden (vgl. F i g. 6 und 7).
Db Nut oder die Nuten müssen nicht allein an der beweglichen Elektrode 1 angeordnet sein, es können auch weitere quer verlaufende Nuten an der feststehenden Gegenelektrode 2 vorgesehen sein zur Aufnahme der Kettfäden 4. Eine solche Ausfühi ungsform ist in den F i g. 4 und 5 gezeigt, wo Nuten 9 in der Gegenelektrode 2 ausgespart sind.
Die gleichen Besonderheiten, wie vorher allein für die Schußfäden 3 in den F i g. 1 bis 3 gezeigt, spielen sich hier bei den Kettfaden 4 ab.
Wenn, wie in den F i g. 4 und 5 gezeigt. Nuten in den beiden gegenüberliegenden Oberflächen der Elektroden vorgesehen sind, iaufen die beiden Vorgänge gleichzeitig ab.
Auf der vorher beschriebenen Vorrichtung läßt man zwischen zwei Elektroden senkrecht zu denselben Kettfaden durchlaufen von Nm 1500, die durch ein Gespinst von Fasern gebildet sind und etwa 80 Gewichtsprozent Fasern auf PVC-Basis (Marke CLE-VYL) und 20% Viskose enthalten mit einem Querschnitt von ungefähr 20 mm, in Längsrichtung Schußfäden von derselben Zusammensetzung. Der Stoff enthält zwei Kettfäden und zwei Schußfäden je Zentimeter.
In einem bestimmten Augenblick wird die Zuführung der beiden Fäden unterbrochen, die sich dann zwischen den beiden Elektroden befinden, die Elektroden werden mit einem Druck von ungefähr 250 kg pro Meter Elektrodenlänge gegeneinandergepreßt und Hochfrequenzstrom wird hindurchgeleitet, der von einem Generator mit einer Leistung von ungefähr 1 kW pro Meter Elektrodenlänge erzeugt wird, mit einer Frequenz von 27 Megahertz.
Die Dauer des Stromdurchgangs beträgt 13 Sekunden. Anschließend werden die Elektroden auseinanderbewegt, der Umlauf der Schuß- und der Kettfäden wird wieder aufgenommen und der Arbeitskreislauf beginnt von neuem.
Abweichend von der vorstehend als Beispiel beschriebenen Ausführung kann die Zusammensetzung des Gespinstes, die Dichte der Kett- und/oder der Schußfäden in einem weiten Ausmaß verändert werden in Abhängigkeit von den gewünschten Erzeugnissen.
Im Vorstehenden ist von Zuführungsnuten in der einen oder der anderen der beiden Elektroden die Rede, wie sie in beiden gezeichnet sind. In manchen Fällen genügen einfache, in ähnlicher Weise vorgesehene Zellen an sinngemäß bestimmten Stellen um die ί Kreuzungspunkte der Fäden aufzunehmen, die Verdikkungen gegenüber der Ebene des textlien Flächengebildes bilden.
Wie oben gesagt, erfordern die erfindungsgemäßen Textilbahnen, daß die sie bildenden Fasern in einem m wesentlichen Ausmaß thermoplastisch sind. Sie können beispielsweise Fasern auf PVC-Basis enthalten oder Polyolefin-Fasern (Polyäthylen oder Polypropylen), Polyamid-Fasern (insbesondere Hetero-Fasern), Polyester-Fasern, Polyacryl-Fasern, Zelluloseazetat-Fasern, ι ■>
Nichtthermoplastische Fasern, die den genannten beigemischt werden können, sind insbesondere Baumwolle, Wolle, Viskose.
Obwohl es möglich ist, daß der thermoplastische Bestandteil den kleineren Teil der Mischung bildet, so ή soll er doch vorzugsweise den größeren Teil bilden.
Vorstehend ist als Ausführungsbeispiel die Herstellung eines Flächengebildes beschrieben, das aus zwei parallelen Reihen von gekreuzten und an ihren Kreuzungspunkten verschweißten Fäden besteht. In einer besonderen Ausführungsform kann zur Erhöhung des Deckvermög'ens dieser Bahnen und/oder um einen Velourseffekt zu erzielen, beispielsweise einer oder mehrere Kettfaden zwischen zwei Schußfäden durchschnitten werden. ι»
Man kann auch zusammengesetzte Elemente herstellen, indem man, direkt oder indirekt, eine erfindungsgemäß hergestellte Textilbahn durch Thermoschweißung auf einem Faservlies, auf einem Kunststoff-Film oder einem herkömmlichen Gewebe aus ebenfalls thermisch ; · schmelzbarem Material anbringt. Man kann in gleicher Weise auch einen Komplex herstellen aus einem Faservlies, welches sandwichartig zwischen zwei erfindungsgemäß aus Kettfäden und Schußfäden thermogeschweißten Bahnen liegt.
In einer weiteren Ausführungsform können auch Fäden in verschiedenen Farben oder mit unterschiedlichem Aussehen eingeschossen werden, wobei vorzugsweise ebenso viele erfindungsgemäße Elektroden verwendet werden, wie verschiedene Schußfadenarten eingebracht werden.
Schließlich kann auch Schiingenware hergestellt werden. Hierbei wird zunächst ein Komplex aus zwei Lagen aus gekreuzten Fäden hergestellt. Das Ganze wird durch Thermoschweißung auf einem Basisstoff befestigt. Bei einer ersten Alisführungsmöglichkeit kann der Basisstoff schrumpfbar sein, beispielsweise durch Wärme, und man stellt Schlingen rW Kettfäden duii.li Zusammenriehen des Basisstollcs her. Bei einer zweiten Ausführungsmöglichkeit wird zuerst ein Schußfaden auf die parallelen Kettfaden aufgeschweißt, dann wird eine bestimmte Zusatzlänge der Kettfaden zugeführt, wobei die Kette vorgeschoben wird, so daß sie auf dem Basisstoff Schlingen bildet, dann wird erneut ein zweiter Schußfaden aufgeschweißt, der die Kettfäden in dieser Schlingenform fixiert, danach wird der Vorgang wiederholt. Es versteht sich, daß, falls das Aussehen von Samt, Pelz, Teppich usw. oder ein Haar-Effekt gewünscht wird, die Schlingen mit bekannten Mitteln aufgeschnitten werden können.
Die erfindungsgemäß hergestellten textlien Flächengebilde finden auf den verschiedensten Gebieten Anwendung: für Bekleidung, Möbelstoffe, industrielle Zwecke. Net/werk usw.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Textiles Flächengebilde mit übereinanderliegenden Lagen sich kreuzender, mindestens teilweise aus thermoplastischem Material bestehender MuUifilamentfäden und/oder Stapelfasergarnen, die an ihren Kreuzungspunkten durch SchweiBung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in einer Lage die Fäden (3) mindestens an den Kreuzungspunkten seitlich neben ihrer Längsachse Bereiche (7) aufweisen, deren Dicke geringer ist, als der verbleibende Mittelbereich (6) jeden Fadens, und daß überwiegend nur diese Bereiche (7) geringerer Dicke an den Kreuzungspunkten mit den Fäden (4) der anderen Lage durch Schweißung verbunden sind
2. Textiles Flächengebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißstellen (8) sich linienförmig parallel zu beiden Seiten der Längsachse jeden Fadens einer Lage erstrecken.
3. Textiles Rächengebilde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden (3, 4) an ihren Kreuzungspunkten miteinander verschweißt und auf einem thermoplastischen Trägermaterial, bestehend aus einer Folie, einem Gewebe oder einem nichtgewebten Vliesstoff,aufgeschweißt sind.
4. Verfahren zur Herstellung eines textlien Flächengebildes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an bestimmten der Kreuzungspunkte auf mindestens einen der su. h kreuzenden Fäden ein Druck ausgeübt wird, der eine Verformung Her Seitenbereiche des Fadens nach außen bewirkt, während sein oberer Bereich im wesentlichen unvc'ormt bleibt, und daß der die Thermoschweißung bewirkende Hochfrequenzstrom überwiegend durch diese nach außen verformten Bereiche des Fadens geleitet wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, in der mindestens zwei Elektroden mit ebenen, parallelen Oberflächen auf beiden Seiten des textlien Flächengebildes angeordnet sind, die so weit aufeinander zu bewegbar sind, bis sie ;m wesentlichen mit dem textlien Flächengebilde in Kontakt sind, und die anschließend zusammen mit der dazwischenliegenden Textilbahn von einem Strom mit hoher Frequenz durchflossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden eine Längsnut aufweist, in der der Faden vor und während der Schweißung ausgerichtet und gehalten ist, und daß die Nut (5, 9) einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist mit einem Krümmungsradius, der kleiner ist, als die Hälfte des mittleren Durchmessers der Fäden (3,4).
DE2359212A 1972-12-01 1973-11-28 Textiles Flächengebilde mit Lagen sich kreuzender Fäden, Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung Expired DE2359212C3 (de)

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DE2359212B2 DE2359212B2 (de) 1978-05-24
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