DE69211173T2

DE69211173T2 - Luftdurchlässiger und rückstrahlender Stoff und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69211173T2
Application number: DE69211173T
Authority: DE
Inventors: Vera L Lightle; Johann F Petersen
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1991-02-06
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2012-02-01
Also published as: CA2058800A1; ES2088095T3; AU643862B2; US5128804A; DE69211173D1; EP0498581B1; JPH04319901A; KR100276007B1; EP0498581A1; JP3096125B2; AU1010292A; KR920016852A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft rückstrahlende Gewebe und Verfahren zu ihrer Herstellung, insbesondere luftdurchlässige rückstrahlende Gewebe.

Hintergrund der Erfindung

Bekleidungsstücke mit rückstrahlenden Abschnitten wurden in der Vergangenheit in mehreren Formen hergestellt, primär wegen der Notwendigkeit, Fußgänger und Kinder bei Nacht für die Fahrer von Kraftfahrzeugen besser sichtbar zu machen. Beispielsweise wurden Streifen aus rückstrahlendem Material auf die Kleidung auf genäht, um die Sichtbarkeit des Trägers zu verbessern. Das U.S.-Patent Nr. 3,172,942 (Berg) offenbart rückstrahlende Anreibeanordnungen, umfassend eine Kleberschicht, durch die die Anordnung an einem Schichtträger, z.B. an einem Bekleidungsstück, befestigt wird. Weitere rückstrahlende Bekleidungsstücke wurden mit Stoff hergestellt, an den rückstrahlende Elemente angeklebt wurden, wie in den U.S.-Patenten Nr. 4,263,345 (Bingham) und Re. 30,892 (Bingham et al.) offenbart ist. Das U.S.-Patent Nr. 3,758,192 (Bingham) offenbart ein Gewebe mit einer mit Kleber daran geklebten rückstrahlenden Schicht. Das U.S.-Patent Nr. 4,263,345 (Bingham) offenbart das Auftragen einer Beschichtungszusammensetzung auf Gewebe, um ihnen rückstrahlende Eigenschaften zu verleihen. Das U.S.-Patent Nr. 4,102,562 (Harper et al.) offenbart rückstrahlende Abziehelemente, die auf Kleidungsstücke und andere Träger aufgebracht werden können.
Viele der bekannten Verfahren, die Kleidungstücken und Geweben rückstrahlende Eigenschaften verleihen, sind relativ kostenaufwendig, und einige verleihen nur einen begrenzten Rückstrahlungsgrad. Ein weiteres Problem bei vielen Verfahren zur Verleihung rückstrahlender Eigenschaften besteht darin, daß das fertige Kleidungsstück unbequem zu tragen ist, da es übermäßig schwer, undurchlässig und/oder steif ist. In einigen Fällen knnen die rückstrahlenden Elemente einem unangemessen hohen Abrieb unterliegen.
Das U.S.-Patent Nr. 3,790,431 (Tung) offenbart ein lichtdurchlässiges rückstrahlendes Gewebe umfassend eine offene Bahn von Filamenten, die über ihren gesamten Umfang von einer Bindemittelschicht umgeben sind, die eine Monolage aus rückstrahlenden Mikrokügelchen festhält.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt kostengünstige neue rückstrahlende Gewebe bereit, die luftdurchlässig und typischerweise außerordentlich flexibel sind. Sie stellt des weiteren neue Verfahren zur Herstellung solcher Gewebe bereit.
Kurz zusammengefaßt umfaßt ein luftdurchlässiges rückstrahlendes Gewebe eine zweiseitige Bahn aus thermoplastischen Filamenten, wo auf eine erste Seite der Bahn rückstrahlende Elemente auf die Filamente heißkaschiert und teilweise in diese eingebettet sind, und wo auf der zweiten Seite der Bahn die Filamente im wesentlichen frei von rückstrahlenden Elementen sind, wobei das Gewebe eine Luftdurchlässigkeit von mindestens 5 l/min besitzt. Die Gewebe können in sehr flexibler Form hergestellt werden. Die hier vorgesehenen Gewebe sind typischerweise selbsttragend, was sie außerordentlich nützlich zur Verwendung als rückstrahlende Gewebe macht. Mit den hier vorgesehenen Geweben kann bequeme, atmungsaktive Bekleidung hergestellt werden.
Kurz zusammengefaßt können die hier vorgesehenen neuen rückstrahlenden Gewebe hergestellt werden durch:
a) Bereitstellen einer Monolage aus rückstrahlenden Elementen, die lösbar an einer provisorischen Trägerfolie befestigt sind;
b) Heißkaschieren einer luftdurchlässigen Bahn aus thermoplastischen Filamenten auf die rückstrahlenden Elemente, wobei die Filamente ausreichend weich werden und fließen, um die rückstrahlenden Elemente zu verkleben, aber nicht soweit fließen, daß die Luftdurchlässigkeit der Bahn auf einen Wert unter etwa 5 l/min reduziert wird; und
c) Abziehen der Trägerfolie.
Die hier vorgesehenen Gewebe können abgestanzt werden&sub1; um die gewünschten Zeichen, z.B. Buchstaben oder Ziffern, zu erzeugen, zur unmittelbaren Befestigung an Bekleidungsstücken. Um darüberhinaus folienartige strukturelle Integrität zu erzielen, kann die thermoplastische Bahn verwendet werden, um das Gewebe an einem gewünschten Schichtträger zu befestigen, beispielsweise wie ein auf ein Bekleidungsstück aufgebügelter Flicken. Alternativ können die hier vorgesehenen Gewebe an einem Schichtträger mit Hilfe eines Zwischenklebers oder durch mechanische Mittel, wie z.B. durch Aufnähen, befestigt werden. Die rückstrahlenden Gewebe der Erfindung können gefärbt werden, um ihnen die gewünschte Umgebungsfarbe und das gewünschte Aussehen zu verleihen und außerdem lichtstarke Rückstrahlungseigenschaften vorzusehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Abschnitts der einen Ausführungsform eines rückstrahlenden Gewebes der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Abschnitts einer Zwischenkonstruktion der einen Ausführungsform eines Gewebes der Erfindung während der Herstellung; und
Fig. 3 eine Draufsicht eines an einen Schichtträger angeklebten Gewebes der Erfindung.
Diese idealisierten Figuren sind nicht maßstabsgerecht und sollen lediglich veranschaulichen und nicht beschränken.

Ausführliche Beschreibung der veranschaulichenden Ausführungsformen

Bezugnehmend auf Fig. 1 umfassen die rückstrahlenden Gewebe 10 der Erfindung eine Monolage aus rückstrahlenden Elementen 12, die auf der einen Seite der luftdurchlässigen Bahn 14 in thermoplastische Filamente 13 eingebettet sind. Wie dargestellt, wurde der provisorische Träger 16 noch nicht entfernt.
Mit Bezug auf Fig. 2 wird ein Gewebe der Erfindung hergestellt durch:
a) Bereitstellen einer Monolage aus rückstrahlenden Elementen 12, die lösbar an einer provisorischen Trägerfolie 16 befestigt sind, vorzugsweise mit einem beträchtlichen Teil von Elementen 12, die so ausgerichtet sind, daß ihre Vorderseiten sich mit der Trägerfolie 16 in Kontakt befinden;
b) Heißkaschieren, z.B. unter Anwendung von Hitze und Druck, einer luftdurchlässigen Bahn aus thermoplastischen Filamenten (nicht dargestellt) auf vorstehende Flächen 22 von rückstrahlenden Elementen 12, wobei das Heißkaschieren in einer Weise erfolgt, daß die Bahn einen wesentlichen Teil ihrer Durchlässigkeit behält, während die rückstrahlenden Elemente 12 teilweise in die Filamente eingebettet sind; und
c) Abziehen der Trägerfolie 16, so daß eine erhebliche Mehrzahl der, vorzugsweise im wesentlichen alle, rückstrahlenden Elemente 12 auf der thermoplastischen Bahn verbleiben.
Typischerweise umfaßt die provisorische Trägerfolie eine thermoplastische Schicht, in der die rückstrahlenden Elemente teilweise eingebettet sind, z.B. durch Erwärmen, um sie lösbar in Position zu befestigen. Eine veranschaulichende Trägerfolie 16 ist in Fig. 1 und 2 dargestellt und umfaßt auf wenigstens die eine Seite zusammen mit der Schicht 20 aus thermoplastischem Material, z.B. Polyethylen niedriger Dichte, aufgezogenen Papierbogen oder aufgezogene Polymerfolie 18.
Der Träger 16 sollte ausreichende mechanische Festigkeitseigenschaften vorsehen, z.B. Zugfestigkeit, Reißfestigkeit usw., und während des Wirkens der Bedingungen, denen er während des Herstellungsprozesses ausgesetzt ist, im wesentlichen solche Eigenschaften beibehalten, daß er während des Prozesses verwendet werden kann, um die rückstrahlenden Elemente 12 festzuhalten, sie in der gewünschten Anordnung zu halten und dann, wie gewünscht, freizugeben. In gewissen Fällen kann der Träger 16 ein oder mehrere Trennmittel enthalten, oder die Oberfläche des Trägers 16, an der die rückstrahlenden Elemente 12 provisorisch befestigt werden, kann durch eine oder mehrere die Ablösung modifizierende Behandlungen behandelt werden, um die gewünschten Ablösungseigenschaften für die rückstrahlenden Elemente 12 vorzusehen. Die Oberflächen der rückstrahlenden Elemente 12 können durch eine die Ablösung modifizierende Behandlung behandelt werden, wenn dies erwünscht ist.
In typischen Ausführungsformen sind die rückstrahlenden Elemente 12 Mikrokügelchen 24, die im wesentlichen halbkugelförmige reflektierende Schichten 26 darauf besitzen. In derartigen Fällen umfaßt der Prozeß des Bereitstellens einer Monolage aus solchen rückstrahlenden Elementen 12 auf der Trägerfolie 16 häufig:
a) das Auf streuen einer Monolage von Mikrokügelchen 24 auf die thermoplastische Oberfläche der Trägerfolie 16, die typischerweise und vorzugsweise in ihrer dichtesten hexagonalen Packungsanordnung gepackt sind, um die Rückstrahlungshelligkeit des resultierenden Gewebes zu maximieren;
b) das teilweise Einbetten der Mikrokügelchen 24 in die thermoplastische Oberfläche durch Aufbringen von Hitze und/oder Druck, und
c) das Aufbringen der reflektierenden Schicht 26 auf die freiliegenden Oberflächen der Mikrokügelchen 24.
Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß, wie bevorzugt wird, die rückstrahlenden Elemente 12 in dem sich ergebenden Gewebe typischerweise im wesentlichen gleichförmig ausgerichtet sind, so daß eine starke Rückstrahlungshelligkeit gewährleistet ist. Es versteht sich jedoch, daß die rückstrahlenden Elemente 12 nicht in dieser Weise gleichförmig ausgerichtet zu sein brauchen, um weitere Vorteile der Erfindung zu erzielen.
Die Mikrokügelchen 24, die reflektierende Schichten 26 aufweisen, sehen typischerweise ausreichende Stufen der Rückstrahlungshelligkeit über einen weiten Bereich von Einfallswinkeln vor, d.h. bei Winkeln, bei denen das Licht auf das Gewebe auftrifft, eine Eigenschaft, die zuweilen als "Winkelstellung" bezeichnet wird. Es wird allerdings davon ausgegangen, daß die rückstrahlenden Elemente weiterer Konfigurationen gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Wenn Mikrokügelchen 24 als rückstrahlende Elemente in Geweben der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind die Mikrokügelchen vorzugsweise im wesentlichen kugelförmig, um die gleichmäßigste und effizienteste Rückstrahlung zu erzielen. Außerdem sind die Mikrokügelchen typischerweise vorzugsweise im wesentlichen lichtdurchlässig, um die Menge des dadurch absorbierten einfallenden Lichts zu minimieren, und folglich auf diese Weise die Menge des Lichts zu optimieren, das von dem Gewebe zurückgestrahlt wird. Des weiteren sind die Mikrokügelchen typischerweise vorzugsweise im wesentlichen farblos; obwohl in bestimmten Fällen die Mikrokügelchen gefärbt sein können, um, falls erwünscht, Spezialeffekte zu erzeugen. Die hier verwendeten Mikrokügelchen können aus Gläsern oder Kunstharzen bestehen, die die hier angeführten optischen Eigenschaften und physikalischen Kennwerte besitzen. Glas-Mikrokügelchen werden typischerweise bevorzugt, da sie typischerweise weniger kosten und größere Haltbarkeit aufweisen als polymere Mikrokügelchen.
Die hier verwendeten Mikrokügelchen werden typischerweise einen mittleren Durchmesser zwischen etwa 40 vm und etwa 200 µm besitzen. Mikrokügelchen, die wesentlich kleiner sind als dieser Bereich, können infolge von Beugungseffekten zu niedrigeren Rückstrahlungsgraden neigen, während Mikrokügelchen, die wesentlich größer sind als dieser Bereich, dazu führen können, daß die sich ergebenden Gewebe sehr dick werden, oder daß die Mikrokügelchen aus einem Gewebe herausfallen können, wenn es Abriebkriften ausgesetzt ist. Typischerweise wird es vorgezogen, daß die in einem Gewebe verwendeten Mikrokügelchen im wesentlichen von einheitlicher Größe sind, um die Herstellung des Gewebes zu erleichtern und die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften davon zu erhöhen.
In einer typischen Ausführungsform besitzen die rückstrahlenden Elemente einen Durchmesser zwischen etwa 60 µm und etwa 80 µm, und die Filamente der Bahn besitzen einen Durchmesser zwischen etwa 20 µm und 40 µm. Während des Kaschierens, bei dem die rückstrahlenden Elemente teilweise darin eingebettet werden, verformen sich die Filamente. Beispielsweise können die Filamente im Falle einer Bahn, wo die Filamente anfangs im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt besitzen, im Anschluß an das Kaschieren einen im wesentlichen länglichen Querschnitt besitzen sowie um die rückstrahlenden Elemente herum verformt sein. Überraschenderweise wurde jedoch festgestellt, daß Bahnen, wie hier beschrieben, zur Bildung von rückstrahlenden Geweben verwendet werden können und dennoch hohe Luftdurchlässigkeit und Flexibilität behalten. Ein besonderes Verhältnis der durchschnittlichen Größe des rückstrahlende Elementes und der durchschnittlichen Größe der Filamente ist nicht erforderlich, solange die Bahn ihre Integrität beibehalten kann und die Filamente die rückstrahlenden Elemente während des Ablösens von dem provisorischen Träger und während der Verwendung des resultierenden rückstrahlenden Gewebes zuverlässig verkleben können.
Der Brechungsindex von hier verwendeten Mikrokügelchen liegt typischerweise vorzugsweise zwischen etwa 1,70 und etwa 2,0 und noch mehr bevorzugt zwischen etwa 1,85 und etwa 1,92, dem Bereich, der typischerweise als der günstigste bei rückstrahlenden Gegenständen auf Basis von Mikrokügelchen angesehen wird, wo die Vorderseiten der Mikrokügelchen freiliegend bzw. der Luft ausgesetzt sind. Es versteht sich jedoch, daß Mikrokügelchen mit Brechzahlen außerhalb dieses Bereiches gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Beispielsweise werden Mikrokügelchen mit Brechzahlen von etwa 2,5 Rückstrahlung ergeben, wenn ihre Vorderseiten mit Wasser bedeckt sind, während Mikrokügelchen mit einer Brechzahl von etwa 1,9 typischerweise wesentlich weniger wirksame Rückstrahler unter derartigen Bedingungen sein werden. Folglich kann für Ausführungsformen, die unter Bedingungen verwendet werden sollen, wo die Vorderseite des Gewebes wahrscheinlich Wasser darauf aufweisen wird, z.B., Schwimmwesten oder Regenkleidung, ein Gemisch von Mikrokügelchen mit Brechzahlen von etwa 1,9 und von etwa 2,5 verwendet werden, um sowohl bei Trockenheit als auch bei Nässe wirksame Rückstrahlung zu erzielen.
Wie oben erwähnt, weisen rückstrahlende Mikrokügelchen-Elemente 24 im wesentlichen halbkugelförmige reflektierende Schichten 26 darauf auf. Zu den zahlreichen Materialien, die für diesen Zweck bekannt sind, gehören vakuumaufgedampfte oder auf gedampfte Metallüberzüge, wie z.B. Aluminium oder Silber; chemisch aufgebrachte Metallüberzüge, wie z.B. Silber; metallisierte Kunststoffolie; Metallflocken, wie z.B. Aluminium oder Silber, in einem Bindemittel; nichtleitende Überzüge; und perlmuttartige Pigmentpartikel in einem Bindemittel. Aluminium- oder Silberüberzüge werden typischerweise bevorzugt, da sie dazu beitragen, die größte Rückstrahlungshelligkeit zu erzielen. Die rückstrahlende Farbe von Silber wird manchmal der von Aluminimumüberzügen vorgezogen, doch werden Aluminiumüberzüge normalerweise global bevorzugt, da reflektierende Silberüberzüge typischerweise bei Bewitterung einem stärkeren und schnelleren Qualitätsverlust unterliegen als Aluminiumüberzüge. Das U.S.-Patent Nr. 3,700,305 (Bingham), das hier durch Verweisung aufgenommen wurde, offenbart dielektrische Spiegel oder Überzüge, die aus mehreren Schichten von Materialien mit wechselndem Brechungsindex bestehen, die als reflektierende Schichten 26 in Geweben der Erfindung verwendet werden können. Das U.S.-Patent Nr. 3,758,192 (Bingham), das hier durch Verweisung aufgenommen wurde, offenbart rückstrahlende Elemente umfassend Mikrokügelchen und Schichten, die perlmuttartige Pigmentpartikel enthalten, die als rückstrahlende Elemente in Geweben der Erfindung verwendet werden können.
Nach Anordnung einer Monolage von reflektierenden Elementen 12 auf dem Träger 16 wird die luftdurchlässige Bahn 14 auf vorstehende Abschnitte 22 der reflektierenden Elemente 12 kaschiert, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Die Bahn 14 besteht aus thermoplastischen Filamenten 13, so daß sie, z.B. durch aufgebrachte Hitze und aufgebrachten Druck, erweicht und auf aus dem Träger 16 vorstehende Elemente 12 kaschiert und dadurch darauf befestigt werden kann, z.B. nach dem Abkühlen. Typischerweise wird die Bahn einen Kristallit-Schmelzpunkt oder eine Kristallit-Schmelztemperatur (Tm) zwischen etwa 40 ºC und etwa 250 ºC und vorzugsweise zwischen etwa 95 ºC und etwa 205 ºC besitzen. Es wird davon ausgegangen, daß Bahnen mit Tm-Werten außerhalb dieser Bereiche in einigen Ausführungsformen verwendet werden können. Wenn die Bahn eine zu niedrige Schmelztemperatur Tm besitzt, kann das resultierende Gewebe in bestimmten Umgebungen, wo es überhitzt wird, z.B., wenn es während der Sommermonate in dem Kofferraum eines Kraftfahrzeugs aufbewahrt wird, nicht die erwünschte Stabilität aufweisen und kann einem Verlust von rückstrahlenden Elementen und weiterem Qualitätsverlust unterliegen. Wenn die Bahn eine zu hohe Schmelztemperatur Tm auf weist, kann es schwierig sein, die Bahn ausreichend zu erweichen, damit sie tatsächlich um die rückstrahlenden Elemente herumfließt, und das resultierende Gewebe kann weitaus empfindlicher für den Verlust von rückstrahlenden Elementen sein, wenn es Abriebkräften ausgesetzt ist.
Die Filamente 13 werden vorzugsweise einen hinreichend hohen Schmelzindex besitzen, so daß sie unter Hitze und Druck, wenn sie angewandt werden, fließen werden, um die rückstrahlenden Elemente 12 nach dem Abkühlen zuverlässig zu verkleben, jedoch nach dem Kaschieren auf die rückstrahlenden Elemente einen hinreichend niedrigen Schmelzindex aufweisen, so daß sie nicht in einem solchen Maße fließen, daß die Luftdurchlässigkeit der Bahn 14 auf ein unerwünschtes Maß reduziert wird, z.B. auf weniger als etwa 0,2 Fuß³/min (5 l/min). Der brauchbare Bereich des Schmelzindexes von Filamenten 13 der Bahn 14 wird teilweise von solchen Faktoren wie der Anfangs-Luftdurchlässigkeit der Bahn 14, von den Parametern, unter denen die Kaschierung durchgeführt wird, wie zum Beispiel Temperatur, Druck und Zeit, und von den Bedingungen abhängen, unter denen der resultierende rückstrahlende Gegenstand verwendet werden soll. Die Bestimmung des brauchbaren Schmelzindexbereiches der Bahn 14 zur Verwendung in einer speziellen Anwendung kann von Fachleuten unschwer durch Pröbeln vorgenommen werden. Typischerweise sind aus Filamenten 13 mit einen Schmelzindex zwischen etwa 2 und etwa 60 bestehende Bahnen 14 für viele Anwendungen brauchbar, wobei jene mit einem Schmelzindex zwischen etwa 15 und etwa 30 typischerweise vorgezogen werden. Illustrative Beispiele von Materialien, die zum Herstellen der Bahn 14 brauchbar sein können, umfassen Polyurethane, Polyethylen, Ethylen/Vinylacrylat-Copolymere usw.
Typischerweise verfügt die Bahn 14 über eine solche Durchlässigkeit und über solche thermoplastischen Eigenschaften, daß sie nach dem Kaschieren auf die Elemente 12 noch eine Luftdurchlässigkeit von mindestens etwa 0,2 Fuß³/min (5 l/min), vorzugsweise von mindestens etwa 0,5 Fuß³/min (14 l/min) und noch mehr bevorzugt von mindestens etwa 2, Fuß³/min (55 l/min) aufweisen wird. In einigen Ausführungsformen wird eine wesentlich größere Luftdurchlässigkeit erwünscht und erreicht. Brauchbare Durchlässigkeit und brauchbare thermoplastische Eigenschaften einer speziellen Ausführungsform werden teilweise von den Drücken, von den Temperaturen und von der Geschwindigkeit des Kaschierungsprozesses sowie von den erwünschten Eigenschaften des resultierenden Gewebes abhängen und können leicht durch Pröbeln bestimmt werden.
Die Bahn 14 kann eine Vliesbahn, eine Stoffbahn, eine gewirkte Bahn oder eine Spinnvliesmatte, eine mikroporöse Folie usw. sein. Vliesbahnen werden typischerweise bevorzugt, da sie typischerweise am leichtesten zu formen sind, die niedrigsten Kosten verursachen und in einem weiten Bereich von Formulierungen und Flächengewichten verfügbar sind. Außerdem wird angenommen, daß Vliesbahnen dazu beitragen, gewünschte Eigenschaften, wie z.B. Durchlässigkeit, Zugfestigkeit, Elastizität usw., in einem stärkeren Maße zu erhalten, als Bahnen anderer Typen.
Die Filamente 13 der Bahn 14 sollten ein Material enthalten, das an rückstrahlenden Elementen 12 haften wird, sowohl stärker als der provisorische Träger 16 als auch hinreichend stark, um dem Verlust von rückstrahlenden Elementen 12 infolge von Abrieb- und anderen Kräften entgegenzuwirken, denen der resultierende Gegenstand ausgesetzt ist. Folglich können die Filamente 13 aus Material bestehen, das von sich aus die gewünschte Haftfestigkeit aufweist, oder sie können behandelt werden, z.B. durch Koronabehandlung oder Plasmaentladung, um die Haftfestigkeit zu erhöhen, oder es können Haftverstärker darin enthalten sein.
Die optimalen Temperatur- und Druckverhältnisse und der optimale Zeitpunkt zum Kaschieren einer speziellen Bahn auf rückstrahlende Elemente hängen teilweise von den Eigenschaften der Filamente, der rückstrahlenden Elemente und der Struktur der Bahn ab. Vorteilhafte Bedingungen für das Kaschieren einer speziellen Ausführungsform können unschwer durch Pröbeln bestimmt werden.
Wenn es erwünscht ist, kann die Bahn 14 eingefärbt werden, z.B. durch Einbringen von Färbemitteln wie beispielsweise Farbstoffen oder Pigmenten, um dem resultierenden Gewebe eine erwünschte Umgebungsfarbwirkung zu verleihen, z.B. helle oder fluoreszierende Farben.
Veranschaulichende Beispiele von Materialien, die hier verwendet werden können, um thermoplastische Bahnen brauchbar zu machen, umfassen FA-300 von Eastman Kodak Co., QUINN PS200-455 von K. J. Quinn Co. und ESTANE 5713 von B. F. Goodrich Co.
Nachdem die Bahn 14 auf die rückstrahlenden Elemente 12 kaschiert wurde, wobei die rückstrahlenden Elemente 12 teilweise in die Filamente auf der einen Seite der Bahn 14 eingebettet werden, kann der Träger 16 abgezogen werden, so daß man das rückstrahlende Gewebe 10 erhält. Alternativ kann der Träger 16 zur zusätzlichen Abstützung während der Handhabung und Verarbeitung des Gewebes 10, z.B. während des Schneidens der gewünschten Formen, wie z.B. Streifen, alphanumerische Zeichen oder ästhetisch bestimmte Konturen, an Ort und Stelle gelassen werden.
Da die Bahn rückstrahlende Elemente nur auf der einen Seite aufweist, und da die Elemente direkt in die Filamente ohne ein Zwischenbindemittel eingebettet werden, behält sie höhere Flexibilität, als wenn derartige Elemente auf beide Seiten aufgebracht worden wären oder im wesentlichen die einen Bestandteil bildenden Filamente der Bahn umgeben, wie in dem Gewebe, das in dem vorerwähnten U.S.-Patent Nr. 3,790,431 offenbart ist. Da die Filamente zusätzlich auf der Rückseite oder der zweiten Seite der Bahn freiliegen, kann ihre thermoplastische Eigenschaft verwendet werden, um das Gewebe an einem Trägermaterial zu befestigen.
Fig. 3 zeigt den Gegenstand 30 mit dem Schichtträger 32, z.B., ein rechteckiges Gewebestück, mit zwei alphanumerischen Zeichen 34 aus dem Gewebe der vorliegenden Erfindung, die in Form eines Logos daraufgeklebt sind.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Bahn 14 aufgrund ihrer thermoplastischen Eigenschaften verwendet werden kann, um ein Gewebe der Erfindung durch Erwärmen auf zahlreichen Schichtträgern zu befestigen. Beispielsweise kann ein Handbügeleisen verwendet werden, um Stücke eines Gewebes der Erfindung auf ein Bekleidungsstück zu kleben. In vielen Fällen sind die Eigenschaften der Bahn 14 derart, daß sie erwärmt werden kann, um die erwünschte Haftung an einem schichtträger vorzusehen, ohne ihre einen Bestandteil bildenden Filamente, die soweit fließen, daß sie die Luftdurchlässigkeit des Gewebes bis unter ein erwünschtes Minimum, z.B. 0,2 Fuß³/min (5 l/min), oder typischerweise vorzugsweise bis unter ein Minimum von 0,5 Fuß³/min (14 l/min) reduzieren.
Gewebe der Erfindung können in vielen Formen als rückstrahlende Gegenstände verwendet werden. Beispielsweise können Gewebe der Erfindung als rückstrahlende Gewebe verwendet werden, aus denen durch einfaches Schneiden in passender Größe und Form und durch wahiweises Zusammennähen der Stücke Westen und Overalls hergestellt werden. Wegen der hohen Luftdurchlässigkeit und der hohen Elastizität, die die Gewebe der Erfindung aufweisen können, lassen sich daraus hergestellte Bekleidungsstücke bequem tragen, entweder allein oder über normaler Kleidung, insbesondere an heißen Tagen, z.B. in Baustellenbereichen während der Sommermonate, wodurch sie es den Trägern ermöglichen, eine verbesserte Sichtbarkeit zu erreichen, und wodurch sie folglich die Sicherheit ohne erhebliche Einbuße an Bequemlichkeit erhöhen. Darüberhinaus sind Gewebe der Erfindung häufig außerordentlich schmiegsam, d.h., sie besitzen eine weiche Seite, die sie bequemer macht als steifere reflektierende Gewebe. Da außerdem die Gewebe der Erfindung mit einer gewünschten Umgebungsfarbe hergestellt werden können, können derartige Gewebe auch eine verbesserte Sichtbarkeit unter nichtreflektierenden Bedingungen vorsehen.

Beispiele

Die Erfindung wird anhand der folgenden veranschaulichenden Beispiele näher erläutert, die keine Einschränkung darstellen sollen. Wenn nichts anderes angegeben ist, sind alle Mengen in Gewichtsteilen angegeben.
Wenn nichts anderers angegeben ist, werden die folgenden Prüfmethoden verwendet.

Rückstrahlungshelligkeit

Die Rückstrahlungshelligkeit wurde mit Hilfe eines Retroluminometers, wie es in der amerikanischen Vorbeugungs-Bekanntmachung T987,003 beschrieben ist, bei Betrachtungswinkeln von etwa 0,20 und bei Eintrittswinkeln von etwa 40 gemessen.

Durchlässigkeit

Die Frazier-Luftdurchlässigkeit, hier als "Durchlässigkeit" bezeichnet, wurde gemäß ASTM D737 ermittelt.

Beispiel 1

Im wesentlichen kugelförmige gläserne Mikrokügelchen mit einem mittleren Brechungsindex von etwa 1,92 und mit einem mittleren Durchmesser zwischen etwa 45 und etwa 70 µm wurden in einer Monolage auf eine provisorische Trägerfolie umfassend einen Bogen von auf der einen Seite mit Polyethylen niedriger Dichte beschichtetem Papier aufgestreut. Die Monolage der Mikrokügelchen, die in einer im wesentlichen hexagonalen dicht gepackten Anordnung gepackt wurden, wurde durch Erhitzen auf etwa 140 ºC in das Polyethylen bis auf eine Tiefe von etwa 30 % ihres Durchmessers eingebettet. Die freiliegenden Flächen der Mikrokügelchen wurden dann mit Aluminium vakuumbedampft, um eine im wesentlichen halbkugelförmige reflektierende Schicht mit einer Dicke von etwa 650 bis 700 Ångström darauf zu bilden.
Eine schmelzgeklebte Vliesbahn aus Ethylenvinylacetat (erhältlich bei Dupont als EVA 410) mit einem Flächengewicht von 120 Gramm/Meter² wurde auf die aluminiumbeschichteten Oberflächen der Mikrokügelchen mit Hilfe eines Handbügeleisens der auf 150 ºC eingestellten Temperaturregelung heißkaschiert. Die Haltezeit für die Kaschierung betrug 8 bis 10 Sekunden. Während des Kaschierungsprozesses wurde zwischen dem Bügeleisen und der Ethylenvinylacetatbahn eine Lage Trennschichtpapier gelegt.
Nach dem Abkühlen konnte die resultierende Konstruktion sofort als ein rückstrahlendes Äbziehgewebe mit einem entfernbaren Träger verwendet werden. Die freiliegende Seite der Vliesbahn konnte auf eine Reihe von Schichtträgern durch Herstellen des Kontaktes zu ihnen unter Handdruck bei etwa 150 ºC für 10 bis 15 Sekunden heißkaschiert werden.
Nach dem Entfernen des Trägers hatte die Oberfläche des Gewebes mit den reflektierenden Elementen darauf eine ansprechende äußere Beschaffenheit und besaß ein Rückstrahlungsvermögen von etwa 500 Candela/Lux/Meter². Im wesentlichen alle reflektierenden Mikrokügelchenelemente wurden von dem Träger auf die Vliesbahn übertragen. Das resultierende Gewebe besaß eine Luftdurchlässigkeit von etwa 0,2 Fuß³/min (5 l/min).

Beispiel 2

Eine Monolage aus teilweise in einen Träger eingebetteten reflektierenden Elementen wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, abgesehen davon, daß anstelle der Verwendung einer Aluminiumaufdampfung die freiliegenden Oberflächen der Mikrokügelchen mit einer Schicht aus Natriumaluminiumfluorid (Na&sub3;AlF&sub6;) und danach mit einer Schicht aus Zinksulfid (ZnS) vakuumdampfbeschichtet wurden, wie in dem U.S.-Patent Nr. 3,700,305 offenbart ist.
Eine aus dem mit fluoreszierender Farbe eingefärbtem Polyurethanharz QUINN PS 200-455 hergestellte, schmelzgeblasene Bahn, die 0,5 % Hostasol Red GG und 0,075 % MACROLEX 10GN enthält, die bei Mobay Co. erhältlich sind, mit einem Flächengewicht von etwa 63 Gramm/Meter², wurde auf die dampfbeschichteten Mikrokügelchen bei einer Kaschierungstemperatur von etwa 145 ºC und bei einer Haltezeit von etwa 15 Sekunden heißkaschiert.
Die resultierende Konstruktion ergab ein selbsthaftendes ruckstrahlendes Gewebe. Alphanumerische und andere Zeichen wurden aus dem Gewebe abgestanzt und bei 145 ºC mit einer Haltezeit von 35 Sekunden auf eine Vliesbahn von Filamenten aus Polyurethanharz QUINN PS 200-440, das bei K. J. Quinn erhältlich ist, mit einem Flächengewicht von 100 Gramm/Meter² und einer höheren Schmelztemperatur heißkaschiert.
Nach dem Abziehen des provisorischen Trägers wurde festgestellt, daß das resultierende rückstrahlende Gewebe ein Rückstrahlungsvermögen von etwa 150 Candela/Lux/Meter² aufweist. Das resultierende Gewebe besaß ein Luftdurchlässigkeit von über 10 Fuß³/min (280 l/min).
Abschnitte des Gewebes wurden erfolgreich auf mehrere Gewebe unter Verwendung einer Wärmeübertragungsmaschine Hix HT 400 übertragen, die eine Temperatur von etwa 300 ºF (150 ºC) und einen Druck von etwa 5 bis 10 engl. Pfund/Zoll² (2400 bis 4800 Newton/Meter²) für etwa 10 Sekunden aufbrachte. Die Anfangs-Luftdurchlässigkeit der angegebenen Stoffe und die Luftdurchlässigkeit des rückstrahlenden Abschnitts des Stoffes nach dem Aufkleben des Gewebes darauf betrugen:
1 Luftdurchlässigkeit in Fuß³/min
2 Polyester-Baumwoll-Gemisch
3 Polyester
4 Nylon-Polyester-Gemisch
5 ANTRON-Nylon von E. I. du Pont de Nemours
6 Segmentiertes Polyurethan
Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung werden für den Fachmann offensichtlich, ohne vom Rahmen dieser Erfindung abzuweichen, wie er in den Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Luftdurchlässiges rückstrahlendes Gewebe umfassend eine zweiseitige Bahn aus thermoplastischen Filamenten, wo auf eine erste Seite der Bahn rückstrahlende Elemente auf die Filamente heißkaschiert und teilweise in diese eingebettet sind, und wo auf der zweiten Seite der Bahn die Filamente im wesentlichen frei von rückstrahlenden Elementen sind, wobei das Gewebe eine Luftdurchlässigkeit von mindestens etwa 5 l/min besitzt.

2. Gewebe nach Anspruch 1, des weiteren gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale:

a) das Gewebe besitzt eine Luftdurchlässigkeit von mindestens etwa 14 l/min; oder

b) das Gewebe besitzt eine Luftdurchlässigkeit von mindestens etwa 55 l/min.

3. Gewebe nach Anspruch 1, des weiteren gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale:

a) die Bahn ist eine Vliesbahn; oder

b) die Bahn enthält ein Farbmittel.

4. Gewebe nach Anspruch 1, des weiteren gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale:

a) die Filamente haben einen Schmelzindex zwischen etwa 2 und etwa 60; oder

b) die Filamente haben einen Schmelzindex zwischen etwa 15 und etwa 30; oder

c) die Filamente haben einen Schmelzpunkt zwischen etwa 40ºC und etwa 250ºC; oder

d) die Filamente haben einen Schmelzpunkt zwischen etwa 95ºC und etwa 205ºC.

5. Gewebe nach Anspruch 1, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß die rückstrahlenden Elemente im wesentlichen durchsichtige Mikrokügelchen umfassen, die mit im wesentlichen halbkugelförmigen reflektierenden Schichten versehen sind.

6. Gewebe nach Anspruch 5, bei dem die rückstrahlenden Elemente des weiteren gekennzeichnet sind durch wenigstens eines der folgenden Merkmale:

a) die Mikrokügelchen bestehen aus Glas; oder

b) die Mikrokügelchen haben einen durchschnittlichen Durchmesser zwischen etwa 40 und etwa 200 µm; oder

c) die Mikrokügelchen haben einen Durchmesser zwischen etwa 60 und etwa 80 µm; oder

d) die Mikrokügelchen haben einen durchschnittlichen Brechungsindex zwischen etwa 1,7 und etwa 2,5; oder

e) die reflektierenden Schichten umfassen wenigstens eines der folgenden Materialien: Aluminium, Silber, einen dielektrischen Überzug oder Flocken aus reflektierendem Material in einer Bindemittel schicht.

7. Bekleidungsstück, das aus dem Gewebe von Anspruch 1 hergestellt ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines flexiblen, selbsttragenden, luftdurchlässigen rückstrahlenden Gewebes, umfassend die folgenden Schritte:

a) Bereitstellen einer Monolage aus rückstrahlenden Elementen, die lösbar an einer provisorischen Trägerfolie befestigt sind;

b) Heißkaschieren einer luftdurchlässigen Bahn aus thermoplastischen Filamenten auf die rückstrahlenden Elemente, wobei die Filamente ausreichend weich werden und fließen, um die rückstrahlenden Elemente zu verkleben, aber nicht soweit fließen, daß die Luftdurchlässigkeit der Bahn auf einen Wert unter etwa 5 l/min reduziert wird; und

c) Abziehen der Trägerfolie.

9. Verfahren nach Anspruch 8, des weiteren gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale:

a) die Luftdurchlässigkeit wird nicht unter etwa 14 l/min gesenkt; oder

b) die Luftdurchlässigkeit wird nicht unter etwa 55 l/min gesenkt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, des weiteren gekennzeichnet durch eines der folgenden Merkmale:

a) die Filamente haben einen Schmelzindex zwischen etwa 2 und etwa 60; oder

b) die Filamente haben einen Schmelzindex zwischen etwa 15 und etwa 30; oder

c) die Filamente haben einen Schmelzpunkt zwischen etwa 40ºC und etwa 250º0; oder

d) die Filamente haben einen Schmelzpunkt zwischen etwa 95ºC und etwa 205ºC.