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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbundgeweke aus
Einfachgarnen (einfädig) (nachstehend auch als "Single"
bezeichnet) oder Kabelgarnen konventioneller Textilfasern
einer beliebigen Art und mit jeder beliebigen Anzahl von
Fäden, in deren Schuß- und Kettfäden in einem vorbestimmten
Rapport und in einem rechteckigen Muster Einfachgarne oder
Mehrfachgarne verflochten werden, die mindestens teilweise
mit einem Kohlefilament vermischt sind. Im Rahmen der
vorliegenden Erfindung dient der Terminus "Kohlefilament"
dazu, ein Kohlefilament zu bezeichnen, welches aus einer
oder mehreren Litzen besteht.
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Es ist das Ziel der vorliegenden. Erfindung, ein Gewebe
anzubieten, welches unter Beibehaltung des bestmöglichen
Erscheinungsbildes und optimaler Verformungseigenschaften
eine Abschirmung gegen elektrische Felder ermöglicht,
welche durch die Anwesenheit von Wechselströmen erzeugt
werden.
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Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann das Problem
dadurch gelöst werden, daß in vorbestimmter Weise nach
einem orthagonalen netzartigen Muster mit spezifischen aber
nicht unbedingt gleichen Rapporten in den Schuß- und
Kettfäden ein oder mehrere Einfachgarne oder Kabelgarne
eingeflochten werden, welche mindestens teilweise mit einem.
Kohlefilament vermischt sind, wobei diese Einfachgarne oder
Kabelgarne in das Einfachgarn oder Kabelgarn der
Basisfaser(n) des Gewebes eingeflochten werden.
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Ein Basisgewebe aus nichtleitenden Fasern, in das
elektrisch leitende Fäden eingeflochten werden, ist im Fach
bekannt.
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Die WO 85/00556 offenbart ein elektrostatisch ableitendes
Material, welches aus einem gewebten oder gewirkten
Basisgewebe besteht, das eine integral gewebte oder
gewirkte Gitterstruktur aufweist, welche über die
Oberfläche des Basisgewebes angehoben wird, wodurch sich
eine verstärkte elektrostatishe Ableitung ergibt. Das
Gitter ist aus einem statisch entladenden Garn hergestellt,
welches mit einem mitgetragenen Garn verflochten und dann
in Kettrichtung oder der Füllrichtung oder in beiden
Richtungen mit dem Gewebe verwebt oder verwirkt wird,
wodurch ein Gewebe entsteht, welches eine rasche aber
kontrollierte Dissipation statischer Elektrizität zeigt.
Ein solches Gewebe kann für antistatische Kleidungsstücke,
antistatische Schutzanzüge, Filtermedien od.dgl. verwendet
werden,
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Das Patent liefert keine technische Lehre für ein Gewebe,
welches Abschirmeigenschaften gegen elektrische Felder im
Frequenzbereich von 50 bis 1.000 Hz besitzt.
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Ein Gewebe, das nur aus Kohlefilamenten in den Kett- und
Schußfäden bestand und daher einen alternierenden Rapport
von 1:1 hatte, wurde im U.S.-Energieversorgungsnetz einer
Erprobung der Abschirmwirkung gegen ein elektrisches Feld
von 60 Hz.
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Die Messungen, welche in einem Labor des National Institute
of Standards and Technology (NIST) (früher National Bureau
of Standards) durchgeführt wurden, für die die Stoffprobe
in nur einer Schicht in einem elektrischen Feld plaziert
wurde, welches mit Hilfe von zwei parallelen Stahlplatten
aufgebaut worden war, ergaben eine mittlere Reduzierung des
elektrischen Feldes um einen Faktor von 30 dB und nachdem
die Stoffprobe gefaltet worden war, verringerte sich das
elektrische Feld um weitere 45%.
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Ähnliche Messungen sind in Italien in einem Öffentlichen
Labor mit einer Lage desselben nur aus Kohlefilamenten
bestehenden Stoffes mit Hilfe einer TEM-Zelle (Transverse
Electromagnetic Mode), welche es erlaubt, ein elektrisches
Feld mit ebenen Wellen aufzubauen, das orthogonal zu der
Oberfläche des Testmaterials verläuft, durchgeführt worden.
Mit Hilfe dieser Zelle, die in eine schalltote Kammer
eingelegt wurde, um Reflexionen auszuschalten, welche die
Genauigkeit der Messungen beeinträchtigen können, wurde
eine Reduzierung des elektrischen Feldes um einen Faktor
von 32dB bei 50Hz erreicht, was vollkommen mit den NIST-
Messungen übereinstimmt. Dieser Faktor sinkt auf 2,5 bei
einer Frequenz von 10&sup5; Hz und auf 1,4 bei einer Frequenz
von 10&sup6; Hz, während bei sehr hohen Frequenzen, wie zum
Beispiel 10&sup9; und 10¹¹, die Schutzwirkung praktisch gleich
Null ist. Solche Frequenzen findet man zum Beispiel in
Mikrowellenherden.
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Ein Stoff dieses Typs könnte, obwohl seine Kohlefilamente
ein geringes Gewicht haben und eine Flexibilität besitzen,
welche mit den Einfachgarnen oder Kabelgarnen
konventioneller oder synthetischer Textilfasern mit einer
höheren Anzahl von Fäden vergleichbar ist, für die
Herstellung von alltäglicher Bekleidung geeignet sein,
allerdings zum Nachteil des Erscheinigungsbildes, der
Verarbeitbarkeit und der Kosten.
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Wenn man innerhalb gewisser Proportionen die Verflechtung
der Kohlefilamente gekoppelt mit den Einfachgarnen oder
Kabelgarnen der vorherrschenden Faser(n) des Basisgewebes
in größerem Abstand durchführt, und auf diese Weise die
vermischten Elemente in einem geeigneten Rapport in einem
proportionellen Bereich von 1 auf 2 bis 1 auf 100 einfügt,
um ein orthogonales Gitter in Geweben jeglicher Webart
auszubilden, so war es möglich, Stoffe herzustellen, deren
Erscheinungsbild und Griffigkeit nicht anders waren, als
bei dem Originalgewebe. Es ergab sich kein Problem bei der
Verarbeitung, beim Weben auf dem Webstuhl oder beim
Schneidern, und der Anstieg der Kosten war nur sehr gering.
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Das erfindungsgemäße Gewebe ist im Anspruch 1 beschrieben.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis
6 offenbart.
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Eine Probe des erfindungsgemäßen Gewebes wurde in dem
gleichen Öffentlichen Labor in Italien einer Messung der
Wirksamkeit der Abschirmung unterzogen.
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Nachstehend sind die Ergebnisse der Messungen bei 50 Hz mit
einer einzigen Lage eines Batavia-Gewebes, das heißt, einem
2 rauf und 2 runter Köpergewebe wiedergegeben. Insbesondere
war in dieses Gewebe ein Einfachgarn aus Wolle vermischt
mit einem Kohlefilament im Rapport 1 auf 9 verflochten
worden, das heißt, eines pro 8 Einfachgarnen aus Wolle des
Basisgewebes. In diesem Fall bildete der mit dem
Kohlefilament vermischte Faden ein orthogonales in beiden
Richtungen symmetrisches Gitter mit dem Erscheinungsbild
eine Netzes mit quadratischen Maschen.
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Die Reduzierung des im Labor aufgebauten elektrischen
Feldes hatte folgende Werte:
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- elektrisches Feld in Abwesenheit der Probe
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E1 = 463 V/m
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- elektrisches Feld in Anwesenheit einer Lage der Probe
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E2 = 2,8 V/m
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- Rapport E1/E2 = 165,3
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Dies entspricht einem Reduzierungsfaktor von 44,3 dB.
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Die Wirksamkeit der Abschirmung wurde dann im Freien in der
Nähe einer Hochspannungsleitung bei einer Frequenz von 50
Hz gemessen, wobei das gleiche erfindungsgemäße Gewebe auf
einer dielektrischen Unterlage angeordnet wurde, die es
erlaubt, den Meßgeber in das Innere des Gewebes einzulegen
und so den Meßgeber vollkommen gegen das von außen
einwirkende elektrische Feld abzuschirmen, Die Werte der
elektrischen Felder E'1 und E'2 der Leerprobe und der
Stoffprobe waren folgende:
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E'1 6000 V/m
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E'2 = 32 V/m
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Rapport E'1/E'2 = 187,5
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was einem Reduktionsfaktor von 45,4 dB entspricht,
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Diese Daten bestätigen die Messungen der Wirksamkeit der
Abschirmung, welche im Labor mit Hilfe einer TEM-Zelle
durchgeführt worden waren.
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Die Faktoren der Reduzierung des elektrischen Feldes,
welche sich als gleichwertig oder sogar als besser
erwiesen, und die sich auf eine Gewebe bezogen, welches
komplett aus Kohlefilamenten hergestellt worden war,
scheinen auf die orthogonale netzartige Struktur der
Kohlefilamente zurückzuführen zu sein, die auf diese Weise
eine Art eines fixierten Netzes oder Gitters innerhalb des
Gewebes aufbauen.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung müssen die Maschen
des Netzes nicht unbedignt gleiche Seiten haben, das heißt,
sie können eher rechteckig als quadratisch sein, wobei die
längere Seite entweder in Richtung der Kettfäden oder in
Richtung der Schußfäden angeordnet werden kann.
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Der wechselnde Rapport der Einfachgarne oder Kabelgarne,
welche mit einem oder mehreren Kohlefilamenten vermischt
sind, schwankt je nach dem Gewicht pro Quadratmeter des
Gewebes und daher hängt er von der Anzahl der Fäden des
Basisgarns ab, das entweder ein Einfachgarn oder ein
Kabelgarn ist, aus dem das Gewebe hergestellt ist: wie
bereits erwähnt, kann dieser Rapport in einem Bereich von 1
auf 2 bis 1 auf 100 schwanken.
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Beispielsweise kann der bevorzugte Bereich des
alternierenden Rapports eines aus einem zweifachen
Kabelgarn aus Wollfasern mit einer Fadenzahl von 2/80
gleich 250 dTex hergestellten Gewebes zwischen 1 auf 3 und
1 auf 16 bestehen, während bei einer Fadenzahl von 2/150
gleich 133 dTex der Rapport vorzugsweise zwischen 1 auf 16
bis 1 auf 25 schwanken soll. Wenn die Fadenzahl 1/14 oder
715 dTex beträgt, soll der Rapport vorzugsweise zwischen 1
auf 2 bis 1 auf 8 schwanken. Bei einer Fadenzahl von 2/200
oder 10 dTex soll dieser Rapport vorzugsweise zwischen 1
auf 20 bis 1 auf 40 schwanken. Bei einer Fadenzahl von
2/300 oder 66 dTex soll dieser Rapport vorzugsweise
zwischen 1 auf 35 bis 1 auf 79 liegen.
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Nachstehend wird die vorliegende Erfindung im Einzelnen
anhand der folgenden Ausführungsbeispiele erklärt, welche
sich auf Verbundgewebe beziehen, wobei es sich versteht,
daß diese Offenbarung als Beispiel für die
erfindungsgemäßen Prinzipien anzusehen ist und nicht dazu
gedacht ist, die Erfindung zu begrenzen. Diese
Ausführungsarten sind in den beigefügten Zeichnungen
wiedergegeben, in denen folgendes dargestellt ist:
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Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines
Gewebes, welches aus einem Einfachgarn oder einem Kabelgarn
aus Wolle oder einer beliebigen anderen Faser hergestellt
ist, welches als Tuchgewebe angeordnet sind, in das nach
einem symmetrischen orthogonalen netzartigem Muster aus
Kett- und Schußfäden mit einem Rapport von 1 auf 10
Elemente, welche aus Einfachgarnen oder Kabelgarnen aus
Wolle oder einer beliebigen anderen Faser vermischt mit
einem Kohlefilament verflochten sind, und zwar im Rapport
von 1 auf 9 Einfachgarnen oder Kabelgarnen aus Wolle oder
einer beliebigen anderen Faser.
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Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines
erfindungsgemäßen Verbundgewebes, welches aus einem
Einfachgarn oder einem Kabelgarn aus Wolle oder einer
beliebigen anderen Faser in Form eines Köpergewebes
angefertigt ist, welches nach einem symmetrischen
orthogonalen netzartigen Muster aus Kett- und Schuß. fäden
mit einem Rapport von 1 auf 12 mit Elementen verflochten
ist, welche aus einem Einfachgarn oder einem Kabelgarn aus
Wolle oder einer beliebigen anderen Faser vermischt mit
einem Kohlefilament verflochten sind, und zwar in einem
Rapport von 1 auf 11 Einfachgarnen oder Kabelgarnen aus
Wolle oder einer beliebigen anderen Faser.
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Die Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines
anderen erfindungsgemäßen verbundgewebes aus einem
Einfachgarn oder Kabelgarn aus Wolle oder einer beliebigen
anderen Faser in Form eines Batavia-Köpergewebes, welches
nach einem symmetrischen orthogonalen netzartigen Muster
aus Kett- und Schuß fäden in einem Rapport von 1 auf 9
Elementen verflochten ist, welche aus einem Einfachgarn
oder einem Kabelgarn aus Wolle vermischt mit einem
Kohlefilament hergestellt sind, und zwar in einem Rapport
von 1 auf 8 Einfachgarnen oder Kabelgarnen aus Wolle oder
einer beliebigen anderen Faser.
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Die Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines
erfindungsgemäßen Verbundgewebes aus einem Einfachgarn oder
einem Kabelgarn, welches auch Fasern einer anderen Art in
Form eines Batavia-Köpergewebes enthalten kann, in dem nach
einem symmetrischen orthogonalen netzartigem Muster, das
heißt, mit einem unterschiedlichen alternierenden Rapport
in den Kett- und Schußfäden Elemente verflochten sind,
welche ein Einfachgarn oder ein Kabelgarn ebenfalls aus
verschiedenen Fasern enthalten, welche mit einem
Kohlefilament vermischt sind.
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In den Figuren sind die Elemente des Webmusters für jede
beliebige Art eines Gewebes, soweit es nur die Basisfasern
enthält, durch einen Punkt im Kettfaden und durch einen
kleinen Kreis im Schußfaden gekennzeichnet, während wenn
die gleichen Elemente zumindest teilweise mit einem oder
mehreren Kohlefilamenten vermischt sind, die Punkte
und/oder kleinen Kreise ein Kreuz an der Oberseite tragen.
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Die Figuren zeigen eine der Qberseiten des Gewebes, das
heißt, die sichtbaren Kett- oder Schußfäden zum Beispiel
auf der rechten Seite dieses Gewebes.
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Die erfindungsgemäßen verbundgewebe können alle Arten von
Fasern beinhalten, wie zum Beispiel natürliche oder
synthetische Fasern, als da sind Wolle, Baumwolle, Leinen,
Borstenhaare, Rayon, Terylen, Nylon od.dgl., sowie
entsprechende Gemische. Die Art des Gewebes kann beliebig
sein, wie zum Beispiel von der Art eines sehr einfachen,
wie zum Beispiel glatten Gewebes, bis zu komplexeren
Gewebearten, wie zum Beispiel einem Batavia-Köper, einem
Köpergewebe, einem Satingewebe od.dgl.
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Im allgemeinen können die zweifädigen oder dreifädigen usw.
Einfachgarne oder Kabelgarne der verschiedenen Arten von
Basisfasern eine beliebige Anzahl und Abmessung haben,
während die Anzahl und Abmessungen der Kohlefilamente,
welche im allgemeinen sehr klein sind, höchstens im Bereich
von 20 bis 70 dTex liegen.
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In den beigefügten Zeichnungen ist der Kettfaden in
vertikaler Richtung und der Schußfaden in horizontaler
Richtung dargestellt.
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Die Fig. 1 zeigt als Beispiel ein erfindungsgemäßes
Verbundgewebe aus Einfachgarnen aus Wolle als Kett- und
Schußfäden in Form eines glatten Gewebes, bei dem jeder der
Kett- und Schußfäden abwechselnd über und unter dem
entsprechenden Kett- und Schußfadenelement geführt ist.
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In dieses Gewebe wird entweder in den Kettfaden oder in den
Schußfaden ein Mischgarn verflochten, welches ein mit einem
Kohlefilament verflochtenes Einfachgarn aus Wolle in einem
wiederholenden Rapport von 1 auf 10 verflochten, das heißt,
wie oben beschrieben, mit einem mit einem Kohlefilament
vermischten Garn auf neun reine Einfachgarne aus Wolle. In
diesem Fall hat jedes der Einfachgarne aus Wolle eine
Fadenzahl von 250 dTEX, während das Kohlefilament eine
Fadenzahl von 27 dTEX hat.
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Ein weiteres von vielen möglichen Beispielen, welche durch
eine Veränderung der Art und Anzahl der Basisfasern, der
Einfachgarne oder Kabelgarne des Gewebes, der Art der
Verwebung und des Rapports der mit den Kohlefilamenten
vermischten Elemente erreicht werden kann, ist in der Fig.
2 dargestellt.
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In dieser Figur ist ein Wollgewebe dargestellt, welches aus
einem 2/80 Kabelgarn (250 dTex) im Kettfaden und einem
Einfachgarn der gleichen Anzahl im Schußfaden mit einem
alternierenden Rapport von 1 auf 12 besteht und ein
symmetrisches Muster im Kettfaden und im Schußfaden
aufweist, das heißt einen Köper, bei dem der Kettfaden in
wiederholender Weise über einen Kettfaden und unter zwei
Schußfäden geführt wird. Die verbundelemente enthalten ein
Einfachgarn aus Wolle, welches mit einem 30 dTex
Kohlefilament im Kettfaden verflochten ist, sowie im
Schußfaden ein zweifädiges Wollgarn aufweist, welches mit
einem 30 dTex Filament im Kettfaden verflochten ist.
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In der Fig. 3 ist als Beispiel ein erfindungsgemäßes
Verbundgewebe dargestellt, welches als Basisfaser ein
Wollgarn und ein Batavia-Köpergewebe aufweist, bei dem
jeder der Kett- und Schußfäden wiederholend über zwei und
unter zwei Füller- und Kettfäden geführt wird.
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In das Gewebe mit derselben Webart, welches, wie bereits
beschrieben, für die Erbrobung der Wirksamkeit der
Abschirmung gegen das elektrische Feld sowohl im Labor als
auch im Freien eingesetzt wurde, wird in einem
symmetrischen orthogonalen netzartigem Muster mit einem
Rapport von 1 auf 9 sowohl in den Kettfaden als auch in den
Schußfaden ein verbundelement eingeführt, welches zwei mit
einem Kohlefilament verflochtene Einfachgarne aus Wollee im
Kettfaden und ein Verbundelement mit einem mit einem
Kohlefilament verflochtenen Einfachgarn aus Wolle im
Schußfaden enthält.
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In der Fig. 4 ist als Beispiel ein Stoff dargestellt,
welcher Kabelgarne aus zwei verschiedenen Faserarten in dem
bereits in dem Beispiel der Fig. 3 gezeigten Batavia-Köper
aufweist, in den nach einem orthogonalen netzartigen Muster
mit einem Kohlefilament vermischte Elemente mit einem
Rapport von 1 auf 12 in dem Kettfaden und einem Rapport von
1 zu 16. in dem Schuß. faden verflochten werden, das heißt,
auf jeweils 11 Kabelgarne aus zwei verschiedenen Fasern im
Kettfaden und auf jeweils 15 Kabelgarne im Schußfaden, wie
dies bereits weiter oben erklärt worden ist.
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Die Grundelemente des Stoffes bestehen aus doppelfädigen
Garnen, von denen einer ein Einfachgarn aus Wolle und der
andere ein Terylen-Garn ist. Die Verbundelemente enthalten
ein 27 dTex Kohlefilament, welches mit dem Einfachgarn aus
Wolle verflochten ist, das wiederum mit dem Einfachgarn aus
Terylen verflochten ist.
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Das orthogonale Muster des durch die mit einem
Kohlefilament verflochtenen Garne hergestellten Gitters
bildet in diesem Fall statt der in den vorausgegangen
Figuren dargestellten quadratischen Maschen rechteckige
Maschen, deren längere Seite in Richtung des Kettfadens
verläuft.
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In den in den Figuren dargestellten Geweben kann jedes
Einfachgarn der Basisfaser verändert werden, und zwar im
Fall von Wolle zischen 69 dTex und 250 dTex, während bei
zweifachigen oder mehrfachigen Kabelgarnen die Anzahl der
Fäden zwischen 150 und 700 dTex liegen kann, und das mit
einem Einfachgarn oder einem Kabelgarn der Basisfaser
vermischte Kohlefilament zwischen 20 und 40 dTex liegen
kann.
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Wie bereits vorstehend erwähnt, kann der Rapport der mit
einem Kohlefilament vermischten Einfachgarne oder
Kabelgarne zwischen 1 auf 2 und 1 auf 100 schwanken, und
vorzugsweise im Bereich von 1 auf 2 bis 1 auf 70 liegen.
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Was hier ganz allgemein gesagt wurde, trifft auch auf
Gewebe zu, deren Basisfasern nicht aus wolle bestehen, das
heißt, aus allen Arten von natürlichen Fasern,
synthetischen Fasern, und bezieht sich daher auch auf
Gewebe, weiche nicht nur eine einzige homegene Faser einer
beliebigen Art enthalten, sowie auch auf Gewebe aus
Basisfasern, welche in sehr vielen möglichen Kombinationen
von zwei oder mehrereb Arten in der unterschiedlichsten
Webart bestehen.
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Als Ergebnis der überraschenden Eigenschaften der Wirkung
der Abschirmung gegen elektrische Felder, welche durch eine
Quelle im Frequenzbereich speziell im Bereich von 50 bis
1.000 Hz erzeugt werden, zeigt das erfindungesgemäße
Verbundgewebe sehr gute ökologische Eigenschaften.
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Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend im Einzelnen in
Bezug auf die bevorzugten Ausführungsarten beschrieben
worden ist, wird der Fachmann keine Schwierigkeiten haben,
die Muster, die Webarten oder andere Details zu verändern,
ohne von dem in den beigefügten Ansprüchen beanspruchten
Geist der Erfindung abzuweichen.