DE69411155T2

DE69411155T2 - Abriebfester vliesstoff imprägniert mit bindemittel

Info

Publication number: DE69411155T2
Application number: DE69411155T
Authority: DE
Inventors: Dimitri Peter Wilmington De 19807 Zafiroglu
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: Xymid LLC
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1994-02-16
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: BR9405891A; CA2155968C; WO1994019523A1; EP0686214B1; JP3413601B2; DE69411155D1; EP0686214A1; CA2155968A1; KR960701253A; HK1002594A1; JPH08507109A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

BEREICH DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines mit Harz imprägnierten Faservlieses. Insbesondere betrifft die Erfindung ein derartiges Verfahren, bei dem eine nichtgewebte faserförmige Ausgangsschicht beträchtlich in Bezug auf Bereich kontrahiert ist, was bewirkt, daß Gruppen von ihren Fasern sich aus der Ebene herauswölben, wobei die gewölbten Gruppen von Fasern in ihrer gewölbten Position unbeweglich gemacht sind, und der Stoff ist dimensionsmäßig stabilisiert.
Neue Produkte des Verfahrens haben unerwartet hohe Abriebbeständigkeit im Vergleich zu bekannten kontrahierten Faservliesen, bei denen die gewölbten Fasern nicht immobilisiert sind, und der Stoff nicht stabilisiert ist.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Es sind Verfahren bekannt, bei denen eine nicht gewebte faserförmige Schicht gewölbt, gekräuselt, zusammengezogen oder gefaltet ist, so daß der Endbereich der faserförmigen Schicht stark im Vergleich zu dem ursprünglichen Schichtbereich zusammengezogen ist. Beispielsweise sind derartige Verfahren in Wideman U.S. 4606964 und Zafiroglu U.S. 4773238 offenbart. Die Kontraktion kann bewirken, daß Gruppen von Fasern der nicht gewölbten faserförmigen Schicht sich aus der Ebene herauswölben und allgemein "U-geformte" Schleifen bilden, die aus der Schichtebene hervorragen. Es sind auch weitere Behandlungen derartiger kontrahierter Schichten bekannt. Beispielsweise offenbart Hansen U.S. 3575782 das Herstellen eines gekräuselten elastischen Stoffes durch Abdichten von teilweise ausgedehnten, mit Abstand angeordneten, ausgerichteten elastischen Garnen zwischen dünnen porösen nicht gewebten faserförmigen Bahnen und dann das Ermöglichen, daß die Garne sich zusammenziehen, wobei das Abdichtungsmittel ein weiches flexibles polymeres Bindemittel ist (beispielsweise Kautschuklatex). Obwohl bei einigen Anwendungen geeignet, sind die imprägnierten gekräuselten Stoffe von Hansen oft übermäßig dehnbar und unzureichend abriebbeständig für zufriedenstellende Verwendung bei anderen Anwendungen wie beispielsweise Sportschuhteilen, Gepäckoberflächenschichten, Arbeitskleidungstaschen, Abnutzungsoberflächen von Kraftfahrzeug- oder Motoren kontrollriehmen, Manneabriebpolster und dergleichen.
Auch offenbart die US-A-3468748 ein Faservlies, umfassend (1) eine gebundene nicht gewebte Bahn aus überlappenden sich kreuzenden Naturfasern, synthetischen Fasern oder Mischungen davon, und wobei die Fasern in intermittierend mit Abstand angeordneten Positionen durch ein wiederkehrendes Druckmuster von intermittierend mit Abstand angeordneten Bindungsmittelbereichen unter Bilden der gebundenen nicht gewebten Bahn gebunden sind, und (2) eine Vielzahl von elastischen Mitteln, die, während sie in einem ausgedehnten Zustand sind, an intermittierend mit Abstand angeordneten Positionen der gebundenen nicht gewebten Bahn mithilfe der intermittierend mit Abstand angeordneten Bindungsmittelbereiche gesichert sind, wobei das Binden der nicht gewebten Bahn und das Sichern der elastischen Mittel daran gleichzeitig stattfinden, wobei die Vielzahl von elastischen Mitteln in einer mit Abstand angeordneten im wesentlichen parallelen Beziehung zu der Maschinenrichtung des Stoffes gesichert ist, wobei bei Freigabe der elastischen Mittel eine Vielzahl von ausgedehnten unregelmäßig parallel herausgewölbten Bereichen mit Lücken zwischen der gebundenen nichtgewebten Bahn und den elastischen Mitteln durch den Stoff geliefert wird, wobei der Stoff gekennzeichnet ist durch elastische Dehnbarkeit in der Maschinenrichtung und verbesserte Fülligkeit und Flüssigkeitsübertragung dadurch.
Ein Ziel dieser Erfindung besteht darin, die Verwendbarkeit von mit Harz imprägnierten Faservliesen zu vergrößern, indem derartige Stoffe mit hoher Abriebbeständigkeit und niedriger Dehnbarkeit geliefert werden.
Gemäß dieser Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen eines abriebfesten mit Harz imprägnierten Faservlieses die Stufen von:
Imprägnieren der Fasern einer nichtgewebten faserförmigen Schicht mit Harz,
Kontrahieren des Bereichs der nicht gewebten faserförmigen Schicht zu einem Bereich, der nicht größer als eine Hälfte des ursprünglichen nicht kontrahierten Schichtbereichs ist, und Bewirken, daß Gruppen von Fasern der nicht gewebten faserförmigen Schicht sich aus der Schichtebene herauswölben und umgekehrte U-geformte Schleifen bilden, die in einer Richtung hervorspringen, die im allgemeinen senkrecht zu der Schichtebene ist,
Härten und/oder Trocknen des Harzes, so daß die gewölbten Fasergruppen unbeweglich gemacht werden, und so, daß die gewölbten Fasergruppen davon abgehalten werden, sich von Seite zu Seite zu bewegen oder in die Schicht zusammenzubrechen, wenn die Oberfläche der Schichten abgerieben wird, und
Stabilisieren der Dimensionen der kontrahierten faserförmigen Schicht, so daß die Dehnbarkeit der Schicht in irgendeiner linearen Richtung nicht mehr als 50% beträgt.
Auch gemäß der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen eines abriebfesten mit Harz imprägnierten Faservlieses die Stufen von:
Kontrahieren des Bereiches einer nicht gewebten faserförmigen Schicht zu einem Bereich, der nicht größer ist als eine Hälfte des ursprünglich nicht kontrahierten Bereichs der Schicht und Bewirken, daß Fasergruppen der nicht gewebten faserförmigen Schicht sich aus der Schichtebene herauswölben und umgekehrte U-geformte Schleifen bilden, die in einer Richtung im allgemeinen senkrecht zu der Schichtebene hervorspringen,
Imprägnieren der gewölbten Fasergruppen mit einem Harz,
Härten und/oder Trocknen des Harzes, so daß die gewölbten Fasergruppen immobilisiert sind, und so, daß die gewölbten Fasergruppen davon abgehalten werden, sich von Seite zu Seite zu bewegen oder in die Schicht zusammenzubrechen, wenn die Oberfläche der Schichten abgerieben wird, und
Stabilisieren der Dimensionen der kontrahierten faserförmigen Schicht, so daß die Dehnbarkeit der Schicht in irgendeiner linearen Richtung nicht mehr als 50% beträgt.
Vorzugsweise wird die faserförmige Schicht zu weniger als einem Drittel des ursprünglichen Bereichs kontrahiert. In einer Ausführungsform des Verfahrens ist ein kontrahierbares Element oder Reihe von kontrahierbaren Elementen intermittierend an die nicht gewebte faserförmige Schicht angefügt, wobei das intermittierend angefügte Element oder Reihe von Elementen kontrahiert werden, wodurch eine begleitende Kontraktion der nicht gewebten faserförmigen Schicht und das Wölben der Fasergruppen bewirkt werden. Vorzugsweise werden die gewölbten Fasergruppen immobilisiert, indem die faserförmige Schicht mit einem Harz imprägniert wird und anschließend das Harz gehärtet und/oder getrocknet wird. Vorzugsweise werden die Dimensionen der kontrahierten Schicht gleichzeitig mit der Immobilisierung der gewölbten Fasergruppen während der Harz- Imprägnierungs-und-Härtungsstufe stabilisiert. Typischerweise liegt das Trockenharz vorzugsweise im Bereich von 10 bis 90% des Gesamtgewichts der imprägnierten Schicht, vorzugsweise 25 bis 75%. Die Schicht von imprägnierten und immobilisierten hervorspringenden Schleifen bilden eine abriebfeste Oberfläche. Alternativ können die Dimensionen der kontrahierten faserförmigen Schicht stabilisiert werden, indem ein im wesentlichen nicht dehnbares Element oder Reihe von nicht dehnbaren Elementen an die Rückseitenoberfläche (d.h. die Oberfläche entgegengesetzt zur abriebfesten Oberfläche) der kontrahierten, herausgewölbten faserförmigen Schicht angebracht wird.
Die vorliegende Erfindung liefert auch ein neues, mit Harz imprägniertes Faservlies, welches eine faserförmige Schicht umfaßt, von der Fasergruppen aus der Ebene herausgewölbt sind. Die herausgewölbten Fasergruppen haben einen Durchschnittsabstand im Bereich von 0,5 bis 3 mm, vorzugsweise 1 bis 2 mm. Der Stoff ist dehnbar (wie im nachfolgenden definiert) in irgendeiner linearen Richtung um nicht mehr als 50%, vorzugsweise um nicht mehr als 25% und am bevorzugtesten um nicht mehr als 5%. Kontrahierte, mit Harz imprägnierte Stoffe wiegen im Bereich von 150 bis 1200 g/m², wobei 10 bis 90 Gew.% aus Fasern zusammengesetzt sind, und die Gruppen von gewölbten Fasern haben einen Durchschnittsschleifenwert (d.h. Höhe zu Basisverhältnis, gemessen wie im nachfolgenden beschrieben) von mindestens 0,5, am bevorzugtesten im Bereich von 0,7 bis 1,5. Die gewölbten Fasergruppen sind immobilisiert, so daß die gewölbten Fasergruppen davon abgehalten werden, sich von Seite zu Seite zu bewegen oder in die Schicht zusammenzubrechen, wenn die Oberfläche der Schicht abgerieben wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird besser unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verstanden, wobei die Figuren 1-4 graphische Darstellungen der Abriebbeständigkeit als Funktionen des Gesamtzusammenziehens der kontrahierten, mit Harz imprägnierten Stoffe der Beispiele 1-4 sind, und die Figuren 5 und 6 vergrößerte schematische Querschnitte von Gruppen von gewölbten Fasern darstellen, die in hervorspringende U-geformte Schleifen 10 gebildet sind, mit Höhe H und Basis B, wie angegeben. Figur 5, in der kontrahierbare Elemente 20 Nähgarne sind, veranschaulicht Beispiele 1, 2, 4 und 5, und Figur 6, in der das kontrahierbare Element 30 eine dünne elastische Lage ist, veranschaulicht Beispiel 3.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Erfindung wird weiterhin durch die folgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen veranschaulicht. Diese sind für Veranschaulichungszwecke enthalten und sollen nicht den Umfang der Erfindung beschränken, der durch die angefügten Ansprüche definiert ist.
Wie im vorhergehenden angegeben, wird in dem ersten Schritt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine nicht gewebte faserförmige Schicht zu einem Bereich kontrahiert, der nicht größer als eine Hälfte seines ursprünglichen planaren Bereichs ist.
Die nicht gewebte faserförmige Ausgangsschicht, die in Übereinstimmung mit der Erfindung zu kontrahieren und zu wölben ist, ist typischerweise eine dünne, biegsame, im wesentlichen nicht gebundene Bahn von Stapelfasern, kontinuierlichen Filamenten, plexifilamentären Strängen oder dergleichen. Der Ausdruck "Fasern" wird hier kollektiv verwendet, daß er jedes dieser faserförmigen Materialien umfaßt. Die Fasern können Naturfasern sein oder können aus synthetischen organischen Polymeren gebildet sein. Fasern von weniger als etwa 5 dtex und von mindestens 5-mm Länge sind bevorzugt. Bevorzugte Ausgangsschichten eignen sich zum Wölben, wie in den nachfolgenden Beispielen gezeigt, über relativ kurze Intervalle (beispielsweise 1-mm). Eine geeignete Ausgangsschicht wiegt typischerweise im Bereich von 15 bis 100 Gramm pro Quadratmeter, vorzugsweise weniger als 60 g/m². Geeignete Materialien für die nicht gewebten Ausgangsschichten umfassen kardierte Bahnen, luftgelegte Bahnen, naßgelegte Bahnen, spinndurchflochtene Stoffe, spinngebundene Lagen und dergleichen. Im allgemeinen sind dicke stattliche Bahnen, verfilzte Bahnen, klebend oder thermisch gebundene Bahnen oder dergleichen nicht für die Verwendung als faserförmige Ausgangsschicht geeignet; derartige Materialien sind üblicherweise schwer über kurze Zeitintervalle zu wölben.
Die Kontraktion und das Wölben (Verziehen) der faserförmigen Schicht können auf irgendeinem der verschiedenen bekannten Wege durchgeführt werden. Bei einem Verfahren wird ein kontrahierbares Element oder eine Reihe von kontrahierbaren Elementen intermittierend an die faserförmige Schicht angefügt. Dann wird bewirkt, daß das Element oder die Reihe von Elementen sich zusammenziehen, so daß der Bereich der faserförmigen Schicht sich signifikant verringert, und Gruppen von Fasern ragen aus der Schichtebene heraus. Bevor die kontrahierbaren Elemente angebracht werden, kann der faserförmigen Ausgangsschicht zusätzliches Zusammenziehen oder Kontraktion verliehen werden, indem man die Schicht zu der Vorrichtung überführt, die verwendet wird, die kontrahierbaren Elemente anzufügen.
Viele Arten von kontrahierbaren Elementen eignen sich für die Verwendung bei der Erfindung. Beispielsweise kann die nicht gewebte faserförmige Schicht mit elastischen Garnen unter Spannung mit Stichen gebunden werden. Strukturierte Stretchgarne, bedeckte oder reine Spandexgarne und dergleichen sind geeignete Garne zum Nähen. Nach dem Nähen kann die Spannung aus dem Nähfaden herausgelassen werden, wodurch die gewünschte Kontraktion und Wölben der faserförmigen Schicht bewirkt werden. Anstelle von Nähen können Ketten oder Kreuzketten aus ausgedehnten elastischen Elementen intermittierend an die faserförmige Schicht mithilfe hydraulischer Verwirrung, Adhäsiv oder thermalem Punktbinden oder dergleichen angefügt werden. Anschließend wird Spannung auf die ausgedehnten Elemente freigegeben, wodurch Kontraktion und Wölben der Schicht bewirkt wird.
Andere Arten von kontrahierbaren Elementen, welche beim Behandeln mit Hitze, Feuchtigkeit, Chemikalien oder dergleichen schrumpfen, können intermittierend an die faserförmige Schicht ohne anfängliche Spannung oder Ausdehnung in den Elementen angebracht werden. Nach Anbringen kann die Kontraktion der kontrahierbaren Elemente mittels geeigneter Behandlung aktiviert werden. Noch eine andere Art, die Kontraktion und Wölben der faserförmi gen Schicht durchzuführen, umfaßt intermittierendes Anbringen der faserformigen Schicht an ein dehnbares Substrat, das einen Randeinzug in einer Richtung bildet, die senkrecht zu der Richtung ist, in der das Substrat gezogen wird. Beispielsweise können bestimmte Substrate, wenn sie um 15% in einer Richtung gedehnt werden, automatisch im wesentlichen irreversible Kontraktion (d.h. Randeinzug)(neck-in) in einer Richtung senkrecht zu der Dehnung um eine Menge erfahren, die das zwei- oder dreifache der prozentualen Dehnung ist. Somit können entsprechendes intermittierendes Anfügen einer faserförmigen Schicht an das dehnbare Substrat vor dem Dehnen und dem Randeinzugsverfahren und anschließendes Anwenden der Dehnungskräfte auf die kombinierte Schicht und Substrat beträchtlich den Bereich der faserförmigen Schicht verringern und Verziehen von Gruppen von Fasern, wie von dem erfindungsgemäßen Verfahren verlangt, verursachen.
Beim Durchführen der Kontrahierungsstufe in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Bereich der faserförmigen Bahn zu einem Bereich verringert, der typischerweise nicht größer als eine Hälfte, vorzugsweise nicht größer als ein Drittel, des ursprünglichen Bereichs der nicht kontrahierten Schicht ist.
Verschiedene der zuvor beschriebenen Verfahren zum Anbringen von kontrahierbaren Elementen an die faserförmige Schicht und anschließendes Kontrahieren der Elemente und der Schicht sind in den nachfolgenden Beispielen veranschaulicht.
Um hohe Abriebbeständigkeit in den Harz imprägnierten Stoffen der vorliegenden Erfindung zu erzielen, erstrecken sich im allgemeinen die gewölbten Fasergruppen der kontrahierten faserförmigen Schicht in einer Richtung senkrecht zu der Ebene der nicht gewebten faserförmigen Bahn und sind in jener Position immobilisiert. Die gewölbten Fasergruppen sind als ein Ergebnis der Kontraktion der Schicht eng zusammengepackt. Getrocknetes und/oder gehärtetes Harz verhindert, daß die gewölbten Fasergruppen sich von Seite zu Seite bewegen oder in die Schicht zusammenbrechen, wenn die Oberfläche der Schicht abgerieben oder gerieben wird.
Es sind verschiedene Arten von Harzen für das Immobilisieren der Faserbündel geeignet. Besonders geeignet sind verschiedene Harze aus Polyurethan, Epoxy, Kautschuk und dergleichen. Das Harz kann auf irgendeinem der verschiedenen konventionellen Wege aufgebracht werden. Beispielsweise kann die faserförmige Schicht harzimprägniert werden durch Tauchen, Sprühen, Kalandrieren, Aufbringen mit einem Rakelmesser oder anderen derartigen Techniken. Das Harz kann aus einer Lösung, Aufschlämmung oder durch Schmelzen einer Harzschicht und Bringen dieser in die kontrahierte faserförmige Schicht aufgebracht werden. Das Harz kann als Adhäsivteilchen oder als Bindemittelfasern eingebracht werden, die durch Hitze aktiviert sind. In den meisten Fällen kann das Harz oder Bindemittel in die faserförmige Schicht vor, während oder nach Kontraktion eingeführt werden. Es muß jedoch Sorgfalt angewendet werden, wenn das Harz oder Bindemittel in die Schicht vor Kontraktion eingeführt wird, nicht die Fasern vor der Kontraktion zu immobilisieren, oder Zusammenziehen der Schicht wird bewirkt. Demgemäß ist es bevorzugt, das Harz aufzubringen, nachdem die faserförmige Schicht der gewünschten Kontraktionsstufe ausgesetzt worden ist, und es dann dem Harz zu ermöglichen, zu trocknen, zu härten und/oder auszuhärten.
Figur 5 und 6 stellen schematisch (in Vergrößerung) typische immobilisierte Schleifen dar, die von den gewölbten Fasergruppen der kontrahierten oder zusammengezogenen faserförmigen Schicht gebildet sind, mit Höhe H und Basis B Dimensionen auf den Figuren angegeben. Typischerweise haben die Schleifen von gewölbten Fasergruppen einen Durchschnittsabstand im Bereich von 0,5 bis 3 mm, vorzugsweise 1 bis 2 mm. Es sind verschiedene praktische Verfahren verfügbar, die H und B Dimensionen der Schleifen zu bestimmen, wie im nachfolgenden in den Abschnitten bei den Testverfahren beschrieben.
Die harzimprägnierte kontrahierte faserförmige Schicht der Erfindung hat typischerweise eine Dehnbarkeit in irgendeiner linearen Richtung von nicht mehr als 50%, vorzugsweise nicht mehr als 25% und am bevorzugtesten um nicht mehr als 5%. Wie hier verwendet, wird ein Stoff beurteilt, daß er im "wesentlichen nicht dehnbar ist", wenn der Stoff eine Dehnbarkeit von weniger als 5% hat. Dehnbarkeit ist ein umgekehrtes Maß der Dimensionsstabilität des Stoffes.
Dehnbarkeit des Stoffes kann auf verschiedene Weisen kontrolliert werden. Am passendsten ist die Dehnbarkeit auf sehr niedrige Werte durch die Verwendung eines harten Harzes beschränkt, das die Dimensionen des Stoffes stabilisiert, während es gleichzeitig die gewölbten Faserschleifen immobilisiert. Der mithilfe dieses Verfahrens erhaltene Grad der Stoffdimensionsstabilität gibt auch den Grad der Immobilisierung der gewölbten Faserschleife an. Sehr niedrige Spiegel von Stoffdehnbarkeit (d.h. hohe Dimensionsstabilität), erzielt durch Harzimprägnierung, sind immer von hohen Spiegeln von Immobilisierung der gewölbten Faserschleife begleitet. Stoffstabilität kann auch durch das Aufbringen von starken, im wesentlichen nicht dehnbaren Streifen, Filmen, Lagen, Bahnen, Kreuzketten und dergleichen an die Rückseite der abriebfesten Schicht erzielt werden. Das Aufbringen kann mithilfe irgendeines geeigneten Mittels wie Kleben, Wärmebinden und dergleichen erzielt werden.
In Übereinstimmung mit der Erfindung kontrahierte Stoffe eignen sich für Formen in Formstücke wie beispielsweise Mäntel, Regelungsgürtel, Handschuhe, Schuhe, Gepäck, Kanten- und Eckenschützer und dergleichen. Herkömmliche Mittel zum Formen des Stoffes werden verwendet. Beispielsweise kann der mit Harz imprägnierte kontrahierte Stoff in eine Form gesetzt werden, bevor das Harz sich noch gehärtet hat, und dann kann ihm ermöglicht werden zu härten, während es in der Form ist.
Die folgenden Methoden und Verfahren werden verwendet, um verschiedene charakteristische Eigenschaften der mit Harz imprägnierten Stoffe der Erfindung zu messen.
Die Höhe H und die Basis B der U-geformten Schleifen von gewölbten Fasergruppen werden aus vergrößerten (beispielsweise 15-20X) lichtmikroskopischen Aufnahmen von Querschnitten der Schleifen, genommen durch die Schleifen in einer Ebene senkrecht zu der Ebene der faserförmigen Schicht, bestimmt. Die Daten werden dann verwendet, das "H/B Verhältnis" zu berechnen. Ein Mikroskop mit geringer Verstärkung mit starkem Oberseiten- und/oder Rückseitenbeleuchten auf der Probe ermöglicht direkte Messung des H und B. Üblicherweise ist die Durchschnittsschleifenhöhe H gleich zu der Dicke der kontrahierten faserformigen Schicht. Wie hier verwendet, ist "Schleifenabstand" synonym zu der Schleifenbasis B (d.h. dem Abstand zwischen den Beinen des umgekehrten "U", das die Schleife von gewölbten Fasern bildete). Alternativ ist die Durchschnittschleifenhöhe H manchmal leichter direkt mit einem "Berührungsmikrometer" mit einer flachen zylindrischen Probe mit 1/4 Zoll (0,64 cm) Durchmesser zu messen, welche eine 10-Gramm Belastung auf die in Berührung gebrachte Oberfläche anwendet. Ein Digitalmikrometer, Modell APB-1D, hergestellt von Mitutoyo in Japan, eignet sich für das Messen dieser Dicken oder Höhen.
Dehnbarkeit wird bestimmt durch: (a) Abschneiden einer Probe, die 2 Zoll (5,1 cm) breit und 4-Zoll (10,2 cm) lang mißt von der Schicht; (b) Markieren einer Standardlänge, L&sub0;, parallel zu der langen Dimension der Probe; (c) Herabhängen lassen eines 10-Pfund (454 g) Gewichts von der Probe für 2 Minuten; (d) erneutes Messen der "Standardlänge", wobei das Gewicht noch von der Probe herabhängt, wobei die erneut gemessene Länge als Lf bezeichnet wird; und (e) Bestimmen der Dehnbarkeit als %S durch die Formel %S = 100(Lf-L&sub0;)/L&sub0;.
Um die Abriebbeständigkeit von Proben zu messen, wird ein Wyzenbeek "Precision Wear Test Meter", hergestellt von J.K. Technologies Inc. Kankakee, Illinois, mit einem 80 Korn Schmirgeltuch, welches um die oszillierende Trommel des Testers gewickelt ist, verwendet. Die Trommel wird zurück und nach vorne über die Oberfläche der Probe mit 90 Zyklen pro Minute unter einer Belastung von sechs Pfund (2,7 kg) schwingen gelassen.Der Test wird in Übereinstimmung mit den allgemeinen Verfahren von ASTM D 4157-82 durchgeführt. Die Dicke der Probe wird mit dem zuvor genannten Mikrometer vor und nach einer gegebenen Anzahl von Abriebzyklen unter Bestimmen des Abriebs, in mm Dicke verloren pro 1000 Zyklen, gemessen.
Das Einheitsgewicht eines Stoffes oder faserförmigen Schicht wird gemäß ASTM Verfahren D 3776-79 gemessen. Die Dichte des mit Harz imprägnierten Stoffes wird aus seinem Einheitsgewicht und seiner Dicke, gemessen wie zuvor beschrieben, bestimmt.
Das Überbelastungsverhältnis, Kontraktionsverhältnis und Gesamtzusammenziehen sind hier genannte Parameter, die messen, wieviel von einer anfänglichen faserförmigen Schicht kontrahiert oder sich zusammenzieht als Ergebnis der Arbeitsvorgänge, denen die Schicht ausgesetzt ist. Das Überbelastungsverhältnis ist definiert als das Verhältnis des anfänglichen Bereichs der faserförmigen Ausgangsschicht zu dem Bereich der Schicht unmittelbar stromaufwärts einer ersten Verarbeitungsstufe (beispielsweiseeinerstichbindungsstufe). Überbelastung bewirkt Zusammenziehen oder Kompression der Schicht in der Richtung, in der sie dem Arbeitsvorgang zugeführt wird. Das Kontraktionsverhältnis ist ein Maß der Menge weiterer Kontraktion, der sich die Schicht unterzieht, als ein Ergebnis des bestimmten Arbeitsvorganges, dem sie ausgesetzt ist (beispielsweise Nähbinden, Abgabe der Spannung von Garnen, an die die faserförmige Schicht intermittierend angebracht war). Das Kontraktionsverhältnis ist definiert als der Bereich der faserförmigen Schicht, wie dieser in den spezifischen Arbeitsvorgang eintritt, dividiert durch den Bereich der faserförmigen Schicht, wie er den spezifischen Arbeitsvorgang verläßt. Das Gesamtzusammenziehen ist definiert als das Produkt aus den Überbelastungs- und Kontraktionsverhältnissen. Der Anteil an ursprünglichem Bereich ist das Reziproke des Gesamtzusammenziehens und ist äquivalent zu dem Verhältnis des Endbereichs der faserförmigen Schicht zu dem Anfangsbereich der faserförmigen Ausgangsschicht.

BEISPIELE

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung und vergleichen Proben, die in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt sind, mit Proben, die außerhalb des Umfangs der Erfindung liegen. Die Beispiele veranschaulichen auch, wie die Abriebbeständigkeit von mit Harz imprägnierten Proben durch Änderungen in dem Gesamt-Zusammenziehen, Schleifen-Höhe-zu-Basis-Verhältnis, Faserimmobilisierung und Stoffstabilisierung beeinträchtigt wird. In den Beispielen basieren alle Prozentsätze, sofern nicht etwas anderes angegeben ist, auf dem Gesamtgewicht der mit Harz imprägnierten kontrahierten faserförmigen Schicht. Eine Zusammenfassungstabelle von Daten begleitet jedes Beispiel und protokolliert das Einheitsgewicht, die Zusammensetzung, Dicke, Faserkonzentration in der imprägnierten faserförmigen Schicht, Schleifenabstand, Schleifen-Höhe-zu-Basis-Verhältnis, verschiedene Zusammenziehparameter, Dehnbarkeit und die Abriebbeständigkeit jeder Probe. Proben der Erfindung sind mit arabischen Ziffern bezeichnet, Vergleichsproben mit oberen Fallbuchstaben. Man nimmt an, daß die dargestellten Ergebnisse vollständig die Erfindung veranschaulichen aber nicht alle die Tests bilden, die die angegebenen faserförmigen Schichten und Harze umfassen.

BEISPIEL 1

Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung von mit Harz imprägnierten kontrahierten faserförmigen Proben der Erfindung, wobei die Kontraktion der faserförmigen Ausgangsschicht mit verschiedenen unterschiedlichen Techniken durchgeführt wird, einschl ießl ich: Überbelasten (Proben 1, 2 und B), Nähbinden mit elastomerem Garn unter Spannung und anschließendes Wärmehärten unter Erzielen unterschiedlicher Mengen Kontraktion (Proben 1, 2, A und B), Dehnen einer mit einer Verengung versehbaren Bahn, an die die faserförmige Schicht angebracht worden war (Probe 3) und intermittierendes Aufbringen von unter Spannung gesetzten elastischen Garnen auf eine faserförmige Schicht und Abgeben der Spannung (Probe 4). Die kontrahierten und mit Harz imprägnierten Proben der Erfindung werden mit ähnlich hergestellten Proben außerhalb der Erfindung verglichen.
Bei jeder der mithilfe der Verfahren dieses Beispiels hergestellten Proben war die faserförmige Ausgangsschicht aus Kevlar-Mittel-Stapel-Fasern von 7/8 Zoll (2,2 cm) Länge und 1,5 Denier (1,7 dtex) hergestellt. Kevlar- Faser ist ein Produkt, welches von E.I. du Pont de Nemours und Company in Wilmington, Delaware hergestellt und verkauft wird.
Die faserförmige Ausgangsschicht der Proben 1 und 2 der Erfindung und Vergleichsproben A und B besteht aus ein oder zwei Schichten von leichtgewichtigem Typ Z-11 Sontara spinndurchflochtenem (spunlaced) Stoff aus Kevlar-Aramid-Stapel-Faser (hergestellt und verkauft von E.I. du Pont de Nemours und Company). Die faserförmige Ausgangsschicht war mit 280-den (311-dtex) Garn von 70-den (78-dtex) Lycra Spandex, bedeckt mit strukturiertem Polyestergarn, nähgebunden. Eine Liba-Kettenwirkmaschine wurde verwendet, wobei ein Strang bei 12 Gauge (4,8 Nadeln pro cm) vollständig eingefädelt war und 14 Reihen pro Zoll (5,5 pro cm) bildete. Ein 1-0,2-3 Wiederholungsstichmuster wurde verwendet. (Herkömmliche Kettenwirknomenklatur wird hier verwendet, um das Maschenmuster zu beschreiben.) Jede Probe wurde dann bei 380ºF (193ºC) 2 Minuten lang auf einem Spannrahmen mit unterschiedlichen Beträgen an longitudinaler und transversaler Dehnung wärmegehärtet.
Die faserförmige Ausgangsschicht der Probe 3 war eine 0,85-oz/yd² (29-g/m²) luftgelegte Bahn der Kevlar-Aramid-Fasern. Die Bahn wurde an eine stark verwickelte Schicht von 0,7-oz/yd² (24-g/m²) Stil 8417 Sontara spinndurchflochtenem Stoff von Polyesterfasern angebracht. Diese Anfügung wurde mithilfe konventioneller hydraulischer Verwicklungstechniken durchgeführt. Der spinndurchflochtene Polyesterstoff mit der luftgelegten Aramidfaserbahn darüber wurde auf einem 24-Mesh-Sieb mit 21% offenem Bereich gehalten, während er mit 10 Yards pro Minute (9,1 m/Min) unter säulenartige Wasserströme geleitet wurde, welche aus einer Reihe von Öffnungen mit 0,007 Zoll (0,18 mm) Durchmesser hervortraten. Die Reihen von Öffnungen waren etwa 1 Zoll (2,5 cm) oberhalb des Siebs angeordnet und erstreckten sich quer laufend zur Länge der sich bewegenden Vorrichtung. Die Öffnungen waren mit Abstand in der Reihe mit 10 pro Zoll (3,9/cm) angeordnet und wurden mit Wasser bei einem Druck von 500 psig (3450 kPa) versorgt. Die Hydraulikstrahlenbehandlung bewirkte Anhaftungsbahnen zwischen den Garnen und der zu bildenden Bahn, welche in Abstand zueinander mit einer Häufigkeit von 10 pro Zoll (3,9/cm) angeordnet waren. Die auf diese Weise zusammengefügte Bahn und der spinndurchflochtene Stoff wurden in der longitudinalen Richtung um 15% gedehnt. Die longitudinale Dehnung wurde von einer Kontraktion in der transversalen Richtung begleitet (d.h. Randeinzugbilden), was zu einer Bereichsabnahme auf 40% des ursprünglich nicht gedehnten und nicht mit einem Randeinzug vesehenen Bereichs führte. Die Kontraktion bewirkte, daß Fasergruppen umgekehrte U-geformte Schleifen bildeten, die aus der Ebene des Zusammenbaus hervorragten. Die Schleifen in dem kontrahierten Stoff waren mit Abstand zueinander entlang der transversalen Richtung mit einer Häufigkeit von 28 Schleifen pro Zoll (11/cm) angeordnet.
Probe 4 wurde hergestellt, indem eine Schicht aus Aramidfaserbahn über eine unter Spannung gesetzte 12-Gauge Kette (d.h. 12/Zoll oder 4,7/cm) von 140-den (154-dtex) Lycra-Spandex gesetzt wurde, welche mit 70-den (78- dtex) Polyestergarn umhüllt war, und dann wurden die Kette und die Bahn einer Hydraulikverwicklungsbehandlung ausgesetzt. Jedes Garn in der unter Spannung gesetzten Kette hatte etwa 30% Restdehnung (d.h. konnte um zusätzliche 30% gedehnt worden sein), wobei die Polyestergarnumhüllung sich auf etwa 8 Drehungen pro Zoll (3,1/cm) erstreckte. Die Hydraulikbehandlung bestand aus Durchleiten der vereinigten Bahn und Kette während des Haltens auf einem 24 Mesh-Sieb mit 21% offenem Bereich bei 10 Yards/Min (9,1 m/Min) unter säulenartigen Wasserströmen, die aus einer Reihe von Öffnungen mit 0,005-Zoll (0,13-mm) Durchmesser hervortraten, die etwa 1 Zoll (2,5 cm) über dem Zusammenbau angeordnet waren. Die Reihe von Öffnungen war transversal zu der Reihe von Garnen angeordnet und belief sich auf 40 pro Zoll (15,7/cm). Der Zusammenbau wurde den Hydraulikstrahlen in drei Durchgängen unter den Öffnungen ausgesetzt. Der den Öffnungen zugeführte Wasserdruck betrug 200, 1000 und 1800 psig (1380, 6890, 12400 kPa) während der ersten, zweiten bzw. dritten Durchgänge. Nach der Hydraulikstrahlenbehandlung wurde Spannung von den Garnen der Kette abgegeben. Die Spannungsabgabe erzeugte Kontraktion auf etwa 1/3 des ursprünglichen Bereichs der Ausgangsaramidfaserbahn und Zusammenziehen von Aramidfasergruppen in umgekehrte U-geformte Schleifen.
Die Kontrollprobe C bestand aus drei übereinandergelegten flachen Schichten von Typ Z-11 Sontara, hergestellt aus Kevlar-Aramid-Stapelfasern.
Jede der zuvor beschriebenen Proben wurde mit einem Polyurethanharz imprägniert. Das Harz wurde aus einer Lösung von "ZAR" klarem Polyurethanfinish (hergestellt und verkauft von United Gilsonite Laboratories of Scranton, Pennsylvania) aufgebracht, indem die Probe in das Finish eingetaucht wurde, wobei es dem Überschuß erlaubt wurde, von der Probe zu tropfen, und die Probe dann in Luft 48 Stunden lang bei 25ºC und 40% relativer Feuchtigkeit getrocknet wurde. Jede der Proben wurde dann Abriebtesten ausgesetzt. Tabelle I faßt die Testergebnisse neben verschiedenen charakteristischen Eigenschaften der getrockneten, mit Harz imprägnierten Proben zusammen. Die Ergebnisse der Abriebtests sind graphisch in Figur 1 dargestellt.
Die Tabelle und Figur zeigen deutlich die unerwartet großen Vorteile in Bezug auf die Abriebbeständigkeit, die von den Proben 1-4 besessen wird, welche in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt wurden, über die Vergleichsproben A, B und C, welche außerhalb der Erfindung lagen. Beachte daß, wenn die Proben ein Gesamtzusammenziehen von weniger als 2,0 und/oder ein Schleifen-H/B-Verhältnis von weniger als 0,5 hatten, die Abriebbeständigkeit des harzimprägnierten Stoffes sehr viel niedriger war als die Abriebbeständigkeit der erfindungsgemäßen Stoffe. Die Proben 1-4 der Erfindung waren etwa 240 bis 475% abriebfester als Vergleichsproben, die nicht kontrahiert worden waren. Beachte auch, daß die Abriebbeständigkeit größtenteils unbeeinflußt zu sein scheint von der Faserkonzentration in der imprägnierten Schicht innerhalb des Bereichs der untersuchten Faserkonzentrationen. TABELLE I
Beachte: * %normalisierte Abnutzung ist gegenüber Probe C normalisiert. + "Na" bedeutet nicht anwendbar.

BEISPIEL 2

Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung von mit Harz imprägnierten, kontrahierten Faservliesen der Erfindung, Proben 5 und 6, wobei die faserförmige Ausgangsschicht eine Lage aus flash-gesponnenen, plexifilamentären, Film-Fibrillen-Polyethylensträngen ist, und vergleicht ihre Abriebbeständigkeit mit ähnlich hergestellten Vergleichsproben D und E, welche nicht dem gewünschten Betrag an Zusammenziehen ausgesetzt waren. Während die Proben 5 und 6 einem Gesamtzusammenziehen von 2,7 bzw. 5,7 ausgesetzt waren, waren Vergleichsproben D und E, welche außerhalb der Erfindung lagen, überhaupt keinem Zusammenziehen (Probe D) oder einem Gesamtzusammenziehen von nur 1,76 (Probe E) ausgesetzt. Als Ergebnis der angemessenen Kontraktion waren die Proben der Erfindung etwa 20 bis 100 mal so beständig gegenüber Abrieb wie die Vergleichsproben. Die Tabelle II im nachfolgenden faßt detaillierte Eigenschaften der Proben zusammen. Die Figur 2 zeigt graphisch die Vorteile der Abriebbeständigkeit bei mit Harz imprägnierten Stoffen der Erfindung, die mit Gesamtzusammenziehen von mindestens 2 hergestellt waren. Weitere Details in Bezug auf die Herstellung der Proben sind in den nachfolgenden Abschnitten angegeben.
Die faserförmige Ausgangsschicht jeder der Proben dieses Beispiels war eine leichtgewichtige, nicht gebundene Lage von flash-gesponnenen, plexifilamentären, Film-Fibrillen-Polyethylensträngen, welche mit Hydraulikstrahlen in Übereinstimmung mit den allgemeinen Verfahren von Simpson et al., U.S. Patent 5023130 behandelt worden waren. Die Hydraulikstrahlenbehandlung bestand aus Halten der nicht gebundenen Lage auf einem 24-Mesh Sieb mit 21% offenem Bereich und einmal Durchleiten der Lage bei 10 Yards/Min (9,1 m/Min) unter säulenartigen Wasserstrahlen, die aus einer Reihe von Öffnungen mit 0,005-Zoll (0,13 mm) Durchmesser hervortraten, wobei sie mit Abstand von 40 Öffnungen pro Zoll (15,7/cm) in der Reihe angeordnet waren, wobei die Reihen von Öffnungen etwa 1 Zoll (2,5 cm) oberhalb des Siebs und transversal zu der Richtung der Bewegung der Lage angeordnet waren. Wasser wurde den Öffnungen bei einem Druck von 500 psig (3450 kPa) zugeführt. Derartige faserförmige Ausgangsschichten sind als Typro von E.I. du Pont de Nemours und Company kommerziell erhältlich. Ein oder zwei Schichten von 1,3 oz/yd² (44 g/m²) herkömmlichem Typro wurden für die Proben dieses Beispiels verwendet.
Die mit Hydraulikstrahl behandelten faserförmigen Schichten der Typro Lage der Proben 5, 6 und des Vergleichs E wurden durch Nähbinden mit einer "Liba" Maschine mit den Nähgarnen unter Spannung kontrahiert, und dann wurde die Spannung von den Garnen abgegeben. Die Vergleichsprobe D war nicht genäht oder kontrahiert. Für die Proben 5 und 6 der Erfindung war das Nähgarn ein 140-den (154-dtex) Lycra-Spandex, umhüllt mit 70-den (78-dtex) Polyestergarn, und ein vollständig eingefädelter 12-Gauge Strang bildete 1-0,1-2 Stiche, 14 Reihen pro Zoll (5,5/cm). Für die Vergleichsprobe E war der Nähfaden ein 70-den (78-dtex) strukturiertes Nylongarn, und ein vollständig durchgefädelter 12-Gauge Strang bildete 1-0,1-2 Stiche, 9 Reihen pro Zoll (3,5/cm). Alle Proben waren mit einem Polyurethanharz auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 imprägniert, jedoch mit der Ausnahme, daß das in diesem Beispiel verwendete Polyurethanharz, wenn trocken, sehr viel weicher ist, als das Polyurethanharz des Beispiels 1. Das Trockenharz des Beispiels 2 hatte eine Shore A Durometer Härte von etwa 53.
Weitere Details der Proben und ihrer Wirksamkeit sind in der folgenden Tabelle angegeben. TABELLE II
Beachte: * %normalisierte Abnutzung ist gegenüber Probe C normalisiert.
+ "Na" bedeutet nicht anwendbar.

BEISPIEL 3

Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung des Gesamtzusammenziehens auf die Abriebbeständigkeit mit einem herkömmlichen nicht gewebten Material, welches von Kimberly-Clark Corporation in Neenah, Wisconsin, verkauft wird und als "KC stretchbonded composite (B-16, SBL-13)" bezeichnet wird. Dieses Material hat umgekehrte U-geformte Schleifen auf jeder seiner zwei Oberflächen, wie schematisch in Figur 6 dargestellt. In diesem Beispiel ist gezeigt, daß Probe 7 der Erfindung 3 bis 5 mal so abriebfest wie irgendeine der vier Vergleichsproben F, G, H oder I ist. Probe 7 hat ein Gesamtzusammenziehen von 2,8 und ein Schleifen-H/B Verhältnis von 0,63 im Vergleich zu den Vergleichsproben, welche Zusammenziehen im Bereich von 1 bis 1,8 und Schleifenverhältnisse im Bereich von 0,11 bis 0,32 haben.
Das KC stretchgebundene Composite, welches eine faserförmige Ausgangsschicht für jede der Proben dieses Beispiels ist, hat eine sehr dünne elastische Schicht, die in der Mittelebene zwischen zwei spinngebundenen Lagen aus Polypropylenfasern angeordnet ist. Die Lagen waren offensichtlich thermisch an die elastische Schicht punktgebunden, während die elastische Schicht unter Spannung war. Danach hat man es der Schicht offensichtlich ermöglicht, sich zu entspannen und sich in longitudinaler Richtung um etwas, was ein Faktor von 2,8 gewesen zu sein scheint, zusammenzuziehen. Um die Wirkungen des Gesamtzusammenziehens auf die Abriebbeständigkeit dieses Materials zu untersuchen, wurde Polyurethanharz des Beispiels 1 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 auf Proben des KC stretchgebundenen Composites aufgebracht, die vollständig entspannt oder um unterschiedliche Beträge gedehnt waren, wobei Probe 7 gebildet wurde (vollständig entspannt, Gesamtzusammenziehen = 2,8) und Vergleichsproben F, G, H und I (mit Gesamtzusammenziehen von 1,0, 1,1, 1,4 bzw. 1,8). Weitere Details der Proben und ihre Abriebtest-Leistung sind in Tabelle III angegeben. Abriebleistung ist in Figur 3 als eine Funktion des Gesamtzusammenziehens aufgetragen. TABELLE III
Beachte: * %normalisierte Abnutzung ist gegenüber Probe F normalisiert.

BEISPIEL 4

Eine Reihe von harzimprägnierten, mit Stichen gebundenen, kontrahierten Proben wurde mithilfe der Verfahren hergestellt, die in dem Beispiel 1 für Proben 1, 2, A, B und C verwendet waren, und mit den gleichen Materialien, mit der Ausnahme jedoch, daß der Naturkautschuk RSS#1, Herstellungsnummer 220-B40 an die Stelle des in Beispiel verwendeten Polyurethanharzes trat, um die faserförmige Schicht von Kevlar Fasern zu imprägnieren. Die gleichen Arten der Verbesserung in Bezug auf Abriebbeständigkeit mit zunehmendem Gesamtzusammenziehen, wie in Beispiel 1 gezeigt, sind auch in diesem Beispiel dargestellt. Probendetails und Abriebtestergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt. Figur 4 zeigt die Abriebergebnisse graphisch. TABELLE IV
Beachte: * %normalisierte Abnutzung ist gegenüber Probe J normalisiert
"Na" bedeutet nicht anwendbar

BEISPIEL 5

Dieses Beispiel veranschaulicht die schädlichen Wirkungen von übermäßiger Dehnbarkeit auf die Abriebbeständigkeit von harzimprägnierten kontrahierten Stoffen. Es wurden drei Paare von Proben (10 und 11), (12 und M) und (N und O) mithilfe der Verfahren von Beispiel 1, Probe 2 hergestellt. Die faserförmige Ausgangsschicht von Kevlar-Aramid-Faser jeder Probe wurde mit etwa 25% Überbelastung nähgebunden, wobei Proben mit unterschiedlichen Mengen an Gesamtzusammenziehen geliefert wurden. Die stichgebundenen Schichten wurden dann mit dem gleichen Polyurethanharz wie in Beispiel 1 harzimprägniert, wobei das Harz sich auf einen sehr viel niedrigeren Prozentsatz des Gesamtgewichts der harzimprägnierten Probe belief, nämlich auf etwa 6 bis 33 Prozent gegenüber etwa 57 bis 87% in Beispiel 1. Die geringeren Mengen an Harz wurden auf die faserförmige Schicht aufgebracht, indem die Schicht in eine "ZAR" Polyurethanharzlösung getaucht wurde, die mit einem organischen Lösungsmittel verdünnt worden war. Details der Probenkonstruktion und Ergebnisse des Abriebtestens sind in der Tabelle V, im nachfolgenden zusammengefaßt. Wenn das Harz in der Probe weniger als etwa 20% des Gesamtprobengewichts betrug, war die Probe übermäßig dehnbar. Um zu gewährleisten, daß mindestens eine Probe in jedem Paar dimensionsmäßig stabil und im wesentlichen nicht dehnbar war, wurden nicht elastische Streifen anhaftend an die Rückseite der Proben 10, 12 und 13 gefügt aber nicht an das andere Glied des Paares (d.h. Proben 11, M und O). TABELLE V
Beachte: Relative Abnutzung innerhalb des Paares ist relativ zu der abriebbeständigeren Probe, und relative Abnutzungsleistung einzelner Proben ist relativ zur Probe 10.
Die in Tabelle V zusammengefaßten Ergebnisse zeigen, daß selbst bei hohem Gesamtzusammenziehen und hohen Schleifen-H/B-Verhältnissen innerhalb der Erfindung, wenn die Schleifen nicht durch ausreichendes Harz immobilisiert sind, und wenn der Stoff nicht dimensionsmäßig stabil ist, kontrahierter harzimprägnierter Stoff unangemessene Abriebbeständigkeit hat. Beachte, daß Dehnbarkeit von 10% in Probe 11 nicht schädlich gegenüber Abriebbeständigkeit war. Beachte auch, daß Dimensionsstabilisierung von Proben 12 und N zu beträchtlich größerer Abriebbeständigkeit führte als bei den entsprechenden Proben (M bzw. O), die nicht stabilisiert waren. Beachte jedoch, daß das Fehlen von Immobilisierung der Schleifen in den Proben N und O wegen des sehr geringen Harzgehaltes der Proben auch zu einer viel geringeren Abriebbeständigkeit führte.
Obwohl die Erfindung in erster Linie mit faserförmigen Schichten von Kevlar-Aramid-Stapelfasern und von flash-gesponnenen kontinuierlichen plexifilamentären Strängen von Polyethylen-Filmfibrillen veranschaulicht war, deren Schichten mit Polyurethan oder Kautschukharzen impragniert waren, können andere natürliche oder synthetische faserförmige Materialien (beispielsweise Nylon, Polyester, Reyon, Baumwolle und dergleichen) und andere Harze (beispielsweise Epoxy, Polystyrol, etc.) in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, abriebfeste, harzimprägnierte Stoffe zu liefern. Die Harze können aus wäßrigen Lösungen wie auch als Lösungen des Harzes in organischen Lösungsmitteln aufgebracht werden. Auch eignen sich die harzimprägnierten Stoffe der Erfindung nicht nur als flache, schichtartige Gegenstände sondern auch als gestaltete oder geformte Gegenstände. Bei Verwendung in Formprodukten wird etwas der Kontraktion, die dem flachen Stoff auferlegt ist, durch das Formverfahren entfernt. In derartigen Fällen ist die restliche Menge der Kontraktion in dem Formstück sehr wichtig beim Bestimmen der abriebfesten Eigenschaften des harzimprägnierten Gegenstandes. Der harzimprägnierte Stoff der Erfindung kann als eine einzelne Schicht oder in vielfachen übereinandergelagerten Schichten oder in Kombination mit anderen zusammengezogenen Stoffen, flachen Stoffen oder Lagen und in flacher oder in geformter Form verwendet werden. Der Stoff kann permanent angebracht sein an oder geformt sein über Gegenstände wie beispielsweise Ellbogenpolster für Jacken, Rucksäcke, Gepäck, Schuhe oder Teile davon und dergleichen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines abriebfesten Vliesstoffes, imprägniert mit Harz, umfassend die Stufen von:

Impragnieren der Fasern einer nichtgewebten faserförmigen Schicht mit Harz,

Kontrahieren des Bereichs der nicht gewebten faserförmigen Schicht zu einem Bereich, der nicht größer als eine Hälfte des ursprünglichen nicht kontrahierten Schichtbereichs ist, und Bewirken, daß Gruppen von Fasern der nicht gewebten faserförmigen Schicht sich aus der Schichtebene herauswölben und umgekehrte U-förmige Schleifen bilden, die in einer Richtung hervorspringen, die im allgemeinen senkrecht zu der Schichtebene ist,

Härten und/oder Trocknen des Harzes, so daß die gewölbten Fasergruppen unbeweglich gemacht werden, und so, daß die gewölbten Fasergruppen davon abgehalten werden, sich von Seite zu Seite zu bewegen oder in die Schicht zusammenzubrechen, wenn die Oberfläche der Schichten abgerieben wird, und

Stabilisieren der Dimensionen der kontrahierten faserförmigen Schicht, so daß die Dehnbarkeit der Schicht in irgendeiner linearen Richtung nicht mehr als 50% beträgt.

2. Verfahren zum Herstellen eines abriebfesten Vliesstoffes, impragniert mit Harz, umfassend die Stufen von:

Kontrahieren des Bereiches einer nicht gewebten faserförmigen Schicht zu einem Bereich, der nicht größer als eine Hälfte des ursprünglichen nicht kontrahierten Schichtbereichs ist, und Bewirken, daß Fasergruppen der nichtgewebten faserförmigen Schicht aus der Schichtebene herauswölben und umgekehrte U-förmige Schleifen bilden, die in einer Richtung im allgemeinen senkrecht zu der Schichtebene vorspringen,

Imprägnieren der gewölbten Fasergruppen mit einem Harz, Härten und/oder Trocknen des Harzes, so daß die gewölbten Fasergruppen unbeweglich gemacht werden, und so, daß die gewölbten Fasergruppen daran gehindert werden, sich von Seite zu Seite zu bewegen oder in die Schicht zusammenzubrechen, wenn die Oberfläche der Schichten abgerieben wird, und

3. Verfahren in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der faserförmige Schichtbereich zu weniger als einem Drittel des ursprünglichen Bereichs kontrahiert wird.

4. Verfahren in Übereinstimmung mit einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein kontrahierbares Element oder Reihe von kontrahierbaren Elementen intermittierend an die nichtgewebte faserförmige Schicht angebracht wird, wobei das intermittierend angebrachte Element oder Reihe von Elementen kontrahiert wird, wodurch eine Begleitkontraktion der nicht gewebten faserförmigen Schicht und das Wölben der Fasergruppen bewirkt wird.

5. Verfahren in Übereinstimmung mit einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dimensionen der kontrahierten Schicht gleichzeitig mit der Immobilisierung der gewölbten Fasergruppen während der Harzimprägnierungs- und-Härtestufe stabilisiert werden.

6. Verfahren in Übereinstimmung mit einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Menge an Trockenharz im Bereich von 10 bis 90% des Gesamtgewichts der imprägnierten Schicht liegt.

7. Verfahren in Übereinstimmung mit Anspruch 6, wobei das Trockenharz 25 bis 75% des Gesamtgewichts der imprägnierten Schicht beträgt.

8. Vliesstoff, imprägniert mit Harz, umfassend eine faserförmige Schicht, aus der Fassergruppen aus der Ebene herausgewölbt sind, wobei die gewölbten Fasergruppen einen Durchschnittsabstand im Bereich von 0,5 bis 3 mm und ein Durchschnittsschleifen-Höhe-zu-Basis-Verhältnis von mindestens 0,5 haben und immobilisiert sind, so daß die gewölbten Fasergruppen davon abgehalten werden, sich von Seite zu Seite zu bewegen oder in die Schicht zusammenzubrechen, wenn die Oberfläche der Schichten abgerieben wird, und der Stoff ist in irgendeiner linearen Richtung um nicht mehr als 50% dehnbar, und sein Gewicht liegt im Bereich von 150 bis 1200 g/m², wobei von diesem Gewicht 10 bis 90 Gewichtsprozent aus Harz besteht.

9. Stoff nach Anspruch 8, wobei der Durchschnittsabstand der gewölbten Fasergruppen im Bereich von 1 bis 2 mm liegt, und der Stoff um nicht mehr als 25% dehnbar ist.

10. Stoff nach Anspruch 9, wobei das Schleifen-Höhe-zu-Basis-Verhältnis im Bereich von 0,7 bis 1,5 liegt, und der Stoff um nicht mehr als 5% dehnbar ist.