DE69633467T2

DE69633467T2 - Verfahren zum herstellen einer dreidimensionalen textilware, dazu benützte faden, mit diesem faden oder diesem verfahren hergestellte verbundwerkstoffe

Info

Publication number: DE69633467T2
Application number: DE69633467T
Authority: DE
Inventors: Ignaas Verpoest
Original assignee: Katholieke Universiteit Leuven
Current assignee: Katholieke Universiteit Leuven
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: ATE276871T1; EP1015234A1; US6184161B1; BE1009269A6; DE69633467D1; JPH11503494A; EP1015234B1; WO1996031336A1; AU5262296A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Textilerzeugnisses, welches in Form eines gestrickten Stoffes, eines gewebten Stoffes oder einer dafür geeigneten Technik erhalten wird.
Textilerzeugnisse der beabsichtigten Art werden u. a. ausführlich in der Patentanmeldung PCT/BE93/0048 beschrieben, welche der WO-A 94/01272 entspricht. Sie können als solche oder als Verstärkung in Verbundwerkstoffen verwendet werden.
Insbesondere zeigen dreidimensionale gestrickte Stoffe oder dreidimensionale gewebte Stoffe, wie nachfolgend beschrieben wird, eine bestimmte Eindrucksteifigkeit auf, mit anderen Worten einen Widerstand gegen eine Bewegung der beiden gewebten oder gestrickten Stoffoberflächen zueinander, welche diese Textilerzeugnisse kennzeichnen.
Es soll noch beiläufig erwähnt werden, dass, abgesehen von gestrickten und gewebten Stoffen, dreidimensionale Textilerzeugnisse auch durch Flechten, Tufting, Nähen etc. erzeugt werden können. In der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen werden diese verschiedenen Verfahren daher durch den Ausdruck „Textilverarbeitung" klargestellt.
WO 94/01272 beschreibt verschiedene Verfahren zum Erzeugen von versteiften Polfäden in 3-D-Verbundstoffen. Beim Verwenden einer Harzimprägnierung werden jedoch Polfäden verschiedener Arten beschrieben, wobei Glasfasern bevorzugt werden. Es wird sowohl duroplastisches als auch thermoplastisches Harz beschrieben. Zum Erhalten einer angemessenen Festigkeit wird eine Schaumfüllung empfohlen.
EP 424 215 beschreibt zwei Verfahren zum Erzeugen von Polfäden in 3-D-Verbundstoffen. Zunächst kann ein Verbundfaden verwendet werden, welcher aus aufweichbaren Harzfasern hergestellt ist. Diese können gewebt und dann miteinander verschmolzen werden. Alternativ kann der Verbundstoff ein mit Harz imprägniert sein.
Die Steifigkeit des Textilerzeugnisses hängt hauptsächlich von der Steifigkeit des verwendeten Polfadens, der Dichte dieser Polfäden und des Kreuzes, d. h. senkrecht, kreuzweise oder in Schnittbeziehung, sowie von der Höhe der Polfäden, d. h. dem Abstand zwischen beiden Oberflächen des Textilerzeugnisses, ab.
Zum Erhöhen der Steifigkeit eines dreidimensionalen Textilerzeugnisses für eine gegebene Polhöhe wird ein steiferer Faden verwendet oder eine höhere Dichte dieser Polfäden vorgesehen und zwar mit der angemessenen Kreuzung.
Durch diese Behandlungsart stößt man jedoch auf verschiedene Probleme, von welchen die Wichtigsten wie folgt beschrieben werden können: je höher die Steifigkeit des Polfadens ist, desto schlechter sind die Web- oder Strickeigenschaften des Erzeugnisses, d. h. der hierin oben erwähnten Textilbehandlung. Beim Anwenden anderer Produktionsmöglichkeiten weist die Anwendung von Polfäden mit dieser zu hohen Steifigkeit auch sehr nachteilige Konsequenzen auf.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung ist dreidimensionale gestrickte oder gewebte Textilmaterialien zu liefern, welche eine gute Luftdurchlässigkeit aufweisen. Die vorliegende Erfindung verwendet Textilfäden, u. a. Polfäden, welche ausreichend flexibel sind und folglich in hohen Dichten vorgesehen werden können. Mit einer Endbehandlung, welche das Wesen der Erfindung betrifft, werden die Fäden, u. a. die Polfäden versteift, ohne dass der Abstand zwischen den oben erwähnten Oberflächen des Textilerzeugnisses beispielsweise mit Schaum aufgefüllt werden muss.
In den folgenden Beispielen werden Polfäden, die Struktur derselben, die Vor- und Endbehandlung derselben beschrieben werden und dies in Funktion der wesentlichen Rolle, welche durch diese Polfäden in einem dreidimensionalen Textilerzeugnis der hierin oben beschriebenen Art zu erfüllen ist. Andererseits können Textilfäden, welche nicht die Funktion der Polfäden aufweisen und aber nur in den Außenschichten vorzufinden sind, die gleiche Struktur aufweisen und der gleichen Vor- oder Endbehandlung unterzogen werden. Der Ausdruck „Polfaden" wird daher nie im engen Sinn zu interpretieren sein. Sie können folglich zu einer Erhöhung beispielsweise der Biegesteifigkeit und der Biegefestigkeit der dreidimensionalen Textilerzeugnisse und/oder ihrer Verbundstoffe beitragen.
Um die im Oberbegriff erwähnten Aufgaben zu erfüllen, sind die Polfäden in einem dreidimensionalen gestrickten oder gewebten Erzeugnis einer Behandlung ausgesetzt, welche unter solchen Umständen durchgeführt wird, dass der Textilfaden während einer ersten Textilbehandlung, wie z. B. dreidimensionales Stricken oder dreidimensionales Weben, ausreichend flexibel bleibt und in einer anschließenden Behandlung versteift werden kann, wie z. B. dem Imprägnieren mit einer Matrix. Folglich liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Textilerzeugnisses mit gestrickten und gewebten Stoffen, wobei das Textilerzeugnis zwei Textillagen mit dazwischen angeordneten Polfäden aufweist, welches die folgenden Schritte aufweist:

a) Vorsehen eines Textilfadens aus einer Kombination eines Monofilaments mit einer Umhüllung von Fasern;
b) Herstellen der zwei Textillagen mit den dazwischenliegenden Polfäden, wobei der Textilfaden als Polfaden verwendet wird und flexibel ist;
c) Behandeln des Textilfadens mit einem Harz oder Imprägnieren des Textilfadens mit einer Matrix; und
d) Versteifen der Polfäden ohne den Raum zwischen den zwei Textillagen aufzufüllen.

Die vorliegende Erfindung liefert auch ein dreidimensionales gestricktes oder gewebtes Textilerzeugnis, welches zwei Textillagen mit dazwischen angeordneten Polfäden aufweist;
wobei der Polfaden einen Textilfaden aufweist;
der Polfaden mit einem Harz behandelt oder einer Matrix imprägniert ist, wobei der Polfaden versteift ist, ohne dass der Raum zwischen den zwei Textillagen aufgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Textilfaden als eine zusammengesetzte Kombination aus mindestens einem Monofilament und einer Umhüllung von Fasern ausgebildet ist.
Andere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines Textilfadens, u. a. eines Polfadens hervorgehen, welcher in dreidimensionalen Textilerzeugnissen nach der Erfindung verwendet wird. Diese Beschreibung dient nur als Beispiel und schränkt die Erfindung nicht ein. Die Bezugsnummern beziehen sich auf die hieran angefügte Zeichnung, welche einen Abschnitt eines Textilfadens, u. a. eines Polfadens in einem sehr großen Maßstab zeigt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Monofilament mit einer Umhüllung aus Naturfasern und/oder synthetischen Fasern.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die durch die Figur veranschaulichte Ausführungsform, welche nur beispielsweise ausgewählt wurde, ist ein Beispiel möglicher Textilfäden, u. a. Polfäden oder Faserzusammenstellungen, welche in der Erfindung zu verwenden sind, welche nun hauptsächlich in Bezug auf die Herstellung eines dreidimensionalen Textilerzeugnisses beschrieben wird, dessen Polfäden versteift sind. Grundsätzlich betrifft die Erfindung allerdings das Erzeugen und Anbringen von ausreichend flexiblen Polfäden, welche in hohen Dichten vorgesehen und versteift werden können, ohne den Abstand zwischen den Lagen des dreidimensionalen Textilerzeugnisses beispielsweise mit Schaum auffüllen zu müssen. Ein Vorteil des folglich erhaltenen Erzeugnisses ist natürlich seine gute Luftdurchlässigkeit. Der Textilfaden verwendet ein Material, welches gleichzeitig ein gutes Haftvermögen zwischen den verschiedenen Bestandteilen liefert, wonach das Textilverfahren (dreidimensionales Stricken, Weben, Tufting, Nähen, etc.) vollendet ist.
Um ein Verschieben in Bezug auf steifere Materialien zu verhindern, wie es beispielsweise mit Monofilamenten auftreten kann, welche eine darum gesponnene Umhüllung aufweisen, kann der Kern, welcher beispielsweise aus einem PET-Monofilament besteht, aufgeraut oder die Umhüllung an das Monofilament geklebt und/oder damit verschmolzen werden, welches als Kerngarn dient. Es ist auch möglich zwei oder mehrere dieser herumgesponnenen, herumgewundenen, herumgestrickten Garne noch einmal zusammen zu verarbeiten, bevor mit dem Weben, Stricken, Flechten, Tufting, etc. fortgefahren wird, um das im Oberbegriff erörterte dreidimensionale Textilerzeugnis zu erhalten.
Der Polfaden kann folglich durch das Härten des Polmaterials während einer Endbehandlung nach der Textilbehandlung durch das Hinzufügen eines Harzes und das Zulassen, dass diese Umhüllung anschließend erstarrt, gehärtet oder versteift werden.
In Bezug auf die hieran angehängte Figur kann folglich Folgendes gesagt werden.
In 1 ist ein Monofilament 1 mit einer Umhüllung umwickelt, welche das gleiche Gewicht von Ramie und Viskose aufweist. Der gestrickte Stoff oder das Textilerzeugnis, welches nach einem anderen Verfahren erhalten wurden, wird anschließend mit einem Harz behandelt und liefert im Vergleich zur Verwendung eines dickeren Monofilaments eine viel höhere Steifigkeit. In dieser Figur sind die synthetischen Fasern mit der Bezugsnummer 2 und die Naturfasern mit der Bezugsnummer 3 angezeigt. Das Monofilament 1 kann aus PET, PA 6, PA 66, PA 46, PA 12, PVC, PP, PE, PEI, PAI und technisch äquivalenten Materialien bestehen. Die synthetischen Fasern 2 sind Fasern, zu welchen u. a. PA 6, PA 66, PE, PET, PA 12, PA 46, PP, etc. gehören. Beispiele von Naturfasern 3 enthalten Ramie, Flachs, Baumwolle, Jute, Sisal und technisch äquivalente Naturfasern. Synthetische Fasern, wie z. B. Viskose, können auch in Betracht gezogen werden.
Das Monofilament 1 dieser Anordnung gewährleistet, dass ein ausreichender Abstand zwischen den zwei gewebten Oberflächenstoffen des dreidimensionalen Textilerzeugnisses erhalten bleibt.
Die Gebiete, in welchen die verschiedenen hierin oben beschriebenen Erzeugnisse eingesetzt werden können, können wie folgt unterteilt werden:

a) Sporterzeugnisse, wie z. B. Helme, Schutzjacken (beispielsweise für Hockeyspieler), Beinschützer, Knie- und Knöchelschützer, Sohlen für Sportschuhe, Sattel, Pferdedecken, Sportmatten, etc.;
b) Sicherheitserzeugnisse, wie z. B. Innenfutter für Schutzjacken (kugel- oder schrapnellsicher), Einlegesohlen für Sicherheitsschuhe und andere Schuhe (beispielsweise Stiefel), Stoßstangen, etc.;
c) Erzeugnisse für den Umweltschutz, wie z. B. Schwingungsdämpfer, Filtrationsanwendungen, das Abschirmen von Maschinen und anderen Geräusch- und Schwingungsquellen, Isoliermaterialien, etc.;
d) Bausektor: Anwendungen, wie z. B. Bodenunterlagen, Wände, einschließlich der verschiebbaren Dachisolierung, Wandisolierung;
e) Werkzeuge, wie z. B. Lichtgehäuse, welche vor Wärme und Stößen isoliert sein müssen, Bremsscheiben, Kupplungen.

Die Erfindung ist nicht auf die hierin oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und es können eine Menge Veränderungen an derselben vorgenommen werden, sofern diese innerhalb des Bereiches der hieran anhängenden Ansprüche fallen.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Textilerzeugnisses mit gestrickten und gewebte Stoffen, wobei das Textilerzeugnis zwei Textillagen mit dazwischen angeordneten Polfäden aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Vorsehen eines Textilfadens aus einer Kombination eines Monofilaments (1) mit einer Umhüllung von Fasern (2, 3); b) Herstellen der zwei Textillagen mit dem dazwischenliegenden Polfaden, wobei der Textilfaden als ein Polfaden benutzt wird und flexibel ist, gefolgt von: c) Behandeln des Textilfadens mit einem Harz oder Imprägnieren des Textilfadens mit einer Matrix; und d) Versteifen der Polfäden ohne den Raum zwischen den zwei Textillagen aufzufüllen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schnittfläche der Fasern, die die Umhüllung bilden, kleiner ist als die Schnittfläche des Monofilaments.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Textilfaden mindestens ein synthetisches Monofilament (2) mit einer Umhüllung aufweist, welche mindestens teilweise Naturfasern (3) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das synthetische Monofilament (2) aus einem Werkstoff hergestellt ist, welcher aus der Gruppe ausgewählt ist, die Folgendes aufweist: PET, PA 6, PA 66, PA 46, PA 12, PVC, PP, PE, PEI, PAI.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Naturfasern Fasern sein können aus: Ramie, Flachs, Baumwolle, Jute, Sisal.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Umhüllung synthetische Fasern aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die synthetischen Fasern Folgendes aufweisen: PA 6, PA 66, PA 46, PA 12, PP, PE, PET, Viskose.
Dreidimensionales gestricktes oder gewebtes Textilerzeugnis, welches zwei Textillagen mit dazwischen angeordneten Polfäden aufweist; wobei der Polfaden einen Textilfaden aufweist; wobei der Textilfaden mit einem Harz behandelt oder mit einer Matrix imprägniert ist, und der Polfaden versteift ist, und ohne dass der Raum zwischen den beiden Textillagen aufgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Textilfaden als eine zusammengesetzte Kombination aus mindestens einem Monofilament (1) und einer Umhüllung von Fasern (2, 3) ausgebildet ist.
Textilerzeugnis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittfläche der Fasern, die die Umhüllung bilden, kleiner ist als die Schnittfläche des Monofilaments.
Textilerzeugnis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Textilfaden mindestens ein synthetisches Monofilament (2) mit einer Umhüllung aufweist, welche mindestens teilweise Naturfasern (3) aufweist.
Textilerzeugnis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff für das synthetische Monofilament (2) aus einem Werkstoff hergestellt ist, welcher aus der Gruppe ausgewählt ist, die Folgendes aufweist: PET, PA 6, PA 66, PA 46, PA 12, PVC, PP, PE, PEI, PAI.
Textilerzeugnis nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Naturfasern Fasern sein können aus: Ramie, Flachs, Baumwolle, Jute, Sisal.
Textilerzeugnis nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Umhüllung synthetische Fasern aufweist.
Textilerzeugnis nach Anspruch 13, wobei die synthetischen Fasern Folgendes aufweisen: PA 6, PA 66, PA 46, PA 12, PP, PE, PET, Viskose.