DE69701185T2

DE69701185T2 - Stichschutzeinlage für Schutztextilien

Info

Publication number: DE69701185T2
Application number: DE69701185T
Authority: DE
Inventors: Luc Bourgois; Pol Bruyneel; Frans Van Giel; Roger Vanassche
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 1996-02-01
Filing date: 1997-01-09
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2017-01-10
Also published as: US6247298B1; BR9707256A; AU1442397A; US5883018A; WO1997027769A2; EP0879001A2; DE69701185D1; ES2144307T3; ZA97282B; WO1997027769A3; MX9806210A; EP0879001B1

Description

Fachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stoff zur Verwendung als stichfester Einsatz in Schutztextilien, wie beispielsweise Kleidung im allgemeinen, insbesondere Westen, Segelkleidung und Segeltuche.

Hintergrund der Erfindung

Es sind zum einen Stahlkordkonstruktionen im allgemeinen und insbesondere Mehrlitzen-Stahlkordkonstruktionen verbreitet in der Technik bekannt, beispielsweise zur Verstärkung von Gummireifen, Förderbändern, Schläuchen und Synchronriemen.
Andererseits ist im Stand der Technik ferner Schutzkleidung und kugelsichere Kleidung weitgehend bekannt. Eine stichfeste Stoffeinlage ist in der DE-C-44 07 180 offenbart. Dieses Dokument offenbart den Gebrauch eines feinmaschigen Kettennetzes in einer Polymermatrix für einen derartigen Zweck. Kugelsichere Kleidung ist gewöhnlich mit hoch zugfesten Synthetikgarnen verstärkt, wie beispielsweise Aramid, um eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen Projektile/Kugeln zu erreichen. Es hat sich herausgestellt, dass Synthetikgarne eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen Projektile/Kugeln bereitstellen, jedoch ist deren Widerstandsfähigkeit gegen Stiche und Messer unzureichend geblieben.

Abriß der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Stoff zur Verwendung als stichfester Einsatz in Schutztextilien bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stoff mit einem hinreichenden Grad an Flexibilität bereitzustellen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Stoff zur Verwendung als stichfester Einsatz in Schutztextilien vorgesehen. Das Gewebe umfaßt eine Mehrzahl von Stahlkorden und jeder dieser Stahlkorde umfaßt eine Längsachse und zwei oder mehr Stahlfilamente. Jedes dieser Stahlfilamente bildet einen Verdrillungswinkel mit der Längsachse des Stahlkords. Diese Stahlkorde besitzen zwei oder mehrere, bevorzugt drei oder mehrere derartige Verdrillungswinkel, welche sich im wesentlichen voneinander unterscheiden. Derartige Stahlkorde sind beispielsweise aus der LU-A-84 844 bekannt.
Der Stoff kann eine gewebte Struktur, eine gewirkte/gestrickte Struktur oder eine geknüpfte Struktur aufweisen.
Der Stoff ist bevorzugt mit einem Klebstoff beschichtet.
Falls der Stoff eine gewebte Struktur aufweist, können die Stahlkorde die Kette, den Schuß oder die Kette und den Schuß bilden. Nichtmetallische Filamente können die Kette mit dem Schuß verbinden.
Der Stoff kann mit einem Stahlkord verstärkt sein, welcher Stahlkord zwei oder mehr Litzen einer verdrillten Struktur umfaßt, wobei die Litzen miteinander verdrillt sind. Wenigstens eine der Litzen besteht aus einer ersten Gruppe und aus einer zweiten Gruppe. Die erste Gruppe weist wenigstens ein Stahlfilament auf und besitzt eine erste Verdrillungssteigung, die zweite Gruppe weist wenigstens zwei Stahlfilamente auf und besitzt eine zweite Verdrillungssteigung. Die erste Verdrillungssteigung ist deutlich unterschiedlich zu der zweiten Verdrillungssteigung. Die erste Gruppe bildet zusammen mit der zweiten Gruppe die Litze. Wenigstens eine der Litzen umfaßt Filamente, welche miteinander mit einer dritten Verdrillungssteigung verdrillt sind, welche sich von der ersten Verdrillungssteigung und von der zweiten Verdrillungssteigung unterscheidet.
Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Stoffs und der vorstehend beschriebenen Stahlkordkonstruktion kann wie folgt erläutert werden.
Stahlfilamente sehen im Vergleich zu synthetischen Garnen einen verbesserten Widerstand gegen Stiche vor. Je größer der Filamentdurchmesser ist, desto größer ist die Stichfestigkeit. Dicke Filamente führen jedoch zu einem Verlust an Flexibilität.
Es hat sich nun herausgestellt, daß die Stichfestigkeit eines Stahlfilaments am kleinsten ist wenn der Winkel zwischen dem Stich und dem Filament ein rechter Winkel von 90º ist, und daß die Stichfestigkeit größer wird, wenn der Winkel zwischen dem Stich und dem Filament schräg wird und stärker von einem rechten Winkel verschieden. Da nicht vorhersehbar ist, aus welcher Winkelrichtung ein Stich kommt, ist eine Stahlkordkonstruktion mit verschiedenen Verdrillungswinkeln dazu geeignet, die erforderliche Stichfestigkeit bereitzustellen während gleichzeitig das erforderliche Maß an Flexibilität bereitgestellt wird.
Der Stahlkord zur Verwendung als Verstärkung eines Stoffs gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist wenigstens zwei, bevorzugt wenigstens drei im wesentlichen voneinander verschiedene Verdrillungssteigungen auf, um wenigstens drei verschiedene Verdrillungswinkel vorzusehen.
Bevorzugt erscheinen die Filamente, welche die im wesentlichen voneinander verschiedenen Verdrillungswinkel aufweisen zumindest teilweise an der Oberfläche des Stahlkords.
Ein bevorzugter Stahlkord weist drei im wesentlichen voneinander verschiedenene Verdrillungswinkel auf und umfaßt ferner wenigstens eine Litze, die aus einer ersten Gruppe und aus einer zweiten Gruppe besteht. Eine derartige Litze kann als eine (m + n)-Litze bezeichnet werden. Eine (m + n)- Litze umfaßt bereits zwei verschiedene Verdrillungssteigungen (oder Verdrillungswinkel) und kann über einen einzigen Schritt hergestellt werden, wie dies in der US-A-4,408,444 offenbart wurde, was sie besonders geeignet für die Verwendung als Verstärkung von stichfesten Einsätzen macht. Eine weitere Verdrillung einer derartigen (m + n)-Litze mit einer weiteren Litze kann zu einem Stahlkord führen, welches mit lediglich zwei Herstellungsschritten hergestellt werden kann und welches drei verschiedene Verdrillungswinkel umfaßt.
Beispiele einer derartigen (m + n)-Litze sind:
2 · 0,18 + 2 · 0,18 Verdrillungssteigungen ∞ / 8 mm
3 · 0,15 + 2 · 0,15 Verdrillungssteigungen ∞ / 10 mm ·
3 · 0,12 + 3 · 0,12 Verdrillungssteigungen ∞ / 10 mm
3 · 0,12 + 2 · 0,15 Verdrillungssteigungen ∞ / 10 mm (1 Kupferdraht und zwei Stahldrähte von 0,12 mm) + 2 · 0,15 Verdrillungssteigungen ∞ / 10 mm
Die Filamentdurchmesser des erfindungsgemäßen Stahlkords liegen im Bereich von 0,05 mm bis 0,45 mm, wobei die Untergrenze kostenbedingt und durch eine ausreichende Stichfestigkeit bedingt ist und wobei die Obergrenze flexibilitätsbedingt ist.
Da eine hohe Zugspannungsfestigkeit nicht das erste von dem erfindungsgemäßen Stahlkord zu erfüllende Erfordernis ist, können die Stahlfilamente auch aus einem rostfreiem Stahl anstelle eines gebräuchlicheren Kohlenstoffstahls hergestellt werden. Ferner ist eine Kombination aus Stahldrähten und rostfreihen Stahldrähten möglich. Das Einarbeiten eines Kupferdrahts zum Ausbilden des Stoffs ist nicht ausgeschlossen. Tatsächlich hängt die Wirkung eines Schnitts von dem Material der verwendeten Drähte ab: Kupferdrähte werden auf andere Weise als einfache Kohlenstoffstahldrähte geschnitten, einfache Kohlenstoffstahldrähte werden auf andere Weise als rostfreie Stahldrähte geschnitten.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verläuft die gesamte Verdrillung in derselben Richtung (S oder Z), was dem gesamten Stahlkord eine größere Längsdehnung vermittelt und als Folge ein höheres Maß an Flexibilität und ein höheres Dämpfungspotential.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun detaillierter mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine Längsansicht eines bevorzugten Stahlkords zeigt;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines bevorzugten Stahlkords zeigt;
Fig. 3 die Herstellungsweise einer (m + n)-Litze zeigt;
Fig. 4 die Herstellungsweise eines bevorzugten Stahlseils, ausgehend von (m + n)-Litzen zeigt;
Fig. 5, 6 und 7 Draufsichten gewebter Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 8, 9a und 9b und 10 Querschnittsansichten gewebter Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung sind;
Fig. 11 eine Draufsicht einer gewirkten Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine Längsansicht eines bevorzugten Stahlkords 100. Der Stahlkord 100 weist eine Längsachse 102 und einzelne Stahlfilamente 104 auf. Jedes der Stahlfilamente 104 bildet einen Verdrillungswinkel α mit der Längsachse 102 des Stahlkords 100. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist der Verdrillungswinkel α eines Filaments definiert als:
α = arctg (2πR/p)
wobei R der radiale Abstand zwischen der Mitte des Filaments 104 und der Längsachse 102 ist und wobei p die Schlaglänge oder Steigung des Filaments 104 im Stahlkord 100 ist. Die Filamente des Stahlkords zeigen zwei oder mehr deutlich voneinander unterschiedliche Verdrillungswinkel α. Die Filamente einlitziger Stahlkorde des Typs 1 · n, wie beispielsweise ein 1 · 2-Kord, ein 1 · 3- Kord, ein 1 · 4-Kord oder ein 1 · 5-Kord besitzen alle ein- und denselben Verdrilfungswinkel. Ihr Gebrauch in einem Stoff zur Verwendung als stichfester Einsatz in Schutztextilien ist nicht ausgeschlossen, jedoch werden Stahlkorde mit zwei oder mehr deutlich voneinander unterschiedlichen Verdrillungswinkeln aus den vorstehend genannten Gründen bevorzugt.
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht des Stahlkords 100. Der Stahlkord 100 umfaßt drei (2 + 2)-Litzen 111, 112 und 114. Die Litze 111 besteht aus einer ersten Gruppe von Filamenten 116 und einer zweiten Gruppe von Filamenten 118. Die Filamente 118 sind um die erste Gruppe verdrillt. Die Litze 112 besteht aus einer ersten Gruppe von Filamenten 120 und einer zweiten Gruppe von Filamenten 122. Die Filamente 122 sind um die erste Gruppe herum verdrillt. Auf dieselbe Weise besteht die Litze 114 aus einer ersten Gruppe von Filamenten 124 und aus einer zweiten Gruppe von Filamenten 126. Die Filamente 126 sind um die erste Gruppe herum verdrillt. In dem Stahlkord 100 ist die Litze 111 insgesamt nicht um sich selbst verdrillt und die Litzen 112 und 114 sind um die Litze 111 und jeweils um sich selbst verdrillt.
Ein derartiger Stahlkord 100 kann unter die folgende Formel gefaßt werden:
1 · [2 + 2] + 2 · [2 + 2] (Filamentdurchmesser: 0,18 mm)
Steigungen: ∞/8 8/4 (mm)
Kordsteigung: 8 (mm)
Das Symbol "∞" bezieht sich auf eine unendliche Steigung, was bedeutet, daß die Filamente der jeweiligen Gruppe nicht gegenseitig verdrillt sind. Wie ersichtlich weist dieser Kord drei verschiedene Verdrillungssteigungen auf, was zu drei verschiedenen Verdrillungswinkeln führt.
Fig. 3 und 4 stellen die Herstellungsweise eines derartigen 1 · [2 + 2] + 2 · [2 + 2]-Kords dar.
Fig. 3 stellt die Herstellungsweise der einzelnen [2 + 2]-Litzen 111, 112 und 1 14 dar und Fig. 4 stellt die Herstellungsweise des gesamten Stahlkords 100 dar.
Ausgehend von der linken Seite von Fig. 3 führen äußere Zuführspulen 128 die einzelnen Filamente 116 (oder 120 oder 124) einer bereits bekannten Doppelverdrillungsvorrichtung zu. Die Filamente 116 nehmen zwei Verdrillungen in Z-Richtung auf, während diese über eine erste Führungsscheibe 130, über einen Flyer 132 zu einer ersten Umkehrscheibe 134 geführt werden. Die vorläufig verdrillten Filamente 116 werden mit den Filamenten 118 (oder 122 oder 126) zusammengebracht, welche von inneren Zuführspulen 136 zugeführt werden und über eine zweite Umkehrscheibe 138, einen zweiten Flyer 140 und über eine zweite Führungsscheibe 142 geführt werden. Alle Filamente 116 und 118 nehmen zwei Verdrillungen in S-Richtung auf. Da der Flyer 140 notwendigerweise sich mit derselben Geschwindigkeit dreht, wie der Flyer 132 bedeutet dies, daß die Filamente 116 vollständig entdrillt werden und daß die Filamente 118 gegenseitig und um die jeweilige erste Gruppe von Filamenten 116 in S-Richtung verdrillt werden. Das Ergebnis ist eine [2 + 2]-Litze, welche bereits wie folgt bekannt ist: Die erste Gruppe von zwei Filamenten 116 ist eine Gruppe aus unverdrillten Filamenten mit im wesentlichen unendlicher Steigung, die zweite Gruppe von Filamenten 118 ist eine Gruppe von verdrillten Filamenten. In diesem einzigen Herstellungsschritt, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, wird eine Stahllitze 111 (oder 112 oder 114) mit zwei verschiedenen Verdrillungssteigungen und mit zwei verschiedenen Verdrillungswinkeln hergestellt.
Im Prinzip wird derselbe Prozeß gemäß Fig. 3 in Fig. 4 wiederholt. Der einzige grundlegende Unterschied liegt darin, daß in Fig. 4 eine äußere Zuführspule 128 die Stahllitze 111 zuführt und daß die inneren Zuführspulen 136 Stahllitzen 112 und 114 zuführen. Das abschließende Ergebnis ist, daß die Stahllitze 111 nicht um sich selbst verdrillt ist, und daß die Stahllitzen 112 und 114 um sich selbst und um die Stahllitze 111 verdrillt sind, wodurch ein Stahlkord mit drei verschiedenen Verdrillungssteigungen erzeugt wird. Das Verfahren gemäß Fig. 4 kann wie folgt dargestellt werden:
Litze 111: [2 + 2]
∞/85 → ∞/85
Litze 112: [2 + 2]
∞/85 → 85/45
Litze 114: [2 + 2]
∞/85 → 85/45
Die Kordsteigung beträgt 8 mm (S-Richtung).
Es ist selbstverständlich, daß weitere Ausführungsbeispiele des Stahlkords denkbar sind, wobei eine begrenzte Anzahl solcher Ausführungsbeispiele nachfolgend aufgelistet ist.
2 · [2 + 2] + 2 · [2 + 2]
2 · [3 + 2] + 2 · [2 + 2]
2 · [2 + 3] + 2 · [2 + 2]
2 · [2 + 2] + 2 · [3 + 2]
2 · [2 + 2] + 2 · [2 + 3]
2 · [3 + 3] + 2 · [2 + 2]
2 · [2 + 2] + 2 · [3 + 3]
2 · [2 + 2] + 2 · 1
∞/8S 4S
1 · [2+2] + 2 · [1 · 3]
∞/8S 4S
2 · [2+2] + 2 · [1 · 4]
∞/8S 4S
1 · 2 + 2 · [2 + 2]
1 · [2 + 2] + 1 · [2 + 2]
2 · [2 + 2] + 1 · [2 + 2]
Fig. 5 bis 10 stellen allesamt gewebte Strukturen 144 gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
In Fig. 5 bilden Stahlkorde 100 die Kette wohingegen Synthetikgarne 146, wie beispielsweise Aramid, den Schuß bilden. Ein Nylon-Filament 148, wie beispielsweise Nylon 940/2/2, bildet die Kette und den Schuß.
In Fig. 6 bilden Stahlkorde 100 den Schuß, wohingegen Synthetikgarne 146 die Kette bilden.
In Fig. 7 bilden Stahlkorde 100 sowohl die Kette als auch den Schuß.
In der gewebten Struktur 144 von Fig. 8 bilden Stahlkorde 100 den Schuß und Nylonfilamente 148 bilden die Kette auf alternierendem Zick-Zack-Weg: ein erstes Nylonfilament 148 erstreckt sich über und unter und über den Stahlkorden 100, ein zweites Nylonfilament 148 erstreckt sich unter und über und unter den Stahlkorden 100, usw.
Bei der gewebten Struktur 144 aus Fig. 9a und 9b bilden Stahlkorde 100 auch den Schuß und Nylonfilamente 148 bilden auch die Kette auf alternierendem Zick-Zack-Weg, jedoch verläuft hier das Nylon-Filament 148 über zwei Stahlkorde 100 und nachfolgend unterhalb von zwei Stahlkorden 100 etc., mit anderen Worten beträgt die Steigung von Kettennylonfilamenten vier Stahlkorde anstelle von zwei.
Fig. 10 zeigt den Querschnitt einer sogenannten fest-gewebten Struktur 144, welche als solche zur Verstärkung von Förderbändern existiert. Eine derartige fest-gewebte Struktur weist zwei Lagen von Stahlkorden als Kette auf und drei Lagen von Synthetikfilamenten 146 oder Stahlkorden als Schuß. Die Ketten- und Schuß-Lagen sind mittels Nylonfilamenten 148 miteinander verbunden.
Fig. 11 zeigt eine gewirkte/gestrickte Struktur 150, wobei verschiedene Stahlkorde 100 durch Wirken/Stricken miteinander verbunden wurden.
Gewirkte/gestrickte Strukturen sind für die Anwendung als stichfeste Einsätze besonders geeignet, da im Gegensatz zu den meisten gewebten Strukturen, die gestrickten/gewirkten Strukturen nicht einer geradlinigen, eindimensionalen Linie folgen, sondern eine dreidimensionale Struktur ausbilden, wodurch nachfolgend verschiedene Raumwinkel für einen beliebigen durchdringenden Stich ausgebildet werden.
Die Stoffe gemäß der vorliegenden Erfindung oder eines in dieser enthaltenden Elements derselben, wie beispielsweise der Stahlkord, können mit einer geeigneten Beschichtung oder einem Tauchüberzug versehen sein, welche bzw. welcher dem Stoff eine oder mehrere der folgenden Funktionen verleiht:
- eine adhäsive oder Bindefunktion, welche verhindert, daß sich die Stahlkorde zueinander verschieben, bevorzugt ohne daß der Stoff zu steif wird, und zwar zu einem derartigen Ausmaß, daß er nicht länger komfortabel ist, oder ohne daß der Stoff luftundurchlässig wird; beispielsweise kann der Stoff in einem elastischen Gummimaterial oder in Polyurethan oder in einem weiteren Kunststoffmaterial imprägniert sein, oder in einen elastischen Lack getaucht sein;
- eine Anti-Korrosions-Funktion, welche den Stoff oder die Elemente desselben gegen Korrosion schützt; beispielsweise werden die einzelnen Stahlfilamente des Stahlkords und/oder der Stahlkord als ganzes bevorzugt mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung, wie beispielsweise einer Metallbeschichtung aus Zink, Aluminium oder Zink- Aluminiumlegierung, wie beispielsweise einer BEZINAL® Legierung beschichtet; es können auch Synthetikbeschichtungen, wie beispielsweise Nylon oder Polyethylen, zusätzlich zu der Metallbeschichtung oder anstelle der Metallbeschichtungen vorgesehen sein.
In der sich schließlich ergebenden Schutztextilie können erfindungsgemäß zwei oder mehrere Stoffe in verschiedenen Lagen vorteilhaft eingesetzt werden, wobei die Stoffe in jeder Lage unterschiedliche Orientierung aufweisen. Beispielsweise können drei Lagen mit drei verschiedenen Orientierungen die bereits bekannten Dreiecksstrukturen bilden. In einem anderen Beispiel sind die drei Lagen mit verschiedener Orientierung zu einem Mehr-Richtungs-Stoff verwebt.

Claims

1. Stoff (144) zur Verwendung als stichfester Einsatz in Schutztextilien, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff eine Mehrzahl von Stahlkorden (100) umfaßt, wobei jeder der Stahlkorde (100) eine Längsachse (102) und zwei oder mehr Stahlfilamente (104) umfaßt, wobei jedes der Stahlfilamente (104) einen Verdrillungswinkel (α) mit der Längsachse (102) des Stahlkords (100) bildet, wobei die Stahlkorde (100) zwei oder mehr derartige Verdrillungswinkel aufweisen, die sich im wesentlichen voneinander unterscheiden.

2. Stoff (144) nach Anspruch 1, wobei die Stahlkorde (100) drei oder mehr derartige Verdrillungswinkel aufweisen, welche sich im wesentlichen voneinander unterscheiden.

3. Stoff (144) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Filamente (100), welche die sich im wesentlichen voneinander unterscheidenden Verdrillungswinkel ausbilden, zumindest teilweise an der Oberfläche des Stahlkords in Erscheinung treten.

4. Stoff (144) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stoff eine gewebte Struktur ist.

5. Stoff (144) nach Anspruch 4, wobei die gewebte Struktur die Stahlkorde (100) als Kette aufweist.

6. Stoff (144) nach Anspruch 4, wobei die gewebte Struktur die Stahlkorde (100) als Schuß aufweist.

7. Stoff (144) nach Anspruch 4, wobei die gewebte Struktur die Stahlkorde (100) als Kette und als Schuß aufweist.

8. Stoff (144) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Nichtmetallfilamente (148) die Bindung zwischen Kette und Schuß bilden.

9. Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Stoff eine gewirkte/gestrickte Struktur (150) ist.

10. Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Stoff eine geknüpfte Struktur ist.

11. Stoff nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stoff mit einem Klebstoff beschichtet ist.