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Diese Erfindung betrifft einen nähgewirkten Textilverbundstoff. Insbesondere betrifft
die Erfindung einen Nähwirkstoff mit einem Muster von Stichen, das durch einen
Nähfaden gebildet wird, der Fasern umfasst, die im Wesentlichen aus partiell
gestrecktem synthetischen organischen Polymer bestehen. Der nähgewirkte
Textilverbundstoff eignet sich besonders zur Verwendung in warmgeformten Gegenständen,
wie z. B. Kraftfahrzeug-Armaturenbrettern und -Kopfleisten, Bürotrennwänden,
Wandbedeckungen, mit Kunststoff beschichteten oder mit Harz imprägnierten
Stoffen und dergleichen.
Beschreibung des Standes der Technik
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Nähgewirkte Textilverbundstoffe und Vorgänge und Maschinen zur Herstellung eines
solchen Stoffes sind bekannt.
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Nähgewirkter Textilverbundstoff wird durch Mehrnadelnähen einer faserartigen
Schicht mit einem oder mehreren Nähfadensystemen, um Muster von Stichen in der
Schicht auszubilden, hergestellt. Bekannte Vorgänge zur Herstellung eines
nähgewirkten Textilverbundstoffs umfassen typischerweise die Schritte (a) Zuführen einer
faserartigen Schicht zu einer Nähwirkmaschine; (b) Einfädeln von Nähfäden in eine
Mehrnadelleiste der Nähwirkmaschine; (c) Einführen des Nähfadens in die
faserartige Schicht, um ein Muster von beabstandeten, miteinander verbundenen Reihen von
Stichen auszubilden, wodurch der Nähwirkstoff erzeugt wird; (d) Entfernen des
Nähwirkstoffs aus der Nähwirkmaschine; und (e) gegebenenfalls Unterziehen des
Nähwirkstoffs weiteren Textilveredelungsvorgängen, wie z. B. Schrumpfen,
Thermofixieren, Formen, Beschichten, Imprägnieren und dergleichen.
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Nähgewirkte Textilverbundstoffe, die Nähfäden aus herkömmlichen, vollständig
gestreckten, kristallinen Polymergarnen (die auch "harte Garne" genannt werden)
umfassen, sind bekannt. Obwohl die Verwendung von Nähfäden aus solchen
vollständig gestreckten Garnen in vielen Nähwirkstoffen ziemlich erfolgreich war, weisen
solche Stoffe trotzdem gewisse Mängel auf. Obwohl solche Nähwirkstoffe
maßbeständig sind, verhalten sie sich gewöhnlich unzureichend, z. B. bei Form- oder
Warmformvorgängen.
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Nähgewirkte Textilverbundstoffe, die Nähfäden aus elastischen Spandexgarnen
umfassen, die in der Lage sind, sich im Bereich von 100 bis 250% zu dehnen und
zusammenzuziehen, sind auch bekannt. (Spandex ist ein Oberbegriff für eine
gefertigte Faser, in der die die Faser bildende Substanz ein langkettiges Elastomer ist,
das aus mindestens 85% segmentiertem Polyurethan besteht). Die Verwendung
eines solchen elastischen Nähfadens mit oder ohne einen nicht-elastischen
Begleitfaden ist in meinen früheren Patenten offenbart; beispielsweise in den US-Patenten
4,876,128, 4,773,238, 4,737,394 und 4,704,321 zur Herstellung von fülligen
und/oder dehnbaren Nähwirkstoffen, in WO 94119523 zur Herstellung von
abriebbeständigen, mit Harz imprägnierten Nähwirkstoffen, und in US 5,308,674 zur
Herstellung eines reißfesten Nähwirkstoffs. Gemäß den in jedem dieser Patente offenbarten
Vorgängen wird der Nähwirkstoff unmittelbar nach der Entfernung aus dem
Mehrnadel-Nähvorgang schrumpfen und zusammenziehen gelassen und erleidet dadurch
eine signifikante Verringerung der Stofffläche. Obwohl solche Spandex-enthaltenden
nähgewirkten Textilverbundstoffe in einer Vielzahl von Produkten erfolgreich
verwendet wurden, würden weitere Verbesserungen, insbesondere in der
Maßbeständigkeit, zu einer umfassenderen Verwendung von nähgewirkten Textilverbundstoffen
führen. Folglich ist ein Nähwirkstoff erwünscht, der geringere Kosten und weniger
Spezialbehandlungs- und Nähsteueranforderungen aufweist als jene, die mit einem
Nähwirkstoff, der elastisches Spandexgarn enthält, verbunden sind.
Kurzdarstellung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt einen verbesserten nähgewirkten Textilverbundstoff
bereit. Der Stoff ist von der Art, die eine faserartige Schicht und Muster von mit
Nähfäden in diese eingeführten Stichen umfasst. Gemäß der Verbesserung der
Erfindung besteht zumindest ein Nähfaden im Wesentlichen aus einer Faser aus
partiell molekular-gestrecktem synthetischen organischen Polymer. In einer bevorzugten
Ausführungsform ist der gesamte Nähfaden Fasergarn aus solchem partiell
gestreckten Polymer. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der
Nähwirkstoff zusätzliche Muster von Stichen auf, die durch Nähfäden aus
texturiertem Garn einer gestreckten Faser aus synthetischem organischen Polymer
ausgebildet werden.
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Der Vorgang zur Herstellung des vorstehend beschriebenen nähgewirkten
Textilverbundstoffs ist von der Art, die das Zuführen einer Schicht aus im Wesentlichen nicht-
gebundenen Fasern zu einer Nähwirkmaschine mit mindestens einer Mehrnadel-
Nähleiste, Einfädeln des Nähfadens in die Nadelleiste, Einführen eines Musters von
Stichen mit der gefädelten Mehrnadel-Nähleiste in die Schicht aus im Wesentlichen
nichtgebundenen Fasern, um den nähgewirkten Textilverbundstoff auszubilden, und
dann gegebenenfalls Unterziehen des nähgewirkten Textilverbundstoffs einem
Strecken, Schrumpfen, Thermofixieren, Beschichten, Imprägnieren oder anderen
Textilvorgängen umfasst. Der Nähfaden in zumindest einer Mehrnadel-Nähleiste
besteht im Wesentlichen aus einer Faser aus partiell molekular-gestrecktem
synthetischen organischen Polymer. Ein bevorzugter Nähfaden besteht im Wesentlichen aus
Fasern aus teilweise bzw. partiell molekular-gestrecktem Polyester.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Eine Ausrüstung zum Testen der Formeigenschaften von nähgewirkten
Textilverbundstoffen der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, worin
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Fig. 1 eine isometrische Darstellung einer Metallwanne 10 mit einer offenen
Oberseite ist, die von einem breiten Rand 12 umgeben ist, welcher am Umfang von
vertikalen Seiten 14 befestigt ist, einem festen Boden 16 und einem Rohr 18 zur
Verbindung mit einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt); und
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Fig. 2 ein schematischer Querschnitt der Wanne 10 durch den Schnitt 2-2 von Fig. 1
ist, wobei eine Nähwirkstoffprobe 20 gezeigt ist, welche die obere Öffnung der
Wanne 10 bedeckt, eine Platte 30 auf der Probe 20 liegt, und die Probe 20 und die Platte
30 durch einen Holzflansch 32 und C-Metallklemmen 34 an der Stelle gehalten
werden, bevor Luft aus der Wanne 10 abgepumpt wird.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Die folgende ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der
Erfindung ist für Erläuterungszwecke eingeschlossen und soll den Schutzbereich der
Erfindung nicht begrenzen. Der Schutzbereich ist durch die beigefügten Ansprüche
definiert.
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Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff "Faser aus partiell molekular-gestrecktem
Polymer" eine Faser aus synthetischem organischen kristallinen Polymer, die eine
beträchtliche Molekülstreckung aufweist, die jedoch immer noch eine weitere
Molekülstreckung erreichen kann. Garn aus einer partiell molekular-gestreckten Faser,
das manchmal hierin als "POY" bezeichnet wird, eignet sich zur Verwendung als
Nähfaden bei der vorliegenden Erfindung und weist typischerweise eine
Bruchdehnung im Bereich von 50 bis 150% auf. Zum Vergleich weist eine "ungestreckte
Faser" (d. h. eine Faser, die mit niedriger Geschwindigkeit schmelzgesponnen wird und
nicht gestreckt wird) ein sehr kleines Ausmaß an Molekülstreckung und eine
Bruchdehnung von mehr als 150%, typischerweise mehr als 200%, auf. Herkömmliche
Fasern aus synthetischem organischen kristallinen Polymer, wie z. B. Fasern aus
Polyester oder Polyamid, werden typischerweise vollständig gestreckt, wenn sie als
Nähgarn verwendet werden, und weisen Bruchdehnungen im Bereich von 15 bis
35% auf. Der Begriff "Faser" umfasst innerhalb seiner Bedeutung Filamente und
Stapelfasern. Der Begriff "Thermofixierungstemperatur" bezieht sich auf die
Temperatur, bei der der Nähwirkstoff der Erfindung wärmebehandelt wird, während er bei
festen Abmessungen gehalten wird, gewöhnlich für nicht mehr als 90 Sekunden, um
die Abmessungen des Stoffs zu stabilisieren. Infolge einer solchen Thermofixierung
wird das partiell molekular-gestreckte Polymer der Nähgarnfasern mehr gestreckt
und die Bruchdehnung des thermofixierten Nähgarns wird auf weniger als 50%
verringert.
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Der nähgewirkte Textilverbundstoff der Erfindung ist in vielerlei Hinsicht
herkömmlichen nähgewirkten Textilverbundstoffen ziemlich ähnlich. Wie bei herkömmlichen
Nährwirkstoffen weist der Stoff der Erfindung eine faserartige Schicht auf, in die
Muster von Stichen mit Nähfäden eingeführt wurden. Gemäß der Erfindung wurde
jedoch mindestens eines der Muster von Stichen mit einem Nähfaden ausgebildet, der
im Wesentlichen aus einer Faser aus partiell molekular-gestrecktem synthetischen
organischen Polymer besteht (d. h. "POY"-Nähfaden).
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Verschiedene faserartige Schichten können in den nähgewirkten
Textilverbundstoffen der Erfindung verwendet werden, wie z. B. Wattierungen von gekrempelten
Fasern, Blasfaserwattierungen, Zellstoffpapiere, wenig gebundene Spinnvlieslaken,
Spunlace-Stoffe von hydraulisch verschlungenen Fasern, nicht-gebundene
Vlieslaken und dergleichen. Die Fasern der faserartigen Schichten können natürliche
Fasern sein oder aus synthetischem organischen Polymer bestehen. Gewöhnlich sind
nicht-gebundene faserartige Schichten bevorzugt, aber leicht gebundene oder
gebundene Schichten können verwendet werden, solange die Bindung das Strecken,
Zusammenziehen oder Formen des anschließend hergestellten Nähwirkstoffs nicht
stört.
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Typische synthetische organische Polymere, die für die Faser des POY-Nähfadens
geeignet sind, umfassen 66-Nylon, 6-Nylon, Polyethylenterephthalat,
Polybutylenterephthalat, kationischen färbbaren Polyester und dergleichen. Die POY-Faser wird
gewöhnlich durch einen Hochgeschwindigkeits-Schmelzspinnvorgang hergestellt und
wird typischerweise als Zufuhrgarn zur Herstellung von streckgezwirnten texturierten
Garnen verwendet. Der Nähfaden der POY-Faser weist typischerweise die Fähigkeit
zu einer signifikanten Schrumpfung auf, wenn er ohne Behinderung einer
Niedertemperatur-Wärmebehandlung unterzogen wird. So manches POY-Garn kann
beispielsweise auf weniger als die Hälfte seiner ursprünglichen Länge schrumpfen,
wenn es in siedendes Wasser eingetaucht wird. Eine typische POY-Faser kann auch
thermofixiert werden, während sie auf konstanten Abmessungen gehalten wird, bei
einer Temperatur, die im Bereich von 120 bis 190ºC liegt. Der höhere Teil des
Thermofixierungs-Temperaturbereichs (z. B. 165 bis 190ºC) ist bevorzugt, da die
höheren
Temperaturen kürzere Aussetzungszeiten ermöglichen, um die synthetischen
organischen Polymerfasern zu fixieren.
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Gemäß der Erfindung kann eine breite Vielfalt von Stichmustern des POY-
Nähfadens und gegebenenfalls von anderen Nähfäden in dem Nähwirkstoff der
Erfindung vorliegen. Infolge des Musters von POY-Stichen in dem nähgewirkten
Textilverbundstoff weist ein solcher Stoff eine beträchtliche Vielseitigkeit in der
Verwendung auf. Der Stoff kann schrumpfen lassen werden, indem er in einem entspannten
Zustand in siedendes Wasser getaucht wird, oder indem er in einem entspannten
Zustand in Luft erwärmt wird. Die Schrumpfung kann die Länge und/oder Breite des
Stoffs auf weniger als 50% der genähten Abmessungen und die ebene Fläche auf
weniger als 25% ihrer genähten Fläche verringern, während die Dicke des Stoffs
über seine genähte Dicke signifikant vergrößert wird. In einem bevorzugten Vorgang
wird der genähte Stoff auf weniger als eine Hälfte seiner genähten Fläche
zusammengezogen. Alternativ kann der Stoff bei Raumtemperatur, oder während er erhitzt
wird, gestreckt werden. Wenn er bei Raumtemperatur gestreckt wird, ist das Ausmaß
der linearen Streckung typischerweise nicht größer als 50%, gewöhnlich im Bereich
von 20 bis 30%. Wenn er erhitzt wird, kann das Ausmaß an linearer Streckung 300%
oder mehr sein und die ebene Fläche des Stoffs kann auf eine Fläche vergrößert
werden, die größer als 3,5-mal die genähte Fläche ist. Das Ausmaß, in dem der Stoff
gestreckt oder geschrumpft werden kann, hängt unter anderem vom verwendeten
Stichmuster ab, davon, ob der Stoff unelastische gestreckte Garne in einem
gewissen Begleitstichmuster in der faserartigen Schicht umfasst, und von der Temperatur,
bei der das Strecken oder Schrumpfen durchgeführt wird. Der Stoff kann in einem
genähten, geschrumpften oder gestreckten Zustand thermofixiert werden, um einen
maßbeständigen, unelastischen Stoff bereitzustellen. In einem weiteren Vorgang
wird der genähte Stoff um mindestens 25% in seiner Längs- und/oder
Querabmessung gestreckt und dann thermofixiert, während er sich im gestreckten Zustand
befindet.
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Der Vorgang zur Herstellung des nähgewirkten Textilverbundstoffs der Erfindung
umfasst verschiedene bekannte Schritte, die mit einer herkömmlichen Ausrüstung
durchgeführt werden können. Der Nähschritt kann mit einer herkömmlichen Mehrnadel-Nähmaschine,
die mit einer oder mehreren Mehrnadelleisten ausgestattet ist,
durchgeführt werden. Malimo- oder Liba-Nähmaschinen sind besonders nützlich. Um
die vorteilhaften Eigenschaften des Stoffs der Erfindung zu erhalten, muss jedoch
mindestens eines der Stichmuster in dem Nähwirkstoff mit einem Nähfaden aus
partiell molekular-gestreckter Polymerfaser ausgebildet werden.
TESTVERFAHREN
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In der vorangehenden Beschreibung der Erfindung und in den nachstehenden
Beispielen werden bestimmte Eigenschaften erwähnt. Wenn nicht anders ausgewiesen,
wurden diese Eigenschaften durch die folgenden Verfahren ermittelt.
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Das Gewicht pro Einheitsfläche der faserartigen Ausgangsschicht und des
Nähwirkstoffs wird gemäß ASTM Verfahren D 3776-79 gemessen. Die Bruchdehnung von
Garn wird gemäß ASTM Verfahren D 2256 gemessen. Die Gesamtdicke eines Stoffs
wird mit einem Berührungsmikrometer mit einer ebenen zylindrischen Sonde mit
einem Durchmesser von 1/4 Inch (0,64 cm) gemessen, die eine Last von 10 Gramm
auf die berührte Oberfläche des Stoffs aufbringt. Die Dicke von verschiedenen
Schichten innerhalb des Nähwirkstoffs kann aus vergrößerten Photomikrographien
(z. B. mit 15-20x) des Querschnitts des Stoffs ermittelt werden.
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Die Form- oder Warmformeigenschaften eines Nähwirkstoffs der Erfindung werden
mit der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung ermittelt. Ein Nähwirkstoffprüfstück
20 wird eben über der Öffnung in der Oberseite einer Wanne 10 aus rostfreiem Stahl
angeordnet. Die Öffnung misst 24 cm in der Länge und 16 cm in der Breite. Die
Wanne ist 8 cm tief. Der Rand 12 der Wanne 10 ist 5 cm breit. Alle Ecken und
Schnittpunkte zwischen den Seiten 14 und dem Boden 16 und zwischen den Seiten
14 und dem Rand 12 sind mit einem Radius von etwa 5 cm abgerundet. Der Stoff 20
wird mit der Deckplatte 30 über dem Stoff 20 an die Stelle geklemmt, um eine
Abdichtung um den Rand der Wanne zu bilden. Dann wird Luft aus der so
zusammengesetzten Ausrüstung gesaugt, um den Druck innerhalb der bedeckten Wanne auf
etwa 0,5 Atmosphären zu verringern. Die Ausrüstung wird dann für zehn Minuten in
einen geheizten Ofen gestellt. Nachdem die Ausrüstung aus dem Ofen entnommen
wird, wird der Atmosphärendruck in der Wanne wieder hergestellt, die Deckplatte
wird entfernt und der Stoff wird abkühlen lassen. Dann werden Beobachtungen
durchgeführt, um festzustellen, wie gut der Stoff der Form der Wanne entspricht. In
den nachstehenden Beispielen wird dieser Test als "Formbarkeitstest" bezeichnet.
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Die Heißstreckeigenschaften des Nähwirkstoffs in der Längsrichtung (d. h. parallel
zur Richtung der Reihen von Stichen) und in der Querrichtung (d. h. senkrecht zur
Längsrichtung) werden an Stoffproben festgestellt, die 20 cm lang mal 2,5 cm breit
sind. Für Längsstreckmessungen ist die Länge von 20 cm parallel zu den Reihen von
Stichen. Für Querstreckmessungen ist die Länge von 20 cm quer zu den Reihen von
Stichen. Die Probe wird zwischen zwei 5 cm breiten Klemmen aufgehängt, die 10 cm
voneinander entfernt eingerichtet werden (wodurch eine 10 cm lange anfängliche
Einspannlänge Li bereitgestellt wird). Ein Gewicht von 2 kg wird an der unteren
Klemme aufgehängt und die so ausgebildete Anordnung wird 5 Minuten in einen auf
370ºF (188ºC) geheizten Ofen gehängt. Nachdem die Probe au dem Ofen
entnommen wird, von den Klemmen gelöst und gekühlt wird, wird die gestreckte
Einspannlänge Lf der Probe gemessen. Die % Streckung ist dann gleich 100(Lf - Li)/Li.
Beispiele
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Die nachstehenden Beispiele erläutern die Herstellung von nähgewirkten
Textilverbundstoffen der Erfindung und verschiedene Möglichkeiten, in denen die
Nähwirkstoffe behandelt und verwendet werden. Der Nähwirkstoff wurde in jedem Beispiel
an einer 144 Inch (3,66 Meter) breiten Zwei-Leisten-LIBA-Nähwirkmaschine
hergestellt. Jede Leiste der Maschine hatte eine Nadelzahl von 14, das heißt, jede Leiste
wies 14 Nadeln pro Inch (7,1/cm) auf, außer in Beispiel 1, in dem Leisten mit einer
Nadelzahl von 18 verwendet wurden. Eine herkömmliche Kettenwirknomenklatur
wird verwendet, um die sich wiederholenden Stichmuster zu beschreiben, die bei der
Herstellung des Stoffs verwendet wurden.
Beispiel 1
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Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines Nähwirklakens der Erfindung, das mit
zwei Arten von Nähfäden hergestellt wurde; (1) ein Faden einer partiell
molekulargestreckten Polyesterfaser, und (2) ein Faden aus texturiertem Polyestergarn. Der
Stoff wurde dann zusammengezogen und teilweise mit Harz imprägniert, um ein
Verbundlaken auszubilden, das als Kunstleder besonders nützlich war.
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Eine faserartige Schicht von Style 8017 SONTARA® Spunlace-Vliesstoff (von E.I. du
Pont de Nemours & Co, vertrieben), die 24 g/m (0,7 Unzen/Yard²) wog, würde mit
einer Voreilung von 56% zur Zwei-Leisten-Nähwirkmaschine zugeführt. Die
faserartige Schicht bestand aus Polyethylenterephthalat-Fasern mit 1,35 Denier (1,5 dtex)
pro Filament und einer Länge von 7/8 Inch (2,2 cm). Jede Leiste hatte 18 Nadeln pro
Inch (7,1/cm) parallel zur Breitenabmessung der Maschine und setzte 14 Stiche pro
Inch (7,1/cm) in der Längsrichtung der faserartigen Schicht ein. Beide Leisten waren
vollständig gefädelt. Die vordere Leiste setzte ein 1-0,34 Muster von Stichen mit
einem 34-Filament 200 Denier (220 dtex) partiell molekular-gestreckten
Polyestergarn ein. Die hintere Leiste setzte ein 3-4,1-0 Muster von Stichen mit einem 34-
Filament 70 Denier (78 dtex) texturierten Polyestergarn ein. Der genähte Stoff wog
135 g/m², von welchem die Fasern der faserartigen Spunlaced-Schicht 37 g/m²
wogen, die Näherei des partiell molekular-gestreckten Polyestergarns 27 g/m wog und
die Näherei des texturierten Polyestergarns 71 g/m² wog. Der genähte Stoff wurde
für etwa eine Minute in siedendes Wasser getaucht, getrocknet und dann auf einem
Spanner bei 347ºF (175ºC) thermofixiert, um ein Schrumpfen auf etwa ein Viertel der
genähten Fläche zu bewirken. Der zusammengezogene Stoff wog 544 g/m². Infolge
der Konstruktion und des Zusammenziehens des genähten Stoffs bildeten die
partiell molekular-gestreckten Polyester-Nähgarne ein ebenes Netzwerk, das innerhalb
der Dicke des zusammengezogenen Stoffs lag, während die faserartige Spunlaced-
Schicht und die texturierten Polyester-Nähfasern sich krümmten und äußere
Schichten über und unter dem ebenen Netzwerk bildeten. Das ebene Netzwerk
belegte etwa ein Fünftel der gesamten Dicke der Gesamtdicke von 1,4 mm des
zusammengezogenen Stoffs. Die obere äußere Schicht war 0,6 mm dick und wog 152
g/m². Die untere äußere Schicht war 0,5 mm dick und wog 42 g/m².
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Der zusammengezogene Nähwirkstoff, der im vorangehenden Abschnitt beschrieben
ist, stellte ein ausgezeichnetes Substrat für ein Kunstleder bereit, das folgendermaßen
hergestellt wurde. Eine Probe des zusammengezogenen Nähwirkstoffs wurde
mit Harz behandelt, um eine teilweise Imprägnierung der oberen äußeren Schicht
des Stoffs mit dem Harz zu bewirken. Bayer 638512 (von Bayer AG in Deutschland
vertrieben), eine zweiteilige Polyurethanharz-Zusammensetzung, wurde durch eine
Bürste auf den zusammengezogenen Nähwirkstoff aufgebracht. Das Harz wurde
dann in einem Ofen bei einer Temperatur von 65ºC gehärtet. Das Harz durchdrang
den Stoff auf eine Tiefe von etwa 0,30 mm und stellte eine dünne (ungefähr 0,1 mm
dicke) zusätzliche Beschichtung über der mit Harz imprägnierten Schicht bereit. Es
wurde beurteilt, dass der so mit Harz imprägnierte Nähwirkstoff der Erfindung nicht
nur sehr erwünschte lederartige Eigenschaften von Streckbarkeit, Kompressibilität,
Flexibilität, Erholung, Feuchtigkeitszurückhaltung, Zugfestigkeit und Reißfestigkeit,
sondern auch eine Oberflächenschicht, die attraktiv geprägt werden konnte, besitzt.
Beispiel 2
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Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines nähgewirkten Zwei-Leisten-
Textilverbundstoffs der Erfindung, wobei eine Leiste POY-Nähfaden bereitstellt und
die zweite Leiste herkömmlichen texturierten Nähfaden bereitstellt. Das Formen des
hergestellten Stoffs wird auch beschrieben.
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Eine faserartige Schicht von Style 8034 SONTARA® Spunlace-Stoff, der 24 g/m²
(0,7 Unzen/Yard²) wog, wurde mit einer Voreilung von 56% zu einer Zwei-Leisten-
Nähwirkmaschine zugeführt. Das effektive Gewicht der faserartigen Schicht, die zur
Maschine zugeführt wurde, betrug 37,5 g/m². Die faserartige Schicht bestand aus
Polyethylenterephthalat-Fasern mit 1,35 Denier (1,5 dtex) pro Filament und einer
Länge von 718 Inch (2,2 cm). Beide Leisten der Nähwirkmaschine mit einer
Nadelzahl von 14 waren vollständig gefädelt, die hintere Leiste mit einem POY-Polyester-
Nähfaden und die vordere Leiste mit einem texturierten Polyester-Nähfaden. Jede
Leiste setzte 24 Reihen von Stichen pro Inch (9,4/cm) in der Maschinenrichtung (d. h.
Längsrichtung) ein. Der Nähfaden der hinteren Leiste wurde von einem Kettbaum
zugeführt, auf den 34-Filament, 255 Denier (280 dtex) POY DACRON® Polyester
(von E.I. du Pont de Nemours & Co. vertrieben) mit geringer Streckung gewickelt
worden war, sodass der Nähfaden, der zur hinteren Leiste zugeführt wurde, 240 den
(260 dtex) aufwies. Die hintere Leiste setzte ein sich wiederholendes Muster von 1-
0,4-5 Stichen in die faserartige Schicht ein. Das Nähgarn der vorderen Leiste war ein
34-Filament, 70 den, (78 dtex) texturiertes Garn aus DACRON® Polyester. Die
vordere Leiste setzte ein sich wiederholendes Muster von 3-4,1-0 Stichen ein. Das
genähte Gewicht des Nähwirkstoffs betrug 183 g/m² (5,4 Unzen/Yard²).
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Der genähte Nähwirkstoff wurde schnell durch siedendes Wasser in einer
herkömmlichen Paddingmaschine geleitet, woraufhin der Stoff schrumpfte (a) in der
Querrichtung von 144 Inch (3,66 Meter) auf 60 Inch (1,52 Meter) oder auf etwa 42%
seiner ursprünglichen genähten Breite, und (b) in der Längsrichtung auf etwa 90%
seiner ursprünglichen genähten Länge. Der geschrumpfte Stoff wurde dann mit den
geschrumpften Abmessungen auf einem Spannrahmen gehalten und bei 350ºF
(177ºC) für 30 Sekunden thermofixiert.
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Die Heißstreckeigenschaften des geschrumpften und thermofixierten Stoffs wurden
bei einer Temperatur von 370ºF (188ºC), einer Temperatur, die 20ºF (11ºC) über der
Temperatur lag, bei der der geschrumpfte Stoff thermofixiert worden war, gemessen.
Der Stoff wies eine prozentuale Streckung, während er heiß war, von 165% in der
Längsrichtung und von 310% in der Querrichtung (auf der Basis der entsprechenden
geschrumpften und thermofixierten Abmessungen) auf. Nachdem die
Heißstreckproben aus dem Ofen entnommen und abkühlen gelassen wurden, waren die
Endabmessungsänderungen in der Längs- und Querrichtung des Stoffs (verglichen mit den
entsprechenden geschrumpften und thermofixierten Abmessungen) 155% bzw.
290%. Die Endabmessungen des so behandelten Stoffs waren stabil und der Stoff
selbst war bei Temperaturen unterhalb 370ºF (188ºC) im Wesentlichen nicht
streckbar.
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Der genähte Nähwirkstoff des Beispiels wurde auch einem Formbarkeitstest
unterzogen. Eine Deckplatte 30 aus Silikonkautschuk wurde in diesem Test verwendet
und die teilweise ausgepumpte Anordnung wurde in einen auf 380ºF (193ºC)
geheizten Ofen für 10 Minuten gestellt. Nachdem die Anordnung aus dem Ofen
entnommen und gekühlt wurde, wurde die Atmosphäre in der Wanne wieder hergestellt
und der Nähwirkstoff wurde von der Vorrichtung getrennt. Der Stoff behielt die
exakten
inneren Abmessungen und Konturen der Metallwanne bei.
Beispiel 3
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Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines nähgewirkten Textilverbundstoffs
der Erfindung, wobei alle Muster von Stichen mit den Nähgarnen von Fasern aus
partiell molekular-gestrecktem synthetischen organischen Polymer ausgebildet
wurden. Das Beispiel beschreibt auch die Verwendung des Stoffs bei Formvorgängen.
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Zwei Schichten von SONTARA® Style 8034 Spunlace-Stoff (vorstehend in Beispiel 2
beschrieben), eine auf der anderen, wurden mit einer Voreilung von 50% in die
Nähwirkmaschine zugeführt, um eine faserartige Ausgangsschicht von 71 g/m² (2,1
Unzen/Yard²) bereitzustellen. In die vordere und die hintere Leiste der Maschine
wurde vollständig 34-Filament POY DACRON® Polyester-Nähfaden eingefädelt, der
von 125 den (112 dtex) auf 120 den (110 dtex) leicht gestreckt worden war, als er
auf Kettbäumen angeordnet wurde. Jede Leiste setzte 14 Reihen von Stichen pro
Inch (5,5/cm) ein. Die hintere Leiste setzte in die faserartige Schicht ein Muster von
1-2,1-0 Trikotstichen ein und die vordere setzte 1-0,1-2 Trikotstiche ein. Der genähte
Stoff wog 115 g/m² (3,4 Unzen/Yard²). Der genähte Stoff wurde dann auf einem
Spannrahmen um 40% in sowohl der Längs- als auch der Querrichtung gestreckt,
während er bei 350ºF (177ºC) für 30 Sekunden thermofixiert wurde. Der
resultierende gestreckte und thermofixierte Stoff war bei Raumtemperatur maßbeständig und
hatte ein weiches Anfühlen, das von den Stapelfasern der faserartigen Schicht der
SONTARA® faserartigen Spunlace-Schicht bereitgestellt wurde.
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Der genähte, gestreckte und thermofixierte Stoff der Erfindung, der im
vorangehenden Abschnitt beschrieben wurde, wurde dann auf einer SHARNET®
thermoplastischen Klebstoffschicht mit 33,9 g/m² (1,0 Unzen/Yard²) (von AET in Middletown,
Delaware, vertrieben) angeordnet, die auf einem 1/2 Inch (1,3 cm) dicken
Faserglasplättchen lag. Die Schmelztemperatur des Klebstoffs betrug 210ºF (99ºC).
Proben der so ausgebildeten Anordnung wurden für eine Minute in einer auf 390ºF
(199ºC) erhitzen Etagenpresse unter einen Druck von 15 Psi (103 Kilopascal)
gesetzt. Zwei Arten von geformten Proben wurden hergestellt. Eine Probe wurde in
einer
Presse geformt, in der beide Platten eben waren. Eine zweite Probe wurde in
einer Presse geformt, in der die Platten einander entsprechende konkave und
konvexe Oberflächen bereitstellten. Das ebene geformte Material wurde in ebenen
Wandpaneelen zufriedenstellend verwendet und das Material von der Presse mit
den einander entsprechend geformten Platten wurde in Kraftfahrzeug-Kopfleisten
zufriedenstellend verwendet.
Beispiel 4
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Dieses Beispiel beschreibt einen weiteren nähgewirkten Textilverbundstoff der
Erfindung, in dem alle Muster von Stichen mit POY-Polyester-Nähfaden ausgebildet
werden, und die Verwendung des Nähwirkstoffs in einer warmgeformten
Verbundstruktur.
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Zwei Schichten von gekrempelten und punktgebundenen Polypropylenfasern (von
Fibertex, Inc., vertrieben), eine Schicht über der anderen, die jeweils 0,9
Unzen/Yard² (30,5 g/m²) wogen, wurden ohne Voreilung zur Nähwirkmaschine
zugeführt. In jede Leiste wurde vollständig derselbe POY-Polyester-Nähfaden eingefädelt,
der wie in Beispiel 3 verwendet wurde, und er wurde zur gleichen Anzahl von Reihen
pro Einheitslänge des Stoffs wie in Beispiel 3 ausgebildet. Die hintere Leiste setzte
ein sich wiederholendes Muster von 1-0,3-4 Stichen ein und die vordere Leiste setzte
ein sich wiederholendes Muster von 34,1-0 Stichen ein. Der resultierende
Nähwirkstoff war in Luft bei einer Temperatur von 212ºF (100ºC) auf mindestens zweimal
seiner ursprünglichen Längs- und Querabmessungen (d. h. auf 4-mal seiner
genähten Fläche) leicht streckbar.
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Um die ausgezeichneten Warmformeigenschaften des nähgewirkten
Textilverbundstoffs des vorangehenden Abschnitts zu demonstrieren, wurde der Nähwirkstoff zu
einem Verbundlaken ausgebildet und dem Formbarkeitstest wie folgt unterzogen.
Eine 3,0 mm dicke Schicht aus Polymethylmethacrylat (nachstehend als "PMMA"
abgekürzt) wurde auf einer Fläche aufgeraut und eine Schicht von 0,5 Unzen/Yard²
(17 g/m²) aus DUCO®. Acrylzement wurde auf der aufgerauten Fläche verteilt. Der
Nähwirkstoff wurde dann auf der Zementschicht angeordnet und die so ausgebildete
Anordnung wurde für 5 Minuten bei 80 psi (551 KPascal) in eine ungeheizte Etagenpresse
gesetzt. Der Stoff band fest an die PMMA-Schicht, um eine Verbundschicht
auszubilden, die dann dem Formbarkeitstest unterzogen wurde. Der Test wurde in
einem Ofen bei einer Temperatur von 400ºF (204ºC) durchgeführt, wobei jedoch
keine elastische Deckplatte 30 verwendet wurde. Das Produkt des Formbarkeitstests
war eine geformte Nähwirkstoff/PMMA-Verbundstruktur, deren Konturen gleichmäßig
jenen der Wanne entsprachen.