DE3417517A1 - Textiler einlagestoff mit anisotropen eigenschaften und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Textiler einlagestoff mit anisotropen eigenschaften und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
Dr. H. WeiSSenfeld-RlChterS ; χ -- ::-- -"--Τ. Höhnerweg 2-4
Daiontanuisiiin * * * * - I Γ ""I" 6940Weinheim/Bergstc
Patentanwältin Telefon (0 62 01) 80 8618
Q / 1 7R1 7 / Telex465531
2. Mai 1984
Ho/Sch
ON 5019/Deu
Anmelderin :■ Firma Carl Freudenberg, Weinheim
Textiler Einlagestoff mit anisotropen Eigenschaften und Verfahren zu seiner
Herstellung
Die Erfindung betrifft einen textlien Einlagestoff, der
in bevorzugte Richtungen anisotrop wirkende Verstärkungen enthält. Diese bestehen aus in definierter Anordnung
auf ein Substrat fixierten Verstärkungsfilamenten.
-2-
Ferner wird ein Verfahren beschrieben, mit welchem ein solcher Einlagestoff in einfacher Weise hergestellt
u/erden kann.
Derartige Einlagestoffe dienen' als Versteifungen von
Kleidungsstücken zwischen Oberstoff und Innenfutter, wobei es oft erwünscht ist, daß die versteifende Wirkung
in einer Richtung stärker ausgeprägt ist als in einer anderen. Umgekehrt kann eine besonders leichte Faltbarkeit
in einer bestimmten Richtung von Vorteil für Tragfähigkeit und Aussehen eines Kleidungsstückes sein.
Es ist bekannt, diese anisotropen Eigenschaften an
textlien Einlagestoffen, insbesondere wenn sie aus Vliesstoffen bestehen, durch die Faserorientierung zu
erzielen. Ferner ist es möglich, einen Einlagestoff mit stark richtungsabhängigen Eigenschaften zu erzeugen,
indem auf einen Vliesstoff textiles Streifenmaterial
in einer bestimmten Ausrichtung fixiert wird.
All diese Verfahren können bei der Herstellung von Modell-Bekleidungsstücken praktikabel sein; sie scheiden
jedoch aufgrund ihrer Aufwendigkeit für Massenprodukte aus Kostengründen aus.
Es wurde nun in der DE-OS 19 54 801 ein Versteifungsstoff vorgeschlagen, dessen Verstärkungen in Form von
Punkten oder Linien auf einem textlien Substrat aufgebracht sind. Die Auswirkungen auf die Anisotropie
erwiesen sich jedoch in der Praxis als recht gering.
-3-
Es ist auch bereits bekannt, gerichtete Fäden zwischen zwei Versteifungsstoff-Schichten zu legen. Abgesehen von
den technischen Schwierigkeiten, diese Fäden in geeigneter Weise zu positionieren, besteht hierbei während des
Tragens immer die Gefahr, daß Fäden aus dem Sandwich-Verbund herausgezogen werden bzw. sich durch die Bewegungen
des Trägers der Kleidung herausarbeiten, so daß mit der Zeit der Einlagestoff seine (gerichtete) versteifende
Wirkung verliert.
Die AnmeTderin hat sich die Aufgabe gestellt, die oben
genannten Schwierigkeiten zu umgehen und einen Einlagestoff mit deutlich anisotropen Eigenschaften zu entwickeln,
welcher bezüglich seiner Verarbeitbarkeit auch für die Großserienproduktion technisch und finanziell
akzeptabel ist. Ferner sollte ein einfaches Herstllungsverfahren entwickelt werden, um mit den günstigen Verarbeitungsqualitäten
auch die Massenproduktion des Einlagestoffes selbst kosten- und aufwandsmäßig attraktiv
zu machen.
Die Aufgaben werden gelöst durch einen Einlagestoff gemäß den kennzeichnenden Teilen des Anspruchs 1 sowie
den Verfahrensansprüchen. Wesentlichh dabei ist, daß die parallelen Versteifungsfilamente nach der Herstellung
aufgrund ihres hohen (über 180 0C) Schmelzpunktes nicht
mehr erweichen können, während die Substratoberfläche, auf welcher diese Filamente fixiert sind, aus leicht
schmelzbarem (unter 150 0C) Material bestehen müssen. Diese Parameter ergeben neben der festen Haftung der
Verstärkungen auf dem Einlagestoff auch noch Vorteile bei der Weiterverarbeitung in den Kleidungsstücken,
wie im folgenden noch näher ausgeführt werden wird.
-4-
Das Substrat kann gänzlich aus unter 150 0C schmelzbarem
Material bestehen, so z.B. aus einem Vliesstoff aus thermoplastischen Fasern, wie er in DE-OS 15 60
beschrieben ist. Während des Heißpressens auf den Oberstoff oder eines anderen Herstellungsschrittes für ein Bekleidungsstück
kann dieses Substrat zerstört werden in der Weise, daß lediglich die richtungsbestimmenden,
thermisch weniger empfindlichen Verstärkungsfilamente
übrig bleiben und die Reste des Substrates als Schmelzklebematerial dienen. t
Im allgemeinen besitzt jedoch das Substrat eine definierte, unter 150 0C schmelzende Oberfläche, welche
auf einer nicht oder hochschmelzenden Grundschicht (über 180 0C) aufliegt.
Die leicht schmelzbare Oberfläche kann aus gleichmäßig verteiltem oder musterartig punkt- oder linienförmig
aufgedrucktem Schmelzklebepulver bestehen. Die Punkte
bzw. Linien können jedoch auch regellos auf der Fläche verteilt sein. Vorteilhafterweise besteht diese jedoch
aus Schmelzklebefasern oder -fäden, welche auf einem nicht schmelzbaren Grundmaterial gebunden sind, wobei
einer unregelmäßigen Anordnung der Vorzug zu geben ist. Die Filamente sollen auch untereinander infolge ihrer bei
Wärme klebrigen Eigenschaften verbunden sein. Ein Verfahren zur Herstellung solcher Faserschichten ist in
DE-OS 15 60 777 beschrieben.
-5-
Die diese leicht schmelzbare Überfläche bildenden FiIa-
3 2
mente haben einen Durchmesser von 5 χ 10" bis 5 χ 10 mm,
vorzugsweise 0,01 bis 0,02 mm. Sie u/eisen einen Schmelzpunkt
von 80 bis 120 0C auf. Jedes gebräuchliche, niederschmelzende polymere Fasermaterial ist geeignet, z.B.
Polyolefine, Polyurethane, Polyester und Polyamide einschließlich Co-,Ter- oder höhere Polymere aus Polyamiden,
wie etwa, besonders vorteilhaft, ein Terpolymer von Nylon-6, -66 und -12.
Die parallel zueinander ausgerichteten, schwerschmelzbaren Verstärkungsfilamente sollen Durchmesser von 0,1
bis 0,4 mm aufweisen, wobei Werten zwischen 0,2 und 0,3 mm der Vorzug zu geben ist. Sie können als miteinander
verschmolzene Filamentbündel, besser jedoch als eigenständige Monofilamente auf die leicht schmelzbare Substratober
fache aufgebracht werden. Der Querschnitt sollte möglichst einen ideal kreisförmigen Umfang besitzen.
Der Abstand der Monofile zueinander kann erfindungsgemäß
0,5 bis 5 mm betragen, vorzugsweise 1 bis 3 mm, wobei auf einheitliche Abstände zwischen den
Fasern geachtet werden sollte. Die Filamentreihen können sich rechtwinklig kreuzen.
Der Erweichungspunkt der Verstärkungsfilamente muß
über 180 0C liegen, damit diese während der Herstellung von
Bekleidungsstücken, insbesondere während der Press- und Einbügelverfahren , nicht ihren Fadencharakter verlieren.
Schmelzpunkte von 200 bis 300 0C sind daher vorteilhaft.
Als Materialien kommen alle hochschmelzenden faserbildenden Polymere in Frage, z.B. die verschiedenen
Polyester-, Polyamid-, Polyolefin-, Polyurethan- oder PVC-Typen.
-6-
Für das Substrat gilt, wenn es, wie bereits erwähnt,
homogen aus leicht schmelzbarem Material besteht, daß es ein Flächengewicht von 10 bis 80 g/m2, besser
20 bis 50 g/m2 aufweisen soll.
Wenn das Substrat aus einem nicht schmelzbaren Trägermaterial und einer leicht schmelzbaren Oberfläche besteht,
ist für letztere ein Flächengewicht von 5 bis 50 g/m2, vorzugsweise 10 bis 20 g/m2 vorteilhaft.
Das Flächengewicht der Verstärkungsfilamente soll erfindungsgemäß
10 bis 100 g/m2, vorzugweise 20 bis 50 g/m2 betragen; dabei gilt als Faustregel, daß es 0,5 bis
4mal, vorteilhafterweise jedoch 2- bis 3mal so hoch ist wie das Gewicht der leicht schmelzbaren Substratoberfläche
.
Die Herstellung eines homogenen, leicht schmelzenden
Substrates kann auf jeder leicht wieder abtrennbaren Schicht, wie z.B. Papier, erfolgen. Im Falle von zweischichtigen
Substraten besteht die schwer schmelzbare Unterschicht vorzugsweise aus gewöhnlichem, bekanntem Einlagestoff-Material
wie Geweben, Gewirken, Vliesstoffen, vernetzten oder unvernetzten Schaumstoffen. Wenn ein
Vliesstoff gewählt wird, ist gebundenen Wirrvliesen der Vorzug zu geben.
Die schwerschmelzbaren Verstärkungsfilamente werden,
wie bereits erwähnt, thermisch an die Substratoberfläche gebunden. Dies kann geschehen aufgrund ihrer direkt
nach dem Verlassen der Spinndüsen noch innewohnenden Wärme, welche sich auf die Substratoberfläche überträgt
und diese an den Faserkontaktpunkten anschmilzt.
-7-
1$
Oder aber man bringt die Filamente in kälterem Zustand
auf das Substrat auf, was dann eben ein Nachheizen des Laminates erfordert, um die Oberfläche klebrig zu machen,
Ferner ist es möglich, die Filamente auf einen Zwischenträger parallel zueinander abzulegen und auf dieses
Fadengelege die schmelzbare Substratfläche aufzubringen und zu verbinden. Das resultierende Laminat aus Verstärkungsfilamenten/Träger
und schmelzbarem Flächengebilde kann anschließend durch Heißpressen mit der freien
Seite der schmelzbaren Fläche noch auf ein Substrat aufkaschiert und der Träger danach abgezogen werden.
Vorzugsweise wird die leicht schmelzbare Oberfläche des
Substrates durch Extrusion aus reihenförmig angeordneten Spinndüsen erzeugt; die Filamente werden im noch geschmolzenen
Zustand durch direkt an den Spinnöffnungen einwirkende Gasströme verstreckt und wirr auf einem
nicht haftenden bzw. nicht schmelzbaren Zwischenträger abgelegt. Der Zwischenträger befindet sich dabei etwa
8 bis 25 cm unter der Spinndüsenreihe. Dieser Abstand soll so gewählt werden, daß bereits individuelle
Fasern zur Ablage kommen.
Sodann können in paralleler Anordnung die Verstärkungsfilamente
darauf abgelegt werden. Man extrudiert sie aus einer zweiten, reihenförmig angeordneten Düsenschar.
Diese zweite Düsenreihe sollte 0,5 bis 3 cm, vorzugsweise jedoch etwa 1 cm von der Substratoberfläche entfernt
sein.
-8-
Man zieht im Interesse einer leichten Verstreckung der
Verstärkungsfilamente das Substrat mit einer höheren
als der Fasererzeugungsgeschwindigkeit unter der Düsenreihe
vorbei. Faserverstreckung durch Gasströme ist ebenfalls möglich; die Gasgeschwindigkeit darf jedoch im
Interesse der Parallelität der Filamente nicht zur Bildung von Turbulenzen führen.
Es kann erwünscht sein, daß die Festigkeitseigenschaften
des Einlagestoffes über seipe Länge hinweg verschieden
sind. So ist es z.B. bei Bruststücken möglich, das Flächengewicht der parallelen, schwerschmelzbaren Verstärkungselemente
abzustufen, indem der Durchmesser der Spinndüsen variiert wird oder deren Abstand zueinander
während des Extrusionsvorganges kontinuierlich verändert wird.
Ein gebundener, nicht schmelzbarer Einlagestoff wird aus einem Wirrvlies mit Polyester- und Viskosefasern
gebildet; die Verfestigung geschieht durch Nadeln und Imprägnieren mit einem Acrylatbindemittel. Dieser als
Substrat bezeichnete Vliesstoff läuft mit 10 m/min unter zwei schräg angeordneten, linearen Reihen von Spinndüsen
hindurch. Die erste dieser Reihen befindet sich 15 cm über der Faserfläche und gibt Terpolymerfilamente
aus Nylon-6, Nylon-66 und Nylon-12 ab. Faserparallel
gerichtete Luftströme aus direkt bei den Spinndüsen befindlichen Öffnungen vestrecken diese Filamente
vor dem Kontakt mit der Ablagefläche.
-9-
Beim Auftreffen auf das Substrat werden die Fäden aufgrund
der noch vorhandenen Extrusionswärme thermisch gebunden. Die Extrusionsrate ist so eingestellt, daß
das Flächengewicht der so entstandenen Substratoberfläche 15 g/m2 beträgt bei einem Fadendurchmesser von
0,01 mm.
Die zweite Düsenreihe, unter der das entstandene Substrat-Laminat im Abstand von 1 cm hindurchgeführt wird,
besteht aus Öffnungen mit e^nem Kreisdurchmesser von
0,5 mm. Damit wird ein Polyamidpolymer mit einem Schmelzpunkt von 290 0C zu Verstärkungsfilamenten extrudiert.
Die Substratoberfläche ist dabei auf eine Geschwindigkeit eingestellt, bei der die Filamente um
etwa das Dreifache ihrer Ausgangslänge verstreckt werden und im Moment der Ablage einen Durchmesser von 0,2 mm
aufweisen. Die resultierende Parallelfaden-Verstärkungsschicht hat ein Flächengewicht von 35 g/m2. Die Restwärme
der Verstärkungfilamente beträgt unter diesen Herstellungsbedingungen beim Auftreffen auf die Substratoberfläche
noch etwa 150 0C, was ausreicht, diese anzuschmelzen, so daß eine sofortige Fixierung der auftreffenden
Fäden erfolgt.
Das Produkt kann ein einnäh- oder einbügelbarer Einlagestoff sein. Beim Biegen quer zu den parallelen Verstärkungsfilamenten
zeigt er einen ausgeprägten Rundungseffekt und ist somit hervorragend geeignet für Manschetten
und Kragen.
-10-
Ausgezeichnetes Formhaltevermögen bzw. Sprüngigkeit wird erzielt, wenn ein erfindungsgemäß hergestellter
Hosen- oder Rockbund quer zur Fadenrichtung geschnitten wird, wohingegen eine besonders hohe Verstärkungswirkung auftritt, wenn man parallel zur Fadenrichtung
zuschneidet.
Ferner kann der erfindungsgemäße Einlagestoff in Bruststücke
eingesetzt werden, wobei die Parallelfäden quer verlaufen müssen. Man erhäl£ 'so einen hohen Verstärkungseffekt quer zum Bruststück, gepaart mit der Fähigkeit,
in senkrechter Richtung dazu leicht faltbar zu sein.
-11-
Claims (30)
1. Textiler Einlagestoff mit anisotropen Eigenschaften,
bestehend aus einem Substrat und damit verbundenen Verstärkungsfilamenten, dadurch gekennzeichnet, daß
das Substrat eine bei einer Temperatur unter 150 0C schmelzende Oberfläche besitzt und daß auf dieser
Oberfläche eine Schicht aus parallel zueinander verlaufenden, über 180 0C schmelzenden Verstärkungsfilamenten
thermisch fixiert ist.·
2. Textiler Einlagestoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem homogenen
thermoplastischen Faserverbund besteht, dessen Schmelztemperatur unter 150 0C liegt und dessen
Flächengeu/icht 10 bis 80 g/m2 beträgt.
3. Textiler Einlagestoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das homogene Substrat durch Wärme
so weit zerstörbar ist, daß danach lediglich bereichsu/eise
noch Substratmaterial an der hochschmelzenden Verstärkungsfilament-Schicht gebunden
bleibt.
4. Textiler Einlagestoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus nicht oder
schwer schmelzfähigem Material besteht, dessen Oberfläche mit einem Schmelzklebermuster in Form von
Punkten, Punktreihen, Linien oder Flächen in regelmäßiger oder regelloser Anordnung versehen ist.
19-
■
5. Textiler Einlagestoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Substrat aus nicht oder schwer schmelzfähigem Material besteht, dessen Oberfläche
durch ein Wirrvlies aus untereinander verbundenen, thermoplastischen Filamenten gebildet wird, deren
Schmelztemperatur unter 150 0C liegt.
6. Textiler Einlagestoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Filamente
-3 -2
Durchmesser zwischen 5 μ 10 und 5 χ 10 mm aufweisen
und das Flächengewicht der Filamentschicht 5 bis 50 g/m2 beträgt.
7. Textiler Einlagestoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Filamente
Durchmesser von 0,01 bis 0,02 mm besitzen und die Oberflächenschicht 10 bis 20 g/m2 wiegt.
8. Textiler Einlagestoff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schmelztemperatur der thermoplastischen Filamente zwischen 80 und 120 0C beträgt.
9. Textiler Einlagestoff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Substrat-Unterschicht aus schwer oder nicht
schmelzbarem Gewebe, Gewirke, Schaumstoff oder Vliesstoff besteht.
10. Textiler Einlagestoff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flächengewicht der Verstärkungs-Filamentschicht das Zwei- bis Dreifache der leicht schmelzbaren
Komponente des Substratmaterials beträgt.
-13-
11. Textiler Einlagestoff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
die die Verstärkungsschicht ein Flächengewicht von 10 bis 100 g/m2 aufweist.
12. Textiler Einlagestoff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstärkungsfilamente einen Durchmesser von 0,1 bis 0,4 mm besitzen.
13. Textiler Einlagestoff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstände der Verstärkungsfilamente zueinander 0,5 bis 5 mm betragen.
14. Textiler Einlagestoff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die auf der Substratoberfläche befindlichen, über 180 0C schmelzenden parallelen Verstärkungsfilamente
aus miteinander verklebten Fadenbündeln bestehen.
15. Textiler Einlagestoff nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Substratoberfläche
befindlichen, über 180 0C schmelzenden parallelen Verstärkungsfilamente individuelle
Monofile sind.
16. Textiler Einlagestoff nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Monofilament-Querschnitte
einen ideal kreisförmigen Umfang besitzen.
-14-
17. Textiler Einlagestoff nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfilamente parallel im Abstand
von 2 mm zueinander auf der Substratoberfläche angeordnet
sind.
18. Textiler Einlagestoff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß Parallelenscharen der Verstärkungsfilamente sich rechtwinklig kreuzen.
19. Textiler Einlagestoff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Parallel-Abstände der Verstärkungsfilamente zueinander bereichsweise variieren.
20. Textiler Einlagestoff nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzpunkt der Verstärkungsfilamente
zwischen 200 und 300 0C beträgt.
21. Verfahren zur Herstellung eines textlien Einlagestoffes mit anisotropen Eigenschaften gemäß den
vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennnzeichnet, daß auf eine bei einer Temperatur unter 150 0C
schmelzende Substratoberfläche parallel zueinander verlaufende, bei über 180 0C schmelzende Verstärkungsfilamente
aufextrudiert und thermisch fixiert werden.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat durch spinnwebartiges Ablegen einer
Fadenschar aus theremoplastischen Fasern auf einer Unterlage gemäß DE-OS 15 60 777 hergestellt
wird.
-15-
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die bei über 180 0C schmelzenden
Verstärkungsfilamente direkt nach dem Verlassen der Spinndüsen in noch heißem Zustand auf die niedrigschmelzende Substratoberfläche abgelegt und durch
Wärmeübertragung von dieser thermisch gebunden werden.
24. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vers^tärkungsfilamente zur Ablage
gebracht und danach in einem gesonderten Verfahrensschritt durch Erhitzen der Substratoberfläche fixiert
werden.
25. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfilamente nach der
Extrusion auf einen separaten, abziehbaren Träger abgelegt und danach mit der niedrigschmelzenden
Substratoberflache hitzeverbunden vi/erden.
26. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laminat aus einem leicht schmelzbaren
Faserverbund und den schwer schmelzbaren, parallelen Verstärkungsfilamenten gebildet wird
und dieses Laminat auf ein nicht schmelzbares Substrat durch Heißpressen kaschiert wird.
27. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinndüsen
zur Herstellung der leicht schmelzbaren Faser-Substratoberfläche 8 bis 25 mm über einem
diese Filamente aufnehmenden, nicht schmelzbaren Träger angeordnet sind.
-16-
28. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinndüsen für die schwer schmelzbaren Verstärkungsfilamente
in einer Reihe und 0,5 bis 3 cm über der leicht schmelzbaren Substratoberfläche angeordnet
sind.
29. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfilamente
durph bekannte Verstreckungsverfahren nach dem Passieren der Spinnndüsen leicht verstreckt u/erden.
30. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Titer
der leicht schmelzbaren Filamente auf der Substratoberfläche während des Verspinnens bereichs\i/eise
variiert wird.
-17-
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