Schutztextilie gegen ballistische Einwirkungen Protective textile against ballistic effects
Die Erfindung betrifft eine Schutztextilie gegen ballistische Einwirkungen für z.B. Schutzwesten oder Verkleidungen wie Innenverkleidungen von Fahrzeugen.The invention relates to a protective textile against ballistic effects for e.g. Protective vests or linings such as the interior linings of vehicles.
Eine Schutztextilie gegen ballistische Einwirkung soll den Träger vor Geschosseinwirkung (ballistischer Schutz) und ggf. gegen Angriffe mit Messern (Stichschutz) schützen. Sie soll nicht nur das Durchdringen des Geschosses verhindern, sondern auch schwere Verletzungen vermeiden, die durch den Impulsübertrag vom Geschoss auf den Körper entstehen können.Protective textiles against ballistic effects are intended to protect the wearer from projectiles (ballistic protection) and, if necessary, against attacks with knives (stab protection). It is not only intended to prevent the projectile from penetrating, but also to prevent serious injuries that can result from the impulse transmission from the projectile to the body.
Die Textilien sind textile Flächengebilde und bestehen z.B. aus Geweben, Vliesstoffen, Maschenware oder Gelegen auf der Basis von Ausgangsmaterialien wie Aramid, Polyamid, Polyester, Polyethylen, Polypropylen oder Glasfasern. Dabei haben neben den Ausgangsmaterialien die Herstellungsart und die Struktur erheblichen Einfluss auf die Eigenschaften der Textilien.The textiles are textile fabrics and consist e.g. from fabrics, nonwovens, knitwear or scrims based on raw materials such as aramid, polyamide, polyester, polyethylene, polypropylene or glass fibers. In addition to the starting materials, the type of manufacture and the structure have a significant influence on the properties of the textiles.
Die Schutzeigenschaften* der Weste müssen unabhängig von äußeren Bedingungen gegeben sein, insbesondere dürfen Feuchtigkeit oder Temperatur die Schutzwirkung nicht herabsetzen. Des Weiteren ist zu berücksichtigen, dass zur Erzielung eines hohen Tragekdmforts Materialien und Konstruktionen gewählt werden, die ein geringes Flächengewicht aufweisen. Dadurch kann das insbesondere bei Unterziehwesten auftretende Problem der Stauwärme verringert werden. Ferner sollte die Schutzweste schwer entflammbar sein.The protective properties * of the vest must be independent of external conditions, in particular, moisture or temperature must not reduce the protective effect. It should also be borne in mind that materials and constructions with a low basis weight are selected to achieve a high level of comfort. As a result, the problem of heat build-up, which occurs particularly in underwear vests, can be reduced. The protective vest should also be flame retardant.
Es ist bekannt, ein Laminat aus Lagen von Gewebe aus hochfestem
Fasermaterial zum Schutz gegen ballistische Einwirkungen zu verwenden. Dabei sind die einzelnen Lagen ganzflächig miteinander durch ein Matrixmaterial verklebt, mit dem die Fasern des Gewebes benetzt sind. Der Nachteil derartiger Laminate besteht darin, dass sie relativ steif sind und somit eine Formgebungs- einrichtung erforderlich ist, wenn sie eine vorgegebene Form einnehmen soll .It is known to be a laminate of layers of high-strength fabric Use fiber material to protect against ballistic effects. The individual layers are glued to one another over the entire area by a matrix material with which the fibers of the fabric are wetted. The disadvantage of such laminates is that they are relatively stiff and a shaping device is therefore required if they are to assume a predetermined shape.
Aus der DE 100 11 701 AI ist ein Laminat zum Schutz gegen ballistische Einwirkungen bekannt, das aus mehreren Lagen eines Gewebes aus Hochleistungsfasern besteht, die nur stellenweise miteinander verbunden sind, so dass sich ein flexibles Laminat ergibt. Bei der Herstellung des Laminats werden zunächst die einzelnen Gewebelagen durch Weben, Legen od. dgl. ausgebildet, worauf mittels Schablonenauftrag das Klebematerial etwa punkt- för ig auf der Gewebeoberfläche aufgebracht wird. Dabei weist die Schablone einen Lochdurchmesser von 0,1 - 2 mm auf. Nach dem punktweisen Beschichten der Gewebe mit Klebematerial werden die einzelnen Lagen miteinander verpresst und danach auf die erforderlichen Formstücke zugeschnitten. Als Hochleistungs- fasern werden Aramidfasern, High-Performance-Polyethylen- und PWO-Fasern verwendet. Außerdem ist auch die Verwendung von Glasfasern für den Laminataufbau möglich.From DE 100 11 701 AI a laminate for protection against ballistic effects is known, which consists of several layers of a fabric made of high-performance fibers, which are only connected in places, so that a flexible laminate results. In the production of the laminate, the individual fabric layers are first formed by weaving, laying or the like, whereupon the adhesive material is applied approximately at a point to the fabric surface by means of stencil application. The template has a hole diameter of 0.1 - 2 mm. After the fabric has been coated with adhesive at certain points, the individual layers are pressed together and then cut to the required shaped pieces. Aramid fibers, high-performance polyethylene and PWO fibers are used as high-performance fibers. In addition, the use of glass fibers for the laminate structure is also possible.
Aus der GB-2 308 094 A ist ein mehrlagiges flexibles Gewebematerial bekannt, das z. B. aus Aramidfasern bestehen kann, wobei zwischen den einzelnen Schichten ein als Netz ausgeformtes thermoplastisches Material angeordnet ist . Durch eine Hitze- und Druckbehandlung wird das thermoplastische Material dieser Netze geschmolzen und führt so zu einer Haftung zwischen den einzelnen Schichten. Auch diese mehrlagigen Materialien werden für die Herstellung von Schutzwesten gegen ballistische Einwirkung verwendet.From GB-2 308 094 A a multi-layer flexible fabric material is known which, for. B. can consist of aramid fibers, a thermoplastic material formed as a network is arranged between the individual layers. The thermoplastic material of these nets is melted by heat and pressure treatment and thus leads to adhesion between the individual layers. These multi-layer materials are also used for the production of protective vests against ballistic effects.
Sowohl das Laminat aus der DE 100 11 701 AI als auch das mehrlagige flexible Gewebematerial aus der GB 2 308 094 A weisen den Nachteil auf, dass die einzelnen Lagen des mehrschichtigen Endgewebes punktuell miteinander verklebt sind, wobei die einzelnen Klebebereiche entweder durch einen Schablonenauftrag
oder durch eine netzartige Strukturierung immer an den gleichen übereinander angeordneten Bereichen erfolgt . Dies führt zu einer nur noch eingeschränkten Flexibilität des Endgewebes .Both the laminate from DE 100 11 701 AI and the multi-layer flexible fabric material from GB 2 308 094 A have the disadvantage that the individual layers of the multi-layer end fabric are bonded to one another at certain points, the individual adhesive areas being applied either by stencil application or by means of a network-like structuring always in the same areas arranged one above the other. This leads to only a limited flexibility of the end fabric.
Aufgabe der Erfindung ist, eine flexible Schutztextilie in Form eines Verstärkungsverbundstoffes zu schaffen, der ein relativ geringes Gewicht, eine erhöhte Durchlässigkeit für Gase und/oder Flüssigkeiten, sowie eine höhere Widerstandsfestigkeit gegen ballistische Belastungen und eine höhere Flexibilität aufweist und zudem kostengünstiger herstellbar ist. Außerdem soll der Verstärkungsverbundstoff herstellungstechnisch einfach an vorgegebene Belastungen anpassbar sein.The object of the invention is to provide a flexible protective textile in the form of a reinforcing composite which has a relatively low weight, an increased permeability to gases and / or liquids, as well as a higher resistance to ballistic loads and a higher flexibility, and which is also less expensive to manufacture. In addition, the reinforcement composite should be easily adaptable to specified loads in terms of production technology.
Die Aufgabe wird durch eine Schutztextilie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is achieved by a protective textile with the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verstärkungsverbundstoffes im Querschnitt;Fig. 1 shows schematically an embodiment of a reinforcing composite according to the invention in cross section;
Fig. 2 schematisch ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines Verstärkungsverbundstoffes in der Draufsicht;2 schematically shows an advantageous exemplary embodiment of a reinforcing composite in a top view;
Fig. 3 eine schematische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Verstärkungsverbundstoffes mit zwei Klebevliesen;3 shows a schematic exploded view of a reinforcing composite according to the invention with two adhesive fleeces;
Fig. 4 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verstärkungsverbundstoffes im Querschnitt.Fig. 4 schematically shows a further embodiment of a reinforcing composite in cross section.
Fig. 1 zeigt einen e findungsgemäßen flexiblen textilen, laminierten und/oder kaschierten Verstärkungsverbundstoff 1, der aus textilen Einzellagen 2 aufgebaut ist. Diese textilen
Einzellagen 2 sind jeweils durch ein zwischen jeweils zwei Einzellagen 2 gelegtes Klebevlies 5 miteinander flächig unter Ausbildung von lokalen Klebestellen 3 und von klebefreien Berührungsflächen 4 und/oder Hohlräumen 7 verbunden. Weder die lokalen Klebestellen 3 noch die klebefreien Berührungsflächen 4 sind systematisch angeordnet, sondern wirr verteilt. Auch die Querschnittsflächen der Klebestellen 3 können unterschiedlich sein. Demgemäß sind auch die Berührungsflächen 4 nicht gleichflächig angeordnet .1 shows a flexible textile, laminated and / or laminated reinforcing composite 1 according to the invention, which is composed of individual textile layers 2. These textile Individual layers 2 are in each case connected to one another by means of an adhesive fleece 5 placed between two individual layers 2, forming local adhesive points 3 and non-adhesive contact surfaces 4 and / or cavities 7. Neither the local glue points 3 nor the non-adhesive contact surfaces 4 are systematically arranged, but distributed in a confused manner. The cross-sectional areas of the adhesive points 3 can also be different. Accordingly, the contact surfaces 4 are not arranged in the same area.
Nach der Erfindung werden somit kaschierte Laminate als Textilien verwendet, deren Lagen durch diskrete Klebestellen miteinander in Verbindung stehen, wobei neben den Klebestellen diskrete Hohlräume bzw. Berührungsflächen vorgesehen sind. Die verwendeten Klebstoffe sind vorzugsweise etwas elastisch und/oder flexibel, so dass Belastungen nicht unmittelbar zum Bruch der Klebestellen führen. Vorzugsweise ist zudem eine derartige Verteilung und Ausgestaltung der Klebestellen vorgesehen, dass auf eine obere Lage wirkende, mechanische wie statische und/oder dynamische Belastungen, die diese Lage normalerweise nicht aushalten kann, über Klebestellen zum Teil auf die darunter befindliche Lage übertragen werden, ohne dass die obere Lage beschädigt wird, wobei die darunter liegende Lage die Belastung absorbiert, ohne sie in schädigender Weise an die Umgebung der eingebauten Textilie abzugeben. Insofern weist die erfindungsgemäße Textilie ein hohes Belastungs- absorptionsvermögen auf .According to the invention, laminated laminates are thus used as textiles, the layers of which are connected to one another by discrete adhesive points, discrete cavities or contact surfaces being provided in addition to the adhesive points. The adhesives used are preferably somewhat elastic and / or flexible, so that loads do not lead directly to the breaking of the adhesive points. Preferably, such a distribution and configuration of the gluing points is also provided that mechanical, static and / or dynamic loads acting on an upper layer, which this layer cannot normally withstand, are partially transferred to the layer underneath via gluing points without the upper layer is damaged, the underlying layer absorbing the load without being released in a harmful manner to the surroundings of the installed textile. In this respect, the textile according to the invention has a high load absorption capacity.
Klebevliese sind dünne, sehr leichte, flexible Flächengebilde mit hohem Dehnvermögen aus thermoplastischen, wärmeaktivier- baren, trockenen Klebstofffasern bzw. Klebestoffmonofilamenten, die in Form von thermisch gebundenen, z.B. spinndüsenextrudier- ten Wirr- oder extrudierten Parallelvliesen vorliegen und die z.B. auf einer Rolle aufgespult gehandelt werden. Sie können auf unterschiedlicher Klebstoffpolymerbasis, wie Polyolefin, Copolyamide, Copolyether und Terpolymere, aufgebaut sein. Die
Struktur weist viele kleine Zwischenräume auf. Klebevliese werden als Bahnware mit Flächengewichten von z.B. 10 bis 100 g/m2 gehandelt. Für die Verklebung • sind Druck, Zeit und Aktivierungswärme erforderlich.Adhesive nonwovens are thin, very light, flexible fabrics with high elasticity made of thermoplastic, heat-activatable, dry adhesive fibers or adhesive monofilaments, which are in the form of thermally bonded, for example spinneret-extruded, nonwoven or extruded parallel nonwovens and which are, for example, wound up on a roll become. They can be based on different adhesive polymer bases, such as polyolefin, copolyamides, copolyethers and terpolymers. The Structure has many small gaps. Adhesive nonwovens are traded as web goods with basis weights of, for example, 10 to 100 g / m 2 . For the bond • pressure, time and activation heat are required.
Für die Zwecke der Erfindung kann, z.B. auf den Anwendungsfall bezogen, das Flächengewicht wie auch das Basispolymer des Klebevlieses ausgewählt werden. Dabei können zwischen zwei Lagen der Textilie mehrere Lagen Klebevlies gleicher oder unterschiedlicher Flächengewichte und/oder gleicher oder unterschiedlicher Polymerbasis ausgewählt verwendet werden, so dass das Belastungsabsorptionsvermögen durch die entsprechende Auswahl gesteuert werden kann.For the purposes of the invention, e.g. related to the application, the basis weight as well as the base polymer of the adhesive fleece are selected. Several layers of adhesive fleece of the same or different basis weights and / or the same or different polymer base can be selected between two layers of textile, so that the load absorption capacity can be controlled by the appropriate selection.
Gleichermaßen kann das Belastungsabsorptionsvermögen der Textilie auf den Anwendungsfall gezielt eingestellt werden, indem zwischen mehreren Lagen der Textilie Klebevliese unterschiedlicher Flächengewichte und/oder unterschiedlicher Polymerbasis verwendet werden.Likewise, the load absorption capacity of the textile can be specifically adjusted to the application by using adhesive fleeces of different basis weights and / or different polymer bases between several layers of the textile.
Für das erfindungsgemäße Textillaminat leistet das Klebevlies synergistische Effekte. Es gewährleistet' im Laminat eine reversibel dehnfähige, nachgiebige bis fast elastische Klebeschicht, die die Flexibilität bzw. Geschmeidigkeit der Textilie nicht beeinträchtigt, so dass eine erfindungsgemäße Textilie gut handhabbar ist . Außerdem weist dieser Klebstoff ein sehr geringes Gewicht auf und belastet insofern die Textilie auch nicht .'The adhesive fleece has synergistic effects for the textile laminate according to the invention. It 'in the laminate a reversibly stretchable, resilient to almost elastic adhesive layer that does not impair the flexibility or softness of the fabric so that a textile according to the invention is guaranteed easy to handle. In addition, this adhesive has a very low weight and therefore does not burden the textile. '
Darüber hinaus aber wird eine Verklebung mit einer wirren Vliesnetzstruktur erzeugt, die aus der Verklebung von Vlies- elementen untereinander und den Strukturelementen der textilen Flächengebilde, in die der Klebstoff eindringt, resultiert, wobei aus den Vliesfilamenten entstandene Vliesfilament- klebestellenelemente die Berührungsflächen und/oder Hohlräume umgeben bzw. einfassen. Es bilden sich eine Vielzahl klein-
dimensionierter Klebestellen, die wirr bzw. unregelmäßig verteilt sind und zudem unterschiedliche Abmessungen haben. Die Klebestellen weisen im Wesentlichen die Fadenstruktur und Fadenlänge der Fäden bzw. Fädenanteile auf, die beim Kaschieren bzw. Laminieren durch Schmelzen die wirr verteilten Klebestellen erzeugt haben. Diese Klebestellen sind in der Regel unterschiedlich lang und/oder dick und/oder breit, so dass auch insoweit eine Unregelmäßigkeit erzeugt wird. Es wird auf diese Unregelmäßigkeiten zurückgeführt, dass die mit den Klebevliesen erzeugten Textilien ein überraschend hohes und überlegenes Belastungsabsorptionsvermögen gewährleisten, woraus möglicherweise insbesondere auch ein feststellbarer hoher und überlegener Delaminierungswiderstand resultiert.In addition, however, an adhesive bond with a tangled nonwoven net structure is produced, which results from the adhesive bond of nonwoven elements to one another and the structural elements of the textile fabrics into which the adhesive penetrates, the nonwoven filament adhesive points resulting from the nonwoven filaments being the contact surfaces and / or cavities surround or surround. A large number of small dimensioned glue points that are randomly or irregularly distributed and also have different dimensions. The glue points essentially have the thread structure and thread length of the threads or thread portions which, during lamination or lamination, have produced the randomly distributed glue points by melting. These glue points are generally of different lengths and / or thicknesses and / or widths, so that an irregularity is also produced in this respect. It is attributed to these irregularities that the textiles produced with the adhesive fleeces guarantee a surprisingly high and superior load absorption capacity, which in particular may also result in a detectable high and superior delamination resistance.
Neben den Klebestellen sind auch die Hohlräume bzw. Berührungsflächen entsprechend unregelmäßig bzw. wirr verteilt und haben entsprechend unregelmäßige Abmessungen. Diese Hohlraum- bzw. FlächenberührungsStruktur trägt ebenfalls entscheidend zum überlegenen Belastungsabsorptionsvermögen bei, denn diese Struktur kann insbesondere stoßartige Belastungen besonders effektiv abpuffern.In addition to the glue points, the cavities or contact surfaces are also distributed irregularly or confusingly and have correspondingly irregular dimensions. This cavity or surface contact structure also contributes decisively to the superior load absorption capacity, because this structure can buffer shock loads particularly effectively.
In Kombination mit der gezielten Einstellung der Steuerungsmöglichkeit der Belastungsabsorption über die Klebevliese kann die Belastungsabsorption auch über unterschiedliche Flächengewichte der textilen Lagen und/oder die Art der Textilie gesteuert werden. Insofern werden zweckmäßigerweise Gewebe und/oder Gewirke und/oder Gelege und/oder Vliese mit gleichen oder unterschiedlichen Flächengewichten und/oder aus unterschiedlichen Materialien, wie Aramid, verwendet. Durch die Verwendung der Klebevliese ist die Kombination der textilen Lagen der Textilien mit nicht-textilen Funktionsflächengebilden wie Metallfolien, Schaumstoffen oder dergleichen besonders einfach. Diese Funktionsflächengebilde werden ebenfalls über Klebevliese verklebt .
Die Erfindung ermöglicht bei Verwendung von Klebevliesen außerdem die Belastungsabsorption so zu steuern, dass eine gezielte Delaminierung textiler oder nicht-textiler Einzellagen unter Aufnahme und Ableitung auftretender Kräfte erfolgen kann, ohne dass die Textilie insgesamt ihre vorgegebene Funktions- fähigkeit verliert.In combination with the targeted setting of the possibility of controlling the load absorption via the adhesive fleeces, the load absorption can also be controlled via different basis weights of the textile layers and / or the type of textile. In this respect, fabrics and / or knitted fabrics and / or scrims and / or nonwovens with the same or different basis weights and / or made of different materials, such as aramid, are expediently used. The use of the adhesive fleeces makes the combination of the textile layers of the textiles with non-textile functional fabrics such as metal foils, foams or the like particularly easy. These functional fabrics are also glued using adhesive fleeces. When using adhesive fleeces, the invention also makes it possible to control the load absorption in such a way that deliberate delamination of textile or non-textile individual layers can take place with absorption and derivation of occurring forces, without the textile as a whole losing its predefined functionality.
Erfindungsgemäß sind die lokalen Klebestellen 3 für eine hohe Verschiebe- und Trennfestigkeit der Einzellagen 2 und damit auch für einen hohen Widerstand des erfindungsgemäßen Verstärkungsverbundstoffes 1 z. B. gegen Druck- bzw. Druckstoßbeanspruchung verantwortlich. Außerdem ermöglichen die klebefreien Berührungsflächen 4 die Durchlässigkeit von Gasen und/oder Flüssigkeiten durch den Verstärkungsverbündstoff 1 hindurch, und sie ermöglichen ferner eine hohe Weichheit und eine geringe Biegesteifigkeit des Verbundstoffes 1.According to the invention, the local adhesive points 3 are for a high resistance to displacement and separation of the individual layers 2 and thus also for a high resistance of the reinforcing composite 1 according to the invention. B. responsible for pressure or pressure surge stress. In addition, the adhesive-free contact surfaces 4 enable gases and / or liquids to permeate through the reinforcing composite 1, and they also enable the composite 1 to have a high degree of softness and a low flexural strength.
Dieser erfindungsgemäße Verbund von zwei oder mehreren textilen Einzellagen wird durch ein jeweils zwischen zwei textilen Einzellagen angeordnetes Klebevlies 5 erreicht.This composite according to the invention of two or more individual textile layers is achieved by means of an adhesive fleece 5 each arranged between two individual textile layers.
Fig. 2 zeigt schematisch ein Laminat mit einem Klebevlies 5, für das vorzugsweise ein durch Schäumung extrudiertes Klebevlies verwendet wird. Das Klebevlies 5 weist eine spinnnetz- ähnliche Struktur aus polymeren Filamentteilen 6 sowie Hohlräumen 7 auf. Die in der Struktur des Klebevlieses 5 vorhandenen Hohlräume 7 führen im Verstärkungsverbundstoff 1 zu durchlässigen Berührungsflächen 4 und zu Hohlräumen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass, bei Einwirken von Hitze und Druck auf diese Anordnung aus textilen Einzellagen 2 und den dazwischen liegend angeordneten Klebevliesen 5, die polymeren Filamentteile 6 des Klebevlieses 5 schmelzen und in die angrenzenden Oberflächen der textilen Einzellagen 2 eindringen, wodurch sich die schiebe- und trennfesten Klebestellen 3 bilden.
Die Klebevliese 5 bestehen aus wirren Filamenten (Fig. 3) . Diese unstrukturierte Verteilung der Filamente 6 führt dazu, dass bei einer Anordnung von mehreren textilen Einzellagen 2 mit jeweils dazwischen liegenden Klebevliesen 5 übereinander, sowohl die sich bildenden lokalen Klebestellen 3 als auch die klebefreien Berührungsflächen 4 nur zufällig übereinander angeordnet sind. Die Wahrscheinlichkeit, dass doch übereinander liegende Klebestellen 3 bzw. klebefreie Berührungsflächen 4 parallel zueinander angeordnet sind, ist aufgrund des nicht strukturierten Klebevlieses 5 sehr gering. Diese wahllose Anordnung der Klebestellen 3 sowie der klebefreien Berührungsflächen 4 und Hohlräume 7 führt zu einer erhöhten Flexibilität in dem mehrschichtigen Endgewebe, da das Klebemedium nicht wie eine Folie vollflächig geschlossen ist, sondern kleine Zwischenräume aufweist.2 schematically shows a laminate with an adhesive fleece 5, for which an adhesive fleece extruded by foaming is preferably used. The adhesive fleece 5 has a spider web-like structure made of polymeric filament parts 6 and cavities 7. The cavities 7 present in the structure of the adhesive nonwoven 5 lead to permeable contact surfaces 4 and cavities in the reinforcing composite 1. According to the invention it is provided that, when heat and pressure act on this arrangement of textile individual layers 2 and the adhesive fleece 5 arranged in between, the polymeric filament parts 6 of the adhesive fleece 5 melt and penetrate into the adjacent surfaces of the textile individual layers 2, as a result of which the sliding - And form permanent bond 3. The adhesive fleeces 5 consist of tangled filaments (Fig. 3). This unstructured distribution of the filaments 6 leads to the fact that, in the case of an arrangement of a plurality of textile individual layers 2 with adhesive fleece 5 in between, both the local adhesive spots 3 which form and the non-adhesive contact surfaces 4 are only randomly arranged one above the other. The likelihood that adhesive points 3 or adhesive-free contact surfaces 4 lying one above the other are arranged parallel to one another is very low due to the non-structured adhesive fleece 5. This random arrangement of the adhesive points 3 and the adhesive-free contact surfaces 4 and cavities 7 leads to increased flexibility in the multilayer end fabric, since the adhesive medium is not closed over the entire area like a film, but instead has small gaps.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Verstärkungs- verbundstoffes 1 mit drei textilen Einzellagen 2 sowie jeweils dazwischen angeordnete Klebevliese 5, wobei die Klebevliese 5 eine unterschiedliche Anzahl an Klebestellen 3 aufweisen, wodurch eine partiell höhere Verstärkung erfolgt und der Verstärkungsverbund in der Tiefe unterschiedliche Flexibilität erhält.4 shows a further embodiment of a reinforcement composite 1 with three textile individual layers 2 and adhesive fleece 5 arranged in between, the adhesive fleece 5 having a different number of adhesive joints 3, which results in a partially higher reinforcement and the depth of the reinforcement composite varies in flexibility receives.
Das Klebevlies 5 ist auf Klebstoffpolymerbasis aufgebaut. Als Polymere werden Polyolefine, Copolyamide, Copolyester und Terpolymere verwendet .The adhesive fleece 5 is based on an adhesive polymer. Polyolefins, copolyamides, copolyesters and terpolymers are used as polymers.
Das Klebevliesmaterial kann als Bahnenware produziert werden und weist Flächengewichte von 10 - 100 g/m2 auf. Die Verarbeitung dieser Klebevliese kann sowohl kontinuierlich, also von Rolle auf Rolle, als auch diskontinuierlich erfolgen. Generell erforderlich für jeden Verklebungsprozess sind die Parameter Druck, Zeit sowie Wärme, um den Klebstoff in die für die Benetzung erforderliche Viskosität zu versetzen. Außerdem ist das Klebemedium später durch Wärme reaktivierbar und kann
mit anderen Substraten eine Verklebung eingehen. Die aus Klebstofffasern bzw. aus Klebstoffmonofilamenten bestehenden Klebevliese 5 können in Form von thermisch gebundenen Wirrvliesen vorliegen, die spinndüsenextrudiert sind. Diese Klebevliese 5 weisen selbst bei geringen Klebstoffgewichten noch eine hervorragende Trennfestigkeit auf, ohne vollflächig zu verkleben und eine ausgezeichnete Durchlässigkeit für Gase und/oder Flüssigkeiten. Ferner sind sie noch durch einen flexiblen Griff sowie ein hohes Dehnvermögen gekennzeichnet .The adhesive nonwoven material can be produced as a sheet and has a basis weight of 10-100 g / m 2 . The processing of these adhesive fleeces can take place continuously, ie from roll to roll, as well as discontinuously. The parameters pressure, time and heat are generally required for each bonding process in order to set the adhesive to the viscosity required for wetting. In addition, the adhesive medium can later be reactivated by heat and can bond with other substrates. The adhesive nonwovens 5 consisting of adhesive fibers or of adhesive monofilaments can be in the form of thermally bonded nonwoven fabrics which are extruded from the spinneret. Even with low adhesive weights, these adhesive fleeces 5 still have excellent separation strength without sticking over the entire surface and excellent permeability to gases and / or liquids. Furthermore, they are characterized by a flexible grip and high elasticity.
Zwischen den Eigenschaften des Klebevlieses 5 und der Struktur und den Eigenschaften des Verstärkungsverbundstoffes 1 bestehen folgende Zusammenhänge :The following relationships exist between the properties of the adhesive fleece 5 and the structure and properties of the reinforcing composite 1:
Klebevlies VerstärkungsverbundstoffNonwoven reinforcement composite
Schaumextrusion Weichheit Filamentdicke Größe und Anzahl Klebestellen Größe und Anzahl BerührungsflächenFoam extrusion Softness Filament thickness Size and number of glue points Size and number of contact surfaces
Flächenmasse Größe und Anzahl Klebestellen Größe und Anzahl BerührungsflächenArea mass size and number of glue points size and number of contact surfaces
Ferner ist vorteilhaft, wenn das Klebevlies 30 bis 300 klebefreie Berührungsflächen 4 pro cm2 aufweist.It is also advantageous if the adhesive fleece has 30 to 300 adhesive-free contact areas 4 per cm 2 .
Zur Erreichung spezieller Funktionseigenschaften können z.B. auf einer oder auf beiden Oberflächenseiten des Verstärkungs- verbundstoffes 1 im gleichen Arbeitsgang wie bei der Verklebung der einzelnen textilen Einzellagen 2 oder in einem nachfolgenden Arbeitsgang ebenfalls durch ein Klebevlies nichttextile Funktionsflächen wie z. B. Metallfolie, Schaumstoff oder ähnliches befestigt sein.To achieve special functional properties, e.g. on one or on both surface sides of the reinforcing composite 1 in the same operation as when bonding the individual textile individual layers 2 or in a subsequent operation also by means of an adhesive nonwoven functional surfaces such as B. metal foil, foam or the like.
Der erfindungsgemäße textile Verstärkungsverbundstoff 1 ermög-
licht die zunehmenden Funktionsanforderungen an hohen Widerstand gegen schräg bis senkrecht auf eine Oberfläche des Verstärkungsverbundstoffes 1 einwirkende Druck- und Durchstoßbeanspruchung durch die erfindungsgemäße Kombination von mehreren textilen Einzellagen, die durch kleinflächige Klebestellen schiebe- und trennfest miteinander verbunden sind, hervorragend zu erfüllen.The textile reinforcement composite 1 according to the invention enables light to meet the increasing functional requirements for high resistance to oblique to vertical pressure and puncture stress acting on a surface of the reinforcing composite 1 by the combination according to the invention of several textile individual layers, which are bonded to one another by small-area adhesive points and are resistant to sliding and separation.
Durch die Erhöhung des Widerstandes gegen schräg bis senkrecht oberflächlich einwirkende Druck- bzw. Durchstoßbeanspruchung durch die kleinflächigen, schiebe- und trennfesten Klebestellen wird eine einsatzbezogene Reduzierung der Gesamtflächenmasse an den textilen Einzellagen z. B. gegenüber vergleichbaren, durch Übereinanderlegen von Einzellagen ohne oder mit Verbindung z . B. Vernähen möglich. Dies bedeutet für den erfindungsgemäßen flexiblen textilen Verstärkungsverbundstoff 1 eine Reduzierung der Materialkosten bei den wertvollen textilen Einzellagen und eine Erhöhung der Gebrauchseignung durch geringeres zu tragendes, aufzuspannenden Gewichtes des aus dem flexiblen textilen Verstärkungsverbundstoff 1 hergestellten Bauteiles bzw. Erzeugnisses.By increasing the resistance to oblique to vertical superficial pressure or puncture stress due to the small-area, sliding and separable bond points, an application-related reduction in the total mass of the textile individual layers z. B. compared to comparable, by stacking individual layers with or without connection z. B. sewing possible. For the flexible textile reinforcement composite 1 according to the invention, this means a reduction in the material costs for the valuable individual textile layers and an increase in suitability for use due to the lower weight of the component or product made from the flexible textile reinforcement composite 1 that has to be clamped.
Anhand von Ausführungsbeispielen, die die Erfindung jedoch nicht begrenzen, wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail on the basis of exemplary embodiments, which, however, do not limit the invention.
Ausführungsbeispiel 1:Example 1:
In einem Ausführungsbeispiel besteht der flexible textile Verstärkungsverbundstoff 1 aus drei kettengewirkten textilen Einzellagen 2 mit einer Flächenmasse von 175, 250 und 400 g/m2.In one embodiment, the flexible textile reinforcement composite 1 consists of three warp knitted textile individual layers 2 with a basis weight of 175, 250 and 400 g / m 2 .
Die Kettengewirke bestehen aus Polyester-Multifilament-Garnen. Zur Verbindung ist zwischen dem Kettengewirke mit 175 g/m2 und dem mit 250 g/m2 Flächenmasse ein Polyester-Klebevlies 5 mit einer Flächenmasse von 17 g/m2 und zwischen den Kettengewirken mit 250 g/m2 Flächenmasse und dem mit 400 g/m2 Flächenmasse ein
Polyester-Klebevlies 5 mit einer Flächenmasse von 24 g/m2 angeordnet. Diese mehrlagige Struktur wird einer Flachbett-Kaschieranlage zugeführt und dort mit folgenden Bedingungen zum Verstärkungsverbundstoff 1 verfestigt:-The warp knitted fabrics consist of polyester multifilament yarns. Is for connection between the warp with 175 g / m 2 and 250 g / m 2 basis weight, a polyester adhesive web 5 with a basis weight of 17 g / m 2, and between the warp with 250 g / m 2 basis weight and with 400 g / m 2 basis weight Polyester adhesive fleece 5 with a basis weight of 24 g / m 2 arranged. This multi-layer structure is fed to a flat bed laminating system and solidified there with the following conditions to form the reinforcing composite 1:
Temperatur in den beiden Klebefugen: 132° C Bandabstand: 2 , 5 mmTemperature in the two adhesive joints: 132 ° C tape gap: 2.5 mm
Für die prüftechnische Darstellung der hohen Druck- bzw. Durchstoßfestigkeit des Verstärkungsverbundstoffes 1 wird die bei Geotextilien übliche Stempeldurchdrückkraft bestimmt . Dabei drückt ein zapfenförmiger Metallstempel mit konstanter Geschwindigkeit senkrecht durch die Oberfläche der eingespannten Probe des Verstärkungsverbundstoffes .For the test-technical representation of the high pressure and puncture resistance of the reinforcing composite 1, the stamp penetration force customary in geotextiles is determined. A cone-shaped metal stamp presses vertically through the surface of the clamped sample of the reinforcement composite at a constant speed.
Mit der im Ausführungsbeispiel aufgeführten Konstruktion wurde eine Stempeldurchdrückkraft von 12,45 kN erreicht. Als Vergleich wurde bei einer nicht verklebten Konstruktion aus gleichen Kettengewirken aus Polyester bei einem vierlagigen Aufbau aus den Flächenmassen 175 g/m2, 200 g/m2, 250 g/m2 und 400 g/m2 eine Stempeldurchdrückkraft von 12,75 kN gemessen.With the construction listed in the exemplary embodiment, a punch penetration force of 12.45 kN was achieved. As a comparison, a stamp penetration force of 12.75 kN was used for a non-glued construction made of the same warp knitted fabrics made of polyester with a four-layer structure consisting of the basis weights 175 g / m 2 , 200 g / m 2 , 250 g / m 2 and 400 g / m 2 measured.
Ausführungsbeispiel 2 :Example 2:
In einem zweiten Ausführungsbeispiel besteht der flexible Verstärkungsverbundstoff 1 aus 24 textilen Einzellagen 2 gleicher Konstruktion. Es ist jeweils ein Gewebe aus Polyamid-Filament- garn mit einer Flächenmasse von 60 g/m2. Zur Verwendung wird ein durch Schäumung extrudiertes Polyamid-Klebevlies 5 eingesetzt, wobei die Flächenmasse des Klebevlieses 5, ausgehend von der zuerst durch Stoßdruck beanspruchten Oberflächenseite des flexiblen Verstärkungsverbundstoffes 1, erfindungsgemäß wie folgt variiert wird:In a second embodiment, the flexible reinforcement composite 1 consists of 24 individual textile layers 2 of the same construction. Each is a woven fabric made of polyamide filament yarn with a basis weight of 60 g / m 2 . For use, a polyamide adhesive fleece 5 extruded by foaming is used, the basis weight of the adhesive fleece 5, according to the invention, being varied as follows, starting from the surface side of the flexible reinforcing composite material 1 which is first subjected to impact pressure:
Zwischen der ersten und der sechsten textilen Einzellage 2 jeweils 20 g/m2;
Zwischen der sechsten und der zwölften textilen Einzellage 2 jeweils 40 g/m2;Between the first and sixth individual textile layers 2, 20 g / m 2 ; Between the sixth and twelfth textile individual layers 2 40 g / m 2 ;
Zwischen der zwölften und der zwanzigsten textilen Einzellage 2 jeweils 60 g/m2;Between the twelfth and twentieth textile layer 2, 60 g / m 2 each;
Zwischen der zwanzigsten und der vierundzwanzigsten textilen Einzellage 2 jeweils 80 g/m2.Between the twentieth and the twenty-fourth individual textile layer 2, 80 g / m 2 in each case.
Dabei erfolgt die thermische Verfestigung auf einer Flachbett- Kaschieranlage in mehreren Passagen um jeweils eine für das Aufschmelzen der Klebevlieszwischenlagen erforderlichen Temperatur wirtschaftlich erzielen zu können.The thermal bonding takes place on a flat bed laminating system in several passages in order to be able to economically achieve the temperature required for melting the adhesive nonwoven intermediate layers.
Mit einer derartigen erfindungsgemäßen Konstruktion des flexiblen textilen Verstärkungsverbundstoffes 1 wird eine gleiche Durchstoßfestigkeit wie bei einem vergleichbaren Schichtstoff aus 30 textilen Einzellagen 2 aus dem gleichen Polyamidgewebe der Flächenmasse von 60 g/m2, verbunden durch Vernähen erreicht.With such a construction according to the invention of the flexible textile reinforcement composite 1, the same puncture resistance is achieved as with a comparable laminate of 30 textile individual layers 2 made of the same polyamide fabric with a basis weight of 60 g / m 2 , connected by sewing.
Die mit der Anzahl der textilen Einzellagen 2 zunehmende Klebevlies-Flächenmasse bewirkt größere und mehr lokale Klebestellen 3 und damit eine ständig zunehmende Absorption der Energie des durchstoßenden Körpers .The adhesive fleece surface mass increasing with the number of individual textile layers 2 causes larger and more local adhesive sites 3 and thus a continuously increasing absorption of the energy of the penetrating body.
Ausführungsbeispiel 3 :Example 3:
In einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht der flexible textile Verstärkungsverbundstoff 1 aus fünf textilen Einzellagen 2. In der Mitte des Verstärkungsverbundstoffes 1 ist ein Nadelvliesstoff aus Polyesterfaser mit einer Flächenmasse von 200 g/m2 angeordnet.In a further exemplary embodiment, the flexible textile reinforcement composite 1 consists of five individual textile layers 2. In the middle of the reinforcement composite 1, a nonwoven fabric made of polyester fiber with a basis weight of 200 g / m 2 is arranged.
An den beiden Außenflächen des Nadelvliesstoffes sind als festigkeitstragende textile Einzellage 2 jeweils ein Gewebe aus
Polyestermonofilamentgarn der Flächenmasse von 75 g/m2 angeordnet. An den Außenflächen dieser beiden Gewebe wird jeweils eine textile Einzellage 2 aus Nadelvliesstoff aus Glasfasern mit einer Flächenmasse von 160 g/m2 angeordnet, diese beiden äußeren textilen Einzellagen 2 aus Glasfaservliesstoff garantieren eine . gute Flammbeständigkeit des flexiblen textilen Verstärkungsverbundstoffes 1. Diese fünf textilen Einzellagen 2 sind durch Klebevliese 5 aus geschäumtem Polyester miteinander verbunden, wobei diese jeweils eine Flächenmasse von 40 g/m2 aufweisen.On each of the two outer surfaces of the needle-punched nonwoven fabric, a fabric is used as the strength-bearing textile individual layer 2 Polyester monofilament yarn with a basis weight of 75 g / m 2 arranged. A textile single layer 2 made of needle-punched nonwoven made of glass fibers with a mass per unit area of 160 g / m 2 is arranged on the outer surfaces of these two fabrics, these two outer textile single layers 2 made of glass fiber nonwoven guarantee one. good flame resistance of the flexible textile reinforcement composite 1. These five textile individual layers 2 are connected to one another by adhesive fleeces 5 made of foamed polyester, each of which has a mass per unit area of 40 g / m 2 .
Erfindungsgemäß wird dabei der Polyester-Nadelvliesstoff mit den Polyestergeweben mit einem Klebevlies 5 mit einer Flächenmasse von 40 g/m2 und die Polyestergewebe mit den Glasfaservliesstoffen jeweils durch zwei Klebevliese 5 mit einer Flächenmasse von 20 g/m2, also einer gesamten Klebevliesmasse von 40 g/m2 verbunden. Dabei entstehen entsprechend Fig. 4 die lokalen Klebestellen 3a und 3b, wobei die aus zwei Klebevliesschichten gleicher Gesamtmasse gebildeten Klebestellen 3b in größerer Anzahl vorhanden sind. Dabei wird in allen textilen Einzellagen 2 des Verstärkungsverbundstoffes 1 trotz unterschiedlicher Polymere der Einzellagen eine annähernd gleiche Trennfestigkeit garantiert .According to the invention, the polyester needle-punched nonwoven fabric with the polyester fabrics with an adhesive nonwoven 5 with a mass per unit area of 40 g / m 2 and the polyester fabric with the glass fiber nonwovens is in each case provided with two nonwoven webs 5 with a mass per unit area of 20 g / m 2 , i.e. a total adhesive nonwoven mass of 40 g / m 2 connected. According to FIG. 4, the local adhesive points 3a and 3b are produced, the number of adhesive points 3b formed from two layers of adhesive nonwoven having the same total mass being present. Here, in all textile individual layers 2 of the reinforcing composite 1, despite different polymers of the individual layers, approximately the same separation resistance is guaranteed.
Ausführungsbeispiel 4 :Example 4:
In einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht der flexible textile Verstärkungsverbundstoff 1 aus drei textilen Einzellagen 2 gleicher Konstruktion. Es ist jeweils ein Gewebe aus Aramid- Filamentgarn mit einer Flächenmasse von 200 g/m2. Zur Verbindung wird ein durch Schäumung extrudiertes Polyamid-Klebevlies 5 eingesetzt, wobei die Flächenmasse des Klebevlieses im Laminat, jeweils zwischen den Einzellagen, 60 g/m2 ist. Die thermische
Verfestigung erfolgt auf einer Flachbett-Kaschieranlage mit den vom Klebersystem benötigten Fixierkonditionen.In a further exemplary embodiment, the flexible textile reinforcement composite 1 consists of three textile individual layers 2 of the same construction. Each is a fabric made of aramid filament yarn with a basis weight of 200 g / m 2 . A polyamide adhesive fleece 5 extruded by foaming is used for the connection, the basis weight of the adhesive fleece in the laminate, in each case between the individual layers, being 60 g / m 2 . The thermal Solidification takes place on a flat bed laminating machine with the fixing conditions required by the adhesive system.
Acht dieser "3er Laminate" zeigten bei Versuchen die gleiche und bessere Durchstoßfestigkeit wie 30 textile Einzellagen aus dem gleichen Material und der gleichen Konstruktion.
Eight of these "3-layer laminates" showed the same and better puncture resistance as 30 textile single layers made of the same material and the same construction.