DE69831258T2

DE69831258T2 - Schnelle gewebegestaltung für stichwehrende gewebe

Info

Publication number: DE69831258T2
Application number: DE69831258T
Authority: DE
Inventors: Peter Popper; Charles William WALKER; S. Albert TAM; Wesley Paul YNGVE
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1998-04-22
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2018-04-23
Also published as: IL135680A0; DE69831258D1; AU7250198A; CA2304032A1; CN1082654C; AU740900B2; US6107220A; BR9812920A; EP1025415B1; CA2304032C; US6579815B1; CN1276863A; WO1999020973A1; EP1025415A1; US6323145B1; BR9812920B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung lehrt ein Verfahren und einen Apparat zur schnellen Erzeugung eines ebenen oder geformten textilen Flächengebildes und das auf diese Weise erzeugte flächige Textilgebilde bestehend aus Gruppen von Garn, die einen Bereich dicht bedecken. Es werden textile Flächengebilde gelehrt, die so ausgelegt sind, dass sie als durchstoßfeste Artikel dienen.
EINSCHLÄGIGER STAND DER TECHNIK
Textile Flächengebilde, die einer Durchstoßung widerstehen, werden oftmals aus Strängen oder Filamenten von Garn hoher Festigkeit erzeugt, die fest gewebt sind und in Lagen angeordnet und sodann mit anderen Lagen unter Erzeugung einer durchstoßfesten Stoffbahn vereint sind. In einigen Fällen kann jede Lage mit einem Harz kombiniert werden, um die Game miteinander zu verbinden und die Durchstoßkraft zwischen den Garnen in der jeweiligen Lage zu verteilen. Das Harz sollte einen geringen prozentualen Gewichtsanteil der Lage ausmachen und die Flexibilität der Lage erhalten bleiben, so dass die Stoffbahn flexibel bleibt. In anderen Fällen wird die Lage mit Kunstharz kombiniert und anschließend mehrfache Lagen miteinander unter Druck und erhöhter Temperatur laminiert, so dass die Lagen untereinander unter Erzeugung einer monolithischen Struktur verbunden sind, die eine biegesteife Platte ist. Oftmals verbrauchen die starren Lagen und Stoffbahnen mehr Kunstharz als die flexiblen Lagen und Stoffbahnen. Es können entweder die flexible Stoffbahn oder biegesteife Platte in einem Bekleidungsstück verwendet werden, indem die Platten in Taschen in dem Bekleidungsstück eingesetzt werden, wobei sich die Taschen an strategisch wichtigen Bereichen des Körpers des Trägers zum Schutz lebenswichtiger Organe befinden. Anwendungen für eine derartige Bekleidung wären beispielsweise Fleischerschürzen, Kettensägen-Chaps, "kugelsichere" Westen oder Overcoats, Schutzhandschuhe, Schuhe, Zelte oder dergleichen.
In einem Verfahren, bei dem das Weben zur Anwendung gelangt, werden, um die Stränge zusammen zu halten, die Stränge oberhalb und unterhalb benachbarter Stränge geführt, was ein langsamer Prozess ist und ein solcher, der zum Formen des textilen Flächengebildes keine große Vielfalt erlaubt, sofern nicht komplizierte Webmuster und komplizierte Maschinen angewendet werden. In einem regulären Webstuhl zum Weben von textilen Flächengebilden werden einzelne Garnstränge verwendet und die Schussgarne einzeln nacheinander zugegeben. Die Garne werden übereinander geschoben und dicht in die Position gedrückt, was oftmals strukturelle Schäden an den einzelnen Garnen hervorruft. Beschichtete Garne, die untereinander eine hohe Reibung zeigen, lassen sich nicht ohne weiteres weben. Bei einem vorgegebenen Webprozess (Maschine) und Garntiter gibt es eine Grenze für die Zahl der Garne, die in einer vorgegebenen Fläche für eine einzige Lage angeordnet werden kann, da sich die Garne nicht ohne weiteres überlappen lassen. Bindemittelharz wird üblicherweise über die Zugabe von Materialbögen zu den Außenseiten der Gewebe eingeführt. Es gibt einen Bedarf nach einem Verfahren, das eine größere Vielfalt beim Zusammenfügen von Garn und Harz in textilen Flächengebilden erlaubt, sowie ein Bedarf für ein Verfahren, das viele Garne gleichzeitig schnell zusammenfügt ohne hohe Spannung und Abrasion an den Garnen.
In ballistischen Lagenanordnungen, die aus Garn gefertigt sind, sollten die Garne in der Lage im Allgemeinen eine Fläche ohne jegliche Öffnungen vollständig bedecken. Die Garne sollten dicht gepackt oder überlappt sein, so dass es keine Öffnungen in der Struktur gibt, durch die ein Durchschlag durch ein Projektil oder ein Durchstoß einer Handwaffe leicht gemacht werden würde. Ein Übereinanderstapeln der Lagen würde die Festigkeit erhöhen, jedoch würde die zugrunde liegende Flächenbedeckung von der jeweiligen Lage kommen.
Es gibt einen Bedarf nach einer Möglichkeit zum schnellen Form eines flexiblen oder biegesteifen Verbundtextils aus Strängen von Garn, die Strukturgarn und Bindergarn aufweisen oder Stränge aus Strukturgarn und flächigem Bindemittel aufweisen oder Strukturgarne aufweisen, die mit Bindemittelharz beschichtet sind. Es gibt einen Bedarf für einen Artikel, der über eine kontrollierte zuverlässige Überlappung zwischen einzelnen Garnen in einer Lage verfügt, um die Verwendung von Strukturgarn zu optimieren und einen Artikel zu erzeugen, der Toleranzschwankungen im Garn aufnimmt sowie in der Ablagegenauigkeit, um eine Produktausbeute hoher Qualität zu gewähren.
In einer Reihe von Patentschriften von Oswald (US-P-4600456, 4830781 und 4838966) wird ein Muster von teilweise vulkanisierten kautschukbeschichteten Streifen oder Cords abgelegt, um einen Ring eines vorgeformten Verstärkungsgürtels für einen Fahrzeugreifen herzustellen. Die Streifen oder Cords werden, wo immer sie sich berühren, miteinander verheftet, um eine relativ starke Struktur zu erzeugen. Die Cords werden in einem sich wiederholenden "Zick-Zack-Muster mit aufeinander folgenden Längen von Streifen gelegt, die zueinander versetzt sind. Die Cordlängen werden mit den Längen von Cords, die sich an einem gegenüberliegenden Winkel befinden, verschachtelt. Diese verschachtelnde Beziehung fuhrt zu einer Gewebestruktur". Die Klebrigkeit des teilweise vulkanisierten Kautschukes hält offensichtlich die Cords an ihrer Stelle zu einer formgebenden Oberfläche und untereinander fest, bis der Gürtel mit anderen Elementen des Reifens zusammengebaut ist und unter Wärme und Druck formgepresst wird, um einen fertigen Reifen zu erzeugen.
Bei dem von Oswald u.a. praktizierten Verfahren wird eine oder werden wenige Cords verwendet, die über den Gürtel mehrere Male vor und zurück quer gelegt werden, um einen Kreisumfang fertigzustellen. Es wird angenommen, dass dieses zu einer Schichtstruktur führt, wo die Cords in jeder einzelnen Lage spärlich regelmäßig angeordnet sind, die Gurtfläche jedoch nicht vollständig bedecken. Lediglich nach wiederholten Zick-Zack-Durchgängen über die Gurtfläche wird die Fläche spärlich mit dem Cord bedeckt. Bahnen der wiederholten Zick-Zack-Durchgänge von nur wenigen Cords wird angenommen, dass innerhalb jeder einzelnen Schicht Cords in zwei verschiedenen Richtungen abgelegt werden, die sich nicht überkreuzen. Sich einander überkreuzende Cords würden in verschiedenen Schichten liegen. Diese Strukturmerkmale von verstärkenden Wirbeln sind für einen Prozess symptomatisch, bei dem gleichzeitig nur wenige Cords abgelegt werden und zahlreiche wiederholte Passagen über der Gürtelfläche ausgeführt werden müssen, um eine Bedeckung der Fläche zu erzielen.
Ein Verfahren von Prevorsek et al. lehrt in der US-P-5677029 die Herstellung einer durchstoßfesten Verbundlage durch Verkleben einer Polymerlage mit einer Faserlage. Sodann werden mehrere dieser Verbundlagen in einer Schichtstruktur unter Erzeugung einer ballistischen Struktur vereint, die einem Kugeldurchschlag widersteht. In Beispiel 2, wo das ballistische Verhalten veranschaulicht wird, ist die Gewebelage ein gewebtes textiles Flächengebilde, so dass die Beschränkungen des Webens noch vorhanden sind. Der Vorteil der Hinzufügung der geklebten Polymerlage besteht darin, dass weniger Gewebelagen benötigt werden und eine Struktur mit geringerem Gewicht resultiert, um die gleiche ballistische Leistung zu erhalten wie bei Gewebelagen ohne die klebend eingebundenen Polymerlagen.
Die US-P-3589426, welche die Grundlage für die unabhängigen Ansprüche bildet, offenbart eine Endlosverstärkung für Luftreifen, die eine kontinuierliche Corderzeugung in einem allgemeinen Zick-Zack-Muster umfasst und die quer zur Breite der Verstärkung von der einen Seite zu der anderen Seite in einem Winkel zu den Rändern der Verstärkung mit Umkehr an den Enden angeordnet ist. Die Längen des Cords zwischen den Umkehrstellen sind mit den Längen verschachtelt, die in der entgegengesetzten Richtung angeordnet sind.
Es gibt einen Bedarf für ein einfaches gewebefreies Verfahren, welches die durchstoßfesten Gewebestrukturen erzeugen kann, indem mehrere Garne hoher Festigkeit gleichzeitig über eine Gewebefläche zu ihrer spärlichen Bedeckung schnell und mit hoher Genauigkeit abgelegt werden. Es besteht ein Bedarf für eine Gewebestruktur, die eine gewisse Flexibilität im Aufbau bietet wie und wo bindende Harze in der Struktur mit unterschiedlichen Garnen, Harzen und Herstellungsprozessen in Einklang gebracht werden. Es besteht ein Bedarf für eine Gewebestruktur, die eine Reihe von Garnen zur Bedeckung einer Fläche in Einklang bringt, um so Gewebelagen unterschiedlicher Festigkeit mit einer einzigen Maschine und Garn zu erzeugen, indem lediglich einfache Maschineneinstellungen variiert werden. Es besteht ein Bedarf für einen durchstoßfesten Artikel, der in jeder Lage über einzelne Garnüberlappungen verfügt, um Garnnutzung zu optimieren und Toleranzschwankungen in Garnabmessungen und Ablagegenauigkeit in Einklang zu bringen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein durchstoßfestes textiles Produkt und dessen Variationen, Verfahren zur Herstellung des Produktes und Variationen an solchen Verfahren. In die Erfindung einbezogen ist ein flexibles, durchstoßfestes, stabilisiertes Verbundtextil nach Anspruch 1, aufweisend: eine verflochtene Garnstruktur von Garnen mit einer feinheitsbezogenen Reißfestigkeit von mindestens 8 g/d (8,9 g/dtex), einen Zugmodul von mindestens 150 g/d (166,7 g/dtex) und einer Reißenergie von mindestens 10 J/g, wobei die Garnstruktur ferner aufweist: eine Mehrzahl erster Garn-Untergruppen mit einer Mehrzahl von Garnen, die in einer ersten schräg verlaufenden Richtung frei von Kreuzungen orientiert sind, wobei die ersten Garn-Untergruppen einen Stapel mit einer Mehrzahl zweiter Garn-Untergruppen bilden, die eine Mehrzahl von Garnen haben, die in einer zweiten schräg verlaufenden Richtung frei von Kreuzungen orientiert sind; wobei die Garne in jeder Untergruppe weitgehend parallelen Bahnen folgen die in einem sich wiederholenden Muster beabstandet sind, um spärlich eine gemeinsame vorbestimmte Fläche zu überdecken; die Garn-Untergruppen sind alternierend mit einer ersten Unter-Gruppe unmittelbar an einer zweiten Untergruppe übereinander angeordnet, wobei die Garne in der ersten Untergruppe die Garne in der zweiten Untergruppe kreuzen; die Garne in jeder der Untergruppen der Mehrzahl erster Untergruppen sind in Bezug auf die Garne in allen anderen Untergruppen der Mehrzahl erster Untergruppen versetzt; oder die Garne in jeder der Untergruppen der Mehrzahl erster Untergruppen sind teilweise mit mindestens einem der Garne in den anderen Untergruppen der Mehrzahl erster Untergruppen überlappt; die Garne in jeder Untergruppe der Mehrzahl zweiter Untergruppen sind im Bezug auf die Garne in allen anderen Untergruppen der Mehrzahl zweiter Untergruppen versetzt oder die Garne in jeder Untergruppe der Mehrzahl zweiter Untergruppen sind teilweise mit mindestens einem der Garne in den anderen Untergruppen der Mehrzahl der zweiten Untergruppen überdeckt; übereinander Anordnen der gesamten Mehrzahl der ersten Untergruppen, die eine erste Garngruppe bilden, welche Garne aufweist, die die vorbestimmte Fläche dicht überdeckt; sowie übereinander Anordnen der gesamten Mehrzahl der zweiten Untergruppen, die eine zweite Garngruppe bilden, welche Garne aufweisen, die die vorbestimmte Fläche dicht überdecken; sowie eine erste polymere Lage, die ein thermoplastisches Harz aufweist, ein warmhärtendes Harz oder eine Kombination davon, wobei die Lage koextensiv mit, in Kontakt mit und an der Oberfläche einer ersten der Untergruppen mindestens teilweise gebunden ist, und wahlweise eine zweite polymere Lage, aufweisend ein thermoplastisches Harz, ein warmhärtendes Harz oder eine Kombination davon, wobei die Lage koextensiv mit, in Kontakt mit und mindestens teilweise an der Oberfläche einer zweiten der Untergruppen gebunden ist; wobei die erste und zweite polymere Lage 5% bis 25 Gew.-% des Verbundtextils ausmacht und die polymeren Lagen die Garne in den Untergruppen in dem Stapel stabilisieren, so dass dadurch die Untergruppen in dem Stapel in einer verflochtenen Garnstruktur enthalten sind.
Das flexible, durchstoßfeste, stabilisierte Verbundtextil kann ferner mindestens eine dritte polymere Lage aufweisen, die ein thermoplastisches Harz aufweist, ein warmhärendes Harz oder eine Kombination davon und die koextensiv mit, in Kontakt mit und mindestens teilweise an den Garnen zwischen der Oberseite und der Unterseite des Stapels gebunden ist und worin die dritte polymere Lage an der oberen und unteren polymeren Lage in beabstandeten Stellen in der gesamten Struktur gebunden sein kann.
Eine andere Ausführungsform ist eine flexible, durchstoßfeste, stabilisierte Verbundtextilplatte, die eine Mehrzahl von Lagen des vorgenannten Verbundtextils aufweist, die mit den Ober- und Unterseiten angrenzend aneinander angeordnet sind, um einen flexiblen Verbundtextilartikel zu bilden, oder worin die Mehrzahl der Lagen miteinander verbunden und verfestigt ist, um einen biegesteifen Artikel zu erzeugen.
In den vorgenannten Ausführungsformen können die polymeren Lagen in Form einer Warenbahn oder Folie vorliegen, in Form eines Fasernetzwerkes oder eines Fasernetzwerkes in einer Polymermatrix.
Nach Anspruch 10 weist ein flexibles, durchstoßfestes stabilisiertes Verbundtextil als Ersatz für die vorgenannten Polymerlagen auf:
eine Vielzahl beabstandeter Bindergarne, koextensiv eingeführt mit einem vorbestimmten Garn jeder Untergruppe, wobei die Bindergarne an vorbestimmten Stellen relativ zu den Untergruppengarnen verteilt sind, wobei die Bindergarne ein thermoplastisches Harz aufweisen, ein warmhärtendes Harz oder eine Kombination davon;
wobei die Bindergarne 5% bis 25 Gew.-% des Verbundtextils ausmachen und die Bindergarne mindestens teilweise die anderen Garne in dem Stapel kontaktieren und an diese gebunden sind, um dadurch die Untergruppe in dem Stapel in einer verflochtenen Garnstruktur zu enthalten.
Die letztgenannte Ausführungsform mit den Bindergarnen kann mit den Ober- und Unterseiten angrenzend aneinander unter Erzeugung eines flexiblen Verbundtextilartikels oder einer entsprechenden Platte angeordnet sein, oder die Mehrzahl von Lagen kann untereinander gebunden und verfestigt sein, um einen starren Artikel oder eine Platte zu erzeugen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Es zeigen:
1A bis E: Ansichten von oben für den Fortgang von Garnablagen unter Erzeugung eines eine Basis bildenden flexiblen textilen Flächengebildes aus zwei Gruppen (bidirektional oder biaxial) aus einer Mehrzahl von Mehrfachgarn-Untergruppen;
2A bis F: eine Ansicht von oben und Seitenansichten der Garn-Untergruppen von zugrunde liegenden Zellen des textilen Flächengebildes;
3A bis C: eine Ansicht von oben und Seitenansichten von Variationen der Garnanordnung in einer Zelle;
4A bis E: Ansichten von oben von zusätzlichen biaxialem textilen Flächengewebe oder Garnstrukturen;
5A und B: zwei verschiedene Ansichten von oben eines dreilagigen (dreidirektional oder triaxial) flexiblen textilen Flächengebildes oder Garnstruktur;
6: einen Apparat zum kontinuierlichen Erzeugen eines zweidimensionalen biaxialen Garn des textilen Flächengebildes mit den Garnen orientiert in einem spitzen Winkel zur Verarbeitungsrichtung und ein auf diese Weise erzeugtes textiles Flächengebilde oder Garnstruktur;
7: eine vergrößerte Ansicht eines Teils des textilen Flächengebildes von 6;
8A und B: einen anderen Apparat zum kontinuierlichen Erzeugen eines zweidimensionalen biaxialen Garn/textilen Flächengebildes ähnlich wie in 7;
9: eine vergrößerte Ansicht eines Teils eines textilen Flächengebildes, das mit Hilfe des Apparates von 8 erzeugt wurde;
10A und B: einen Tischapparat zum Erzeugen einer einzelnen Charge einer zweidimensionalen oder dreidimensionalen Gewebestruktur sowie eine Probe eines Stückes der dreidimensionalen, biaxialen Gewebestruktur;
11A: einen Aufspindelapparat zum Erzeugen einer einzelnen Charge einer zweidimensionalen oder dreidimensionalen Gewebestruktur;
11B: einen Aufspindelapparat zum Erzeugen einer schlauchförmigen Charge einer Gewebestruktur;
11C: eine gestreckte Ansicht einer schlauchförmigen Gewebestruktur, die auf dem Apparat von 11B hergestellt wurde;
11D: eine spezielle Vorrichtung zum Ablegen von Garn;
12: einen anderen Aufspindelapparat zum Erzeugen einer einzelnen Charge von dreidimensionaler Gewebestruktur;
13: einen anderen Apparat zum kontinuierlichen Erzeugen einer zweidimensionalen biaxialen Gewebestruktur mit den Garnen in Orientierung von 0° und 90° zur Verarbeitungsrichtung;
14A bis 14D: schematische Ansichten im Schnitt für unterschiedliche Möglichkeiten zum Ablegen von Garn-Untergruppen, um durchstoßfeste Gewebe unter Einbeziehung von Harzbahnen zu erzeugen;
15: eine schematische Ansicht von oben auf einen Teil des Gewebes, in das Bindergarne einbezogen sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1A bis 1E zeigen eine vereinfachte Grundstruktur und ein Verfahren zum Erzeugen von bidirektionalem oder biaxialem Garngewebe 22 (1E) der Erfindung auf einer ebenen Oberfläche 23. In 1A sind zwei Garne 30 und 32 in einer ersten Richtung abgelegt, wie beispielsweise in einer 90°-Richtung 34. Die Garne 30 und 32 sind um einen Zellabstand oder Zwischenraum 33 beabstandet, der etwa 3 bis 20 Garndurchmesser betragen kann (bevorzugt 4 bis 16 und am meisten bevorzugt 4 bis 8); wobei hier etwa 4 Durchmesser gezeigt sind, um 4 Positionen der abzulegenden Garne vorzugeben, die von anderen Garnen dieser Richtung beabstandet oder von diesen versetzt sind. In 1B sind zwei Garne 36 und 38 in einer zweiten Richtung abgelegt, wie beispielsweise in einer Richtung von Null Grad 40 und zwar auf der Oberseite der ersten Garne. Die Garne 36 und 38 sind ebenfalls um einen Zellabstand oder Zwischenraum 42 beabstandet, der die gleiche Größenordnung hat wie der Zellabstand 33 für diese Garne der gleichen Breite. Bei Garnen unterschiedlicher Breiten oder bei Spezialeffekten können die Zellabstände 33 und 42 verschieden sein. In 1C sind zwei Garne 44 und 46 in einer Entfernung 33 und in Richtung 34 beabstandet und angrenzend an die Garne 30 bzw. 32 abgelegt. Sie würden um einen vorbestimmten Schrittabstand von 33a bzw. 34a und auf der Oberseite der Garne 36 und 38 beabstandet sein. Sodann sind zwei Garne 48 und 50, beabstandet um den Abstand 42 und in Richtung 40, angrenzend an die Garne 36 bzw. 38 und auf der Oberseite der Garne 44 und 46 abgelegt. In 1D sind zwei Garne 52 und 54 beabstandet in einer Entfernung 33 und in Richtung 34 und angrenzend an die Garne 44 bzw. 46 und auf der Oberseite der Garne 48 und 50 angeordnet. Zwei Garne 56 und 58 sind sodann beabstandet um die Entfernung 42 und in Richtung 40 und angeordnet angrenzend an den Garnen 48 bzw. 50 und auf der Oberseite der Garne 52 und 54. In 1E sind zwei Garne 60 und 62 um den Abstand 33 beabstandet sowie in Richtung 34 und angeordnet angrenzend an den Garnen 52 bzw. 54 und auf der Oberseite der Garne 56 und 58. Sodann sind zwei Garne 64 und 66 beabstandet um die Entfernung 42 und in Richtung 40 und angeordnet angrenzend an den Garnen 56 bzw. 58 und auf der Oberseite der Garne 60 und 62.
Damit ist die Garnablage beendet und eine planare Grundgewebestruktur 22 aus einer Mehrzahl von Garnen erzeugt worden, die lediglich durch Reibung und Schwerkraft an ihrem Ort gehalten werden. Was noch bleibt, ist die Garne in ihrer Position festzuhalten. Dieses erfolgt in der einfachsten Weise, indem die Obergarne 64 und 66 mit den Untergarnen 30 und 32 verbunden werden, wo sie sich an den Stellen 68, 70, 72 und 74 kreuzen. Damit sind jetzt alle Garne in der Struktur so zusammengehalten, dass sie sich nicht in der Weise auseinandernehmen lassen, wie sie zusammengefügt worden sind.
Die in 1E gezeigte Struktur wird außerdem in 2A leicht gestreckt und an den Enden der Garne zum Zwecke der weiteren Dispersion verlängert dargestellt. Die Struktur, wie sie in 2A veranschaulicht ist, hat eine charakteristische Struktur, oder Zelle 61, die sich in einem großen Bereich des textilen Flächengewebes wiederholt und mit verstärkten Strichlinien umrissen ist. Es gibt eine Kreuzungsstelle zwischen den obersten Garnen und den untersten Garnen in jeder Zelle dieser Struktur, wie beispielsweise an dem Punkt 68 in Zelle 61, wo ein oberstes Garn 66 ein unterstes Garn 32 kreuzt.
2B zeigt eine Seitenansicht 2B-2B des Gewebes 22 in 2A, wo die Garne schematisch als starre Elemente dargestellt sind. Es ist augenscheinlich, dass, da die Garne flexibel sind, die sich bei Entspannung über- und untereinander in der Struktur auslenken und um etwa 2 bis 4 Garndicken zusammenfallen, so dass es schwierig ist, ungebundene Garne aus der Struktur herauszuziehen. Dieser oberhalb und unterhalb verlaufende Garnweg in einer Struktur wird in der Textiltechnik als Verflechtung bezeichnet. Je mehr Verflechtung vorhanden ist, um so stabiler ist das textile Flächengebilde und haben die Garne die Neigung, an ihrer Stelle ohne Verschiebung und Öffnung von Löchern in dem textilen Flächengebilde zu bleiben. Das bedeutet, dass das textile Flächengebilde über einen guten Zusammenhalt verfügt. Dieses ist ein wünschenswertes Merkmal, das Bedeckungsvermögen des textilen Flächengebildes über einer Fläche aufrecht zu erhalten. Eine Darstellung einer vollständig zusammengefallenen Struktur ist in 2C gezeigt, wo die in 2B dargestellte Struktur zusammengefallen ist und die einzelnen Garne in jeder Untergruppe 1 bis 8 identifiziert sind. Die vollständig zusammengefallene Dicke bei 57 ist etwa die gleiche Dicke eines einzelnen Garns einer Gruppe in einer Richtung, 34, aufgeschichtet auf der Oberseite eines einzelnen Garns der anderen Gruppe in der anderen Richtung, 40. Diese vollständig verfestigte Dicke beträgt etwa 2 Garndurchmesser, was dadurch erreicht werden kann, dass die Garne mit einem erhöhten Betrag der Bindung zusammengedrückt werden. Im Fall eines durchstoßfesten Artikels kann es wünschenswert sein, die Bauschigkeit auf ein Minimum herabzusetzen und die Struktur mit der Bindung über der gesamten Gewebefläche zum Zusammenfallen zu bringen. Zum Kontrollieren des Bindens, das auf ein Minimum zurückgehen soll, wie es in 2A gezeigt ist, kann die Gewebestruktur sehr viel bauschiger sein und eine Dicke, 59, von 3 bis 4 Garndurchmessern erzielen. Dieses ist um das 1- bis 2-fache bauschiger, als würde das gleiche Garn in einer gewebten Struktur verwendet werden. Alternativ könnte in der Struktur der Erfindung ein weniger kostspieliges Garn mit geringerer Bauschung und weniger Textur und/oder Kräuselung verwendet werden, um das gleiche bauschige textile Flächengebilde wie eine gewebte Struktur unter Verwendung eines kostspieligeren Hochbauschgarnes zu erzielen. Dieses ist ein einzigartiger Vorteil des erfindungsgemäßen textilen Flächengebildes.
2F ist eine ähnliche Ansicht wie 2B mit der Ausnahme, dass die einzelnen Garne in einer Untergruppe der einen Gruppe der Struktur teilweise (in einer Ansicht von oben) mit einzelnen Garnen in einer anderen Untergruppe der gleichen Gruppe überlappt sind. In diesem Fall ist der Versetzungsabstand oder der Schrittabstand 33a (1C und 2F) kleiner als die Breite, 29, des Garns; in dem Fall, wie er in der Figur veranschaulicht ist, beträgt der Schrittabstand etwa ½ Garnbreite und resultiert in einer Überlappung, 31, zwischen der Untergruppe 1 der Garne in der 90° Gruppe II und der Untergruppe 3 der Garne dieser Gruppe. In einigen Fällen, bei denen die Breite der Garne wesentlich variiert, kann der Schrittabstand bequem von der Mittellinie jedes Garns gemessen werden. Diese Überlappung einzelner Garne ermöglicht eine gewisse Toleranzschwankung in der Garnbreite, 29, und des Schrittabstandes, 33a, ohne in dem textilen Flächengebilde Löcher zu öffnen. Dieser Typ des Aufbaus ist dann anwendbar, wenn die textilen Flächengebilde als durchstoßfeste Gewebe verwendet werden sollen.
Zur Diskussion der allgemeinen Merkmale der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1E, 2A und 2B ist es sinnvoll, einige spezielle Definitionen festzulegen:
Garn – ein überwiegend eindimensionales, langgestrecktes, flexibles Gewebeelement, in der Länge weitgehend zusammenhängend, wie beispielsweise ein Strang, Faser, Filament, Draht, Seil, Band, Bändchen, Kabel, Faden, Schlauch, Schnur oder dergleichen, auf gebaut aus einem oder mehreren Unterelementen, die hinsichtlich der Länge zusammenhängend sein können (wie beispielsweise ein endloses Multifilamentgarn) oder hinsichtlich der Länge diskontinuierlich (wie beispielsweise ein Stapelgarn).
Zelle – eine Zelle ist der kleinste Teil eines textilen Flächengebildes, wo das Garnmuster über den größten Teil der Gewebestruktur wiederholt erscheint und wo, um sich auf eine Übereinkunft festzulegen, das oberste Garn, wie beispielsweise Garn 66, an der einen Seite der Zelle liegt und das nächste oberste Garn, wie beispielsweise Garn 60, an der anderen Seite der Zelle liegt (nach Erfordernis können andere sich wiederholende Einheiten der Zelle gewählt werden oder die Grenzen an der Unterseite des Gewebes festgelegt werden). In 2A ist als Zelle 61 eine vollständige Zelle dargestellt. In einigen Strukturen können die Ränder des Gewebes unter Umständen nur teilweise Zellen aufweisen oder es kann mehrere Zellen in einem textilen Flächengebilde mit leicht unterschiedlichen Garnablegemustern geben, die sich in dem Gewebe wiederholen. In einigen textilen Flächengebilden, kann es stark variable oder sehr große Zellwiederholungen geben und es kann unter Umständen nicht nützlich sein, eine Zelle festzulegen; das gesamte textile Flächengebilde kann als eine Zelle bezeichnet werden.
Garngruppe – eine Gruppe von Garn, die sämtliche Garne in einem textilen Flächengebilde oder Zelle in einer vorgegebenen Richtung aufweist, wie beispielsweise eine 0°-Richtung oder eine 90°-Richtung. In 2A wird die 0°-Garngruppe für alle Zellen mit einer römischen Zahl I bezeichnet und die 90°-Garngruppe für alle Zellen mit der römischen Zahl II bezeichnet. Die Garne in einer Gruppe bilden eine dichte Bedeckung von Garn über einer Fläche, wobei die Garne in einer Gruppe im Wesentlichen parallelen Bahnen folgen, in die gekrümmte Bahnen oder verschlungene Bahnen einbezogen sein können, wo sich ein bestimmtes Garn selbst kreuzt. Um die dichteste Bedeckung zu erzielen, müßten alle Garne überkreuzungsfrei und vorzugsweise parallel sein, was bei weniger dichter Bedeckung nicht erforderlich ist.
Zellabstand oder Zellentfernung – der Zellabstand ist die Länge der Seite einer Zelle, die den für eine Zahl von kreuzungsfreien und nicht überlappenden Garnen in einer Gruppe verfügbaren Abstand bestimmt. Bei sich einfachen wiederholenden Zellen legt diese Dimension den Garnzwischenraum zwischen spärlich beabstandeten Garnen in einer Untergruppe fest (siehe nachfolgend). Für Gruppe II ist der Zellabstand 33 angegeben; für Gruppe I ist der Zellabstand mit 42 angegeben. Innerhalb des Zellabstandes 33 oder 42, der in den 1A, 1B und 2A gezeigt wird, gibt es vier Positionen für die Garne in dieser Gruppe, die untereinander versetzt sind. Für die in 2A gezeigte Zelle und entsprechend der festgelegten Übereinkunft bezeichnet, erkennt man den Zellabstand 33 zwischen den Obergarnen 64 und 66.
Garn-Untergruppe – eine Untergruppe ist eine Mehrzahl von Garnen, die eine spärliche Unterteilung einer Gruppe aufbauen. Alle Garne in der einen Untergruppe befinden sich an ihrem Platz, bevor die nachfolgende Untergruppe an diesen Platz gelangt, was die Garne in einer Untergruppe kennzeichnet. Die Garne in einer Gruppe sind in Untergruppen mit Garnen anderer Gruppen übereinander angeordnet. In den 2A, 2B und 2C sind die insgesamt 8 Untergruppen für eine vollständige Zelle mit 1 bis 8 gekennzeichnet, wobei sämtliche Garne in einer Untergruppe die gleiche Zahl erhalten; Untergruppen 1, 3, 5, 7 bauen Gruppe I für die Zelle 61 auf und Untergruppen 2, 4, 6, 8 bauen Gruppe II für die Zelle 61 auf. Jede für sich selbst betrachtete Untergruppe ist eine spärliche Bedeckung von Garnen über der Gewebefläche. Im Allgemeinen lassen sich die Garne in einer Untergruppe gleichzeitig ablegen und sind in der gleichen allgemeinen Richtung orientiert. Beispielsweise bauen die mit 1 bezeichneten Garne Untergruppe 1 auf und sind mit dem Zellabstand 33 beabstandet. Die mit I bezeichneten Garne machen die unterste Untergruppe von Gruppe I und auch die Zelle aus und sind in Bezug auf die mit 2 gekennzeichneten Garne in der untersten Untergruppe von Gruppe II in der Zelle übereinander angeordnet. Die Garne in den anderen Untergruppen in Gruppe I sind kreuzungsfrei, d.h. in einer Aufsicht von oben liegen sie nicht aufeinander, obgleich in speziellen Fällen bei Vorhandensein von Garnschlingen ein einzelnes Garn in einer Untergruppe sich selbst und andere Untergruppengarne wie in 2E kreuzen kann. Bei durchstoßfesten Geweben können Garne in der einen Untergruppe einer Gruppe teilweise Garne in einer angrenzenden Untergruppe dieser Gruppe überlappen.
Garnpositionen – die Garnposition in einer vorgegebenen Gruppe bezeichnet die Stelle in einer Zelle, wo sich ein Garn in Bezug auf ein zuvor ausgewähltes Referenzgarn der gleichen Gruppe befindet. Innerhalb der Entfernung eines Zellabstandes gibt es eine begrenzte Zahl von Garnpositionen, die für die Garne in der Untergruppe einer Gruppe verfügbar sind, die weitgehend parallel zueinander versetzt sind bei vorgegebener Nennbreite eines Garns. In einem durchstoßfesten Gewebe kann diese begrenzte Zahl durch teilweises Überlappen der Garne erhöht werden, wie bereits erklärt wurde. In einer bevorzugten Form wird eine X-Achse über ein oberstes Garn in der Zelle und eine Y-Achse durch den Ursprung gelegt, der durch den Schnittpunkt des obersten Garns und eines Garns in der nächsten Untergruppe festgelegt ist, welches das oberste Garn kreuzt. Im Sinne der Übereinkunft würde die Zelle als die sich wiederholende Einheit der Garnstruktur definiert sein, von der der eine Rand an der X-Achse angrenzt und den X-Y-Ursprung in der linken unteren Ecke der Zelle. Die Garnposition für eine Untergruppe lässt sich sodann als den Teil der Gesamtzahl möglicher Garnpositionen festlegen, die von dem Referenzgarn beabstandet sind, wobei sich das Referenzgarn in der 0-ten Position befindet. Sofern die Bahnen der Garne nicht gerade verlaufen, würde anders als in dem Beispiel der 1A–E und 2A die X-Achse mit dem überwiegend nicht geraden Weg ausgerichtet sein, bei dem es sich um die Symmetrieachse des Garnweges handeln kann, und zwar im Fall einer sinusförmigen Bahnen oder eines Zick-Zack-Weges. Die Garne in den Figuren sind der Einfachheit halber beabstandet gezeigt, obgleich zur Bestimmung der in einer Zelle verfügbaren Zahl der Garnpositionen die Garnbreiten als anstoßend angenommen werden. In Zelle 61 von 2A ist das oberste Garn 66 in der Untergruppe 8 von Gruppe II als das Referenzgarn ausgewählt und stimmt mit der X-Achse 71 überein. Das Garn 60 in der nächsten Untergruppe 7 der Zelle 61 kreuzt das Referenzgarn 66 in Untergruppe 8. Wo es das Bezugsgarn 66 kreuzt, legt es den Ursprung 75 fest, durch den Y-Achse 77 hindurch geht. Die Untergruppenpositionen der Gruppe I-Garne innerhalb der Zelle 61 sind bezeichnet mit 0/4, ¼, 2/4, ¾ mit Untergruppe 8, dargestellt durch das oberste Garn 66 in der 0/4-Position und den durch die Richtung der Y-Koordinate festgelegten Vorzeichen, wo das Garn die Y-Achse kreuzt. Die Untergruppenpositionen der Gruppe II-Garne im Inneren der Zelle 61 sind gekennzeichnet durch 0/4, ¼, 2/4, ¾ mit Untergruppe 7, dargestellt durch das nächste Garn 60 in der 0/4-Position und Vorzeichen bestimmt durch die Richtung der X-Koordinate festgelegten Vorzeichen, wo das Garn die X-Achse kreuzt. Bezug nehmend auf die 2A und 2B befinden sich die Garne in Untergruppe 1 von Gruppe II, wie beispielsweise Garn 32, in der ¼-Position in der gezeigten Zelle, welche die -1-Stelle von 4 möglichen Positionen ist. Bezug nehmend auf die 2A und 2D befinden sich die Garne in Untergruppe 6 der Gruppe I, wie beispielsweise Garn 56, in Position ¾ in der gezeigten Zelle, welches die -3-Stelle von 4 möglichen Positionen ist.
In 1E werden vier Garne verwendet, um den Zwischenraum 33 auszufüllen: Garn 30, 44, 52 und 60. Vom praktischen Standpunkt her bestimmt die Größe jedes Zwischenraums 33 und 40 die Länge von nicht befestigtem Garn auf den Ober- und Unterseiten der Gewebestruktur, wie beispielsweise Länge 76 in dem obersten 0°-Garn 64 und Länge 78 in dem untersten 90°-Garn 30 in 1E.
Es gibt zahlreiche verschiedene mögliche Muster zum Ablegen der Untergruppen des Garns. Alle Garne in der einen Untergruppe befinden sich an ihrem Ort, bevor die nachfolgende Untergruppe an ihre Stelle gebracht wird, was die Garne in einer Untergruppe charakterisiert. 2A zeigt den Grundmodul der in 1E gezeigten Gewebestruktur, wo die Reihenfolge der Untergruppenanordnung von links nach rechts verläuft mit 1-3-5-7 in jeder 90°-Gruppe und von unten nach oben in dieser Figur mit 2-4-6-8 in jeder 0°-Gruppe verläuft. In 3A verläuft die Reihenfolge der Untergruppenanordnung von links nach rechts mit 1-5-7-3 in jeder 90°-Gruppe; die Reihenfolge der Untergruppenanordnung von unten nach oben in dieser Figur mit 2-6-8-4 in jeder 0°-Gruppe. 3B ist eine Seitenansicht 3B-3B von 3A und zeigt die Position der Untergruppen in Zelle 79 in 3A. 3C zeigt ein anderes Muster, wo die 90°-Garne wie in 2A (1-3-5-7) und die 0°-Garne wie in 3A (2-6-8-4) verschoben sind. Wie zu entnehmen ist, sind zahlreiche Muster von Garnverschiebungen in jeder Untergruppe möglich, um die Garnmuster oder Strukturmerkmale nach Erfordernis zu variieren, wobei die 0°- und 90°-Untergruppen unterschiedlich verschoben werden können. Eine andere Variation ist in 4A gezeigt, wo die Garne in den aufeinanderfolgenden Untergruppen in der Mitte des Zellabstands angeordnet sind und zur Erzeugung eines anders aussehenden Musters von Garnen bleiben. Im Allgemeinen ist die Anordnung in 4A weniger bevorzugt und viel mehr bevorzugt die Garne in aufeinanderfolgenden Untergruppen angrenzend an einem Garn in einer vorangegangenen Untergruppe anzuordnen. Dieses führt zu einer verbesserten Genauigkeit der Garnanordnung und Verhinderung der Garnbewegung in Richtung des angrenzenden Garns während des Aufbaus der Struktur vor dem Binden. 4B zeigt ein noch anderes Muster.
Die eigentlichen Schritte nach einer Vorrichtung zur Garnanordnung für das aufeinanderfolgende Absetzen der Untergruppen kann ebenfalls nach Erfordernis variiert werden. Beispielsweise kann Bezug nehmend auf 2A in der 90°-Gruppe eine Vorrichtung die Schritte in der numerischen Folge 1, 3, 5, 7, zu sehen in Klammern 63 oder 65 oder 67 oder 69, durchlaufen, während die 0°-Gruppe in ähnlicher Weise variiert werden kann. Die Schritte, denen gefolgt wird, werden das Aussehen und die Struktur des Musters in der Mittelsektion der Gewebestruktur nicht beeinflussen, können aber angewendet werden, um das Aussehen entlang des Randes des textilen Flächengebildes zu bestimmen.
Die Mittel zum Verbinden der Ober- und Untergarne sind möglicherweise andere als durch bloßes Verbinden der Punkte der Überlappung. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Ultraschalltrichter quer zu der Struktur diagonal in einen Weg 51 geführt, wie beispielsweise durch den Punkt 68 und den Punkt 74 (1E), um in diesem Weg alle Garne mit ihren überlappenden Nachbarn kontinuierlich zu binden. Ein paralleler Weg 53 würde durch den Punkt 70 verlaufen und ein anderer paralleler Weg 55 würde durch den Punkt 72 verlaufen, so dass es eine Vielzahl von mit Ultraschall gebundenen Bahnen gibt, um die Struktur zusammenzuhalten. Alternativ könnten die Bindungswege von Punkt 68 nach 70 oder 68 nach 72 verlaufen. In der Praxis müssen die Bahnen nicht direkt durch die Punkte 68, 70, 72 und 74 verlaufen, um die Garne in der Struktur wirksam festzuhalten. Worauf es ankommt ist, dass die Obergarne und Untergarne mit den anderen Garnen verbunden werden, die eventuell untereinander verbunden sind, so dass die Obergarne eventuell mit einer Reihe von Verbindungen mit dem Untergarn verbunden sind. Dieser "Wegleitungsprozess" des Verbindens ist insofern von Nutzen, dass eine präzise Anordnung der Bindungen an den Überlappungsstellen des Ober- und Untergarns nicht erforderlich ist, obgleich dieses immer noch bevorzugt ist. Die Bahnen in einer solchen Weise auf Abstand zu bringen, wie soeben diskutiert wurde, resultiert zu einer Bindungshäufigkeit, die gering genug ist, um die den Garnen in der Struktur innewohnende Flexibilität trotz der großen Häufigkeit von Schmelzbindungen des schmelzflüssigen Polymers zu bewahren. Die Bindungswege bilden einen gebundenen Bereich in der Gewebestruktur und lassen sich verwenden, um die Gewebebauschigkeit zu kontrollieren. Zwischen den Bindungswegen, wie beispielsweise die Bahnen 51 und 55, gibt es einen ungebundenen Bereich 49, wo die Garne ungebunden und unverklebt bleiben, so dass die dem in der Struktur verwendeten Garn innewohnende Flexibilität bewahrt wird. Es wird als selbstverständlich erscheinen, dass zur Erzeugung einer Gewebestruktur in praktischer Abmessung eine große Zahl von Garnen verwendet wird und zahlreiche gebundene Bereiche und ungebundene Bereiche eingesetzt werden können.
In einigen Fällen ist die Gewebeflexibilität nicht von größerer Bedeutung, so dass das Gewebe über einen großen Prozentanteil seiner Oberfläche gebunden sein kann. Wenn beispielsweise nicht thermoplastische Garne für die Struktur verwendet werden, wodurch einzelne Strukturgarne nicht untereinander befestigt werden können, lässt sich auf jeder beliebigen Untergruppenebene eine thermoplastische Gruppe einer Warenbahn anordnen, wie beispielsweise an einer dazwischen liegenden Untergruppe oder an einer oder beiden der zwei äußeren Untergruppen (Ober- und Unterseiten) sowie dem kontinuierlich über der gesamten Oberfläche gebundenen Gewebe, um einen Teil des jeweiligen Garns mit einem Teil der Warenbahngruppe zu befestigen. In diesem Fall wird die Flexibilität des Gewebes aufgrund der geringen Dicke des textilen Flächengewebes noch bewahrt, die dem Garn vor dem Binden innewohnende Flexibilität ist jedoch verschwunden. Alternativ kann eine größere Zahl von thermoplastischen Bindergarnen gleichmäßig über die Garnstruktur verteilt werden und ein kontinuierliches Binden angewendet werden, um die gesamten Bindergarne zu schmelzen, wodurch die nicht thermoplastischen Strukturgarne an jeder anderen der vielen Stellen befestigt werden.
4C zeigt eine kleine Fläche eines Abschnittes eines textilen Flächengebildes mit einem Muster, das dem in 1E (auch 2A) ähnelt. Die kleine Fläche des Gewebeabschnittes 22, der in 1E/2A gezeigt ist und als das einfache Zell-/einzelne Schrittmuster (oder nur das einfache Zellmuster) bezeichnet wird, lässt sich mit vier Passagen von zwei Garnen in jeder Gruppe erzeugen, wie beispielsweise vier Passagen von zwei Zuführgarnen Garnen 30 und 32 in der 90°-Richtung; in Abwechslung mit vier Passagen von zwei Zuführgarnen 36 und 38 in der 0°-Richtung. In jeder Unterschicht werden die aufeinanderfolgenden Garne unmittelbar an den vorangegangenen Garnen mit einem einzigen Garnschritt entfernt angeordnet. Dieses textile Flächengebilde könnte in dieser Weise rasch gefertigt werden. Ein in 4C gezeigter äquivalenter Gewebeabschnitt 24 wurde mit acht Passagen von lediglich einem einzelnen Zuführgarn in jeder Gruppe gefertigt, so dass sich acht Passagen von zugeführtem Garn 41 in der 90°-Richtung mit acht Passagen von Zuführgarn 43 in der 0°-Richtung abwechselten. Wenn die mit 45a dargestellte numerierte Folge für das 90°-Zuführgarn 41 eingehalten wird und die mit 45b dargestellte numerierte Folge für das 0°-Zuführgarn 43 eingehalten wird, so wird ein Muster erzeugt, das dem in 1E/2A sehr ähnlich ist. Das Muster, das in dem Gewebeabschnitt wie in 1E/2A erzeugt wird, zeigt vier Zellen des Gewebes mit vier Garnen pro Zellseite, wobei das Muster in dem Gewebeabschnitt, der wie in 4C gefertigt wird, eine Zelle des Gewebes mit acht Garnen pro Zellseite zeigt. Betrachtet man den unteren rechten Quadranten der zwei textilen Flächengebilde, so lassen sich einige sichtbare Unterschiede in dem Gewebe beobachten, wo man erkennen kann, dass in 2A (genauso wie in 1E) Untergruppe 5 unter die Untergruppe 6 hindurch läuft und Untergruppe 7 unter Untergruppe 8 hindurch läuft; in dem äquivalenten textilen Flächengebilde in 4C jedoch Untergruppe 11 über Untergruppe 10 läuft und Untergruppe 15 über Untergruppe 14 läuft.
Dieses Muster in 4C wird als das Altzellen-/Einzelschritt-Muster bezeichnet (oder nur als das Spaltzellenmuster), da die zweite Garnlage, die in jeder Gruppe von Garnen 41a und 43a, abgelegt wird, den Zellabstand, wie beispielsweise den Abstand 47, in einige Zellfraktionen spaltet, wie beispielsweise ½-Zelle, wie mit den gleichen Spaltzellenabständen 47a und 47b gezeigt wird. Die in jeder Gruppe aufeinanderfolgenden Garne, wie beispielsweise die Garne 41b und 43b, werden sodann unmittelbar an die vorangegangenen Garne abgelegt, wie beispielsweise die Garne 41 bzw. 43, und zwar mit einem einzigen Garnschritt in den ersten Spaltzellenabständen entfernt, wie beispielsweise 47a. So werden auch die nachfolgenden Garne in jeder Untergruppe, wie beispielsweise die Garne 41c und 43c, unmittelbar an den vorangegangenen Garnen, wie beispielsweise den Garnen 41a bzw. 43a, mit einem einzigen Garnschritt in den zweiten Spaltzellenabständen entfernt abgelegt, wie beispielsweise 47b. Auf diese Weise werden gemeinsam zwei oder mehrere Spaltzellenfraktionen aufgebaut. Sobald die Zelle fertig ist, wird die Überschneidung des Ober- und Untergarns wie bei 73 gebunden. Es könnten auch zusätzliche Bindungslinien ähnlich denen in 1E mit 51, 53 und 55 gezeigten genutzt werden, um mehr der Garne untereinander zu binden, wie in 4C mit 73a, 73b und 73c gezeigt wird. Nach Erfordernis können mehr oder weniger Bindungslinien verwendet werden. Bei dem einfachen Zell-/Einzelschrittmuster und Spaltzellen-/Einzelschrittmuster und bei jedem beliebigen anderen ähnlichen Muster, das eine gute Garnverflechtung erzeugt, ist es möglich, weniger als die eine Bindung pro Zelle über einem großen Gewebemuster zu verwenden, das über viele Zellen und Bindungen verfügt.
4D zeigt zum Vergleich ein textiles Flächengebilde 26, das unter Verwendung des einfachen Zellmusters wie in 1E/2A gefertigt ist, wobei jedoch acht Garne pro Zellabstand anstelle von lediglich vier verwendet wurden. Bei der in dieser einzelnen Zelle gezeigten Fläche des Gewebes würde lediglich ein einziges Zuführgarn für jede Gruppe von Garnen benötigt werden. Die numerierte Reihenfolge, die mit 27A gezeigt ist, wird für das 90°-Zuführgarn 25 alternierend mit der mit 27b bezeichneten numerierten Reihenfolge eingehalten, die für das 0°-Zuführgarn 28 eingehalten wird. Dieses einzelne Zellmuster bedeckt die gleiche Fläche wie die vier Zellenflächen von 1E/2A oder die einzelne Zellfläche von 4C, verfügt jedoch über eine große Zahl langer unbefestigter Garnlängen, die bei einigen Anwendungen unerwünscht sein können. Wenn eine große Zahl von Garnen pro Zelle (8 oder mehr) unter Verwendung des Punktbindens oder des partiellen Flächenbindens abgelegt wird, wird vorzugsweise das Spaltzellenmuster verwendet, um die Zahl langer ungestützter Garnlängen auf ein Minimum zu halten.
4E zeigt die Verwendung breiterer Garne als solche in 4D, was zu einer überlappenden Anordnung führt, die für ein durchstoßfestes textiles Flächengebilde nützlich ist. Alternativ könnten mehr von den schmaleren Garnen von 4D (sagen wir 10 oder 12 anstelle von 8) in der gleichen Zellengröße verwendet werden, um eine überlappende Anordnung zu erzeugen. Der Versetzungsabstand oder Schrittabstand 33a ist kleiner als die Garnbreite 29, was zu einer Überlappung 31 zwischen den Garnen der Untergruppe 13 und Untergruppe 15 der 90°-Gruppe von Garnen 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15 führt.
Ein Muster von anstoßenden Garnen oder sich überlappenden Garnen wie in 4E ist besonders vorteilhaft zum erzeugen von textilen Flächengebilden, um einer Durchstoßung zu widerstehen, wie beispielsweise von scharfen Gegenständen oder ballistischen Partikeln, wie Schrapnell oder Kugeln. Anwendungen für derartige textile Flächengebilde würden in einer Bekleidung in Frage kommen, die mehrfache Lagen des textilen Flächengebildes enthält, das beispielsweise für Fleischerschürzen, Kettensägen-Chaps, "kugelsichere" Westen oder Overcoats, Schutzhandschuhe, Schuhe, Zelte oder dergleichen verwendet werden könnte. Ein solches durchstoßfestes textiles Flächengebilde würde bevorzugt aus Strängen oder Filamenten von Garn hoher Festigkeit erzeugt werden, das so angeordnet ist, dass eine Fläche ohne offensichtliche Löcher in der Oberfläche vollständig überdeckt, um eine Lage zu erzeugen, die einen Baustein für ein Bekleidungsstück sein würde. Die Lage würde nach Erfordernis stabilisiert und weiter verfestigt werden und mit anderen Lagen unter Erzeugung eines durchstoßfesten Artikels kombiniert werden. Vorzugsweise würde jede Lage mit einem Kunstharz kombiniert werden, um die Garne untereinander zu binden und die Durchschlagkraft zwischen den Garnen in jeder Lage zu verteilen und eine Verschiebung der Garne zu verhindern. Das Harz würde einen geringen prozentualen Gewichtsanteil der Lage ausmachen und die Flexibilität der Lage bewahren, so dass die Stoffbahn flexibel bleiben würde. Bevorzugt schwankt das Harz zwischen 2% und 40 Gew.-% und mehr bevorzugt 5% und 25 Gew.-%. In anderen Fällen wird die Lage mit dem Harz kombiniert und anschließend mehrfache Lagen miteinander unter Druck und bei erhöhter Temperatur laminiert, so dass die Lagen untereinander unter Erzeugung einer monolithischen Struktur, d.h. eines biegesteifen Artikels, gebunden sind. Oftmals wird in den biegesteifen Lagen und Artikeln mehr Harz verwendet als in den flexiblen Lagen und Artikeln. Sowohl der flexible als auch der starre Artikel können in einem Bekleidungsstück durch Einsetzen des Artikels in Taschen in dem Kleidungsstück verwendet werden, wo sich die Taschen an strategisch wichtigen Flächen des Körpers des Trägers zum Schutz lebenswichtiger Organe befinden. Alterativ können die flexiblen Artikel eingenäht oder auf andere Weise unmittelbar mit dem Bekleidungsstück erzeugt werden.
In derartigen durchstoßfesten textilen Flächengebilden verwendbare hochfeste Garne würden bevorzugt eine feinheitsbezogene Reißfestigkeit von mindestens 8 g/d (8,9 g/dtex), einen Zug-E-Modul von mindestens 150 g/d (166,7 g/dtex) und eine Reißenergie von mindestens 10 J/g haben. Mehr bevorzugt würde die feinheitsbezogene Reißfestigkeit mindestens 20 g/d (22,2 g/dtex) betragen, der Zug-E-Modul mindestens 500 g/d (555,6 g/dtex) und die Reißenergie mindestens 30 J/g. Die Denierzahl der Faser kann variieren und ist im typischen Fall kleiner als 4.000 (4.444 dtex) und beträgt vorzugsweise von etwa 10 bis 1.000 (11,1 bis 1.111 dtex). Verwendbare anorganische Fasern schließen ein: S-Glasfasern, E-Glasfasern, Carbonfasern, Borfasern, Aluminiumoxid-Fasern, Zirconiumdioxid-Siliciumdioxid-Fasern, Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Fasern und dergleichen. Verwendbare organische Fasern sind solche, die zusammengesetzt sind aus warmhärtenden Polymeren, thermoplastischen Polymeren und Mischungen davon, wie beispielsweise: Polyester, Polyolefine, Polyetheramide, Fluorpolymere, Polyether, Cellulosen und andere, wie beispielsweise flüssigkristalline Polymere, PBO (Poly-1,4-phenylen-2,6-benzobisoxazol) und AB-PBI (Poly-2,5[61-benzimidazol). Besonders verwendbare Fasern sind solche, die aufgebaut sind aus Aramiden (wie beispielsweise Poly-(p-phenylenterephthalamid) und Poly-(m-phenylenisophthalamid)), Polyamide (wie beispielsweise Nylon 6, Nylon 6,6), hoch molekulares Polyethylen, hoch molekulares Polypropylen und hoch molekulares Polyacrylnitril.
Einige Anordnungen von Garnen und Harz in Folienform zur Erzeugung einer durchstoßfesten Gewebelage sind schematisch in 14A, 14B, 14C und 14D gezeigt. Diese Figuren sind eine Betrachtung entlang der Schnittlinie 14-14 in 4E, um sich die Anordnung der ungeradzahligen Untergruppen in der 90°-Richtung der Gruppe II-Garne anzuschauen, die auf die Anordnung der geradzahligen 0°-Garne repräsentiert, wobei diese Garne der Einfachheit halber weggelassen sind. Es sind Abschnitte angrenzender Zellen gezeigt, um die Beziehung Zelle-zu-Zelle zu betrachten. Die Nummern der Garne und die tatsächliche Anordnung in 14A bis D differieren jedoch etwas von 4E.
14A zeigt sechs 90°-Garne, wie beispielsweise das Garn 233, die anstoßend ohne Überlappung und mit einer Foliengruppe 235 auf der Oberseite und einer Foliengruppe 237 auf der Unterseite der Gewebeuntergruppen übereinander angeordnet sind. Die gestrichelten Linien 241 und 243 kennzeichnen die Zellenränder, die von den Untergarnen um einen Zellenabstand 33 versetzt sind. Bei anstoßendem Stapeln ist der Garnversetzungsabstand 33a etwa gleich der Garnbreite 29. Indem man Folie 235 und 237 auf der Oberseite bzw. Unterseite hat, wird eine robuste Lagenstruktur 239 gewährt, die sich für die Erzeugung eines flexiblen, durchstoßfesten Artikels aus einer Mehrzahl von lose angebrachten Lagen eignet. Es kann eine Folie, wie beispielsweise Folie 235, ausreichend sein, um die Garne in Lage 239 bei sorgfältiger Handhabung zu stabilisieren. Dieses kann dann ausreichend sein, wenn es angestrebt wird, Lage 239 mit anderen derartigen Lagen zu stapeln, die mit der Folienseite der einen Lage gegen die folienfreie Seite einer angrenzenden Lage angeordnet sind, um einen starren, thermisch laminierten, durchstoßfesten Artikel zu erzeugen. In diesem Fall wird die Folienseite der einen Lage zur Stabilisierung der folienfreien Seite der angrenzenden Lage dienen, so dass der fertige Artikel eine robuste Verbundstruktur bilden wird. Die Unterseite des Artikels wurde eine folienfreie Seite nach außen weisend aufweisen und auf dieser Oberfläche zur Fertigstellung des Artikels darauf eine Folienschicht aufgebracht haben.
14B zeigt 8 90°-Garne 233 in dem gleichen Zellenabstand 33 wie in 14A, der zu einer Überlappung zwischen aufeinanderfolgenden Untergruppen einer Gruppe führt. Die Folie ist wiederum auf der Oberseite der Filmgruppe 235 und der Unterseite der Filmgruppe 237 gezeigt. Darüber hinaus ließe sich eine andere Foliengruppe 245 (in gestrichelten Linien gezeigt) vorteilhaft zwischen den mittleren Untergruppen anordnen, um den Zusammenhalt der Lage zu verbessern. Sofern überlappt gestapelt wird, ist der Garnversetzungsabstand 33a kleiner als die Garnbreite 29, um einen Überlappungsabstand 31 zu erzeugen.
14C zeigt 12 90°-Garne, d.h. 2 Mal so viel Garne in der Zelle wie in 14A. Dieses erzeugt eine Überlappung 31, die größer ist als diejenige, die in 14B gezeigt wird. In diesem Fall wird eine Filmgruppe 237 zwischen den mittleren Untergruppen bevorzugt, um ein gutes Harz:Faser-Verhältnis zu erzielen und mehr Harz in der Nähe der mittleren Untergruppen unterzubringen, die weiter weg sind von den oberen und unteren Folien 235 bzw. 237 der Gewebelage 239'. Es existiert außerdem eine Überlappung 311 zwischen dem Untergarn 233 einer Zelle mit dem Obergarn 233' der angrenzenden Zelle (ebenfalls der Zustand in 14B).
14D zeigt eine alternative Anordnung der großen Zahl von Untergruppen von 14C, veranschaulicht mit schmaleren Garnen in dem selben Zellenabstand 33. In diesem Fall werden die Untergruppen zuerst auf einer Foliengruppe 237 ohne jede Überlappung und mit einem Spalt 247 angeordnet, wo der Schritt oder Versetzungsabstand 33a größer ist als die Garnbreite 29. Dieses bildet eine halbfertige Zelle 249a, die die Fläche bedeckt, allerdings mit Löchern in der Struktur. In dieser Konfiguration ist dieses keine fertige Zelle, da sie an diesem Punkt der Konstruktion nicht stabilisiert ist. Unmittelbar auf der Oberseite dieser gerade gebildeten halbfertigen Zelle 249a wird eine Folie 245 abgelegt und eine andere halbfertige Zelle 249b gebildet. Der Ausgangspunkt für die erste Untergruppe jeder Gruppe der zweiten halbfertigen Zelle 249b ist von dem Ausgangspunkt der ersten halbfertigen Zelle 249a um einen Abstand 251 versetzt, so dass die Garnbreite der zweiten halbfertigen Zelle 249b den Spalt in der ersten halbfertigen Zelle 249a bedeckt. Die zweite halbfertige Zelle ist mit einem Spalt 247' zwischen angrenzenden Garnen fertiggestellt, der so ausgerichtet ist, dass er durch die Garne in der ersten halbfertigen Zelle bedeckt wird. Auf der Oberseite der fertigen Zelle 249 wird eine Folie 235 angeordnet. Obgleich die mittlere Folie 245 in dieser schematischen Darstellung mit einer Zick-Zack-Linie veranschaulicht ist, wird, wenn das textile Flächengebilde mit einem Ultraschalltrichter oder dergleichen stabilisiert ist und in einer beheizten Presse verfestigt wurde, die mittlere Folie weitgehend parallel zu den oberen und unteren Folien sein.
Es ist festgestellt worden, dass das Muster von Garnen, die in den 1E/2A und 4C veranschaulicht sind, eine besonders gute Verflechtung von Garnen gewährt, so dass die Strukturen dazu neigen, ihre Formen ohne Garnverschiebungen und das Öffnen von Löchern in dem Gewebe besser zu halten. Allerdings gibt es einige bedeutende Unterschiede in den zwei Garn-Ablagemustern. In der einfachen Zelle von 1E/2A kommen mehr Strukturiergarne pro inch Gewebe zum Einsatz als bei der Spaltzelle von 4C so dass, wenn die Praxis verfolgt wird, mindestens eine Bindung pro Zelle bereitzustellen, mehr Bindungen pro Gewebefläche verwendet werden. Die Verwendung von mehr Zuführgarnen kann ein größeres Garngatter erforderlich machen sowie mehr Garnführungen, wie bei den nachfolgend diskutierten verschiedenen Apparaten ersichtlich wird. Diese Verwendung von mehr Zuführgarn pro inch führt jedoch zu einer schnelleren Gewebeentwicklung unter Anwendung des einfachen Zellmusters. Das Spaltzellenmuster liefert andererseits die gleiche gute Verflechtung von Garnen wie das einfache Zellmuster und bietet mehr Flexibilität bei der Erzeugung unterschiedlicher Garnstrukturen mit irgendeinem beliebigen Apparat mit dem Nachteil der Dauer der Erzeugung des Gewebes.
Allgemein ausgeführt ist die erfindungsgemäße Gewebestruktur eine verflochtene Gewebestruktur, welche aufweist:

– eine Mehrzahl erster Garn-Untergruppen mit einer Mehrzahl von Garnen, die in einer ersten schräg verlaufenden Richtung frei von Kreuzungen orientiert sind, wobei die ersten Garn-Untergruppen einen Stapel mit einer Mehrzahl zweiter Garn-Untergruppen bilden, der eine Mehrzahl von Garnen hat, die in einer zweiten schräg verlaufenden Richtung frei von Kreuzungen orientiert sind;
– die Garne in jeder Untergruppe folgen im Wesentlichen parallelen Bahnen, die in einem sich wiederholenden Muster beabstandet sind, um spärlich eine gemeinsame vorbestimmte Gewebefläche zu überdecken;
– die Garn-Untergruppen sind alternierend mit einer ersten Gruppe unmittelbar an einer zweiten Untergruppe übereinander angeordnet, wobei die Garne in der ersten Untergruppe die Garne in der zweiten Untergruppe kreuzen;
– die Garne in jeder der Untergruppen der Mehrzahl erster Untergruppen sind in Bezug auf die Garne in allen Untergruppen der Mehrzahl erster Untergruppen versetzt;
– die Garne in jeder der Untergruppen der Mehrzahl zweiter Untergruppen sind in Bezug auf die Garne in allen anderen Untergruppen der Mehrzahl zweiter Untergruppen versetzt;
– das Stapeln aller der Mehrzahl erster Untergruppen, die eine erste Garngruppe bilden, welche Garne aufweist, die die vorbestimmte Gewebefläche dicht überdecken und Stapeln aller der Mehrzahl der zweiten Untergruppen, die eine zweite Garngruppe bilden, welche Garne aufweisen, die die vorbestimmte Gewebefläche dicht überdecken; und
– die Garne in der oberen Untergruppe in dem Stapel sind mit den Garnen in der unteren Untergruppe in dem Stapel verbunden, um dadurch die anderen Untergruppen in dem Stapel in einer verflochtenen Gewebestruktur zu enthalten.

In dem Fall des einfachen Zell-, einzigen Schrittmusters, sind in die verflochtene Gewebestruktur außerdem einbezogen:

– die Garne in der aufeinanderfolgenden Mehrzahl der ersten Garn-Untergruppen in dem Stapel sind zueinander um die Breite eines Garns in dieser Untergruppe des Gewebes versetzt; und
– die Garne in der aufeinanderfolgenden Mehrzahl der zweiten Untergruppen in dem Stapel sind zueinander um die Breite eines Garns in dieser Untergruppe des Gewebes versetzt.

In dem Fall des durchstoßfesten einfachen Zell-, einzigen Schrittmusters sind in die verflochtene Gewebestruktur außerdem einbezogen:

– die Game in der aufeinanderfolgenden Mehrzahl der ersten Untergruppen in dem Stapel sind zueinander um weniger als die Breite eines Garns in dieser Untergruppe des Gewebes versetzt; und
– die Garne in der aufeinanderfolgenden Mehrzahl der zweiten Untergruppen in dem Stapel sind zueinander um weniger als die Breite eines Garns in dieser Untergruppe des Gewebes versetzt; wodurch die Garne in den aufeinanderfolgenden ersten Untergruppen einander überlappen und die Garne in den aufeinanderfolgenden zweiten Untergruppen einander überlappen.

Das Mittel für die Verbindung der erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde kann ein Ultraschallbinden (wie bereits diskutiert) oder ein erhitztes Werkzeug sein, wenn es sich bei den Garnen um ein thermoplastisches Polymer handelt und die Ober- und Untergarne kompatible Polymere sind, die sich durch Schmelzen miteinander verbinden lassen. Das Mittel zum Verbinden (oder Bonden) kann auch ein Schmelzklebstoff sein, ein Lösemittel, welches das Garnpolymer plastifiziert und möglich macht, dass die Garne miteinander verschmelzen, ein bei Raumtemperatur härtender Klebstoff, ein Klebstoff auf Lösemittelbasis oder von einem anderen imprägnierenden Typ, ein mechanisches Befestigungsmittel, wie beispielsweise Klammer, Gurt oder Band oder ein anderes derartiges Mittel. Ebenfalls verwendbar zum großflächigen Verbinden sind Bahnen aus thermoplastischem oder warmhärtendem Polymer.
In dem Fall einer Klebverbindung müssen nicht alle Garne in der Struktur thermoplastische Garne sein, um als Bindergarne zu wirken und eine Quelle für Harz zum Bonden bereitzustellen. Die Bindergarne, die benötigt werden, um das klebrige Polymer bereitzustellen, das teilweise aufgelöste Polymer, das schmelzflüssige Polymer oder dergleichen, um als ein Klebmittel oder Bindemittel für die Bindung zu wirken, kann in der gesamten Struktur in einer Vielzahl von Möglichkeiten verteilt sein. Ein Bindergarn ist ein Garn, das während des Verbindens mechanisch oder klebend in ein anderes Bindergarn oder Nicht-Bindergarn eingreift. Ein Nicht-Bindergarn ist ein solches, das mechanisch oder klebend in ein anderes Nicht-Bindergarn während des Bindens eingreifen würde. In einem einfachen Fall können einige oder alle Garne für die Struktur aus nicht bindenden Fasern erzeugt sein, die mit bindenden Fasern durch Verzwirnen oder Umhüllen bedeckt sind, oder die mit einer Polymerbeschichtung überzogen sind, wie beispielsweise durch Extrusion. Ein Beispiel für ein derartiges umhülltes Garn ist ein Garn mit einem nicht thermoplastischen Multifilamentkern, der als eine Strukturkomponente fungiert, die von einem Multifilamentmantel umhüllt wird, der einige oder insgesamt thermoplastische Filamente enthält. Der Mantel kann aus Endlosfilamenten oder Stapelfasern bestehen. In dem Fall von Stapelfasern kann der Mantel ein Blend von Binderfasern und Nicht-Binderfasern sein, wie beispielsweise thermoplastische Nylon-Stapelfasern und nicht thermoplastische Aramid- oder Baumwoll-Stapelfaser. Bei dieser Anwendung kann sich ein Blend von 5% bis 25 Gew.-% thermoplastischen Binderfasern in dem Mantel bewähren. Andere Binder- und Nicht-Binderpolymere können für die Fasern in dem Garn nach Erfordernis verwendet werden. Beim Verbinden unter Anwendung eines solchen Mantel/Kern-Garns ist zu erwarten, dass die Mantelfilamente durch den Prozess des Bindens beeinträchtigt werden, während dieses bei den Kernfilamenten nicht der Fall ist. Die Kernfilamente können für die Lastaufnahme in der Struktur nach dem Binden zugrunde gelegt werden. In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, Bindungen an allen Garnkreuzungen zu erzeugen, um eine starre, plattenähnliche Gewebestruktur zu erzeugen. Dieses kann durch Erhitzen und Zusammendrücken sämtlicher Binderfasern in der Struktur erreicht werden, um im Wesentlichen sämtliche Garne untereinander zu verbinden.
Eine andere Art zur Verteilung des Binder-Klebmaterials, um die Struktur miteinander zu verbinden, besteht darin, dass man ein Bindergarn für eine oder mehrere obere Untergruppen bereitstellt, wie beispielsweise die 0°-Gruppe von Garnen, sowie für eine oder mehrere untere Untergruppen, wie beispielsweise 90°-Gruppe von Garnen. Alternativ können die oberen Untergruppen und die unteren Untergruppen Bindergarne aus den 0°- und 90°-Gruppen der Garne aufweisen. Diese oberen und unteren Garne können die vorstehend beschriebenen Mantel/Kern-Garne sein. Eine andere Art zur Verteilung des Bindermaterials besteht darin, dass man ein Bindemittel enthaltendes Garn für einen gewissen Anteil jeder Untergruppe verwendet, beispielsweise den 0°- und 90°-Garnen, wie beispielsweise jedes zweite oder jedes zehnte Garn in jeder Untergruppe. Eine der Strukturen, von denen man festgestellt hat, dass sie gut geeignet sind, besteht darin, dass man die obere und nächsten Untergruppen von Garnen und die untere und nächsten Untergruppen von Garnen mit Binderfasern versieht. Während des Bindens werden Bindergarne der oberen und nächsten Unterschicht und der unteren und nächsten Unterschicht klebend miteinander verbunden, wobei andere Nicht-Bindergarne mechanisch miteinander verbunden sein können, wie beispielsweise durch Einbetten, Umhüllen, Klebrigmachen oder dergleichen. Dieses zusätzliche Ineinandergreifen von Nicht-Binderfasern führt zu Belastungswegen, die sich von den oberen zu den unteren Untergruppen des Garns sogar dann erstrecken, wenn die oberen und unteren Untergruppen nicht unmittelbar miteinander Kontakt haben.
Bei Verwendung einer Verteilung von Bindemittelharz und Faser in der Struktur der Erfindung ist festgestellt worden, dass eine Verteilung von etwa 5% bis 60% Bindemittelharz über die gesamte Gewebemasse nützlich ist und vorzugsweise eine Verteilung von etwa 10% bis 20% der gesamten Gewebemasse sich gut eignet, um einen guten Zusammenhalt des Gewebes zu gewähren, während eine gute Geschmeidigkeit des Gewebes aufrecht erhalten bleibt (Steifheit und Brettartigkeit des Gewebes werden auf ein Minimum herabgesetzt). Das Bindemittelharz kann in die Struktur in einer Vielzahl von Möglichkeiten eingeführt werden. Beispielsweise kann dieses in Form eines Garns, einer Warenbahn erfolgen (einschließlich Folie, Spun-bonded- oder Spun-laced-Platten mit oder ohne Verstärkung), Spaltfolienstreifen, einem Polymerpulver, einem Sprayklebstoff, der eine Bahn erzeugt (Wirbelspray), polymere Schlitzfolien oder perforierte Polymerfolien, ein Netzwerk von Polymerfasern und dergleichen. In den Fällen, wo keine Geschmeidigkeit des Gewebes erforderlich ist, kann das Bindemittelharz durch eine polymere Bahngruppe bereitgestellt werden, die Fasern oder eine Folie aufweisen kann, die auf mindestens eine der Ober- oder Unterseiten des Gewebes aufgebracht wird. Vorzugsweise wird die Bahn auf den Oberseiten und Unterseiten bereitgestellt und am meisten bevorzugt wird die Bahn auf den Ober- und Unterseiten und einer der Zwischenflächen der Untergruppe zwischen den Oberseiten und Unterseiten der Untergruppe vorgesehen. Die polymere Bahn kann ein zusammenhängende oder nicht zusammenhängende Oberfläche sein, die aus einem oder mehreren polymeren Materialien besteht, die wahlweise eine oder mehrere zusätzliche Komponenten enthalten können, wie beispielsweise ein oder mehrere partikuläre oder faserige Füllstoffmaterialien, oder die wahlweise eine oder mehrere starre Komponenten enthalten können unter der Voraussetzung, dass die Bahn über die erforderliche Flexibilität verfügt. In die polymeren Materialien sowohl für die Bahn als auch für das Bindergarn können thermoplastische Harze einbezogen sein, warmhärtende Harze sowie eine Kombination davon. Derartige Harze für die Bahngruppe können in Form einer Einzelfolie oder einer Mehrzahl von Streifen vorliegen. Derartige Harze und flächigen Formen wurden in der US-P-5677029 von Prevosek et al. offenbart, die hiermit als Fundstelle einbezogen ist. Bevorzugte polymere Materialien für Binderharz und thermoplastische Materialien, wie beispielsweise Polyolefine, Polyamide und Polyester. Die am meisten bevorzugten polymeren Materialien sind Polyolefine, wie beispielsweise Polyethylen, Polypropylen und dergleichen, sowie Polyamide, wie beispielsweise Nylon 6 und Nylon 6,6.
In einigen Fällen kann es wünschenswert sein eine ausschließlich thermoplastische Garnstruktur zu haben, die sowohl als Bindergarn als auch als Strukturiergarn dient und kontrolliert, dass sich die Bindungen überwiegend an einigen oder allen Schnittpunkten zwischen den oberen und unteren Untergruppen der Garne in der Struktur befinden, ohne dass man die Schnittpunkte zwischen diesen zwei Untergruppen mühselig anordnen muss. Bei Anwendung von Ultraschall, beispielsweise zur Bereitstellung der Bindungsenergie für die thermoplastischen Garne, kann es möglich sein, dieses bevorzugte Binden unter Verwendung dicker oder "fetter" Garne für die oberen und unteren Untergruppen von Garnen zu verwenden. Beim Zusammendrücken zwischen einem breitseitigen Ultraschalltrichter und Amboss wird der Schnittpunkt der fetten Garne mehr Quetschdruck aufnehmen als angrenzende dünnere Garne, so dass das Ultraschallheizen überwiegend an den Schnittpunkten des fetten Garns mit einem Minimum an Binden der Schnittpunkte des dünneren Garns erfolgt.
Die fertig verbundene Gewebestruktur muss über eine kontrollierte Zahl von Verbindungen verfügen, um eine angemessene Festigkeit zu erreichen, Bauschigkeit des Gewebes zu kontrollieren und die ihm innewohnende Flexibilität der Garne, die in dem Gewebe zur Anwendung gelangen, zu bewahren. In dem Fall eines durchstoßfesten textilen Flächengebildes können Bauschigkeit und Flexibilität jedoch aufgegeben werden, um eine Verschiebung von Garn zu verhindern, die nicht toleriert werden kann. Werden zu wenige Verbindungen und ein Zusammenhalt des Gewebes aufs Spiel gesetzt; werden zu viele Verbindungen und die Flexibilität des Gewebes aufs Spiel gesetzt und die Bauschigkeit verringert. Die Zahl der Verbindungen kann ein bestimmter Anteil der Gesamtzahl der Garn-Überkreuzungen in der Struktur sein. Bei einem guten Zusammenhalt, Bauschkontrolle und guter Flexibilität muss die Zahl der Verbindungen innerhalb von Grenzen kontrolliert sein.
Es folgt eine Tabelle mit Variablen und Werten zur Bestimmung des Anteils gebundener Überkreuzungen in Bezug auf die Gesamtzahl von Überkreuzungen bei einem bauschigen schmiegsamen Gewebe. "N" bezeichnet die Zahl von Garnen pro Richtung in einer Zelle einer Flächeneinheit, in der Einheitszelle 380 beträgt diese Nummer 8. "Min" ist der Bindungsanteil, wenn lediglich eine Überkreuzung von N2-Gesamtkreuzungen gebunden ist; "Med" ist der Bindungsanteil, wenn ein Bindungsweg mit Einzelkreuzungsbreite verwendet wird, bei dem N Kreuzungen von N2-Kreuzungen gebunden sind; "Hi" ist der Bindungsanteil, wenn ein Bindungsweg mit Doppelkreuzungsbreite verwendet wird, bei dem N + (N – 1) Kreuzungen von N2-Kreuzungen gebunden sind; "V Hi" ist der Bindungsanteil, wenn ein Bindungsweg mit Dreifachkreuzungsbreite verwendet wird, bei dem N + (N – 1) + (N – 1) Kreuzungen von N2-Kreuzungen gebunden sind.
TABELLE DES BINDUNGSANTEILS
Insgesamt ist entdeckt worden, dass ein bindender Anteil innerhalb des Bereichs von etwa 0,003 bis 0,778 bevorzugt ist. Ein bindender Anteil innerhalb eines Bereichs von etwa 0,008 bis 0,520 ist am meisten bevorzugt oder d.h. etwa 1% bis 50% der verfügbaren Kreuzungen sind gebondet oder auf andere Weise verbunden. Dieser Anteil kann durch die Zahl von Garnen in einer Zelle und die Zahl der Bindungen in einer Zelle kontrolliert werden, was mit Hilfe der Breite des Bindungsweges und der Zahl der Bindungswege innerhalb einer Zelle kontrolliert werden kann. Sofern es mehr als einen Bindungsweg innerhalb einer Zelle gibt, sollten die Bindungswege schmaler sein.
5A zeigt eine andere flexible Gewebestruktur, wo die Garne in Gruppen von 3 Richtungen mit 0°, 60° und 120° zur Erzeugung einer triaxialen Struktur abgelegt sind. Für die Diskussion ist mit 88 eine parallelogrammförmige Grundzelle der Struktur, die sich durchweg wiederholt, mit den Seiten dargestellt worden, die mit gestrichelten Linien angegeben sind und die entlang der 0°- und 60°-Richtung orientiert sind. Andererseits könnte die sich wiederholende Grundzelle so ausgewählt sein, dass die Seiten entlang der 0° und einer 120°-Richtung orientiert sind. Das Garn der oberen Untergruppe 81 legt die Lage der X-Achse und den Schnittpunkt von Garn 81 mit dem Garn der nächsten Untergruppe 83 fest und damit den Ursprung 85 durch die Y-Achse. Der Zellabstand für die 0°-Gruppe ist mit 89 gezeigt; der Zellabstand für die 60°-Gruppe ist mit 90 gezeigt; der Zellabstand für die 120°-Gruppe ist mit 92 gezeigt. Jeder Zellabstand verfügt über vier mögliche Positionen für Garn in den Untergruppen. Das dritte Untergruppengarn 87 kreuzt die X-Achse bei etwa 0,5/4, womit die Verschiebung der dritten Gruppe gegenüber dem Ursprung festgelegt wird. Die Ober- und Untergarn-Untergruppen 12 bzw. 1 sind dort miteinander verbunden, wo sie die Stellen 80 und 82 überkreuzen und überlappen, so dass beide an den Rand der Zelle geraten. Andere Überlappungsbindungsstellen in der Struktur, sofern eine Entwicklung zu einem Gewebe mit größerer Fläche erfolgt, würden an den schraffierten Stellen liegen, wie beispielsweise 84 und 86. Es ist zu beachten, dass die Garne von Untergruppe 2 zwischen den Garnen der oberen Untergruppe 12- und der unteren Untergruppe 1-Garne liegen und mindestens teilweise an der Bindung beteiligt sind. 5B zeigt ein größeres Stück 95 eines ähnlichen triaxialen Gewebes, das jedoch unter Verwendung von 8 Garnen in jedem Zellenabstand, Mehrfachzellen, und einer dritten Gruppenverschiebung gegenüber dem Ursprung von gleich Null erzeugt sind, so dass durch die Garne der drei Gruppen gleichseitige Dreiecke erzeugt werden.
Verallgemeinert ist die triaxiale Struktur der Erfindung ähnlich einer biaxialen Struktur der Erfindung mit dem Zusatz, dass die verflochtene Gewebestruktur ferner aufweist:

– eine Mehrzahl dritter Garn-Untergruppen mit einer Mehrzahl von Garnen, die in einer dritten schräg verlaufenden Richtung kreuzungsfrei orientiert sind, wobei die Garn-Untergruppen einen Stapel mit den ersten und zweiten Garn-Untergruppen bilden, worin die Garne in der dritten Garn-Untergruppe die Garne in den ersten und zweiten Garn-Untergruppen kreuzen;
– das Stapeln aller der Mehrzahl dritter Untergruppen unter Erzeugung einer dritten Garngruppe, die Garne aufweist, welche die vorbestimmte Gewebefläche dicht überdecken.

In 6 ist ein Apparat zur kontinuierlichen Erzeugung einer biaxialen Gewebestruktur mit Grundzellen gezeigt, die ähnlich denen in den 1E und 2A sind. Der Apparat besteht aus einer langgestreckten Garnauflagefläche, wie beispielsweise einem ebenen, perforierten Band 91 das von dem Motor 107 angetrieben wird und über eine Anordnung von Stiften verfügt, wie beispielsweise Stifte 93, und zwar entlang der Kante 94, und eine parallele Anordnung von Stiften, wie beispielsweise Stift 96 entlang dem gegenüberliegenden Rand 98 von Band 91, um die Garne sicher gegen die Kräfte der Garnumkehr zu halten. Unterhalb des Bandes ist ein Vakuumluftraum 97 angeordnet, der an einer Vakuumquelle 99 angeschlossen ist, um das Garn auf dem Band 91 ortfest zu halten. An dem Rand 98 entlang ist eine Mehrzahl von Garnführungsblöcken 100, 102, 104 und 106 gezeigt, die jeweils auf Führungsvorrichtungen montiert sind, wie beispielsweise die Führungen 101 und 103, und die jede über Antriebsvorrichtungen verfügt, wie beispielsweise das Betätigungselement 105 für Block 100, um von der einen Kante 98 zu der gegenüberliegenden Kante 94 des Bandes 91 zu traversieren. Jeder Garnführungsblock verfügt über eine Mehrzahl von Garnführungen, wie beispielsweise die Führung 173 in Block 100, um ein Garn auf dem Band präzise zu führen, wie beispielsweise das Garn 111, das von der Garnzuführgruppe 113 wegläuft. Die gestrichelten Umrandungen 1001, 102', 104' und 1061 am Rand 94 zeigen die Position der Blöcke, die nach dem Traversieren des Bandes 91 eingenommen werden würden. Quer über dem Band 91 ist eine Mehrzahl von Ultraschalltrichtern, wie beispielsweise der Trichter 108 an der Stelle 110, angeordnet, um zu bewirken, dass das darauf abgelegte Garn an den überlappenden Garnstellen untereinander in beabstandeten Positionen zu einem abgelegten Gewebe einem Schmelzbinden unterzogen wird. Das Band und ein starrer Träger 109 darunter wirken als der Ultraschallambos, um die Energie durch das Garn einzukoppeln. Sobald das Garn von dem Ultraschallbonden kühlt, kann die Gewebestruktur von den Stiften oder Haken entlang der Kante des Bandes abgezogen werden und das Band kann in den Kreislauf zurückgeführt werden, während das Gewebe auf einer Rolle auf einem Kern (nicht gezeigt) aufgewickelt wird. Die Wickelspannung für das Gewebe ist zu kontrollieren, um eine Verzerrung des Gewebes entlang der Bandrichtung zu vermeiden, die entlang des Gewebes diagonal (Neigung) und entlang der Achse der Bindungsbahn verläuft.
Eine Darstellung eines biaxialen abgelegten Zweigruppengewebes 112 ist auf dem Band gezeigt. Die Darstellung zeigt das Muster des abgelegten Garns, wenn der Prozess gestapelt wird und sich das Band von rechts nach links in Richtung des Pfeiles 114 bewegt, wenn sich die Blöcke im Wesentlichen senkrecht quer zum Band zusammen von Rand 98 zu Rand 94 in koordinierter Form mit der Bandbewegung entlang der Längsachse des Bandes bewegen; und eine kontinuierliche Vor- und Zurückbewegung, wie mit Hilfe der Pfeile 116 dargestellt wird. Gezeigt wird, was beim Start erzeugt wird und dann angehalten wird und das Band gehalten wird, um das Ausgangsmuster mit den Führungsblöcken auszurichten. Bei einer originalgetreuen Darstellung wäre Block 100 (und die anderen Blöcke) versetzt zur rechten Seite in der Figur bis zu einer Stelle unmittelbar unterhalb von Block 106 gezeigt. An der linken Seite 118 des Gewebes 112 werden die oberen Untergruppen des Garns von sich aus abgelegt, da beim Start noch keine der anderen Untergruppen an der Stelle ist. An der rechten Seite 120 des Gewebes 112 befinden sich alle Untergruppen an ihrer Stelle für ein vollständig erzeugtes Gewebe durch Position 122, wonach das Gewebe kontinuierlich und vollständig erzeugt wird, wenn sich das Band und die Blöcke entsprechend der Beschreibung weiter bewegen. Die Geschwindigkeit des Bandes und die Geschwindigkeit der Blöcke werden über einen Regler 115 kontrolliert und koordiniert, der mit Motor 107 in Verbindung steht sowie mit dem Betätigungselement für den jeweiligen Block, wie beispielsweise das Betätigungselement 105. Dadurch ist gewährleistet, dass das Garn durch die Führungsblöcke läuft und auf dem Band abgelegt eine gerade Bahn in einem Winkel von 45° zur Mittellinie und zum Rand des Bandes bildet, so dass es eine erste Gruppe von Garn mit plus 45° bei 119 gibt und eine zweite Gruppe von Garn mit –45° bei 121. Durch Variieren der geregelten Bewegungen sind auch andere Winkel der Ablage und gekrümmte Bahnen möglich. Die erste und zweite (untere) Untergruppe von Garn werden durch Block 106 abgelegt, die dritte und vierte (mittlere) Untergruppe von Garn wird durch Block 104 abgelegt, die fünfte und sechste (mittlere) Untergruppe von Garn werden durch Block 102 abgelegt und die siebte und achte (untere) Untergruppe von Garn werden durch Block 100 abgelegt. Ein bestimmtes Garn kann quer zu dem Gewebe zwischen den Untergruppen in den Zellen vor und zurück über das Gewebe alternieren. In diesem Beispiel bewegt sich das Band und die Blöcke bewegen sich lediglich vor und zurück quer über das Band, während sich das Band kontinuierlich von rechts nach links bewegt. Das gleiche Muster kann erzeugt werden, wenn das Band stationär betrachtet wird und für ungewöhnlich lang und die Blöcke sich diagonal in Winkeln von 45° entlang des Bandes von links nach rechts vor und zurück bewegen.
Das Muster von Über- und Untergarnen variiert in dem Gewebe, wie aus den Zellen 124, 126 und 128 ersichtlich ist. 7 zeigt diesen Abschnitt des Gewebes 112 vergrößert zur Diskussion. Die Garne sind in jeder Gruppe der Einfachheit halber leicht beabstandet gezeigt. In 7 ist das Garn 130 das achte obere Untergruppengarn in den Zellen 124 und 126, jedoch das siebte Untergruppengarn in Zelle 128. In ähnlicher Weise ist das Garn 132 das sechste Untergruppengarn in den Zellen 124 und 126, jedoch das fünfte Untergruppengarn in Zelle 128. In ähnlicher Weise treten Änderungen in den übrigen Untergruppen auf. Diese Abweichung von einem perfekten regelmäßigen Muster innerhalb eines Gewebes beeinflusst anders als das Muster in den 1E und 2A nicht den strukturellen Zusammenhang des Gewebes und ist ein Beispiel für gewisse akzeptable Schwankungen in den erfindungsgemäßen Mustern. Die angrenzenden Zellen 134, 136 und 138 sind alle identisch und sind die gleichen wie die Zellen der 1E und 2A. Jedes Garn verfügt über eine Untergruppenausrichtung und eine Stellungszuordnung in einer Zelle. Allerdings können sowohl die Untergruppenzuordnung als auch die Stellungszuordnung von Zelle zu Zelle in einer vorgegebenen Gewebestruktur variieren oder sie können konstant bleiben und folgen in beiden Fällen noch den Grundregeln zum Ausführen der Erfindung, welche lauten:

– eine Mehrzahl weitgehend paralleler Garne in einer Gruppe sind so angeordnet, dass sie eine Fläche mit den Garnen der einen Gruppe so angeordnet dicht überdecken, dass sie die Garne einer anderen Gruppe kreuzen;
– jede Gruppe weist eine Mehrzahl von Untergruppen auf, wobei jede Untergruppe über eine Mehrzahl von spärlich angeordneten Garnen verfügt;
– die Mehrzahl von Garnen in einer Untergruppe einer Gruppe ist gegenüber der Mehrzahl von Garnen in den anderen Untergruppen der gleichen Gruppe versetzt;
– die Garne der oberen Untergruppe und unteren Untergruppe sind miteinander an beabstandeten Stellen entweder direkt oder indirekt durch die Garne in den anderen Untergruppen verbunden.

Die Bindungsstelle von oben nach unten für die Zelle 124 befindet sich bei 140; die Bindungsstelle für Zelle 126 befindet sich bei 142; die Bindungsstelle für 128 befindet sich bei 144. Bei einer Teilzelle 146 am Rand des Gewebes befindet sich die Bindungsstelle bei 148. Alle diese Bindungsstellen würden durch Ultraschallbahnen bedeckt, die ausgerichtet sind mit dem Pfeilen 150 an der linken Seite von 7.
Es sind vier Garne in jeder Führung ausreichend, um den Gürtel für ein Gewebe mit vier-Garn-Zellabstand bei der gezeigten Breite und für ein 45°-Muster ausreichend. In 6 nimmt der Abstand, der von einem Garn bedeckt ist, wie beispielsweise Garn 152, und von der Gürtelseite 94 über die Gürtelseite 98 und zurück über Gürtel 91 verläuft, eine Entfernung entlang des Gürtels an, wie sie bei 154 gezeigt ist. Garne, wie beispielsweise die Garne 152, 156, 158 und 160 in Führung 100, füllen diesen Abstand bei den Untergruppen 8 und 7 aus. Würde ein breiterer Gürtel verwendet werden, wo der gegenüberliegende Rand 98 bei 162 ist, der Abstand durch Garn 152 bedeckt ist, das vor und zurück über den Gürtel 91 verläuft, so würde dieses eine Entfernung entlang des Gürtels entsprechend der Darstellung bei 164 in Anspruch nehmen. Dieses würde zusätzliche Garne 166, 168, 170 und 172 erfordern, um diesen Abstand für Untergruppen 7 und 8 auszufüllen. Führung 100 müßte verlängert sein, um acht Garne anstelle von lediglich vier Garnen für dieses breitere Gewebe zu halten, und Block 102 müßte entlang der Länge des Gürtels 91 verschoben werden, um Raum für den größeren Block 100 zu schaffen. Block 102 und die anderen Blöcke 104 und 106 müßten in ähnlicher Weise verlängert und verschoben sein. Die erste Garnführungsöffnung 171 in Block 102 ist beabstandet von der letzten Garnführungsöffnung 173 in Block 100 um eine Entfernung 175 von der einen Zelle diagonal plus einer Garnposition diagonal zu der Ablage der Untergruppen 5- und 6-Garne in Versetzungsstellungen von den Untergruppen 7- und 8-Garnen dargestellt, die durch Block 100 abgelegt sind. Diese Beabstandung ist ähnlich bei den folgenden Führungsblöcken entlang der Seite des Gürtels 91. Diese Beabstandung kann weniger oder mehr Zelleinheiten diagonal in Abhängigkeit davon betragen, wie viel Raum für die Führungsblöcke benötigt wird.
Diese Beabstandung von Führungsblöcken und die koordinierte Bewegung zwischen den Blöcken und des Gürtels führt zu dem diagonalen 45°-Muster von Garn, worin die Positionen jedes der diagonalen Garne an den anderen Garnen angrenzen (anstatt diese zu überlappen), um die Garnhaltefläche auf dem Gürtel mit den Garnen dicht zu überdecken. Sofern eine dichtere und dickere Struktur angestrebt wird, lassen sich zusätzliche Führungsblöcke einsetzen und eine andere dichte Struktur auf der Oberseite der ersten aufbauen, um eine schichtweise Struktur zu erzeugen.
Mit der dargestellten Anordnung mit separaten Führungsblöcken kann die Position von Untergruppengarnen in dem Zellabstand variiert werden, indem die Blöcke entlang der Länge des Gürtels 91 verschoben werden. Mit einem Abstand zwischen den Führungsblöcken und der Art und Weise der Ablage von Garnen unter Erzeugung eines Gewebes ist es möglich, Materialien zwischen den Untergruppen von Garnen im Inneren einer Gewebestruktur hinzuzufügen. Beispielsweise könnte eine Rolle mit Folie 117 so angeordnet werden, dass die Folie kontinuierlich zwischen die Blöcke 104 und 106 und um eine Führung 119 herum und auf das Gewebe 112 zwischen den Untergruppen der Garnablagen durch Block 106 (Untergruppen 1 und 2) und Block 104 (Untergruppen 3 und 4) zugeführt wird. In einem anderen Fall könnten die Garne 121 und 123 in Verarbeitungsrichtung so angeordnet sein, dass kontinuierlich Garn zwischen die Blöcke 102 und 104, durch die Führungen 125 bzw. 127 und auf das Gewebe 112 zwischen den Untergruppen von Garnablagen durch Block 104 (Untergruppen 3 und 4) und Block 102 (Untergruppen 5 und 6) zugeführt wird. Derartige Materialüberschneidungen zwischen Untergruppen ist ein einzigartiges Leistungsmerkmal des erfindungsgemäßen Gewebes. In dem veranschaulichten Fall kann die Hinzufügung der Folie und der Garne in Verarbeitungsrichtung die Auslenkung gegen das Gewebe in der Verarbeitungsrichtung verringern oder andere Sonderaufgaben erfüllen. Andere Materialien, wie beispielsweise Vliesstoff, Drähte, elastomere Gewebe oder Garne, Stoffbahnen neutraler oder synthetischer Materialien, lockeres Fadengelege, usw. können eingefügt werden.
Es gibt eine andere Möglichkeit zur Nutzung von Führungsblöcken, um Garn kontinuierlich unter Erzeugung eines Gewebes auf einem Band abzulegen. Die Blöcke könnten in alternierenden Stellungen entlang des Randes von Band 91 angeordnet werden und so angeordnet sein, dass sie in entgegengesetzten Richtungen quer über das Band laufen, wenn sich das Band entsprechend den Darstellungen in 8A und 8B bewegt. In 8A sind die Blöcke 100 und 104 entlang dem Rand 94 von Band 91 und die Blöcke 102 und 106 entlang dem Rand 98 angeordnet. Wenn sich das Band 91 von rechts nach links bewegt, was aus der Betrachtung von 8A und 8B hervorgeht, kreuzen die Blöcke das Band zu der gegenüberliegenden Seite, wodurch Garn auf dem Band in einer diagonalen Bahn abgelegt wird. Wiederholte Operationen der Blöcke vor und zurück, wenn das Band weiter läuft, werden ein Muster erzeugen, wie es in dem vergrößerten Gewebe 174 von 9 zu sehen ist. Dieses Muster unterscheidet sich geringfügig von dem Gewebe 112 von 6 und 7. Betrachtet man die Zellen 176, 178 und 180, so sind die Zellen 176 und 178 fünf Untergruppenzellen, während Zelle 180 eine achte Untergruppenzelle ist. In Zelle 176 befindet sich das Garn 181 in der Untergruppe 5; die Garne 182 und 184 befinden sich in der gleichen Untergruppe, Untergruppe 4; die Garne 186 und 188 befinden sich beide in der Untergruppe 3; die Garne 190 und 192 befinden sich beide in Untergruppe 2 und Garn 194 befindet sich in Untergruppe 1. Betrachtet man Zelle 180, befindet sich Garn 181 in Untergruppe 7; Garn 186 befindet sich in Untergruppe 5; Garn 188 befindet sich in Untergruppe 3 und Garn 194 befindet sich in Untergruppe 1. Die Zelle 180 hat die gleiche Anordnung wie die Grundzelle der 1E und 2A. Um geeignete Bindungsstellen von der oberen Untergruppe 5 bis zu der nicht schneidenden unteren Untergruppe 1 in Zelle 176 zu erzeugen muss eine Bindungsstelle 196 zwischen Garn 181 von Gruppe 5 und Garn 182 von Gruppe 4 plus eine Bindungsstelle 198 zwischen Garn 182 und Garn 194 von Gruppe 1 vorhanden sein. Mit den mit Hilfe der Pfeile bei 200 gezeigten Ultraschall-Bindungsbahnen wird es eine zusätzliche Bindungsstelle 202 zwischen Garn 181 von Untergruppe 5 und Garn 192 von Untergruppe 2 und eine zusätzliche Bindungsstelle 204 zwischen Garn 192 und Garn 194 von Untergruppe 1 geben. Durch eine Kette von Bindungsstellen in Zelle 176 ist die obere Untergruppe 5 mit der unteren Untergruppe 1 selbst dann verbunden, wenn sich die oberen und unteren Untergruppen nicht einander überkreuzen. Die Anordnung von Ultraschall-Bindungsbahnen, um geeignete beabstandete Bindungen für das Gewebe 112 der 6 und 7 zu erreichen, unterscheidet sich von den Bindungsbahnen für das Gewebe 174 von 9.
10A zeigt einen anderen Apparat zum Herstellen von zweidimensionalen erfindungsgemäßen textilen Flächengebilden. Dieser ist geeignet, um chargenweise ein textiles Flächengebilde anstelle eines endlosen textilen Flächengebildes zu erzeugen. Bei ihm handelt es sich um einen einfacheren Apparat als den in 6. Ein einziger Führungsblock 206 oszilliert vor und zurück mit Hilfe des Betätigungselementes 207 über einen Tisch 208, der ebenfalls vor und zurück mit Hilfe eines Betätigungselementes 209 in einer Richtung im rechten Winkel im Zug der Richtung der Schwingung des Blockes 206 oszilliert. Parallele Reihen von Stiften 210 und 212 halten das Garn an den Umkehrstellen fest. Nach Erfordernis kann bei diesem Tisch auch ein Vakuum angewendet werden. Der Block und der Tisch führen zahllose Hin- und Her-Schwingungen in einer koordinierten Weise untereinander aus, um dichte Gruppen von Garn zu erzeugen, die einander überkreuzen. Sodann wird ein einziger Ultraschalltrichter zum Binden 211 wiederholt über das Gewebe in Bahnen parallel zu der Schwingungsrichtung von Tisch 208 geführt, um beabstandete Bindungsbahnen zu erzeugen und die oberen und unteren Untergruppen der Garne miteinander zu verbinden. Sodann wird das Gewebe von den Randstiften 210, 212 abgezogen. Durch zusätzliche Bewegung der Führung 206 in einer vertikalen Richtung durch das Betätigungselement 205 ließe sich ein dreidimensionales Gewebe über einer auf dem Tisch 208 montierten dreidimensionalen Form 203 erzeugen. 10B zeigt die gekrümmten Garnbahnen in einem Gewebe 213, das zum Bedecken einer dreidimensionalen Form eingesetzt werden könnte.
11A zeigt einen anderen Apparat zum Herstellen von zweidimensionalen Chargen einer Gewebestruktur. Er ist ähnlich wie der Apparat von 10 mit der Ausnahme, dass das Garn, anstelle auf einem Tisch abgelegt zu werden, auf einen Wickeldorn 214 mit Hilfe eines Führungsblockes 216 gebracht wird. Anstatt dass der Führungsblock 216 wie in 10 hin und her schwingt, ist der Führungsblock 216 stationär und der Wickeldorn 214 schwingt in einer Rotationsbewegung mit Hilfe des Motors 215, wie mit Hilfe des Pfeils 217 gezeigt wird, während gleichzeitig der Tisch 208' den Dom hinter den Führungsblock mit Hilfe des Betätigungselementes 209' bewegt. Das Garn wird durch eine einzige Reihe von Stiften 218 zwischen den Umkehrstellen in beiden Richtungen gehalten, wenn der Dorn rotiert. Das Ergebnis ist ein Gewebe, das während der Erzeugung eine zylindrische Schlauchform erhält. Nachdem alle Garne abgelegt sind, folgt ein einziger Ultraschalltrichter 219 wiederholt einer axialen Bahn entlang dem Dorn an unterschiedlichen Peripheriestellen über dem Gewebe, wenn dieser via Tisch und Dorn vor und zurück schwingt. Dieses ergibt parallele Bindungsbahnen, um die oberen und unteren Gruppen miteinander zu verbinden. Alternativ könnte der Ultraschalltrichter einer peripheren Bahn an unterschiedlichen axialen Stellen entlang des Dorns folgen. Beim Abziehen von den Stiften 218 ist das Ergebnis ein flaches textiles Flächengebilde. Diese Fertigung auf einem zylindrischen Dorn hat den Vorteil gegenüber der flachen Platte von 10A insofern, dass die Garnspannung verwendet werden kann, um die Garne an dem Dorn festzuhalten.
11B zeigt einen ähnlichen Apparat wie den in 11A mit der Ausnahme, dass der Dorn kontinuierlich in der einen Richtung rotiert, anstelle zu oszillieren, um eine zylindrische Charge eines textilen Flächengebildes zu erzeugen. In 11B ist ein rotierender Dorn 220 auf einem beweglichen Tisch 208'' aufgebaut, der durch das Betätigungselement 209'' zum Schwingen gebracht wird. Eine kreisrunde Garnführungshaltung 222 hält eine Mehrzahl von Führungen, wie beispielsweise die Garnführung 224, die um die Peripherie des Dorns 220 beabstandet sind. Die Halterung 222 wird relativ zum Dorn und Tisch stationär gehalten. Ein Garnstrang, wie beispielsweise Strang 226 aus dem stationären Garnkörper 228, wird durch die jeweilige Führung, wie beispielsweise 224, zugeführt und am Ende 230 des Dorns befestigt, wo die Halterung und der Dom ausgerichtet werden, bevor der Dorn zu rotieren beginnt und der Tisch anfängt sich zu bewegen. Damit sind die Garnkörper stationär und verwenden endlos einen Erneuerungsgarnkörper (nicht gezeigt) sowie Garnreservefäden auf den Garnkörpern. Der Dom 220 hat eine Mehrzahl von Ringen 232 und 234 von dicht beabstandeten Stiften in der Nähe der Enden 230 bzw. 236 des gezeigten Dorns. Diese greifen in das Garn an den Enden des Hubs, wenn es eine Richtungsumkehr des Tisches gibt. Am Ende jedes Hubs, wenn das Garn in die Stiftringe eingreift, hält der Tisch die Bewegung an und der Dorn wird um wenige Bogenwinkel der Rotation gedreht, um sicherzustellen, dass das Garn über die Stifte fest eingreift, bevor der Tisch die Richtung umkehrt. Um das Garn in den Stiften des Stiftringes fest zu verankern, lassen sich die Enden 230 oder 236 des Dorns unmittelbar unterhalb des Führungsringes 222 anordnen und der Dorn wird um 90 bis 360° gedreht, um das Garn über die Ecke des entsprechenden Dornendes zu wickeln. Dadurch werden die Garne in einer radialen Richtung, wie am Ende 230 zu sehen ist, orientiert und unterstützen eine genaue Positionierung der Garne in der Zellstruktur, indem das Ausgleiten des Garns um den Umfang des Dorns auf ein Minimum herabgesetzt wird, wenn die angewinkelte Bewegung des Garns angehalten und gestapelt wird. Der Dorn kann präzise mit Hilfe eines Schrittmotors, wie beispielsweise Motor 238, bewegt werden. Das Garn muss ebenfalls mit der gewünschten Versetzungsposition der Zelle ausgerichtet sein, bevor es an dem angrenzenden Garn abgelegt wird. Beim Binden der Struktur und Stabilisieren der Garnpositionen wird angrenzend an dem Dorn 220 ein Ultraschalltrichter 219 und eine Heizplatte 223 angeordnet. Während des Bindens wird der Dorn von dem Führungsring 222 zurückgezogen und durch das Betätigungselement 225 lateral in Position gebracht, welches den Tisch 208'' auf dem Schlitten 229 bewegt, um den Dorn dicht an das ausgewählte Bindungsmittel zu bringen. Die Bindungsmittel sind mit ihren eigenen Betätigungselementen ausgestattet, um sie gegen die Struktur auf dem Dorn zu pressen. Darüber hinaus kann der Dorn 220 mit einer inneren Heizvorrichtung (nicht gezeigt) ausgestattet sein, um das Gewebe von der Dornseite aus zu erwärmen. Ebenfalls kann ein Mittel zum Kühlen des beheizten Dorns vorgesehen werden, um das thermoplastische Harz schnell auszuhärten und die Taktzeit zu verkürzen.
Das Muster des abgelegten Garns und die Bewegung von Tisch und Dorn werden unter Bezugnahme auf 11C weiter diskutiert, bei der es sich um eine veranschaulichende Ansicht des Dorns handelt, als wäre diese zu einer zweidimensionalen Form abgeflacht. An der linken Seite von Figur befinden sich Dornende 236 und Stiftring 234 und an der rechten Seite der Figur befinden sich Dornende 230 und Stiftring 232. In der eigentlichen Praxis würde mit dem Muster vorzugsweise am Ende 230 begonnen werden, das für das Einfädeln der Garne leichter zugänglich ist, zum Zwecke der Diskussion starten die Garne jedoch am Ende 236. Die gestrichelten Linien in der Figur geben die Garnbahnen auf der Rückseite des abgeflachten Dorns wieder, während die durchgezogenen Linien die Garnbahnen auf der Vorderseite wiedergeben. Die veranschaulichten Garne sind lediglich solche, deren Start man an der Vorderseite der Figur an den Stellen 240, 242, 244 und 246 sieht, und von diesen hat lediglich das Garn, das an der Stelle 240 beginnt, seinen Weg durch eine vollständige Ablage aufgezeichnet. Diese Startpunkte sind solche, bei denen das Garn mit Hilfe der Führungen abgelegt wird, wie beispielsweise Führung 224 in der Halterung 222. Vier andere Garne von Halterung 222 würden ähnlichen Bahnen folgen, beginnend an der Rückseite des abgeflachten Dorns mit dem gleichen Abstand wie die an der Vorderseite gezeigten Garne. Diese Punkte repräsentieren die erste Garnposition 0/4 von vier möglichen Positionen für eine erste Gruppe in einem Zellabstand für das textile Flächengebilde. Das Garn an der Stelle 240 folgt der Bahn 248, wenn Dorn 220 rotiert und relativ zur Garnführungshalterung 222 translatiert wird; während Garne an den Stellen 242, 244 und 246 den Bahnen 250, 252 bzw. 254 folgen. Verfolgt man die Bahn 248 für das Ablegen von Garn in einer ersten Gruppe, so läuft die Bahn 248 zur Rückseite des abgeflachten Dorns bei 256 und kehrt zur Vorderseite bei 258 zurück und erreicht den Ring der Stifte 232 bei 260. In ähnlicher Weise erreicht eine andere Garngruppe von der Stelle 242 den Ring 232 an der Stelle 262; das Garn von der Stelle 244 erreicht den Ring 232 an der Stelle 264 und das Garn von der Stelle 246 erreicht den Ring 232 an der Stelle 266.
Unter der Annahme, dass das Garn sofort durch den Stiftring 232 gegriffen wird, der Dorn seine Rotation fortsetzt und die Dorntranslation sofort umgekehrt wird, würde die Garnbahn 248' entlang dem Dorn von Stelle 260 zurück beginnen, um in das Garn in der zweiten Gruppe abzulegen. Sofern von dieser idealen Situation nicht ausgegangen werden kann, würde die Translation des Dorns anhalten, während die Dornrotation für wenige Grad zum Verankern des Garns in den Stiften fortgesetzt wird. Die Punkte am rechten Ende 230 des Dorns stellen die erste Garnposition 0/4 für eine zweite Gruppe in einem Zellabstand für das textile Flächengebilde dar. Die Garnbahn 248 verläuft zur Rückseite des abgeflachten Dorns bei 268 und kehrt zur Vorderseite bei 270 zurück und erreicht den Ring der Stifte 234 bei der Stelle 272. Jetzt bleibt die Entscheidung, welches Muster von Garnpositionen man in dem textilen Flächengebilde wünscht. Unter der Annahme, dass die nächste gewünschte Garnposition die Position ¼ ist und der Dorn in der gleichen Richtung weiter dreht, so wird das Garn an Position 272 aufliegen wollen, um in Position 274 zu sein, bevor die Translation des Dorns umgekehrt wird. Die Translation des Dorns wird anhalten, wenn das Garn die Stelle 272 erreicht und dieses wird dort verweilen, während der Dorn einige wenige Grad weiter dreht, bis das Garn die Stelle 274 erreicht, wonach die Translation umkehren wird und das Garn der Bahn 248'' folgt. Dieses wird zur Folge haben, dass das Garn in dem rechten Stiftring 232 anstelle 276 abgelegt wird, die sich auch in der ¼-Position des Zellabstandes befindet. Wenn dieses das gewünschte Muster für die zweite Gruppe des Zellabstandes ist, kann die Dorntranslation sofort umgekehrt werden und das Garn wird entlang der Bahn 248''' zurückgeführt. Sofern man wünscht, die Garnposition für die Zelle zu ändern, kann die Translation des Dorns angehalten werden und die Drehung des Dorns für einige wenige Grad weitergeführt werden, bis sich das Garn in der gewünschten Position in dem Zellabstand befindet, wonach die Translation umkehrt und das Garn einer neuen Bahn folgt. Das Garnmuster in einer Zelle kann dann für die ersten Garngruppen und die zweiten Garngruppen unterschiedlich sein. Das Muster wird so lange fortgesetzt, bis das Garn von der Stelle 240 zurück an dem Stiftring 234 an der Position 278 landet. An dieser Stelle sind sämtliche Garnpositionen für den Zellabstand durch Nebengruppen von Garnen besetzt und die zylindrische Charge der Gewebestruktur ist zum Binden bereit.
Der Ultraschalltrichter 219 zum Binden kann wiederholte Passagen entlang der Achse des Dorns durch Orientieren des Trichters ausführen, um mit der Dornachse ausgerichtet zu werden und den Dorn ohne Drehung unter dem stationären Trichter translativ zu bewegen und den Dorn um mehrere Grad an dem Ende jeder Passage zu drehen, um die beabstandeten Ultraschall-Bindungsbahnen zu erzeugen. Alternativ kann der Trichter senkrecht zur Dornachse zurück orientiert werden und kann das Binden entlang der peripheren Bahnen erfolgen. Sofern ein kontinuierliches Binden für ein durchstoßfestes textiles Flächengebilde bevorzugt wird, können die Passagen des Ultraschalltrichters auf Stoß erfolgen oder die Heizplatte kann zur Anwendung gebracht werden, um Bindungen auf Stoß zu erzeugen. Nach dem Binden können die Stiftringe entfernt werden (durch Zurückziehen oder mit Hilfe anderer Mittel) und das textile Flächengebilde kann aus dem Dorn ausgestoßen werden. Alternativ lässt sich das eine Ende des Gewebes an dem einen Stiftring abschneiden, und es wird lediglich der gegenüberliegende Stiftring entfernt. Beim Schieben des Gewebes wird sich dieses ausdehnen, da das Gewebe relativ zur Achse diagonal orientiert ist, so dass sich das Gewebe leicht von dem Dorn abschieben lassen wird. In einer weiteren Alternative kann der Ultraschalltrichter zum Binden bei einer höheren Leistungseinstellung verwendet werden, um das Abschneiden des Gewebes von dem Dom zu unterstützen, wenn das Binden beendet ist, indem zwei periphere Schnitte an den Enden und ein axialer Schnitt ausgeführt werden, der sich von Ende zu Ende erstreckt.
In einigen Fällen wird es wünschenswert sein, die gleiche kreisförmige Führungshalterung 222 (11B) für Strukturen mit unterschiedlichen Zahlen von Garnen pro Zelle zu verwenden, so dass keine andere Führungshalterung für Routineänderungen in der Denierzahl des Garns oder dergleichen installiert werden muss. Eine der Möglichkeiten, diese Flexibilität zu erreichen, besteht in der Verwendung eines speziellen Ablagemusters für Garne, wie vorstehend unter Bezugnahme auf den Spaltzell-/Einzelschrittprozess diskutiert wurde, der in Verbindung mit diesem Apparat gut geeignet wäre, um Zellen zu erzeugen, die aussehen würden, als gäbe es eine geringere Zahl von Garnen in jeder Zelle und die sich auch so verhalten würden.
Eine andere Möglichkeit ist eine Methode, bei der der Dornmotor 238 und das Betätigungselement 209'' für den Tisch so eingesetzt werden, dass eine mehrfache Passage von Garnen von der Führungshalterung 222 aufgebracht wird, um tatsächliche Änderungen in der Zahl der Garne pro Untergruppe in der Struktur vorzunehmen. Wenn man beispielsweise die Zahl der Garne pro Untergruppe verdoppeln wollte, könnten die Garne, wie beispielsweise die Garne 226 und 226', in einer Bahn abgelegt werden, die durch die gestrichelten Linien 227 bezeichnet wird und die ein Garn zwischen den durch die Führung ursprünglich abgelegten Garne hinzufügen würde.
Es gibt Bedenken, dass beim Ablegen von Garn auf den Dorn von 11B akkumulierte Toleranzen in der Ausrichtung des Dorns 220 und des Führungsringes 222, rotationsbedingte Exzentrizität des Dorns 220 und Schwankungen in der Garnbreite unerwünschte Ungenauigkeiten in der Gewebestruktur hervorrufen könnten. Diese Bedenken lassen sich auf ein Minimum herabsetzen, indem man stets die Garnpassagen entlang des Dorns von der gleichen Stelle beginnt. Dieses lässt sich dadurch kontrollieren, dass man in dem Führungsring ein "Ausgangs"-Fadenführungsauge festlegt, wie beispielsweise das Fadenführungsauge 224, sowie eine "Ausgangs"-Gewebezelle, wie beispielsweise Zelle 231. Die "Ausgangs"-Gewebezelle sollte diejenige sein, die mit dem "Ausgangs"-Führungsring in der besten Rotationsausrichtung des Dorns und des Führungsrings ausgerichtet ist. Bei Beginn mit jeder Untergruppe sollte für das spezielle Gewebemuster das "Ausgangs"-Fadenführungsauge über der "Ausgangs"-Gewebezelle so genau wie möglich ausgerichtet sein. Sobald eine "Ausgangs"-Zelle an dem einen Ende identifiziert ist, wird es eine entsprechende Ausgangszelle an dem gegenüberliegenden Ende geben, zu der man ebenfalls zurückkommen kann, wenn die nächste Garnablage von diesem Ende vorgenommen wird. Sofern Garn 226a die erste Garnablage ist, die von rechts nach links von der Ausgangszelle 231 am Ende 230 erfolgt, und das Garn 226b die erste Garnablage ist, die von links nach rechts und in der Ausgangszelle am Ende 236 erfolgt, kann es wünschenswert sein, dass das erste Garn 226b in der Ausgangszelle 231 ankommt, wenn es das Ende 230 erreicht. Dieses lässt sich mit Hilfe des Betrages der Drehung am Ende 236 kontrollieren, bevor die Passage von Garn 226b erfolgt. Der Vorteil besteht darin, dass dadurch die Schwankung der Garnablagegenauigkeit in Folge von Toleranzschwankungen weiter auf ein Minimum gehalten werden kann.
Bei Verwendung von Bindergarn, das in den Fadenführungsaugen des Führungsringes 222 verteilt ist, muss das Bindergarn behutsam in den Zellen eingebracht werden, um eine gleichförmige Verteilung der fertigen Gewebestruktur zu erhalten. 15 zeigt ein Teil eines textilen Flächengebildes von einem Abschnitt 253, wo die ersten Garne aus den Ausgangszellen kreuzen. In dieser Gewebeprobe mit Bindergarn wird der Binder alle drei Fadenführungsaugen mit einem Binder in dem Ausgangs-Fadenführungsauge 224 angeordnet. Es gibt vier Garne in jeder Zelle, wobei das Zellenmuster ein einfaches Zell-/Einzelschrittmuster ist. Der Binder kommt zusätzlich zu dem Strukturiergarn in dem Fadenführungsauge, so dass jede Bindergarnposition ebenfalls eine Strukturiergarnposition ist. Es sind in allen Fadenführungsaugen in dem Führungsring Strukturiergarne vorhanden. In 15 kennzeichnen die Bezeichnungen "B" die Bindergarnstellen in der Zelle. Die Zahlenangaben in den diagonalen Bereichen im oberen Teil der Figur geben die Strukturiergarnpositionen in der Zelle an, wobei der Wert der Zahl die Untergruppe und die Folge der Garnablagen angibt. Die ersten Garne, die abgelegt werden, werden mit 1 numeriert und die letzten mit 8 numeriert. Die Bezeichnung "h" gibt das Garn an, das durch das Ausgangs-Fadenführungsauge geht, bei dem es sich ebenfalls um ein Bindergarn handelt. Die gestrichelten Linien zeigen die Zellengrenzen und es sind 6 × 6 oder 36 Zellen gezeigt. Die schraffierten Zellen stellen die entsprechenden Ausgangszellen mit der Ausgangszelle 231 an der rechten Seite und der Ausgangszelle am gegenüberliegenden Ende auf der linken Seite dar. Wenn sich der Dorn in 11B von links nach rechts bewegt, werden alle Untergruppen-"1"-Garne in der +45°-Richtung abgelegt; jedes dritte "1"-Garn schließt dabei ein Bindergarn ein. Die Stelle des Ausgangs-Fadenführungsauges ist mit "1Bh" gekennzeichnet. Wenn sich der Dorn in 11B von rechts nach links bewegt, werden alle Untergruppen-"2"-Garne in der –45°-Richtung abgelegt und jedes dritte "2"-Garn ist ein Bindergarn. Die Stelle des Ausgangs-Fadenführungsauges ist mit "2Bh" gekennzeichnet.
Wenn das Dornende 230 den Führungsring 222 erreicht, wird es um mindestens 90° und bis zu einer Position gedreht, um die Ausgangszelle in die Nähe des Ausgangs-Fadenführungsauges bei "1Bh" zu bringen. Allerdings wird das Bindergarn diesmal in das Ausgangs-Fadenführungsauge bei "3Bh" gebracht, um die Ablage der dritten Untergruppengarne in Folge zu beginnen. Ein ähnlicher Prozess läuft an der gegenüberliegenden Seite 236 zur Position des Ausgangs-Fadenführungsauges bei "4Bh" ab, um die vierten Untergruppengarne abzulegen. Bei Rückkehr zum Ende 230 befindet sich das Ausgangs-Fadenführungsauge in der Nähe der Position "5Bh" und anschließend bei "7Bh" und der Prozess wird so lange fortgesetzt, bis alle 8 Untergruppen von Garn abgelegt sind. Indem schrittweise das Fadenführungsauge, welches das Bindergarn enthält, in der gezeigten Folge bewegt wird und dicht bei der Ausgangszelle bleibt, werden die Bindergarne gleichförmig in dem gesamten Gewebe verteilt. Es gibt mindestens ein Bindergarn in der +45°-Richtung und –45°-Richtung für jede der gezeigten 36 Zellen, die für das gesamte textile Flächengebilde repräsentativ sind. Indem darüber hinaus die Ausgangszelle zum Ausgangs-Fadenführungsauge am Ende von 230 zurückgebracht wird, werden Schwankungen in der Garnablagegenauigkeit in Folge von Toleranzschwankungen auf ein Minimum herabgesetzt. Sofern die Toleranzen streng eingehalten werden, ist die Rückkehr der Ausgangszelle zu dem Ausgangs-Fadenführungsauge nicht jedes Mal so kritisch. Um eine gleichförmige Binderverteilung zu erreichen, muss die Auswahl der Zahl der Bindergarne in der Führung, der Zahl der Garne pro Zelle und der Binder-Positionierungsfolge berücksichtigt werden.
Es gibt zu beachten, dass beim Ablegen von Garn auf dem Dorn von 11B die Bahn von der Führung zu der Dornoberfläche so kurz wie möglich ist, so dass die Ablageposition auf den Dorn genau vorhergesagt und kontrolliert werden kann. Ein Spalt zwischen der Führung und dem Dorn von weniger als 0,32 cm (1/8 inch) wäre wünschenswert. Die Kontrolle dieses Spaltes ist ein Problem in jeder beliebigen Vorrichtung zum Garnablegen. Eine der Möglichkeiten, die Garne genau mit Präzision abzulegen, ist die Verwendung der Vorrichtung in 11D, die als Seitenansicht eines Dorns 230' und einer kreisrunden Führungshalterung 222' dargestellt ist. Um einen allgemeinen Fall zu veranschaulichen, ist der Dorn 230' mit einer ovalen Form dargestellt. Es ist augenscheinlich, dass die Dornform entlang ihrer Achse auch variieren kann. Die Halterung 222' hält eine Mehrzahl von Führungen, wie beispielsweise die Führung 224', welche das Garn 226 führt. Bezug nehmend auf Führung 224' schließt jede Führung eine Hohlwelle 280 ein, ein halbrunde Führungsspitze 282, eine Feder 284 und einen Halter 286. Die Welle geht durch eine Bohrung 288 in der Halterung 222'. Die Feder 284 sitzt über der Welle 280 zwischen Halterung 222' und Spitze 282, um dadurch die Spitze auf den Dorn 230' zu drücken. Garn 226 läuft durch die Hohlwelle 280 und nach außen durch Spitze 282 und direkt auf den Dorn 230'. Auf diese Weise wird das Garn direkt auf dem Dorn abgelegt, als würde es auf der Dornoberfläche "gestrichen". Dadurch wird eine genaue Ablage des Garns auf den Dorn gewährleistet. Die Welle bewegt sich frei in der Öffnung 288 in der Halterung 222', um zu ermöglichen, dass die Führungsspitze über alle möglichen Variationen in der Form des Dorns fährt, während die Feder die Spitze 282 hält und das Garn 226 daraus austritt und zwar im gesicherten Kontakt mit der Dornoberfläche. Die Spitze 282 kann vorteilhaft mit einer reibungsvermindernden Beschichtung zum leichteren Gleiten über den Dorn überzogen sein und die Garne darauf abgelegt werden.
12 zeigt einen Apparat, der zur Erzeugung eines einfachen, dreidimensionalen schlauchförmigen Chargen-Gewebes verwendet wird, indem eine Vorrichtung vom Typ einer Drehbank oder eine Aufwickelvorrichtung für Textilgarn verwendet werden, wo der Dorn 290 kontinuierlich von dem Motor 291 kontinuierlich und jedoch ohne Translationsbewegung gedreht wird und die kreisrunde Führungshalterung 292 entlang der Dornachse vor und zurück, getrieben von einer Nocke oder Schraube 294 traversiert, die von einem Motor 293 gedreht wird. Die Koordination der Motoren 291 und 293 gewährt eine Kontrolle der Gewebestruktur. Die Stiftringe von 11B können eliminiert werden, indem Schultern 295 und 296 im Eingriff mit dem Garn an dem Umkehrstellen bereitgestellt werden und indem der Diagonalwinkel relativ zu der Schulter niedrig gehalten wird. Dieses ist eine Variation der in 11B gezeigten Vorrichtung, die die Fertigung von erfindungsgemäßen textilen Flächengebilden mit geringfügiger Modifikation der bestehenden Dornsysteme erlaubt.
BEISPIEL 1
Es wurde eine Vorform einer Verbundplatte unter Verwendung eines nicht thermoplastischen Garns und Lagen aus thermoplastischer Folie hergestellt. Bei dem Garn handelte es sich um ein endloses Multifilament-Aramid-Glattgarn mit 840 Denier (756 dtex), das von E. I. du Pont de Nemours and Company unter dem Warenzeichen Kevlar^® vertrieben wird. Die Folienlage war eine 51 bis 76 μm (2 bis 3 mil) dicke Polyesterfolie. Die Garnstruktur wurde unter Verwendung der Vorrichtung von 11B erzeugt. Es wurden zwei Untergruppen von Garn auf einem Dorn aufgewickelt, gefolgt von einer Folienlage, gefolgt von vier Untergruppen von Garn, gefolgt von einer Folienlage, gefolgt von vier Untergruppen von Garn, gefolgt von einer Folienlage, gefolgt von vier Untergruppen von Garn, gefolgt von einer Folienlage, gefolgt von zwei Untergruppen von Garn bis zu insgesamt sechzehn Untergruppen von Garn und vier Folienlagen. Die Folie machte bis zu etwa 15 Gew.-% der Struktur aus. Die Struktur wurde im Umfang unter Verwendung eines Ultraschallgenerators gebondet, der von der Dukane Co., Model #351 Autotrack, hergestellt wurde und bei 40 kHz mit einer Kraft auf den Dorn von etwa 1,8 bis 2,3 kgf (4 bis 5 lb) betrieben wurden. Die Trichter-Formgeschwindigkeit entlang des Dorns war so, dass etwa 0,2 J/Bindung an Ultraschallenergie in die Garnstruktur eingetragen wurden. Die Bindungsbahnen war um 0,5 cm (0,2 inch) beabstandet und die Trichterspitze etwa 0,25 cm (0,1 inch) breit und 1,9 cm (0,75 inch) lang mit einer leicht konkaven Oberfläche über die 0,25 cm Dimension für etwa 1,3 cm (0,5 inch) der Länge. An dem konkaven Ende der Bindungsoberfläche gab es eine Abrundung, um die Vorderecken zu eliminieren und die Konkavität folgte dem Radius. Der Trichter hatte keinen vollständigen Kontakt entlang der 1,9 cm (0,75 inch)-Dimension in Folge der Abrundung des Dorns. Der Trichter führte stark gebundene Bereiche an den Kanten der konkaven Oberfläche aus. Das Gewebe wurde von dem Dorn abgenommen und zeigte, dass es über einen angemessenen Zusammenhalt für die Handhabung als eine Verbund-Vorform verfügte.
BEISPIEL 2
Es wurde eine flexible, durchstoßfeste und stabilisierte Verbundgarnstruktur erzeugt, um einer Durchdringung zu widerstehen. Als Nachweis für die Leistungsfähigkeit wurde diese in ballistischen Versuchen getestet. Diese wurde hergestellt, indem polymere Bahnen aus thermoplastischem Harz in die Garnstruktur während der Herstellung eingearbeitet wurden, damit das Harz dadurch als ein verteiltes Bindemittel wirken kann, um die Garnfasern zusammenzuhalten. Die Bahnen lagen in Form einer Folie vor. Durch Variieren der Foliendicke oder der Zahl der Lagen, ließ sich die Harzmenge in der Struktur verändern. In diesem Beispiel machte das Harz 16 Gew.-% der Struktur aus. Es wurde eine Probe unter Verwendung von Aramidgarn mit 850 Denier (765 dtex), das unter dem Warenzeichen Kevlar^® KM2 von der E. I. du Pont de Nemours and Company of Wilmington, De 19880, vertrieben wird, hergestellt. Hierbei handelt es sich um ein endloses Multifilamentgarn mit 560 Filamenten mit 1,52 Denier (1,69 dtex)/Filament, das eine feinheitsbezogene Reißfestigkeit von 26,4 g/Denier (29,3 g/dtex), einen Modul von 570 g/Denier (633 g/dtex), eine Reißenergie von 43,9 J/g und eine Reißdehnung von 3,9% hat.
Die Struktur wurde erzeugt, indem das Garn auf der Vorrichtung von 11B aufgewickelt wurde. Es wurde ein Dorn mit einem Durchmesser von 31,8 cm (12,5 inch) mit einer Polyimidfolie bedeckt und mit einem Polytetrafluorethylen beschichteten Fiberglasgewebe, um die Oberfläche des Dorns 220 zu schützen, und ergab eine gewisse Rückstellfähigkeit der Oberfläche. Die Stiftringe auf den gegenüberliegenden Enden des Dorns wiesen 720 Stifte in gleichförmiger Verteilung rund um den Umfang dicht beabstandet an den Enden des Dorns auf, um eine genaue Positionierung der Garnstränge dort zu gewähren. Es gibt ausreichend Zwischenraum zwischen den Stiften für die Garnstränge, um leicht dahinter zu gleiten, um die Oberfläche des Dorns zu erreichen, ohne dass eine übermäßige Spannung erforderlich ist. Die verwendbare Gewebestruktur wurde etwa 2,5 bis 5,1 cm (1 bis 2 inch) von dem Stiftring erzeugt, wo sich die genaue Garnposition stabilisiert hat.
Es wurde ein rechteckiges Stück einer Dicke von 25 μm (1 mil) einer Polyethylenfolie (geringes Molekulargewicht) auf die Oberfläche des Dorns aufgebracht, indem zwei Stücke eines zweiseitigen Klebebands zur Befestigung an zwei Ecken der Folie an den äußeren Enden der Dornoberfläche und entlang der Dornachse angebracht. Die Folie wurde über den Umfang des Dorns gewickelt und die verbleibenden zwei Ecken an dem doppelseitigen Klebeband befestigt. Das Folienende wurde in einer Position auf den Dorn angeordnet, wo die Probe zur Entnahme abgeschnitten werden konnte, und die Folienenden zusammengelegt und so geschnitten, dass es keine Überlappung gab.
In der Halterung 222 wurden 100 Stränge des Aramidgarns aufgewickelt und in der Mitte der Halterung zusammengebracht und zusammengeklebt und der Überstand abgeschnitten. Der Dorn wurde mit der Halterung 222 justiert und durch die kreisrunde Halterung 222 um so viel weiter bewegt, bis der Stiftring 232 in die Garne einzugreifen begann. Die Garnführungen, die aus der Innenseite des Ringes hervorragten, waren innerhalb von etwa 0,32 cm (1/8 inch) von der Dornoberfläche beabstandet, um eine ausreichende Genauigkeit der Garnablage zu gewährleisten. Sodann begann der Dorn mit einem Programm des Weiterlaufens und Drehens, um 100 Garnstränge auf die Oberfläche des Dorns 220 in einem Winkel von 45° zur Achse des Dorns unter Erzeugung von Untergruppe 1 der Garngruppe I abzulegen. Sobald die Stränge den Stiftring 234 erreichten, beendete der Dorn die Rotation und setzte die Fortbewegung fort und hielt an, wo sich der Stiftring 234 und das Ende 231 des Dorns 220 unterhalb der kreisrunden Garnführungshalterung 222 befanden. Sodann drehte der Dorn um 180° und hielt an. Wenn sich der Dorn 220 unterhalb der Halterung 222 befindet und dann weiter dreht, wickeln sich die Garne über das Dornende 231 und verdrillen sich umeinander und die Halterungswelle in der Mitte des Endes 230. Der Zweck besteht darin, die Garnstränge über den Stiften am Ende des Dorns zu "arretieren" und die Garnpositionierung in den Stiften genau zu steuern. Um ein laterales Verschieben des Garns an den Dornenden auf ein Minimum zu halten, sollte das Garn genau auf einem radialen Weg am Ende des Dorns laufen und entlang der Dornachse von den Stiften weg bewegen und sich diesen wieder annähern. Danach zieht sich der Dorn durch die Halterung 222 zurück und beginnt zusätzliches Garn auf der Oberfläche des Dorns 220 abzulegen, indem er während des Zurückziehens weiter dreht hinter dem Stiftring 234, bis dieser hinter der Halterung 222 ist.
Der sich zurückziehende und rotierende Dorn legt die 100 Garnstränge in einem Winkel von 45° zur Dornachse ab, so dass die Garne quer zu dem zuvor abgelegten Garn in einem Winkel von 90° unter Erzeugung von Garn der Untergruppe 1 der Garngruppe II abgelegt werden.
Wenn die Garnstränge nochmals den Stiftring 232 erreichen, beendet der Dorn die Drehung und zieht sich hinter die kreisrunde Garnführungshalterung 222 zurück. Sodann dreht der Dorn um 180°, um das Garn im Stiftring 232 zu arretieren, wie dieses bei Stiftring 234 ausgeführt wurde. Wenn sich der Dorn 220 hinter der Halterung 222 findet und dann weiter gedreht wird, werden die Garne um das Dornende 230 gewickelt und umeinander an der Mitte des Endes 230 verdrillt. Zur größeren Genauigkeit wird die auf dem Dorn abgelegte Ausgangszelle um einen welchen auch immer erforderlichen Betrag gedreht (der größer oder kleiner als 180° der erwähnten Drehung zum Arretieren sein kann), um zu dem Ausgangs-Fadenführungsauge auf dem Ring zurückzukehren und die nächste Ablage zu beginnen. Dieses wurde nicht in dem vorliegenden Beispiel ausgeführt. Anschließend läuft der Dom durch die Halterung 222 zurück und beginnt mit der Ablage von zusätzlichem Garn auf der Oberfläche des Dorns 220. Der Dorn wird so gesteuert, dass die nächste Gruppe I-Garnstränge für Untergruppe 2 genau neben den zuvor abgelegten Garnsträngen in Untergruppe 1, Gruppe I und im Winkel von 45° zur Dornachse abgelegt werden. Angrenzend an Gruppe I sollten Garne auf Stoß oder überlappend in der fertigen Struktur Hilfswerk sein, um den Dorn vollständig ohne Spalte zu überdecken. Wenn 12 Garne einer Nennbreite von 762 μm (30 mil) über einen Zellabstand von 7,1 nun (280 mil) verteilt sind, ist zu erwarten, dass es zu einer Überlappung des Garns kommt. Dieses erweist sich als vorteilhaft zum Eliminieren von "Löchern" in der fertigen Lagenstruktur in Folge Verschiebung von Garnpositionen oder Breiteschwankungen. Diese ist wichtig in einer Lage, die in einem durchstoßfesten Artikel verwendet wird. Die nächste Ablage bildet Garn-Untergruppe 2 von Garn Gruppe I. An dem gegenüberliegenden Ende wird, wenn die Stränge wiederum in den Stiftring 234 eingreifen, der Prozess bei diesem Ende wiederholt und der Dorn so gesteuert, dass die Garnstränge für Untergruppe 2 von Gruppe II angrenzend an den zuvor abgelegten Garnen in Untergruppe 1, Gruppe II und in einem Winkel von 45° zur Dornachse abgelegt werden. Dieses bildet Garn-Untergruppe 2 von Garngruppe II. Dieser Prozess wird so lange fortgesetzt, bis es 6 Untergruppen von Garn in jeder Gruppe gibt und die Oberfläche des Gewebes zu etwa ¾ mit Garn bedeckt ist (zwei Quadranten jeweils bedeckt mit Garn aus der einen Gruppe und 1 Quadrant bedeckt mit Garn aus beiden Gruppen). Zu diesem Zeitpunkt wird eine weitere Lage einer Polyethylenfolie mit einer Dicke von 25 μm (1 mil) auf den Dorn gelegt, wie das zuvor beim Beginnen der Gewebestruktur erfolgte. Über der zweiten Folienlage werden weitere 6 Untergruppen jeder Gruppe von Garn abgelegt, so dass jede der zwei Gruppen von 12 Garnen jeweils die Fläche des Gewebes vollständig überdecken. Wie zuvor wird über das Garn eine weitere Lage von Folie gelegt. Dieses beendet die Ablage von Materialien unter Erzeugung einer einzelnen Lage der Struktur.
Zu diesem Zeitpunkt wird eine Decklage aus mit Polytetrafluorethylen beschichtetem Fiberglas um den Umfang über die Garnstruktur auf dem Dorn 220 aufgetragen und an den Enden des Dorns in der Herstellung für die Stabilisierung der Struktur verklebt, so dass das Garn ortfest arretiert ist. Die Stabilisierung ist mit Hilfe zweier Methoden erreicht worden:

1) Ultraschall: der Dorn wird schrittweise seitwärts bewegt, um neben einen Ultraschallbonder zu gelangen, der einen Ultraschallgeber mit einem 1,3 cm (1/2 inch) breiten Bondingtrichter aufweist, welcher die Überdeckung kontaktiert, sowie ein Betätigungselement, welches den Trichter mit einer vorbestimmten Kraft an den Dorn andrückt. Der Dorn wird gedreht und hinter den Trichter geschoben, während der Trichter eingeschaltet wird, so dass der Trichter über die gesamte Garnoberfläche läuft, indem er sich in aufeinanderfolgenden Mengen schrittweise entlang der Dornachse bewegt. Alternativ kann der Trichter einer Spiralbahn folgen. Für die Polyethylenfolie in diesem Beispiel beträgt die Trichterenergie 150 Watt. Dadurch werden die drei Lagen der Polyethylenfolie geschmolzen und die Lage der Garne in der Garnstruktur stabilisiert. Der Trichter wird jetzt auf den Ultraschallgeber gegen einen Trichter ausgetauscht, der ein schmaleres Trichterblatt hat und das Garn schmelzen und fraktionieren kann. Der Dorn wird in Position gebracht und so gedreht, dass der Trichter einen peripheren Schnitt des an der Innenseite der Stiftringe 232 und 234 angrenzenden Gewebes ausführt. Sodann wird der Trichter um 90° gedreht und der Dorn so in Position gebracht, dass er von dem Trichter für einen Achsialschnitt von dem einen Ende zu dem anderen Ende des Dorns überstrichen wird. Mit einem geringfügigen zusätzlichen Schneiden entlang des Trichterweges mit einem Messer kann die stabilisierte Garnstruktur jetzt von dem Dorn als eine Lage abgenommen werden und der Überschuss an den Stiftringen entfernt und verworfen werden.
2) Flache Heizplatte: Es wurde eine flache Heizplatte von etwa 6 in.² von Hand an einem mit Fiberglas bedeckten Dorn in Position gebracht und über der Oberfläche vor und zurück bewegt, um einen rechteckigen Abschnitt der Probe zu erhitzen. Die Oberflächentemperatur der Heizplatte betrug 316°C (600°F). Alternativ kann das in 11B veranschaulichte System verwendet werden, das Folgendes aufweisen würde: der Dorn wird schrittweise zur Seite bewegt, bis er sich an dem Heizplatten-Bonder befindet, der eine 16,5 cm (6,5 inch) lange Heizplatte mit einer gekrümmten Oberfläche aufweist, um sich der mit Garn bedeckten Dornoberfläche anzupassen (die Krümmunglänge beträgt 19,7 cm (7 ¾ inch) sowie ein Betätigungselement, welches die Heizplatte mit einer vorbestimmten Kraft an den Dorn drückt. Der Dorn wird angrenzend an der Heizplatte in Position gebracht und die Heizplatte angehoben, um die Decklage auf der Garnstruktur auf dem Dorn zu kontaktieren. Bei dem Polyethylengarn in diesem Beispiel betrug die Oberflächentemperatur der Heizplatte 316°C (600°F) und wurde mit der Fiberglasabdeckung auf dem stationären Dorn für 30 Sekunden in Kontakt gehalten.

Unabhängig von der verwendeten Heizplatte wurde die Heizplatte anschließend zurückgezogen und der Dorn gedreht und nach Erfordernis vorwärts bewegt, um einen nicht gebundenen Abschnitt der Gewebestruktur angrenzend an der Heizplatte in Position zu bringen. Diese Prozedur wurde so lange wiederholt, bis die gesamte Garnstruktur ein Mal erhitzt worden ist.
Sofern die Alternative mit der gekrümmten Heizplatte angewendet wird, wird die gekrümmte Heizplatte anschließend gegen die Abdeckung gedrückt und der Dorn langsam um 5,1 cm/s (2 inch/s) gedreht und so lange in Kontakt gehalten, bis der vollständige Umfang des Dorns, so breit die Heizplatte kontaktiert hat. Der Dorn wird sodann um eine Breite der Heizplatte vorwärts bewegt und diese Prozedur so lange wiederholt, bis die gesamte Garnstruktur ein zweites Mal erhitzt worden ist und stabilisiert wurde.
Bei der Untersuchung des stabilisieren flexiblen Flächengebildes wurde festgestellt, dass die oberen und unteren Oberflächen dem Gefühl nach glatt waren und das Harz als eine zusammenhängende Beschichtung über den ersten (oberen) und letzten (unteren) Garnen erschien. Bei einer Untersuchung des Querschnittes unter Vergrößerung berührte sich das Harz aus der ersten (oberen) Lage der Folie mit dem Harz aus der mittleren Lage der Folie und durchmischte sich mit diesem in beabstandeten Stellen innerhalb der gesamten Garnstruktur; und das Harz aus der (letzten) unteren Lage der Folie berührte sich mit dem Harz aus der Zwischenlage der Folie und mischte sich mit diesem in beabstandeten Stellen innerhalb der gesamten Garnstruktur.
Das stabilisierte Verbundtextil kann jetzt ohne Beschädigung der Gewebestruktur gehandhabt werden. Ein ballistischer Verbundartikel zum Testen wurde aufgebaut, indem das große flexible Flächengebilde genommen und quadratische Stücke mit 30,5 cm (12 inch) ausgeschnitten wurden und jeweils als eine Lage einer stabilisierten Struktur bezeichnet wurden. Zur weiteren Verfestigung der die Polyethylenfolie enthaltenden Struktur wurde diese in eine Presse (6 Lagen gleichzeitig mit Dehäsivbögen zwischen den Lagen) gegeben und bis zu einer Temperatur von 175°C (350°F) erhitzt und mit einem Druck von 689 kPa (100 psi) für 1 Stunde gepresst und auf eine Temperatur zur Handhabung gekühlt, so lange sie noch unter Druck stand, um die einzelne Lage eines Verbundtextils fertigzustellen.
Es wurden 13 Lagen der verfestigten Struktur ohne Bindung zwischen den Lagen übereinander gestapelt. Die Lagen wurden unter Erzeugung eines ballistischen Artikels verbunden, indem sie an den Rändern durch Nähen oder Aufbringung eines um die Kanten gelegten Bandes befestigt wurden. Die Garne in jedem 12 × 12 Stück/Lage waren so orientiert, dass sie sich in dem großen Flächengebilde mit den Garnen in einem diagonalen Winkel von 45° relativ zu den Rändern des Stückes/der Lage befanden. Die Testproben waren flexibel und jedoch etwas steif (mit geringem Warenfall). Beim eigentlichen Gebrauch wird davon ausgegangen, dass die Verbundartikel in Taschen in eine Nylonweste an mehreren Stellen um den Körper der Weste eingebracht werden, um den Rumpf des Trägers zu schützen.
Sodann wurde eine ballistische Testprobe auf einen Träger gebracht, der eine Portion weichen Ton in Kontakt mit der Probe ähnlich dem Standard des National Institute of Justice NIJ 0101.03. enthielt. Die Unterlage und die Probe wurden gegenüber einer Projektil-Abfeuerungseinrichtung angeordnet. Es wurde ein Muster von 6 Projektilen nach dem Standard MIL 662E (ähnlich der Neufassung 662F) gefeuert. Die Geschwindigkeit des Projektils wurde schrittweise so lange erhöht, bis ein Projektil die Testprobe durchschlug, und wurde anschließend schrittweise abgesenkt, bis das Projektil die Testprobe nicht mehr durchschlug. Der Mittelwert zwischen den durchschlagenden und nicht durchschlagenden Geschwindigkeiten wurde nach dem Standard MIL-std-662E(F) berechnet und als V50-Geschwindigkeit bezeichnet. Eine Testprobe, die den Durchschlagversuch besteht, wird mit einer Standardgewebeprobe verglichen. In einigen Fällen gab es bei speziellen Projektilen und Endanwendungen spezielle V50-Geschwindigkeiten, die nicht erreicht wurden. Als Fundstelle siehe hierzu den Standard NIJ 0101.03, ein ballistischer Schutzartikel, für den ballistischen Widerstand vom Typ III-A, bei dem ein V50-Wert von mehr als 427 m (1.400 ft)/s für ein 9 mm-Vollmantelgeschoss, 124 Grain-Kugel oder eine 0,44 Magnum-Blei-"Semi-Wadcutter" gasgesteuert, 240 Grain-Kugel erreicht werden.
Die folgende Tabelle zeigt die V50-Geschwindigkeiten für mehrere Testbedingungen für mehrere Testproben. Die Flächendichte ist das Gewicht einer Fläche von 1 ft.² der ballistischen Testprobe. Wünschenswert wäre eine Flächendichte (A.D.) von weniger oder gleich 4,89 kg/m² (1,0 pound per square foot) für eine flexible ballistische Struktur mit einem komfortablen Gewicht für den Träger.
Für Vergleichszwecke wurde eine Kontrollprobe getestet. Dabei handelte es sich um ein dicht gewebtes Gewebe aus der gleichen Aramidfaser wie die Testproben hierin ohne irgendein Harz als stabilisierendes Material. Diese wurde so hergestellt, dass sie den Anforderungen des Standards MIL-C-44050A, Typ III, genügte. Es wurden 21 Lagen des Gewebes zur Herstellung des Kontrollverbundartikels verbunden, so dass ein Vergleich von Artikeln mit der gleichen A.D. vorgenommen werden konnte. Die Lagen des Gewebes waren leichter, das sie keinerlei Harz enthielten.
In den nachfolgenden Tabellen wiesen die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verbundartikel Folienlagen und Garn-Untergruppen mit der Bezeichnung A6A6A-13 auf, worin A eine Lage aus 25 μm (1 mil) Polyethylenfolie bedeutet, 6 bedeutet 6 Untergruppen von 2 Gruppen Garn und 13 bedeutet 13 Lagen der Struktur A6A6A.
Das A6A6A-13-Verbundtextil mit 1,0 kg/m² A.D. verhielt sich genau so gut wie das Standard-Verbundtextil aus gewebtem Aramid mit dem gleichen A.D.-Wert, wobei weniger Aramidgarn verwendet wurde, was zu geringeren Materialkosten führt. Wenn die gleiche Menge Aramidgarn in dem Verbundtextil des erfindungsgemäßen Beispiels verwendet würde, würde durch das erfindungsgemäße Beispiel ein größerer Schutz geboten werden, allerdings bei einem geringfügig höheren A.D.-Wert.
BEISPIEL 3
Es wurde ähnlich wie in Beispiel 2, Proben 1-1 bis 1-7 mit Ausnahme des Bindermaterials, das eine Polyethylenfolie mit einer Dicke von 12,7 μm (0,5 mil) war, und der Harzkomponente der Struktur, die von 16% auf 10 Gew.-% herabgesetzt war, eine flexible Gewebestruktur hergestellt. Diese Struktur wurde als B6B6B bezeichnet. Das Gewebe wurde wie in Beispiel 2 stabilisiert, so dass es ohne Beschädigung der Gewebestruktur gehandhabt werden konnte. Anders als in Beispiel 2, wurde dieses stabilisierte Gewebe nicht weiter verfestigt.
Es wurde ein ballistisches Verbundtextil zum Testen aufgebaut, indem die große Lage genommen wurde und quadratische Stücke mit 12 inch des stabilisierten Gewebes ausgeschnitten und 14 Stücke übereinander angeordnet wurden und diese an den Rändern durch Nähen oder durch Aufbringung eines umgelegten Bandes wie in Beispiel 2 befestigt wurden. Die Testproben waren flexibel, jedoch etwas steif (mit einem geringen Warenfall). Die Ergebnisse der Tests der ballistischen Testprobe mit 14 Lagen sind wie in Beispiel 2 nachfolgend zusammengestellt.
Dieser Verbundartikel mit weniger Harz und mehr Aramidgarn als die Testproben in Beispiel 2 verhielt sich akzeptabel.
BEISPIEL 4
Es wurde ähnlich wie in Beispiel 3 eine flexible Verbundstruktur mit der Ausnahme hergestellt, dass die zentrale Lage der Folie weggelassen wurde und das Garn in 12 Untergruppen jeder Gruppe ohne Unterbrechung abgelegt wurde. Die resultierende Verbundlage hatte einen Harzgehalt von 6 Gew.-% der Verbundstruktur.
Es wurde ein ballistisches Verbundtextil zum Testen aufgebaut, indem die große Lage genommen wurde und quadratische Stücke mit 30,5 cm (12 inch) des stabilisierten Gewebes ausgeschnitten und 15 Stücke übereinander angeordnet wurden und diese an den Rändern durch Nähen oder durch Aufbringung eines umgelegten Bandes wie in Beispiel 2 befestigt wurden. Die Testproben waren flexibel, jedoch etwas steif (mit einem geringen Warenfall). Die Ergebnisse der Tests der ballistischen Testprobe mit 15 Lagen sind wie in Beispiel 2 nachfolgend zusammengestellt.
Dieser Verbundartikel mit weniger Harz und mehr Aramidgarn als in den Beispielen 2 oder 3 verhielt sich akzeptabel, obgleich der zusätzliche Schritt einer Zugabe von Harz in die Mitte der Struktur weggelassen wurde. Die geringere Harzmenge war noch ausreichend, um die Garne in der Struktur an ihrem Platz zu halten.
BEISPIEL 5
Es wurde ein starrer ballistischer Verbundartikel unter Verwendung der flexiblen Gewebestruktur ähnlich wie in Beispiel 2 hergestellt, um die Lage zu erzeugen, die für das starre ballistische Verbundtextil verwendet werden sollte.
Es wurde ein ballistisches Verbundtextil zum Testen aufgebaut, indem die große stabilisierte flexible Lage aus Beispiel 2 genommen wurde und quadratische Stücke mit 30,5 cm (12 inch) der stabilisierten Garnstruktur ausgeschnitten und 21 Lagen übereinander angeordnet wurden. Die einzelnen Lagen waren nicht verfestigt. Der Stapel der Lagen ohne Dehäsivbögen wurde sodann unter Erzeugung eines Artikels verbunden, indem diese in eine Presse gegeben wurden und einer Temperatur von 149°C (300°F) und einem Druck von 3,4 MPa (500 psi) für 1 Stunde ausgesetzt und anschließend bis zu einer Temperatur zur Handhabung gekühlt wurden, während sie noch unter Druck standen. Dadurch wurde ein starrer ballistischer Verbundartikel erzeugt, dessen Lagen untereinander verbunden waren. Die Testproben waren starr und hatten keinen Warenfall. Für die Zwecke der Erkundung, ist es zur Bestimmung des Verhaltens der starren ballistischen Testartikel wünschenswert, dass die Proben einen A.D.-Wert von etwa 7,8 kg/m² (1,6) und einen V50-Wert für ein l7 Grain-Fragmentationsprojektil von etwa 2.250 haben. Die Ergebnisse der Tests der starren ballistischen Testprobe mit 21 Lagen sind wie in Beispiel 9 nachfolgend zusammengestellt.
Das Verhalten der Testproben überschritt die gewünschten Grenzen.
BEISPIEL 6
Es wurde eine flexible Struktur ähnlich wie in Beispiel 2 mit der Ausnahme hergestellt, dass Harz in die Struktur eingeführt wurde, indem es in Form von Bindergarnen hinzugefügt wurde anstatt ihrer Zugabe in Form einer Folie wie in Beispiel 2. Die Bindergarne wurden hinzugefügt, indem die Bindergarne in einer Mehrzahl der Fadenführungsaugen in der Garnhalterung 222 eingelegt wurden. Dieses erfolgt zusätzlich zu den Aramidstrukturiergarnen, die von dem Fadenführungsauge in die Halterung eingeführt werden. Die Aramidgarnstränge hatten die gleiche Zusammensetzung, wie sie in Beispiel 2 verwendet wurde, jedoch mit der Ausnahme, dass die Denierzahl des Garns 600 Denier (540 dtex) betrug. Die Folie von Beispiel 2 wurde bei diesem Beispiel völlig weggelassen.
Das Bindergarn war bei diesem Beispiel ein Nylon 6,6-Garn mit 630 Denier (567 dtex) aus 210 Filamenten von etwa 3,0 Denier (2,7 dtex)/Filament. Es wurde ein Bindergarn in jedes dritte Fadenführungsauge der 100 Fadenführungsaugen in der Halterung 222 gelegt. Auf dem Dorn wurden 12 Untergruppen von Garn in jeder der Gruppen I und II des Garns abgelegt. In die Untergruppen war das verteilte Bindergarn einbezogen, so dass die Harzmenge in der Struktur 24 Gew.-% betrug. Die Struktur wurde stabilisiert, indem sie mit der Fiberglaslage wie in Beispiel 2 bedeckt und Ultraschallenergie (150 Watt) an dem 1,3 cm breiten Horn (1/2 inch)) eingetragen wurde.
Bei der Untersuchung der stabilisierten flexiblen Lage wurde festgestellt, dass die Oberseiten und Unterseiten vom Gefühl her rauh waren und das Harz als eine unterbrochene Beschichtung über den Ober- und Untergarnen erschien.
Aus dieser Struktur wurde kein wirklicher ballistischer Artikel erzeugt, es wird jedoch angenommen, dass die folgende Prozedur einen brauchbaren ballistischen Artikel ergeben würde. Das stabilisierte Gewebe wird wie in Beispiel 2 unter den folgenden Bedingungen verfestigt: Temperatur 232°C (450°F) und Druck 1,4 MPa (200 psi) für 1 Stunde. Ein ballistischer Verbundartikel zum Testen ließe sich mit den folgenden Prozeduren wie in Beispiel 2 und mit 12 Lagen erzeugen, um einen Artikel herzustellen, der einen A.D.-Wert von 4,89 kg/m² (1,0 pound per square foot) hat. Auf der Grundlage des Verhaltens ähnlicher Artikel wird angenommen, dass dieser ballistische Artikel einen V50-Wert für ein 9 mm-Projektil bei 0° hat, der sehr nahe am 426 m/s (1.400 ft/s) liegt. Um bei einem höheren V50-Wert ein zuverlässigeres Verhalten zu ergeben, könnte der A.D.-Wert durch Hinzufügen mehrerer Lagen zu dem Artikel erhöht werden, oder der prozentuale Anteil von Harz könnte geringfügig herabgesetzt werden und dafür mehr Strukturiergarn eingesetzt werden, um einen Artikel mit dem gleichen A.D.-Wert zu schaffen.
BEISPIEL 7
Es wurde eine flexible Garnstruktur ähnlich wie in Beispiel 6 für dieses Beispiel mit der Ausnahme hergestellt, dass es sich bei dem Bindergarn um ein Polypropylengarn mit 600 Denier (540 dtex) mit 288 Filamenten mit 2,08 Denier (1,87 dtex)/Filament handelte und weniger Binderfasern verwendet wurden. Ein Bindergarn wurde in jedes fünfte Fadenführungsauge der 100 Fadenführungsaugen in der Halterung 220 eingelegt. Es wurden 12 Untergruppen von Garn in jeder der Gruppen I und II von Garn auf den Dorn abgelegt. In die Untergruppen war das verteilte Bindergarn einbezogen, so dass die Harzmenge in der einzelnen Lagenstruktur (und dem fertigen Artikel) 16 Gew.-% betrug.
Die Struktur wurde anders als in Beispiel 6 stabilisiert. Die Struktur wurde stabilisiert, indem sie mit der Fiberglaslage wie in Beispiel 2 bedeckt wurde und die gekrümmte Heizplatte angewendet wurde, um das Gewebe auf dem Dorn zu dessen Stabilisierung zu binden. Die Temperatur der Heizplatte betrug 310°C (450°F) und wurde für 30 Sekunden in ihrer Position gehalten. Die stabilisierte Struktur wurde von dem Dorn wie in Beispiel 2 abgenommen.
Es wurde wie folgt ein ballistischer Artikel erzeugt. Die stabilisierte Garnstruktur wurde verfestigt, indem die folgenden Bedingungen angewendet wurden: eine Temperatur von 232°C (450°F) bei 1,4 MPa (200 psi) für 1 Stunde. Es wurde ein ballistischer Verbundartikel zum Testen erzeugt, der 18 Lagen wie in Beispiel 6 aufwies. Der Artikel hatte eine Flächendichte von 4,84 kg/m² (0,99). Der Artikel hatte sodann das folgende ballistische Verhalten für ein 9 mm-Projektil bei 0°.
BEISPIEL 8
Es wird angenommen, dass ein starrer ballistischer Verbundartikel unter Verwendung der flexiblen Struktur ähnlich wie in Beispiel 7 gefertigt werden könnte, um die Lage zu erzeugen, die für das starre ballistische Verbundtextil zu verwenden ist.
Ein ballistisches Verbundtextil zum Testen würde aufgebaut werden, indem die große Lage des flexiblen Flächengebildes genommen und quadratische Stücke von 30,5 cm (12 inch) der verfestigten Garnstruktur ausgeschnitten und 21 Stück übereinander gestapelt werden. Der Stapel der Lagen würde anschließend in eine Presse gegeben werden und einer Temperatur von 204°C (400°F) für 1 Stunden bei einem Druck von 3,4 MPa (500 psi) unterworfen und vor dem Druckentspannen gekühlt werden. Dieses würde einen starren ballistischen Verbundartikel erzeugen, bei dem die Lagen miteinander verbunden wären. Die Testprobe wäre starr und hätte einen Warenfall von Null. Bei diesen starren ballistischen Testproben ist es wünschenswert, dass man eine Flächendichte (A.D.) von etwa 7,8 kg/m² (1,6 pounds per square foot) und einen V50-Wert für ein 17 Grain-Fragmentprojektil von etwa 686 m/s (2.250 ft/s) hat.
Es wird angenommen, dass dieser Artikel über eine Flächendichte von etwa 7,8 kg/m² (1,6 psf) verfügt und es wird angenommen, dass dieser ballistische Artikel einen V50-Wert für ein Fragmentationsprojektil bei 0° hat, der 686 m/s (2.250 ft/s) überschreitet.
BEISPIEL 9
Es wurde eine flexible Struktur ähnlich wie in Beispiel 6 mit der Ausnahme hergestellt, dass das Binderharz in die Struktur eingeführt wurde, indem es in Form von Binderfilamenten umhüllt um die äußersten Untergruppen von Garnen zugegeben wird, die angrenzend an der Ober- und Unterseite der Struktur angeordnet sind. Die mit Binder umhüllten Garne wurden in sämtliche Fadenführungsaugen der Garnhalterung 222 eingelegt. In diesem Fall verwendete die Garnhalterung lediglich 24 Fadenführungsaugen, die Garn enthielten, wobei der Dorn lediglich einen Durchmesser von 15,01 cm (5,91 inch) hatte. Der Zellabstand betrug 1,35 cm (0,53 inch) und das Ablagemuster war das mit Spaltzellen-Einzelschritt (ähnlich wie 4C), wo der zweite Durchgang von Garn in jeder Gruppe die Zelle in zwei gleiche Teile unterteilte und beide Teile zusammen aufgebaut wurden, so dass es den Anschein hatte, dass der Zellabstand lediglich 0,673 cm (0,265 inch) betrug. Dieses Muster hat den Vorteil, dass weniger Garne in dem Gatter benötigt werden, in jeder Gruppe jedoch 2 Mal so viel Durchgänge erforderlich sind, um das Muster fertigzustellen. Zwischen den Garnen in einer bestimmten Gruppe trat keine signifikante Überlappung von Garn auf.
Das Bindergarn wurde erzeugt mit Hilfe des DREF-Prozesses und bestand aus einem Kern von Aramidgarn mit 850 Denier (765 dtex), wie es in Beispiel 2 verwendet wurde, umhüllt mit Nylon 6,6-Stapelfasern, um ein Verbund-Binder/Strukturiergarn mit 1.500 Denier (1.350 dtex) zu erzeugen. Um mit der Struktur zu beginnen, wurden 24 Enden dieses Binder/Strukturiergarns in einer ersten Passage über und zurück auf den Dorn abgelegt, um die Grundzellenstruktur festzulegen, und der Dorn anschließend schrittweise weiter geschaltet, um die nächste Passage über und hinter den Garnen in der Mitte der Grundzellenstruktur abzulegen. Der Ring 222 wurde sodann gegen einen anderen Ring 222 ausgewechselt, der 24 Enden des Aramidgarns mit 850 Denier (765 dtex) enthielt. Der Dorn 220 wurde sodann durch die Halterung 222 für 15 Passagen über und zurück mit dem Aramid-Strukturiergarn vor und zurück bewegt. Der das Strukturiergarn enthaltende Ring wurde sodann ausgewechselt gegen den ersten Ring, der das Binder/Strukturiergarn enthielt und der Dorn durch den Ring vor und zurück bewegt, um die letzten zwei Passagen über und hinter dem Garn abzulegen, um die Zelle zu vervollständigen, indem diesmal die Binder/Strukturiergarne abgelegt wurden. Die Struktur wurde stabilisiert, indem ein schmaler, 0,32 cm (1/8 inch) breiter Ultraschalltrichter verwendet wurde, der in den beabstandeten Bahnen um den Umfang des Dorns lief, was zu einer Bedeckung von etwa 15% der Strukturoberfläche führte. Die Garnstruktur auf dem Dorn wurde mit einem Mantel aus Polimid bedeckt und der Trichter gegen das Flächengebilde mit einer Kraft von 3,6 kgf (8 pound) gedrückt. Der Trichter wurde bei 40 kHz mit einer Nettobindungsenergie von 23,5 Watt eingeschaltet und über den Dorn mit einer Geschwindigkeit von 1,9 cm/s (3/4 inch/s) bewegt. Die stabilisierte Lage wurde von dem Dorn abgeschnitten, um ein ebenes Flächengebilde zu erzeugen.
Es wird angenommen, dass, wenn diese Lage wie in Beispiel 13 für Nylon-Bindemittelharz verfestigt wird, eine mehrlagige ballistische Struktur mit einem A.D.-Wert von etwa 4,89 kg/m² (1,0 pound per square foot) erzeugt werden könnte, die einen V50-Wert von etwa 427 m/s (1.400 ft/s) erzielen würde.

Claims

Flexibles, durchstoßfestes, stabilisiertes Verbundtextil, aufweisend: eine verflochtene Garnstruktur, aufweisend: eine Mehrzahl erster Garn-Untergruppen (30 und 32, 44 und 46, 52 und 54, 60 und 62) mit einer Mehrzahl von Garnen (30, 32, 44, 46, 52, 54, 60, 62), die in einer ersten schräg verlaufenden Richtung (34) frei von Kreuzungen orientiert sind, wobei die ersten Garn-Untergruppen einen Stapel mit einer Mehrzahl zweiter Garn-Untergruppen (36 und 38, 48 und 50, 56 und 58, 64 und 66) bilden, der eine Mehrzahl von Garnen (36, 38, 48, 50, 56, 58, 64, 66) haben, die in einer zweiten schräg verlaufenden Richtung (40) frei von Kreuzungen orientiert sind; die Garne in jeder Untergruppe folgen im Wesentlichen parallelen Wegen, die in einem sich wiederholenden Muster beabstandet sind (33, 42), um spärlich eine gemeinsame vorbestimmte Fläche (23) zu überdecken; die Garn-Untergruppen sind alternativ mit einer ersten Gruppe unmittelbar an einer zweiten Untergruppe übereinander angeordnet, wobei die Garne in der ersten Untergruppe die Garne in der zweiten Untergruppe kreuzen; die Garne in jeder der Untergruppen der Mehrzahl erster Untergruppen sind in Bezug auf die Garne in allen anderen Untergruppen der Mehrzahl erster Untergruppen versetzt; die Garne in jeder der Untergruppen der Mehrzahl zweiter Untergruppen sind in Bezug auf die Garne in allen anderen Untergruppen der Mehrzahl zweiter Untergruppen versetzt; das Stapeln aller der Mehrzahl erster Untergruppen, die eine erste Garngruppe bilden, welche Garne aufweist, die die vorbestimmte Fläche dicht überdecken; und das Stapeln aller der Mehrzahl der zweiten Untergruppen, die eine zweite Garngruppe bilden, welche Game aufweisen, die die vorbestimmte Fläche dicht überdecken; dadurch gekennzeichnet, dass die Garne eine feinheitsbezogene Reißfestigkeit von mindestens 8 g/d (8,9 g/dTex), einen Zug-E-Modul von mindestens 150 g/d (166,7 g/dTex) und eine Reißenergie von mindestens 10 J/g haben und dass das Verbundtextil ferner aufweist: eine erste polymere Warenbahn (235), die ein thermoplastisches Harz, ein warmhärtbares Harz oder eine Kombination davon aufweist, wobei die Warenbahn koextensiv mit, in Kontakt mit und an der Oberfläche einer ersten der Untergruppen gebunden ist; worin die polymere Warenbahn 5% bis 25 Gew.-% des Verbundtextils ausmacht und die polymere Warenbahn mindestens teilweise die Garne in allen Untergruppen des Stapels kontaktiert und an diesen gebunden ist, um dadurch die Untergruppen in dem Stapel in einer verflochtenen Garnstruktur zu enthalten.
Flexibles, durchstoßfestes, stabilisiertes Verbundtextil nach Anspruch 1, ferner aufweisend mindestens eine zweite polymere Warenbahn (237), die von der ersten polymeren Warenbahn beabstandet ist und ein thermoplastisches Harz aufweist, ein warmhärtendes Harz oder eine Kombination davon, wobei die Warenbahn koextensiv mit, in Kontakt mit und an der Oberfläche einer zweiten der Untergruppen gebunden ist.
Flexibles, durchstoßfestes, stabilisiertes Verbundtextil nach Anspruch 2, worin die erste polymere Warenbahn auf der ersten Untergruppe der Garnstruktur angeordnet ist und die zweite Warenbahn auf der letzten Untergruppe der Garnstruktur angeordnet ist.
Flexibles, durchstoßfestes, stabilisiertes Verbundtextil nach Anspruch 3, ferner aufweisend eine dritte polymere Warenbahn (245), die von den ersten und zweiten polymeren Warenbahnen beabstandet ist und ein thermoplastisches Harz aufweist, ein warmhärtendes Harz oder eine Kombination davon, die koextensiv mit, in Kontakt mit und an der Oberfläche einer dritten der Untergruppen gebunden sind.
Flexibles, durchstoßfestes, stabilisiertes Verbundtextil nach Anspruch 4, worin die dritte Warenbahn aus Harz in der Mitte zwischen den ersten und zweiten polymeren Warenbahnen angeordnet ist und worin die dritte Warenbahn an den ersten und zweiten Warenbahnen an beabstandeten Stellen in der gesamten Garnstruktur verbunden ist.
Flexibles, durchstoßfestes Verbundtextil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die polymeren Warenbahnen Polypropylen, Nylon oder Polyethylen aufweisen.
Flexibles, durchstoßfestes Verbundtextil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die polymeren Warenbahnen in Form einer Folie vorliegen.
Flexibles, durchstoßfestes Verbundtextil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die polymeren Warenbahnen in Form eines Fasernetzwerkes vorliegen.
Flexibles, durchstoßfestes Verbundtextil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die polymeren Warenbahnen in Form eines Fasernetzwerkes in einer polymeren Matrix vorliegen.
Flexibles, durchstoßfestes, stabilisiertes Verbundtextil, aufweisend: eine verflochtene Garnstruktur, aufweisend: eine Mehrzahl erster Garn-Untergruppen mit einer Mehrzahl von Garnen (30, 32, 44, 46, 52, 54, 60, 62), die in einer ersten schräg verlaufenden Richtung (34) frei von Kreuzungen, orientiert sind, wobei die ersten Garn-Untergruppen einen Stapel mit einer Mehrzahl zweiter Garn-Untergruppen bilden, der eine Mehrzahl von Garnen (36, 38, 48, 50, 56, 58, 64, 66) hat, die in einer zweiten schräg verlaufenden Richtung (40) frei von Kreuzungen orientiert sind; die Garne in jeder Untergruppe folgen im Wesentlichen parallelen Wegen, die in einem sich wiederholenden Muster beabstandet sind (33, 42), um spärlich eine gemeinsame vorbestimmte Fläche (23) zu überdecken; die Garn-Untergruppen sind alternativ mit einer ersten Gruppe unmittelbar an einer zweiten Untergruppe übereinander angeordnet, wobei die Garne in der ersten Untergruppe die Garne in der zweiten Untergruppe kreuzen; die Garne in jeder der Untergruppen der Mehrzahl der ersten Untergruppen sind in Bezug auf die Garne in allen anderen Untergruppen der Mehrzahl der ersten Untergruppen versetzt; die Garne in jeder der Untergruppen der Mehrzahl der zweiten Untergruppen sind in Bezug auf die Garne in allen anderen Untergruppen der Mehrzahl der zweiten Untergruppen versetzt; das Stapeln aller der Mehrzahl der ersten Untergruppen, die eine erste Garngruppe bilden, welche Garne aufweist, die die vorbestimmte Fläche dicht überdeckt; und das Stapeln aller der Mehrzahl der zweiten Untergruppen, die eine zweite Garngruppe bilden, welche Garne aufweisen, die die vorbestimmte Fläche dicht überdecken; dadurch gekennzeichnet, dass die Garne eine feinheitsbezogene Reißfestigkeit von mindestens 8 g/d (8,9 g/dTex), einen Zug-E-Modul von mindestens 150 g/d (166,7 g/dTex) und eine Reißenergie von mindestens 10 J/g haben und dass das Verbundtextil ferner aufweist: eine Mehrzahl beabstandeter Bindergarne, koextensiv eingeführt mit einem vorbestimmten Garn jeder Untergruppe, wobei die Bindergarne an vorbestimmten Stellen relativ zu den Untergruppengarnen verteilt sind, wobei die Bindergarne ein thermoplastisches Harz aufweisen, ein warmhärtendes Harz oder eine Kombination davon; worin die Bindergarne 5% bis 25 Gew.-% des Verbundtextils ausmachen und die Bindergarne mindestens teilweise die anderen Garne in dem Stapel kontaktieren und an diese gebunden sind, um dadurch die Untergarne in dem Stapel in einer verflochtenen Garnstruktur zu erhalten.
Flexibles, durchstoßfestes, stabilisiertes Verbundtextil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend: die Garne in der aufeinander folgenden Mehrzahl der ersten Garn-Untergruppen in der Lage haben eine vorbestimmte Breite und die Garne in den ersten Garn-Untergruppen sind in Bezug auf jede andere um die Breite eines Garns in dieser Untergruppe versetzt; und die Garne in der aufeinander folgenden Mehrzahl der zweiten Garn-Untergruppen in der Lage haben eine vorbestimmte Breite und die Garne in den zweiten Untergruppen sind in Bezug auf jede andere um die Breite eines Garns in dieser Untergruppe versetzt, wodurch die Garne in den aufeinander folgenden ersten Garn-Untergruppen aneinander anstoßen und die Garne in den nachfolgenden zweiten Garn-Untergruppen aneinander anstoßen.
Flexibles, durchstoßfestes, stabilisiertes Verbundtextil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend: die Garne in der aufeinander folgenden Mehrzahl der ersten Garn-Untergruppen in der Lage haben eine vorbestimmte Breite und die Garne in den ersten Garn-Untergruppen sind in Bezug auf jede andere um weniger als die Breite eines Garns in dieser Untergruppe versetzt; und die Garne in der aufeinander folgenden Mehrzahl der zweiten Garn-Untergruppen in der Lage haben eine vorbestimmte Breite und die Garne in diesen zweiten Garn-Untergruppen sind zueinander um weniger als die Breite eines Garns in dieser Untergruppe versetzt, wodurch die Garne in den folgenden ersten Garn-Untergruppen einander überlappen und die Garne in den folgenden zweiten Garn-Untergruppen einander überlappen.
Flexibles, durchstoßfestes Verbundtextil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, worin die Garne in der Garnstruktur eine feinheitsbezogene Reißfestigkeit von mindestens 20 g/d (22,2 g/dTex), einen Zug-E-Modul von mindestens 500 g/d (555,6 g/dTex) und eine Reißenergie von mindestens 30 J/g haben.
Flexibles, durchstoßfestes Verbundtextil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, worin die Garne Polyethylenfasern aufweisen, Nylonfasern, Aramidfasern oder Mischungen davon.
Flexibles, durchstoßfestes, stabilisiertes Verbundtextil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, worin das Verbundtextil eine dreidimensionale geformte Garnstruktur ist.
Flexibles, durchstoßfestes, stabilisiertes Verbundtextil, aufweisend: eine Mehrzahl von Lagen des Verbundtextils nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die unter Bildung eines flexiblen Verbundartikels mit den Ober- und Unterseiten aneinander angeordnet sind.
Starrer, durchstoßfester Verbundartikel, aufweisend: eine Mehrzahl von Lagen des Verbundtextils nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die mit den Ober- und Unterseiten angrenzend aneinander angeordnet sind und worin die Mehrzahl der Lagen untereinander gebunden und verfestigt ist.
Verfahren zum Erzeugen einer verflochtenen, durchstoßfesten Textilstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend, das Niederlegen einer ersten Garn-Untergruppe mit einer Mehrzahl von Garnen, die eine erste vorbestimmte Breite haben, wobei die Garne in einer ersten schräg verlaufenden Richtung frei von Kreuzungen orientiert sind, wobei die Garne in der ersten Untergruppe im Wesentlichen parallelen Wegen folgen, die voneinander in einem sich wiederholenden Muster beabstandet sind, um eine vorbestimmte Fläche spärlich zu überdecken; Stapeln einer zweiten Garn-Untergruppe in unmittelbarer Nähe zu der ersten Garn-Untergruppe, wobei die zweite Garn-Untergruppe eine Mehrzahl von Garnen hat, die eine zweite vorbestimmte Breite haben, wobei die Garne in einer zweiten schräg verlaufenden Richtung frei von Kreuzungen orientiert sind, wobei die Garne in der zweiten Untergruppe im Wesentlichen parallelen Wegen folgen, die voneinander in einem sich wiederholenden Muster beabstandet sind, um eine vorbestimmte Fläche spärlich zu überdecken; weitergeführtes alternierendes Stapeln einer Mehrzahl von ersten Garn-Untergruppen und einer Mehrzahl von zweiten Garn-Untergruppen, umfassend die Unterschritte: Versetzen der Mehrzahl von Garnen in jeder der Untergruppen der Mehrzahl von ersten Untergruppen gegenüber der Mehrzahl von Garnen in allen anderen Untergruppen der ersten Mehrzahl von Untergruppen um eine Distanz, die gleich oder kleiner ist als die erste vorbestimmte Breite; und Niederlegen aller Garne in einer der ersten Mehrzahl der Untergruppen vor dem Niederlegen der Garne in einer anderen Untergruppe; Versetzen der Mehrzahl von Garnen in jeder der Untergruppen der Mehrzahl zweiter Untergruppen gegenüber der Mehrzahl von Garnen in allen anderen Untergruppen der zweiten Mehrzahl von Untergruppen um eine Distanz, die gleich oder kleiner ist als die zweite vorbestimmte Breite; und Niederlegen aller Garne in einer der zweiten Mehrzahl der Untergruppen vor dem Niederlegen der Garne in einer anderen Untergruppe; Anhalten des Stapelns, wenn alle aus der Mehrzahl von ersten Untergruppen eine erste Garngruppe bilden, die Garne aufweist, welche die vorbestimmte Fläche dicht überdecken, und wenn das Stapeln aller aus der Mehrzahl zweiter Untergruppen eine zweite Garngruppe bildet, die Garne aufweist, welche die vorbestimmte Fläche dicht überdecken; und Anordnen einer polymeren Warenbahn in Kontakt mit einer Oberfläche einer der Untergruppen und mit diesen gebunden; worin die polymere Warenbahn 5% bis 25 Gew.-% des Verbundtextils ausmacht und die polymere Warenbahn mindestens teilweise die Garne in allen Untergruppen in dem Stapel kontaktiert und mit diesen gebunden ist, um dadurch die Untergruppen in dem Stapel in einer verflochtenen Garnstruktur zu entladen.
Verfahren zum Erzeugen einer verflochtenen, durchstoßfesten Textilstruktur nach Anspruch 10, umfassend: Niederlegen einer ersten Garn-Untergruppe, die eine Mehrzahl von Garnen hat, die eine erste vorbestimmte Breite haben, wobei die Garne in einer ersten schräg verlaufenden Richtung frei von Kreuzungen orientiert sind, die Garne in der ersten Untergruppe im Wesentlichen parallelen Wegen folgen, die voneinander in einem sich wiederholenden Muster beabstandet sind, um eine vorbestimmte Fläche spärlich zu überdecken; Stapeln einer zweiten Garn-Untergruppe in unmittelbarer Nähe zu der ersten Garn-Untergruppe, wobei die zweite Garn-Untergruppe eine Mehrzahl von Garnen hat, die eine zweite vorbestimmte Breite haben, die Garne in einer zweiten schräg verlaufenden Richtung frei von Kreuzungen orientiert sind, wobei die Garne in der zweiten Untergruppe im Wesentlichen parallelen Wegen folgen, die voneinander in einem sich wiederholenden Muster beabstandet sind, um eine vorbestimmte Fläche spärlich zu überdecken; weitergeführtes alternierendes Stapeln einer Mehrzahl von ersten Garn-Untergruppen und einer Mehrzahl von zweiten Garn-Untergruppen, umfassend die Unterschritte: Versetzen der Mehrzahl von Garnen in jeder der Untergruppen der Mehrzahl von ersten Untergruppen gegenüber der Mehrzahl von Garnen in allen anderen Untergruppen der ersten Mehrzahl von Untergruppen um eine Distanz, die gleich oder kleiner ist als die erste vorbestimmte Breite; und Niederlegen aller Garne in einer der ersten Mehrzahl der Untergruppen vor dem Niederlegen der Garne in einer anderen Untergruppe; Versetzen der Mehrzahl von Garnen in jeder der Untergruppen der Mehrzahl zweiter Untergruppen gegenüber der Mehrzahl von Garnen in allen anderen Untergruppen der zweiten Mehrzahl von Untergruppen um eine Distanz, die gleich oder kleiner ist als die zweite vorbestimmte Breite; und Niederlegen aller Garne in einer der zweiten Mehrzahl der Untergruppen vor dem Niederlegen der Garne in einer anderen Untergruppe; Anhalten des Stapelns, wenn alle aus der Mehrzahl von ersten Untergruppen eine erste Garngruppe bilden, die Garne aufweist, welche die vorbestimmte Fläche dicht überdecken, und wenn das Stapeln aller aus der Mehrzahl zweiter Untergruppen eine zweite Garngruppe bildet, die Garne aufweist, welche die vorbestimmte Fläche dicht überdecken; und Einführen einer Mehrzahl beabstandeter Bindergarne, koextensiv mit einem vorbestimmten Garn jeder Untergruppe und Verteilen der Bindergarne an vorbestimmten Stellen relativ zu anderen Garnen in den Untergruppen; worin die Bindergarne 5% bis 25 Gew.-% des Verbundtextils ausmachen und die Bindergarne mindestens teilweise die anderen Garne in dem Stapel kontaktieren und an diese gebunden sind, um dadurch die Untergruppen in dem Stapel in einer verflochtenen Garnstruktur zu enthalten.