[0001] Die Erfindung betrifft ein Gelege aus Filamentgarnen nach Oberbegriff von Anspruch
1, ein Verfahren zur Herstellung eines Geleges nach Oberbegriff von Anspruch 7 sowie
eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach Oberbegriff von Anspruch
10.
[0002] Unter einem Gelege wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung ein Gebilde aus Oberkette
und Unterkette verstanden, wobei zwischen den Kettfäden die Schußfäden hin- und herverlegt
und mit diesen verklebt sind.
[0003] Bei derartigem Gelege sind grundsätzlich die Fäden miteinander zu verkleben. Dies
erfolgt bei bekannten Gelegen durch einen Klebstoff. Der Nachteil beruht darauf, daß
der Klebstoff auch die Kettfäden bzw. Schußfäden außerhalb der Kreuzungsstellen mit
umfaßt. Daher werden nicht nur die Fadeneigenschaften durch die Applikation des haltbringenden
Kunststoffs verändert, sondern es wird auch zusätzlicher Klebstoff benötigt.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es daher, das bekannte Gelege so zu verbessern, daß für
die Verbindung der Kreuzungspunkte keine zusätzlichen Materialien benötigt werden.
[0005] Diese Aufgabe wird bei dem bekannten Gelege gelöst durch die Merkmale des Anspruchs
1.
[0006] Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß die feste Verbindung zwischen den
Kettfäden der Oberkette und den Kettfäden der Unterkette sowie den Schußfäden an den
gemeinsamen Kreuzungspunkten erfolgt, und daß trotzdem weder störender Einfluß auf
die Fadeneigenschaften entsteht noch auf etwaigen nachfolgenden Verarbeitungsprozeß.
[0007] Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, daß zumindest die Kettfäden der Oberkette sowie
die Kettfäden der Unterkette und/oder der Schußfaden aus einem Materialgemisch besteht,
von denen die eine Materialkomponente einen hohen Schmelzpunkt und die andere Materialkomponente
- auch Copolymer genannt - einen niedrigen Schmelzpunkt hat.
[0008] Es sei für Polyester beispielsweise eine Schmelztemperatur von ca. 257 Grad Celsius
bekannt. Dann könnte in einem Beispiel und ohne Beschränkung der Erfindung das niedrig
schmelzende Copolymer so auswählt werden, daß dessen Schmelzpunkt in der Größenordnung
zwischen ca. 120 und 180 Grad Celsius liegt. Durch, im Verhältnis zum Polyester, niedrigeren
Schmelzpunkt des Copolymers kann jedenfalls eine thermische Aktivierung der betreffenden
Fäden im Kreuzungsbereich zwischen Kettfäden und Schußfäden erfolgen, ohne daß ein
Zerschmelzen des Polyesters zu befürchten wäre.
[0009] Durch das Aufschmelzen des Copolymeranteils wird daher im Bereich der Kreuzungspunkte,
allein durch Verschmelzung des Copolymers, eine Fixierung zwischen Kettfäden und Schußfäden
stattfinden. Nach Abkühlen des zunächst aufgeschmolzenen Copolymers stellen sich die
ursprünglichen Eigenschaften wieder ein. Ein störender Einfluß auf die vorgegebenen
Materialeigenschaften ist daher bei diesem Fixierungsverfahren ausgeschlossen.
[0010] Geeignete Garne hierfür sind sogenannte Hybrid-Garne (z. B. Hoechst AG, Frankfurt/Main).
Allerdings ist die Verwendung dieser Garne als Filamentgarne zur Herstellung von Gelegen
bislang noch nicht vorgekommen.
[0011] Die vorliegende Erfindung ist daher auch grundsätzlich zu unterscheiden von der Verwendung
von Zwei-Komponenten-Garnen für vollflächiges Gewebe. Dies ist beispielsweise bekannt
im Kunststoffbau. Dort werden Zwei-Komponenten-Garne als Matrix eingesetzt, jede der
Komponenten übernimmt bestimmte Festigkeitseigenschaften/Hafteigenschaften des fertigen
Bauteils. Bei diesem vollflächigen Gewebe besteht allerdings weder die Notwendigkeit,
die Kreuzungspunkte miteinander zu fixieren, noch wirken sich die unterschiedlichen
Komponenten hinsichtlich der Schiebefestigkeit aus. Bei vollflächigem Gewebe wird
bereits durch die relativ dichte Fadenzahl pro Längeneinheit eine ausreichend schiebefeste
Struktur erzielt.
[0012] Es soll ausdrücklich darauf hingewiesen sein, daß die Erfindung bereits realisierbar
ist, sofern nur entweder die Kettfäden der Oberkette und der Unterkette oder nur der
Schußfaden mit den oben genannten Eigenschaften versehen ist. Allerdings führt eine
Verwendung jeweils von Mischgarn sowohl für Kettfäden als auch für den Schußfaden,
insbesondere die Verwendung identischer Mischgarne - zumindest hinsichtlich des Copolymeranteils
- zu einer weiteren Verbesserung des inneren Zusammenhalts an den Kreuzungspunkten
des Geleges.
[0013] Derartige Gelege kommen bevorzugt im technischen Bereich vor, z.B. als Verstärkungsgitter
für Folienkaschierung, Klebstreifen, Wischtücher, Papierverstärkung, Aluminiumverband-Laminate,
Baumaterialien, so daß zumindest für diese Anwendungsfälle die Verwendung hochfester
Polyestergarne vorgeschlagen wird.
[0014] Zur Aufheizung des vorverkreuzten Gittergeleges können sowohl berührungslose Heizungen
als auch Kontaktheizungen verwendet werden. Die berührungslose Heizung bietet den
Vorteil, daß eine Verschiebung des vorverkreuzten Geleges zuverlässig unterbleibt.
Für Kontaktwalzen empfehlen sich jedoch weitere Maßnahmen, um eine vorzeitige Verschiebung
des Geleges zu verhindern. Hierauf wird eingegangen.
[0015] Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung beruht auch auf der Tatsache, daß eine zur
Herstellung geeignete Vorrichtung einfach in bestehende Gelegeherstellungsmaschinen
integriert werden kann. Hierzu wird im wesentlichen vorgeschlagen, daß die Heizzone
unmittelbar hinter der Schußfadeneintragszone angeordnet werden soll, um unbeabsichtiges
Verschieben des Geleges zu verhindern.
[0016] In einem Ausführungsfall kann die Heizeinrichtung ein ortsfester oder stückweise
mitgeführter Strahlungsheizer sein. Vorgezogen wird jedoch hier eine Heizwalze zur
Erzielung eines kontinuierlichen Heizeffekts, während kontinuierlicher Herstellung
des Geleges.
[0017] In jedem Falle kommt der Weiterbildung der Erfindung mit nachgeordneter Heizeinrichtung
besondere Bedeutung zu. Berücksichtigt man nämlich, daß üblicherweise derartige Gelege
bei nachgeordneter Imprägnierung zur Fixierung der Gitterstruktur anschließend getrocknet
werden und dabei einem bestimmten Wärmeeinfluß unterliegen, der zum an sich bekannten
Schrumpfen des Garnes führt, wird dank dieser Erfindung nunmehr dieser Wärmeschrumpf
ebenfalls vorweggenommen, dies jedoch ohne den Behandlungsschritt "Imprägnierung".
[0018] Das nach diesem vorliegenden Verfahren hergestellte Gelege kann jedoch in Verbindung
mit nachgeordneter Aufheizung thermisch so geführt werden, daß der Schrumpfprozeß
bereits beim Aufwickeln des an den Kreuzungspunkten verschmolzenen Geleges beendet
ist.
[0019] Die besondere Herstellungsart des Geleges mit einer Oberkette und einer Unterkette
bewirkt, daß Oberkette und Unterkette bei der Herstellung automatisch unter Längsspannung
gehalten werden. Da die Längsspannung der Fadenschrumpfung beim Erwärmen entgegen
wirkt, läßt sich bevorzugt die Oberkette und die Unterkette mit dem Copolymer niedriger
Schmelztemperatur ausstatten. Hierbei ist berücksichtigt, daß der schweißbare Anteil
des Fadenmaterials das höhere Schrumpfpotential hat. Hierdurch hält die unter Längsspannung
stehende Kette den Schuß in Position, bis zur Fixierung. Die hierbei auftretende Fadenspannung
ist größer als das Schrumpfpotential.
[0020] Der Kunde erhält folglich ein schrumpfarmes Gelege mit den Vorteilen der gänzlich
unproblematischen Nachbehandlung. Deshalb kommt dieser Weiterbildung der Erfindung
eine Doppelfunktion zu. Einerseits wird nämlich eine verschiebesichere Verklebung
der Kreuzungspunkte im Gelege erzielt, während andererseits die außerhalb der Kreuzungspunkte
befindlichen Garne in Längsrichtung der Kette der Schrumpftendenz widerstehen und
in Querrichtung auf das Endmaß geschrumpft werden können.
[0021] Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
- Fig.1
- ein erfindungsgemäßes Gelege in schematischer Ansicht,
- Fig.2
- einen vergrößerten Kreuzungspunkt 4 des Geleges nach Fig.1,
- Fig.3
- eine Vorrichtung zur Herstellung eines Geleges gemäß Fig.1,2, und
- Fig.4
- eine vergrößerte Darstellung der Heizeinrichtung gemäß Fig.3.
[0022] Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets
für alle Figuren.
[0023] Fig.1 zeigt ein Gelege 1. Ein derartiges Gelege 1 hat eine relativ geringe Fadendichte
pro Längeneinheit. Abhängig von der Fadenstärke liegen übliche Fadendichten zwischen
0,5 bis 10 Fäden pro Zentimeter, etwa bei 4 Fäden pro Zentimeter. Es ist leicht vorstellbar,
daß - bedingt durch die lockere Verlegung - die Schiebefestigkeit derartiger Gelege
praktisch fehlt. Um hier jedoch zu einer schiebefesten Ausrüstung zu kommen, werden
die Kreuzungspunkte 4 zwischen den Kettfäden 2 und den Schußfäden 3 durch thermische
Aktivierung des Copolymers miteinander verschmolzen. Wie hierzu die Fig.2 zeigt, entsteht
im Bereich der Kreuzungspunkte 4 stets ein verschmolzener Bereich 5, an welchem die
Copolymer-Anteile des Mischgarnes zwischen die Filamente der jeweils benachbarten
Fäden eingedrungen sind, um dann anschließend dort abzukühlen.
[0024] Es ist daher ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß beim Aufheizen des Copolymers
eine relativ gute Verflüssigung erfolgen kann, wodurch eine gute Penetration des aufgeschmolzenen
Copolymers zwischen die einzelnen Filamente begünstigt wird, ohne daß die Eigenschaften
des anderen Materials negativ beeinflußt werden.
[0025] Dieser Vorteil wird noch weiter begünstigt, wenn der Schmelzpunkt des Copolymers
bezogen auf den Schmelzpunkt des anderen Materials soweit wie möglich entfernt ist,
um nach Möglichkeit jede unerwünschte Temperaturbeeinflussung des anderen Materials
zu verhindern.
[0026] Darüber hinaus zeigen die Fig.3,4 eine entsprechende Vorrichtung, um das vorliegende
Verfahren ausführen zu können. In an sich bekannter Weise werden derartige Gelege
1 auf Gelegemaschinen hergestellt. Hierzu wird von einem Kettbaum 7 oder von einem
Gatter eine Kettfadenschar abgezogen und aufgefacht. Die obere Kettfadenschar 8 und
die untere Kettfadenschar 8' werden parallel geführt. Dazwischen wird über einen Rotor
mit Fadenführer der Schußfaden hin- und herverlegt. Anschließend werden die obere
Kettfadenschar 8 und die untere Kettfadenschar 8' zusammengeführt. Dabei wird der
hin- und herverlegte Schußfaden eingeklemmt.
[0027] Danach wird, in an sich bekannter Weise, das so hergestellte Gelege einem Aufwickelbaum
10 zugeführt. Der Aufwickelbaum 10 hat eine ausgeregelte Drehgeschwindigkeit, um eine
möglichst konstante Längsspannung der Kettfäden zu erzielen. Bei derartigen Gelegen
besteht nämlich stets das Problem, daß die Schußfäden ohne Vorspannung und somit auch
ohne wesentliche Reibung an den Kettfäden anliegen. Es ist daher notwendig, daß zumindest
der Aufwickelvorgang mit möglichst gleichbleibender Kettfadenspannung erfolgt.
[0028] Wesentlich ist nun, daß unmittelbar hinter den Verkreuzungsstellen im Bereich der
Schußeintragszone 9 eine Heizeinrichtung 11 vorgesehen ist.
[0029] Wie Fig.4 erkennen läßt, besteht eine derartige Heizeinrichtung aus einer drehend
angetriebenen Heizwalze 12. Die Heizwalze 12 ist an einem Heizkreislauf angeschlossen.
Will man schnelle Reaktionszeiten erzielen, so empfiehlt es sich, die Heizwalze z.B.
als dampfgeheizte Walze zu führen.
[0030] Die derartige Heizwalze wird nun von dem vorverkreuzten Gelege mit einem Winkel von
wenigstens 180 Grad umschlungen. Wie Fig.4 zeigt, kann der Winkel auch erheblich größer
sein. Hierzu dienen zwei Andrückwalzen 13,14, die unter einer gewissen Vorandruckkraft
am Walzeneinlaufpunkt 19 bzw. Walzenauslaufpunkt 20 an der Heizwalze 12 anliegen.
[0031] Wie man weiter anhand von Fig.4 erkennt, erfolgt der Abzug des Geleges mit einer
vorgegebenen Kraft F2. Die beiden Andrückwalzen 13,14 verhindern daher ein Durchrutschen
des Geleges auf der Heizwalzenoberfläche 12. Zwischen dem Einlaufpunkt 19 und dem
Auslaufpunkt 20 bildet sich ein zugentkoppelter Bereich 21, auf dem die Beheizung
des vorverkreuzten Geleges verschiebungsfrei erfolgen kann. Insofern läßt sich im
zugentkoppelten Bereich 21 der Prozeß zum Aufschmelzen des Copolymers im Bereich der
Kreuzungsstellen verschiebesicher führen.
[0032] Weiterhin zeigt Fig.3, daß die Heizeinrichtung 11 einen Temperaturfühler 15 umfaßt,
welcher die jeweils aktuelle Heiztemperatur mißt. In einem Regler 16 wird die gemessene
Temperatur mit einer vorgegebenen Solltemperatur verglichen. Die Solltemperatur liegt
in jedem Fall oberhalb des Schmelzpunkts des Copolymers, jedoch unterhalb des Schmelzpunkts
des anderen Materials. Bei Regelabweichungen wird das Ausgangssignal des Reglers über
den Operationsverstärker 17 zu einem Stellsignal umgewandelt. Das Stellsignal wird
dann dem Mischventil 18 so aufgegeben, daß eine geschlossene Regelung entsteht. Wird
die Heizeinrichtung 11 insgesamt von einer Dampfheizung gespeist, bietet dies den
zusätzlichen Vorteil schneller Reaktionszeiten bei Regelabweichungen mit trotzdem
gutem Wärmeübergang zwischen Heizmedium und Heizwalze. Es ist daher für eine möglichst
genaue Prozeßführung notwendig, einen schnell reagierenden geregelten Heizungskreis
zu verwenden.
[0033] Zur Funktion: Der Abzug der Kettfadenschar 8 führt diese zunächst einmal in den Bereich
der Fachungszone zwischen den Führungswalzen wo in an sich bekannter Weise der Schußeintrag
stattfindet. Dabei werden die oberen und unteren Kettfäden mit Abstand parallel geführt
und der Schußfaden dazwischen hin- und herverlegt. Dies erfolgt praktisch ohne Vorfixierung
der Schußfäden zwischen den Kettfäden der Oberkette und der Unterkette.
[0034] Während nun das vorverlegte Gelege weiter in Richtung Heizwalze 12 geführt wird,
durchläuft es auch den Bereich der vorgeordneten Andruckwalze 13 (siehe Fig.4). Dort
wird das vorverlegte Gelege umgelenkt und in Richtung zur Oberfläche der Heizwalze
12 geführt. Dabei passiert es den Walzeneinlauf 19, wo die oberen und unteren Kettfäden
mit den Schußfäden bereits vorgewärmt verpreßt werden. Während des weiteren Umlaufens
der Heizwalze 12 findet ein weiterer Wärmeübergang statt, wobei das Copolymer im Bereich
der Kreuzungspunkte soweit verschmilzt, daß dabei eine Penetration des aufgeschmolzenen
Copolymers zwischen die einzelnen Filamente von Kettfäden bzw. Schußfäden erfolgt.
Die Penetration führt daher zu einem innigen Verbund der einzelnen sich kreuzenden
Filamente. Der Verbund beruht auf dem klebstoffartig verschmolzenen Copolymer.
[0035] Da der Bereich zwischen Walzeneinlaufpunkt 19 und Walzenauflaufpunkt 20 im wesentlichen
zugentlastet ist, besteht auch nicht die Gefahr, daß die vorgeschmolzene Gelegestruktur
unkontrolliert aufgelöst wird. Bei Annäherung der aufgeschmolzenen Kreuzungspunkte
an den Walzenauslaufpunkt 20 jedoch werden diese erneut zusammengepreßt. Hierdurch
wird das aufgeschmolzene Copolymer innig mit den sich kreuzenden Filamenten verbunden.
Da es jedoch bereits ausreicht, geringste Mengen an Copolymer zuzusetzen, bzw. entsprechende
Filamentgarne (Glasfilamentgarne, Polyesterfilamentgarne...) zu verwenden, erfolgt
bei dieser Schiebefest-Ausführung auch keine Verhärtung der Kreuzungspunkte. Insbesondere
wenn sowohl die Kettfäden als auch die Schußfäden jeweils mit demselben Copolymer
versetzt sind, lassen sich griffweiche Gelege ohne Hartstellen erzielen.
[0036] In der vorliegenden Anmeldung wird das Material mit niedrigem Schmelzpunkt unabhängig
vom Material mit hohem Schmelzpunkt stets als "Copolymer" bezeichnet, auch wenn das
Material mit hohem Schmelzpunkt kein Polymer ist (z.B. Glasfaser, Carbonfaser).
[0037] Von besonderer Bedeutung ist ein Gelege aus Polyesterfilamentgarn, bestehend aus
Polyestermaterial hoher Schmelztemperatur und Copolymer niedriger Schmelztemperatur,
wobei Kettfäden und Schußfäden des Geleges an den Kreuzungspunkten mittels des verschmolzenen
Copolymers miteinander schiebefest verbunden sind, bei welchem sowohl die Kettfäden
der Oberkette als auch die Kettfäden der Unterkette und ebenso die Schußfäden jeweils
aus technischem Polyesterfilamentgarn mit hochfesten Eigenschaften bestehen, bei welchem
von den Kettfäden sowohl der Oberkette als auch von den Kettfäden der Unterkette und
von den Schußfäden wenigstens eines der beiden Fadenmaterialien aus dem Polyestermaterial
hoher Schmelztemperatur und dem Copolymer niedriger Schmelztemperatur besteht, wobei
die Fadendichte des Geleges im Bereich zwischen 0,5 bis 10 Faden/cm, vorzugsweise
zwischen 1,5 bis 4 Faden/cm beträgt.
[0038] Ein derart beschaffenes Gewebe vermeidet die Gefahr, daß die Kreuzungspunkte zwischen
Schußfäden und Kettfäden zerplatzen, wenn das Gelege unter mechanische Beanspruchung
gesetzt wird. Derartiges Gelege hat einerseits eine ausgeprägte Gitterstruktur, bei
welcher die Kreuzungspunkte zwischen den Kettfäden sowohl der Oberkette als auch der
Unterkette und den Schußfäden unter Minimalbedingungen miteinander derart innig verschmolzen
sind, daß die Gefahr des Zerplatzens der Kreuzungspunkte bei Belastung ausgeschlossen
ist.
[0039] Es entsteht folglich durch die Kombination dieser Merkmale eine technische Lehre
für ein Gittergelege mit ausgeprägter Gitterstruktur, welche trotz des Verschmelzens
von Copolymer an den Kreuzungspunkten auch unter Belastung beibehalten wird.
1. Gelege (1) aus Filamentgarn, wobei Kettfäden (2) und Schußfäden (3) des Geleges an
den Kreuzungspunkten (4) schiebefest miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
1.1 von den Kettfäden (2) sowohl der Oberkette als auch der Unterkette und von den
Schußfäden (3) wenigstens eines der beiden Fadenmaterialien aus einem Material hoher
Schmelztemperatur und einem Copolymer niedriger Schmelztemperatur besteht, und daß
1.2 Kettfäden (2) und Schußfäden (3) an den Kreuzungspunkten (4) mittels des Copolymers
miteinander verschmolzen sind.
2. Gelege nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kettfäden (2) und Schußfäden (3) jeweils aus einem Mischgarn bestehen, welches
von Filamenten aus einem Material hoher Schmelztemperatur und Copolymer niedriger
Schmelztemperatur gebildet wird.
3. Gelege nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kettfaden (2) und Schußfaden (3) dasselbe Copolymer aufweisen.
4. Gelege nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kettfaden (2) und Schußfaden (3) aus demselben Mischgarn bestehen.
5. Gelege nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadendichte im Bereich zwischen 0,5 bis 10 Faden pro Zentimeter, vorzugsweise
zwischen 1,5 bis 4 Fäden pro Zentimeter beträgt.
6. Gelege nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um Polyesterfilamentgarn, insbesondere um technisches Polyesterfilamentgarn
mit hochfesten Eigenschaften handelt.
7. Verfahren zur Herstellung eines Geleges nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar hinter den Verkreuzungsstellen (4), an denen die Schußfäden (3)
mit den Kettfäden (2) verkreuzt werden, das vorverkreuzte Gelege (1) an einer Heizeinrichtung
(11) vorbeigeführt wird, daß die Heizeinrichtung (11) auf eine Heiztemperatur oberhalb
der Schmelztemperatur des Copolymers jedoch unterhalb der Schmelztemperatur des Polyestermaterials
beheizt ist und daß nach dem Aufschmelzen des Copolymers eine Fixierung durch Druck
erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung berührungslos erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung zugleich mit der Fixierung erfolgt.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bestehend
aus einer Gelegemaschine, einem Kettbaum (7) einer Schußfadeneintragszone (9) und
einer Aufwickeleinrichtung (10) für das Gelege, dadurch gekennzeichnet, daß umittelbar hinter der Schußfadeneintragszone (9) eine Heizzone mit Heizeinrichtung
(11) angeordnet ist, daß die Heizeinrichtung (11) auf eine Temperatur größer der Schmelztemperatur
des Copolymers, jedoch geringer als die Schmelztemperatur des anderen Materials beheizbar
ist, daß auf die Heizzone eine Fixierzone mit Fixiereinrichtung folgt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung eine mitbewegte Kontaktheizung ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung eine Heizwalze ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Walzeneinlaufpunkt (19) und Walzenauslaufpunkt (20) von jeweils einer Andrückwalze
(13,14) bestimmt ist, und daß die Andrückkraft mindestens so groß ist, daß zwischen
Walzeneinlaufpunkt (19) und Walzenauslaufpunkt (20) ein zugentkoppelter Bereich (21)
entsteht.