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(11) | EP 2 000 182 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Verfahren zum Herstellen eines flächigen Gegenstandes, Einrichtung zum Herstellen einer gleitfähigen Faser für dieses Verfahren, Faser für die Verwendung in diesem Verfahren sowie flächiger Gegenstand hergestellt nach diesem Verfahren |
| (57) Das Verfahren dient zum Herstellen eines flächigen Gegenstandes, beispielsweise eines
Steigfells (1) für Skis, eines Rutschteppich oder Velours. Dieser weist wenigstens
eine aus Fasern (5) hergestellte gleitfähige Oberfläche (4) auf. Wenigstens ein Anteil
dieser Fasern (5) wird aus einem Basismaterial (6) und einem in diesem gleichmässig
verteilten Gleitmaterial (7) hergestellt. Das Basismaterial (6) ist vorzugsweise ein
thermoplastischer Kunststoff. Das Gleitmaterial (7) wird in einem Extruder diesem
Basismaterial (6) beigemischt. Der nach diesem Verfahren hergestellte Gegenstand besitzt
Gleiteigenschaften, welche beim Gebrauch erhalten bleiben.
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[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines flächigen Gegenstandes, beispielsweise eines Steigfelles für Ski, eines Rutschteppichs oder eines textilen Velours, mit wenigstens einer aus Fasern hergestellten gleitfähigen Oberseite.
[0002] Bei den genannten flächigen Gegenständen und insbesondere bei Steigfellen besteht die gleitfähige Oberfläche aus einem Fasermaterial. Um die Gleiteigenschaften zu erhöhen, wird dieses Fasermaterial mit einem Gleitmittel imprägniert. Das Imprägnieren bzw. Ausrüsten erfolgt am Fertigprodukt, somit beispielsweise am Steigfell, an einem Halbfabrikat oder bereits am Fasermaterial, beispielsweise an einem Garn oder Filament. Bei einem Steigfell können mit einer solchen Imprägnierung auch die Steigeigenschaften verbessert werden. Eine solche Ausrüstung bzw. Imprägnierung hat jedoch den Nachteil, dass sie ihre Wirkung vergleichsweise schnell verliert. Das aufgetragene Gleitmittel wird beispielsweise bei der Benützung eines Steigfells abgetragen, so dass die angestrebte Gleitfähigkeit wenigstens teilweise verloren geht.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art zu schaffen, mit dem ein flächiger Gegenstand hergestellt werden kann, welcher die genannten Nachteile vermeidet.
[0004] Die Aufgabe ist bei einem gattungsgemässen Verfahren dadurch gelöst, dass wenigstens ein Anteil der Fasern aus einem Basismaterial und einem in diesem gleichmässig verteilten Gleitmaterial hergestellt wird.
[0005] Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann ein flächiger Gegenstand hergestellt werden, bei dem sich die Gleitfähigkeit auch bei längerem Gebrauch im Wesentlichen nicht ändert. Solche flächige Gegenstände sind insbesondere Skifelle bzw. Steigfelle, Rutschteppiche und technische Velours für das Belegen von Rutschen, Sprungschanzen sowie Produkte bei industrieller Fertigung, die eine gleitfreudige Oberfläche besitzen und einer gewissen Abrasion unterworfen sind. Wird die Oberfläche beim Gebrauch abgenutzt, so bleiben die Gleiteigenschaften bestehen, da auch bei abgenutzten Fasern an den Oberflächen Gleitmittel vorhanden sind. Bei einer Abnutzung der Fasern werden entsprechend tiefer liegende Bereiche des Gleitmaterials wirksam. Da die Fasern durchgehend und vorzugsweise homogen mit solchem Gleitmaterial versehen sind, kann auch eine starke Abnutzung die Gleitfähigkeit im Wesentlichen nicht vermindern. Die Gleitfähigkeit bleibt somit permanent erhalten. Wesentlich ist somit, dass das Gleitmaterial bereits bei der Herstellung der Fasern dem Basismaterial beigemischt wird. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens wird auch darin gesehen, dass die Herstellung nicht wesentlich teurer oder aufwendiger wird und dass bereits bestehende Anlagen weiterhin verwendet werden können.
[0006] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Basismaterial ein thermoplastischer Kunststoff. Diesem wird das Gleitmaterial vor dem Extrudieren zugefügt. Im Extruder werden dann sämtliche Komponenten aufgeschmolzen und gleichzeitig homogen gemischt. Der Austritt kann wie bei Faser- bzw. Filamentproduktionen üblich durch eine Spinndüse erfolgen. Als thermoplastischer Kunststoff eignet sich beispielsweise PA, PET, PBT oder Mischungen verschiedener thermoplastischer Komponenten.
[0007] Die genannte gleitfähige Oberfläche kann auch lediglich nur zu einem Anteil aus Fasern bestehen, die im Basismaterial gleichmässig verteiltes Gleitmaterial aufweisen. Beispielsweise kann dieser Anteil 50% oder auch mehr oder weniger betragen. Ein Anteil der Fasern kann somit auch wie bisher üblich ohne Gleitmaterial hergestellt sein.
[0008] Als besonders geeignet haben sich Fasern erwiesen, die einen Faserdurchmesser von 10 bis 500 µm, vorzugsweise 100 bis 300 µm aufweisen. Die Fasern können Kurzfasern, Monofilamente oder auch Multifilamente sein.
[0009] Für die Produktion der gleitfähigen Oberfläche können sowohl gesponnene als auch gezwirnte Garne verwendet werden. Ebenfalls geeignet sind endlose Mono- und Multifilamente. Gesponnene Garne bestehen aus einer grossen Anzahl feiner Kurzfasern. Multifilamente aus mindestens zwei endlosen Monofilamenten, während Monofilamente aus nur einer, meist groben Endlosfasern bestehen. Je nach Schneeart können unterschiedliche Oberflächen geeignet sein. Kalter trockner Schnee bedarf beispielsweise einer feineren Oberflächenstruktur als Nass- und Frühjahrsschnee. Für letzteren ist eine rauere Oberfläche empfehlenswert. Feine Oberflächen können mit einem dichten Gewebe aus feinen Garn/Filamenten erzielt werden. Grobe Oberflächenstrukturen erzielt man hingegen beispielsweise mit offeneren Geweben und gröberen Garnen bzw. Filamenten.
[0010] Als Gleitmaterial, das dem Basismaterial zugemischt wird, eignet sich beispielsweise Graphit, fluorierte Kunststoffe und insbesondere PTFE, Russ, Silikon-Kunststoffe oder Wachse. Geeignet sind auch Mischungen dieser Materialien. Die Mischung erfolgt wie bereits erwähnt vorzugsweise vor der Extrusion der Faser. Der Anteil des Gleitmaterials richtet sich nach der Anwendung. Vorzugsweise beträgt dieser Anteil 3 bis 15, vorzugsweise 5 bis 10 bzw. beispielsweise etwa 7 Gew.%.
[0011] Die Erfindung betrifft zudem eine Einrichtung zum Herstellen einer gleitfähigen Faser für das Verfahren nach Anspruch 1. Diese Einrichtung umfasst wenigstens eine Materialzufuhrstation, eine Dosierpumpe, eine Spinndüse und wenigstens eine Verstreckungseinheit. Das Basismaterial und das Gleitmaterial werden mit der Materialzufuhrstation der Dosierpumpe und mit dieser der Spinndüse zugeführt. Damit wird sichergestellt, dass in der Faser das Basismaterial und das Gleitmaterial gleichmässig und insbesondere homogen verteilt sind. Vorzugsweise weist diese Einrichtung wenigstens einen Extruder auf, in den das Basismaterial und das Gleitmittel aufgeschmolzen und gemischt werden. Dies ermöglicht ein besonders einfaches und homogenes Mischen des Gleitmaterials mit dem Basismaterial.
[0012] Die Erfindung betrifft zudem eine Faser aus einem Basismaterial und einem in diesem gleichmässig verteilten Gleitmaterial für die Verwendung des genannten Verfahrens.
[0013] Die Erfindung betrifft zudem ein flächiger Gegenstand, hergestellt nach dem genannten Verfahren. Der flächige Gegenstand ist insbesondere ein Steigfell oder ein Rutschteppich. Das Steigfell und der Rutschteppich besitzen vorzugsweise eine Tragschicht, auf welcher die gleitfähige Oberseite befestigt ist und einen Flor bildet.
[0014] Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
[0015] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- schematisch ein Schnitt durch einen Teil eines Steigfells und
- Figur 2
- ein vergrösserter Schnitt durch eine erfindtingsgemässe Faser.
[0016] Die Figur 1 zeigt einen Ski 2, beispielsweise einen Tourenski, an dem in üblicher Weise ein Steigfell 1 befestigt ist. Dieses besitzt eine Tragschicht 3, an der ein Flor 4 aus Fasern 5 befestigt ist. Die Fasern 5 können ein Mono- oder ein Multifilament sein. Sie können beispielsweise auch als gesponnene oder gezwirnte Garne hergestellt sein. Die Befestigung an der Tragschicht 3 erfolgt wie üblich. Damit die Fasern 5 für ein Steigfell 3 geeignet sind, müssen dieses mechanisch beanspruchbar sein und beim Gebrauch nicht knicken. Sie müssen zudem auf Schnee bestimmte Steig- und Gleiteigenschaften aufweisen. Hierzu ist vorgesehen, dass wenigstens ein Anteil der Fasern 5 ein in dieser gleichmässig verteiltes Gleitmaterial 7 aufweisen, wie beispielsweise die Figur 2 zeigt.
[0017] Der in Figur 2 vergrössert dargestellte Abschnitt einer Faser 5 besteht aus einem Basismaterial 6 und einem Gleitmaterial 7. Das Gleitmaterial 7 ist gleichmässig und somit homogen im Basismaterial 6 verteilt. Das Gleitmaterial 7 ist somit auch am Umfang der Faser 5 und an einer Stirnfläche 8 vorhanden. Das Gleitmaterial 7 ist aber durchgehend und somit auch im Innern der Faser 5 in gleicher Verteilung vorhanden.
[0018] Das Basismaterial 6 ist insbesondere ein thermoplastischer Kunststoff, beispielsweise PET, PBT oder ein Kunststoff auf polyolefiner Basis wie beispielsweise Polyethylen. Möglich ist auch eine Mischung aus verschiedenen thermoplastischen Komponenten. Das Gleitmaterial 7 ist beispielsweise aus einem fluorierten Kunststoff hergestellt, beispielsweise aus PTFE, Russ, einem Silikon-Kunststoff oder aus einem Wachs. In der Figur 2 ist das Gleitmaterial 7 in Form von Teilen dargestellt. Das Gleitmaterial kann aber auch molekular verteilt sein. Die Teile 7 können somit auch von molekularer Grösse sein. Das Gleitmaterial 7 kann jedoch auch in Form von kleinen Teilen vorhanden sein, beispielsweise als Graphit-Teile. Der Anteil des Gleitmaterials an der Faser 5 liegt im Bereich von beispielsweise 3 bis 15 und insbesondere im Bereich von etwa 7 Gew.%. Der Anteil beträgt wenigstens 0,5 Gew.%. Es sind aber grundsätzlich auch kleinere und grössere Anteile möglich. Ausser dem Basismaterial 6 und dem Gleitmaterial 7 können aber noch andere Bestandteile vorhanden sein, beispielsweise Stabilisatoren und Farbstoffe.
[0019] Da das Gleitmaterial 7 auch an der Oberfläche der Faser 5 und insbesondere auch an der Stirnfläche 8 vorhanden ist, bleiben die Gleiteigenschaften des Flors 4 auch dann erhalten, wenn die Faser 5 durch den Gebrauch teilweise abgenutzt ist. Bei einer Abnutzung wird entsprechend tiefer liegendes Gleitmaterial 7 wirksam. Die besonderen Gleiteigenschaften der Fasern 5 bleiben somit permanent erhalten.
[0020] Zum Erstellen der Fasern 5 kann eine an sich bekannte Einrichtung verwendet werden, die eine Materialzufuhr mit einem vorgeschalteten Dosiergerät, Spinnextruder, Filter, Dosierpumpe und eine Kühlvorrichtung, eine oder mehreren Verstreckungseinheiten sowie eine Aufwickelvorrichtung aufweist. Im Extruder werden das Basismaterial und das Gleitmaterial aufgeschlossen und gleichzeitig homogen miteinander gemischt. Das Gleitmaterial 7 wird somit bereits bei der Herstellung der Faser 5 dieser beigemischt. Das Gleitmaterial 7 kann als Pulver oder auch als Flüssigkeit beigemischt werden. Der Austritt des gemischten Materials kann wie bei Faser- und Filamentproduktionen wie üblich über Spinndüsen erfolgen. Die weiteren Verfahrensschritte, wie beispielsweise das Verstrecken und auch das Aufwickeln sind dem Fachmann gut bekannt und brauchen hier deshalb nicht erläutert zu werden.
[0021] Das Verfahren bzw. die Faser 5 eignet sich insbesondere zum Herstellen des oben genannten Steigfells 1. Grundsätzlich können aber auch andere flache Gegenstände hergestellt werden, die eine Oberfläche mit Fasern 5 besitzen. Der flächige Gegenstand kann beispielsweise auch ein Rutschteppich sein, auf dem beispielsweise in einer Transportvorrichtung Gegenstände gefördert werden. Der flache Gegenstand kann ein Velours sein und damit ein textiles Produkt und insbesondere ein Gewebe mit aufgeschnittenen Schlingen oder ein Gewirke. Der genannte Rutschteppich und das genannte Steigfell können jeweils ein Velours sein, dies ist aber nicht zwingend.
Bezugszeichenliste
1. Verfahren zum Herstellen eines flächigen Gegenstandes, beispielsweise eines Steigfells
(1) für Skis, eines Rutschteppichs oder textilen Velours, mit wenigstens einer aus
Fasem(5) hergestellten gleitfähigen Oberfläche (4), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Anteil dieser Fasern (5) aus einem Basismaterial (6) und einem in
diesem gleichmässig verteilten Gleitmaterial (7) hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial (6) ein thermoplastischer Kunststoff ist und dass das Gleitmaterial
(7) vor einem Extruder dem Basismaterial (6) beigemischt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gleitfähige Oberfläche (4) aus Kurzfasern, Monofilamenten oder Multifilamenten
hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern (5) mit dem genannten Gleitmaterial (7) und Fasern ohne dieses Gleitmaterial
gemischt werden, so dass die genannte gleitfähige Oberfläche (4) aus einer Mischung
solcher Fasern besteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern (5) verwendet werden, die einen Faserdurchmesser von 10 bis 500 µm, vorzugsweise
100 bis 300 µm aufweisen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern (5) mit einer Länge von wenigstens 10 mm oder Endlosfasern verwendet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Gleitmaterials (7) an der Faser (5) grösser als 0,5 Gew.% ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (5) gerichtet sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmaterial (7) Graphit, ein fluorierter Kunststoff, PTFE, Russ, ein Silikon-Kunststoff,
ein Wachs oder eine andere gleitfördernde Substanz oder eine Mischung von zwei oder
mehreren dieser Stoffe ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Gleitmaterials (7) an der Faser (5) 3 bis 15, vorzugsweise 5 bis 10
und vorzugsweise 7 Gew.% beträgt.
11. Einrichtung zum Herstellen einer gleitfähigen Faser (5) für das Verfahren nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens folgende Bearbeitungsstationen aufweist:
- eine Misch- und Materialzufuhrstation für Polymere, Gleitmittel und Additive
- mindestens einem Extruder
- ein Filtersystem
- eine Dosierpumpe
- wenigstens eine Spinndüse
- eine Kühlvorrichtung und wenigstens eine Verstreckungseinheit.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Verstreckungseinheit wenigstens eine Aufwickelvorrichtung nachgeordnet ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen Extruder aufweist, in dem das Basismaterial und das Gleitmaterial
aufgeschmolzen und miteinander gemischt werden.
14. Faser aus einem Basismaterial und einem in diesem gleichmässig verteilten Gleitmaterial
für die Verwendung im Verfahren nach Anspruch 1.
15. Faser nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial ein thermoplastischer Kunststoff ist.
16. Faser nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmaterial (7) ein fluorierter Kunststoff, PTFE, Graphit, Russ ein Wachs eine
andere gleitfördernde Substanz oder eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Materialien
ist.
17. Faser nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Gleitmaterials (7) an der Faser (5) 3 bis 15, vorzugsweise 7 bis 10
und vorzugsweise 7 Gew.% beträgt.
18. Flächiger Gegenstand hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
19. Flächiger Gegenstand nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Skifell (1) ein Rutschteppich oder ein Velours ist.
20. Flächiger Gegenstand nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Tragschicht (3) aufweist, auf welcher die gleitfähige Fläche durch einen
auf der Tragschicht (3) befestigten Flor (4) gebildet ist.