DE2948329A1 - Leichter verbundstoff und seine herstellung - Google Patents

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER Patentanwälte

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Telex: (O) 6 23ΗΘ2

QP-2285

E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington, Del. 19898, V.St.A.

Leichter Verbundstoff und neine Herstellung

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Ddc Erfindung betrifft Verbundstoffe, insbrT.oncicr" l"icbte Verbundstoffe, die sich für allgemeine Bekleidungr-zwecke eirnen.

Ks besteht ein starkes Marktbedurfnis nach lei eilten stoffen mit guter Deckkraft, Festigkeit und anderen die Sinne nnso^echenden K i |-cri3chai" ton entsprechend ihrem j ev;ei 1 i rⁿn Endvervendungr.F.vjpck , was besonders jr. i 11, wenn sich das Stoffgewicht unt'T noch Aufrecliterhai tung der g ewiinscht^n rtof feironschaf ten redu'/i eren lässt. In praktischen Handel bietet i';'>n naturg^om"ss f<\r jede Endverwendungs-Kate,;or ie einen Bereich von Stoff/Gewichten an. Während das letzte Urteil fiber die Qualität natürlich beim Endverbraucher liegt, gibt es bei jeder Endverwendungs-Katerorie ein minimales Optimalgewicht, bei dem von Stoff gute Deckkraft-, Widerstandsfähigkeits- und Griffeigenschaften und andere Attribute einer fluten Qualität erv;artet werden können.

Vliesstoffe sind auf Grund ihrer geringen Fertif3unrskosten interessant. Für eine Reihe von Jahren sind Vliesstoffe konrnerziell voll aus Stapelfasern hergestellt worden, sei es mit einem V)Tfnungsmuster nach dem Verfahren der US-Patentschrift 3 '4 85 706 oder ohne Öffnungen nach dem Verfahren der US-Patentschrift 3 5O8 308. Solche Stoffe haben sich weitverbreitet bei Anwendungszwecken wie dekorativen Stoffen für den Heimbereich, Bettlaken, Matratzenbezügen, V/indeln und Einv,eg-BeV:l eidunr, wie Anzüee zum Reinigen von Operationssälen, als nützlich erwiesen. Viele dieser Stoffe sind relativ leicht. Unabhängig von ihrem Flächengewicht haben sich diese Stoffe aber auf dem Markt der Bekleidung für allgemeine Zwecke auf Grund ihrer schlechten Nahtfestigkeit und schlechten Widerstandsfähigkeit und ihres hohen Faserverlustes beim Waschen bisher nicht durchgesetzt.

Die Verstärkung von Vliesstoffen durch Einbau einer oder mehrerer Lagen in Form von Geweben, Gewirken, V.'irrfaser-Filamentschichten oder Ketten oder Kreuzketten aus Filamenten oder

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ist in Uf.-PS 3 ^85 706 und 3 Ί9Ί 821 und GB-PS 1 063 ?52 und 1 Ο63 253 beschrieben. Die CA-PS 8Ml 938 beschreibt in ähnlicher V/eise die Verstärkung von absorptionsfähigen Vliesstoffen aus Papierfasern kurzer Länge durch Zusammenfügen der Papi prfaserlagen mit Geweben, Vliesstoffen oder Gewirken und Verbinden der Lagen zu einem laminierten Clef fire. Die Mängel von vollständig aus Stapelfasern herrer.tellten Vliesstoffen werden aber auf den '.'.'open des Standes der Technik durch Verstärkung der Stoffe mit FiIamentstoffen oder Kreuzketten nicht voll behoben. Speziell stellt ilbernässiger Stapelfaserverlust wä'hrend des anfänglichen Waschens des Stoffs ein Problem dar. Auch ist eine höhere Festigkeit sehr nahe dem Stoffrand, d. h. innerhalb etwa 3 mm desselben, erwiinscht, damit der Stoff feste Nähte auszubilden gestattet.

Die vorliegende Erfindung stellt leichte Verbundstoffe zur Verfügung, die eine ausgezeichnete Stapelfaser-Retention während des Waschens, einschl iesslich des anfänglichen V.'aschens, zeigen und eine herkömmlichen Geweben und Gewirken des gleichen Gewichts überlegene Randfestigkeit besitzen. Die Deckkraft und die sinnansprechenden ("ästhetischen") Eigenschaften, die nit den Verbundstoffen gemäss der Erfindung erhalten werden, sind denjenigen herkömmlicher Gewebe und Gewirke um 50 % höheren Flächengewichts äquivalent.

Die Verbundstoffe geringen Gewichts gemäss der Erfindung werden durch einen Prozess hydraulischer Nadelung (auch als Strahlnadelung bezeichenbar) aus kurzen Stapelfasern und einem Substrat von Filamenten erhalten, die zu einer geordneten Kreuzrichtungsanordnung formiert werden, indem man eine gute Ausbreitung und Trennung der Einzelfilamente derart sicherstellt, dass diese in Abstandsbeziehung zueinander vorliegen, und die kurzen Stapelfasern in Tneinanderwirrung bzw. -griff nit den Filamenten, während diese im Abstand voneinander gehalten

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v/erden, zuerst von der einen Stoffseite und dann von der anderen her bringt, um in den Stapelfasern mehr als etwa zwei Umkehrungen pro Zentimeter Stapel faserlänge zwischen den Stoff flächen auszubilden. Die Filamente sind als gut ausgebreitet mit der Massgabe zu betrachten, dass der durchschnittliche Abstand zwischen jeglichen Filarnentbiindeln nicht grosser als die durchschnittliche Breite jener Filamentbündel ist, und sie sind als eine Abstandsbeziehung zueinander aufweisend mit der Massgabe zu betrachten, dass in dem Flächenbereich des FiIamentbündels, der bei der Prüfung als dichtester Bereich beobachtet wird, die Summe der Filamentquerschnittsflachen weniger als 30 % des dichtesten, beobachteten Bündelbereichs einnimmt. Die Einzelfilamente werden auf diese V/eise von den kurzen Stapelfasern interpenetriert bzw. durchsetzt und durch die grosse Häufigkeit oder Frequenz der Stapelfaser-Umkehrungen lagefixiert. Die Stapelfasern sollen eine lineare Dichte von weniger als etwa 0,3 tex pro Filament aufweisen; ihre Länge soll 0,5 bis etwa 1 cm betragen; und sie sollen 20 bis 50 % des Gewichts des Verbundstoffs ausmachen. Die Unterlage bzw. das Substrat soll von von ^vilanentineinanderwirrung, die eine leichte Trennung der Filamente voneinander verhindern würde, freien Garnen oder Ketten aus Filamenten gebildet werden, die zu einer geordneten Kreuzrichtungsanordnung formiert sind.

Der Begriff der Kreuzrichtungsanordnung bezeichnet in der hier gebrauchten Bedeutung ein Filamentnuster, bei dem ein (erster) Satz von Filamenten in einer ersten Richtung von einer Seite des Musters zur anderen so vorliegt, dass die Filamente von der einen Seite des Musters zur anderen hin ungefähr die gleichen Abstände voneinander behalten, während in einer Richtung, welche die erste (vorzugsweise unter rechtem V.'inkel) kreuzt, der erste Filamentsatz (a) in Maschen, die über das Muster in der zweiten Richtung fluchtend verlaufen, zusammengewirkt ist oder (b) in der zweiten Richtung von einem zweiten Satz von Filamenten

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gekreuzt wird, die auf ihrem Verlauf von einer Seite des Musters zur anderen in der zweiten Richtung ungefähr den gleichen Abstand voneinander behalten. Eine Form der Kreuzrichtungsanordnung ist daher ein Gewirk aus Filamentgarnen, vorzugsweise in Jersey- bzw. Trikotbindung. Eine andere Form der Kreuzrichtungsanordnung stellt ein von Filamentgarnen gebildetes ocrirngewebe (Woven Scrim) dar. Eine noch andere Form der Kreuzrichtunpsanordnung bildet eine Filament-Kreuzkette, insbesondere eine solche, bei der die Kreuzkette in mindestens einer Richtung von Filamentgarnen gebildet wird, die unter Freisetzung bzw. Exponierung einzelner Filamente ausgebreitet sind.

Das Produkt gemäss der Erfindung ist ein leichter Stoff mit einer Unterlage bzw. einem Substrat von Filamenten, die zu einer geordneten Kreuzrichtungsanordnung formiert sind und die eine über die ganze Anordnung sichtbare Abstandsbeziehung zueinander in mindestens einer Richtung der Anordnung aufweisen, wobei die Filamente gut ausgebreitet sind derart, dass der durchschnittliche Abstand zwischen jeglichen Filamentbündeln nicht grosser als die durchschnittliche Breite jener Filamentbilndel ist und wobei die Filamente eine Abstandsbeziehung zueinander aufweisen derart, dass in dem Bereich, der bei der Prüfung als dichtester Bereich des Filamentbündels beobachtet wird, die Summe der FiIamentquerschnittsflachen weniger als 30 % des dichtesten, beobachteten Bündelbereichs einnimmt, wobei das Substrat mit Stapelfasern von weniger als 0,3 tex pro Filament und von etwa 0,5 bis 1 cm Länge in einer Menge von 20 bis 50 % vom Gewicht des Verbundstoffs vereinigt ist, wobei sich die Stapelfasern durch die Filamente hindurch erstrecken und mit diesen verwirrt sind bzw. in^ Eingriff stehen und zwischen den Flächen des Stoffs pro Zentimeter Stapelfaserlänge mehr als etwa zwei Umkehrungen ihrer Richtung aufweisen, wobei der Verbundstoff eine hohe Randfestigkeit, vorzugsweise von etwa 15 bis 30 Newton (N), hat und während des anfänglichen Waschens nur wenig Faserverlust unterliegt,

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vorzugsweise nicht mehr als 3 % Reines Fasergehalts verliert. Vorzugsweise hat der Stoff ein Flächengewicht von etwa 50 bis 135 g/m².

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird bei dem leichten Verbundstoff das Substrat von Filamentgarnen gebildet, die in Maschen in einer geordneten Anordnung von Maschenreihen und -stäbchen zusammengewirkt sind, wobei das Substrat eine Bindungsdichte (Construction Density) von etwa 0,2 bis 1,¹J Maschen x g/cm hat.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung v/eist der leichte Verbundstoff ein Substrat in Form eines Scrim-Gevjebes auf, das von Filamentgarnen gebildet wird und eine Schussfadendichte von etwa 2 bis 12 pro 2 1/2 cm hat.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung stellt das Substrat eine Filament-Kreuzkette dar, wobei die Ketten vorzugsweise in mindestens einer Richtung von Filamentgarnen gebildet werden.

Nach einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung ist der leichte Verbundstoff genäss der Erfindung ein solcher des Cordsamttyps mit einem Flächengewicht von etwa 100 bis 200 g/m , wobei das Substrat von einer Filament-Kreuzkette gebildet wird.

Das Verfahren gemäss der Erfindung zur Herstellung der leichten Verbundstoffe gemäss der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass man

a) Filamentgarne zu einer geordneten Kreuzrichtungsanordnung formiert, wobei die Garne von Verwirrung von Filamenten miteinander und Drallung, die eine leichte Trennung der Filamente voneinander verhindern würden, frei sind,

b) über die Filamentgarn-Anordnung ein Flächenmaterial gibt, das von Stapelfasern von weniger als 0,3 tex Einzelfasertiter und von etwa 0,5 bis 1 cm Länge gebildet wird,

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c) durch Auftreffenlassen säulenförmiger FlfJssigkeitsstrahlen auf die Stapelfasern und Filamentgarn-Anordnung die Garne so ausbreitet, dass die Filamente über die gesamte Anordnung in mindestens einer Richtung eine gute Ausbreitung und eine Abstandsbeziehung zueinander erlangen und dass die Stapelfasern einer Ineinariderwirrung mit den Filamenten zur Bildung eines ein Ganzes darstellenden Verbundstoffs unterliegen, wobei die Filamente gut ausgebreitet sind derart, dass der durchschnittliche Abstand zwischen jeglichen Filamentbilndeln nicht grosser als die durchschnittliche Breite jener Filamentbilndel ist und die Filamente eine Abstandsbeziehung zueinander aufweisen derart, dass in dem Bereich des Filamentbündels, der bei der Prüfung als dichtester Bereich beobachtet wird, die Summe der Filamentquerschnittsflachen weniger als 30 % des dichtesten, beobachteten Bündelbereichs einnimmt, und

d) durch Auftreffenlassen säulenförmiger Flüssigkeitsstrahlen auf den so gebildeten Stoff von der entgegengesetzten Stoffseite her die Stapelfasern einer weiteren Tneinanderwirrung unterwirft und hierdurch in den Stapelfasern in der Richtung zwischen den Stoffflächen mehr als etwa zwei Umkehrungen pro Zentimeter Stapelfaserlänge ausbildet.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung des Stoffs gemäss der Erfindung unter zweistufiger hydraulischer Nadelung,

Fig. 2 eine schematische Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung des Stoffs gemSss der Erfindung unter einstufiger hydraulischer Nadelung,

Fig. 3 eine die Stapelfaser-Unkehrungen erläuternde schematische Querschnittsdarstellung eines Stoffs gemäss der Erfindung,

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Fig. ¹J und 5 fotografische Mikroaufnahmen bei 10-facher Vergrösserung von nach Beispiel 1 hergestellten Stoffen,

Fig. 6 bis 16 fotografische Mikroaufnahmen bei 10-facher Vergrösserung von nach Beispiel 2 hergestellten Stoffen,

Fig. 17 bis 20 fotografische Mikroaufnahmen bei 10-facher Vergrösserung von nach Beispiel 3 hergestellten Stoffen,

Fig. 21 bis 25 und 21a bis 25a fotografische Mikroaufnahmen bei 10-facher Vergrösserung von Vorder- bzw. Rückseiteteilen der nach Beispiel ¹J hergestellten Stoffe, und

Fig. 26 und 26a fotografische Mikroaufnahmen bei 10-facher Vergrösserung von Vorder- bzw. Rückseiteteilen des nach Beispiel 5 hergestellten Stoffs.

Nachfolgend sind die veranschaulichten Ausführungsformen im einzelnen beschrieben.

Die Fig. 1 erläutert schematisch ein unter zweistufiger hydraulischer Nadelung verlaufendes Verfahren zur Herstellung des Stoffs gemäss der Erfindung, bei dem allgemein als Komponenten ein Zuführabschnitt 10 mit einem angetriebenen Endlosband, ein Nadelungsabschnitt 12 mit einem angetriebenen Endlosband, ein Trommel-Nadelungsabschnitt I^ mit Abquetschwalzen-Abschnitt 15, ein He^ssluft-Trockner 16 und eine Aufwicklung 18 vorgesehen sind. Einzelheiten der Arbeitsbedingungen nennt das Beispiel 1.

Die Fig. 2 erläutert ein unter einstufiger hydraulischer Nade lung verlaufendes Verfahren zur Herstellung des Stoffs gemäss der Erfindung, bei dem ein Scrimstoff-Substrat und daraufgelegte Stapelfasern (im Rahmen ¹IO zusammengefügt) unter einer Reihe in engen Abständen vorliegender, feiner, säulenförmiger Flüssigkeitsstrahlen M2 aus einem Verteiler ΊΊ hinweggeführt wird (wobei von

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den Strahlen hier nur einer sichtbar ist). Der Rahmen 40 ist auf einem umkehrbar beweglichen Endlosband 46 angeordnet, das eine von Walzen 48 bestimmte Bahn durchläuft. Das Hinweg- bzw. Hindurchführen des Rahmens 40 unter den bzw. durch die Strahlen 42 ist in der Auswirkung ein überlaufen der Strahlen über die Oberseite des Stapelfaser/Substrat-Aufbaus. Weitere Einzelheiten von Arbeitsbedingungen finden sich wieder in den Beispielen (2 bis 5).

Die Fig. 3 zeigt an einer schematischen Querschnittsansicht des Stoffs 50 gemäss der Erfindung das Vorliegen der Filamente 52 des Garns in einer gut ausgebreiteten Abstandsbeziehung zueinander, welche eine Wirrung der Stapelfasern 54 mit den Filamenten ineinander zur Bildung von Umkehrungen 56 in der Stapelfaser erlaubt.

Die leichten Verbundstoffe gemSss der Erfindung weisen zwei Komponenten auf - die kurzen Stapelfasern 54 und ein Substrat aus Filamenten 52, die zu einer geordneten Kreuzrichtungs-Anordnung formiert sind. Die Stoffe gemäss der Erfindung unterscheiden sich von bekannten Stoffen dadurch, dass diese Komponenten - im Gegensatz zu laminierten oder verstärkten Stoffen - so innig miteinander integriert sind, dass sie ein einziges Gebilde bzw. eine Gesamtheit hochgleichmässiger Natur bilden. Die Stoffe gemäss der Erfindung sind daher fest und haben eine gute Deckkraft und andere gute sinnansprechende Stoffeigenschaften, trotzdem sie ein geringes Gewicht aufweisen. Sie zeigen speziell eine aussergewöhnlich hohe Festigkeit nahe des Stoffrandes, d. h, eine Eigenschaft, mit der die Befähigung zur Bildung fester Nähte einhergeht. Die neuartigen Stoffe zeigen auch eine hohe Reten-' tion bzw. Erhaltung ihres Fasergehaltes; sie verlieren während der anfänglichen Waschung vorzugsweise nicht mehr als 3 % ihres Fasergehaltes. Während dieses anfänglichen Waschens neigen lose Fasern, die in das Stoffgefüge nicht gut einintegriert sind,

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da;',u, verloren zu gehen. Schlecht integrierte stoffe des Standes der Technik haben in verschiedenen Fällen während der anfänglichen Waschung Faserverluste von 10 % oder mehr ergeben.

Die Filament-Komponente des Stoffs gemäss der Erfindung hat als wichtigste Charakteristik die Eigenschaft, ausbreitbar geartet zu sein. V/o anwendbar, können Ketten aus Finzelfilamenten Verwendung finden. Ausbreitbare Filarnentgarne sind jedoch kommerziell für Kreuzketten praktikabler und bei Ausführungsformen mit Scrimgeweben oder -gewirken als Substraten erforderlich. Solche FiIamentgarne dürfen keine beträchtliche Drallung und auch keinen wesentlichen Gehalt an gewirrten, die Filamente bleibend miteinander verwirrenden Knoten haben, da jedes dieser Merkmale ein Ausbreiten des Garns und Sichlösen der Filamente voneinander derart, dass die Filamente eine Abstandsbeziehung zueinander über der gesamten geordneten Kreuzrichtungs-Anordnung in mindestens einer Richtung aufweisen, verhindern würde. Das Ausbreiten der Garne hat zwei wichtige Aspekte: Erstens bringt der Prozess der Ausbreitung Filamente nahegelegener Garne eng zusammen, wobei der Raum zwischen benachbarten Garnen geschlossen, der Stoff gleichmassiger und die Deckkraft erhöht wird, und zweitens werden zwischen Filamenten innerhalb einzelner Garne Lücken geöffnet, die ein Penetrieren bzw. Hindurchdringen der kurzen Stapelfasern in erster Linie zwischen den Filamenten einzelner Garne anstatt zwischen den Garnbündeln erlauben. Die Stapelfasern wirken somit anstatt im Sinne einer Verwirrung mit Garnbündeln zur Bildung eines verstärkten oder laminierten Gefüges - im Sinne eines Ineinanderwirrens bzw. Zumeingriffaneinanderbringens mit einzelnen Filamenten zur* Bildung eines hochintegrierten, gleichmassigen Verbundstoffs.

Bevorzugte Filamentgarne zur Bildung der geordneten Kreuzrichtungsanordnung sind von Polyester, Polyamid oder anderem extrudierbarem (spinnbarem) Polymeren gebildete, falschdrahttexturierte

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Filamentgarne (auch kurz nit P¹TT bezeichnet) oder falschdrahtfixiert texturierte Filamentgarne (auch kurz mit FTST bezeich- net).

Die Stapelfaser- oder "Spinnfaser"-Komponente des Stoffs gemSss der Erfindung kann jede Faser natürlichen oder künstlichen Ursprungs sein, wie Baumwolle und Reyon oder Faser aus Polyester, Acrylharz oder Nylon. Die Fasern sollen eine lineare Dichte von unter 0,3 tex/Faser, z. B. im Bereich von etwa 0,05 bis 0,3 tex/ Faser, haben und in einer Menge von 20 bis 50 % vom Gewicht des Verbundstoffs vorliegen. In besonders wichtiger V/eise sind die Stapelfasern kurz mit einer Länge von etwa 0,5 bis 1 cm; beim Prozess der hydraulischen Nadelung werden die kurzen Stapelfasern zuerst von der einen Stoffseite und dann von der anderen her genadelt, bis sie mehr als zwei etwa 2 Umkehrungen zwischen den Stoffflächen pro Zentimeter Stapelfaser-Länge aufweisen. Da die Stapelfasern Einzelfilamente interpenetrieren (wie oben beschrieben) und da sie sowohl ihrer Länge nach kurz sind als auch häufige Umkehrungen von der einen Stoffseite zur anderen aufweisen, wirken sie im Sinne einer Einanderwirrung mit den einzelnen Filamenten zur Bildung eines hochintegrierten, gleichmSssigen Verbundstoffs.

Das Scrimmaterial ist ein Gewebe oder Gewirk (Gestrick) geringen Gewichts von grobem, offenem Aufbau.

Die Fig. ¹J bis 26 zeigen fotografische Mikroaufnahmen bei 10-facher Vergrösserung von Teilen von nach Beispiel 1 bis 5 erzeugten Stoffen.

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Prüfun^sbesehreibunsen

A) Umkehrh&ufigkeit oder -frequenz

Mit dieser Prüfurrjwird die Frequenz bestimmt, mit der von der einen Seite des Stoffs zur anderen verlaufende Stapelfasern in ihrem Verlauf umkehren : und erneut durch den Stoff verlaufen. Man schneidet bei dieser Prüfung eine Probe aus dem Prüfstoff und gibt sie zwischen zwei Blatt Umdruckpapier verschiedener Färbungen (hier als rot und schwarz beschrieben). Der erhaltene Schichtaufbau wird 2 1/2 min bei einer Temperatur von l80 ⁰C und einem Druck von etwa 7 MPa warmgepresst, wodurch die Proben auf der einen Seite eine Rot- und auf der anderen eine Schwarzfärbung erlangen. Bei dem "gefärbten" Stoff weisen dann Stapelfasern, die den Stoff ein- oder mehrmals von der einen Stoffseite zur anderen durchsetzt haben, alternierende schwarze und rote Abschnitte, manchmal mit einem ungefärbten Zwischenabschnitt auf. Zur Bestimmung der Umkehrfrequenz dieser Stapelfasern zupft man einzelne Stapelfasern aus dem Schnittrand des Stoffs heraus. Bei einer bevorzugten Form der Prüfung arbeitet man mit einer Ί χ ¹J cm grossen Probe und zieht die Fasern von den Rändern eines Schnitts ab, der durch die Mitte des gefärbten Stoffquadrats
geführt wurde (wobei der Schnitt im Falle eines gewirkten Stoffs vorzugsweise in der Maschenstäbchen-Richtung erfolgt). Man
betrachtet die Fasern dann unter einem Stereomikroskop und ermittelt für jede Faser die Gesamtzahl (N) gefärbter Abschnitte (Zahl der roten Abschnitte plus Zahl der schwarzen Abschnitte). Die Zahl der Umkehrungen (R) einer Stapelfaser ist gleich der Gesamtzahl der gefärbten Abschnitte minus 2, d. h.

R = N - 2 (Gleichung I)

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Zum Beispiel hat eine Faser mit drei gefärbten Abschnitten eine Umkehrung, eine Faser mit vier gefärbten Abschnitten zwei Umkehrungen usw.. Wenn aus den vorhandenen Informationen zu den Ausgangsmaterialfasern, aus denen der Stoff hergestellt wurde, die Lungen der einzelnen Stapelfasern noch nicht bekannt sind, bestimmt man sie (in Zentimetern). Zur Ermittlung der Umkehrfrequenz jeder einzelnen Stapelfaser dividiert man R durch die Länge der Stapelfaser. Man ermittelt die Vierte für ungefähr 100 einzelne Stapelfasern und bestimmt dann das Mittel aller Umkehrlängenwerte und zeichnet den resultierenden Wert als Umkehrfrequenz auf.

B) Flächengewicht und Stapelfaserzusammensetzung

Man misst das Gewicht und die Fläche einer Probe des Stoffs und bestimmt das Flächengewicht durch Dividieren des Gewichts durch die Fläche, ausgedrückt z. B. in der Einheit g/m . Wenn der prozentuale Stapelfasergehalt noch nicht bekannt ist, bestimmt man ihn durch sorgfältiges Auseinanderzupfen einer kleinen Probe des Stoffs, Trennen der Stapelfasern von den Filamenten, Wägen der gesammelten Stapelfasern miteinander, Dividieren des Gewichts der Stapelfasern durch das Gewicht der Stoffprobe und Ausdrücken des Ergebnisses als Prozentwert. Wenn die lineare Dichte der Stapelfasern noch nicht bekannt ist, bestimmt man sie in herkömmlicher Weise durch V/ägen eines abgemessenen Längsstücks der Stapelfaser auf einer empfindlichen Waage.

C) Wirkbindungsdichte

Diese Prüfung gibt ein Mass für die Dichtigkeit der Bindung von Wirkstoffen. Man bestimmt dabei die Zahl der Maschenreihen pro Zentimeter und die Zahl der Maschenstäbchen pro Zentimeter. Die Wirkbindungsdichte ist definiert und wird errechnet als Produkt

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der Zahl der Maschenreihen pro Zentimeter, der Zahl der Maschen-

2 stäbchen pro Zentimeter und des Stoff-Flächengewichts in g/cm . Der Wirkbindungsdichte-Parameter hat dementsprechend die Dimension g/cm .

D) Prüfung auf Filanentausbreitung

Man stellt bei dieser Prüfung eine fotografische Mikroaufnahme eines repräsentativen Bereichs der Stoffprobe her und untersucht diese darauf, ob die das Stoffsubstrat bildenden Filainentbündel (d. h. Garne oder anderen Gruppen von Filamenten) adäquat ausgebreitet sind derart, dass die kurzen Stapelfasern sich durch ausgedehnte Bereiche der ausgebreiteten Bündel - im Gegensatz zu Räumen zwischen Bündeln - hindurch erstrecken. Die Probe wird zuerst darauf untersucht, ob sie Filamente enthält und, wenn dies zutrifft, ob diese eine geordnete Kreuzrichtungs-Anordnung (Wirkgefüge, Webgefüge oder Kreuzkette) haben. Diejenigen Proben, die eine geordnete Kreuzrichtunps-Anordnung von Filamenten enthalten, werden entsprechend der vorliegenden Anordnungsart wie folgt weiter gehandhabt:

D-I: Proben mit Filamentbündel-Wirkbindung: Man fertigt bei 10-facher Vergrösserung eine fotografische Mikroaufnahme des Stoffs von der Maschenstäbchenseite her im reflektierten Licht gegen einen Kontrasthintergrund an. Eine Masche nahe der Mitte der Mikroaufnahme wird willkürlich als Bezugsmasche gewählt. Auf der Mikroaufnahme werden zwei parallele Geraden als Führungslinien gezogen, deren eine allgemein der Maschenreihenrichtung am (willkürlich gewählten) Kopf der Bezugsmasche und deren andere allgemein der Maschenreihenrichtung am Fuss der Bezugsmasche folgt. Eine schematische Erläuterung gibt die Fig. 27, wobei als die Maschen bildendesMaterial hier Filamentbündel 66 aus vier Filamenten 67 dargestellt sind und wobei die Stapelfasern in dem Stoff bei dieser Darstellung weggelassen wurden.

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Wie in Fig. 27 erläutert, sind die Führungslinien 60t und 60b in der Maschenreihenrichtung am Kopf (t) bzw. Fuss (b) der Bezugsmasche 63 gezogen; man nimmt nun Messungen an der Bezugsmasche, der unmittelbar links derselben befindlichen Masche 61 und der unmittelbar rechts derselben befindlichen Masche 65 vor - also an insgesamt drei Maschen, wobei diese fünf Löcher zwischen den Führungslinien umfassen, je ein Loch in der Mitte jeder der drei Maschen und zwei Löcher 62 und 64 zwischen Maschen. Für jedes dieser Löcher wird der Maximaldurchmesser des Lochs zwischen den Führungslinien bestimmt, gemessen in einer Richtung parallel zu den Führungslinien. Diese Durchmesser sind als cL , d₂, d,, d^ und d,- gezeigt, wobei d, der Durchmesser des Lochs in der Bezugsmasche ist. Man bestimmt dann auch die Breite des Filamentbündels rechts jedes der Löcher, wobei die Messung in der Mitte zwischen den Führungslinien und über das Filamentbündel hinweg senkrecht zu der allgemeinen Richtung erfolgt, in der das Bündel liegt. Diese Breiten sind als w^, w^» ^W3» ^wij und W₁- gezeigt. In manchen Fällen kann der Lochdurchmesser Null sein (wobei Filamente des Bündels auf der rechten Seite der Masche die Filamente des Bündels auf der linken Seite der Masche berühren oder überlappen). Man berechnet getrennt die Summe der fünf Bündelbreiten (w. ) und die Summe der fünf Lochdurchmesser (d.). Dann wird der Ausbreitungsgrad, % S, als Prozentwert entsprechend der Gleichung

S (Z) = χ 100 % (Gleichung II)

t ^wt

errechnet. Die Filamente werden bei dieser Prüfung als adäquat ausgebreitet betrachtet, wenn in mindestens einer Richtung der Ausbreitungsgrad, errechnet nach Gleichung II, mindestens 50 % beträgt. Während die Fig. 27 ein Jersey-Gewirk erläutert, wird die Prüfung bei anderen Wirkmustern in analoger Weise an fünf benachbarten Löchern zwischen Maschenreihen-Linien durchgeführt.

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D-2: Proben mit Filamentbündel-Webbindung: Man fertigt bei 10-facher Vergrösserung eine fotografische Mikroaufnahme von der einen Seite des Stoffs (der am wenigsten fasrigen der beiden Seiten) her im reflektierten Licht gegen einen Kontrasthintergrund an. In der Nähe der Aufnahmemitte wird als Bezugselementarzelle eine Elementarzelle mit dem Viereck gewählt, das von den vier Punkten des Sichkreuzens zweier benachbarter Filamentbündel (Garne) in jeder Richtung gebildet wird. Bei der schematischen Erläuterung von Fip. 28 sind als das Webgefüge mit der Bezugselementarzelle 71 bildendes Material hier Filamentbündel 75 mit vier Filamenten 7^ gezeigt, wobei die Stapelfasern in dem Stoff bei dieser Darstellung weggelassen wurden. Man zieht zwei parallele, gerade Führungslinien, deren eine 70t allgemein der Mittellinie des Filamentbündels 72 am Kopf (willkürlich gewählt) der Bezugselementarzelle und andere 70b allgemein der Mittellinie des Filamentbündels 73 am Fuss der Bezugselementarzelle folgt. Wie in Fig. 28 gezeigt, erfolgen dann Messungen an der Reihe von Elementarzellen, die von der Bezugselementarzelle, den beiden unmittelbar links derselben gelegenen Elementarzellen und den beiden unmittelbar rechts der Bezugselementarzelle gelegenen Elementarzellen gebildet wird (insgesamt fünf Elementarzellen, deren jede zumindest eine Seite mit einer anderen Elementarzelle teilt). Für jede dieser Elementarzellen bestimmt man den Maximaldurchmesser des Lochs nahe der Mitte der Zelle, gemessen in einer Richtung parallel zu den Führungslinien. Für jede dieser Zellen bestimmt man dann auch die Breite des Filamentbündels rechts jedes der Löcher, wobei die Messung über das Bündel hinweg senkrecht zu der allgemeinen Richtung erfolgt, in der das Bündel liegt. In Fig. 28 sind - wie in Fig.27 die Lochdurchmesser als cL, d~, usw. und die BUndelbreiten als ^wi» ^W2» ^usw· bezeichnet. Man errechnet dann getrennt die Summe der Bündelbreiten und die Summe der Lochdurchmesser und hierauf nach Gleichung II den Ausbreitungsgrad, S. Wenn der so bestimmte

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Ausbreitungsgrad einen Wert von unter 50 % hat, wird die Prüfung mit der gleichen Bezugselementarzelle unter Anwendung von Führungslinien längs der anderen Seiten der Elementarzelle in einer Querrichtung zu den ursprünglichen Führungslinien wiederholt. Die Filamente werden bei dieser Prüfung als adäquat ausgebreitet betrachtet, wenn in mindestens einer Richtung der Ausbreitungsgrad, berechnet nach Gleichung II, mindestens 50 % betragt.

D-3: Proben mit Filament-Kreuzketten: Man stellt bei 10-facher Vergrösserung fotografische Mikroaufnahmen jeder der Stoffseiten im reflektierten Licht gegen einen Kontrasthintergrund her. Die Aufnahmen werden darauf untersucht, ob die Filamente in dem Stoff sowohl in der Haschinen- als auch in der Querrichtung in Bündel von Filamenten mit dazwischenliegenden Räumen (z. B. in Garne oder andere Gruppen von Filamenten) aufgeteilt erscheinen. Wenn in mindestens einer Richtung keine solche Aufteilung der Filamente in durch Räume getrennte Bündel vorliegt, wird der Viert von d. in Gleichung II gleich Null gesetzt, und der Ausbreitungsgrad, S, ist gleich 100 %. Wenn die Filamente in beiden Richtungen in Bündel von Filamenten mit dazwischenliegenden Räumen unterteilt sind (wie in Fig.29 schematisch gezeigt), wendet man die unter D-2 für Proben mit einer Filamentgarn-Webbindung beschriebene Arbeitsweise an, wobei Bündel von Filamenten in den beiden Querrichtungen als analog zu den Elementarzellen bei der Webbindung von Vierecken gebildete Elementarzellen bildend betrachtet werden. In Fig. 29 sind als das Kreuzkettengefüge bildendes Material Filamentbünde] 85 mit vier Filamenten 8Ί . dargestellt (wobei die Stapelfasern in dem Stoff bei dieser Darstellung weggelassen wurden). Man zieht am (willkürlich gewählten) Kopf und Fuss der Bezugselementarzelle 81 zwei parallele, gerade Führungslinien 80t und 80b, die allgemein den Mittellinien der Filamentbündel 82 und 83 folgen, die Kopf und Fuss der Zelle definieren. Die Messungen erfolgen an fünf Elementarzellen in einer Richtung und, wenn notwendig, wie bei D-2

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beschrieben in der anderen Richtung. Die Filamente v/erden bei dieser Prüfung als adäquat ausgebreitet betrachtet, wenn in mindestens einer Richtung der Ausbreitungsgrad, errechnet nach Gleichung II, mindestens 50 % beträgt.

Bei Anstellen von Betrachtungen ist bei jeder der obigen Proben als Muster das von den Filamenten gebildete zu untersuchen. Auch wenn Stapelfasern vorliegen und nicht in allen Fällen schlüssig von den Filamenten unterscheidbar sein mögen, ist doch das allgemeine Muster der Filamente feststellbar, und auf dieses Muster sind die Prüfkriterien anzuwenden.

E) Prüfung auf Filament-Abstandsbeziehung

Bei dieser Prüfung wird eine fotografische Querschnitt-Mikroaufnahme des Stoffs zwischen Filament-Maschenreihen oder -Überkreuzungspunkten angefertigt und darauf untersucht, ob die Filamente eine Abstandsbeziehung zueinander in dem Sinne haben, dass ein effektives Interpenetrieren der einzelnen Filamente durch die kurzen Stapelfasern ermöglicht wird. Wie bei der Prüfung D oben werden die Proben entsprechend der jeweils vorliegenden Art der geordneten Kreuzrichtungs-Anordnung wie folgt gehandhabt:

E-I: Proben mit Filamentbündel-Wirkbindung: Es wird ein Querschnitt der Stoffprobe zur Untersuchung im hindurchtretenden Licht unter dem Mikroskop hergestellt, indem man die Probe in ein klares Epoxyharz einbettet, das zu einem harten Block erstarrt, den Block mit einer Rasierklinge in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Haschenstäbchenrichtung grobschneidet, den grobgeschnittenen Block in ein Mikrotom gibt und mit einer Stahlklinge durch Zerschneiden in Scheibchen von ungefähr 8 Mikron Dicke quer zur Stäbchenrichtung Schnitte bildet. Man wählt dann ein Scheibchen, in dem die Querschnitte der FiIamentbündel (Garne) primär zwischen Maschenreihen der Stoffprobe

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liegen, ζ. B. längs der Linie 6θ m von Fig. 27; die Filamente werden überwiegend quer zu ihren Filamentachsen geschnitten, um querverlaufende Schnitte bzw. Transversalquerschnitte anstatt Schnitte längs der Filamentlängen zu erhalten. Das Scheibchen wird dann auf einen Mikroskop-ObjekttrSger gegeben und in öl getaucht, das ungefähr den gleichen Brechungsindex wie das Epoxyharz hat. Man stellt eine fotografische Querschnitts-Mikroaufnahme des Stoffs bei etwa ¹IΊ-facher Vergrösserung her und wählt, während das Scheibchen zur weiteren Untersuchung verbleibt, ein repräsentatives Filamentbiindel zur noch stärkeren Vergrösserung aus (wenn notwendig, wird zur Wahl eines repräsentativen Filamentbündel-Querschnitts mehr als ein Scheibchen untersucht). Man stellt dann das Mikroskop auf stärkere Vergrösserung des repräsentativen Filamentbündel-Querschnitts derart ein, dass eine fotografische Mikroaufnahme herstellbar ist, bei der der Peripherie des repräsentativen Filamentbündel-Querschnitts ein 2,5Ί x 2,5Ί cm Quadrat, das die Transversalquerschnitte von mindestens vier Filamenten enthält, im wesentlichen einbeschreibbar ist; typischerweise kann hier 200-fache Vergrösserung Anwendung finden. Die tatsächlich angewandte Vergrösserung, M, wird notiert.

Die so erhaltene, fotografische Mikroaufnahme wird unter einer Lupe untersucht, deren Fuss eine quadratische öffnung von 2,5¹I cm Seitenlänge aufweist und die mit einem 6-fach vergrössernden, etwa 4 cm über der Quadratöffnung angeordneten Vergrösserungsglas versehen ist (wie mit der Lupe "Linen Tester" der Edmund Scientific Company, Katalognummer 3875, Artikel ^0030). Man setzt dabei die Quadratöffnung der Lupe auf den Bereich der Mikroaufnahme, welcher die dichteste Konzentration von FiIament-Transversalquerschnitten zu enthalten scheint, d. h. den Bereich, der bei der Prüfung als dichtester Bereich des Bündels beobachtet wird. Man zählt dann die Filament-Transversalquerschnitte (einschliesslich jeglicher Querschnitt-Teilflächen)

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innerhalb der Quadratöffnung, wobei jegliche ländlichen Schnitte erfasster Fasern oder Filamente, die einen beträchtlichen Winkel (d. h. von mehr als etwa 30 ) mit der Maschenstäbchenrichtung haben, ausser Betracht bleiben.

Die Fig. 30 erläutert schematisch die Art und Weise, in der man die Prüfung zur Bestimmung des unten definierten Kennwertes Λ (X) zwecks Erzielung eines Masses für die Abstandsbeziehung der Filamente zueinander durchführt. Das Quadrat 90 von 2,5¹I cm Seitenlänge ist auf einer fotografischen Mikroaufnahme des Stoffprobenquerschnitts zwischen Maschenreihen der Stoffprobe der Peripherie eines"repräsentativen Filamentbündel-Ouerschnitts einbeschrieben und verkörpert den Bereich innerhalb des FiIamentbündels, welcher die dichteste Konzentration von Filament-Transversalquerschnitten enthält, die in der Quadratöffnung der Lupe zu sehen ist. Man zählt die Transversalquerschnitte 91 der Filamente, einschliesslich Schnitt-Teilflächen; die Zahl der Filament-Transversalquerschnitte wird mit T- bezeichnet. Die Transversalquerschnitte 92 der Stapelfasern, die eine kleinere Fläche als die Filamente in dieser Probe haben, bleiben ungezählt. Längliche Querschnitte 93 und 9¹* von Filamenten bzw. Stapelfasern, die einen beträchtlichen Winkel zur Maschenstäbchenrichtung haben, bleiben bei dieser Zählung gleichfalls unberücksichtigt.

Wenn die Filamentquerschnitte von den Stapelfaserquerschnitten unterscheidbar sind (wie z. B. beim Vorliegen einer unterschied lichen linearen Dichte oder Querschnittsform), so zählt man" zur Ermittlung des Wertes von T_ nur die Filament-Transversal- querschnitte aus. Wenn die Stapelfaserquerschnitte von den FiIa- mentquerschnitten nicht unterscheidbar sind, zählt man alle Transversalquerschnitte und berechnet die Zahl der Filament- Transversalquerschnitte nach der folgenden Gleichung:

W-

T- = T. χ _v ϊ—— (Gleichung III)

ι t w_f + w_s

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Hierin ist T_ die Zahl der Filament-Transversalquerschnitte, T. die gezählte Gesamtzahl der Transversalquerschnitte, W_ der Gewichtsprozentsatz an Filamentgarnen in der Probe und W der Gewichtsprozentsatz an Stapelfasern in der Probe; der Erwartung entspricht, dass etwa ein Drittel der Stapelfasern in einer Richtung liegen würde, die sich der Maschenstc'ibchenrichtung genügend nähert, damit die Querschnitte dieser Fasern als Transversalquerschnitte ausgezählt wurden. Soweit noch nicht bekannt, bestimmt man weiter die Dichte der Filamente (in g/cm⁵) und deren lineare Dichte (in tex). Die Dichte der Filamente kann an einem kurzen Filamentsegment an Hand der als Methode "A" bezeichneten Dichtegradiententechnik von G. Oster und M.Yamamoto (Chemical Reviews, Vol. 63, Nr. 3, Juni 1973, S. 260 und 261) bestimmt werden, während sich die lineare Dichte in herkömmlicher V/eise bestimmen lässt, indem man ein Segment bekannter Länge auf einer empfindlichen Waage wägt. Der Prozentsatz der Fläche 90 innerhalb des Inneren des Filamentbündels in der Zone der dichtesten Filament-Transversalquerschnitt-Konzentration, der tatsächlich von der Summe der Flächen dieser Filament-Transversalquerschnitte eingenommen wird, wird als A (%) bezeichnet. Die untersuchte Fläche 90 des Inneren des Bündels (in cm ) wird von der Grosse ( ) und die Fläche jedes Filament-

Transversalquerschnitts von der Größe —= wiedergegeben,

10^xD

worin L die lineare Dichte der Filamente (in tex) und D die Dichte der Filamente (in g/cm ) bedeutet. (M ist am Ende des ersten Absatzes der Prüfung E-I definiert). Der Wert von A (X), das Mass für die Abstandsbeziehung der Filamente voneinander, wird an Hand der folgenden Gleichung berechnet:

TxL
A (X) = —p-^ χ 100 % (Gleichung IV)

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Gem'.'r.s dieser Prüfung sind Filamente als eine akzeptable Abstandsbeziehung aufweisend zu betrachten, wenn Λ (%), berechnet nach Gleichung IV, kleiner als 30 % ist. An der unteren Grenze sind manchmal Werte dieses Parameters bis hinunter auf etwa 10 % zu beobachten.

E-2: Proben mit Filamentbündel-Webbindung: Man stellt zur Untersuchung einen Schnitt der Stoffprobe in der gleichen Weise wie bei E-I oben beschrieben her, wobei die Scheibchen im wesentlichen senkrecht zu der Richtung geschnitten werden, in der die Filamentbündel den höchsten Ausbreitungsgrad - wie bei Prüfung D-2 bestimmt - haben. Die Scheibchen werden in der Mitte zwischen benachbarten Filamentbündeln (Garnen) und im wesentlichen parallel zu diesen in einer Reihe von Elementarzellen in dem Gewebe, z. B. längs Linie 70m von Fig. 28, geschnitten. Wie bei Prüfung E-I oben, fertigt man zuerst eine fotografische Mikroaufnahme des Stoffs im Querschnitt bei etwa 'l'J-facher Vergrösserung an und wählt ein repräsentatives Filamentbündel nahe der Mitte einer der Seiten einer der Elementarzellen für die stärkere Vergrösserung. Der Rest der Prüfung wird in der gleichen Weise wie bei E-I durchgeführt.

E-3: Proben mit Filament-Kreuzketten: Man stellt einen Schnitt der Stoffprobe im wesentlichen in der gleichen Weise wie bei der obigen Prüfung E-I her. Vor der Gewinnung der Scheibchen wird die Stoffprobe zuerst zur Bestimmung der Richtung, in der die Filamente den höchsten Ausbreitungsgrad haben, gemäss Prüfbeschreibung D-3 untersucht. Die Scheibchen werden im wesentlichen senkrecht zu der Richtung, in der Filamente den höchsten Ausbreitungsgrad haben, und im wesentlichen parallel zu den in der anderen Richtung verlaufenden Filamenten geschnitten. Wenn die Filamente in mindestens einer Richtung in Gruppen von Filamenten mit dazwischenliegenden Räumen aufgeteilt sind und die Filamente in der anderen Richtung gut ausgebreitet

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sind, schneidetmman die ocheibchen so, dass die Transversal-, querschnitte der geschnittenen Filamente im wesentlichen in der Mitte zwischen Filamentgruppen freigelegt werden, z. B. längs Linie 80m von Fig. 29. Man wählt dann eine repräsentative Gruppe von Filament-Transversalquerschnitten zur stärkeren Vergrösserung und führt den Rest der Prüfung bezüglich dieser repräsentativen Gruppe in der gleichen V.'eise wie Prüfung E-I durch.

F) Faserverlust-Prüfung

Die Faserverlustprüfung gibt ein Mass für den Grad, in dem ein Stoff bei seiner anfänglichen Waschung durch Absonderung von Fasern aus dem Stoff Verschlechterung unterliegt. Als Prüfling dient ein rechteckiger 2 χ 1,25 cm Musterabschnitt, den man aus dem Stoff diagonal schneidet und auf 0,0001 g genau wägt. Wenn der ursprüngliche Stoff bekanntermassen oder mutmasslich wasserlösliche Materialien enthält, wird der Stoff zur Entfernung der Materialien sacht gespült und dann 2 h in einem Luftofen bei 80 ⁰C getrocknet, bevor man den rechteckigen Abschnitt schneidet.

Als Vorrichtung dient ein 1-1-Becherglas, das mit einem Magnetrührer (wie Bauart "Thermolyne" der Sybron Corporation, Dubuque, Iowa, V.St.A.) mit einem Rührstab von ^,8 cm Länge und 1 cm Durchmesser versehen ist. Man gibt die Stoffprobe in den Behälter zusammen mit dem Rührstab und 300 ml einer Lösung mit 1,7 g/l an künstlichem Detergent für Haushaltswäschezwecke ("Tide" der Procter & Gamble Distributing Company). Zur Verstärkung der Turbulenz taucht man in der Mitte der Flotte ein als Prallorgan wirkendes Holzlineal von 3,5.cm Breite und 0,3 cm Dicke auf eine Tiefe von 2,5¹I cm ein. Man «schaltet den Magnetrührer ein und rührt die Probe 1 h in der Lösung, wobei der Rührstab mit 1800 U/min rotiert. Dann wird die Probe entnommen, die wässrige Detergentlösung verworfen und die Probe dann mit 800 ml

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destilliertem V.'asser in den Behälter zurückgegeben. Die Probe wird zur Spülung nun 3 min bei der gleichen Geschwindigkeit gerührt und darauf aus dem Behälter entnommen und in einem Luftofen 2 h bei 80 ⁰C getrocknet. Die Probe wird nun erneut gewogen, worauf man den prozentualen Gewichtsverlust errechnet und als Prüfergebnis aufzeichnet.

G) Randfestigkeitsprüfung

Diese Prüfung gibt ein Mass für das Vermögen eines Stoffs, seinen Zusammenhalt zu behalten, wenn ein sehr nahe des Stoffrands eindringender Haken in der Richtung jenes Randes gezogen wird. Als Prüfling dient ein rechteckiger Musterabschnitt von 2 χ 1,25 cm, den man diagonal aus dem Stoff schneidet. Einer der 1,25-cm-Ränder des Stoffs wird in einer Klemme der gleichen Breite befestigt. Unter einem Mikroskop mit einem mit einem Masstab versehenen Fadenkreuz wird eine Markierung in einem Abstand von 0,29 cm von dem anderen 1,25-cm-Rand des Stoffs in etwa dessen Mitte angebracht. Dann führt man in den Stoff an dem markierten Punkt eine Zungenstricknadel (Flachnadeldrahtfuss - Straight Blade Wire Butt -; 12-gg-Haken und 12-gg-Nadel) ein, wobei die gesamte Stoffdicke mit dem Haken erfasst wird. Die Klemme wird dann in der Zelle einer Zugprüfmaschine (Table-Modell Instron, Herstellerin der Instron Engineering Corporation, Canton, Mass., V.St.A.) befestigt, wobei die Stricknadel in der Bodenklemme der Zugprüfmaschine festgeklemmt wird. Man fährt dann die Bodenklemme der Maschine mit einer Geschwindigkeit von 2,5^ cm/min nach unten. Mit der Abwärtsbewegung baut sich Kraft auf, bis die Stricknadel die gesamte Dicke des Stoffs von der Messmarkierung zum Fuss der Stoffprobe durchbricht. Man zeichnet die Maximalkraft (in N, also Newton) auf, die zum Brechen des Stoffs in dieser Weise notwendig ist.

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H) Maschenziehprüfung

Die Prüfung auf Maschenziehfestigkeit (eine Variation der Randfestigkeitsprüfung) gibt ein Mass für die Beständigkeit eines Stoffs des Wirktyps gegen Maschenziehen (Snag), Maschenlaufen und Aufgehen. Man schneidet bei dieser Prüfung eine Probe des zu kennzeichnenden, gewirkten Stoffs von 1,25 cm Abmessung in der Maschenreihen-Richtung und 2 cm in der Maschenstäbchen-Richtung. Die Probe wird in etwa ihrer Mitte in der Maschenstäbchen-Richtung in einer 1,25 cm breiten Klemme festgeklemmt. Der Klemmenrand verläuft dabei parallel zu der Maschenreihen-Richtung und zwischen Maschenreihen. Dann wird in eine einzelne Masche in der Mitte in der zweiten Maschenreihe unterhalb der Klemme ein kleiner Häkelnadel-Haken (Boye Nr. 13) vollständig eingehakt. Die Klemme wird dann wie bei der Randfestigkeitsprüfung in der Zelle der Zugprüfmaschine angeordnet, wobei der Häkelnadel-Haken in der Bodenklemme der Maschine festgeklemmt wird. Dann fährt man die Bodenklemme der Maschine mit einer Geschwindigkeit von 2,5¹I cm/min nach unten. Mit der Abwärtsbewegung der Bodenklemme baut sich Kraft auf, um dann auf Null zurückzugehen, da die Masche reisst oder vollständig aufgeht oder läuft. Man zeichnet die erreichte Maximalkraft (in N) und die Entfernung (in cm) auf, die sich die Bodenklemme bewegt hat, wenn die Kraft auf Null zurückgeht.

Die Maximalkraft ist ein Mass für die Beständigkeit, die der Stoff dagegen bietet, dass eine sich verhakende oder hängenbleibende Masche reissen, Laufen verursachen oder aufgehen kann, während die Entfernung, über die sich die Bodenklemme bewegte, ein Mass für die Zieh- oder Snaglänge ist.

Beim Ziehen von Maschen kann'bei bestimmten Arten von Wirkstoffen, wie herkömmlichen Jersey-Gewirken, eine bleibende Verzerrung der Stoffe eintreten; wenn die Masche reisst, verbleibt ein Loch, auf Grund dessen der Stoff Maschenlaufen oder Aufgehen

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zeigen kann. Gewirkte Stoffe gemäss der Erfindung, die durch Einbinden kurzer Stapelfasern in sie durch das hydraulische Nadeln modifiziert worden sind, jedoch zeichnen sich durch Beständigkeit gegen bleibende Verzerrung und gegen Haschenlaufen oder Aufgehen beim Ziehen oder Hangenbleiben und beim Reissen einer Masche aus.

I) Kontaktdeckkraft

Die Kontaktdeckkraft (Contact Covering Power) eines Stoffs wird bestimmt, indem man das Verhältnis der Differenz im Reflexionsvermögen des Stoffs, wenn dieser nacheinander auf weissen und grauen Standardhintergrund gegeben wird, im Vergleich zur Differenz im Reflexionsvermögen der Hintergründe errechnet und das Verhältnis als Prozentwert ausdrückt. Das Gerät für diese Prüfung ist mit einem fotoelektrischen Reflexionsmesser, einer Sucheinheit, einem Farbmess-Grünfilter, einem Weisslack-Arbeitsstandard, der geeicht ist und 70 bis 75 % Reflexion mit dem Farbness-Grünfilter aufweist, und einem Graulack-Arbeitsstandard versehen, der geeicht ist und eine Reflexion von 0 bis 10 % mit dem Farbmess-Grünfilter aufweist (man kann dabei mit den von der Photovolt Corporation, 95 Madison Ave., New York, als Modell 610, Modell 610-Y, Katalog-Nr. 6130, 6162 bzw. 6163 erhältlichen, speziellen Einheiten für solche Geräte oder äquivalenten Einrichtungen arbeiten). Man benötigt fünf Proben des Stoffs von mindestens 38,1 χ 38,1 mm Grosse, wobei dieselben Kett- oder Schussgarne in nicht mehr als einer der Proben vorliegen und nicht mehr als eine der Proben aus einem Stoffbereich entnommen ist, der von der Webkante weniger als 10 % der Stoffbreite entfernt ist. Mit der Massgabe, dass die Proben diesen Anforderungen entsprechen, können die Proben ohne Herausschneiden geprüft werden. Vor dem Prüfen konditioniert man den Stoff oder die Prüflinge aus demselben mindestens l6 h bei 21 - 1 ⁰C (70 - 2 ⁰F) und 65 - 2 % relativer Feuchte.

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Vor der Durchführung der Prüfung v;ird der Reflexionsmenser entsprechend den Herstellerangaben justiert und geeicht. Zu Beginn der Prüfung setzt man die Sucheinheit auf den weissen Arbeitsstandard und misst dessen Reflexion, die man als R . aufzeichnet. Dann wird die Reflexion des grauen Arbeitsstandards gemessen und als R . aufgezeichnet. Dann legt man über den weissen Arbeitsstandard einlagig die Stoffprobe, setzt die Sucheinheit auf die Probe auf und zentriert sie sorgfältig auf dieser und misst dann die Reflexion der Probe, die als R„ . aufgezeichnet wird. Diese Arbeitsweise wird dann mit der gleichen, auf den grauen Arbeitsstandard aufgelegten Probe wiederholt, wobei man wiederum die Reflexion misst und als R_f . aufzeichnet. Die Prüfung wird dann bei jeder Stoffprobe der Reihe nach wiederholt. Die Kontaktdeckkraft (I_R; in %
Stoffprobe nach der Gleichung:

Die Kontaktdeckkraft (I_n; in %) bestimmt sich dann für jede

(I) % - ^(Rwb " ^Rgb^} ~ ^(Rfwb ~ ^Rfgb⁾ _{χ 100 %} (Gleichung V)

R' * ρ ρ

• ^Rwb ^Rgb

Man berechnet die Kontaktdeckkraft-Ergebnisse für jede Einzelprobe auf 0,1 % genau, mittelt die so erhaltenen Ergebnisse und zeichnet den Mittelwert als Endergebnis für den Stoff auf.

Beispiel 1

Auf einer 66-cm-Rundwirkmaschine wurde bei einer maximalen Aufnahmegeschwindigkeit von 716 cm pro Umlauf aus einem falschdrahtfixiertexturierten, 3^-fädigen, 16,7-tex-Polyäthylenterephthalat-Filamentgarn ein Jersey-Scrim-Schlauch (18-Cut, d. h. 7,1 Nadeln/ cm) gewirkt. Der Schlauch wurde aufgeschlitzt und das erhaltene Scrim-Gewirk, dessen Breite 1Ί7 cm betrug, auf einem Nadelspannrahmen (Herstellerin die H. Krantz Appreturmaschinen-Fabrik, Aachen) bei I¹JO ⁰C und 8 % Zuführungsüberschuss in sowohl der Maschenreihen- als auch Maschenstäbchen-Richtung wärmefixiert,

was zu einer Zunahme des Flächengewichts von 67,8 auf 79»7 g/m

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unter diese begleitender Bauschung oder "Aufblühunn;" der Garne, besonders in der Maschenstäbchen-Richtung, führte. Zur Bestimmung der Zuführungsüberschuss-Raten wurden die Anfangs- und Endabrnessungen eines Quadrates gemessen, das vor dem Anlegen der Zugspannung mit einem Γ-'arkiergerät mit dokumentenechter Farbe auf den Stoff gezeichnet wurde. Wickel dieses Stoffs, der auf dem Spannrahmen auf eine Breite von 130 cm randbeschnitten worden war, wurden so umgewickelt, dass die Maschenreihen-Seite des Stoffs nach unten zu liegen kam, z. B. dem VJickelkern zugewandt.

Der wärmefixierte, gewirkte Scrimstoff wurde von den Wickeln einer zweistufigen 1^2-cm-Maschine zur kontinuierlichen, hydraulischen Nadelung zugeführt, die beim Nadelungsband der ersten Stufe, das von 37,8/cm χ 39,Ί/cm Drahtsieb in Halbkörperbindung gebildet wurde, mit vier Hochdruck-Düsen und im Trommelabschnitt, der ebenfalls mit Halbkörper-Drahtsieb der gleichen Maschengrösse belegt war, mit drei Hochdruck-Düsen ausgerüstet war. Alls Düsen waren mit Düsenleisten mit einer Loch-Einzelreihe (127-um-Löcher; 15,75 Löcher/cm) versehen. Die Anlage wies ferner ein Zuführband auf, auf dem der Scrimgewirk-Wickel zur Erzielung einer oberflächengetriebenen Abwicklung auflag, ein kraftpetriebenes Abwickelgestell zur Zuführung von Stapelfaserpapier-Auflage auf die Scrimmaterial-Oberseite, Abquetschwalzen zum Entfernen überschüssigen Wassers nach der zweistufigen Nadelung auf der Trommel, einen auf 93 C gehaltenen Heissluftdurchstromtrockner und eine Aufwicklung. Die Nadelungsmaschine entsprach der schematischen Darstellung von Fig. 1.

Während des gesamten Prozesses wurde während des kontinuierlichen Auflegens des wärmefixierten, gewirkten Scrimstoffs (mit der Maschenreihen-Seite nach oben) auf das erststufige Nadelungsband auf (bzw. über) den Stoff vor dem Eintritt zum Düsenabschnitt Stapelfaserpapier von 102 cm (42 Zoll) Breite aufgelegt. Das Stapelfaserpapier, hergestellt aus Polyester-Stapelfaser von

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0,367 tex Einzelfasertiter und 0,64 cm Schnittlinie mit 10 Gew.X hochgeiaahlenee Holzstoff-Bindemittel, hatte ein Flächengewicht von 27 ε/η einschliesslich Bindemittel. Wie eine gravimetrische Analyse ergab, wurde während der folgenden Nadelunpsstufe in wesentlichen das gesamte Bindemittel aus dem Papier wepgewaschen.

Die vier Düsen des erststufigen Nadelunpsbandes wurden bei 6895, 13790, 13790 bzw. 13790 kPa (lOOO, 2000, 2000 bzw. 2OOO Pounds/ Quadratzoll) und die drei Tromiüelnadelun^s-DOsen bei 6895, 13790 bzw. 13790 kPa betrieben. Alle Dösen wurden bei einer Düsenhöhe Ober den Sieben von 2,5¹I cm arbeiten gelassen. Mach dem ersten Durchgang durch die Anlage (also zweiseitiger Nadelung) wurde der Stoff aufgewickelt, und die Wickel wurden dann zum Zuführband zurückgebracht, worauf der Stoff unter Anwendung des gleichen Düsenprofils in der Band-"Hasch"-Station, aber bei abgeschalteten Tronaeldtlsen erneut behandelt wurde, so dass der Gesamtprozess eine dreiseitige Nadelung des Stoffs ergab.

Die Geschwindigkeiten der verschiedenen Elemente der Anlage wurden entsprechend der Vermeidung von Faltenbildung und Erzielung von Halbfertigprodukt-Wickeln guter Qualität eingestellt; die Kessung dieser Geschwindigkeiten ergab:

Geschwin digkeit, m/min	(Yard/min)
14,0	(15,3)
14,4	(15,8)
14,4	(15,8)
14,6	(16,0)
15,1	(16,5)

Zuführband Bandnadeleinrichtung Tronmelnadeleinrichtung Abquetschwalzen Aufwicklung

Diese Geschwindigkeiten resultierten in einer 8 figen Längenzunähme des Fertigstoffs und einem entsprechenden Rückgang der Stoffbreite. Die Eigenschaften des Stoffs (von dem ein Teil in Fig. 4 gezeigt ist) sind in Tabelle I aufgeführt.

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Abschnitte des Fertigstoffs von 56 χ 10? cm Orösse wurden im Topf beim Sieden gefärbt (Pot Dyeing) und bei I80 ⁰C auf eine Endgrösse von 60 χ 80 cm und ein Endgewicht von 56,1 c wärmefixiert. Die Eigenschaften des gefärbten und wärmefixierten Stoffs (von dem ein Teil in Fig. 5 gezeigt ist) sind in Tabelle I zusammengestellt.

B e i s ρ i e 1 2

In einer Versuchsreihe - deren Arbeitsbedingungen in Tabelle II zusammengestellt sind - wurden die Stoffe nach Fig. 6 bis 16 durch Ineinanderbinden bzw. -haken (Interlocking) kurzer Stapelfasern in gewirkte Scrimstoffe aus falschdrahtfixiertexturierten Polyester-Filamentgarnen hergestellt. Die Eigenschaften und Charakteristiken der Produktstoffe sind in Tabelle I zusammen mit den entsprechenden Werten von Beispiel 1 aufgeführt. Der Ausgangsmaterial-Stoff von Fig. 6 bis 12 war das gleiche wärmefixierte Scrimgewirk, wie es als Ausgangsmaterial in Beispiel 1 verwendet wurde und dessen Herstellung dort im ersten Absatz beschrieben ist. Als Ausgangsmaterialien zur Herstellung der weiteren, in den Tabellen I und II genannten Proben wurden ähnliche gewirkte Scrimstoffe eingesetzt. In jedem Falle wurde ein Jersey-Scrim-Schlauch (l8 Cut, also mit 7,1 Nadeln/cm) aus einem falschdrahtfixiertexturierten 16,7-1ex-Polyäthylenterephthaiat-Filamentgarη gewirkt und der Schlauch aufgeschlitzt und wärmefixiert (wie in Beispiel 1) Die Filamentzahl des Garns und die Scrim-Wärmefixier-^enperatur sind in der Tabelle II genannt.

Zur Herstellung der Stoffe nach Fig. 6 bis 16 wurden rechteckige Abschnitte des wärmefixierten Scrimgewirks von ungefähr 100 cm Länge in der Maschenstäbchen-Richtung und 50 cm Breite in der Maschenreihe-Richtung mit der Maschenreihe-Seite nach oben auf ein 37,8/cm χ 39,Ί/cn Halbkörper-Drahtsieb einer Nadelungsmaschine aufgegeben, wobei die Längsrichtung des Stoffabschnitts in der

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'!aschinenrichtung verlief. In jedem Versuch wurden fiber den Scrimgewirk-Abschnitt ein oder zwei (wie in der Tabelle II genannt) Stapelfaserpapierlagen mit etwa den gleichen Abmessungen wie der Stoffabschnitt aufgelegt, wobei jegliche aufgebogene Ränder des Abschnitts geglättet und l£ngs jedes Papierrandes schmale Messingstäbe angeordnet wurden, so dass das fcrimr.ewirk und das Auflagepapier flachlagen. Der Schichtaufbau von Scrimgewirk und Papier wurde dann durch Befeuchten mit V.'asser gesetzt. Dabei diente als Stapelfaserpapier ein aus Polyester-Stapelfasern von 0,6¹I cm Schnittlange mit einem Gehalt an Polyvinylalkohol als Bindemittel hergestelltes Material. Der Schichtaufbau wurde dann der hydraulischen Madelung mit der in der Tabelle genannten Zahl von Behandlungszyklen und bei den dort genannten IJadelungsbedingungen während jedes Durchgangs unter Verwendung einer im Abstand von 1,9 cm über dem Stanelfaserpanier befindlichen Düsenlochleiste (127-wm-Löcher, Locbabstand 15,75 Löcher/cm) unterworfen. Nach Beendigung jedes Zyklus wurde die Stoffprobe gewendet, so dass sie der hydraulischen Nadelung mit der anderen Seite als während des zuvorhergehenden Zyklus zugewandt war. Nach Beendigung der Hadelungsbehandlung wurden die Stoffe abgekocht und wärmefixiert.

Beispiel 3

In einer Versuchsreihe, deren Arbeitsbedingungen in der Tabelle III genannt sind, wurden Stoffe durch Einbinden kurzer Stapelfasern in gewebte Scrimstoffe aus falschdrahttexturierten PoIyester-Filamentgarnen hergestellt (Teile der Stoffe sind in Fig. 17 bis 20 gezeigt). Die Eigenschaften und Charakteristiken der Produktstoffe sind in der Tabelle IV aufgeführt. Die Scrimgewebe waren in jedem Fall aus 3'4-fädigem, falschdrahttexturiertera, 16,7-tex-Polyäthylenterephthalat-Filamentgarn hergestellt. Der Scrimstoff nach Fig. 17 war aus einer geschlichteten Kette mit 12,6 Fadenläufen/cm bei einer Schussfadendichte von 3,1 Fadenläufen/cm hergestellt. Der Schütze des das gleiche Garn

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führenden Stuhls ging zwischen jeden Schliessen und Heben des Fachs viermal hin und her. Bei jedem Hindurchrang des Schützen wurden an jedem Rand HebrSnder gewebt, um die Schussgarne zu stabilisieren und ein Aufwickeln auf dem Stuhl ohne Verzerrung zu erlauben. Der Aufbau jedes der eingesetzten Scriraraaterialien ist in der Tabelle III aufgeführt. Zur Herstellung der Scrimmaterialien für den Stoff nach Fig. 18 bis 20 wurde ungeschlichtetes Garn eingesetzt.

Zur Herstellung der Stoffe nach Fig. 17 bis 20 wurden rechteckige Abschnitte des Scrimgewebes ausgeschnitten, auf die Nadelungsmaschine gegeben, ein- oder zweilagig (wie in Tabelle III genannt) mit einer Auflage von Stapelfaserpapier etwa der gleichen Abmessungen wie der Scrimabschnitt versehen und entsprechend der schon in Beispiel 2 bezüglich der dortigen Scrimwirkstoffe beschriebenen Arbeitsweise hydraulisch genadelt. Als Stapelfaserpapier diente das gleiche Papier wie in Beispiel 2. Bei dem Stoff nach Fig. 17 wurde der Stoff einer vorherigen Behandlung zur Entfernung von Schlichte von den Kettgarnen unterworfen, wozu der rechteckige Abschnitt zuerst mit einem Nylon-Monofil-Gewebe mit 39,^ x 39,¹I Filamenten/cm bedeckt und über die Oberfläche des Deckgewebes eine heisse, 1 ?ige Lesung eines Detergents gegossen wurde, wodurch das Scrimmaterial unter entsprechender Verstärkung der Garn-Ausbreitung etwa 5 ί in der LSnge und 10 % in der Breite schrumpfte. Vor dem Auflegen des Papiers auf diese Probe erfolgte zur weiteren Verstärkung der Garnausbreitung eine leichte hydraulische Nadelung der Probe in zwei Durchgängen bei einem Druck von 3*^7 kPa und erneut zwei Durchgängen bei einem Druck von 6895 kPa. Am Schluss des Nadelungsvorgangs wurde jeder der Stoffe abgekocht und wSrrnefixiert.

Beispiel 1

Kreuzketten aus falschdrahttexturierten, 3*l-f5digen 16,7-tex-Polyäthylenterephthalat-Filamentgarnen wurden unter Zugspannung

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mit Klebeband auf Metallrahmen jnit einem rechteckigen Innenraum von etwa 96 χ 55 cm (Aussenabmessungen in jeder Richtung etwa Ί cm grosser) festgelegt. Zur Bildung der Kreuzkette wurde der Rahmen zuerst längs einer Seite einer Stange von quadratischem 5 x 5 cm Querschnitt festgeklenmt, die axial drehbar auf einer Drehbank angeordnet war, wobei die Rahmenlängsseiten parallel zur Stange und in gleichmässigem Abstand von dieser verliefen. In den meisten Fällen wurden zur besseren Ausnutzung des Garns zur gleichzeitigen Bewicklung zwei Rahmen auf gegenüberliegenden Seiten der Stange vorgesehen. Dann wurden die Rahmenlängsseiten mit doppelseitig klebendem Klebeband belegt, worauf das Garn kontinuierlich über die Rahmenfläche gewickelt und auf diese Weise im Verlauf des Drehbank-Vorschubs auf jedem Rahmen eine Kette mit dem gewünschten Abstand gebildet wurde. Die Aufwickelspannung betrug etwa 0,3 g/den, und bei jeder Umdrehung lief das Garn zwischen seinen Verläufen über die Rahmenflache zur Stangenrückseite (beim Arbeiten mit zwei Rahmen über die Fläche auch des anderen Rahmens). Nach vollständiger Bewicklung des Rahmens wurden die Rahmenseiten über dem Garn erneut mit Klebeband versehen, um die Kette in ihrer Lage zu halten, worauf die Garnverläufe längs der Rahmenaussenseite beschnitten wurden. Dann wurde der Rahmen abgenommen und erneut, diesmal mit seinen Breitseiten parallel zur Stange und im gleichmässigen Abstand von dieser, an der Stange festgeklemmt. Nun wurden die Breitseiten mit dem doppelseitig klebenden Klebeband belegt, und durch kontinuierliches Wickeln des Garns über die Rahmenfläche wurde in der Querrichtung eine Kette mit dem gewünschten Abstand gebildet, worauf die Rahmenränder wiederum mit Klebeband versehen wurden, um die Kreuzkette in ihrer Lage zu halten, und der Rahmen durch Beschneiden der Garne längs der Rahmenränder freigeschnitten wurde.

In einer Versuchsreihe, deren Arbeitsbedingungen in der Tabelle V zusammengestellt sind, wurden Stoffe durch Einbinden kurzer

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it- 29A8329

Stapelfasern in wie oben gebildete Kreuzketten hergestellt (Teile der Stoffe sind in Fig. 21 bis 25 (Oberseite) und Fir;. 21a bis 25a (Rückseite) gezeigt). Die Rahmen wurden hierbei auf ein Halbköper-Sieb (37,8 Maschen/cm χ 39,4 Maschen/cm) aufgegeben. Auf die Oberseite der Kreuzkette wurde ein- oder mehrlagig (wie in Tabelle V genannt) Stnpelfanerpapier des in der Tabelle genannten Klächengewichts aufgelegt. Beide hier verwendeten Papiere waren aus Polyester-Stapelfaser von 0,64 cm Schnittlänge hergestellt. Der Aufbau wurde auf ein Band gegeben und der hydraulischen Nadelung mit der in der Tabelle genannten Zahl von Zyklen bei den genannten Nadelungsbedingungen während jedes Durchgangs (Lochreihe von 127-um-Löchern mit 15,75 Löchern/ cm, Lochabstand über dem Stapelfaserpapier wie in der Tabelle genannt) unterworfen. Am Schluss jedes Zyklus wurde die Stoffprobe gewendet, so dass sie darauf der hydraulischen Nadelung von der anderen Seite als während des vorhergehenden Zyklus her unterlag. Am Ende des Nadelungsvorgangs wurden die Stoffe abgekocht und wärmefixiert. Die Eigenschaften und Charakteristiken der Produktstoffe nennt die Tabelle VI.

Beispiel 5

Wie in Beispiel 4 wurden Kreuzketten aus falschdrahttexturierten, 34-fädigen 16,7-tex-Polyäthylenterephthalat-Filanentgarnen unter Zugspannung auf Metallrahmen mit Klebeband festgelegt. Die Kette in der Maschinenrichtung wurde mit Einzelrarn in Abstand von l6 Garnläufen/cm bei einer Zugspannung von 90 g aufgelegt, während die Kette in der Querrichtung viergarnig (in Gruppen von vier Garnverläufeh zusammen) bei einem Abstand von 4 Verläufen/cm unter einer Zugspannung von 50 g aufgelegt wurde. Der mit der Kreuzkette versehene Rahmen wurde wie in Beispiel 4 auf das Halbköper-Sieb aufgelegt, worauf auf die Oberseite der Kreuzkette drei Stapelfaserpapierlagen aufgebracht wurden. Das Stapel-

2 faserpapier hatte ein Flächengewicht von 27,1 g/m und war aus

- 33 -

030026/06AO

QP-2285 _*λ

85 Gew.? 0,167-tex-Polyäthylenterephthalat-Stapelfaser von 6,35 mm Schnittlänge und 15 Gew.? eines Bindemittels (das bei der folgenden hydraulischen Nadelung ausgewaschen wurde) in Form gleicher Teile Polyvinylalkohol und Glasmikrofasern hergestellt. Der Aufbau wurde auf ein Band aufgegeben und zur hydraulischen Nadelung mit einer Geschwindigkeit von 13,7 m/min unter Wasserstrahlen hinweggeführt, die aus einer Lochreihe von 127-um-Löchern (15,75 Löcher/cm, 38,1 mm über dem Stapelfaserpapier liegend) austraten, wobei der Aufbau unter den Strahlen zuerst in einer Richtung und dann in der Gegenrichtung hinweggeführt wurde. Während der ersten sechs Durchgänge wurden die V/asserstrahlen bei einem Druck von 3^^8 kPa zugeführt, worauf die Anordnung in vier weiteren Durchgängen bei 103¹O kPa genadelt wurde. Der Aufbau wurde dann gewendet und in vier Durchgängen bei 6895 kPa genadelt, danach erneut gewendet und in acht Durchgängen bei IIO32 kPa Druck genadelt. Der so erhaltene Stoffabschnitt wurde dann in zwei Hälften geschnitten und senkrecht zu seiner früheren Richtung wieder auf das Sieb gegeben (wobei die vierqarnig gebildete Kette nun in der Maschinenrichtung lag). Dann wurde auf die Stoffoberseite eine Musterungsplatte aus einer Gruppe von Stäben aufgelegt, die im Abstand entsprechend 5 Stäben/cm vorgesehen waren und deren jeder 2,3 nun hoch war, am Fuss eine Breite von 1,65 mm hatte und einen etwas gerundeten Kopf von 0,8 mm Breite aufwies, wobei die Stäbe in der Maschinenrichtung des Stoffs lagen. Der Aufbau wurde dann bei einer Bandgeschwindigkeit von 9,12 m/min und einem Lochabstand von 50,8 mm über dem Stoff in zwei weiteren Durchgängen bei IO687 kPa genadelt. Durch die Nadelung des Stoffs durch die Musterungsplatte hindurch wurden die Kettgarne, die ursprünglich einzeln im Abstand entsprechend 16 Garnverläufen/cm aufgelegt worden waren, zu Maschenstäbchen im Abstand entsprechend 5 Stäbchen/cm zusammengedrückt. Das Produkt wurde 5 min bei I80 ⁰C

wärmefixiert. Es hatte ein Flächengewicht von ΐΊΊ,Ι g/m und das Aussehen und den Griff eines herkömmlichen Cordsamts guter

- J>k -

030026/0640

Qualität. Eine fotografische Mikroaufnahme der den Cordmuster-Stäbchen abgewandten Stoffseite bei 10-facher Vergrösserung ergab, dass die in der Richtung senkrecht zu den Stäbchen liegenden Filamente sehr gut ausgebreitet waren und eine Abstandsbeziehung zeigten, wobei der Filamentausbreitungsgrad (% S) 100 % betrug und die Prüfung auf FiIament-Abstandsbeziehung (% A) einen Wert von 19,5 % ergab. Die Umkehrfrequenzprüfung zeigte, dass die Stapelfasern 3,9 Umkehrungen/cm Stapellänge aufwiesen. Der Stoff zeigte eine ausgezeichnete Festigkeit; er ergab bei der Randfestigkeitsprüfung 26,11 N. Bei der Faserverlustprüfung ergab sich ein Verlust des Stoffs an Fasergehalt bei der anfänglichen V.'aschung von nur 1,2 %. Der Stoff hatte eine ausgezeichnete Deckkraft; der Kontaktdeckkraftwert des ungefärbten Stoffs bestimmte sich zu 81,8 %. Teile des Stoffs sind in Fig. 26 (Oberseite) und Fig. 26a (Rückseite) gezeigt.

QP-P285

Tabelle I

EIGENSCHAFTEN UND CHARAKTERISTIKEN AUS SCRIMGEWIRKEN HERGESTELLTER STOFFE

Stoffeigenschaft

oder -charakteristik: ϊ 5 5 7 8 9

FlSchengewicht, g/m² 100,3 ¹⁰¹>° ¹^'⁶ 98,3 106,1 131,9

Umkehrfrequenz, 5,1 3,8 1,5 3,5 1,6 3,3

Umkehrungen/cm

Filamentausbrei- 73,3 69,3 85,1 73,2 81,7 92,2

tungsgrad, % S

Prüfung auf Abstands- 17,1 17,8 19,5 15,2 22,8 21,7 beziehung der Filamente, % A

Wirkbindungsdichte, 0,90 0,85 1,10 0,91 1,07 1,33

Faserverlust, % 2,1 2,2 2,9 2,8 2,1 0,84

Randfestigkeit, N 15,70 18,21 l8,2i 21,75 17,97 21,80

Maschenziehkraft, N 12,8 13,0 11,1 13,0 11,1 13,1 Maschenziehlänge, cm 0,635 0,183 0,183 0,157 0,559 0,106

Kontaktdeckkraft, % 67,5 93,7 71,9 66,5 66,9 73,9

+) Stoff blaugefärbt

- 36 030026/0640

Tabelle I
Fortsetzung

EIGEJKSCHAFTEN UND CHARAKTERISTIKKN AUS SCRIMGEWIRKEN HERGESTELLTER STOFFE

Stoffeicenschaft Fip.

oder -charakteristik: 10 11 12 , 13 1*1 15 16

PlSchcncewicht, g/m² m,2 112,6 115,9 100,3 98,3 97,0 11?,9

Uinkehrfrequenz, _2y , g „g .

Umkehrungen/cm ^⁵' ^ ^M)ö ^'^{ö 3j}° ²'⁹ ^'²

Filamentausbrei- tungsgrad, % S	71,5	75	,5	72	,7	7 7 1	68,	6	67,1	67,1
Prüfung auf Abstands beziehung der Fila mente, % A	«.ι	22	,8	16	,9	17,1	21,		15,2	22,8
Wirkbindungsdichte, g/cm11	1,12	1	,13	1	,26	0,96	0,	87	0,91	ο,9

Faserverlust, % 1,5 1,8 2,7 2,h 2,1 2,2 2,H

Randfestigkeit, N 15,21 18,16 17,30 16,99 19,39 19,17 21,0Ί

Maschenziehkraft, N 11,7 13,^ 12,2 11,5 12,5 12,9 12,8

Kaschenziehlänge, cm 0,533 0,183 0,157 0,610 0,157 0,183 0,157

Kontaktdeckkraft, ? 70,1 69,5 71,9 68,5 73,6⁺⁾ 71,3⁺⁾ 73,0

+) Stoff gelbgefärbf

- 37 030026/0640

Tabelle II

VERPAHRENSBEDINGUNGEN BEI DER HERSTELLUNG VON STOFFEN AUS
SCRIMGEWIRKEN VON BEISPIEL 2

Ausgangsmaterial Fip.

oder Verfahrensstufe: _c

IO

Zahl der Filamente 3^ 34 3Ii 314 3I4
im Garn

Wärmefix ier-Tempera- 1I40 1*10 I¹IO 1^0 I¹IO
tür, ⁰C

Zahl der Papier- 1112 1
lagen

Dilsendruck, MPa

1. Zyklus, Durchgang 1 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9

2 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8

3 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8

H 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 5

2. Zyklus, Durchgang 1 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9

2 13,8 . 13,8 13,8 13,8 13,8

3 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 i, ... .__ ___ __. ι_3ϊ8

3. Zyklus, Durchgang 1 6,9 6,9 6,9 6,9

2 13,8 13,8 13,8 13,8

3 13,8 13,8 13,8 13,8

i| 13,8 13,8 13,8 13,8
₅

a) Hierauf 4. Zyklus, mit dem 3. identisch

b) Hierauf zwei weitere Zyklen, mit dem 3. identisch

c)l Nach diesem Durchgang Spülen des Stoffs mit heissem Wasser.

- 38 030026/0640

Tabelle II
Fortsetzung

VERFAHRENSBEDINGUNGEN BEI DER HERSTELLUNG VON STOFFEN AUS SCRIMGEWIRKEN VON BEISPIEL 2

Ausgangsmaterial Fig. oder Verfahrensstufe:

11 12 13 14 15 16

Zahl der Filamente 34 34 34 68 68 68 im Garn

V.'ärmef ixier-Tempera- 1/JO 140 149 l40 l40 l40 tür, ⁰C

Zahl der Papier- 111112 lagen

Düsendruck, MPa

1. Zyklus, Durchgang 1 6,9 6,9 13,8^C 8,3° 8,3° 8,3°

2 13,8 13,8 13,8 12,4 12,4 12,4

3 13,8 13,8 13,8 12,4 12,4 12,4 H 13,8 13,8 13,8 12,4 12,4 12,4 ₅ __. __. __. _12>4 12,4 12,4

2. Zyklus, Durchgang 1 6,9 6,9 6,9 8,3^C 8,3^C 8,3^C

2 13,8 13,8 13,8 12,4 12,4 12,4

3 13,8 13,8 13,8 12,4 12,4 12,4

4 13,8 13,8 13,8 12,4 12,4 12,4

₅ _„· ___ _13j8 12,4 12,4 12,4

3. Zyklus, Durchgang 1 6,9 6,9 — 8,3 8,3 8,3

2 13,8 13,8 —- 12,4 12,4 12,4

3 13,8 .13,8. — 12,4 12,4 12,4 I₄ 13,8^a 13,8° -— 12,4 12,4 12,4 ₅ ___ „_ __. 12,4 12,4 12,4

a) Hierauf 4. Zyklus, mit dem 3. identisch tr) Hierauf zwei weitere Zyklen, mit dem 3. identisch

c) Nach diesem Durchgang Spülen des Stoffs mit heissem Wasser

03002$/Ό640

Tabelle III

VERFAHREIJSBEDINGUNGEN BEI DER HERSTELLUNG VON STOFFEN AUS

SCRIMGEWEBEN

Auscangsmatenal oder	1 2 3 14 5 6	Fig.	18	19	2o
Verfahrensstufe:	1 2 3 14 5 6	17
Scrimbindung	1 2 14 5		16,5 15,8 2	12,6 11,8	11,8 18,9 1
	12,6 12,6	1	1	1
	2	1,9	1,9	3,8
Kettfadenläufe/cm Schussfadenläufe/cm Schussbewegungen/Fach	3,8
Papierlagen		6,9 13,8 13,8 13,8	2,8 8;3b 12,1» 12,14 12,14	2,8 8,3b 12,14 12,14 12,14
Düsenhöhe, cm	3,5a 8,3	6,9 13,8 13,8 13,8	6,9 12,1» 12,14 12,1»	6,9 12,J 12,14 12,14
Düsendrücke^ MPa	3,5 6,9 8,3 8,3	6,9 13,8 13,8 13,8	6,9 12,14 12!l4C	6,9 12,U 12>c '
1. Zyklus, Durchgang	6,9 11,7 11,7 ll!7c
2. Zyklus, Durchgang
3. Zyklus, Durchgang

a) Vorbehandlung - wie in Beispiel 3 beschrieben.

b) Nach diesem Durchgang Spülen des Stoffs mit heissem Wasser

c) Hierauf zwei weitere Zyklen, mit dem 3. identisch.

-Uo-030026/0640

Tabelle IV

EIGENSCHAFTEN UND CHARAKTERISTIKEN AUS SCRIMGEWERKM HERGESTELL TER STOFFE

Stoffeigenschaft Fig.

oder -charakteristik:

17 18 19 20

Flächengewicht, g/m² 123,7 106,8 101,7 106,8

Umkehrfrequenz/ 4,1 S,O k,9 k ,5

Umkehrungen/cm

Filamentausbrei- 7^,5 77,1 69,1 59,^

tungsgrad, % S

Prüfung auf Abstandsbeziehung der FiIa- 22,8 29,3 28,2 20,6 mente, % A

Faserverlust, % 1,8 1,2 1,3 1,5

Randfestigkeit, N 25,18 22,60 23,0*4 22,02

Kontaktdeckkraft, % . 75,0 73,6 93,7⁺⁾ 70,7

+) Stoff rotgefärbt

- Il -

030026/06A0

QP-2285

Tabelle V

VERFAHRENSBEDINGUNGEN BEI DER HERSTELLUNG VON STOFFEN AUS

KREUZKETTEN

Ausgangsmaterial oder Verfahrensstufe:

21, 21a 22, 22a 23, 23a

Maschinenrichtung: 15,75 x 2 12,6 χ 1 9,45 x

FadenlSufe/cm χ Garne/ Fadenlauf

Kreuzrichtung: 3,94 χ 4 3,15 x 4 3,15 x

FadenlSufe/cm χ Garne/ Fadenlauf

StageIfaserpaoier

Zahl der Lagen von

14,4 g/m² FlSchengewicht OO 1

Zahl der Lagen von

27,1 g/m^ FlSchengewicht	1	1	2	1
Dilsenhöhe, cm	2	5,1	3,8	2,5
DüsendrückeA MPa	3
1. Zyklus, Durchgang				6>9d
	5	3,5	6,9°	6,9
	6	5,2		8,3
	7	6,9	12^4	12,4
	1		12,4	12,4
	2	___	12,4	12,4
	3	—-	—_	12,4
2. Zyklus, Durchgang		3,5	6,9	6,9
	5	6,9	12,4	12,4
	1		12,4	12,4
	2	___	12,4	12,4
	3	—-	12,4	12,4
3. Zyklus, Durchgang		6,9	6,9	6,9
	5	6,9	12,4	12,4
	6'9a	12,4	12,4
	6,9a	12I1L	12,4
		12,4C	12,4e

- 42 030026/0640

QP-2285

Tabelle V

Fortsetzung

VERFAHRENSBEDINGUNGEN BEI DER HERSTELLUNG VON STOFFEN AUS

KREUZKETTEN

Ausgangsmaterial oder
Verfahrensstufe: Fip:.

2H,

25, 25a

j-'aschinenrichtung:
FadenlSufe/cm κ Garne/ Fadenlauf

Kreuzrichtung:
Fadenläufe/cm χ Garne/ Fadenlauf

x l

Zahl der Lagen von

I¹», ¹J g/m^ FISchengewicht

Zahl der Lagen von

27,1 g/m^ Flächengewicht

Düsenhöhe, cm
Düsendrücke_a_MPa

1. Zyklus, Durchgang 1

5 6

2. Zyklus, Durchgang 1

3. Zyklus, Durchgang 1

2 3 3,15 χ

12,6 χ 1

3,15 x

1	1
2,5	3,8
6,9d	3,5
8,3	6,9
12,H	12,1»
	12,H
12)u	12,14
12,H	12,H
8,3
12,14	6,9
12,U	12,H
12,1»	12,H
12,14	12,14
8,3	12,14
12,14	6,9
12, *4	12,H
12 Μ	12,H
12,l4e	12,1»
12 14C

Q30026/0640

cr-2285

Anmerkungen zu Tabelle V:

a) Hierauf zwei v/eitere Zyklen, mit dem 3. identisch und danach ein E5nzeldurchf:anp; bei 2,1 V'?a im
sechsten Zyklus.

b) Spülen des Stoffs mit heissem V.'asser nach diesem
Durchrang.

c) Hierauf ein weiterer Zyklus, mit dem 3. identisch.

d) Vom Rahmen abgeschnitten.

e) Hierauf zwei weitere Zyklen, mit dem 3. identisch.

030026/0640

QP-2285

Tabelle VI

EIGENSCHAFTEN UND CHARAKTERISTIKEN AUS KREUZKETTEN HERGESTELLTER STOFFE

Stoff-Eigenschaft oder -Charakteristik:

Fig.

21,21a 22,22a 23,23a 24,24a 25,25a

Flächengewicbt, g/m'

Unikehrfrequenz, Umkehrungen/cm

Fi lament-Ausbreitungsgrad, % S

Prüfung auf Filament- Ab st and sbeziehung, % A Faserverlust, % Randfestigkeit, N Kontaktdeckkraft, % Stoffart

+) Stoff blaugefärbt ++) Stoff gelbgefärbt 105,1 120,3 86,4 100,0 94,9 4,8 4,3 6,5 5,0 5,4

62,3

10,6

1,24

65,1 100

74,9 100

15,2

11,9

1,40 0,9

19,5

1,3

22,8

18,19 24,73 18,15 18,82 23,35 95,4⁺⁾ 92,7⁺⁾ 68,7⁺⁾ 7O,4⁺⁺⁾ 74,2

Druck- Baum- Eaum- Eaum- Kissenstoff violl- v:oll- woll- bezug

flanell- flanell- flanell-

art art art

- 45 n30026/06AQ

-SO-

Leerseite

Claims (10)

1. Leichter Verbundstoff mit einem Substrat von Filamenten, die zu einer geordneten Kreuzrichtungsanordnung formiert sind, wobei die Filamente eine pte Ausbreitung und eine Abstandsbeziehung zueinander über der gesamten Anordnung in mindestens einer Richtung der Anordnung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente gut ausgebreitet sind derart, dass der durchschnittliche Abstand zwischen jeglichen FiIamentbündeln nicht grosser als die durchschnittliche Breite jener Filamentbündel ist, und dass die Filamente eine Abstandsbeziehung zueinander aufweisen derart, dass in dem Bereich, der bei der Prüfung als dichtester Bereich des FiIamentbündels beobachtet wird, die Summe der Fi lamentnuerschnittsflachen weniger als 30 % des dichtesten beobachteten Bündelbereichs einnimmt, wobei das Substrat mit Stanelfasern von weniger als 0,3 tex Einzelfasertiter und von etwa 0,5 bis 1 cm Länge in einer Menge von 20 bis 50 % vom Gewicht des Verbundstoffs vereinigt ist, v.'obei sich die Stapelfasern durch die Filamente erstrecken und mit diesen verwirrt sind und zwischen den Flächen des Stoffs pro Zentimeter Stapelfaserlänge mehr als etwa zwei Richtungsumkehrungen aufweisen, wobei der Verbundstoff eine hohe Randfestigkeit hat und während des anfänglichen Waschens nur wenig Faserverlust unterliegt.

2. Stoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Randfestigkeit von etwa 15 bis 30 N.

3. Stoff nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Faserverlust während des anfänglichen V'aschens von nicht mehr als

3 % seines Fasergehalts.

0~3do~26/0640

ORIGINAL INSPECTED

4. Stoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, fekenn-

2 zeichnet durch ein Fl/'chengev.'icht von etvra 50 bis 135 g/m .

5. Stoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis Ί, gekennzeichnet durch ein von Filamentrarncn gebildetes Substrat, wobei die Filamnntgarne in Maschen in einer geordneten Anordnung von Kascher.reihen und -stäbchen zusammengewirkt sind und wobei das Substrat eine Bindunpsdichte von etwa 0,2 bis Ι,Ί

h
Maschen χ g/cm hat.

6. Stoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis ¹J, gekennzeichnet durch ein Substrat in Form eines Filanentgarn-Gewebes geringen Gewichts von grobem, offenem Aufbau mit einer Schussfadendichte von etwa 2 bds 12 pro 2 1/2 cm.

7. Stoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis ¹I, gekennzeichnet durch ein Substrat in Form einer Filament-Kreuzkette.

8. Stoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreuzkette in mindestens einer Richtung von Filamentgarnen gebildet wird.

9. Stoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Cordsamtstoff mit einen PlSchen-

gewicht von etwa 100 bis 200 g/m darstellt, wobei das Substrat eine Filament-Kreuzkette ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines leichten Verbundstoffs von geringem Flächengewicht, der eine hohe Randfestigkeit hat und nur einen geringen Faserverlust während des anfänglichen Waschens zeigt, wobei man

a) Filamentgarne zu einer geordneten Kreuzrichtungsanordnung formiert, wobei die Garne von Verwirrung von Filamenten miteinander und Drallung, die eine leichte Trennung der Filamente voneinander verhindern würden, frei sind,

- 2 030026/0640

b) über die Filamentgarn-Anordnung ein Flechtenmaterial gibt, das von Stapelfasern von weniger als 0,3 tex Einzelfasortiter und von etwa 0,5 bis 1 cm Ljinge gebildet wird,

c) auf die Stapelfasern und Anordnung von Filamentgarnen säulenförmige Flüssigkeitsstrahl en auftreffen lässt, wobei man durch das Auftreffenlassen säulenförmiger Flüssigkeitsstrahlen auf die Stapelfasern und Anordnung von Filamenten die Garne so ausbreitet, dass die Filamente über die gesamte Anordnung in mindestens einer Richtung eine gute Ausbreitung und eine Abstandsbeziehung zueinander erlangen, und dass die Stapelfasern einer Ineinanderwirrung mit den Filamenten zur Bildung eines ein Ganzes darstellenden Verbundstoffs unterliegen, v.'obei die Filamente gut ausgebreitet sind derart, dass der durchschnittliche Abstand zwischen jeglichen Filamentbündeln nicht grosser als die durchschnittliche Breite jener Filamentbündel ist und die Filamente eine Abstandsbeziehung zueinander aufweisen derart, dass in dem Bereich des Filamentbündels, der bei der Prüfung als dichtester Bereich beobachtet wird, die Summe der Filamentouerschnittsflachen weniger als 30 % des dichtesten beobachteten Bündelbereichs einnimmt, und

d) durch Auftreffenlassen säulenförmiger Flüssigkeitsstrahlen auf den so gebildeten Stoff von der entgegengesetzten Stoffseite her die Stapelfasern einer weiteren Ineinander- wirrung unterwirft und hierdurch in den Stapelfasern in der Richtung zwischen den Stoffflächen mehr als etwa zwei Umkehrungen pro Zentimeter Stapelfaserlänge ausbildet.

η 3 η η 2 R / o 6 α α