Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen penetrationshemmenden Artikel, der eine

Gewebestruktur aufweist, wobei die Gewebestruktur hochfeste Fasern mit einer Festigkeit von wenigstens 1 100 MPa gemäß ASTM D-885 und thermoplastische Fasern aufweist.

Um penetrationshemmende Artikel aus Gewebelagen von hochfesten Fasern herzustellen, wurde bisher ein Präimprägnierungsverfahren (prepreg) angewandt, bei dem auf eine Gewebelage ein Film oder Harz aufgebracht wurde. Nach dem Kalandrierschritt wurden mehrere präimprägnierte Gewebelagen gestapelt und unter hoher Temperatur und Druck zum gewünschten Material, z.B.

Armierungsplatten, verpresst.

Diese Methode verursacht mehrere Probleme. Im Material, das auf das Gewebe von hochfesten Fasern kalandriert wird, befinden sich Lösungsmittel. Unter normalen atmosphärischen Bedingungen diffundiert das Lösungsmittel schnell, so dass auch der Harzfilm altert. Um dies zu vermeiden sind deshalb der gekühlte Transport und die gekühlte Lagerung der vorimprägnierten Gewebe nötig.

Außerdem ist die Drapierbarkeit der Gewebelagen in kleinen Radien gering.

Das Kalandrieren der Gewebelagen ist außerdem sehr kostenaufwendig. Der zusätzliche Produktionsschritt kostet Zeit und Energie und eine Trennfolie zwischen Maschine und Harzfilm ist nötig, um das Verkleben des beschichteten Materials mit Teilen der Produktionsmaschinen aber auch der nächsten Rolllage (bei Herstellung einer Rollware) zu vermeiden. Das Präimprägnierungsverfahren kann durch eine textiltechnische Lösung vermieden werden, wobei ein thermoplastisches Garn zusammen mit den hochfesten Garnen verwebt wird, sodass bei dem Verpressen und Formen des Artikels aus mehreren Gewebelagen unter erhöhter Temperatur und Druck der Thermoplast verflüssigt und die Gewebelagen wie ein Klebstoff miteinander verbindet.

Artikel aus mehreren Gewebelagen, auch für den ballistischen Schutz, sind allgemein bekannt. Auch die Verwendung von Hybridgeweben aus

thermoplastischen und hochfesten Fasern in einer dieser Gewebelagen ist bekannt.

US 5,168,006 beschreibt ein Gewebe in dem thermoplastische und hochfeste Fasern zusammen verwoben werden, um anschließend zu Formmaterialien verpresst zu werden. Hier werden beide Fasern in einem Kettbaum System jeweils parallel als Kett- und Schußfäden verwoben. Das Gewebe ist gekennzeichnet durch einen hohen Thermoplastanteil.

Auch die Vermeidung des Präimprägnierungsverfahrens durch textiltechnische Maßnahmen ist bekannt.

EP0417827 beschreibt ein Gewebe aus thermoplastischen Fasern und hochfesten Fasern, das als präimprägniertes Material zur Herstellung von u.a. Schutzkleidung (Helme) verwendet werden kann. Vorbehandelte thermoplastische Fasern werden mit den hochfesten Fasern zu Faserbündeln gefügt, die anschließend verwebt werden, wobei die hochfesten Fasern einen Anteil von vorzugsweise 40-60% am Gewebe haben.

Die in den veröffentlichten Schriften beschriebenen Artikel weisen allerdings nachteilig nur eine geringe penetrationshemmende Wirkung auf und zudem ist die Drapierbarkeit der Artikel gering. Der zuletzt genannte Effekt tritt dabei hauptsächlich auf Grund des hohen thermoplastischen Anteils im Gewebe auf.

Im Dokument DE 10 201 1 102 342 wird ein Mehrlagentextil mit mindestens einer Doppellage beschrieben. Eine erste Schicht dieses Mehrlagentextils weist Verstärkungsfäden auf wohingegen eine zweite Schicht des Mehrlagentextils Matrixfäden aufweist. Die Verstärkungsfäden sollen in dem Mehrlagentextil strukturiert angeordnet sein [0009], also beispielsweise ein Gelege bilden. Die beiden Schichten werden über Bindefäden miteinander verbunden. In dem Dokument ist nicht beschrieben, dass die strukturiert angeordneten

Verstärkungsfäden ein Gewebe aus Verstärkungsfäden bilden. Als bevorzugten Ausgestaltung des Mehrlagentextils wird die Advanced Synchron Weave Struktur genannt [0016] (beschrieben in EP 0408830). Bei dieser Struktur bilden die Verstärkungsfasern zwei zueinander verkreuzte Gelegelagen und die Matrixfäden halten die Verstärkungsfäden durch durchgreifende Oberschußfäden oder

Unterschußfäden zusammen. Das Matrixmaterial befindet sich folglich zwischen dem Verstärkungsfasern. Das Ziel der Erfindung nach DE 10 201 1 102 432 ist die ideale gleichmäßige Verteilung der Matrixfäden, so dass beim Aufschmelzen des Matrixmaterials jedes Filament der Verstärkungsfasern mit dem Matrixmaterial benetzt ist. Um dies zu erreichen, dürfen die Verstärkungsfäden nicht als Gewebe vorliegen, da sonst eine gleichmäßige Verteilung des Matrixmaterials an den Kreuzungspunkten des Gewebes nicht möglich wäre. Zudem ist die Einbringung des Matrixmaterials in ein solches Gewebe aus Verstärkungsfasern schwieriger. Das in diesem Dokument genannte Flächentextil kann als Außenhaut für

Flugzeuge, Kraftfahrzeuge oder andere Fahrzeuge eingesetzt werden [0022]. Dadurch dass die Filamente der Verstärkungsfasern von dem Matrixmaterial gleichmäßig benetzt sind, würde sich die ballistische Halteleistung wesentlich verringern so dass das Material der DE 10 201 1 102 432 nicht für antiballistische Zwecke verwendet werden kann. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb, die aus dem Stand der Technik beschriebenen Nachteile zu beseitigen oder zumindest zu verringern.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen penetrationshemmenden Artikel umfassend mindestens eine Gewebestruktur welche thermoplastische Fasern und hochfeste Fasern aufweist, wobei die hochfesten Fasern eine Festigkeit von wenigstens 1 100 MPa gemäß ASTM D-885 haben, wobei die hochfesten Fasern miteinander zu einem zweiten Gewebe der Gewebestruktur verbunden sind und die

thermoplastischen Fasern auf dem zweiten Gewebe liegen und über mindestens einen Kett- und/oder Schussfaden mit dem zweiten Gewebe verbunden sind, wobei die thermoplastischen Fasern einen Gewichtsanteil bezogen auf das Gewicht des Doppelgewebes von 5 bis 35% haben.

Bevorzugt liegen die thermoplastischen Fasern in der Gewebestruktur in Form eines ersten Gewebes oder in Form eines Geleges vor. Liegen die

thermoplastischen Fasern in Form eines Geleges vor, so bilden die

thermoplastischen Fasern bevorzugt ein unidirektionales Gelege. Unter einem unidirektionalen Gelege soll verstanden werden, wenn Fasern (Monofilament oder Mutifilamente) in etwa parallel zueinander in einer Ebene angeordnet sind.

In der Ausführungsform, in der die thermoplastischen Fasern in Form eines ersten Gewebes vorliegen, werden das erste und das zweite Gewebe der

Gewebestruktur bevorzugt durch Kett- und/oder Schussfäden der ersten

Gewebelage (also durch thermoplastische Fasern) mit dem zweiten Gewebe (aus hochfesten Fasern) verbunden. Das bedeutet, dass das Gewebe aus hochfesten Fasern durch thermoplastische Fasern an das Gewebe aus thermoplastischen Fasern gebunden ist.

In der Ausführungsform, in der die thermoplastischen Fasern als Gelege

(bevorzugt als unidirektionales Gelege) in der Gewebestruktur vorliegen, erfolgt eine Verbindung vorzugsweise über mindestens einen Kett- und/oder Schussfaden des zweiten Gewebes. Das bedeutet, dass die Verbindung des Gewebes aus hochfesten Fasern mit dem Gelege aus thermoplastischen Fasern durch Kett- und/oder Schussfäden aus hochfesten Fasern erfolgt. In beiden Ausführungsformen (thermoplastische Fasern liegen als Gewebe oder als Gelege vor) erfolgt die Verbindung zwischen dem zweiten Gewebe aus hochfesten Fasern und den thermoplastischen Fasern durch eine webtechnische Verbindung. Kein zusätzlicher Bindefaden oder kein zusätzliches nicht textiles Bindungsmittel (beispielsweise Klebefilme oder Folien) für die Verbindung zwischen der zweite Gewebelage und den thermoplastischen Fasern werden benötigt. In vorteilhafter Weise befinden sich die thermoplastischen Fasern nicht verwebt im Gewebe aus hochfesten Fasern, so dass die hochfesten Fasern sich innerhalb ihrer Gewebelage bewegen können. Hierdurch wird die ballistische Halteleistung der hochfesten Fasern deutlich verbessert. Weiterhin ist vorteilhaft, dass die thermoplastischen Fasern auf dem Gewebe aus hochfesten Fasern aufliegen. Beim Schmelzen der thermoplastischen Fasern entsteht eine dünne Schicht aus thermoplastischem Material auf der Oberfläche der Gewebelage aus hochfesten Fasern, das thermoplastische Material dringt aber nicht in die

Gewebelage aus hochfesten Fasern ein (es erfolgt also keine Imprägnierung der Gewebelage aus hochfesten Fasern mit dem geschmolzenen thermoplastischen Material). Auch durch diesen Effekt wird die ballistische Halteleistung der hochfesten Fasern im Gewebe verbessert beziehungsweise erhalten (kontrollierte Delaminierung bei Beschuss ist möglich). Zu besseren Lesbarkeit der Beschreibung soll das erste Gewebe der

Gewebestruktur in der weiteren Beschreibung auch als erste Gewebelage

(thermoplastische Gewebelage) und das zweite Gewebe der Gewebestruktur auch als zweite Gewebelage (hochfeste Gewebelage) bezeichnet werden. Die Gewebestruktur bildet ein Doppelgewebe. Unter einem Doppelgewebe sollen zwei Gewebelagen verstanden werden, die jede für sich gewebt sind, die aber über Verknüpfungspunkte miteinander in Kontakt stehen. Bei einer Doppelgewebelage liegen zwei Gewebelagen vor, die beispielsweise aufeinander liegen können. Unter einem Doppelgewebe soll jedoch auch verstanden werden, wenn ein Gewebe vorliegt und eine weitere Lage unidirektionaler Fasern auf dieser Gewebelage aufliegt und über einen Kett- und/oder Schussfaden der Gewebelage mit diesem verbunden ist. In einem solchen Fall wird das

Doppelgewebe als 1 .5 Doppelgewebe bezeichnet.

In der weiteren Beschreibung werden die Begriffe Gewebestruktur und

Doppelgewebe synonym verwendet.

Vorzugsweise haben die thermoplastischen Fasern einen Gewichtsanteil bezogen auf das Gewicht des Doppelgewebes von 8 bis 20%, besonders bevorzugt von 10 bis 15%.

Der genannte Gewichtsanteil der thermoplastischen Fasern resultiert dabei bevorzugt fast ausschließlich aus den thermoplastischen Fasern der ersten Gewebelage oder der ersten Gelegelage aus thermoplastischen Fasern

(thermoplastische Lage). Der thermoplastische Anteil am Gesamtgewicht des Doppelgewebes sollte niedrig gewählt werden, um einen hohen Anteil an hochfesten Fasern zu ermöglichen. Die primäre Aufgabe der thermoplastischen Lage liegt in der Verklebung der zweiten Gewebelage aus hochfesten Fasern mit anderen (weiteren) Textillagen zu einem penetrationshemmenden Artikel. Die Aufgabe des zweiten Gewebes aus hochfesten Fasern liegt hingegen

überwiegend darin, die Festigkeit und die Elastizität des Artikels zu beeinflussen. Bei einer Verwendung der Gewebestruktur in einem antiballistischen Artikel bestimmt das zweite Gewebe aus hochfesten Fasern die ballistische Leistung des antiballistischen Artikels. Vorzugsweise haben die hochfesten Fasern einen Anteil am Gesamtgewicht des Doppelgewebes von 65 -95%, besonders bevorzugt von 80-95% und ganz besonders bevorzugt von mindestens 85-90%. Vorzugsweise resultiert der Gewichtsanteil der hochfesten Fasern fast ausschließlich aus den hochfesten Fasern der zweiten Gewebelage (hochfeste Gewebelage). Folglich liegen bevorzugt die hochfesten Fasern mit einer Festigkeit von wenigstens 1 100 MPa gemäß ASTM D-885 fast ausschließlich und ganz besonders bevorzugt ausschließlich im zweiten Gewebe des Doppelgewebes vor.

Bevorzugt ist das zweite Gewebe aus hochfesten Fasern mit den

thermoplastischen Fasern über Anknüpfungspunkte verbunden. Vorzugsweise weist eine Fläche von 100 cm ² der Doppelgewebelage 20 bis 150

Anknüpfungspunkte zwischen den thermoplastischen Fasern und dem hochfesten Gewebe auf. Besonders bevorzugt weist eine Fläche von 100 cm ² der

Doppelgewebelage 30 bis 50 Anknüpfungspunkte zwischen den

thermoplastischen Fasern und dem hochfesten Gewebe auf.

Wenn die thermoplastischen Fasern in Form eines ersten Gewebes in der

Gewebestruktur vorliegen, stehen die beiden Gewebelagen des Doppelgewebes bevorzugt über ihre Kett- und/oder Schussfäden miteinander in Kontakt

zueinander, so dass keine weiteren zusätzlichen Kontaktfäden verwendet werden müssen. Beispielsweise kann jeder vierte Kettfaden der ersten Gewebelage

(thermoplastische Gewebelage) an diskreten Punkten mit dem Schussfaden der zweiten Gewebelage (hochfeste Gewebelage) verwebt werden. Diese diskreten Anknüpfungspunkte können regelmäßig wiederkehrend oder zufällig

wiederkehrend im Doppelgewebe vorliegen.

Vorzugsweise sind die Anknüpfungspunkte zur Verbindung der thermoplastischen Fasern mit der zweiten Gewebelage (hochfeste Gewebelage) sogenannte An- oder Abbindungen, wenn die hochfesten Fasern eine erste Gewebelage bilden. Unter einer Anbindung soll dabei verstanden werden, wenn ein Schussfaden einer unteren Gewebelage mit einem Kettfaden einer oberen Gewebelage verbunden wird. Beispielsweise kann bei einer Verbindung der ersten und zweiten Gewebelage durch Anbindungen Schussfäden der zweiten Gewebelage

(hochfeste Gewebelage) mit Kettfäden der ersten Gewebelage (thermoplastische Gewebelage) verbunden werden. Unter einer Abbindung soll verstanden werden, wenn es eine Verbindung zwischen der Kette einer unteren Gewebelage und dem Schuss einer oberen Gewebelage gibt. Beispielsweise kann die erste und zweite Gewebelage durch Abbindungen verbunden werden, wobei Kettfäden der zweiten Gewebelage (hochfeste Gewebelage) mit Schussfäden der ersten Gewebelage (thermoplastische Gewebelage) verbunden werden. Die Anzahl der Anknüpfungspunkte pro Fläche im Doppelgewebe hat einen Einfluss auf die Drapierbarkeit des ballistischen Elements. Je weniger

Anknüpfungspunkte zwischen der ersten Gewebelage (thermoplastische

Gewebelage) und der zweiten Gewebelage (hochfeste Gewebelage) im

Doppelgewebe vorliegen, desto besser ist das Doppelgewebe vor

beziehungsweise während dem Verpressen drapierbar. Mehr noch als die Anzahl der Anknüpfungspunkte hat aber die Trennung von thermoplastischem Material und hochfesten Fasern Auswirkung auf die Drapierbarkeit.

Liegen die thermoplastischen Fasern in Form eines Geleges und bevorzugt in Form eines unidirektionalen Geleges vor, so erfolgt bevorzugt eine Verbindung der zweiten Gewebelage (hochfeste Fasern) mit den thermoplastischen Fasern über mindestens einen Kett- und/oder Schussfaden des zweiten Gewebes.

Vorzugsweise wird dabei mindestens eine thermoplastische Faser von einem Kett- und/oder Schussfaden an das zweite Gewebe gebunden. Auch hier gilt, dass die Drapierbarkeit auch von der Anzahl der Verbindungen der thermoplastischen Gelegelage und der Gewebelage aus hochfesten Fasern beeinflusst wird. Die Trennung von thermoplastischen Fasern und hochfesten Fasern hat aber auch hier den größten Effekt auf die Drapierbarkeit der Gewebestruktur. Unerwartet hat es sich als vorteilhaft für die ballistische Anwendung

herausgestellt, wenn sich der Thermoplast (also die thermoplastischen Fasern) überwiegend nur zwischen den Lagen aus hochfesten Fasern (zweite

Gewebelage) befindet und nicht zwischen den hochfesten Fasern selber. Durch das Imprägnieren der hochfesten Fasern mit dem thermoplastischen Material wird nämlich die Energieabsorption der hochfesten Fasern verringert, wodurch die penetrationshemmende Wirkung verringert wird. Ein hoher Gewichtsanteil von hochfesten Fasern hat sich dabei als wichtig für die physikalischen Eigenschaften des Gewebes dargestellt, im Besonderen für den ballistischen /

penetrationshemmenden Schutz. Bei allen bisher im Stand der Technik genannten Artikeln liegen thermoplastische und hochfeste Fasern parallel in einem Gewebe vor, so dass es beim Erhitzen und Verpressen der Thermoplast auch zwischen den hochfesten Fasern verteilt wird. Die hochfesten Fasern können sich dann in dem entstandenen Artikel weniger bewegen und können so bei einem Beschuss weniger Energie absorbieren, bevor es zu einer Zerstörung der Faser kommt. Außerdem ist der Gewichtsanteil der Thermoplaste im Gewebe relativ hoch, wodurch auch das Gewicht des fertigen Artikels hoch wird. Nachteilig bei den bisher üblichen Verbindungen von Geweben mit thermoplastischem Material ist auch, dass häufig die Verbindung zwischen thermoplastischen Material und Gewebe sehr fest gewählt wird (beispielsweise durch einen hohen Thermoplast Anteil und vielen Verknüpfungspunkten zwischen Thermoplast und Gewebe). Bei antiballistischen Materialien ist eine solche feste Verbindung allerdings nachteilig, da zur Energieumwandlung (im Fall eines Beschüsses) eine kontrollierte Delaminierung gewünscht ist. Bei einem festen Verbund würde die Kugel den Verbund durchschlagen und dabei weniger Energie verlieren, als wenn es zu einer kontrollierten Delaminierung kommen würde.

Bevorzugt wird als Material für die thermoplastischen Fasern ein

thermoplastisches Polymer verwendet. Besonders bevorzugt wird als Material für die thermoplastischen Fasern Polyamid, Polyester oder Polyurethan gewählt. Besonders bevorzugt bestehen die thermoplastischen Fasern teilweise oder vollständig aus Polyamid, insbesondere Polyamid-1 1 oder Polyamid-12 (PA-12). In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die erste Gewebelage oder die erste Gelegelage (thermoplastische Lage) vollständig aus Polyamid, Polyester oder Polyurethan, besonders bevorzugt Polyamid, insbesondere Polyamid-1 1 oder Polyamid-12 (PA-12). Die genannten thermoplastischen Fasern können als Monofilamente und/oder als Multifilamente in der ersten Lage (thermoplastische Lage) des Doppelgewebes vorliegen. Die Verwendung von PA-12 hat den Vorteil, dass es chemisch inert ist und wenig Feuchtigkeit aufnimmt. Dadurch ist das spätere Verpressen einfacher und weniger energieaufwändig. Außerdem ähnelt der Schmelzpunkt von PA-12 dem des im Präimprägnierungsverfahren

verwendeten Harzes, sodass die gleichen Maschinen zur Verpressung des

Doppelgewebes genutzt werden können, wie vorher mit den vorimprägnierten Geweben. Ferner ist PA-12 ein günstiger Grundstoff. PA 12 hat zudem eine vorteilhafte hohe Temperaturbeständigkeit bis zu etwa 160 °C. Wenn die thermoplastischen Fasern der ersten Lage in Form eines Gewebes vorliegen, so weist diese erste Gewebelage bevorzugt eine Gewebedichte nach Walz auf, die bei oder noch bevorzugter unter 30% liegt. Besonders bevorzugt liegt die Gewebedichte nach Walz der ersten Gewebelage bei beziehungsweise unter 20% ganz besonders bevorzugt bei beziehungsweise unter 15 %.

Weiterhin bevorzugt weist die zweite Gewebelage (hochfeste Gewebelage) der Doppelgewebelage eine Gewebedichte nach Walz auf die über 30 % liegt. Über 30% bedeutet hierbei, dass 30% nicht mit enthalten sind. Besonders bevorzugt weist die zweite Gewebelage eine Gewebedichte nach Walz von über 45%, ganz besonders bevorzugt von über 50% auf.

Die Gewebedichte nach Walz (DG) wurde folgendermaßen berechnet:

DG = {d _k + d _s ) ² X f _k X f _s

Hierbei bedeuten:

d _k = Substanzdurchmesser des Kettgarns in mm; d _s = Substanzdurchmesser des Schussgarns in mm;

f _k = Kettfäden pro cm

f _s = Schussfäden pro cm

Der Substanzdurchmesser d _k beziehungsweise d _s der Garne wird wie folgt berechnet:

^ _ lTiter

88,5 X^l Dichte wobei d entweder d _k oder d _s bedeutet und der Titer des entsprechenden Garns in dtex und die Dichte des Garns in g/cm3 eingesetzt wird.

Die nach der Formel berechnete Gewebedichte gilt für Gewebe in

Leinwandbindung. Liegen von der Leinwandbindung abweichende Bindungen vor, so muss ein Bindungs-Korrekturfaktor in die Berechnung einbezogen werden. Für diesen Bindungs-Korrekturfaktor werden beispielsweise bei Geweben mit speziellen Bindungsarten folgende Werte eingesetzt:

Panamabindungen 2:2 0,56

Köperbindungen 2:1 0,70

Köperbindungen 2:2 0,56

Köperbindungen 3:1 0,56

Köperbindungen 4:4 0,38

Atlasbindung 1 :4 0,49

Atlasbindung 1 :5 0,44

Mit diesen Korrekturfaktoren wird die gemäß der Formel errechnete Gewebedichte nach Walz DG multipliziert. Die Gewebedichte wird in % angegeben.

Wie die Gewebedichte für andere Gewebetypen (für die der Korrekturfaktor nicht angegeben wurde) bestimmt werden kann wird in„Textil-Praxis", Ausgabe 2, 1947 (Robert Kochhammer Verlag, Stuttgart) auf Seite 330 bis 335 und 366 bis 370 von den Autoren F. Walz und J. Luibrand beschrieben.

Liegen die thermoplastischen Fasern der ersten Lage in Form eines Gewebes vor, so weist diese erste Gewebelage (thermoplastisches Gewebe) und/oder die zweite Gewebelage (hochfestes Gewebe) bevorzugt in Kette und Schuss jeweils die gleiche Fadenzahl auf. Das bedeutet, dass eine symmetrische Bindung innerhalb der Gewebe vorliegt, bei der die Anzahl der Kettfäden gleich der Anzahl der Schussfäden ist.

Die hochfesten Fasern haben eine Festigkeit von wenigstens 1 100 MPa gemäß ASTM D-885, vorzugsweise eine Festigkeit von mehr als 2000 MPa gemäß ASTM D-885. Bevorzugt sind die hochfesten Fasern Fasern aus Aramiden (vorzugsweise Poly (p-phenylenterephthalamid) oder Aramid-Co-Polymere, Fasern aus Polyethylen mit einem ultrahohem Molekulargewicht, Fasern aus Polypropylen mit ultrahohem Molekulargewicht, Polybenzoxazolfasern oder Polybenzothiazolfasern. Besonders bevorzugt weist die zweite Gewebelage (hochfeste Gewebelage) Aramidfasern, wie beispielsweise Fasern der Marke Twaron® der Firma Teijin Aramid auf. Ganz besonders bevorzugt ist die zweite Gewebelage (hochfeste Gewebelage) zu über 90% aus den Aramidfasern gebildet.

Vorzugsweise liegen die Aramidfasern in Form eines Multifilamentgarns in der zweiten Gewebelage (hochfeste Gewebelage) vor.

In dem Ausführungsbeispiel, bei dem die thermoplastischen Fasern in Form eines ersten Gewebes vorliegen, weisen die thermoplastischen Fasern oder Fäden der ersten Gewebelage (thermoplastische Gewebelage) die gleiche mittlere

Einarbeitung im Gewebe auf, wie die Fäden, die die zweite Gewebelage

(hochfeste Gewebelage) bilden. Unter einer gleichen mittleren Einarbeitung soll verstanden werden, wenn der Mittelwert der webbedingten Längenänderung der Kettfäden und/oder Schussfäden der ersten Gewebelage in etwa gleich dem Mittelwert der webbedingten Längenänderung der Kettfäden und/oder

Schussfäden der zweiten Gewebelage ist. Die Fäden, die beide Gewebelagen miteinander verbinden sollen, werden bei der Berechnung der mittleren

Einarbeitung nicht berücksichtigt. Vorzugsweise ist die mittlere Fadenlänge der Kettfäden der ersten Gewebelage und die mittlere Fadenlänge der Kettfäden der zweiten Gewebelage in etwa gleich lang. Weiterhin bevorzugt ist die mittlere Fadenlänge der Schussfäden der ersten Gewebelage in etwa gleich lang wie die mittlere Fadenlänge der Schussfäden der zweiten Gewebelage. In einer anderen Ausführungsform haben die Kettfäden einer Gewebelage (erste oder zweite Gewebelage) eine mittlere Einarbeitung, die in etwa der mittleren Einarbeitung der Schussfäden der gleichen Gewebelage (erste oder zweite Gewebelage) entspricht. Das bedeutet, dass die mittlere Länge der Kettfäden in etwa gleich der mittleren Länge der Schussfäden in einer Gewebelage (erste oder zweite

Gewebelage) ist. In etwa gleich lang bedeutet, dass die Länge der Fäden nur um etwa 20 bis 30% variiert. In der Doppelgewebelage können sowohl die

Gewebelagen untereinander die in etwa gleiche mittlere Einarbeitung haben als auch innerhalb jeder Gewebelage die in etwa gleiche mittlere Einarbeitung vorliegen. Die mittlere Einarbeitung wird nach dem internationalen Standard ISO 721 1/3 bestimmt, wobei als Vorspannung 2 cN/tex für die Fasern der hochfesten Gewebelage und 0,5 cN/tex für die Fasern der thermoplastischen Gewebelage gewählt werden. In dem Ausführungsbeispiel, bei dem die thermoplastischen Fasern in Form eines Geleges, besonders bevorzugt in Form eines unidirektionalen Geleges, vorliegen, haben die Kett- und/oder Schussfäden der hochfesten Gewebelage in etwa alle die gleiche mittlere Einarbeitung. Besonders bevorzugt haben alle Kettfäden der zweiten Gewebelage in etwa die gleiche mittlere Einarbeitung und alle

Schussfäden der zweiten Gewebelage haben in etwa die gleiche mittlere

Einarbeitung. Eine solche etwa gleiche mittlere Einarbeitung ist möglich, wenn die Verbindungen zu den thermoplastischen Fasern symmetrisch über das zweite Gewebe verteilt werden. Bezüglich der Begriffserklärung zur mittleren

Einarbeitung gilt die bereits gegebene Erklärung. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines penetrationshemmenden Artikels umfassend mindestens eine Gewebestruktur, welche thermoplastische Fasern und hochfeste Fasern aufweist, wobei die hochfesten Fasern eine Festigkeit von wenigstens 1 100 MPa gemäß ASTM D-885 haben, wobei die Gewebestruktur ein zweites Gewebe aus hochfesten Fasern aufweist und die thermoplastischen Fasern auf dem zweiten Gewebe aufliegen und über mindestens einen Kett- und/oder Schussfaden mit dem zweiten Gewebe verbunden sind, wobei die thermoplastischen Fasern einen Gewichtsanteil bezogen auf das Gewicht des Doppelgewebes von 5 bis 35% haben. In einer Ausführungsform, in der die thermoplastischen Fasern in Form eines ersten Gewebes in der Gewebestruktur vorliegen, ist es bevorzugt, wenn das erste und das zweite Gewebe zur Herstellung der Doppelgewebelage

(Gewebestruktur) mit je einem getrennten Kettbaum gewebt werden. Bevorzugt wird eine Fläche von 100 cm ² der Doppelgewebelage mit 20 bis 150 Anknüpfungspunkte zwischen den thermoplastischen Fasern und dem zweiten Gewebe hergestellt.

Vorzugsweise wird das zweite Gewebe (hochfeste Gewebelage) in einer

Leinwand-, Panama, oder Köperbindung gewebt.

Bevorzugt wird mindestens eine der beschriebenen Gewebestruktur mit mindestens einer weiteren Textillage unter Druck und einer Temperatur gleich oder höher dem Schmelzpunkt der thermoplastischen Faser und unter dem Schmelzpunkt der hochfesten Faser ohne Präimprägnierung zu einer Platten verpresst. Die weitere Textillage soll bevorzugt durch Textilflachentechniken gebildet werden und kann beispielseisweise eine gewirkte, genadelte, geraschelte, gewebte oder gestrickte Lage sein. Die weitere Textillage kann auch als eine Multiaxialware ausgebildet sein.

Vorzugsweise weist die weitere Textillage hochfeste Fasern mit einer Festigkeit von wenigstens 1 100 MPa gemäß ASTM D-885 auf. Besonders bevorzugt ist die weitere Textillage zu mindestens 80%, ganz besonders bevorzugt zu 90% aus den genannten hochfesten Fasern hergestellt.

Bevorzugt sind die hochfesten Fasern der weiteren Textillage Aramidfasern, Fasern aus Polyethylen mit einem ultrahohem Molekulargewicht, Fasern aus Polypropylen mit ultrahohem Molekulargewicht, Polybenzoxazolfasern oder Polybenzothiazolfasern.

Vorzugsweise ist die weitere Textillage eine weitere Lage der Gewebestruktur, wie in dieser Anmeldung beschrieben. Eine oder eine Mehrzahl der beschriebenen Gewebestrukturen (verpresst beispielsweise mit einer oder einer Mehrzahl von weiterer Textillage) können in eine Folie verpackt (beispielsweise verschweißt) in einem antiballistischen Artikel verwendet werden. Die Folie kann beispielsweise eine hochelastische

Polyurethanfolie auf Ester oder Ether Basis sein. Diese Folie ist vorzugsweise schwarz und hat eine Dicke von 75 bis 150 μιτι. Ein Beispiel für eine solche Folie ist Walopur® Platilon® U von epurexfilms (Bayer). Als Folie kann aber auch eine transluzente, aber UV undurchlässige Folie verwendet werden, in die die

Gewebestrukturen (mit oder ohne weitere Textillage) eingelegt beziehungsweise von dieser umhüllt werden (beispielsweise durch Verschweißen). Transluzente, UV undurchlässige Folien erlauben, dass von Außerhalb der Umhüllung die

Gewebestruktur gesehen werden kann. Wird beispielsweise ein antiballistisches Pakte aus einer Mehrzahl von verpressten Gewebestrukturen und weiteren Textilalgen hergestellt, kann es sein, dass dieses antiballistische Paket eine Bedrohungsseite und eine Körperseite aufweist. Zur Kennzeichnung der verschiedenen Seiten kann auf eine oder jeder Seite des antiballistische Pakets ein oder zwei Hinweise (beispielsweise Schildchen) angebracht werden Diese Hinweise sind dann auch noch von Außen sichtbar, wenn sich das antiballistische Paket in der Folie befindet. Wird das antiballistische Paket zusammen mit der Folie in die Schutzweste eingeführt, kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass das antiballistische Paket korrekt innerhalb der Schutzweste positioniert ist. Die Folie bildet bevorzugt eine Umhüllung um eine oder eine Mehrzahl der

Gewebestrukturen und schützt diese vor Feuchtigkeit, Schmutz und UV-Licht. Als transluzente Folie kann beispielsweise Epurex blanc, Epurex ligth blue, Epurex dark blue, Epurex ligth yellow , Epurex yellow oder Epurex dark yellow (Bayer) verwendet werden.

Der penetrationshemmende Artikel gemäß Hauptanspruch und Unteransprüchen kann zur Herstellung von penetrationshemmender Schutzkleidung, wie z.B.

Westen, Helmen, Schutzschildern oder Panzerungselemente genutzt werden. Der penetrationshemmende Artikel soll bevorzugt stichschutz und/oder ballistische Eigenschaften aufweisen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden mittels der Figuren 1 bis 6 dargestellt.

Figur 1 bis 4 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer möglichen

Ausführungsform einer Gewebestruktur mit

Anknüpfungspunkten.

Figur 5 zeigt eine Bindungspatrone eines Doppelgewebes mit

Anknüpfungspunkten.

Figur 6 bis 7 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform einer

Gewebestruktur. Figur 1 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung, bei der die thermoplastischen Fasern in einer ersten Gewebelage 1 und die hochfesten Fasern in einer zweiten Gewebelage 2 in einer Gewebestruktur 3 vorliegen. Die Gewebestruktur 3 wird im Folgenden auch als Doppelgewebe bezeichnet. In dem Doppelgewebe 3 sind an regelmäßig auftretenden Stellen (A) Anknüpfungspunkte zwischen dem ersten Gewebe 1 mit dem darunter befindlichen zweiten Gewebe 2 gebildet worden. Das erste Gewebe 1 kann beispielsweise aus thermoplastischen Fasern 4 hergestellt sein und das zweite Gewebe 2 aus hochfesten Fasern 5, wie beispielsweise Aramid (bevorzugt Para-Aramid). Die thermoplastischen Fasern 4 liegen folglich auf dem zweiten Gewebe 2 auf. Wie in Figur 1 zu sehen ist, ist das zweite Gewebe 2 symmetrisch aufgebaut, das heißt, dass die Anzahl der

Kettfäden gleich der Anzahl der Schussfäden im zweiten Gewebe 2 ist. Figur 2 zeigt ebenfalls eine dreidimensionale Darstellung des Doppelgewebes 3 mit einem ersten Gewebe 1 und einem zweiten Gewebe 2.

Die Figur 3 zeigt schematisch das Doppelgewebe 3, wobei das erste Gewebe 1 zur besseren Veranschaulichung beabstandet zum zweiten Gewebe 2 dargestellt ist. Zu erkennen ist in dieser Darstellung, dass Fäden der ersten Gewebelage 1 mit dem zweiten Gewebe 2 verwebt sind, so dass Anknüpfungspunkte A zwischen dem ersten Gewebe 1 und dem zweiten Gewebe 2 gebildet werden. Es ist auch deutlich zu sehen, dass trotz der Anknüpfungspunkte A zwei separate

Gewebelagen 1 , 2 vorliegen und die Fäden des ersten Gewebes 1 im

Wesentlichen nicht mit in der Gewebelage des zweiten Gewebes 2 liegen. Das erste Gewebe 1 liegt somit auf dem zweiten Gewebe 2 auf und ist über vereinzelte Anknüpfungspunkte A mit dem zweiten Gewebe 2 verbunden. Vorzugsweise liegen 90% der Fläche des ersten Gewebes 1 auf dem zweiten Gewebe 2 auf. Weiterhin bevorzugt liegt das erste Gewebe 1 im Wesentlichen parallel zu dem zweiten Gewebe 2. Figur 4 zeigt eine weitere Darstellung einer Doppelgewebelage 3.

Figur 5 zeigt im oberen Bereich der Figur eine Bindungspatrone und im unteren Bereich der Figur eine Darstellung der Bindung im Querschnitt.

In Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform der Gewebestruktur 3 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel bilden die hochfesten Fasern 5 ein zweites Gewebe 2, auf dem thermoplastische Fasern 4 aufliegen. Die thermoplastischen Fasern 4 bilden eine Gelegelage 6, die - wie im Beispiel dargestellt - eine unidirektionale Gelegelage sein kann. Im Ausführungsbeispiel weist die zweite Gewebelage eine Panamabindung auf. Die thermoplastischen Fasern 4 werden über Kettfäden der zweiten Gewebelage (also durch hochfeste Fasern 5) mit der zweiten Gewebelage 2 verbunden. Durch die Verbindung zwischen hochfesten Fasern 5 mit

thermoplastischen Fasern 4 entsteht auch eine Art Gewebe aus

thermoplastischen Fasern 4 und hochfesten Fasern 5, so dass auch in diesem Ausführungsbeispiel von einem Doppelgewebe 3 gesprochen werden kann. Das erste Gewebe 1 wird dabei durch thermoplastische Fasern 4 und hochfesten Fasern in Kette gebildet und das zweite Gewebe 2 wird durch hochfeste Fasern 5 in Kette und Schuss gebildet. Die Verbindung der thermoplastischen Fasern 4 mit dem zweiten Gewebe 2 aus hochfesten Fasern 5 erfolgt symmetrisch über das Doppelgewebe 3 verteilt, wie der Pfeil andeutet. Hierdurch weisen die Kettfäden des zweiten Gewebes 2 im Wesentlichen alle die gleiche mittlere Einarbeitung in das zweite Gewebe 2 auf, da alle Kettfäden im Wesentlichen die Gleiche Anzahl an Verbindungen mit den thermoplastischen Fasern 4 eingehen.

In der Figur 7 ist schematisch das Ausführungsbeispiel der Figur 6 im Detail dargestellt. Die hochfesten Fasern 5 binden die thermoplastische Fasern 4 an das zweite Gewebe 2, so dass die Gewebestruktur 3 entsteht. Bezugszeichenliste

A Anknüpfungspunkt

1 erstes Gewebe (erste Gewebelage, thermoplastische Gewebelage)

2 zweites Gewebe (zweite Gewebelage, hochfeste Gewebelage)

3 Doppelgewebe

4 thermoplastische Fasern

5 hochfeste Fasern

6 Gelegelage (thermoplastische Fasern)