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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft allgemein gewebte Textilkonstruktionen. Insbesondere
betrifft die Erfindung Gewebe mit einer guten Haltbarkeit, Festigkeit,
Dimensionsstabilität
und Belüftungseigenschaften,
die insbesondere für
die Anwendung in der Herstellung von Sitzstützstrukturen, wie z.B. Auflagefläche, Bettung
und dergleichen, angepaßt
sind.
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Stand der
Technik
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Herkömmliche
Sitzstützstrukturen,
wie z.B. Auflagefläche,
Bettung und dergleichen, sind im allgemeinen aufgebaut aus einer
Textilauflage, die durch eine Art Rahmen befestigt ist. Häufig umfassen
Sitzstützstrukturen
zusätzliche
Stützelemente,
wie z.B. Federn, Polster, Auflagen, Gurte, Bänder und dergleichen. Solche zusätzlichen
Stützelemente
machen typischerweise einen Großteil
des Gesamtgewichts und des Volumens der Sitzstützstrukturen aus.
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In
vielen Endanwendungen ist es erwünscht,
das Gewicht der Gesamtstruktur zu minimieren. In der Herstellung
von Transportfahrzeugen, wie z.B. Autos und Flugzeugen, kann zum
Beispiel das Gewicht der Gesamtstruktur Variablen, wie z.B. die
Kraftstoffwirksamkeit, Beladungen usw., beeinflussen. Zudem werden
viele Sitzstützstrukturen
für die
Anwendung zu Hause und im Büro
(z.B. Stühle,
Sofas und dergleichen) häufig bewegt.
In solchen Situationen wäre
es vorteilhaft, das Gewicht der Struktur zu minimieren, um ihre
Bewegung zu erleichtern. Daher kann es in vielen Fällen erwünscht sein,
das Gewicht der Sitzstützstrukturen
zu minimieren. Es ist jedoch wichtig, daß sie die Fähigkeit beibehalten, eine ausreichende
Stütze
und Komfort der besonderen Endanwendung bereitzustellen.
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Ein
weiterer Nachteil, der mit herkömmlichen
Formen von Sitzstützstrukturen
verbunden ist, ist, daß eine
Anzahl von Materialien, die typischerweise zur Herstellung dieser
Strukturen verwendet werden, dem Anwender leicht kalt oder heiß in Abhängigkeit
von den besonderen Umgebungsbedingungen vorkommen. Zum Beispiel
die Neigung eines Autositzes, sich heiß anzufühlen, ist jedem klar, der in
der Sommerhitze auf einem Lederautositz gesessen ist. Zudem sind
die Materialien im allgemeinen nicht atmungsfähig und neigen daher dazu,
den Luftfluß zwischen
benachbarten Teilen des Körpers
des Anwenders zu blockieren. Als ein Ergebnis werden nach längeren Sitzzeiträumen auf
einem Sitz, der aus einem herkömmlichen
Material gebildet ist, die Rückseiten
der Beine des Insassen verschwitzt und unangenehm.
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Zudem
stehen die Schwierigkeit und die Kosten, die mit dem Zusammenbau
von Sitzstützstrukturen verbunden
sind, im allgemeinen in Bezug zu der Anzahl von Strukturelementen,
die für
ihre Herstellung erforderlich sind. Um die Komplexität des Zusammenbaus
zu vermindern, kann es daher in vielen Fällen erwünscht sein, Sitzstützstrukturen
unter Verwendung einer minimalen Anzahl von Elementen herzustellen.
Die Verminderung der Anzahl der Elemente muß jedoch abgewogen werden gegen
das Bedürfnis,
bestimmte Eigenschaften zu erzielen.
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In
vielen Endanwendungen sind die Materialien, die zur Herstellung
von Sitzstützstrukturen
verwendet werden, einer Vielzahl von Abbaukräften ausgesetzt. Sitze in Autos
werden zum Beispiel einem breiten Bereich von Temperaturen, Druckkräften, lateralen
Scherkräften
und dergleichen ausgesetzt. Zudem sind solche Stützstrukturen herkömmlicherweise
einer ultravioletten (UV) Bestrahlung auf einer erweiterten Basis
durch das Sonnenlicht, das durch die Windschutzscheibe und die Fenster
geht, ausgesetzt. Die UV-Bestrahlung neigt
dazu, viele Arten von Materialien unerwünschterweise abzubauen, wodurch
sie für
die Anwendung als Oberflächentextilien
in Umgebungen, wo sie einem hohen Maß an UV-Bestrahlung ausgesetzt
werden können,
ungeeignet sind. Daher wird die Festigkeit und Haltbarkeit der Elemente,
die verwendet werden, zunehmend wichtig. Zudem müssen die Hersteller typischerweise
andere Eigenschaften, wie z.B. taktile Eigenschaften, das Handgefühl, Faltenwurf
usw., in Betracht ziehen, um eine gute Balance der Eigenschaften
zu erzielen für
die besondere Endanwendung, für
die das Textil hergestellt wird.
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Materialien,
die für
die Anwendung in der Herstellung von Sitzstützstrukturen vorgeschlagen
worden sind, sind in den US-Patenten 5,533,789 und 5,596,888, beide
von McLarty III et al., beschrieben. Das McLarty '789-Patent beschreibt
eine Sitzstruktur mit Teilen aus schußeingetragenem Kettengewirk.
Das Textil hat elastomere Monofilamentgarne in der Kette, die die
Funktionsseite bildet, ein elastomergewickeltes Filamentgarn in
der Schußrichtung,
die eine ästhetische
Oberfläche
bildet, und ein gewirktes Filamentgarn, das Kette und Schuß zusammenhält.
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Das
McLarty '888-Patent
beschreibt ein gewirktes Möbelstütztextil
mit Dehneigenschaften in mehreren Richtungen und ausreichender Festigkeit
und Haltbarkeit, das als eine Stütze
in einer Sitz- oder Bettstruktur dient. Das Möbelstütztextil ist ein Vierstoßgewirk,
umfassend zwei Garne aus texturiertem Polyester und zwei Garne aus
einem elastomeren Monofilamentgewirk, so daß das Textil eine Bruchdehnung
von mindestens 17 % in sowohl Kett- als auch Schußrichtung
zeigt. Während
es gute physikalische Eigenschaften für viele Endanwendungen bereitstellt,
ist gefunden worden, daß die
Textilien, die gemäß der McLarty-Patente '789 und '888 hergestellt wurden,
sich härter
anfühlen
als für
einige Endanwendungen erwünscht.
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Das
US-Patent 4,469,739 von Gretzinger et al. beschreibt gewebte Möbelstützmaterialien
aus teilweise elastomeren Monofilamenten und teilweise aus einem
nicht-elastomeren Garn. Das nicht-elastomere Garn wird derart beschrieben,
daß es
in der Kettrichtung des Textils in der bevorzugten Ausführungsform
der Struktur bereitgestellt wird. Das Patent beschreibt, daß die Garne
an ihren Schnittpunkten zusammengeschmolzen werden, oder alternativ
können
sie miteinander an ihren Schnittpunkten verbunden werden durch Auswahl
des Webmusters in einer solchen Konfiguration, daß das Garn
an der Stelle bei dem Filament festsitzt, wodurch das Erfordernis
von Klebstoff oder dem Schmelzen des Elastomers nicht mehr nötig ist.
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Wie
oben erwähnt,
sind viele Textilien, die als Komponenten in Sitzstützstrukturen
verwendet werden, ultravioletter Strahlung über längere Zeiträume ausgesetzt. Zum Beispiel
erfahren Autositzmaterialien, Stühle für den Außenbereich
und dergleichen eine längere
Aussetzung an UV-Strahlung. In vielen Fällen baut die UV-Bestrahlung
die Fasern, die das Textil bilden, ab, wodurch die Nutzdauer der
Struktur unerwünscht
beschränkt
wird und bestimmte Textilien für
bestimmte Endanwendungen ungeeignet werden.
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Ein
Beispiel eines Textils, das dem Abbau aufgrund der UV-Bestrahlung
widerstehen kann, ist in dem US-Patent 5,856,249 an Waldrop et al.
von der Anmelderin beschrieben. Das Waldrop-Patent beschreibt ein Textil
mit einer Vielzahl von elastomeren Synthetikgarnen, die in einer
ersten Richtung laufen, die verwebt sind mit einer Vielzahl von
Synthetikgarnen, die in einer zweiten Richtung laufen, die im wesentlichen
transversal zu der ersten Richtung ist, wobei die elastomeren Synthetikgarne,
die in der ersten Richtung laufen, nicht weniger als ungefähr 40 Gew.%
des Textils ausmachen. Die elastomeren Garne, die in der ersten
Richtung laufen, sind weiterhin gekennzeichnet durch die Tatsache,
daß sie
eine Bruchdehnung von nicht weniger als 50 % aufweisen und daß sie nicht
weniger als ungefähr
80 % ihrer Zugfestigkeit nach beschleunigter Aussetzung an 488 kJ
Ultraviolettbestrahlung beibehalten. Das Patent beschreibt, daß das Textil
vorzugsweise ein Gewebe ist und insbesondere eines, welches in einer
Barathea-Gewebekonstruktion gewebt ist. Wegen ihrer Widerstandskraft
gegenüber
dem Abbau durch Aussetzung an UV-Bestrahlung kann das Textil als
ein Oberflächenmaterial
in Autositzanwendungen verwendet werden.
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Zudem
beschreibt die anhängige
Patentanmeldung mit der Anmeldenummer US 09/224,980 an Waldrop et
al. der Anmelderin, angemeldet am 4. Januar 1999, ein Textil, das
als ein Autopolster-Oberflächentextil nützlich ist.
Das Textil hat eine Vielzahl von elastomeren Synthetikgarnen, die
in einer ersten Richtung laufen, und eine Vielzahl von Synthetikgarnen,
die in einer zweiten Richtung laufen, die im wesentlichen transversal zu
der ersten Richtung verläuft,
wobei die elastomeren Synthetikgarne, die in der ersten Richtung
laufen, nicht weniger als ungefähr
40 Gew.% des Polstertextils ausmachen. Die elastomeren Synthetikgarne,
die in der ersten Richtung laufen, haben eine Bruchdehnung von nicht
weniger als ungefähr
70 % und sind UV-stabilisiert.
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WO
98/06570 offenbart ein Textil mit Schußgarnen und Kettgarnen, die
zu einem Textil gewebt sind mit einer planaren durchlässigen Struktur,
wobei ein Teil der Kett- und Schußgarne belastungstragende Garne mit
einer niedrigen Dehnung umfassen. In einer bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
das Textil ein Gazegarn.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung überwindet
die Nachteile, die mit herkömmlichen
Strukturen verbunden, durch die Bereitstellung eines Stoffes mit
einer wünschenswerten
Haltbarkeit, Festigkeit, Dimensionsstabilität und elastomeren Eigenschaften,
wodurch diese besonders geeignet sind für die Verwendung in der Herstellung
von Sitzstützstrukturen.
Der erfindungsgemäße Stoff
weist ein gutes Handgefühl
auf und hält
die erwünschten
physikalischen Eigenschaften bei selbst nach längerer Aussetzung an ultraviolette
Bestrahlung. Als ein Ergebnis ist er gut als ein Oberflächenstoff
in Sitzstützstrukturen,
wie z.B. Autositzen und dergleichen, geeignet. Weiterhin ist der
erfindungsgemäße Stoff
sehr offen, so daß er
gute Ventilationseigenschaften bereitstellt. Wegen seiner einzigartigen
Konstruktion kann der Stoff an einem Rahmen allein (d.h. ohne weitere
Stoffschichten) festgemacht werden, um eine Stützstruktur zu bilden, oder
er kann in Kombination mit anderen Schichten nach Bedarf verwendet
werden. Weiterhin kann der Stoff in Stücke einer gewünschten
Form und Größe geschnitten
werden und in ein Endanwendungsprodukt ohne ein unerwünschtes
Niveau des Stoffabbaus durch Ausfasern und dergleichen hergestellt
werden.
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Die
erfindungsgemäßen Stoffe
erreichen die erwünschten
Eigenschaften durch Verwenden elastomerer Synthetikgarne in einer
offenen Webstruktur aus einem ersten und zweiten Satz von sich kreuzenden
Garnen. Der Stoff ist in einer Gazegewebekonfiguration gewebt, so
daß die
Kettgarne des Textils um zumindest einige der Schußgarne festgemacht
sind. Garne des ersten und zweiten Garnsatzes sind zudem wünschenswerterweise
zusätzlich
miteinander an ihren Kreuzungspunkten befestigt.
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In
einer bevorzugten Form der Erfindung werden die elastomeren Synthetikgarne
vorzugsweise in Kettrichtung bereitgestellt und sind Bikomponentengarne
vom Hülle/Kern-Typ. Die Hüllenkomponente
weist vorzugsweise eine Schmelztemperatur auf, die unter der der
Kernkomponente liegt, so daß die
Hülle nach
dem Weben geschmolzen werden kann, um die Garne der jeweiligen Garnsätze an ihren
Kreuzungspunkten miteinander zu befestigen. Der andere Garnsatz
kann, aber muß nicht,
elastomere Synthetikgarne enthalten, wobei das verwendete Garn wünschenswerterweise
ausgewählt
wird, um eine besondere Kombination von physikalischen Eigenschaften
des Stoffes zu erreichen, wie z.B. ein gutes Handgefühl und ästhetisches
Erscheinungsbild.
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Zumindest
einige der Garne, die den Stoff bilden, sind wünschenswerterweise UV-widerstandsfähig, so
daß der
Stoff nach einer beschleunigten Aussetzung an 225 kJ UV-Bestrahlung
mindestens ungefähr
50 %, bevorzugter mindestens ungefähr 70 %, der ursprünglichen
Bruchfestigkeit beibehält,
wenn sie in der Richtung des elastomeren Synthetikgarns gemessen
wird, und mindestens ungefähr
50 % der ursprünglichen
Bruchfestigkeit, wenn sie senkrecht zu der Richtung des elastomeren
Synthetikgarns gemessen wird.
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Der
Stoff weist eine hohe Festigkeit und Dimensionsstabilität auf und
widersteht einem Ausfasern. Zudem ist der Stoff erwünschterweise
offen, so daß mindestens
ungefähr
15 % einer gegebenen Fläche
des Stoffes eine offene Fläche
ist, bevorzugter mindestens ungefähr 30 %. Noch bevorzugter ist
es, daß der
Stoff mindestens ungefähr
35 % und noch bevorzugter mindestens ungefähr 40 % offene Fläche umfaßt. Tatsächlich ist
es gefunden worden, daß Stoffe
mit mindestens ungefähr
45 % offene Fläche
erfindungsgemäß hergestellt werden
können,
die eine ausreichende Festigkeit und Dimensionsstabilität beibehalten,
wodurch sie bei der Bildung von Sitzstützstrukturen verwendet werden
können.
Zudem sind Produkte, die erfindungsgemäß unter Verwendung von Garnen,
die gegenüber
UV-Bestrahlung resistent sind, besonders nützlich in der Herstellung von
Sitzstützstrukturen,
die einer UV-Bestrahlung über
einen längeren
Zeitraum ausgesetzt werden, wie z.B. Autositze.
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Detaillierte
Beschreibung
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In
der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung werden spezielle
bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen
beschrieben, die ein vollständiges
Verständnis
der Erfindung ermöglichen.
Es wird erkannt werden, daß es
nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die besonderen beschriebenen
bevorzugten Ausführungsformen
zu beschränken,
und obwohl spezielle Ausdrücke
bei der Beschreibung der Erfindung verwendet werden, werden diese
Ausdrücke
in einer beschreibenden Weise zum Zecke der Veranschaulichung und
nicht zum Zwecke der Beschränkung
verwendet.
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Das
erfindungsgemäße Textil
ist so aufgebaut, daß es
ein hohes Maß ein
Textiloffenheit bereitstellt. Vorzugsweise machen mindestens 15
% der Oberfläche
eines Stoffstückes
offenen Raum aus (d.h. Raum zwischen den Fasern oder Garnen, die
den Stoff bilden), und bevorzugter mindestens ungefähr 30 %.
Noch bevorzugter ist mindestens ungefähr 35 % des Stoffes offener
Raum und noch bevorzugter ungefähr
40 %. In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen
wird es erwünscht
sein, daß mindestens
ungefähr
45 % der Stofffläche
eine offene Fläche
darstellt.
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Der
erfindungsgemäße Stoff
umfaßt
wünschenswerterweise
einen ersten Satz Garne, der sich in einer ersten Richtung erstreckt,
und einen zweiten Satz Garne, der sich in einer zweiten Richtung
erstreckt, die im allgemeinen transversal zu der ersten Richtung
liegt. Zum Beispiel ist der Stoff vorzugsweise ein Gewebe, in dem
der erste oder der zweite Garnsatz ein Satz Kettgarne und der andere
Satz ein Schußgarnsatz
ist.
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Der
Stoff ist so gewebt, daß er
eine Mehrzahl elastomere Synthetikgarne in dem ersten und/oder zweiten
Garnsatz enthält,
vorzugsweise in dem Kettgarnsatz. In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind
die elastomeren Synthetikgarne sowohl in dem ersten als auch in
dem zweiten Garnsatz enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die elastomeren Synthetikgarne Monofilamentgarne
mit einer Bruchdehnung von mindestens ungefähr 50 % und vorzugsweise einer
Zugfestigkeit von mindestens ungefähr 8 Pound-Force vor dem Weben
und noch bevorzugter mindestens ungefähr 8,5 Pound-Force. Noch bevorzugter
sind die elastomeren Synthetikgarne Monofilamentgarne mit einer
Bruchdehnung von mindestens ungefähr 75 % und bevorzugter mindestens
ungefähr
90 % und noch bevorzugter mindestens ungefähr 100 %.
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Die
elastomeren Synthetikgarne sind von dem Hülle/Kern-Typ, in dem die Hülle einen
niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als die Kernkomponente. In dieser
erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist der Schmelzpunkt der Hülle
mindestens ungefähr
30°F unter
dem des Kerns aus Gründen,
die hiernach näher
diskutiert werden. Elastomere Synthetikgarne, die als besonders
geeignet für
die Erfindung gefunden wurden, werden unter dem Handelsnamen ELAS-TER® von
Johns Manville, Spartanburg, SC (zuvor Hoechst Celanese) vertrieben.
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Die
Garne, die den zweiten Garnsatz bilden, können aus einer Vielzahl von
Materialien sein, abhängig von
der beabsichtigten Endanwendung des Stoffes. Zum Beispiel umfaßt in einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
der zweite Garnsatz auch elastomere Synthetikgarne, entweder allein
oder in Kombination mit einer oder mehrerer anderer Arten von Garnen.
Zum Beispiel kann der Schuß andere
Arten von elastomeren Garnen, Polyester, Nylon, natürliches
Taslanpolyester, Elastomer/Taslanpolyester-Garnkombinationen, Polyester-gewickelte
ELAS-TER®-Garne,
Kombinationen hiervon oder jede andere Art von Garn oder Garnkombinationen,
die die erwünschten
Endeigenschaften erzielen, umfassen. In den meisten erfindungsgemäßen Ausführungsformen
wird es im allgemeinen bevorzugt sein, andere Garnarten in dem zweiten
Garnsatz (entweder allein oder in Kombination mit einer elastomeren
Synthetikgarnkomponente) zu haben, um besondere funktionelle und ästhetische
Eigenschaften des Stoffes zu erzielen. Zum Beispiel wird es in vielen
Fällen
erwünscht sein,
ein Garn in dem zweiten Garnsatz zu verwenden, welches den Stoff
mit einem weichen Handgefühl
und dergleichen ausstattet (z.B. durch die Verwendung eines texturierten
oder gesponnenen Garns und insbesondere eines Garns, dessen Gesamtquerschnittsdurchmesser
größer ist
als der des elastomeren Synthetikgarns, so daß es sich nach außen von
dem Stoff erstreckt, wobei eine ästhetisch
angenehme Stoffoberfläche gebildet
wird). Alternativ kann der zweite Garnsatz auch frei sein von elastomeren
Synthetikgarnen in Abhängigkeit
von der besonderen Endanwendung, die für den Stoff beabsichtigt ist,
und den erwünschten
physikalischen Eigenschaften. Zudem kann ein einzelnes Garn in jedes
Webfach während
des Webverfahrens eingeführt
werden, oder eine Vielzahl von Garnen kann in ein oder mehrere Webfächer eingeführt werden.
Weiterhin sei erwähnt,
daß die
elastomeren Garne in der Schußrichtung
bereitgestellt werden können,
während
andere Garnarten verwendet werden, um die Kette zu bilden. Es ist
jedoch bevorzugt, die elastomeren Synthetikgarne mindestens in der
Kettrichtung bereitzustellen.
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In
einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
die besonders nützlich
ist bei der Herstellung für
Autopolstermöbel,
umfaßt
der zweite Garnsatz ein Taslanpolyestergarn von ungefähr 600 bis
2.200 Denier. Dieses Garn kann alleine verwendet werden, um den
zweiten Garnsatz zu bilden, oder es kann in Kombination mit einem
elastomeren Synthetikgarn verwendet werden, welches dem in dem ersten
Garnsatz verwendeten ähnlich
oder gleich ist. In einer solchen Kombination kann die elastomere Synthetikgarnkomponente und
die andere Garnkomponente vor dem Weben zusammengeführt werden
(z.B. durch eine Texturierung oder ein Twistverfahren oder dergleichen),
oder die beiden Komponenten können
zusammen während
des Webverfahrens eingeführt
werden, ohne daß sie
miteinander vereint sind. Wiederum wird die besondere Anordnung
der Schußgarne
ausgewählt
werden, um die erwünschen
physikalischen und ästhetischen
Eigenschaften zu erzielen.
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Der
Stoff ist wünschenswerterweise
gewebt in einer Konstruktion, wobei mindestens einige der Kett- und
Schußgarne
miteinander verriegelt sind mittels einer Webkonstruktion, anstelle
eines einfachen Kreuzens in einer Weise einer Grundbindung. Vorzugsweise
ist die zur Stabilisierung der Kreuzungspunkte verwendete Webkonstruktion
eine Gazegewebekonstruktion oder eine Variation einer Gazegewebekonstruktion.
(Wie von Fachleuten erkannt werden wird, umfaßt ein Gazegewebe ein Paar
von Schußgarnen,
die sich kreuzen, wenn sie die Schußgarne einkreisen und sichern.
Wie hier verwendet soll der Ausdruck "Gaze" die
breiteste Bedeutung annehmen und alle Variationen eines Gazegewebes
umfassen.) In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind alle Kettgarne
in einer Gazeart gewebt; Stoffe, bei denen nur ein Teil der Kettgarne in
einer Gazeart gewebt sind, sind jedoch innerhalb des erfindungsgemäßen Umfangs.
Zum Beispiel kann ein Muster von alternierenden gazegewebten und
in Grundbindung gewebten Kettgarnen verwendet werden. Alternativ
können
andere Webkonstruktionen, die mindestens einige der Garnkreuzungspunkte
gegenüber
relativer Bewegung feststellen, innerhalb des erfindungsgemäßen Umfangs
verwendet werden.
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Mindestens
einige Kreuzungspunkte sind zudem ergänzend gegenüber relativer Bewegung befestigt. Zum
Beispiel sind in einer bevorzugten Ausführungsform mindestens ein Teil
der Garne, die zur Konstruktion des Gewebes verwendet werden, thermoplastisch,
so daß sie
während
einer Thermofixierung geschmolzen werden können, um die Kreuzungspunkte
der Garne in den jeweiligen ersten und zweiten Garnsätzen vor
relativer Bewegung zu sichern. Mindestens einige der Kreuzungspunkte
sind festgemacht durch sowohl die besondere verwendete Gewebestruktur
als auch durch eine zusätzliche
Sicherung.
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Mindestens
einige der zur Bildung des Stoffes verwendeten Garne sind Bikomponentengarne
vom Hülle/Kern-Typ,
wobei die Hüllenkomponente
einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als die Kernkomponente.
So kann der Stoff einer Temperatur unterworfen werden, die größer ist
als der Schmelzpunkt der Hülle (aber
vorzugsweise unter dem Schmelzpunkt der Kernkomponente), um die
Hülle zu
schmelzen, und wenn sich die Hülle
wieder verfestigt, kann sie zum Verbinden des Gewebes an den Garnkreuzungspunkten
dienen. Soweit ist es bevorzugt, als elastomeres Synthetikgarn ein
Hüllen/Kern-Garn
mit einer Hülle
zu verwenden, die eine Schmelztemperatur aufweist, die mindestens
ungefähr
30°F unter
der des Kerns liegt. Aufgrund ihrer einzigartigen Konstruktion können die
erfindungsgemäßen Stoffe
leicht und effizient ohne Ausfasern geschnitten und genäht werden,
ohne das Ausfasern, welches im allgemeinen mit Stoffen des Standes
der Technik verbunden ist.
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Der
Stoff ist zudem derart gestaltet, daß er gegenüber UV-Bestrahlung widerstandsfähig ist,
um seine Festigkeit und andere physikalische Eigenschaften selbst
nach längerer
Aussetzung an UV-Bestrahlung beizubehalten. Insbesondere sind mindestens
einige der Garne und vorzugsweise im wesentlichen alle Garne, die
den Stoff bilden, gegenüber
UV-Bestrahlung widerstandsfähig.
Insbesondere behalten die Garne wünschenswerterweise einen wesentlichen
Anteil ihrer ursprünglichen
Zugfestigkeit und Dehneigenschaften nach Aussetzen an starke UV-Bestrahlung über längere Zeiträume bei.
In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform enthält der erste
Garnsatz und/oder der zweite Garnsatz elastomere Synthetikgarne,
die UV-widerstandsfähig
sind. In einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden UV-resistente
elastomere Synthetikgarne verwendet, um die Kettgarne des Stoffes
zu bilden. Die UV-resistenten elastomeren Synthetikrne behalten
wünschenswerterweise
mindestens ungefähr
80 % und bevorzugter mindestens ungefähr 90 % ihrer ursprünglichen
Zugfestigkeit nach beschleunigter Aussetzung an 488 kJ UV-Bestrahlung
gemäß dem SAE-Teststandard J1885
bei. In einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
behalten die UV-resistenten elastomeren Synthetikgarne mindestens
ungefähr
95 % ihrer Zugfestigkeit nach beschleunigter Aussetzung an UV-Bestrahlung
bei. Zum Beispiel wurde eine Probe eines elastomeren Synthetikgarns,
das zum Durchführen
der Erfindung geeignet ist, vor dem Weben geprüft, wo es eine Zugfestigkeit
von ungefähr
8,9 Pound-Force und eine Bruchdehnung von ungefähr 124 % zeigte, und nach beschleunigter
Aussetzung an UV-Bestrahlung in einem Maß von 488 kJ gemäß dem SAE-Teststandard J1885
zeigte es eine Zugfestigkeit von 7,1 Pound-Force und eine Bruchdehnung
von ungefähr
115 %.
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Wie
erwähnt
werden die erfindungsgemäßen Stoffe
wünschenswerterweise
zu einem Gazegewebe gewebt, wobei die elastomeren Synthetikgarne
mindestens ungefähr
40 Gew.% des gesamten Stoffes ausmachen, und so gewebt, daß eine relativ
offene Struktur hergestellt wird. Zum Beispiel wird in einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
ein Stoff gazegewebt unter Verwendung von 2.250 Denier elastomerem Monofilamentpolyester
bei einer Webdichte in dem Stoff von ungefähr 20 Enden pro Inch. Das Schußgarn ist wünschenswerter
ein Polyestergarn, welches eine Größe von 300 Denier oder mehr
aufweist und welches eine elastomere Synthetikgarnkomponente enthalten
kann, aber nicht muß.
Zum Beispiel ist gefunden worden, daß ein 1.650 Denier Taslangarn
erfindungsgemäß gut funktioniert.
Zudem ist gefunden worden, daß die
Verwendung eines 1.650 Denier Taslanpolyesters in Kombination mit
einem 400 Denier elastomeren Synthetikgarn einen Stoff mit guten
physikalischen Eigenschaften liefert. Die Schußdichte ist wünschenswerterweise
ungefähr
4 Schußfäden pro
Inch bis ungefähr
30 Schußfäden pro
Inch. Wie erwähnt
kann eine Vielzahl von Schußgarnen
in einer oder mehreren Arten in einem einzigen Webfach bereitgestellt
werden.
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Die
Stoffe, die Bikomponentengarne vom Hülle/Kern-Typ als elastomere
Synthetikgarne verwenden, werden wärmebehandelt, um die Hüllenkomponente
zu schmelzen und den ersten Garnsatz und den zweiten Garnsatz an
ihren jeweiligen Garnkreuzungspunkten festzumachen. Die Garne läßt man dann
abkühlen,
so daß sich
das geschmolzene Material wieder verfestigt, wobei eine gute Bindung
zwischen den Garnen der jeweiligen Garnsätze gebildet wird.
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Erfindungsgemäß hergestellte
Stoffe behalten im Anschluß an
das Aussetzen einer kumulativen Bestrahlung mit 225 kJ gemäß SAE-Standard
J1885 wünschenswerterweise
mindestens ungefähr
50 % und bevorzugter mindestens ungefähr 70 % ihrer ursprünglichen
Bruchfestigkeit bei, wenn sie in der Richtung des elastomeren Synthetikgarns
gemessen wird, und mindestens ungefähr 50 % ihrer ursprünglichen
Bruchfestigkeit, wenn sie in der anderen, im allgemeinen transversalen
Richtung gemessen wird. Vorzugsweise weist der Stoff eine Bruchdehnung
in der Richtung der elastomeren Synthetikgarne von mindestens ungefähr 70 %
vor und nach beschleunigtem Aussetzen an UV-Bestrahlung (225 kJ)
auf, und sie behalten mindestens ungefähr 50 % und bevorzugter mindestens
70 % ihrer Zugfestigkeit in der Richtung der elastomeren Synthetikgarne nach
der beschleunigten UV-Bestrahlung bei. Weiterhin weisen die Stoffe
eine einzigartige Kombination von Festigkeit, Haltbarkeit und Dimensionsstabilität wie auch
erwünschten ästhetischen
Eigenschaften wie Handgefühl
auf. Zudem können
die erfindungsgemäß hergestellten
Stoffe geschnitten und genäht
werden, ohne daß sie
ausfasern, wodurch sie leichter zu verwenden sind bei der Herstellung
von Sitzstützstrukturen
als Stoffe des Standes der Technik und Stoffabfall aufgrund der
Ausfaserung minimieren.
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Beispiele
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Stoffe
wurden wie folgt hergestellt und zu Vergleichszwecken gemäß den unten
beschriebenen Tests geprüft.
Jeder Stoff wurde auf einer Standardwebmaschine unter Verwendung
einer Webeblattbreite von 69 Inch und einer Kettbaumbreite von 69
Inch hergestellt. Die Stoffe wurden in der jeweils beschriebenen
Weise gewebt, und die Thermofixierung wurde bei ungefähr 390°F durchgeführt, um
die Kreuzungspunkte der Garnsätze
zu verbinden.
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Probe
A wurde in einer herkömmlichen
Weise hergestellt, um einem im Handel erhältlichen Produkt zu ähneln. Der
Stoff wurde in einer Gazekonstruktion gewebt, wobei oval geformte
elastomere Garne in der Kette und Elastomer/Taslanpolyester-Garne im Schuß enthalten
waren. Keines der verwendeten Garne war UV-stabilisiert, und das
Textil wurde nicht in der erfindungsgemäßen Weise thermofixiert.
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Probe
B wurde erfindungsgemäß hergestellt.
Das Textil wurde in einer Gazegewebekonstruktion gebildet, wobei
die Kette aus 1.000 Denier UV-stabilisierten ELAS-TER®-Garnen
gebildet wurde, während
das Schußgarn
Elastomer/Taslanpolyester-Garne enthielt. Der Stoff wurde thermofixiert,
um die Hülle
der ELAS-TER®-Garne
zu schmelzen und die Kreuzungspunkte zwischen dem Kettgarnsatz und
dem Schußgarnsatz
festzumachen.
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Probe
C wurde erfindungsgemäß hergestellt.
Der Stoff wurde in einer Gazegewebekonstruktion unter Verwendung
von 2.250 Denier UV-stabilisierten ELAS-TER®-Garnen
in der Kette und mit zwei Elastomer/Taslanpolyester-Kombinationsgarnen
und zwei natürlichen
Taslanpolyester-Garnen in alternierender Weise in jedem Webfach
hergestellt. Mit anderen Worten enthielt jedes Webfach eine Schußgarnkombination
aus einem Elastomer/Taslan-Garn, einem natürlichen Taslangarn, einem zweiten
Elastomer/Taslan-Garn und einem zweiten natürlichen Taslangarn. Der Stoff
wurde erfindungsgemäß thermofixiert,
um die ELAS-TER®-Garne
zu schmelzen, wodurch die Kreuzungspunkte zwischen dem Kettgarnsatz
und dem Schußgarnsatz
zusätzlich festgemacht
wurden.
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Probe
D wurde erfindungsgemäß hergestellt.
Der Stoff wurde in einer Gazegewebekonstruktion unter Verwendung
von 2.250 Denier UV-stabilisierten ELAS-TER®-Garnen
in der Kette und 400 Denier ELAS-TER®, umhüllt mit
70 Denier Polyestergarn, in dem Schuß gebildet. Der Stoff wurde
erfindungsgemäß thermofixiert, um
die ELAS-TER®-Garne
zu schmelzen, wodurch die Kreuzungspunkte zwischen dem Kettgarnsatz
und dem Schußgarnsatz
zusätzlich
festgemacht wurden.
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Probe
E wurde erfindungsgemäß hergestellt.
Der Stoff wurde in einer Gazegewebekonstruktion unter Verwendung
von 1.000 Denier UV-stabilisierten ELAS-TER®-Garnen
in der Kette und einem 400 Denier ELAS-TER®, umhüllt mit
70 Denier Polyestergarn, in dem Schuß gebildet. Der Stoff wurde
erfindungsgemäß thermofixiert,
um die ELAS-TER®-Garne
zu schmelzen und die Kreuzungspunkte zwischen dem Kettgarnsatz und
dem Schußgarnsatz
zusätzlich
festzumachen.
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Der
Stoff wurde unter Verwendung eines Garnausfasertests, wie unten
beschrieben, geprüft.
Die Vorgehensweise entspricht im wesentlichen dem "Trap Tear Test", beschrieben in
ASTM D1117-14, und wurde wie folgt durchgeführt: Stoffproben wurden erhalten
durch Ausschneiden von 3 Inch × 2
Inch Stoffproben von jedem der zu prüfenden Stoffe. Ein Sintech
Tensile-Prüfgerät wurde
mit oberen und unteren Spannbacken, die 2 Inch × 3 Inch groß waren,
verwendet. Eine Eichlänge
von ungefähr
j Inch wurde verwendet, um 2 Inch von ausgefasertem Garn zu erhalten.
Die Geschwindigkeit des Zugstangenkopfes wurde auf 12 Inch pro Minute eingestellt.
Die Probe wurde zuerst in die unteren Spannbacken des Zugfestigkeitsprüfgeräts eingespannt.
Ein Garn wurde einen Inch herausgezogen und in die obere Spannbacke
des Zugfestigkeitsprüfgeräts eingeklemmt.
Die Maschine wurde gestartet und die fünf hohen Anzeigen (wie bei
der normalen Vorgehensweise, die in der Trap-Tear-Vorgehensweise,
die oben erwähnt
wurde, verwendet wird, so daß extreme
Werte durch das Programm eliminiert wurden) wurden im Durchschnitt
genommen. Die Stoffe wurden sowohl in Kett- wie auch in Schußrichtung
getestet, und die Durchschnittswerte in Pound-Force, die zum Ziehen
der Garne aus dem Stoff erforderlich sind, wurden berechnet. Die
Ergebnisse des Garnausfaser-Tests sind in der Tabelle unten aufgeführt.
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Wie
oben erwähnt
bot der gemäß dem herkömmlichen
Verfahren hergestellte Stoff (d.h. Probe A) im wesentlichen keine
Widerstandsfähigkeit
gegenüber
einem Ausfasern in der Kettrichtung und nur eine geringe Widerstandsfähigkeit
in der Schußrichtung,
d.h. 0,189 Pound-Force. Demgegenüber
stellten die erfindungsgemäß hergestellten
Stoffe (d.h. Proben B–E)
eine signifikant größere Widerstandsfähigkeit
gegenüber
dem Garnausfasern bereit, wie durch die signifikant höheren Kräfte belegt,
die zum Ausfasern der Garne in jeweils Kett- und Schußrichtung erforderlich sind.
Vorzugsweise zeigten die erfindungsgemäß hergestellten Stoffe einen
Durchschnittswert von mindestens ungefähr 0,5 Pound-Force Widerstandsfähigkeit
gegenüber
dem Ausfasern in sowohl Kett- wie auch Schußrichtung. Noch bevorzugter
wiesen die Stoffe mindestens ungefähr 2 Pound-Force in der Kettrichtung
und mindestens ungefähr
1 Pound-Force in der Schußrichtung
auf. Noch bevorzugter wies der Stoff eine Widerstandsfähigkeit
von mindestens ungefähr
8 Pound-Force in der Kettrichtung und mindestens ungefähr 3 Pound-Force
in der Schußrichtung
auf. Noch bevorzugter ist ein Stoff mit mindestens ungefähr 15 Pound-Force
in der Kettrichtung und mindestens ungefähr 4 Pound-Force in der Schußrichtung.
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Die
Proben A–E
wurden auch einem "Wire
Test" (wie folgt)
in sowohl Kett- als auch Schußrichtung
unterworfen, und die durchschnittliche Stärke wurde in jeder Richtung
berechnet. Ein Draht mit einem Haken (ähnlich einem Fischhaken) wurde
durch den Stoff eingehakt, um ungefähr 3–4 Enden oder Schußfäden des Stoffes
zu fassen (abhängig
von der Art des zu prüfenden
Stoffes und der zu prüfenden
Stoffrichtung). Die Kraft, die erforderlich war, um die aufgehakten
Garne aus dem Stoff zu ziehen, wurde gemessen und aufgenommen. Der
Test wurde fünfmal
in jeder Richtung durchgeführt,
und die Durchschnittswerte wurden berechnet. Die Ergebnisse sind
unten aufgeführt:
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Wie
in der Tabelle oben belegt, zeigten die erfindungsgemäß hergestellten
Stoffe eine viel größere Festigkeit
als die der herkömmlichen
Konstruktion (Probe A). Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäß hergestellten
Stoffe eine Widerstandsfähigkeit
von mindestens ungefähr
4 Pound-Force in der Kette und mindestens ungefähr 10 Pound-Force im Schuß, bevorzugter
weisen sie eine Kett-Widerstandsfähigkeit von mindestens ungefähr 15 Pound-Force,
bevorzugter mindestens ungefähr
80 Pound-Force und noch bevorzugter mindestens ungefähr 90 Pound-Force
auf. Ähnlich
ist die Widerstandskraft in dem Schuß wünschenswerterweise mindestens
ungefähr
10 Pound-Force, bevorzugter mindestens ungefähr 13 Pound-Force und noch bevorzugter mindestens
ungefähr
25 Pound-Force.
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Die
Proben A–E
wurden weiterhin einem Skewer/Tear-Test wie folgt unterworfen: Ein
Stück des
zu prüfenden
Stoffes wurde in einem Schlitz, der in einer Seitenkante einer schmalen
Metallplatte gebildet war, eingeführt. Der Schlitz war ungefähr 1/2 Inch
(~1,1 cm) tief, so daß ungefähr 1/2 Inch
(~1,1 cm) Abschnitt des Textilrandes in dem Schlitz enthalten war.
Die Metallplatte enthielt erste und zweite Öffnungen von ungefähr 3/32
Inch (0,025 cm) im Durchmesser, die ungefähr 1/4 Inch (0,065 cm) voneinander
beabstandet waren und von der Kante der Platte um ungefähr 7/16
Inch (~0,5 cm) nach innen versetzt war, so daß die Öffnungen den Spalt der in der
Seite der Platte gebildet war, überlagerten.
Ein Griff mit ersten und zweiten Zacken, die sich hiervon nach außen erstreckten,
wurden bereitgestellt, wobei die Zacken im gleichen Abstand wie
die Öffnungen
in der Metallplatte beabstandet waren. Nach Einführen der Textilkante in den
Spalt wurden die Zacken dann durch die Öffnungen (die sich durch die
gesamte Dicke der Platte erstrecken) geführt, so daß der Stoff wirksam in einer
Position in dem Spalt bei einer Position von ungefähr 7/16
Inch (~0,5 cm) inwärts
von der Kante festgeklemmt wurde. Die Metallplatte (die das erste
Ende des Stoffes hält)
und das freie Ende des Stoffes wurden dann durch eine Maschine auseinandergezogen,
die gestaltet war, um die Kraft, die 7/16 Inch (~0,5 cm) Kante des
Stoffes aus dem Rest der Stoffstruktur loszureißen, zu messen. Der Test wurde
fünfmal
für jeweils
die Kettrichtung und die Schußrichtung
durchgeführt,
und die Durchschnittswerte für
Kette und Schuß wurden
berechnet. Die Ergebnisse dieses Tests sind unten aufgeführt:
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Wie
veranschaulicht weisen die erfindungsgemäßen Stoffe eine hervorragende
Festigkeit und Dimensionsstabilität im Vergleich zu denen des
Standes der Technik auf. Tatsächlich
ist gefunden worden, daß die hervorragende
Dimensionsstabilität
und Widerstandsfähigkeit
gegenüber
Ausfasern es ermöglicht,
die erfindungsgemäßen Stoffe
zu schneiden und zu bearbeiten bei der Herstellung von Endanwendungsprodukten, was
ein Merkmal ist, das zuvor mit den vergleichbaren Stoffen des Standes
der Technik nicht möglich
war.
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Die
Proben B, C und D (wie oben beschrieben) wurden auch getestet, um
ihre "Offenheit" zu bestimmen, zusammen
mit einer Probe F, die wie folgt hergestellt wurde:
Die Probe
F wurde erfindungsgemäß hergestellt.
Der Stoff wurde in einer Gazekonstruktion unter Verwendung von 2.250
Denier UV-stabilisierten ELAS-TER®-Garnen
in der Kette und einem Schuß von
natürlichem
Taslanpolyester und einem Schuß von
400 Denier ELAS-TER® in jedem Webfach des
Schusses gewebt. Der Stoff wurde erfindungsgemäß thermofixiert, um die ELAS-TER®-Garne
zu schmelzen, wodurch die an ihren Kreuzungspunkten zwischen den
Kettgarnen und den Schußgarnen
festgemacht wurden.
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Fünf Flächen jeder
dieser Stoffe (jede Fläche
betrug 45 mm in Kettrichtung und 60 mm in Schußrichtung) wurden gemessen,
um den Prozentsatz der Gesamtfläche
zu bestimmen, die eine offene Fläche
war. Die Ergebnisse wurden dann im Durchschnitt genommen und sind
unten aufgeführt.
Die Anzahl der Öffnungen pro
45 mm × 60
mm Fläche
wurden auch durch einen Computer berechnet, und der Durchschnitt
für jeden
der Stoffe wurde berechnet. Die Ergebnisse sind in den Tabellen
unten aufgeführt:
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Offenheits-Test – Prozent
Offenheit der Gesamtfläche
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Anzahl
der Öffnungen
pro Einheitsfläche
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Wie
erwähnt
weisen die beschriebenen erfindungsgemäßen Stoffe mindestens ungefähr 15 %
offene Fläche,
bevorzugter mindestens ungefähr
30 %, noch bevorzugter mindestens ungefähr 35 % und noch bevorzugter
mindestens ungefähr
40 offene Fläche
auf. Weiterhin können
Stoffe mit mindestens ungefähr
45 % offener Fläche
hergestellt werden und, wie durch Probe D gezeigt, weisen sie eine
erwünschte
Festigkeit auf, wodurch ihre Anwendung in einer Vielzahl von Endanwendungsprodukten
ermöglicht
wird.
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Im
Gegensatz hierzu würde
ein typischer Barathea-Stoff (ähnlich
zu dem, der in dem oben beschriebenen US-Patent 5,856,249 der Anmelderin
beschrieben) nur ungefähr
5 Offenheit aufweisen, anstatt der signifikanten Offenheit, die
mit den erfindungsgemäßen Stoffen
erzielt wird. Wie oben erwähnt
verstärkt
ein hohes Maß an
Offenheit die Komforteigenschaften des Stoffes und stellt ein erwünschtes ästhetisches
Erscheinungsbild dar. Zudem weisen die Stoffe, trotz ihres hohen
Offenheitsgrades, eine gute Festigkeit und Dimensionsstabilität auf, wie
durch den Garnausfaser-Test und andere oben beschriebene Festigkeitstests
belegt.
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In
der Beschreibung ist eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform
erläutert
worden, und obwohl spezielle Ausdrücke verwendet wurden, werden
sie nur in einer generischen und beschreibenden Weise und nicht
zum Zwecke der Beschränkung
verwendet, wobei der Umfang der Erfindung durch die Ansprüche definiert
wird.
