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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lagenstruktur, insbesondere
zur Herstellung von Bekleidung, mit wenigstens einer ersten Lage
und einer zweiten Lage, wobei die zweite Lage wenigstens eine Barrierelage aufweist,
und mit einer Verbindungssubstanz, welche zwischen der Barrierelage
und der ersten Lage angeordnet ist zur Schaffung einer Verbindung
zwischen der Barrierelage und der ersten Lage. Weiterhin betrifft
die Erfindung ein Bekleidungsstück, inbesondere einen Handschuh,
mit einer derartigen Lagenstruktur. Außerdem betrifft die
Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Lagenstruktur.
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Die
Herstellung von wasserdichter Bekleidung, insbesondere von wasserdichten
Handschuhen, ist im Stand der Technik in verschieden Varianten bereits
beschrieben worden. Beispielsweise wird dies erreicht mit Hilfe
eines wasserdichten Futters oder eines wasserdichten, in das Obermaterial
des Handschuhs eingesetzten Innenteils oder Innenhandschuhs. In
der Regel wird zur Gewährleistung zusätzlichen
Tragekomforts ein wasserdichtes und gleichzeitig wasserdampfdurchlässiges,
d. h. atmungsaktives, Innenmaterial verwendet. Dieses wasserdichte
Innenmaterial wird im allgemeinen auch als Barrierelage, Funktionsschicht
oder Funktionsmaterial bezeichnet. Es kann z. B. aus der Barrierelage
allein oder aus einem mehrlagigen Laminat mit einem Barrierematerial
und mindestens einer textilen Lage gefertigt sein. Zur Erhöhung
des Tragekomforts auf der Haut wird das Innere des Handschuhs in
der Regel mit einem Futter ausgekleidet, oder die innere textile Lage
des Laminats besteht aus einem solchen Futterstoff.
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Üblicherweise
wird unter dem Aspekt einer einfachen und kostengünstigen
Herstellung dieses Innenteil aus zwei gleichen, flachen Gegenstücken
aus dem Barrierematerial oder dem Laminat gebildet, die am Umfangsrand
entlang wasserdicht verbunden werden. Das so erhaltene Innenteil
hat üblicherweise die zweidimensionale Form einer Hand
mit einer gewissen Zugabe zu deren Abmessungen.
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Die
Herstellung von mit einer solchen wasserdichten und wasserdampfdurchlässigen
Funktionsschicht ausgestatteten Handschuhen ist beispielsweise in
US 5 442 818 A beschrieben.
Hierbei wird durch eine vollflächige jedoch semipermeable
Verklebung der Barrierelage mit dem Außenmaterial des Handschuhs ein
taktiler Handschuh erreicht. Allerdings resultiert durch das vollflächige
Verkleben zum Außenmaterial eine gewisse Steifigkeit des
Handschuhs.
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In
US 2006/0156451 wird
die Herstellung eines Handschuhs beschrieben, bei dem partiell eine
gleithemmende Substanz, ein sogenanntes ”Anti-Slip Tape”,
zwischen die Lagen des Außenmaterials und des Innenteils
angeordnet wird, ohne die Lagen miteinander zu verkleben. Dennoch
wird ein Verschieben der Lagen zueinander verhindert, wenn beim
Gebrauch des Handschuhs auf eine der Lagen eine Normalkraft (z.
B. durch beim Tragen entstehenden Druck) ausgeübt wird,
welche auf die gleithemmende Substanz wirkt. Durch die somit erhöhte
Haftreibung zwischen den Lagen beim Tragen des Handschuhs wird ein
Verschieben der Lagen zueinander verhindert. Der Vorteil hierbei
ist, dass die Flexibilität des Handschuhs erhöht
bzw. dessen Steifigkeit deutlich reduziert wird.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagenstruktur der eingangs genannten
Art insbesondere für Bekleidung und ein Bekleidungsstück
anzugeben, die sich durch vergleichsweise hohe Flexibilität
bei gleichzeitig guter Taktilität und Fixierung der Lagen
untereinander auszeichnen.
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Die
Erfindung betrifft eine Lagenstruktur gemäß den
Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2. Weiterhin betrifft
die Erfindung einen Handschuh gemäß den Merkmalen
der Patentansprüche 19 und 20. Außerdem betrifft
die Erfindung ein Bekleidungsstück gemäß den
Merkmalen des Patentanspuchs 28. Weiterhin betrifft die Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung einer Lagenstruktur gemäß den
Merkmalen des Patentanspruchs 32.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung umfasst die Erfindung eine Lagenstruktur,
insbesondere zur Herstellung von Bekleidung, mit wenigstens einer
ersten Lage und einer zweiten Lage, wobei die zweite Lage wenigstens
eine Barrierelage aufweist, sowie eine Verbindungssubstanz, welche
partiell zwi schen der Barrierelage und der ersten Lage angeordnet
ist, zur Schaffung einer Verbindung zwischen der Barrierelage und
der ersten Lage. Die Verbindungssubstanz weist wenigstens eine Komponente
auf, die niedrigviskos ausgebildet ist derart, dass sie eine Kraft,
insbesondere eine Scherkraft, zwischen der ersten und zweiten Lage, die
an einer Krafteinwirkungsfläche auf wenigstens eine der
Lagen einwirkt, durch ein plastisches Fließen auf eine
Fläche verteilt, die größer ist als die
Krafteinwirkungsfläche.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst diese eine Lagenstruktur,
insbesondere zur Herstellung von Bekleidung, mit wenigstens einer
ersten Lage und einer zweiten Lage, wobei die zweite Lage wenigstens
eine Barrierelage aufweist, sowie eine Verbindungssubstanz, welche
partiell zwischen der Barrierelage und der ersten Lage angeordnet
ist, zur Schaffung einer Verbindung zwischen der Barrierelage und
der ersten Lage. Die Verbindungssubstanz weist wenigstens eine Komponente
auf, die derart ausgebildet ist, dass sie bei 25°C einen
Schubmodul von im wesentlichen gleich oder kleiner als 3 × 105 Pa gemäß dem Dahlquist Kriterium
aufweist.
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In
einer Ausführungsform weist die wenigstens eine Komponente
einen Schubmodul von gleich oder kleiner als 105 Pa
auf.
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Diese
niedrigviskose Komponente der Verbindungssubstanz mit dem vergleichsweise
geringen Schubmodul ermöglicht es, einen dauerhaft haltbaren
Verbund zwischen der ersten und zweiten Lage zu realisieren, da
beim Gebrauch auftretende Kräfte zwischen der ersten Lage
und der Barrierelage der Lagenstruktur von der Klebekante weg auf
eine größere Fläche verteilt werden.
Insbesondere ist eine Eigenschaft der niedrigviskosen Komponente
der Verbindungssubstanz die Schaffung eines ausreichenden kohäsiven
Zusammenhalts der Lagen, um eine gute Fixierung der Lagen zu erreichen.
Gleichzeitig besitzt die niedrigviskose Komponente die Eigenschaft,
Belastungen, die beim Gebrauch auftreten, über ein plastisches
Fließen zu absorbieren und somit eine Beschädigung
der Barrierelage an der Klebekante (so dass die Barrierefunktion
nicht mehr gewährleistet werden kann, wie z. B. durch Ausreißen
der Barrierelage an der Klebekante) zu vermeiden. Durch nur partielles
Vorsehen der Verbindungssubstanz wird gleichzeitig die Steifigkeit
der Lagenstruktur im Vergleich zu einer vollflächigen Verklebung
reduziert. Insbesondere ist die zäh viskose Eigenschaft
der Verbindungssubstanz so gewählt, dass die zur Verformung
nötige Kraft unterhalb der Bruchkraft der anhaftenden Barrierelage
liegt.
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Der
Begriff „partiell” bedeutet im Zusammenhang mit
dieser Erfindung, dass die Verbindungssubstanz nicht die gesamte
Oberfläche der ersten und/oder zweiten Lage bedeckt. Die
Verbindungssubstanz ist nur an bestimmten Stellen auf der Oberfläche
der ersten und/oder zweiten Lage platziert.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung weist die Verbindungssubstanz
neben der wenigstens einen Komponente eine weitere Komponente auf,
die eine zur wenigstens einen Komponente unterschiedliche Adhäsionseigenschaft
aufweist. Damit kann, wie im folgenden noch näher erläutert,
die Herstellung eines Bekleidungsstücks vereinfacht werden.
Insbesondere ist es möglich, mit der weiteren Komponente,
die zumindest während der Herstellung nicht oder nur gering
haftend wirkt, die niedrigviskose Komponente während der Herstellung
hinsichtlich ihrer Adhäsionseigenschaft zunächst
zu deaktivieren, damit beispielsweise ein Außenhandschuh
nicht invertiert werden muss, wenn die Lage des Außenhandschuhs über
die Barrierelage gestülpt wird. Mit Deaktivieren der niedrigviskosen
Komponente während der Herstellung eines Bekleidungsstückes
ist es möglich, dass der Außenhandschuh beim Überstülpen
nicht an der Barrierelage hängenbleibt oder festklebt.
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Die
Adhäsionseigenschaft der jeweiligen Komponente zeigt sich
insbesondere in der Anfangshaftung (sogeanntes „Tack” ist
ein Maß für die Anfangshaftung). Es ist die Kraft,
die benötigt wird, um ein kleberbeschichtetes Material
von einem Substrat nach sehr kurzem Kontakt wieder abzuziehen. Weichere
Haftkleber mit geringerem Schubmodul benetzen das Substrat schneller
und haben eine höhere Anfangshaftung. Umgekehrt haben Haftkleber
mit höherem Schubmodul eine niedrigere Anfangshaftung.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
weist die weitere Komponente eine niedrigere Anfangsfestigkeit (Tack)
auf als die niedrigviskose Komponente. Oder anders ausgedrückt,
ist der Schubmodul der weiteren Komponente gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung höher als der der niedrigviskosen Komponente
(weist insbesondere einen Schubmodul von größer
als 3 × 105 Pa gemäß dem
Dahlquist Kriterium auf).
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In
einer Weiterbildung der Erfindung sind die Adhäsionseigenschaften
der wenigstens einen Komponente und der weiteren Komponente unter
Einwirkung von unterschiedlichen Aktivierungsenergien aktivierbar. So
kann beispielsweise die weitere Komponente durch Druck und/oder
Wärme aktiviert werden, während die niedrigviskose
Komponente durch Druck aktivierbar ist. Mit aktivierbar ist hierbei
gemeint, dass bei der niedrigviskosen Komponente die Adhäsionswirkung
aktiviert wird, während bei der weiteren Komponente damit zweierlei
gemeint sein kann: In einem ersten Aspekt wird die weitere Komponente
aktiviert, damit diese ihre Konsistenz verändert und beispielsweise
in die erste Lage und/oder in die niedrigviskose Komponente der
Verbindungssubstanz penetriert. Damit wirkt die niedrigviskose Komponente
hinsichtlich ihrer Kohäsionswirkung funktional auch zur
anderen Seite auf die erste Lage. In einem zweiten Aspekt wird mit
der Aktivierung der weiteren Komponente die Adhäsionswirkung
dieser Komponente zur ersten Lage hin aktiviert. Somit wirkt die niedrigviskose
Komponente klebend auf Seiten der Barrierlage, während
die weitere Komponente auf Seiten der ersten Lage klebend wirkt.
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Beispielsweise
ist die niedrigviskose Komponente der Verbindungssubstanz eine drucksensitive
Haftkomponente. Die drucksensitive Haftkomponente kann z. B. einen
Acrylatklebstoff enthalten.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist die weitere Komponente
wärmeaktivierbar, enthält insbesondere eine wärmeaktivierbare
Schmelzklebekomponente, und ist auf einer der Barrierelage abgewandten
Seite der Verbindungssubstanz aufgebracht. Die weitere Komponente
kann im weitestgehenden Sinne eine Substanz darstellen, die mittels
Aktivierungsenergie aktivierbare Flüssigkeiten, Pulver,
Filme, Strukturen enthält. Beispielsweise enthält
oder ist die weitere Komponente ein Schmelzklebstoff oder Wachs
und kann in verschiedenen Formen aufgebracht sein, wie in pulverartiger,
filmartiger und/oder flüssiger Form.
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In
einer Ausführungsform bildet die Barrierelage eine der
ersten Lage zugewandte Außenschicht der zweiten Lage. Insbesondere
ist in diesem Fall die niedrigviskose Komponente unmittelbar oder
direkt auf die Barrierelage aufgebracht.
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Unter
Barrierelage ist insbesondere ein Film, eine Membrane oder Beschichtung
zu verstehen, welche eine Barriere mindestens gegen Luftdurchlass
durch diese Lage bildet, idealerweise auch gegenüber weiterer Gase
wie beispielsweise chemische giftige Gase. Die Barrierelage ist
wasserdampfdurchlässig jedoch luftundurchlässig
und/oder gasundurchlässig. Die Barrierelage wird als luftundurchlässig
bezeichnet, wenn sie eine Luftdurchlässigkeit von weniger
als 25 l/m2 aufweist, in besonderen Ausführungsformen
eine Luftdurchlässigkeit von weniger als 5 l/m2 (EN
ISO 9237, 1995).
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In
einer weiteren Ausführungsform weist die Barrierelage zusätzlich
mindestens eine Barrierefunktion gegen Wasserdurchtritt auf, idealerweise
auch gegen weitere Flüssigkeiten. Die Barrierelage ist
flüssigkeitsundurchlässig, wenn sie den Durchtritt
von Wasser bei einem Druck von mindestens 0.13 bar verhindert (ISO 811).
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Die
Barrierelage weist in einer Ausführungsfrom mindestens
eine wasserdampfdurchlässige und luftundurchlässige
Membrane auf. In einer weiteren Ausführungsform ist die
Membrane auch flüssigkeitsundurchlässig, zumindest
wasserundurchlässig.
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Eine
für die vorliegende Erfindung geeignete wasserundurchlässige
und wasserdampfdurchlässige flexible Membrane ist in
US 3,953,566 A beschrieben,
welches ein poröses gerecktes Polytetrafluorethylen (PTFE)
Material beschreibt. Das gereckte poröse PTFE Material
hat eine charakteristische Mikrostruktur von miteinander verbundenen
Knoten und Fibrillen. Die Wasserundurchlässigkeit der Membrane
kann verbessert werden, indem das gereckte PTFE Material mit einem
hydrophoben und/oder oleophoben Beschichtungsmaterial beschichtet
ist.
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Die
wasserundurchlässige und wasserdampfdurchlässige
Membrane kann auch aus einem mikroporösen Material wie
beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen, mikroporöses
Polyurethan oder Polyester, oder ein hydrophiles monolytisches Polymer
wie zum Beispiel Polyurethan, aufgebaut sein.
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Geeignete
Materialien für eine wasserdichte, wasserdampfdurchlässige
Barrierelage sind insbesondere Polyurethan, Polypropylen und Polyester,
einschließlich Polyetherester und deren Laminate, wie sie
in den Druckschriften
US-A-4,725,481 und
US-A-4,493,870 beschrieben
sind. Besonders bevorzugt wird jedoch gerecktes mikroporöses
Polytetrafluorethylen (ePTFE), wie es beispielsweise in den Druckschriften
US-A-3,953,566 sowie
US-A-4,187,390 beschrieben
ist, und gerecktes Polytetrafluorethylen, welches mit hydrophilen
Imprägniermitteln und/oder hydrophilen Schichten versehen
ist; siehe beispielsweise die Druckschrift
US-A-4,194,041 . Unter einer
mikroporösen Barrierelage wird eine Barrierelage verstanden,
deren durchschnittliche Porengröße zwischen etwa
0,2 μm und etwa 0,3 μm liegt.
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Die
Porengröße kann mit dem Coulter Porometer (Markenname)
gemessen werden, das von der Coulter Electronics, Inc., Hialeath,
Florida, USA, hergestellt wird.
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Als ”wasserdampfdurchlässig” wird
eine Barrierelage dann angesehen, wenn sie eine Wasserdampfdurchlässigkeitszahl
Ret von unter 150 m2 × Pa × W–1 aufweist. Die Wasserdampfdurchlässigkeit
wird nach dem Hohenstein-Hautmodell getestet. Diese Testmethode
wird in der DIN EN 31092 (02/94) bzw. ISO
11092 (1993) beschrieben.
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Die
erfindungsgemäße Lagenstruktur ist insbesondere
zur Herstellung eines Handschuhs geeignet. In diesem Fall können
die vorteilhaften Eigenschaften der Lagenstruktur besonders gut
eingesetzt werden, da eine gute Lagenfixierung, z. B. zwischen Außenhandschuh
und Innenhandschuh mit dem Membranmaterial der Barrierelage, bei
dennoch geringer Steifigkeit infolge der partiellen Lagenfixierung
besonders vorteilhaft ist, um eine hohe Taktilität eines
wasserdichten Handschuhs herzustellen.
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Zum
Beispiel bildet die erste Lage eine Außenlage und die zweite
Lage eine Innenauskleidung des Handschuhs. Andererseits kann auch
die erste Lage eine Innenauskleidungslage und die zweite Lage eine
Außenlage des Handschuhs bilden. In wiederum einer anderen
Ausführungsform ist es möglich, dass die erste Lage
und die zweite Lage jeweils Teil einer Innenauskleidung des Handschuhs
sind.
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In
einem Ausführungsbeispiel bildet die erste Lage eine Außenlage,
insbesondere aus Leder, und die zweite Lage bildet eine Innenauskleidung
des Handschuhs. In einer weiteren Ausführungsform weist
die zweite Lage neben der Barrierelage eine Innenfutterschicht auf,
und die Barrierelage ist auf der der Außenlage abgewandten
Seite wasserdampfdurchlässig (diskontinuierlich) mit der
Innenfutterschicht verbunden, in der Regel über ihre gesamten
Oberfläche.
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In
einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Handschuhs
weist der Handschuh einen Fingerbereich und einen Daumenbereich
auf, wobei die Verbindungssubstanz zumindest in dem Fingerbereich und/oder
in dem Daumenbereich, insbesondere in einem Bereich einer oder mehrerer
Fingerspitzen bzw. der Daumenspitze angeordnet ist.
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In
wenigstens einem weiteren Bereich des Handschuhs kann gemäß einem
weiteren Aspekt eine gleithemmende Substanz zwischen der ersten
Lage und der zweiten Lage angeordnet sein, wie in Bezug auf die Figurenbeschreibung
noch näher erläutert. Die Verbindungssubstanz
kann weiterhin in einem Handflächenbereich, insbesondere
im Bereich des Fingeransatzes, angeordnet und insbesondere streifenförmig
ausgebildet sein.
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Beispielsweise
ist die Verbindungssubstanz zumindest in dem Fingerbereich und/oder
in dem Daumenbereich streifenförmig quer zu einer Biegelinie
des Handschuhs angeordnet. Die Verbindungssubstanz kann diskontinuierlich,
beispielsweise punktförmig über den Handschuh
verteilt sein, insbesondere eine Fläche von weniger als
die Hälfte der Handschuhinnenfläche oder Handschuhaußenfläche
einnehmen.
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Die
oben in Bezug auf einen Handschuh beschriebenen Ausführungsformen
sind analog auch allgemein auf ein Bekleidungsstück, wie
z. B. eine Kopfbedeckung, Schuhe, Hosen oder Oberbekleidung, anwendbar.
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Insbesondere
kann die zweite Lage neben der Barrierelage eine weitere Schicht,
wie etwa ein Innenfutter, aufweisen, wobei die Barrierelage mit
der weiteren Schicht im wesentlichen vollflächig jedoch
wasserdampfdurchlässig verklebt ist. In diesem Fall kann
die erste Lage z. B. eine Außenlage und die weitere Schicht Teil
einer Innenlage des Bekleidungsstücks sein.
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In
einer Ausführungsform, in welcher das Bekleidungsstück
als Kopfbedeckung ausgebildet ist, ist die Verbindungssubstanz in
einem Scheitelbereich der Kopfbedeckung punktförmig angeordnet.
Es ist aber zur Verbesserung der Fixierung auch möglich,
dass die Verbindungssubstanz streifenförmig in mehreren
Streifen am Umfang der Kopfbedeckung verteilt, insbesondere in einer
Draufsicht auf die Kopfbedeckung sternförmig am Umfang
verteilt, angeordnet ist. Alle weiteren Formen der Fixierung sind
ebenso möglich.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zur Herstellung
einer Lagenstruktur, insbesondere zur Herstellung von Bekleidung,
die folgenden Schritte auf: Bereitstellen einer ersten Lage und
einer zweiten Lage, wobei die zweite Lage wenigstens eine Barrierelage
aufweist, sowie Bereitstellen einer Verbindungssubstanz mit wenigstens
einer ersten Komponente an einer ersten Seite der Verbindungssubstanz und
einer zweiten Komponente an einer der ersten Seite gegenüberliegenden
zweiten Seite der Verbindungssubstanz, wobei die erste Komponente
derart ausgebildet ist, dass sie bei 25°C einen Schubmodul
von gleich oder kleiner als 3 × 105 Pa
gemäß dem Dahlquist Kriterium aufweist. In einem
weiteren Schritt wird die Verbindungssubstanz an ihrer ersten Seite
auf die zweite Lage partiell aufgebracht, und es wird mindestens
eine erste Aktivierungsenergie ausgeübt, damit die erste
Komponente an der ersten Seite der Verbindungssubstanz mit der zweiten
Lage eine Verbindung eingeht. In einem weiteren Schritt werden die
erste Lage und die zweite Lage in ihre jeweilige Endposition zusammengeführt,
wobei die Verbindungssubstanz zwischen der ersten und zweiten Lage
angeordnet ist. In einem weiteren Schritt wird mindestens eine zweite
Aktivierungsenergie auf die zweite Seite der Verbindungssubstanz
ausgeübt, damit die zweite Komponente in die erste Lage
und/oder in die Verbindungssubstanz penetriert, so dass die erste
Komponente an der zweiten Seite der Verbindungssubstanz mit der
ersten Lage eine Verbindung eingeht. Alternativ kann die mindestens
zweite Aktivierungsenergie auf die zweite Seite der Verbindungssubstanz
derart ausgeübt werden, dass die zweite Komponente mit der
ersten Lage eine Verbindung eingeht.
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Insbesondere
ist vorgesehen, dass die zweite Komponente eine Kohäsionswirkung
der ersten Komponente auf der zweiten Seite der Verbindungssubstanz
vor dem Ausüben der zweiten Aktivierungsenergie aufhebt
oder zumindest reduziert, um die erste Lage und die zweite Lage
einfacher zusammenzuführen.
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Beispielsweise
ist die erste Komponente eine drucksensitive Haftkomponente, wobei
der Schritt des Ausübens von erster Aktivierungsenergie
ein Ausüben von Druck auf die Verbindungssubstanz beinhaltet,
damit die drucksensitive Haftkomponente an der ersten Seite der
Verbindungssubstanz mit der zweiten Lage eine Verbindung eingeht.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Komponente
eine wärmesensitive Komponente, insbesondere eine wärmeaktivierbare
Schmelzklebekomponente, wobei das Ausüben von der mindestens
einen zweiten Aktivierungsenergie das Ausüben von Wärme
(z. B. verbunden mit Druck) auf die wärmesensitive Komponente
beinhaltet.
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Die
zweite Komponente, beispielsweise in Form eines Schmelzklebstoffes,
ist vor dem Ausüben der zweiten Aktivierungsenergie zumindest
teilweise in pulverartiger, filmartiger und/oder flüssiger
Form auf der zweiten Seite der Verbindungssubstanz angeordnet. Mit
Aktivierung der zweiten Komponente penetriert der Schmelzklebstoff
in die niedrigviskose Komponente und/oder in die erste Lage oder
bricht in seiner Konsistenz auf, so dass die niedrigviskose Komponente
auch zur ersten Lage hin eine Verbindung eingeht, wenn die Lagen
zusammengeführt sind. Damit ist ein umständliches
Invertieren beispielsweise eines Außenhandschuhs, der die
erste Lage umfasst, nicht mehr notwendig.
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Weitere
Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung näher erläutert.
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1 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht einer Lagenstruktur gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung,
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2 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht der Lagenstruktur gemäß 1 unter
Einfluss einer Kraft zwischen den Lagen,
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3 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform
einer Verbindungssubstanz, die gemäß 1 und 2 zwischen
den Lagen angeordnet ist,
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4 zeigt
eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines
Innenhandschuhs, der partiell die Verbindungssubstanz gemäß 3 aufweist,
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5 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform
einer Lage der erfindungsgemäßen Lagenstruktur,
die eine Barrierelage aufweist,
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6 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform
einer Lage der erfindungsgemäßen Lagenstruktur,
die eine Barrierelage aufweist,
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7 zeigt
in jeweiligen schematischen Querschnittsansichten die Funktion und
Wirkungsweise einer Verbindungssubstanz, die zwischen zwei Lagen
einer erfindungsgemäßen Lagenstruktur angeordnet
ist,
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8 zeigt
in mehreren schematischen Ansichten verschiedene Herstellungsschritte
bei einem Herstellungsverfahren nach einer Ausführungsform
der Erfindung,
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9 zeigt
eine schematische Ansicht bezüglich mehrerer Herstellungsschritte
bei der Herstellung eines Handschuhs gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung,
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10 zeigt
eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform
eines Innenhandschuhs gemäß der vorliegenden Erfindung,
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11 zeigt
mehrere schematische Draufsichten auf weitere Ausführungsformen
eines Innenhandschuhs gemäß der vorliegenden Erfindung,
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12 zeigt
eine schematische Drauf- und Seitenansicht einer Ausführungsform
einer Kopfbedeckung, die eine erfindungsgemäße
Lagenstruktur aufweist.
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In 1 ist
eine schematische Querschnittsansicht einer Lagenstruktur gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die beispielsweise
zur Herstellung eines Bekleidungsstücks etwa in Form eines
Handschuhs verwendet werden kann. Die Lagenstruktur 1 weist
in der vorliegenden Ausführungsform eine erste Lage 10 und
eine zweite Lage auf, wobei die zweite Lage wenigstens eine Barrierelage 20 umfasst
oder durch diese gebildet ist. Im vorliegenden Fall ist als zweite
Lage nur die Barrierelage 20 in Form einer Membrane (z. B.
einer ePTFE-Membrane) oder in Form eines Mehrschichtlaminats mit
einer Membrane gezeigt, die je nach Anforderung und Anwendung mit
mindestens einer weiteren Schicht, etwa einer Textilschicht, vollflächig
oder partiell verbunden sein kein. Dementsprechend kann die zweite
Lage nur eine Barrierelage 20 umfassen oder einen Schichtenverbund
mit mehreren Schichten, wobei eine dieser Schichten die Barrierelage 20 bildet
und eine andere dieser Schichten beispielsweise eine Textilschicht,
die z. B. auf der Rückseite der Barrierelage aufgebracht
ist. Die erste Lage 10 kann beispielsweise eine Außenlage,
etwa in Form eines Leders oder einer Textillage, umfassen. Sie kann
als Lage mit einer einzelnen Schicht oder als mehrschichtige Lage
ausgebildet sein. Sie kann einstückig oder mehrstückig
sein. Beispielsweise bildet die Außenlage 10 die äußere
Lage bzw. das Obermaterial eines Handschuhs, während die
Barrierelage 20 gegebenenfalls mit beispielsweise einer
inneren Textilschicht ein Innenmaterial oder eine Innenauskleidung
des Handschuhs bildet.
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Die
Barrierelage 20 weist insbesondere eine luftundurchlässige
wasserdampfdurchlässige Membrane auf oder bildet eine solche
luftundurchlässige wasserdampfdurchlässige Membrane.
In einer weiteren Ausführungsform ist die luftundurchlässige
wasserdampfdurchlässige Membrane ebenfalls wasserdicht.
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Mit
Vorsehen der Barrierelage 20 lässt sich eine erweiterte
Schutzfunktion der Lagenstruktur 1 erreichen, so dass unter
Verwendung der Lagenstruktur eine beispielsweise wasserdichte Bekleidung
erzielbar ist, die dennoch aufgrund der Wasserdampfdurchlässigkeit
einen hohen Tragekomfort aufweist.
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Zwischen
der ersten Lage 10 und der Barrierelage ist eine Verbindungssubstanz 30 angeordnet,
welche nur partiell zwischen der Barrierelage 20 und der
ersten Lage 10 vorgesehen ist, mithin nicht vollflächig
an der ersten Lage 10 und der Barrierelage 20 angeordnet
ist.
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Vollflächig
angeordnet bedeutet in vorliegendem Zusammenhang insbesondere, dass
eine Verbindungssubstanz über die gesamte oder nahezu gesamte
Oberfläche angeordnet ist. Dies kann zum Beispiel beinhalten,
dass eine (ggf. wasserdampfdurchlässige) Verbindungssubstanz
kontinuierlich über die gesamte oder nahezu gesamte Oberfläche
angeordnet ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform
beinhaltet dies, dass eine Verbindungssubstanz (z. B. in relativ
kleinen Punkten) diskontinuierlich (wasserdampfdurchlässig), jedoch
im wesentlichen gleichmäßig und engmaschig über
die gesamte oder nahezu gesamte Oberfläche verteilt angeordnet
ist.
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Partiell
bedeutet in vorliegendem Zusammenhang hingegen, dass die Verbindungssubstanz
nur an konzentrierten, diskreten Stellen der Oberfläche
angeordnet ist. Umgekehrt bedeutet dies, dass andere, insbesondere
größerflächige, zusammenhängende
Bereiche der Oberfläche nicht mit der Verbindungssubstanz bedeckt
sind. Die Verbindungssubstanz ist insbesondere punktförmig
(in relativ großen Punkten) oder in anderer Form aufgebracht,
so dass die Verbindungssubstanz nicht vollflächig die Oberfläche
der ersten und/oder zweiten Lage bedeckt. Die Verbindungssubstanz
ist nur an bestimmten, insbesondere strategischen Stellen auf der
Oberfläche der ersten und/oder zweiten Lage platziert.
Beispielsweise kann sie weniger als die Hälfte der gesamten
Oberfläche bedecken.
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Die
Verbindungssubstanz 30 dient zur Schaffung einer Verbindung
zwischen der Barrierelage 20 und der ersten Lage 10 an
partiellen Stellen der Lagenstruktur, insbesondere zur partiellen
Verklebung der Barrierelage 20 und der ersten Lage 10.
Die Verbindungssubstanz 30 weist eine niedrigviskose Komponente auf,
die in einer ersten Ausführungsform gemäß 3 als
niedrigviskose Klebstoff-Komponente 32 ausgebildet ist
und der Barrierelage 20 zugewandt ist. Dieser niedrigviskose
Klebstoff 32 ermöglicht es, einen dauerhaft haltbaren Verbund
zu realisieren, da beim Gebrauch auftretende Kräfte zwischen
der ersten Lage 10 und der Barrierelage 20 der
Lagenstruktur 1 von der Klebekante weg auf eine größere
Fläche verteilt werden. Insbesondere ist eine Eigenschaft
des niedrigviskosen Klebstoffs 32 die Schaffung eines ausreichenden
kohäsiven Zusammenhalts, um eine Verbindung der fixierten
Lagen aufrecht zu erhalten. Gleichzeitig besitzt der Klebstoff 32 die
Eigenschaft, Belastungen, die beim Gebrauch auftreten, über
ein plastisches Fließen zu absorbieren und somit einen
Bruch an der Klebekante zu vermeiden.
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In 2 ist
beispielhaft dargestellt, wie eine Kraft F (Scherkraft F) auf die
Barrierelage 20 und die Lage 10 einwirkt, wie
sie beispielsweise beim Tragen des Handschuhs auftreten kann. So
kann es etwa vorkommen, dass eine Hand beim Hineinschlüpfen
in den Handschuh an einzelnen Stellen mit den Fingern an der Barrierelage
hängen bleibt bzw. anstößt, so dass in
diesem Fall eine Kraft F auf die Barrierelage 20 einwirkt,
welche dazu führt, dass diese von der Lage 10 wegbewegt
wird.
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In 7 ist
ein vergleichbarer Fall gezeigt, in dem versucht wird, die Lage 10 von
der Barrierelage 20 zu lösen. Gemäß 7A sind die Lage 10 und die Barrierelage 20 über
die Verbindungssubstanz 30 miteinander verbunden, insbesondere
miteinander verklebt. Wie anhand von 7B dargestellt,
wird in dem Fall, dass eine Kraft F auf die Lage 10 einwirkt,
diese teilweise von der Barrierelage 20 gelöst.
Die Verbindungssubstanz 30 besitzt jedoch die Eigenschaft,
die durch die Kraft F auftretende Belastung an der Lage 10 über
ein plastisches Fließen zu absorbieren und somit eine Beschädigung
an der Klebekante zu vermeiden. Im vorliegenden Fall wirkt die Kraft
F auf die Lage 10 an einer vergleichsweise geringen Krafteinwirkungsfläche
A1 ein, wie sie beispielsweise durch Belastung beim Hineinschlüpfen
in einen Handschuh auftreten kann. Der niedrigviskose Klebstoff 32 besitzt
jedoch die Eigenschaft, dass die Kraft F zwischen der Lage 10 und
der Barrierelage 20, die an der Krafteinwirkungsfläche
A1 auf die Lage 10 einwirkt, durch ein plastisches Fließen
des Klebstoffs 32 auf eine Fläche A2 verteilt
wird, die größer ist als die Krafteinwirkungsfläche
A1. Somit wird eine Beschädigung wie beispielsweise ein
Zerreißen der Barriere tage 20 oder ein Ablösen
des Klebstoffs vermieden. Zudem wird durch die plastische Verformung
Energie absorbiert, was zu einer Entlastung der Barrierelage führt.
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Demgegenüber
können auftretende Kräfte zwischen den Lagen bei
Verwendung eines hochviskosen Klebstoffs zu einer direkten Krafteinleitung
an der Klebekante und folglich zu einer Beschädigung bzw.
zu einem Zerreißen der Barrierelage 20 oder zum
Ablösen des Klebstoffs führen, vor allem bei nur
partieller Verklebung der Lage 10 mit der Barrierelage 20.
Beim vollflächigen Verkleben hingegen werden diese Kräfte
auf eine größere Fläche verteilt und
somit minimiert. Allerdings erhöht sich mit vollflächiger
Verklebung der Lage 10 mit der Barrierelage 20 die
Steifigkeit der Lagenstruktur beträchtlich, was zu einem
verminderten Tragekomfort des Handschuhs führt.
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Erfindungsgemäß wird
also mit nur partieller Verklebung die Steifigkeit der Lagenstruktur
signifikant vermindert, andererseits wird jedoch durch Verwendung
eines niedrigviskosen Klebstoffs zwischen den Lagen bei nur partieller
Verklebung der Lagen ein dauerhaft haltbarer Verbund erzeugt und
eine Beschädigung wie beispielsweise ein Zerreißen
der Barrierelage beim Gebrauch verhindert. Damit kann insbesondere
ein flexibler, hochtaktiler Handschuh hergestellt werden.
-
Um
die beschriebenen Eigenschaften zu erreichen, weist die niedrigviskose
Komponente der Verbindungssubstanz bei 25°C einen Schubmodul
von gleich oder kleiner als 3 × 105 Pa
gemäß dem Dahlquist Kriterium auf. In einer Ausführungsform
weist die niedrigviskose Komponente einen Schubmodul von gleich
oder kleiner als 105 Pa auf. Eine Eigenschaft
der Substanz, die sich in diesem Schubmodul ausdrückt,
ist ausreichender kohäsiver Zusammenhalt, um eine Verbindung
der fixierten Lagen aufrecht zu erhalten. Gleichzeitig besitzt die
Substanz die Eigenschaft, Kraftspitzen, die durch Belastungen beim
Gebrauch auftreten, über ein plastisches Fließen
und Kavitation auf eine Deformation hin zu absorbieren. Die niedrigviskose
Komponente kann in einer Ausführungsform als Klebstoff
ausgeführt sein, und gewährleistet einen ausreichenden
kohäsiven Zusammenhalt, um die Lagen eines Bekleidungsstücks
im angestrebten Temperaturbereich bei der jeweiligen Nutzung und
den damit verbundenen Belastungen, insbesondere bei Auftreten von
Scherkräften zwischen den Lagen, dau erhaft zu verbinden.
Gleichzeitig ist der verwendete Klebstoff geeignet, um bei den der jeweiligen
Nutzung entsprechenden auftretenden Kräften im auftretenden
Temperaturbereich Belastungen, die zwischen den Lagen vornehmlich
durch Scherkräfte auftreten, zu absorbieren. Zu diesem
Zweck verfügt der Klebstoff durch seinen geringen Schubmodul über
die Eigenschaft des plastischen Fließens, welches die bei Belastung
eingeleiteten Kräfte auf eine oder beide Lagen absorbiert
und auf eine größere Fläche überträgt. Dadurch
kann eine eventuell auftretende Beschädigung der Barrierelage
und eine Delamination der Lagen dauerhaft vermieden werden. Das
Dahlquist Kriterium besagt insbesondere, dass ein Material mit einem Schubmodul
von gleich oder unter 3 × 105 Pa
die speziellen beschriebenen Eigenschaften aufweist.
-
Ein
Testverfahren zur Bestimmung des Schubmoduls umfasst die folgenden
Komponenten und Umgebungseinflüsse:
- Gerät:
TA Instrument ARES LS-2, Modell # 4X517212 (TA Instruments,
New Castle, Delaware (USA), www.tainstruments.com)
- Verfahren: 8 mm Scheiben werden aus Klebstoffschichten ausgestanzt.
Für den Gerband-Klebstoff wurde der Klebstoff von dem Streifen
oder Tape ent nommen, um eine Kontamination von dem verstärkenden
Element zu vermeiden.
-
Parallele Platten
-
-
Dynamische
Temperaturrampe
-
Frequenz
= 10,0 rad/s
-
Anfangstemperatur
= 25°C
-
Endtemperatur
= –100,0°C
-
Rampen-Rate
= 5,0°C/min
-
Belastung
= 0,1%
-
Auto-Spannungs-Einstellung
= Ein
-
Modus
= Anwenden einer konstanten statischen Kraft
-
Auto-Spannungs-Richtung
= Kompression
-
Anfängliche
statische Kraft = 1,0 g
-
Auto-Spannungs-Empfindlichkeit
= 10,0 g
-
Wenn
Abtast-Modul <=
1,00e+06 Pa
-
Auto-Belastung
= Ein
-
Max.
angewandte Spannung = 20,0%
-
Max.
erlaubtes Moment = 1000,0 g-cm
-
Min.
erlaubtes Moment = 1,0 g-cm
-
Belastungs-Einstellung
= 20,0% von gegenwärtiger Belastung
-
Insbesondere
können die folgenden Klebstoffe mit niedrigem Schubmodul
als niedrigviskose Komponente der Verbindungssubstanz eingesetzt
werden (Tabelle 1):
Bezeichnung | Art | Dicke [mm] | Basis | Schubmodul
[Pa] | Einsatzbereich
laut Datenblatt [°C] |
| | | | –20°C | 0°C | 25°C | |
Peka
500 | Streifen (Tape) | 0,25 | SIS (Synthesekautschuk) | 1,57 × 107 | 5,25 × 105 | 8,20 × 104 | –20
bis 60 |
3M
950 | Streifen (Tape) | 0,13 | Modifiziertes Acrylat | 1,82 × 108 | 1,16 × 106 | 6,51 × 104 | / |
Gerband 970 | Streifen (Tape) | 0,25 | Disper
sions Acrylat | 1,50 × 107 | 2,60 × 105 | 4,24 × 104 | –30
bis 100 |
-
Mithin
kann in einer Ausführungsform der Erfindung eine drucksensitive
Haftkomponente (Komponente 32 in der Verbindungssubstanz 30 gemäß 3)
eingesetzt werden, die zur Schaffung einer Verbindung zwischen der
Barrierelage 20 und der Lage 10 beiträgt.
Hierzu ist beispielsweise ein drucksensitiver Klebstoff geeignet.
Insbesondere enthält die drucksensitive Haftkomponente
einen Acrylatklebstoff.
-
4 zeigt
eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines
Innenhandschuhs 51, der eine Barrierelage 20 aufweist
und einen Teil eines Handschuhs bildet, wie anhand von 9 noch
näher erläutert. Zur Herstel lung eines Handschuhs
(in 4 nicht dargestellt) wird eine Außenlage
bzw. ein Außenhandschuh beispielsweise aus Leder über
den gezeigten Innenhandschuh gezogen.
-
In 5 ist
eine beispielhafte Innenauskleidung mit der Barrierelage 20 schematisch
in einem Querschnitt dargestellt. Die Barrierelage 20 ist
zwischen zwei textilen Lagen 22, 24 eingebettet
und verbunden zur Ausbildung eines Mehrlagenlaminats. Eine textile
Lage 22 bildet dabei die Innenfutterschicht und die weiteren textile
Lage 24 eine Schutzschicht für die Barrierelage,
insbesondere für den Fall, dass die Barrierelage eine Membrane
ist.
-
In 6 ist
eine weitere Ausführung einer beispielhaften Innenauskleidung
mit der Barrierelage 20 schematisch in einem Querschnitt
dargestellt. Hierbei ist die Barrierelage 20 Teil eines
Laminates und mit der Textilschicht 22 wasserdampfdurchlässig
verbunden, beispielsweise verklebt. Die Textilschicht 22 bildet
eine Innenfutterschicht des Handschuhs und ist gegebenenfalls mit
einer zusätzlichen Isolierung ausgestattet oder verbunden.
-
In
einer anderen Ausführungsform bildet die erste Lage 10 hingegen
eine Innenauskleidungslage und eine zweite Lage mit der Barrierelage 20 bildet
eine Außenlage des Handschuhs. In diesem Fall ist die Barrierelage 20 nach
innen mit der Lage 10 verbunden. Die zweite Lage kann wiederum
einen Aufbau gemäß 5 oder 6 aufweisen.
Eine mit der Barrierelage 20 z. B. vollflächig
verklebte Textilschicht 22 oder Schicht 22 aus
Leder kann das Obermaterial des Handschuhs bilden.
-
Gemäß einer
anderen Ausführungsform sind die erste Lage 10 und
die zweite Lage mit der Barrierelage 20 und gegebenenfalls
mindestens einer Textilschicht 22 jeweils Teil einer Innenauskleidung
des Handschuhs.
-
Wie
schematisch in 4 dargestellt, weist der Innenhandschuh 51 einen
Fingerbereich 52 und einen Daumenbereich 54 auf.
Die Verbindungssubstanz 30 ist dabei zumindest in dem Fingerbereich 52 und/oder
in dem Daumenbereich 54, insbesondere in einem Bereich
einer oder mehrerer Fingerspitzen bzw. der Daumenspitze angeordnet.
Damit kann ein Handschuh hergestellt werden, bei dem die Innenauskleidung
mit der Barrierelage 20 ausreichend in der Außenlage 10 fixiert
ist, bei gleichzeitig guter Taktilität und weitgehend reduzierter
Steifigkeit des Handschuhs. Weitere für die jeweilige Anwendung
entscheidende Stellen können je nach Anwendungsfall ebenfalls
mit der Verbindungssubstanz 30 gemäß der
Erfindung versehen werden, um die Außenlage 10 mit
der Barrierelage 20 der Innenauskleidung zu verbinden.
-
In
einer anderen Ausführungsform ist es, wie in
4 dargestellt,
vorgesehen, nur die Fingerspitzen des Handschuhs mit der Verbindungssubstanz
30 auszurüsten,
andere Bereiche jedoch mit einer gleithemmenden Substanz
40,
die zwischen der Außenlage
10 und der Innenauskleidung
mit der Barrierelage
20 angeordnet ist. Die gleithemmende
Substanz ist beispielsweise mit einer der Schichten verklebt oder
anderweitig verbunden. Diese gleit- oder rutschhemmende Substanz
weist beispielsweise eine Zusammensetzung und Eigenschaften auf,
wie in
US 2006/0156451
A1 beschrieben. Die gleithemmende Substanz verklebt die
beiden aneinander angrenzenden Schichten nicht miteinander, sondern
erhöht im wesentlichen nur die Haftreibung zwischen beiden
Schichten, wenn die Schichten aneinander gedrückt werden
(z. B. durch Ausübung einer Normalkraft auf eine der Schichten
beim Tragen des Handschuhs). Wenn die gleithemmende Substanz zwischen der
Außenlage
10 und der Barrierelage
20 angeordnet
ist, kann so die Relativbewegung zwischen diesen Lagen beim Tragen
des Handschuhs reduziert oder verhindert werden, was die Taktilität
des Handschuhs erhöht. Insbesondere können hierzu
Materialien verwendet werden, wie in den Tabellen 1 bis 5 der
US 2006/0156451 A1 beschrieben.
Insgesamt kann ein Handschuh mit einem Innenhandschuh
51,
der gemäß
4 beispielsweise
in einem Handflächenbereich
56 mit einem Streifen
40 aus
gleithemmendem Material ausgestattet ist, eine gute Taktilität
bei weitgehend reduzierter Steifigkeit des Handschuhs aufweisen.
-
Im
folgenden wird anhand von 8 ein Verfahren
zur Herstellung einer Lagenstruktur 1 beschrieben. In Verbindung
mit 9 wird beschrieben, wie das Verfahren insbesondere
zur Herstellung eines Handschuhs 50 angewandt werden kann.
-
Bei
der Verarbeitung einer mit der Verbindungssubstanz versehenen Lagenstruktur
ist es vorteilhaft, auf die niedrigviskose Komponente 32 der
Verbindungssubstanz eine weitere Komponente 34 aufzubringen, wie
in 3 schematisch in einem Querschnitt und in 8A in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Gemäß der 8A ist die niedrigviskose Komponente 32 als
drucksensitiver Klebstoff (PSA) ausgeführt und auf einer
ersten Seite 301 der Verbindungssubstanz 30 angeordnet,
während die weitere Komponente 34 als Schmelzklebstoff
(HMA) auf einer zweiten Seite 302 der Verbindungssubstanz 30 aufgebracht
ist, die der ersten Seite 301 gegenüberliegt.
-
Die
niedrigviskose Komponente 32 weist eine Konsistenz und
Eigenschaften auf, wie vorstehend in Bezug auf 1 bis 6 beschrieben.
Wie in 86 dargestellt, wird die Verbindungssubstanz 30 partiell an
ihrer ersten Seite 301 auf die Barrierelage 20 aufgebracht.
Die Barrierelage kann beispielsweise eine ePTFE-Membrane oder ein
Mehrschichtlaminat mit einer ePTFE-Membrane aufweisen. Weitere mögliche
Ausführungsformen von Barrierelagen sind im folgenden noch
näher beschrieben. In vorliegenden Beispiel wird die Verbindungssubstanz 30 direkt
mit dem niedrigviskosen Klebstoff 32 auf die Membrane 20 aufgebracht.
Hierzu wird mindesten eine erste Aktivierungsenergie ausgeübt,
damit der Klebstoff 32 an der ersten Seite 301 der Verbindungssubstanz 30 mit
der Membrane 20 eine Verbindung eingeht. Im Falle der Verwendung
eines drucksensitiven Klebstoffs 32 wird insbesondere Druck 91 auf
den Klebstoff 32 ausgeübt, damit dieser mit der Membrane 20 verklebt.
-
Die
zweite Komponente der Verbindungssubstanz in Form des Schmelzklebstoffs 34 ist
derart ausgeführt, dass sie eine Klebewirkung des niedrigviskosen
Klebstoffs 32 auf der zweiten Seite 302 der Verbindungssubstanz 30 zunächst
aufhebt oder zumindest reduziert (Klebewirkung wird blockiert).
Dies ermöglicht ein vergleichsweise einfaches Zusammenführen
der Lage 10 und der Barrierelage 20 mit bereits
aufgebrachter Verbindungssubstanz 30. Mit anderen Worten
wird eine vereinfachte Verarbeitung durch einen auf den niedrigviskosen
Klebstoff aufgebrachte zweite Komponente ermöglicht, die
verhindert, dass der niedrigviskose Klebstoff 32 beim Überziehen
der Lage 10, beispielsweise in Form eines Außenhandschuhs, über
die Barrierelage 20 an ungeeigneter Position mit der Lage 10 verklebt.
-
Diese
zweite Komponente kann auf verschiedene Weise aufgebracht werden
(z. B. in schichtartiger Form) und verschiedene Materialien beinhalten,
wie etwa Schmelzklebstoff oder Wachs. Weiterhin kann die Komponente 34 verschie dene
Formen haben. Beispielsweise ist die zweite Komponente 34 zumindest
teilweise in pulverartiger, filmartiger und/oder flüssiger
Form auf der zweiten Seite 302 der Verbindungssubstanz 30 angeordnet.
Bevorzugt wird ein sehr feinkörniges Pulver verwendet,
das dünn auf die klebrige Oberfläche des niedrigviskosen
Klebstoffs 32 aufgebracht wird. Damit wird eine Klebewirkung
des niedrigviskosen Klebstoffs 32 auf der zweiten Seite 302 der
Verbindungssubstanz 30 zunächst aufgehoben oder
zumindest deutlich reduziert. Eine an der Seite 302 vorbeigeführte
Lage bleibt somit nicht an der Verbindungssubstanz hängen
oder kleben.
-
In
einem nachfolgenden Herstellungsschritt gemäß 8C werden die Lage 10 und die
Barrierelage 20 in ihre jeweilige Endposition zueinander
mit der dazwischen angeordneten und mit der Barrierelage 20 verklebten
Verbindungssubstanz 30 gebracht. Sodann wird mindestens
eine zweite Aktivierungsenergie auf die zweite Seite 302 der
Verbindungssubstanz 30 ausgeübt. Im Falle der
Verwendung eines wärmeaktivierbaren Schmelzklebstoffs als
zweite Komponente 34 wird Wärme und Druck 92 auf
die Verbindungssubstanz 30 ausgeübt. Aufgrund
der Wärme 92 wird der Schmelzklebstoff 34 aktiviert.
Die Folge davon ist, dass der Schmelzklebstoff 34 in die
erste Lage 10 und/oder in die Verbindungssubstanz 30,
mithin in den niedrigviskosen Klebstoff 32 penetriert,
so dass der niedrigviskose Klebstoff 32 auch an der zweiten
Seite 302 der Verbindungssubstanz 30 mit der Lage 10 eine
Verbindung eingeht. Mit anderen Worten ist die zweite Komponente 34 in
diesem Fall ein Verfahrenshilfsstoff, um die Lage 10 mit
der Barrierelage 20 zusammenzuführen und nach
der Aktivierung (Ausüben von Wärme und Druck)
der zweiten Komponente 34 mit dem niedrigviskosen Klebstoff 32 zu verkleben.
-
Insbesondere
wird durch geeignete Aktivierung der Verfahrenshilfsstoff in seiner
Konsistenz so verändert (der Schmelzklebstoff verflüssigt
sich), um ein Verbinden der Lage 10 mit der Barrierelage 20 zu
ermöglichen. Das dazu verwendete Pulver ist bevorzugt ein
Schmelzklebstoff mit einer geringen Schmelztemperatur. Durch Erwärmen
sinkt die Viskosität des Pulvers und penetriert nun in
die Lage 10 und/oder wird vom niedrigviskosen Klebstoff 32 teilweise
aufgenommen. Das Einbringen von Druck in die Klebefuge dient dazu,
den niedrigviskosen Klebstoff 32 in die Lage 10 zu
penetrieren. Nach der Ak tivierung ist nur noch der niedrigviskose Klebstoff 32 funktional
an der Verklebung beteiligt.
-
Mögliche
Verfahrenshilfsstoffe, um Klebstoffe wie den niedrigviskosen Klebstoff
32 kurzzeitig
nicht klebrig zu machen, können sein (Tabelle 2):
Bezeichnung | Art | Basis | Dicke/Korngröße [μm] | Schmelzpunkt, Schmelzbereich [°C] |
Peka
23877 | Film | Polyolefin | 60 | 150 |
Peka
Hotmelt | Film | EVA | / | 80 |
abifor
1646 | Pulver | TPU-Basis
Polycaprolacton | 0–125 | 62–68 |
-
In
einer anderen Ausführungsform kann auch eine Komponente 34 eingesetzt
werden, die statt in die Lage 10 zu penetrieren eine Verbindung
zur Lage 10 eingeht. Dementsprechend werden bei Verwendung
eines geeigneten Schmelzklebefilms Druck und Wärme 92 auf
die zweite Seite 302 der Verbindungssubstanz 30 derart
ausgeübt, damit diese Ausführungsform des Schmelzklebefilms 34 mit
der Lage 10 eine Verbindung eingeht. Der niedrigviskose
Klebstoff 32 verklebt in diesem Fall nur auf der Seite 301 zur
Barrierelage 20.
-
In 9 ist
ein beispielhaftes Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Handschuhs 50 gezeigt. Die
Barrierelage 20 bildet hierbei zusammen mit einer Innenfutterschicht 22,
die im Gebrauch der Hand zugewandt ist, eine Innenauskleidung des
Handschuhs (Innenhandschuh 51, beispielsweise in Form des
Innenhandschuhs gemäß 4), während
die Lage 10 eine Außenlage des Handschuhs (Außenhandschuh)
bildet. Der Innenhandschuh ist zunächst auf einer Handform 200 angeordnet
(alternativ kann auch eine Hand einer Person in den Innenhandschuh
eingeführt werden), wobei an partiellen Stellen die Verbindungssubstanz 30 auf
die Barrierelage 20 aufgebracht ist. Beispielsweise kann
in diesem Verfahrensstadium der Schmelzklebstoff 34 in
Pulverform auf den niedrigviskosen Klebstoff 32 der Verbindungssubstanz 30 zum
Ausschalten (Blockieren) von dessen Klebrigkeit aufgebracht werden.
Da der Schmelzklebstoff 34 noch nicht aktiviert ist, kann der
Außenhandschuh problemlos über den Innenhandschuh
gestülpt werden, ohne dass der Außenhandschuh mit
dem Innenhandschuh an unerwünschten Stellen verklebt. Ein
umständliches und zeitaufwendiges Invertieren des Außenhandschuhs
ist hierbei nicht notwendig. Sind der Außenhandschuh und
der Innenhandschuh in ihrer jeweiligen Endposition zueinander angeordnet,
kann mit Hilfe einer Heizeinrichtung (z. B. Heizpresse) 210 der
Schmelzklebstoff 34 aktiviert werden, so dass der Innenhandschuh
mit dem Außenhandschuh an den Stellen, an denen die Verbindungssubstanz 30 angeordnet
ist, verklebt. Ein so hergestellter Handschuh 50 kann dann
von der Handform 200 entnommen werden.
-
In 10 und 11 sind
verschiedene, mögliche Ausführungsformen von Innenhandschuhen
für verschiedene Anwendungen gezeigt. Ziel ist es dabei,
einen Handschuh bereitzustellen, der die bestmöglichen Eigenschaften
in der jeweiligen Anwendung erzielt. Hierfür werden die
Verbindungssubstanzen 30 an strategisch günstigen
Stellen angebracht, um ein Verschieben der Lagen bei der Anwendung
zu minimieren. Hierbei wird versucht, so wenig wie möglich
zu verkleben, um keine Steifigkeit zu addieren.
-
Beispielsweise
kann im Zeigefingerbereich, Mittelfingerbereich und Fingeransatzbereich
je eine streifenförmige Verbindungssubstanz 30 angeordnet
werden, während die Fingerspitzenbereiche der übrigen
Finger und des Daumens nur punktförmig verklebt sind. Eine
andere Ausführungsform sieht im Zeigefingerbereich quer
angeordnete streifenförmige Verbindungssubstanzen 30 vor,
während die Fingerspitzenbereiche der übrigen
Finger und des Daumens nur punktförmig verklebt sind. Durch
die Queranordnung im Finger- und/oder Daumenbereich parallel zu
einer Biegelinie des Fingers bzw. Daumens wird die Steifigkeit beim
Abwinkeln günstig beeinflusst. Wiederum eine andere Ausführungsform
sieht vor, im Daumen- und Handflächenbereich streifenförmige
Verbindungssubstanzen 30 quer- und/oder längsverlaufend
vorzusehen, während die Fingerspitzenbereiche der übrigen
Finger nur punktförmig verklebt sind.
-
In
einer anderen Ausführungsform ist die Verbindungssubstanz 30 in
dem Fingerbereich und dem Daumenbereich streifenförmig
quer zu einer Biegelinie 62 des Handschuhs angeordnet.
Insbesondere wird an der dargestellten bei spielhaften Biegelinie 62 der
entsprechende Finger abgewinkelt. Durch diese Anordnung von Fixierungselementen
kann die Flexibilität erhöht werden.
-
Beim
einem anderen Handschuh wird die Verbindungssubstanz 30 in
relativ großen Punkten diskontinuierlich über
den Handschuh verteilt, wobei von der Verbindungssubstanz 30 eine
Fläche von weniger als die Hälfte der Handschuhinnenfläche
oder Handschuhaußenfläche eingenommen wird. Durch
diese Anordnung in Verbindung mit den großen Abständen
und der geringen Verklebungsfläche kann ein extremes Einlagengefühl
bei guter Taktilität erreicht werden.
-
Beim
Innenhandschuh 51 gemäß 10 ist
beispielhaft dargestellt, wie verschiedene geometrische Ausführungsformen
von Verbindungssubstanzen 30 kombiniert werden können,
um bestimmte Eigenschaften zu erzielen und um ein Verschieben des
Innenhandschuhs mit der Barrierelage zum Außenhandschuh
zu unterbinden.
-
Gemäß der
Erfindung ist es damit ermöglicht, auf das Anbringen von
Verstärkungselementen an den Fingerspitzen der Membran,
mit welchen die Fingerspitzen an dem Außenhandschuh durch
Annähen fixiert werden, zu verzichten. Stattdessen können,
wie in 11A und 11B dargestellt,
die Fingerspitzen der Membran an dem Außenhandschuh mittels
einer in relativ großen Punkten aufgebrachten Verbindungssubstanz
verbunden werden, ohne dass ein Vernähen von Verstärkungselementen
der Membran an dem Außenhandschuh bei invertiertem Außenhandschuh
notwendig ist. Solche Verstärkungselemente (sog. ”Verstärkungstapes”) sind
oftmals als Textilstreifen ausgeführt mit Schmelzklebstoff
zur Membranseite, jedoch werden diese Textilstreifen nicht als beidseitig
wirksame Klebestreifen verwendet, sondern dienen ausschließlich
zum Annähen an dem Außenhandschuh und damit zur
Fixierung der Membran durch Vernähen am Außenhandschuh.
-
Neben
der Herstellung eines Handschuhs ist die vorliegende Erfindung auch
zur Herstellung anderer Bekleidungsstücke verwendbar. Nicht
abschließende Beispiele für erfindungsgemäß ausrüstbare
Bekleidungstücke sind etwa Kopfbedeckung wie Mützen
und Hüte; und Hosen, Jacken, Westen, Mäntel sowie Schuhwerk.
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Bei
einer Kopfbedeckung besteht die normale Verarbeitungsmethode darin,
eine Innenauskleidung mit der Barrierelage einerseits an der Außenlage
und andererseits an dem Innenfutter festzunähen. Hierfür
müssen wiederum Verstärkungselemente eingesetzt
werden. Erfindungsgemäß ist nun gemäß einer
Ausführungsform vorgesehen, die Innenauskleidung bestehend
aus einem Laminat mit der Barrierelage und dem Innenfutter, zur
Außenlage mittels der erfindungsgemäßen
Verbindungssubstanz zu verbinden.
-
Die 12 zeigt
eine schematische Drauf- und Seitenansicht einer Ausführungsform
einer Kopfbedeckung, die eine erfindungsgemäße
Lagenstruktur aufweist. Die Kopfbedeckung 70 in Form einer
Mütze weist eine Außenlage 71 auf, an
welcher die innere Barrierelage (nicht sichtbar) mittels der Verbindungssubstanz 30 in
einem Scheitelbereich 82 der Kopfbedeckung 70 punktförmig
befestigt ist, um eine minimale Fixierung zu erreichen.
-
Eine
weitere Ausführungsform sieht vor, die Verbindungssubstanz 30 streifenförmig
in mehreren Streifen am Umfang der Kopfbedeckung zu verteilen, insbesondere
in einer Draufsicht auf die Kopfbedeckung sternförmig am
Umfang zu verteilen.
-
Bei
einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, eine weitere
Lage oder ein weiteres Material, wie beispielsweise Schaummaterial
oder Dämpfungsmaterial, zwischen der niedrigviskosen Komponente
und der weiteren Komponente der Verbindungssubstanz zu integrieren.
Dadurch kann das Wärme- oder Isolationsgefühl
beim Greifen gesteigert werden, da das weitere Material als Abstandsschicht
(sog. ”Spacer”) wirkt. Beim Greifen wird das weitere
Material komprimiert und beeinträchtigt so nicht die Taktilität
des Handschuhs.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 5442818
A [0004]
- - US 2006/0156451 [0005]
- - US 3953566 A [0022, 0024]
- - US 4725481 A [0024]
- - US 4493870 A [0024]
- - US 4187390 A [0024]
- - US 4194041 A [0024]
- - US 2006/0156451 A1 [0093, 0093]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - EN ISO 9237,
1995 [0019]
- - ISO 811 [0020]
- - DIN EN 31092 (02/94) [0026]
- - ISO 11092 (1993) [0026]
- - TA Instruments, New Castle, Delaware (USA), www.tainstruments.com [0067]