Spacer-Gewebe: Hochleistungsbekleidung zum Schutz

Spacer-Gewebe werden von vielen als ideal für Polsteranwendungen angesehen. Sie werden oft kettgewirkt, haben eine Vorderseite, eine Rückseite und eine interne Abstandsschicht. Die Spacer-Garne sind in der Regel Monofilamente, die die beiden äußeren Schichten miteinander verbinden und so eine dreidimensionale Struktur bilden. Sie werden bereits in Anwendungen wie Autositzpolsterung, zur Schwingungsreduktion und als atmungsaktive Paneele in Bekleidung eingesetzt.

Liu et al. (2012) fertigten zwölf Muster von Spacer-Geweben mit Dicken von 5,64 bis 10,62 mm an. Die Abstandsschicht wurde bei elf der Proben mit Polyester-Monofilamenten mit einem Durchmesser von 0,2 mm und bei der zwölften Probe mit einem Durchmesser von 0,16 mm gestrickt. Sie fanden heraus, dass die Fadenstärke eine signifikante Variable ist, wobei gröbere Monofilamente mehr Schutz bieten. Die Neigung der Spacer-Garne erwies sich als signifikant für das Aufprallverhalten. Eine optimale Struktur ist erforderlich: weder zu vertikal noch zu geneigt. Vergleiche zwischen Spacer-Geweben und anderen Schutzmaterialien wurden nicht durchgeführt. Nachfolgende Forschungen (Liu, Au & Hu, 2014a, 2014b) umfassten eine halbkugelförmige Testoberfläche und Aufprallenergie en bis zu 50 J. Dies zeigte eine größere Komplexität beim Verständnis sowohl von Aufprallen als auch der Wirksamkeit von Spacer-Geweben als Schutzmaterial.

Chen, Lai, Sun, Zhao und Chen (2017) analysierten den Mechanismus der Druckverformung eines Spacer-Filaments mit dem Ziel, Designern von Spacer-Geweben Orientierung zu geben. Sie teilten den Kompressionsvorgang in vier Phasen ein: die steife Phase, die elastische Phase, die Ruhephase und die unwirksame Phase.

Zhao, Long, Yang und Liu (2017) konzentrierten sich auf Spacer-Gewebe in Schussstrickbindung aufgrund des Potenzials für nahtlose Formgebung von Aufprallschutz. Sechzehn Proben von Spacer-Geweben in Schussstrickbindung wurden mit unterschiedlichen Spacer-Garn-Mustern, Filamentdurchmessern und Gewebedichten gestrickt. Die Dicken reichten von 2,7 bis 6,4 mm. Ihre Arbeit befasst sich mit Dämpfung und nicht mit dynamischem Aufprallschutz, aber der Ansatz hat großes Potenzial für die Herstellung geformter Schutzpaneele.

Nayak et al. (2017) untersuchten das Potenzial von Spacer-Geweben als Alternative zu Schaumstoffpolsterung. Es wurden drei Proben gestrickt. Gewebe A hatte mercerisierte Baumwolle und Elastan für die Außenschichten sowie ballistisches Nylon als Innenschicht. Die Gewebe B und C hatten Dyneema- und Elastan-Außenschichten sowie eine Dyneema-Innenschicht, aber mit unterschiedlichen Strukturen. Diese wurden mit geschlossenzelligem Schaum verglichen, der von einem Rugby-Bekleidungshersteller bezogen wurde. Ihr Fazit: ""Die flexiblen 3D-gestrickten Textilstrukturen können ein äquivalentes Niveau an Aufprallschutz bieten wie der im Rugby-Bekleidung verwendete kommerzielle Schaum. Die flexiblen gestrickten Strukturen können den Spielern auch einen höheren Komfort bieten als der kommerzielle Schaum, wie die höhere Luftdurchlässigkeit und die geringere Wärme- und Wasserdampfbeständigkeit zeigen.""

Die Forschung zu Spacer-Geweben weckt die Erwartung, dass Aufprallschutz mit diesen Materialien machbar ist. Die Arbeiten zeigen auch, dass geeignete Eigenschaften im Designprozess entwickelt werden müssen. Spacer-Gewebe, die für Durchlässigkeit und Dämpfung ausgelegt sind, bieten möglicherweise wenig Schutz, wie Experimente mit handelsüblichen Spacer-Geweben, die vom Autor durchgeführt wurden, gezeigt haben. Es gibt auch Möglichkeiten für Verbundwerkstoffe, und es wurde bereits auf die Deflexion S-Reihe verwiesen: Polyester-Spacer-Gewebe, die mit einer Silikonbeschichtung imprägniert sind und zu durchlässigen, flexiblen Schutzmaterialien führen. Zhou et al. (2013) haben diesen Ansatz auch durch den Einsatz von Mikrogelen weiterentwickelt.