DE102016004421A1 - Textiles with remission behavior in the near infrared and visible light - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Textilien mit Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und sichtbaren Licht und bezieht sich auf das Problem das Textilien bzw. Flächengewebe aber auch Gurtbänder für den militärischen Einsatz, bedingt durch tarnerische Anforderungen zusätzlich zum farbigen Erscheinungsbild im sichtbaren (VIS) Spektralbereich, speziellen Anforderungen im Nahen Infrarotbereich (NIR) erfüllen müssen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst indem eine Textile mit Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und im sichtbaren Licht, umfassend mindestens ein erstes Garn und ein zweites Garn, wobei das erste Garn mindestens einen ersten Fasertyp und einen zweiten Fasertyp eines ersten Faserverhältnisses umfasst, wobei das zweite Garn mindestens einen ersten Fasertyp und einen zweiten Fasertyp eines zweiten Faserverhältnisses umfasst, wobei der erste Fasertypeine Chemiefaser ist und der zweite Fasertyp eine spinnrußgefärbte Faser ist, wobei das erste Garn (1) und das zweite Garn (2) zu einer Musterung (M) verwebt sind und farblich bedruckt sind.The invention relates to textiles with remission behavior in the near infrared and visible light and relates to the problem of textiles or fabrics but also straps for military use, due to camouflage requirements in addition to the colored appearance in the visible (VIS) spectral range, special requirements in Near infrared (NIR) must meet. This object is achieved by the features of claim 1 by a textile with reflectance behavior in the near infrared and visible light, comprising at least a first yarn and a second yarn, wherein the first yarn at least a first fiber type and a second fiber type of a first fiber ratio wherein the second yarn comprises at least a first fiber type and a second fiber type second fiber ratio, wherein the first fiber type is a chemical fiber and the second fiber type is a spin soot colored fiber, the first yarn (1) and the second yarn (2) becoming one Pattern (M) are woven and are printed in color.

Description

Die Erfindung betrifft Textilien mit Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und sichtbaren Licht und bezieht sich auf das Problem das Textilien bzw. Flächengewebe aber auch Gurtbänder für den militärischen Einsatz, bedingt durch tarnerische Anforderungen zusätzlich zum farbigen Erscheinungsbild im sichtbaren (VIS) Spektralbereich, speziellen Anforderungen im Nahen Infrarotbereich (NIR) erfüllen müssen. Insbesondere im NIR ist eine Anpassung des Helligkeitsniveaus und der Strukturierung an die mittlere Helligkeit und die Struktur des Einsatzhintergrundes essentiell wichtig, um Detektion zu vermeiden.The invention relates to textiles with remission behavior in the near infrared and visible light and relates to the problem of textiles or fabrics but also straps for military use, due to camouflage requirements in addition to the colored appearance in the visible (VIS) spectral range, special requirements in Near infrared (NIR) must meet. Especially in the NIR, matching the brightness level and the patterning to the average brightness and the background texture is essential to avoid detection.

Bei textilen Trägermaterialien ist die Auswahlmöglichkeit der verwendbaren Farbstoffe von der Kombination der Faserchemie und der Farbstoffchemie abhängig. Mit dieser Kombination wird das Remissionsverhalten im NIR ausgehend von der Grundremission des textilen Grundmaterials auf die notwendigen Abstufungen eingestellt. Dies geschieht durch Auswahl geeigneter Farbstoffe und in der Praxis zusätzlich noch durch die Verwendung von IR absorbierenden Pigmenten, in der Regel Ruß. Diese Pigmente werden normalerweise appliziert und mit einem Bindersystem an den textilen Fasern fixiert, was sich in schlechten Reibechtheitswerten der Farben sowie mangelnder Waschpermanenz negativ bemerkbar macht. Dahingegen ist bei webtechnischer Erzeugung der Tarnmusterung keine farbselektive Modifikation des Remissionsniveaus im NIR durch das Aufbringen der Rußpigmente möglich, was tarnerisch jedoch zwingend notwendig ist.For textile substrates, the choice of dyes that can be used depends on the combination of fiber chemistry and dye chemistry. With this combination, the remission behavior in the NIR is adjusted from the basic remission of the textile base material to the necessary gradations. This is done by selecting suitable dyes and in practice additionally by the use of IR-absorbing pigments, usually carbon black. These pigments are normally applied and fixed to the textile fibers with a binder system, which has a negative effect on poor rub fastness values of the colors and lack of washing permanence. In contrast, no color-selective modification of the remission level in the NIR by the application of the carbon black pigments is possible with Webtechnischer generation of camouflage, which is camouflaged but imperative.

Die Schrift US 5798304 offenbart ein Tarnmuster, welches nur bei Infrarotlicht sichtbar ist. Das Tarnmuster ist im sichtbaren Licht nicht zu erkennen. Ein textiles Erzeugnis, welches eine Farbe oder Muster haben kann, wird mit einer rußhaltigen Pigmentpaste, welche ein Natriumalginat-Verdickungsmittel enthält, das mit Natriumcarbonat gepuffert ist, gemäß einem Tarndruck in einer Menge von x Gew.-% mittels Siebdruck bedruckt. Das Tarnmuster weist x Bereiche von unterschiedlicher Reflexion auf, wobei die Bereiche im Wesentlichen gleiche Flächeninhalte haben.The font US 5798304 discloses a camouflage pattern that is visible only with infrared light. The camouflage pattern is invisible in visible light. A textile product which may have a color or pattern is screen-printed with a carbon black-containing pigment paste containing a sodium alginate thickener buffered with sodium carbonate according to a camouflage print in an amount of x% by weight. The camouflage pattern has x areas of different reflection, the areas having substantially equal area contents.

Die Schrift US 7008694 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Chemiefasern, die mit einem Rußanteil versehen werden, um die NIR Signatur zu beeinflussen. Die Chemiefasern können farbig sein. Über die Konzentration des Rußanteils an der Chemiefaser lässt sich der NIR Reflexionsgrad einstellen. Das bedeutet, durch die Herstellung unterschiedlicher Chemiefasern mit unterschiedlichen Rußkonzentrationen lässt sich ein textiles Tarnmuster im NIR erzeugen. Das bedeutet aber auch, dass für jeden NIR-Reflexionsgrad eine extra Faserproduktion notwendig ist.The font US 7008694 describes a process for the production of man-made fibers which are provided with a carbon black content in order to influence the NIR signature. The chemical fibers can be colored. The NIR reflectance can be adjusted by the concentration of carbon black on the chemical fiber. This means that the production of different chemical fibers with different concentrations of soot makes it possible to create a textile camouflage pattern in the NIR. But this also means that extra fiber production is necessary for every NIR reflectance.

Das Aufbringen des Rußanteils mittels Bindesystem bedingt schlechte Reibechtanteile und ist nicht ausreichend permanent. Bei webtechnischer Musterung ist dieses Verfahren nicht farbselektiv.The application of the carbon black fraction by means of a binding system causes poor friction constituents and is not sufficiently permanent. In weaving patterning this method is not color selective.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine farbselektive Einstellung des Remissionsverhaltens der Tarndruckfarben im NIR mit zusätzlichen hohen Reibechtheiten und sehr guter Permanenz bereitzustellen.The invention is therefore based on the object to provide a color-selective adjustment of the remission behavior of the camouflage inks in the NIR with additional high rubbing fastness and very good permanence.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Textile mit Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und sichtbaren Licht, umfassen mindestens ein erstes Garn und ein zweites Garn. Jedes Garn ist genau auf einen Farbton und dem zugehörigen NIR-Level eingestellt. Das hat den Vorteil, dass eine Musterung des Textils mit Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und sichtbaren Licht gewebt werden kann. Ein Aufbringen von Rußanteilen mittels Bindesystem entfällt. Somit werden eine hohe Reibechtheit und eine sehr gute Permanenz erreicht. Das erste Garn umfasst mindestens einen ersten Fasertyp und einen zweiten Fasertyp eines ersten Faserverhältnisses. Das zweite Garn umfasst mindestens ein ersten Fasertyp und einen zweiten Fasertyp eines zweiten Faserverhältnisses. Über das Faserverhältnis wird das Remissionsverhalten im nahen Infrarotlicht des Garns bezüglich der Garnfarbe eingestellt. Der erste Fasertyp ist eine Chemiefaser und der zweite Fasertyp ist eine spinnrußgefärbte Faser. Die Chemiefaser hat den Vorteil, dass schon im Herstellungsprozess der Faser die Möglichkeit der Einlagerung von zusätzlichen weiteren modifizierenden Substanzen (z. B. Flammschutzmittel), die die Eigenschaften permanent verändern, eingearbeitet werden können. Spinnrußgefärbte Fasern sind Chemiefasern, bei denen im Herstellungsprozess Ruß eingearbeitet wurde. Durch Einbringung von Ruß ist die Steuerung des Remissionsverhaltens gegeben. Eine weitere Verbesserung des Remissionsverhaltens eines Textils im nahen Infrarot- und im sichtbaren Licht lässt sich dadurch erreichen, dass mehr als zwei Garne mit unterschiedlichen Faserverhältnissen als gefärbte Garne zu einer Musterung verwebt sind, um eine Multi-Tarnmusterung bereitzustellen. Somit lassen sich einfach und kostengünstig anspruchsvolle Multitarnmuster verweben. Es weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, ungefärbte Garne mit unterschiedlichen Remissionsverhalten im NIR zu verweben, um ein Multi-Tarnmuster im NIR zu erhalten und im Anschluss mit einer Multi-Tarnmusterung für das sichtbare Licht zu bedrucken. Damit kann das Remissionsverhalten im NIR-Licht (= Tarnwirksamkeit) vom Remissionsverhalten im sichtbaren Licht (= visuelle Farberscheinung) entkoppelt werden.This object is achieved by the features of claim 1. The textiles with reflectance characteristics in the near infrared and visible light comprise at least a first yarn and a second yarn. Each yarn is precisely tuned to a hue and its associated NIR level. This has the advantage that a pattern of the textile can be woven with remission behavior in the near infrared and visible light. An application of carbon black shares by means of binding system is eliminated. Thus, a high rubfastness and a very good permanence are achieved. The first yarn comprises at least a first fiber type and a second fiber type of a first fiber ratio. The second yarn comprises at least a first type of fiber and a second type of fiber of a second fiber ratio. The fiber ratio is used to set the remission behavior in the near infrared light of the yarn with regard to the yarn color. The first type of fiber is a manmade fiber and the second type of fiber is a spin soot colored fiber. The synthetic fiber has the advantage that the possibility of incorporation of additional further modifying substances (eg flame retardants), which permanently change the properties, can already be incorporated in the production process of the fiber. Spun soot-dyed fibers are chemical fibers in which carbon black has been incorporated in the manufacturing process. By introducing carbon black, the control of the remission behavior is given. Further improvement in the remission performance of a near infrared and visible light fabric can be achieved by weaving more than two yarns of different fiber ratios as dyed yarns into a pattern to provide a multi-camouflage pattern. This makes it easy and inexpensive to interweave sophisticated multi-yarn patterns. It is a further advantageous embodiment of the invention to interweave undyed yarns with different remission behavior in the NIR in order to obtain a multi-camouflage pattern in the NIR and subsequently to print with a multi-camouflage pattern for the visible light. Thus, the remission behavior in NIR light (= camouflage efficiency) can be decoupled from the remission behavior in visible light (= visual color appearance).

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Prinzipzeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen: Two embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to schematic drawings. Showing:

1 einen ersten Fasertyp und einen zweiten Fasertyp im Querschnitt. Der Querschnitt des ersten Garns zeigt das erste Faserverhältnis. Der Querschnitt des zweiten Garns zeigt das zweite Faserverhältnis. 1 a first type of fiber and a second type of fiber in cross section. The cross section of the first yarn shows the first fiber ratio. The cross section of the second yarn shows the second fiber ratio.

2 eine Musterung auf einer Textile, die aus einem ersten Garn und einem zweiten Garn besteht. Die Musterung hat durch den Aufbau der Garne G1 und G2 ein Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und im sichtbaren Licht. 2 a pattern on a textile consisting of a first yarn and a second yarn. The pattern has a remission behavior in the near infrared and in the visible light due to the structure of the yarns G1 and G2.

Um eine Textile bzw. ein Flächengewebe mit einem Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und sichtbaren Licht bereitzustellen, werden speziell aufgebaute Garne, wie in 1 gezeigt, verwendet. Ein Garn besteht dabei aus mindestens einem ersten Fasertyp F1 und einem zweiten Fasertyp F2. Der erste Fasertyp F1 ist eine Chemiefaser. Chemiefasern haben den Vorteil, dass sie schon im Herstellungsprozess für den erforderlichen Einsatzzweck permanent modifiziert werden können. Der zweite Fasertyp F2 ist eine spinnrußgefärbte Faser. Spinnrußgefärbte Fasern sind Chemiefasern, bei denen im Herstellungsprozess Ruß eingearbeitet wurde. Durch Einbringung von Ruß ist die Steuerung des Remissionsverhaltens gegeben. Denkbar wäre für F1 auch die Verwendung von Naturfasern anstatt von Chemiefasern. Allerdings sind Naturfasern im Einsatz mechanisch nicht so widerstandsfähig wie Chemiefasern. Hingegen ist der Tragekomfort von Naturfasern gegenüber Chemiefasern hinsichtlich ihrer Feuchteaufnahme und ihres Feuchtetransportvermögens positiv hervorzuheben. Ein Garn hat ein bestimmtes Faserverhältnis. Das Faserverhältnis definiert sich über F1/F2. Im vorliegendem Ausführungsbeispiel beträgt das Faserverhältnis A = 20/7 und das Faserverhältnis B = 8/19. Je geringer das Faserverhältnis, bzw. je höher der Anteil der spinnrußgefärbten Fasern im Garn ist, desto größer ist die Dämpfung der spektralen Reflektion im Nahen Infrarot und dies zusätzlich nahezu unabhängig von der Farberscheinung in dem für das menschliche Auge sichtbaren Bereich des Lichtes. Dies rührt daher, dass die eingebrachte Menge an Ruß im Verhältnis zur Gesamtpolymermenge auch bei hohen Rußmengen dennoch klein ist, was ein weiterer Vorteil im Gegensatz zu nachträglich drucktechnisch aufgebrachtem Ruß mittels Bindesystemen ist, was durchaus zu visuell erkennbaren Trübungen der Farberscheinung führt. Bei spinnrußgefärbten Chemiefasern ist der Ruß gleichmäßig in den Fasern (F2) verteilt, die wiederum anteilig als sogenannte intime Mischung mit dem Anteil F1 zu einem Garn versponnen sind. Dabei wird die tarnerische Notwendigkeit der Nachstellung der mittleren Helligkeit zur Einsatzumgebung durch die jeweiligen farbigen Anteile im sichtbaren Bereich erreicht, im Nahen Infrarot wird die Helligkeit und kontrastliche Strukturierung durch den Rußanteil gesteuert.In order to provide a fabric having a remission performance in the near infrared and visible light, specially constructed yarns are used, as in 1 shown, used. A yarn consists of at least a first fiber type F1 and a second fiber type F2. The first fiber type F1 is a chemical fiber. Chemical fibers have the advantage that they can be permanently modified during the manufacturing process for the required application. The second fiber type F2 is a spin soot colored fiber. Spun soot-dyed fibers are chemical fibers in which carbon black has been incorporated in the manufacturing process. By introducing carbon black, the control of the remission behavior is given. It would also be conceivable for F1 to use natural fibers instead of synthetic fibers. However, natural fibers in use are not as resistant mechanically as chemical fibers. On the other hand, the wearing comfort of natural fibers compared to manmade fibers is to be positively emphasized with regard to their moisture absorption and their moisture transport capacity. A yarn has a certain fiber ratio. The fiber ratio is defined by F1 / F2. In the present embodiment, the fiber ratio A = 20/7 and the fiber ratio B = 8/19. The lower the fiber ratio, or the higher the proportion of spin soot-colored fibers in the yarn, the greater the attenuation of the spectral reflection in the near infrared and, in addition, almost independent of the color appearance in the visible to the human eye range of light. This is due to the fact that the amount of carbon black introduced in relation to the total amount of polymer is nevertheless small, even with high quantities of carbon black, which is a further advantage in contrast to subsequently applied carbon black by means of binding systems, which definitely leads to visually discernible clouding of the color appearance. In the case of spun soot-dyed manmade fibers, the carbon black is uniformly distributed in the fibers (F2), which in turn are proportionally spun into a yarn as a so-called intimate blend with the proportion F1. In this case, the camouflaging necessity of adjusting the average brightness to the use environment is achieved by the respective colored components in the visible range, in the near infrared the brightness and contrasting structuring is controlled by the soot component.

Um in einem textilen Flächengewebe ein Tarnmuster im nahen Infrarotbereich zu erhalten, werden die Garne G1 und G2, wie in 2 gezeigt, zu einem bestimmten Muster verwebt. In unbedrucktem Zustand erscheint dieses Webmuster im visuellen Spektralbereich einfarbig unifarben, da die „NIR-Musterung” ja nur im Nahen Infrarot, also z. B. bei Betrachtung im Nachtsichtgerät/Restlichtverstärker erkennbar ist. Anschließend wird das Muster farblich bedruckt, um die Tarnwirksamkeit im sichtbaren Bereich einzustellen. Dabei kann die aufgedruckte Farbe vom eingestellten Tarnmuster im nahen Infrarotbereich entkoppelt sein.In order to obtain a camouflage pattern in the near infrared region in a textile fabric, the yarns G1 and G2 become, as in 2 shown, woven into a particular pattern. When unprinted, this weave pattern appears in the visual spectral region in monochrome plain color, since the "NIR pattern" only in the near infrared, so z. B. when viewed in the night vision / residual light amplifier is recognizable. Subsequently, the pattern is printed in color to adjust the camouflage in the visible range. The printed color can be decoupled from the set camouflage pattern in the near infrared range.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden mehr als zwei Garne mit unterschiedlichem Faserverhältnis verwebt. Die verwendeten Garne sind dabei vorgefärbt. Die Färbung entspricht der Remission im nahen Infrarot. Das bedeutet, dass die Färbung der Garne gekoppelt ist mit der Remission im nahen Infrarot. Dadurch sind Multi-Tarnmusterungen möglich. Hier werden also bereits bei der Garnherstellung die Farbe im sichtbaren Bereich und das Remissionsverhalten im nahen Infrarot eingestellt. Die Multi-Tarnmusterung entsteht also direkt beim Weben.In a further embodiment, more than two yarns with different fiber ratio are interwoven. The used yarns are precolored. The color corresponds to the remission in the near infrared. This means that the dyeing of the yarns is coupled with the near-infrared reflectance. This allows multi-camouflage patterns. In this case, the color in the visible range and the remission behavior in the near infrared are already set in yarn production. The multi-camouflage pattern therefore arises directly during weaving.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden zwei oder mehrere farblose Garne verwebt. Erst im Anschluss wird das Flächengewebe mit einer Multi-Tarnmusterung bedruckt. In diesem Fall ist die Musterung im sichtbaren Bereich wiederum nicht zwangsläufig identisch mit der im nahen Infrarot, sondern entkoppelt.In a further embodiment of the invention, two or more colorless yarns are interwoven. Only then is the surface fabric printed with a multi-camouflage pattern. In this case, the pattern in the visible range is again not necessarily identical to that in the near infrared, but decoupled.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

  • F1F1
    erster Fasertypfirst fiber type
    F2F2
    zweiter Fasertypsecond fiber type
    G1G1
    erstes Garnfirst yarn
    G2G2
    zweites Garnsecond yarn
    AA
    erstes Faserverhältnisfirst fiber ratio
    BB
    zweites Faserverhälnissecond fiber ratio
    MM
    Musterungpattern

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5798304 [0003] US 5798304 [0003]
  • US 7008694 [0004] US 7008694 [0004]

Claims (3)

Textile mit Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und im sichtbaren Licht, umfassend mindestens ein erstes Garn (G1) und ein zweites Garn (G2), wobei das erste Garn (G1) mindestens einen ersten Fasertyp (F1) und einen zweiten Fasertyp (F2) eines ersten Faserverhältnisses (A) umfasst, wobei das zweite Garn (G2) mindestens einen ersten Fasertyp (F1) und einen zweiten Fasertyp (F2) eines zweiten Faserverhältnisses (B) umfasst, wobei der erste Fasertyp (F1) eine Chemiefaser ist und der zweite Fasertyp (F2) eine spinnrußgefärbte Faser ist, wobei das erste Garn (1) und das zweite Garn (2) zu einer Musterung (M) verwebt sind und farblich bedruckt sind.Textiles having remission characteristics in the near infrared and visible light, comprising at least a first yarn (G1) and a second yarn (G2), wherein the first yarn (G1) at least a first fiber type (F1) and a second fiber type (F2) of a first fiber ratio (A), wherein said second yarn (G2) comprises at least a first fiber type (F1) and a second fiber type (F2) of a second fiber ratio (B), said first fiber type (F1) being a synthetic fiber and said second fiber type (F2) is a spin soot-dyed fiber, the first yarn ( 1 ) and the second yarn ( 2 ) are woven into a pattern (M) and are printed in color. Textile mit Remissionsverhalten nach Anspruch 1, wobei mehr als zwei Garne mit unterschiedlichen Faserverhältnissen als gefärbte Garne zu einer Musterung (M) verwebt sind, um eine Multi-Tarnmusterung im sichtbaren und nahen Infrarotlicht bereitzustellen.Textile with remittance behavior according to claim 1, wherein more than two yarns with different fiber ratios are interwoven as dyed yarns into a pattern (M) to provide a multi-camouflage pattern in the visible and near infrared light. Textile mit Remissionsverhalten nach vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Multi-Tarnmusterung im nahen Infrarotlicht mit einer Multi-Tarnfarbenmusterung bedruckt ist.Textiles with remission behavior according to the preceding claims, wherein the multi-camouflage pattern in the near infrared light is printed with a multi-Tarnfarbenmusterung.
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