DE102021003721A1 - Method of manufacturing an elastic yarn and fabric, and fabric - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines technischen Garns mit einer dehnfähigen Seele, die mit mindestens einem weiteren Garn spiralförmig umwunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele vor dem Umwinden um einen Faktor 200 bis 400 % gedehnt wird und nach dem Umwinden die Dehnung aufgehoben wird.The invention discloses a method for producing a technical yarn with an extensible core around which at least one other yarn is spirally wound, characterized in that the core is stretched by a factor of 200 to 400% before winding and the stretching is eliminated after winding will.
Description
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein technisches Garn auf Silikonbasis sowie ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Gewebes und ein elastisches Gewebe, welches dieses Garn enthält.The invention relates to a production process for a silicone-based technical yarn and a process for the production of an elastic fabric and an elastic fabric containing this yarn.
Die bisher eingesetzten Grundgewebe für Arbeits-, Einsatz- oder Kampfbekleidung, ausgerüstet mit Sondereigenschaften und mit den entsprechenden Farb- oder Tarndrucken versehen, verfügen über keine ausreichende Dehnungsfähigkeit um beim Tragen für eine ausreichende Beweglichkeit zu sorgen. Der Nachteil dieser Gewebe besteht darin, dass diese Gewebe aufgrund ihres Herstellungsverfahrens und der jeweiligen Gewebekonstruktion nur über eine geringe Eigendehnung verfügen.The basic fabrics used to date for work, deployment or combat clothing, equipped with special properties and provided with the appropriate color or camouflage prints, do not have sufficient stretchability to ensure sufficient mobility when worn. The disadvantage of these fabrics is that these fabrics only have a low inherent stretch due to their manufacturing process and the respective fabric construction.
So ist beispielsweise aus der Gebrauchsmusterschrift
Weiter offenbart die deutsche Übersetzung einer europäischen Patentschrift
Alle diese bekannten Gewebe haben die Gemeinsamkeit, dass die Eigendehnung der Gewebe sehr eingeschränkt ist und die Dehnfähigkeit der Artikel nur über geeignete Schnittführung erreicht werden kann.All of these known fabrics have in common that the inherent stretching of the fabric is very limited and the stretchability of the articles can only be achieved through suitable incisions.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, zunächst ein Verfahren zur Herstellung eines technischen Garns, welches einerseits elastisch ist und anderseits alle technischen und sicherheitsrelevanten Forderungen wie Flammhemmung, antistatische Wirksamkeit und Vektorenschutzausrüstung aufweist, einschließlich einer Bedruckbarkeit mit Tarndrucken bzw. Färbbarkeit, sowie eines Gewebes, welches zumindest in Teilen aus dem technischen Garn besteht, vorzustellen und ein Gewebe, welches zumindest in Teilen aus dem technischen Garn besteht.The object of the invention is therefore first of all to provide a method for producing a technical yarn which on the one hand is elastic and on the other hand has all technical and safety-relevant requirements such as flame retardancy, antistatic effectiveness and vector protection equipment, including printability with camouflage prints or dyeability, as well as a fabric which consists at least in parts of the technical yarn and to present a fabric which consists at least in parts of the technical yarn.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs sowie den Nebenansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by the characterizing features of the main claim and the dependent claims. Advantageous configurations are described in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren macht es erstmals möglich hochelastische, technische Garne so einzusetzen, dass neben der Flammhemmung sowohl die hervorragende Dehnbarkeit, als auch die Aufnahme einer Ausrüstung, hier Vektorenschutzausrüstung und die Färbung/Bedruckbarkeit möglich ist. Durch die Dehnung der Garnseele bei der Herstellung um einen Faktor von 200 bis 400 % werden die umschlingenden/umwindenden Garne derart eng angelegt, dass das erfindungsgemäße Garn nach dem Verweben oder Verwirken auch bei mechanischer Belastung die weiteren technischen Eigenschaften, wie beispielsweise den Vektorenschutz und die Farbechtheit nicht verlieren. Das spiralförmig umsponnene Garn bedeckt die Seele hierzu vollständig.The method according to the invention makes it possible for the first time to use highly elastic, technical yarns in such a way that, in addition to flame retardancy, both excellent stretchability and the inclusion of a finish, here vector protection finish and dyeing/printability, are possible. Due to the stretching of the yarn core during production by a factor of 200 to 400%, the looping/winding yarns are applied so tightly that the yarn according to the invention, after weaving or knitting, also has other technical properties, such as vector protection and mechanical stress, even under mechanical stress not lose color fastness. The spirally spun yarn completely covers the soul.
Das Umschlingen bzw. spiralförmige Umwinden kann in eine Richtung um die Seelenachse erfolgen. Bei zwei und mehr weiteren technischen Garnen ist es jedoch vorteilhaft beide möglichen Umschlingungsrichtungen zu nutzen um einem Verzug im Gewebe vorzubeugen. Beispielsweise wird ein erstes weiteres Garn in S-Gradrichtung um den Kern geschlungen und ein zweites weiteres Garn in Z-Gradrichtung. Selbstverständlich ist es auch möglich die weiteren technischen Garne mehrlagig um die dehnbare Seele zu schlingen, d. h. erstes und zweites weiteres Garn zunächst in S-Gradrichtung und erstes und zweites weiteres Garn in Z-Gradrichtung. Dabei können die weiteren technischen Garne zunächst untereinander verzwirnt sein oder einzeln um den Kern gewunden werden.The entwining or spiral winding can take place in one direction around the axis of the core. With two or more other technical yarns, however, it is advantageous to use both possible wrapping directions in order to prevent distortion in the fabric. For example, a first additional yarn is wrapped around the core in the S degree direction and a second additional yarn is wrapped in the Z degree direction. Of course, it is also possible to loop the other technical yarns around the stretchable core in multiple layers, i. H. first and second additional yarn initially in the S degree direction and first and second additional yarn in the Z degree direction. The other technical yarns can first be twisted together or individually wound around the core.
Die Seele des erfindungsgemäßen Garns ist an sich bereits für einen Temperaturbereich zwischen -40 bis +350°C geeignet, ist UV-, Lösemittel-, chemisch- und wetterbeständig sowie z. T. reibungsbeständig und wird beim Verbrennen zu nichttoxischer Asche. Trotzdem wird die Seele dicht mit mindestens einem weiteren_Garn spindelförmig umwunden, um beispielsweise die Flammhemmung, den Tarndruck/Färbung und den Vektorenschutz umzusetzen. Gleichzeitig wird die Seele durch die umschlingenden Garne geschützt.The core of the yarn according to the invention is already suitable for a temperature range between -40 to +350° C., is UV, solvent, chemical and weather resistant and z. T. Resistant to friction and becomes non-toxic ash when burned. Nevertheless, the core is tightly wrapped with at least one other yarn in a spindle shape, for example to improve flame retardancy, to implement camouflage printing/coloring and vector protection. At the same time, the soul is protected by the entwining yarns.
Die weiteren technischen Garne weisen intim gemischte Fasern auf. Sowohl unterschiedliche prozentuale Faseranteile als auch unterschiedliche Garne können als weitere technische Garne die Seele des erfinderischen Garns umschlingen/umwinden.
- M-Aramid-Typ Faser sind technische Fasern und zeichnen sich aus durch eine hervorragende thermische und chemische Beständigkeit. Leider liegt die Bruchdehnung je nach Faser nur zwischen 1,5 bis 4 % und damit zwischen beispielsweise Glas- und Carbonfasern. Durch die erfindungsgemäße Umschlingung des vorgespannten elastischen Kerns mit dem daraus gefertigten Garn wird die Dehnung des erfindungsgemäßen Garns auf über 500 % erhöht.
- M-aramid type fibers are technical fibers and are characterized by excellent thermal and chemical resistance. Unfortunately, the elongation at break is only between 1.5 and 4% depending on the fiber and thus between, for example, glass and carbon fibers. The elongation of the yarn according to the invention is increased to over 500% by the inventive wrapping of the prestressed elastic core with the yarn made from it.
Viskose FR Faser ist ebenfalls eine technische Faser und bekannt für seine flammhemmenden Eigenschaften sowie die Möglichkeit des Aufbringens eines Vektorenschutzes und der Möglichkeit der Bedruckbarkeit im gefertigten Garn. Der Vektorenschutz, also der Schutz gegen Stichinsekten, ist in erster Linie notwendig bei der Herstellung von Einsatz- und Kampfbekleidung, spielt aber auch bei der Imprägnierung von Arbeitskleidung, beispielsweise in der Landwirtschaft eine Rolle. Tarndrucke bzw. Farbausführungen werden für alle Arten von uniformen Kleidungsstücken gefordert, so beispielsweise Arbeitsbekleidung in Firmenfarben, Einsatzkleidung in Signalfarben oder Uniformteile mit Flecktarndruck. Leider weist die Viskosefaser allein und vor allem im nassen Zustand, eine geringe Festigkeit und damit auch Bruchdehnung auf, die durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren mit vorgespannter Seele auf über 400 % gesteigert wird.Viscose FR fiber is also a technical fiber and is known for its flame retardant properties as well as the possibility of applying vector protection and the possibility of printability in the finished yarn. Vector protection, i.e. protection against stinging insects, is primarily necessary in the manufacture of operational and combat clothing, but also plays a role in the impregnation of work clothing, for example in agriculture. Camouflage prints or color versions are required for all types of uniform clothing, for example work clothing in company colors, operational clothing in signal colors or uniform parts with camouflage print. Unfortunately, the viscose fiber alone, and especially in the wet state, has a low strength and thus also a low elongation at break, which is increased to over 400% by the production method according to the invention with a prestressed core.
Antistatikfasern verhindern das antistatische Aufladen von Gegenständen und Bekleidung. Bereits in sehr geringen Mengen im Gewebe zwischen 1 bis 10 % erreichen die Gewebe antistatische Eigenschaften. Dabei kommt es auf die gleichmäßige und gleichbleibende Verteilung der Antistatik-Fasern in den Garnen für eine gute antistatische Wirksamkeit an. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das Einbringen einer Antistatikeigenschaft durch die Beimischung im Garn und letztendlich durch Umschlingen der vorgespannten Seele. Das Einarbeiten eines antistatischen Garnes ist optional möglich. Dabei wird im Schuss, nach einer festgelegten Anzahl von Schussfäden, ein elastischer Schussfaden zusätzlich umwunden mit einem antistatischen Faden, eingearbeitet. Die Eigenschaft ist auch vorhanden, wenn das entstandene Garn um über 500 % gedehnt wird.Antistatic fibers prevent antistatic charging of objects and clothing. Even in very small quantities of between 1 and 10% in the fabric, the fabric achieves antistatic properties. It depends on the even and constant distribution of the antistatic fibers in the yarns for good antistatic effectiveness. The method according to the invention makes it possible to introduce an antistatic property by adding it to the yarn and ultimately by wrapping it around the pretensioned core. The incorporation of an antistatic yarn is optionally possible. In the weft, after a specified number of weft threads, an elastic weft thread is additionally wrapped with an antistatic thread. The property is also present when the resulting yarn is stretched over 500%.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Garns ist die Verwendung zur Erzeugung eines Gewebes, das zumindest in Teilen aus dem erfindungsgemäßen Garn besteht. Bei dem Verfahren werden zunächst Kettfäden aus den weiteren Garnen kammgarngesponnen und gezwirnt. Die weiteren Garne sind m-Aramide oder Polyamid/-imid und Viskose FR Garne mit antistatisch wirksamer Komponente. Durch die weiteren Garne sind die weiteren Eigenschaften des elastischen Garns wie beispielsweise, flammhemmend, abriebfest, vektorenschutzkompatibel und bedruckbar/färbbar auf dem Gewebe umsetzbar. Dabei sind sie nur gemäß ihren Materialeigenschaften und des Verzwirnens strapazierbar und optimal zur Verwendung als Kettfäden auf herkömmlichen Webmaschinen, in Gewebebreiten von 1,5 bis 3,5 m, verwendbar. Alle Schussfäden bestehen aus dem Garn mit elastischer Seele und spiralförmig umschlungenen weiteren Garnen. Die Schussfäden werden während des Schusses gedehnt und so mit den Kettfäden gebunden. Vorteilhaft wird die Körperbindung, aufgrund der besseren Maß- und Gewebestabilität, verwendet. Andere Bindungen sind selbstverständlich denkbar. Die Dehnung der Schussfäden führt zu einer Schrumpfung des Gewebes beim Abnehmen vom Webstuhl und vor allem in der Vorbehandlung des Gewebes. Hierbei entsteht die größte Elastizität und durch die anschließende Ausrüstung (Tarndruck; Vektorenschutz) erfolgt die Stabilisierung der Dehnfähigkeit und der zukünftige Waschschrumpf wird erreicht. Diese Schrumpfung hat den Effekt, dass das Gewebe bei mechanischer Belastung in Schussrichtung zwar extrem elastisch ist, jedoch nicht dünn und durchlässig wird und vor allem den Vektorenschutz und die Farbechtheit nicht verliert. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass durch die unelastischen Kettfäden ein Gewebe entsteht, welches bei der Konfektionierung vorteilhaft mit weiteren Schnitteilen verbunden werden kann und so formstabile Eigenschaften mit hoher Flexibilität und Tragekomfort verbindet.A further advantage of the yarn according to the invention is its use for producing a fabric which consists at least in part of the yarn according to the invention. In the process, warp threads are first spun from the other yarns and twisted. The other yarns are m-aramide or polyamide/imide and viscose FR yarns with an antistatic component. The additional yarns allow the additional properties of the elastic yarn, such as flame-retardant, abrasion-resistant, vector protection-compatible and printable/dyeable, to be implemented on the fabric. They can only be used as warp threads on conventional weaving machines, in fabric widths of 1.5 to 3.5 m, depending on their material properties and twisting. All weft threads consist of the yarn with an elastic core and other yarns wrapped around it in a spiral. The weft threads are stretched during the weft and thus bound with the warp threads. The twill weave is advantageously used because of the better dimensional and fabric stability. Other bindings are of course conceivable. The stretching of the weft threads causes the fabric to shrink when it is taken off the loom and, above all, during the pretreatment of the fabric. This creates the greatest elasticity and the subsequent finishing (camouflage printing; vector protection) stabilizes the elasticity and future washing shrinkage is achieved. This shrinkage has the effect that the fabric is extremely elastic under mechanical stress in the weft direction, but does not become thin and permeable and, above all, does not lose vector protection and color fastness. Another advantage of this process is that the inelastic warp threads create a fabric that can be advantageously connected to other cut parts during manufacture, thus combining dimensionally stable properties with high flexibility and wearing comfort.
Herkömmliche, elastische Gewebe haben die nachteilige Eigenschaft unter mechanischer Belastung dünn und durchlässig zu werden. Dabei erscheinen die Farben matt und verblasst, weil die Drucke extrem auseinandergezogen und damit vergrößert werden. Das erfindungsgemäße Gewebe hat demgegenüber den Vorteil, dass aufgrund der unelastischen Kettfäden in Verbindung mit den hochelastischen, aber vorgespannten Schussfäden diese Nachteile aufgehoben sind. Die Vorspannung bewirkt zwar zunächst ein Schrumpfen der Textilbahnen bei der Abnahme von der Webmaschine, durch die Ausrüstung des Gewebes (Druck und VS) entsteht dann ein gleichmäßiges, glattes und flächenstabilisiertes Gewebe. Eine Konfektionierung des Gewebes gemäß diesen Eigenschaften führt zu strapazierfähigen und hochfunktionalen Kleidungsstücken die in bestimmten Richtungen hochelastisch sind, unter Beibehaltung der sicherheitsrelevanten Forderungen wie Flammhemmung, Druck-, Farbausführung und Vektorenschutz. Solche Kleidungsstücke sind für Arbeits-, Rettungs-, und Einsatz-Kampfbekleidung bestens geeignet.Conventional, elastic fabrics have the disadvantage of becoming thin and permeable under mechanical stress. The colors appear dull and faded because the prints are extremely stretched and thus enlarged. In contrast, the fabric according to the invention has the advantage that these disadvantages are eliminated due to the inelastic warp threads in connection with the highly elastic but pretensioned weft threads. Although the initial tension initially causes the textile webs to shrink when they are removed from the weaving machine, finishing the fabric (pressure and VS) then results in an even, smooth and surface-stabilized fabric. Manufacturing the fabric according to these properties leads to hard-wearing and highly functional garments Backs that are highly elastic in certain directions, while maintaining safety-related requirements such as flame retardancy, print, color finish and vector protection. Such garments are ideally suited for work, rescue and combat clothing.
Im Ergebnis entsteht ein textiles Flächengebilde (Gewebe) in welchem hohe funktionale und sicherheitsrelevante Forderungen wie Bedruckbarkeit/Färbbarkeit, antistatische Wirksamkeit, Flammhemmung, Vektorenschutzausrüstung und weitere Ausrüstungen technisch umgesetzt werden können.The result is a textile fabric (fabric) in which high functional and safety-related requirements such as printability/dyeability, antistatic effectiveness, flame retardancy, vector protection equipment and other equipment can be technically implemented.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren wird beispielhaft wie folgt umgesetzt. Zwei Garne der Feinheit Nm 42/1 (Einfachgarn) in der Materialzusammensetzung 49 % Viskose-FR/49 % m-Aramid/2 % Antistatik werden als Umwindegarn zweilagig, entgegengesetzt gedreht (1x S-Gradrichtung und 1x Z-Gradrichtung) und um den dehnbaren Kern gewunden. In diesem Prozess wird der dehnbare Kern um 200 bis 400 % ausgezogen. Der Gradrichtungswechsel sorgt für Stabilität, damit am Ende kein Verzug um Gewebe entsteht.The manufacturing method according to the invention is implemented as follows, for example. Two yarns of fineness Nm 42/1 (single yarn) with a material composition of 49% viscose FR/49% m-aramid/2% antistatic are twisted in two layers as a covered yarn, twisted in opposite directions (1x S-direction and 1x Z-direction) and around the stretchable core wound. In this process, the stretchable core is stretched by 200 to 400%. The change in direction ensures stability so that there is no distortion around the fabric at the end.
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