DE202013004183U1 - Yarn and its use for protective equipment - Google Patents
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Abstract
Flammhemmendes, nicht thermoplastisches Garn, dadurch gekennzeichnet, dass es als Core-Spun Garn ausgebildet ist, dessen Seele ein cellulosisches Multifilament mit einer Zugfestigkeit konditioniert von größer 28 cN/tex, insbesondere von mehr als 32 cN/tex aufweist oder daraus besteht, wobei dieses Multifilament bevorzugt einen LOI von kleiner als 25, besonders bevorzugt kleiner als 22, und insbesondere kleiner als 19 aufweist.Flame-retardant, non-thermoplastic yarn, characterized in that it is formed as a core-spun yarn whose core comprises or consists of a cellulosic multifilament having a tensile strength of greater than 28 cN / tex, in particular greater than 32 cN / tex, this Multifilament preferably has an LOI of less than 25, more preferably less than 22, and in particular less than 19.
Description
Die Erfindung betrifft ein flammhemmendes, nicht thermoplastisches Garn, welches beispielsweise mit einem Spinnverfahren, insbesondere Nass-Spinnverfahren aus Viskose hergestellte cellulosische Regeneratfasern aufweist und insbesondere daraus besteht, und welches über ein wenigstens in einem Teil seiner cellulosischen Regeneratfasern miteingesponnenes Pigment bewirkte flammhemmende Eigenschaften besitzt, wobei das Garn bevorzugt eine Festigkeit konditioniert von wenigstens 18 cN/tex und eine Festigkeit nass von wenigstens 11 cN/tex besitzen soll.The invention relates to a flame-retardant, non-thermoplastic yarn which comprises, and in particular consists of, regenerated cellulosic regenerated fibers by a spinning process, in particular wet-spinning, of viscose, and which has flame retardant properties caused by a pigment entrained in at least part of its cellulosic regenerating fibers, wherein the yarn preferably has a strength conditioned of at least 18 cN / tex and a wet strength of at least 11 cN / tex.
Permanent flammhemmende, cellulosische Garne sind in der Technik seit etwa 40 Jahren bekannt und werden insbesondere zur Verbesserung des Tragekomforts in textilen Flächengebilden für Schutzkleidung (PPE(Personal Protection Equipment)-Bereich) eingesetzt. Aufgrund ihrer chemischen Ähnlichkeit zu Baumwolle, zeichnen sich cellulosische Regeneratfasern gegenüber Synthesefasern durch eine erhöhte Feuchtigkeitsaufnahme bzw. deutlich höheres Wasserrückhaltevermögen aus. Des Weiteren neigt Cellulose als nicht thermoplastischer Werkstoff auch bei erhöhter Temperatur nicht zu Verformungen, Schmelzen oder zu vermehrter Anhaftung.Permanent flame retardant cellulosic yarns have been known in the art for about 40 years and are used in particular for improving the wearing comfort in protective fabrics (PPE (Personal Protective Equipment)). Due to their chemical similarity to cotton, cellulosic regenerated fibers are distinguished from synthetic fibers by an increased moisture absorption or significantly higher water retention capacity. Furthermore, as a non-thermoplastic material, cellulose does not tend to deform, melt or increase in adhesion, even at elevated temperatures.
Der Ausdruck „flammhemmend” umfasst zunächst allgemein eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Flammeneinwirkung, und umfaßt insbesondere auch eine Beständigkeit gegenüber Flammeneinwirkung dahingehend, daß nach Wegnahme der einwirkenden Flamme die Verbrennung nicht weiter gefördert wird. Dies entspricht etwa einem LOI von 24 oder höher. Eine permanent flammhemmende Wirkung bei cellulosischen Regeneratfasern wird in der Regel durch Zugabe wasserunlöslicher Pigmente oder Additive vor dem Verspinnen in einem der Spinnfärbung verwandten Technik zu Viskose oder direkt in NMMO oder ionischen Flüssigkeiten gelöster Cellulose erzielt. Bei den Pigmenten oder Additiven kommen idR phosphorhaltige Verbindungen und Polymere, Kieselsäurederivate oder neuerdings auch Carboxymethylcellulosederivate zum Einsatz.The term "flame retardant", in the first place, generally includes resistance to flame exposure and, more particularly, includes resistance to flame exposure in that, upon removal of the applied flame, combustion is no longer promoted. This corresponds to about an LOI of 24 or higher. A permanent flame retardant effect on regenerated cellulosic fibers is generally achieved by adding water insoluble pigments or additives prior to spinning in a spin dyeing related technique to viscose or cellulose directly dissolved in NMMO or ionic liquids. In the case of the pigments or additives, phosphorus-containing compounds and polymers, silicic acid derivatives or, more recently, also carboxymethylcellulose derivatives are usually used.
Vielfach handelt es sich derzeit bei den kommerziell eingesetzten Regeneratfasern um Stapelfasern, die unter dem Markennamen Danusil® CS oder Lenzing® FR vertrieben wurden bzw. werden. Mit diesen Stapelfasern können auch andere Fasern aus Wolle und/oder hochtemperaturresistenten Synthese Stapelfasern in Form von Intimmischungen kombiniert werden. Im Idealfall lassen sich auf diese Weise die Eigenschaften der Einzelfasern synergistisch kombinieren. Der breite Einsatz dieser Intimmischungen im PPE-Bereich als auch von noch kostengünstigeren Baumwollgarnen, die nachträglich ausgerüstet werden müssen, hat dazu geführt, dass der Endverbraucher im Industriebereich, wie etwa Schweißer, Hochofenarbeiter, aber auch Feuerwehrleute hinsichtlich der haptischen Wahrnehmung von textilen Flächengebilden, der Fachmann spricht hier vom „Griff” oder auch „Warengriff”, per se eine auf Erfahrungswerten basierende Erwartungshaltung an den Tag legt. Dies beinhaltet nebst dem Griff auch das optische Erscheinungsbild. Glänzende, bzw. das Licht reflektierende Textilien werden häufig mit dem Thermoplasten Polyester assoziiert, einem Material dass trotz permanenter Flammhemmung unter Hitzeeinwirkung schmilzt und zu schweren Verletzungen bei Hautkontakt führen kann.In many cases it is currently in the commercially used regenerated staple fibers, which were sold under the brand name Danusil ® CS or Lenzing FR ® or be. Other fibers of wool and / or high-temperature resistant synthesis staple fibers in the form of intimate mixtures can be combined with these staple fibers. Ideally, the properties of the individual fibers can be synergistically combined in this way. The widespread use of these intimate blends in the PPE sector as well as even more cost-effective cotton yarns, which must be retrofitted, has led to the end user in the industrial sector, such as welders, blast furnace workers, but also firefighters with regard to the haptic perception of textile fabrics, the Professional speaks here of the "grip" or "goods grip", per se on an experience based expectations of the day. This includes not only the handle but also the visual appearance. Glossy or light-reflecting textiles are often associated with the thermoplastic polyester, a material that melts in spite of permanent flame retardancy under heat and can cause serious injury in contact with the skin.
Nebst einem der Baumwolle ähnlichen Feuchtigkeitsmanagement besteht eine weitere Möglichkeit den Tragekomfort zu erhöhen darin, dass Gewicht des Textiles zu reduzieren. Um leichtere Flächengebilde zu realisieren, sind nebst konstruktiver Maßnahmen, wie beispielsweise 3D-Konstruktionen, vor allem feinere Garne erforderlich. Diese müssen aber zwangsläufig eine höhere spezifische Festigkeit aufweisen als dies Stapelfasergarne idR aufweisen, damit die daraus hergestellten, gewichtsreduzierten Textilien die mechanischen Anforderungen beispielsweise nach der
Trotz der mit diesen unter dem Markennamen Viscont® FR vertriebenen Garnen erreichten Vorteile hinsichtlich reduziertem Flächengewicht und erhöhtem Tragekomfort hat sich jedoch herausgestellt, dass daraus hergestellte Flächengebilde für Schutzausrüstungen im Industriebereich einen teilweisen nicht zufriedenstellenden, weil zu glatten Warengriff aufweisen. Dieser glatte Warengriff resultiert primär aus der beim Filament gegenüber dem Stapelfasergarn nicht vorhandenen Haarigkeit. Die Haarigkeit läßt sich bespielsweise über den Haarigkeitsindex H nach Mangold und Topf ausdrücken. Für Stapelfasergarne liegt dieser Wert über 200, während für Filamente dieser bei oder um 0 liegt.Despite the achieved with these products marketed under the brand name Viscont ® FR yarns advantages in terms of reduced basis weight and increased comfort has been found, however, that made therefrom fabrics for protection in the industrial sector a partial unsatisfactory because have to smooth fabric hand. This smooth fabric handle primarily results from the filament with respect to the Stapelfasergarn non-existent hairiness. The hairiness can be recordable over the hairiness index H to mangold and pot express. For staple yarns, this value is over 200, while for filaments this is at or around zero.
Des Weiteren hat das permanent flammhemmende Multifilament, und zu 100% daraus hergestellte Gewebe einen Glanz der dem von Polyestergarnen bzw. Polyestergeweben nicht unähnlich ist. Dieser Effekt kann beim Endkunden zu unerwünschten Assoziationen mit für diesen Einsatzzweck ungeeigneten thermoplastischen Geweben und Gestricken führen. Furthermore, the permanently flame retardant multifilament and 100% fabric made therefrom have a gloss not unlike that of polyester yarns or polyester fabrics. This effect can lead to undesirable associations with end customers for thermoplastic fabrics and crochets unsuitable for this purpose.
Als diesbezügliche Verbesserung wurde auch vorgeschlagen, Taslangarne aus den permanent flammhemmenden Multifilamentgarnen zu realisieren. Problematisch ist jedoch der durch diese Technologie bedingte Festigkeitsverlust während der Taslanisierung. Die Festigkeiten kond. liegen bei nur ca. 15 cN/tex und damit in der Größenordnung der Stapelfasergarne obgleich der gewünschte Effekt hinsichtlich „textilerem” Griff und reduziertem Glanz erzielt werden konnte.As a related improvement, it has also been proposed to realize taslang yarns from the permanent flame retardant multifilament yarns. The problem, however, is the strength loss due to this technology during taslanization. The strengths cond. are only about 15 cN / tex and thus in the order of staple fiber yarns although the desired effect in terms of "textile" grip and reduced gloss could be achieved.
Aufgrund dieser Probleme liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein cellulosisches Garn bereitzustellen, aus dem sich textile Flächengebilde insbesondere im Bereich der Schutzkleidung herstellen lassen, die sich einerseits bezüglich der haptischen und optischen Eigenschaften an den oben erläuterten Erwägungen orientieren und andererseits bezüglich der Zugfestigkeit verbessert sind.Because of these problems, the invention has for its object to provide a cellulosic yarn from which textile fabrics can be produced, in particular in the field of protective clothing, which are based on the one hand with respect to the haptic and optical properties of the above considerations and on the other hand improved in terms of tensile strength ,
Die Aufgabe wird von der Erfindung erstaunlich einfach durch Bereitstellen eines Garns der eingangs genannten Art gelöst, das im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass es sich um ein Core-Spun Garn (Garn mit der Struktur einer von einer Umspinnung umgebenen Seele) handelt, bei dem als Seele ein cellulosisches Multifilament mit einer Festigkeit von größer als 28 cN/tex, besonders bevorzugt von größer als 32 cN/tex verwendet wird. Bevorzugt kann dieses bis zu 50% an der Gesamtmasse des Garnes ausmachen und es weist bevorzugt einen LOI von kleiner 25, besonders bevorzugt kleiner 22, und insbesondere kleiner 19 auf. Die Seele kann mit permanent flammhemmenden, cellulosischen Stapelfasern, mit einer Länge von kleiner 90 mm, besonderes bevorzugt von 40 bis 50 mm Länge und ggf. weiteren Fasern umsponnen sein.The object is achieved by the invention surprisingly simply by providing a yarn of the type mentioned, which is characterized essentially in that it is a core-spun yarn (yarn having the structure of a surrounded by a wrapping soul), in which a cellulosic multifilament having a strength greater than 28 cN / tex, more preferably greater than 32 cN / tex, is used as the core. Preferably, this can make up to 50% of the total mass of the yarn and it preferably has an LOI of less than 25, more preferably less than 22, and in particular less than 19. The core may be wound with permanently flame-retardant, cellulosic staple fibers having a length of less than 90 mm, particularly preferably from 40 to 50 mm in length and optionally other fibers.
Die Herstellung von Core-Spun Garnen per se ist dem Fachmann bekannt. Sie kann auf geeigneten kommerziell erwerbbaren Maschinen durchgeführt werden.The production of core spun yarns per se is known to the person skilled in the art. It can be carried out on suitable commercially available machines.
Das miteingesponnene Flammschutzmittel könnte in Form eines partikelförmigen Feststoffes der Spinnmasse als Dispersion zugegeben werden. Bevorzugt wird ein phosphorhaltiges Flammschutzmittel eingesetzt, insbesondere 2,2'-oxybis[5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphosphorinane] 2,2' disulphide, auch unter dem Handelsnamen Exolit oder Sandoflam bekannt, da diese Fasern sich mit gängigen Methoden ausrüsten und im Bad färben lassen. Dabei wird ein auf die Cellulose bezogener Phosphoranteil im Bereich von 2,5% oder höher, bevorzugt 2,8% oder höher, weiter bevorzugt 3,2% oder höher, oder sogar höher als 3,5% angestrebt.The co-spun flame retardant could be added in the form of a particulate solid to the dope as a dispersion. Preferably, a phosphorus-containing flame retardant is used, in particular 2,2'-oxybis [5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphosphorinane] 2,2 'disulphide, also known under the trade name Exolit or Sandoflam, since these fibers are common Equip methods and dye in the bath. In this case, a phosphorus content based on the cellulose in the range of 2.5% or higher, preferably 2.8% or higher, more preferably 3.2% or higher, or even higher than 3.5% is desired.
Erstaunlicherweise ergibt sich trotz der Verringerung an Flammschutzmittel bezogen auf das Gesamtgewicht des Core-Spun Garnes auf unter 15 Gew.%, ein nicht schmelzendes, cellulosisches Garn, dass einen LOI von größer 24, insbesondere von größer gleich 25 aufweist und somit als permanent flammhemmend bezeichnet werden kann.Surprisingly, despite the reduction in flame retardant based on the total weight of the core spun yarn to below 15 wt.%, A non-melting, cellulosic yarn having an LOI greater than 24, in particular greater than or equal 25 and thus referred to as permanently flame retardant can be.
In einer praktischen Ausführungsform der Erfindung wird das für die Seele herangezogene hochfeste cellulosische Multifilament nach dem per se bekannten Modalverfahren ersponnen. Der Kapillartiter liegt bevorzugt zwischen 0,4 und 5 dtex, besonders bevorzugt zwischen 1,7 und 3,0 dtex. Als Titer des Einzelgarnes für die Seele wird bevorzugt, dass dieser unter 440 dtex, besonders bevorzugt unter 220 dtex, insbesondere unter 180 dtex liegt. Die konditionierte Zugfestigkeit liegt bei mindestens 28 cN/tex, vorzugsweise über 32 cN/tex.In a practical embodiment of the invention, the high-strength cellulosic multifilament used for the core is spun according to the modal method known per se. The Kapillartiter is preferably between 0.4 and 5 dtex, more preferably between 1.7 and 3.0 dtex. As the titer of the single yarn for the core, it is preferred that this be less than 440 dtex, particularly preferably less than 220 dtex, in particular less than 180 dtex. The conditioned tensile strength is at least 28 cN / tex, preferably above 32 cN / tex.
Als Kapillartiter der cellulosischen, permanent flammhemmenden Stapelfasern wird bevorzugt, dass dieser unter 5,5 dtex, besonders bevorzugt unter 3,3 dtex liegen und die Länge der Stapelfasern kleiner ist als 90 mm, besonders bevorzugt zwischen 40 und 50 mm liegt. Im Rahmen der Erfindung können zu den permanent, flammhemmenden Stapelfasern auch insbesondere bis zu 20 Gew.%, besonders bevorzugt nur bis zu 10 Gew.% Modacryl, Modal oder Tencelfasern vor dem Verspinnen hinzugegeben werden. Hierdurch lässt sich der Griff und das Wasserrückhaltevermögen des Core-Spun Garnes den Endkundenbedürfnissen entsprechend beeinflussen. In einer speziellen Ausführungsform ist auch die Verwendung von cellulosischen Stapelfasern mit gegenüber Modalfasern reduzierter Wasseraufnahme vorgesehen.As Kapillartiter the cellulosic, permanently flame-retardant staple fibers is preferred that they are below 5.5 dtex, more preferably below 3.3 dtex and the length of the staple fibers is less than 90 mm, more preferably between 40 and 50 mm. Within the scope of the invention, in particular up to 20% by weight, more preferably only up to 10% by weight, of modacrylic, modal or tenc fibers prior to spinning can be added to the permanent, flame-retardant staple fibers. As a result, the grip and the water retention capacity of the core spun yarn can be influenced according to the end customer needs. In a specific embodiment, the use of cellulosic staple fibers is provided with respect to modal fibers reduced water absorption.
Das erfindungsmäßige Garn kann auch bis zu bis zu 2 Gew.% an antistatischen Fasern enthalten.The inventive yarn may also contain up to 2% by weight of antistatic fibers.
Aus dem erfindungsgemäßen Garn lässt sich ein textiles Flächengebilde derart herstellen, daß dieses überwiegend oder rein aus diesem Garn gebildet ist. So können auch Mischungen mit anderen Garntypen herangezogen werden, vorzugsweise hochtemperaturbeständige Synthesefasern wie etwa Aramide (Nomex® oder Conex®), PBI® oder Kermel®. Es kann sich dabei um ein Gewebe handeln, wobei das erfindungsgemäße Garn auch als Kettgarn verwendet wird. Andererseits könnte das textile Flächengebilde auch eine Maschenware sein.From the yarn according to the invention, a textile fabric can be produced such that it is formed predominantly or purely from this yarn. As well as mixtures with other types of yarn can be used, preferably ® high temperature resistant synthetic fibers such as aramids (Nomex or Conex ®), PBI ® or KERMEL ®. It may be a fabric, wherein the yarn of the invention is also used as a warp yarn. On the other hand, the fabric could also be a knitwear.
Bevorzugt hat das textile Flächengebilde ein Flächengewicht von 400 g/m2 oder weniger, bevorzugt 300 g/m2 oder weniger, und insbesondere von 250 g/m2 oder weniger. Dadurch kann ein guter Tragekomfort bei zufriedenstellenden Gebrauchseigenschaften erreicht werden.The textile fabric preferably has a weight per unit area of 400 g / m 2 or less, preferably 300 g / m 2 or less, and in particular of 250 g / m 2 or less. As a result, a good wearing comfort can be achieved with satisfactory performance properties.
Handelt es sich bei dem textilen Flächengebilde um ein Gewebe, ist es hinsichtlich der Art seiner Konstruktion nicht weiter eingeschränkt. Beispielsweise könnten Köperbindungen unterschiedlicher Art, aber auch Leinwandbindungen, Atlas- Ripp-, oder auch Jacquardbindungen verwendet werden.When the fabric is a fabric, it is not limited in the nature of its construction. For example, twill weaves of different types, but also plain weaves, satin ribs, or jacquard weaves could be used.
Hinsichtlich der Gebrauchstüchtigkeit wird es weiter bevorzugt, wenn die textilen Flächengebilde eine Scheuerfestigkeit von wenigstens 40.000 Touren, bevorzugt wenigstens 50.000 Touren bei Belastung von 12 kPa aufweist (gemessen nach Martindale
Die mit dem erfindungsgemäßen Garn hergestellten Gewebe und Gestricke können, wie bereits erläutert, für Kleidung im PPE-Bereich, zum Beispiel für Bekleidung für Personen bei Gießereien, Hochöfen, Erdölindustrie und anderen Berufsgruppen, aber insbesondere auch Feuerwehr und Militär, mit hoher Gefahr thermischer Einwirkung eingesetzt werden.The fabrics and knits made with the yarn of the invention can, as already explained, for clothing in the PPE area, for example, clothing for people in foundries, blast furnaces, petroleum industry and other occupational groups, but especially fire and military, with high risk of thermal impact be used.
Neben textilen Flächengebilden kommen als Anwendungen des erfindungsgemäßen Garns auch Schnüre, Taue und Seile wie auch die Anwendung als Einzelfaden in Betracht.In addition to textile fabrics, the applications of the yarn according to the invention also include cords, ropes and ropes as well as the use as a monofilament.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beiliegenden Figuren, wobei
In der Tabelle 1 werden zunächst exemplarisch ein erfindungsmäßiges Core-Spun Garn mit Viscont® FR Multifilament und Viskose FR Stapelgarn verglichen. Klar ersichtlich sind die gegenüber dem Stapelfasergarn deutlich erhöhten Zugfestigkeiten des erfindungsmäßigen Garnes, sowie ein vergleichbarer Haarigkeitsindex H.
Material Aufbau:Material construction:
Core-Spun 350 dtex
Die Seele wird mit der Faser umsponnen. Der Materialmix ist 20% Seele, 80% Faser.The soul is wound with the fiber. The material mix is 20% soul, 80% fiber.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Effective date: 20130711 |
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