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TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft gezwirnte Garne und schnittfestes Gewebe zur
Verwendung in Schutzkleidungsstücken.
Das Gewebe ist aufgrund schnittfester Kunstfasern schnittfest und
formschlüssig,
wobei anorganische Fasern und Elastomerfasern auf besondere Weise
kombiniert sind.
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2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
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US-Patent Nr. 6534175 offenbart
ein schnittfestes Gewebe, hergestellt aus mindestens einem schnittfesten
Garn mit einem ersten Strang, der ein Mantel-Kern-Garn mit einem
Mantel aus schnittfesten Stapelfasern und einem Metallfaserkern
ist, doubliert mit einem zweiten Strang, der ein Garn mit metallfaserfreien schnittfesten
Fasern ist. Die Beschreibung offenbart, daß der zweite Strang bestimmte
Fasern aus anderen Materialien enthalten kann, wie z. B. Baumwolle
oder Nylon oder dergleichen. Die Einzelfilamente oder -fasern in
diesem Strang haben einen Titer von 0,5 bis 7 dtex.
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Die
PCT-Veröffentlichung
WO 03/016602 offenbart
ein schnittfestes Garn, das mindestens eine synthetische Elastomer-Endlosfaser
und mehrere texturierte schnittfeste Endlosfasern aufweist. Die
texturierten schnittfesten Endlosfasern weisen in dem Garn eine
statistisch verwirrte Schleifenstruktur auf.
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US-Patent Nr. 5617713 offenbart
ein Garn mit diskreten Metallfasern und ein elektromagnetisches
Abschirmungsgewebe sowie Handschuhe, die aus diesen Garnen hergestellt
werden.
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US-Patent Nr. 5119512 offenbart
ein schnittfestes Schutzgewebe, das am schnittfestem Garn mit zwei unterschiedlichen
nichtmetallischen Fasern besteht, wobei mindestens eine nichtmetallische
Faser flexibel und von Natur aus schnittfest ist und die andere
einen Härtegrad
von mehr als etwa drei auf der Mohsschen Härteskala aufweist.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein gezwirntes Garn zur Verwendung in schnittfestem
Gewebe und das Gewebe sowie einen schnittfesten Artikel, die aus
einem solchen Garn hergestellt sind, wobei das gezwirnte Garn aufweist:
- (a) mindestens ein Einfachgarn mit Mantel/Kern-Aufbau,
das einen Mantel mit schnittfesten Stapelfasern und einen Kern mit
einer anorganischen Faser aufweist; und
- (b) mindestens ein Einfachgarn, das eine schnittfeste Stapelfaser
und mindestens eine Elastomerfaser aufweist und frei oder weitgehend
frei von anorganischen Fasern ist. Das gezwirnte Garn ist vorzugsweise
mit einem Drehungsfaktor nach dem Tex-System von 4,8 bis 28,7, starker
bevorzugt von 6,7 bis 20 (Baumwollnummer-Drehungsfaktor von 0,5
bis 3,0, starker bevorzugt von 0,7 bis 2,1) gezwirnt.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein schnittfestes Gewebe, das aus einem
Garnbündel
hergestellt wird, und einen schnittfesten Artikel, der aus einem
solchen Gewebe hergestellt wird, wobei das Garnbündel aufweist:
- (a) mindestens ein Einfachgarn mit Mantel/Kern-Aufbau, das einen
Mantel mit schnittfesten Stapelfasern und einen Kern mit einer anorganischen
Faser aufweist; und
- (b) mindestens ein Einfachgarn, das eine schnittfeste Stapelfaser
und mindestens eine Elastomerfaser aufweist und frei oder weitgehend
frei von anorganischen Fasern ist.
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Die
vorliegende Erfindung schließt
außerdem
ein Verfahren zur Herstellung der oben erwähnten gezwirnten Garne zur
Verwendung in schnittfesten Geweben und ein Verfahren zur Herstellung
des oben erwähnten
schnittfesten Gewebes aus einem Garnbündel ein.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Darstellung eines gezwirnten Garns, das in einem erfindungsgemäßen Gewebe
verwendet wird.
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2 zeigt
eine Darstellung eines Einfachgarns, das in dem gezwirnten Garn
des erfindungsgemäßen Gewebes
verwendet wird, wobei das Einfachgarn einen Mantel/Kern-Aufbau mit
einem Mantel ais schnittfesten Stapelfasern und einem anorganischen
Faserkern aufweist.
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3 zeigt
eine Darstellung eines Einfachgarns, das in dem gezwirnten Garn
des erfindungsgemäßen Gewebes
verwendet wird, wobei das Einfachgarn kombinierte Stapelfasern und
Elastomerfaser(n) aufweist.
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4 zeigt
eine Darstellung des Verfahrens zum Einarbeiten einer Elastomerfaser
in ein Einfachgarn aus schnittfesten Stapelfasern.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung möglicher
Kombinationen von Einfachgarnen zur Bildung von gezwirnten Garnen
und Garnbündeln,
die aus 2 gezwirnten Garnen bestehen.
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6 zeigt
eine schematische Darstellung möglicher
Kombinationen von Einfachgarnen zur Bildung von gezwirnten Garnen
und Garnbündeln,
die aus 2 gezwirnten Garnen bestehen.
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7 zeigt
eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Gewebes, das aus Bündeln von
gezwirnten oder Einfachgarnen besteht.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Schnittfeste
Gewebe sind sehr wichtig für
den Schutz in Abdeckungen und Bekleidung wie z. B. Handschuhen und
dergleichen. Zusammen mit Schnittfestigkeit ist es für viele
Artikel, die aus solchen Geweben hergestellt werden, oft wichtig
oder wünschenswert,
daß sie
bequem sind und guten Sitz und Fingerfertigkeit aufweisen. Mit "gutem Sitz und Fingerfertigkeit" ist zum Beispiel
gemeint, daß Handschuhe
sich gut an die Handform des Trägers
anpassen und man in der Lage ist, kleine Objekte aufzunehmen und
zu manipulieren, während
man die Handschuhe trägt.
Das erfindungsgemäße Gewebe
ist in hohem Maße
schnittfest, weich, flexibel und formschlüssig. Aus derartigem Gewebe
hergestellte Schutzkleidung ist sehr bequem und effektiv.
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GEZWIRNTE GARNE
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Die
erfindungsgemäßen gezwirnten
Garne werden hergestellt, indem mindestens zwei einzelne Einfachgarne
miteinander verzwirnt werden. Das Zusammendrehen bzw. Zwirnen von
Einfachgarnen zur Herstellung von gezwirnten Garnen bzw. Zwirnen
ist dem Fachmann bekannt. Jedes Einfachgarn kann zum Beispiel eine
Kollektion von Stapelfasern sein, die zu etwas gesponnen werden,
das in der Technik als Gespinst bezeichnet wird.
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Mit
dem Ausdruck "Zusammendrehen
von mindestens zwei Einfachgarnen" ist gemeint, daß die zwei Einfachgarne zusammengedreht
werden, ohne daß ein
Garn das andere voll bedeckt. Dies unterscheidet gezwirnte Garne
von umsponnenen oder umwickelten Garnen, wo ein erstes Einfachgarn
vollständig
um ein zweites Einfachgarn herumgewickelt wird, so daß die Oberfläche des
entstehenden gezwirnten Garns nur das erste Einfachgarn freilegt. 1 zeigt
ein gezwirntes Garn 1, das aus Einfachgarnen 2 und 3 besteht.
Das Einfachgarn 2 ist ein Mantel/Kern-Einfachgarn mit einem
Stapelfasermantel 4 und einem anorganischen Kern 5. Der
anorganische Kern ist als gestrichelte Linie in dem Garn dargestellt.
Das Einfachgarn 3 ist ein elastomeres Einfachgarn, das
ein Elastomerfilament 6 und Stapelfaser 7 aufweist.
Das Elastomerfilament ist als punktierte Linie in dem Garn dargestellt.
Die Einfachgarne können
eine Zwirnung aufweisen, die der Deutlichkeit halber in der Figur
nicht dargestellt ist.
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Die
erfindungsgemäßen gezwirnten
Garne bestehen vorzugsweise aus mindestens zwei verschiedenen Einfachgarnen.
Die gezwirnten Garne weisen außerdem
vorzugsweise einen Gesamttiter von 300 bis 2000 dtex auf. Die einzelnen
Stapelfasern in einem Einfachgarn haben typischerweise einen Titer
von 0,5 bis 7 dtex, wobei der bevorzugte Bereich 1,5 bis 3 dtex
ist. Die gezwirnten Garne und die Einfachgarne, aus denen diese
gezwirnten Garne bestehen, können
andere Materialien enthalten, solange die Funktion oder Leistung des
Garns oder Gewebes, das aus dem Garn besteht, nicht für den gewünschten
Gebrauch beeinträchtigt wird.
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MANTEL/KERN-EINFACHGARNE
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Das
erfindungsgemäße gezwirnte
Garn enthält
ein Einfachgarn mit einem Mantel/Kern-Aufbau, wobei der Mantel organische
schnittfeste Stapelfaser und der Kern mindestens ein anorganisches
Filament ist. Ein Mantel/Kern-Aufbau wird verwendet, da die organischen
schnittfesten Stapelfasern das anorganische Filament abdecken und
gegen direkten abrasiven Kontakt mit anderen Materialien abschirmen,
was Geweben, die das Garn enthalten, auch verbesserte Bequemlichkeit
verleiht. 2 zeigt eine bevorzugte Darstellung
einer derartigen Einfachgarnform. Das Einfachgarn 2 weist
einen sogenannten Mantel/Kern-Aufbau auf, der einen anorganischen
Endlosfaserkern 5 und einen organischen Stapelfasermantel 4 enthält.
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Der
organische schnittfeste Stapelfasermantel
4 kann um den
anorganischen Filamentkern
5 herum gewickelt oder gesponnen
werden. Dies kann durch bekannte Mittel erreicht werden, wie z.
B. herkömmliches Ringspinnen
einschließlich
Verbesserungen an dem herkömmlichen
Prozeß,
wie z. B. diejenigen mit Anwendung der COTSON-Technologie; Kerngarnspinnen,
wie z. B. das DREF-Spinnen; Luftdüsen- bzw. Jetspinnen unter
Anwendung des sogenannten Kerneinfügens mit düsenartigem Murata-(jetzt Muratec-)Spinnen,
Offenendspinnen und dergleichen. Vorzugsweise wird die Stapelfaser
um den organischen Filamentkern herum mit einer ausreichenden Dichte
verdichtet, um den Kern zu bedecken. Der Bedeckungsgrad ist von
dem Verfahren abhängig,
das zum Spinnen des Garns angewandt wird; zum Beispiel liefert das
Kerngarnspinnen, wie z. B. DREF-Spinnen (das beispielsweise in den
US-Patenten Nr. 4107909 ;
4249368 und
4327545 offenbart wird), eine bessere
Bedeckung als das Ringspinnen. Herkömmliches Ringspinnen liefert
nur eine teilweise Bedeckung des Mittelkerns, aber selbst eine teilweise
Bedeckung wird für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung als Mantel/Kern-Struktur angenommen.
Der Mantel kann auch bestimmte Fasern aus anderen Materialien in dem
Umfang enthalten, in dem eine verminderte Schnittfestigkeit, die
auf dieses andere Material zurückzuführen ist,
toleriert werden kann.
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Einfachgarne
mit einem anorganischen Filamentkern und einem organischen schnittfesten
Stapelfasermantel, wie z. B. das Einfachgarn 5, sind gewöhnlich zu
1 bis 50 Gew.-% anorganisch, mit einem Gesamttiter von 100 bis 5000
dtex.
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SCHNITTFESTE FASERN
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Die
in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendeten organischen
schnittfesten Stapelfasern haben eine Länge von vorzugsweise 2 bis
20 cm, stärker
bevorzugt von 3,5 bis 6 cm. Sie haben vorzugsweise einen Durchmesser
von 5 bis 25 μm
und einen Titer von 0,5 bis 7 dtex.
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Die
organischen schnittfesten Stapelfasern haben einen Schnittindex
von mindestens 0,8, vorzugsweise einen Schnittindex von 1,2 oder
mehr. Die besonders bevorzugten Stapelfasern haben einen Schnittindex
von 1,5 oder mehr. Der Schnittindex ist das Schnittverhalten von
475 g/m
2 (14 Unzen/Quadratyard) Stoff, der
aus 100% der zu prüfenden
Faser gewebt oder gewirkt wird, wobei das Schnittverhalten dann
gemäß ASTM F1790-97
gemessen wird (gemessen in Gramm, auch bekannt als Schnittschutzleistung
(Cut Protection Performance, CPP), dividiert durch die Flächendichte
(in Gramm pro Quadratmeter) des geschnittenen Stoffs. Eine Tabelle
verwendbarer Fasern und ihres Schnittverhaltens ist nachstehend
aufgeführt.
Die unten aufgeführten
CPP-Werte sind Mittelwerte von Stoffgewichten, die eine Flächendichte
von etwa 475 g/m
2 (14 Unzen/Quadratyard)
aufweisen. Einzelmessungen, die an einer Kollektion von Stoffgewichten
ausgeführt
werden, können
ein wenig andere Schnittindexwerte als die untenstehenden Werte
aufweisen.
| Faser | Flächendichte (g/m2) | CPP
(g) | Schnittindex (g/g/m2) |
| PPD-T | 475 | 1050 | 2,2 |
| Baumwolle | 475 | 425 | 0,9 |
| Gemische
aus 40 bis 80 Gew.-% Baumwolle und 20 bis 60 Gew.-% PPD-T | 475 | 550–850 | 1,2–1,8 |
| Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht | 475 | 900 | 1,9 |
| Polyamid
(Nylon) | 475 | 650 | 1,4 |
| Polyester | 475 | 650 | 1,4 |
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Die
bevorzugten Stapelfasern sind para-Aramidfasern. Mit para-Aramidfasern
sind Fasern gemeint, die aus para-Aramid-Polymeren bestehen; Poly(p-phenylenterephthalamid)
(PPD-T) ist das bevorzugte para-Aramid-Polymer. Mit PPD-T ist das
Homopolymer gemeint, das aus der molweisen Polymerisation von p-Phenylendiamin
und Terephthaloylchlorid resultiert, und außerdem sind Copolymere gemeint,
die aus dem Einbau kleiner Anteile von anderen Diaminen zusammen
mit dem p-Phenylendiamin und von kleinen Anteilen anderer Dihydrogenchloride
zusammen mit dem Terephthaloylchlorid entstehen. Als allgemeine
Regel können andere
Diamine und andere Dihydrogenchloride in Anteilen bis zu etwa 10
mol-% des p-Phenylendiamins oder des Terephthaloylchlorids verwendet
werden, oder vielleicht etwas höhere
Anteile, wobei nur vorausgesetzt wird, daß die anderen Diamine und Dihydrogenchloride
keine reaktiven Gruppen aufweisen, welche die Polymerisationsreaktion
stören.
PPD-T bedeutet außerdem
Copolymere, die aus dem Einbau anderer aromatischer Diamine und
anderer aromatischer Dihydrogenchloride resultieren, wie z. B. 2,6-Naphthaloylchlorid
oder Chlor- oder Dichlorterephthaloylchlorid; wobei nur vorausgesetzt
wird, daß die
anderen aromatischen Diamine und aromatischen Dihydrogenchloride
in Anteilen vorhanden sind, welche die Eigenschaften des para-Aramids nicht
beeinträchtigen.
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Zusammen
mit dem para-Aramid in den Fasern können Zusatzstoffe verwendet
werden, und es hat sich gezeigt, daß bis zu 10 Gew.-% anderes
Polymermaterial mit dem Aramid vermischt werden können, oder daß Copolymere
verwendet werden können,
die bis zu 10 Prozent anderes Diamin aufweisen können, daß für das Diamin des Aramids substituiert
ist, oder bis zu 10 Prozent anderes Dihydrogenchlorid, das für das Dihydrogenchlorid
des Aramids substituiert ist.
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P-Aramid-Fasern
werden im allgemeinen durch Extrusion einer Lösung des p-Aramids durch eine
Kapillare in ein Koagulationsbad gesponnen. Im Fall von Poly(p-phenylenterephthalamid)
ist das Lösungsmittel für die Lösung im
allgemeinen konzentrierte Schwefelsäure, die Extrusion erfolgt
im allgemeinen durch einen Luftspalt in ein kaltes, wäßriges Koagulationsbad.
Derartige Prozesse sind bekannt und sind nicht Teil der vorliegenden
Erfindung. Sie werden allgemein in den
US-Patenten Nr. 3063966 ;
3767756 ;
3869429 und
3869430 offenbart. P-Aramidfasern
sind im Handel als Kevlar
®-Fasern erhältlich,
die von E. I. du Pont de Nemours and Company beziehbar sind, und
als Twaron
®-Fasern,
die von Teijin, Ltd., beziehbar sind.
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Weitere
bevorzugte schnittfeste, bei der vorliegenden Erfindung verwendbare
Fasern sind ultrahochmolekulare oder kettenverlängerte Polyethylenfasern, die
hergestellt werden, wie allgemein in
US-Patent Nr. 4457985 diskutiert.
Solche Fasern sind im Handel erhältlich
unter den Handelsbezeichnungen Dynema
®, beziehbar
von Toyobo, und Spectra
®, beziehbar von Honeywell.
Weitere bevorzugte schnittfeste Fasern sind Aramidfasern auf der
Basis von Copoly(p-phenylen/3,4'-diphenyletherterephthalamid),
wie z. B. die als Technora
® bekannte Faser, beziehbar
von Teijin, Ltd. Weniger bevorzugt, aber bei höheren Gewichten dennoch verwendbar
sind Fasern aus Polybenzoxazolen, wie z. B. Zylon
®, beziehbar
von Toyobo; Polyester mit anisotroper Schmelze, wie z. B. Vectran
®,
beziehbar von Celanese; Polyamide; Polyester und Gemische von bevorzugten schnittfesten
Fasern mit weniger schnittfesten Fasern.
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ANORGANISCHE FILAMENTE
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Der
anorganische Filamentkern 5 kann ein Einzelfilament oder
ein Multifilament sein und besteht vorzugsweise aus einem einzelnen
Metallfaden oder mehreren Metallfäden, wie für eine bestimmte Situation
benötigt
oder gewünscht
wird. Mit Metallfaden ist ein Filament oder Draht aus einem dehnbaren
Metall gemeint, wie z. B. aus Edelstahl, Kupfer, Aluminium, Bronze
und dergleichen, oder Metallfaserkonstruktionen, die gewöhnlich als "Mikrostahl" bekannt sind. Edelstahl
ist das bevorzugte Metall. Die Metallfäden sind im allgemeinen endlose
Drähte.
Verwendbare Metallfäden
haben einen Durchmesser von 1 bis 150 μm und vorzugsweise von 25 bis
75 μm.
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Für die Zwecke
der vorliegenden Erfindung kann der anorganische Kern aus einem
oder mehreren Glasfäden
bestehen, wie zum Beispiel Glasfaden von 110 dtex (100 den). Glas
wird jedoch weniger bevorzugt, da es bei gleichem Titer eine geringere
Schnittfestigkeit aufweist als Metall und es viel entscheidender
ist, daß das
Glas durch den Stapelfasermantel weitgehend bedeckt werden kann,
um Hautreizung zu minimieren, falls das Garn in Handschuhen, Ärmeln usw.
eingesetzt werden sollte, wo das Gewebe im Kontakt mit der Haut
ist.
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ELASTOMERE EINFACHGARNE
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Das
erfindungsgemäße Gewebe
enthält
ein Einfachgarn, das mindestens ein Elastomerfilament enthält. Dazu
kann die Form eines Mantel/Kern-Einfachgarns mit dem (den) Elastomerfilament(en)
als Kern und Stapelfaser als Mantel gehören; allerdings ist nicht entscheidend,
daß das
(die) Elastomerfilament(e) tatsächlich
durch den Mantel voll bedeckt wird (werden).
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Die
bevorzugte Elastomerfaser ist eine Spandexfaser, jedoch kann eine
beliebige Faser verwendet werden, die im allgemeinen Dehnbarkeit
und elastische Erholung aufweist. Der Begriff "Spandex", wie er hierin gebraucht wird, entspricht
seiner gewöhnlichen
Definition, das heißt
einer Kunstfaser, in der die faserbildende Substanz ein langkettiges
synthetisches Polymer ist, das aus mindestens 85 Gew.-% eines segmentierten
Polyurethans besteht.
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Einfachgarne
mit einem Elastomerfilamentkern sind in 3 dargestellt.
Ringgesponnenes elastomeres Einfachgarn 3 ist mit mindestens
einem Elastomerfilament 6 und einem teilweise abdeckenden
ringgesponnenen Mantel 7 aus Stapelfaser dargestellt. Das
bzw. die Elastomerfilament(e) bilden dabei 2 bis 25 Gew.-% des Gesamttiters
von 100 bis 5000 dtex des Mantel/Kern-Einfachgarns. In einigen Verfahren
zur Herstellung von Spandex-Elastomerfilamenten werden zusammenfließende Flüssigkeitsstrahlen
benutzt, um die Spandexfilamente unmittelbar nach der Extrusion
zu verdichten. Bekannt ist auch, daß trockengesponnene Spandexfilamente
unmittelbar nach der Extension klebrig sind. Die Kombination aus
Zusammenbringen einer Gruppe derartiger klebriger Filamente und
Verwendung eines zusammenfließenden
Strahls erzeugt ein verschmolzenes Multifilgarn, das dann typischerweise
mit einem Silicon oder einer anderen Appretur beschichtet wird,
bevor es aufgewickelt wird, um ein Ankleben am Wickelkörper zu
verhindern. Eine solche verschmolzene Filamentgruppierung, die eigentlich
aus einer Anzahl winziger Einzelfilamente besteht, die entlang ihrer
Länge aneinanderhaften,
ist in vieler Hinsicht einem Spandex-Einzelfilament mit dem gleichen
Titer überlegen.
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Das
Elastomerfilament in dem bei der vorliegenden Erfindung verwendeten
elastomeren Einfachgarn ist vorzugsweise ein endloser Faden und
kann in dem elastomeren Einfachgarn in Form eines oder mehrerer Einzelfäden oder
einer oder mehrerer miteinander verschmolzener Filamentgruppen vorhanden
sein. Bevorzugt wird jedoch die Verwendung nur einer Gruppe von
miteinander verschmolzenen Filamenten in dem bevorzugten elastomeren
Einfachgarn. Gleichgültig,
ob das Elastomerfilament als ein oder mehrere Einzelfäden oder
in Form von einer oder mehreren verschmolzenen Filamentgruppen vorhanden
ist, beträgt
der Gesamttiter des einen oder der mehreren Elastomerfilamente im
entspannten Zustand im allgemeinen 70 bis 560 dtex (15 bis 500 den),
wobei der bevorzugte Titerbereich 44 bis 220 dtex (40 bis 200 den)
beträgt.
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Die
Elastomerfaser wird vorzugsweise unter Spannung in ein elastomeres
Einfachgarn eingebaut, indem die Faser vor der Vereinigung mit Stapelfasern
gezogen oder gestreckt wird, indem in Bezug auf die Endgeschwindigkeit
des elastomeren Einfachgarns eine niedrigere Liefergeschwindigkeit
der Elastomerfaser verwendet wird. Dieses Ziehen läßt sich
als Streckverhältnis
der Elastomerfaser beschreiben, d. h. als die Endgeschwindigkeit
des elastomeren Einfachgarns, dividiert durch die Liefergeschwindigkeit
der Elastomerfaser. Typische Streckverhältnisse sind 1,5 bis 5,0, wobei
1,5 bis 3,5 bevorzugt wird. Niedrige Streckverhältnisse liefern ein geringeres
elastisches Erholungsvermögen,
während
hohe Streckverhältnisse
die Einfachgarne schwer verarbeitbar und das Gewebe zu dicht und
unbequem machen. Das optimale Streckverhältnis ist außerdem vom
m Anteil des Elastomerkerns in Gewichtsprozent abhängig. Es
können
auch Spannvorrichtungen verwendet werden, um die Elastomerfaser
zu spannen und zu strecken, aber diese werden wegen der Schwierigkeit
bei der Reproduktion und Steuerung von Spannung und Streckung weniger
bevorzugt. Das optimale Streckverhältnis wird schließlich für jedes
Gewebe auf der Basis des gewünschten
Sitzes und Griffs des Gewebes festgelegt.
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4 zeigt
eine Darstellung eines Verfahrens zum Einbau einer elastischen Faser
in ein Einfachgarn aus schnittfesten Stapelfasern. Zum Beispiel
können
ein Glasseidenstrang, ein Faserband oder eine Kollektion von schnittfesten
Stapelfasern 31 durch Gruppen von Streckwalzen 32 und 33 gestreckt
werden, um eine gestreckte Fasermasse 34 herzustellen,
die durch Ringzwirnen zu einem Einfachgarn zu verarbeiten ist. Die Elastomerfaser 35 wird
von einer Spule 36 über
einen Satz von Transportwalzen 37 zugeführt und anschließend vor
dem letzten Streckwalzensatz 33 in die Stapelfasern eingeführt. Die
niedrigere relative Oberflächengeschwindigkeit
der Transportwalzen 37 im Vergleich zur Oberflächengeschwindigkeit
der Streckwalzen 33 wird erhöht oder vermindert, um den
Grad der elastischen Dehnung und Spannung in dem fertigen ringgezwirnten
Einfachgarn unter Anwendung herkömmlicher
Verfahren festzulegen.
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VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON GEZWIRNTEN
GARNEN
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Die
vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung
eines gezwirnten Garns für ein
schnittfestes Gewebe durch Kombination eines ersten Einfachgarns,
das eine schnittfeste Stapelfaser und mindestens ein Elastomerfilament
aufweist, mit einem zweiten Einfachgarn, das einen Mantel/Kern-Aufbau
mit einem Mantel aus schnittfesten Stapelfasern und einem Metallfaserkern
aufweist, und anschließendes
Zusammendrehen der ersten und zweiten Einfachgarne zur Bildung eines
gezwirnten Garns. Das Elastomerfilament ist vorzugsweise frei von
Metallfasern, und die Elastomerfaser wird unter Spannung in das
erste Einfachgarn eingebaut.
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Die
erfindungsgemäßen gezwirnten
Garne können
unter Anwendung entweder eines zweistufigen oder eines kombinierten
Verfahrens aus Einfachgarnen hergestellt werden. In dem ersten Schritt
des zweistufigen Verfahrens werden zwei oder mehr Einfachgarne parallel
miteinander ohne Zwirnung kombiniert und auf einen Wickelkörper gewickelt.
Im nächsten
Schritt werden die zwei oder mehreren kombinierten Garne dann mit
der Linksdrehung der Einfachgarne ringgezwirnt, um ein gezwirntes
Gar zu bilden. Gezwirnte Garne weisen normalerweise eine "Z"-Drehung auf (Einfachgarne haben normalerweise
eine "S"-Drehung). Alternativ kann
ein kombiniertes Verfahren angewandt werden, um die Einfachgarne
zu zwirnen, wobei diese beiden Schritte in einem Arbeitsgang kombiniert
werden. Anlagen, die gewöhnlich
zum Zwirnen von Einfachgarnen eingesetzt werden, werden von Anlagenherstellern
wie z. B. Volkmann und Muratec (früher Murata) vertrieben.
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Das
Zwirnen erfolgt durch Drehen der Einfachgarne, wobei die gezwirnten
Garne einen Drehungsfaktor nach dem Tex-System von 4,8 bis 28,7,
vorzugsweise von 6,7 bis 20 aufweisen. (Dies entspricht einem Baumwollnummer-Drehungsfaktor
von 0,5 bis 3,0, vorzugsweise von 0,7 bis 2,1). Der Drehungsfaktor
ist dem Fachmann bekannt und ist das Verhältnis der Drehungen pro Zoll
zur Quadratwurzel der Garnnummer. Der Drehungsfaktor (TM) eines
Garns kann nach einem von verschiedenen Maßsystemen definiert werden:
Tex-System:
TM = (Drehungen/Zentimeter)(tex)1/2
Baumwollsystem:
TM = (Drehungen/Zoll)/(Baumwollnummer des Garns)1/2
Metrisches
Nummernsystem: TM = (Drehungen/Meter)/(metrische Garnnummer)1/2
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Die "Baumwollnummer" eines Garns ist
die Anzahl der Garnstränge
von 768 Meter (840 yard) Länge, die
ein Gewicht von 454 Gramm (einem Pfund) haben. Die "metrische Nummer" ist die Anzahl der
Kilometer des Garns, die ein Gewicht von einem Kilogramm haben.
Für die
Zwecke der vorliegenden Erfindung wird der Drehungsfaktor nach dem
Tex-System mit SI-Einheiten von tex1/2 Drehungen/cm
benutzt. Die gezwirnten Garne können
dann mit anderen, gleichen oder verschiedenen gezwirnten Garnen
kombiniert werden, um ein Garnbündel
zur Bildung eines Gewebes zu formen, oder die einzelnen gezwirnten
Garne können
benutzt werden, um das Gewebe zu formen, in Abhängigkeit von den gewünschten
Anforderungen an das Gewebe.
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KOMBINATIONEN VON EINFACHGARNEN
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Vorzugsweise
werden ein bis drei gezwirnte Garne zu einem Garnbündel zum
Weben oder Wirken von schnittfesten Stoffen kombiniert. Die Stoffeigenschaften
können
geändert
werden, indem andere Einfachgarne, die aus Stapelfasern bestehen,
die keine anorganischen oder elastomeren Filamente enthalten, in
die gezwirnten Garne oder in das Garnbündel gegeben werden. Vorzugsweise
enthalten diese Einfachgarne organische schnittfeste Faser. Solche
Einfachgarne haben im allgemeinen einen Titer von 100 bis 5000 dtex.
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Mögliche Kombinationen
von Einfachgarnen, die in den erfindungsgemäßen gezwirnten Garnen verwendet
werden und hier zur Erläuterung
angeführt
werden und nicht als Einschränkung
gemeint sind, sind in 5 dargestellt. Diese Figur enthält die schematische
Darstellung der Kombination eines Garns 11 mit Stapelfasermantel/anorganischem
Kern, das mit einem Garn 12 mit Stapelfasermantel/Elastomerkern
zu einem gezwirnten Garn 14 zusammengedreht ist. (Die gezwirnte
Natur von 11 und 12 ist nicht dargestellt, um
die Zusammensetzung der Einfachgarne besser darzustellen.) Zwei
gezwirnte Garne werden zu einem Bündel 15 vereinigt,
das mit oder ohne Zwirnung einer Strick- bzw. Wirkmaschine zugeführt werden
könnte.
Alternativ könnte
das Garnbündel 17 hergestellt
werden, das aus dem gezwirnten Garn 14 in Kombination mit
dem gezwirnten Garn 16 besteht, die aus zwei Einfachgarnen
der Faser 13 bestehen, die weder anorganische noch Elastomerfilamente
aufweist und vorzugsweise schnittfeste Stapelfaser enthält. Ein
weiteres alternatives Garnbündel 19 könnte hergestellt
werden, wobei das gezwirnte Garn 14 mit einem gezwirnten
Garn 18 kombiniert wird, die ein Einfachgarn 11 mit
Stapelfasermantel/anorganischem Kern und ein Einfachgarn aus der Faser 13 aufweisen.
In einem Garnbündel
können
mehr als zwei gezwirnte Garne verwendet werden. Wenn zum Beispiel
ein Bündel
mit drei Garnen gewünscht
wird, kann das Garnbündel 20 unter
Verwendung der gezwirnten Garne 14, 18 und 16 geformt
werden, wie in 6 dargestellt. Ein ähnliches
Bündel
könnte
mit drei gezwirnten Garnen 14 geformt werden. Es sind viele
Kombinationen möglich,
in Abhängigkeit
von der gewünschten
Anzahl gezwirnter Garne in dem Garnbündel und dem gewünschten
Schnittschutz- und Dehnungsgrad und der elastischen Erholung.
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Die
Einfachgarne, gleichgültig
ob sie einen anorganischen oder elastomeren Filamentkern enthalten oder
nicht, können
eine gewisse Zwirnung aufweisen. Die gezwirnten Garne können gleichfalls eine
gewisse Zwirnung aufweisen, und die Zwirnung in dem gezwirnten Garn
ist im allgemeinen der Zwirnung in den Einfachgarnen entgegengesetzt.
In jedem der Einfachgarne liegt die Zwirnung im allgemeinen im Drehungsfaktorbereich
von 19,1 bis 38,2 (Baumwollnummer-Drehungsfaktor 2 bis 4). Da moderne
Wirkmaschinen Stoff aus einer Zufuhr von mehreren gezwirnten Garnen
wirken können,
braucht das der Maschine zugeführte
Bündel von
gezwirnten Garnen keine Zwirnung aufzuweisen, obwohl dem Bündel eine
Zwirnung gegeben werden kann, wenn dies gewünscht wird.
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Das
bevorzugte gezwirnte Garn hat eine Garnfeinheit von etwa 750 dtex
(665 den, entspricht einer Baumwollnummer von 16/2). Der Zwirn hat
einen Drehungsfaktor von 16,1 (Baumwollnummer-Drehungsfaktor von 1,68), der 1,9 Drehungen/Zentimeter
(4,7 Drehungen/Zoll) in "S"-Richtung entspricht.
Die endgültige
Gesamtzusammensetzung ist 75,5 Gew.-% PPD-T-Stapelfaser, 20 Gew.-%
Stahlfaser und 4,5 Gew.-% Spandex-Filament.
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Das
in dem bevorzugten gezwirnten Garn verwendete Mantel/Kern-Einfachgarn
(das anorganische Faser enthält)
ist ein einzelnes Garn von 420 dtex (380 den, entspricht einer Baumwollnummer
von 14), das nach dem DREF-Verfahren gesponnen wird, wobei während des
Spinnens ein Metallkern eingelegt wird. Das Garn weist einen Mantel
aus königsblauer
PPD-T-Stapelfaser auf, wobei das PPD-T eine Schnittlänge von
3,8 cm (1,5 Zoll) und eine Filamentdichte von 1,7 dtex pro Filament
(1,5 den pro Filament) aufweist. Der Metallkern ist ein Edelstahlfaden
von 50 μm
(2 Mil) Dicke. Etwa 65 Gew.-% des Einfachgarns bestehen aus PPD-T-Stapelfaser,
und 35 Gew.-% aus dem Stahlkern.
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Das
in dem bevorzugten gezwirnten Garn verwendete elastomere Einfachgarn
ist ein Einfachgarn von 330 dtex (295 den, entspricht einer Baumwollnummer
von 18), das ringgesponnen ist. Das Garn weist einen PPD-T-Naturstapelfasermantel
auf, der die elastomeren Kernfilamente teilweise bedeckt, wobei
die PPD-T-Faser eine Schnittlänge
von 4,8 cm (1,89 Zoll) und eine Filamentdichte von 1,7 dtex pro
Filament (1,5 den pro Filament) aufweist. Der elastomere Kern ist
ein verschmolzenes Spandexfilamentgarn von 78 dtex (70 den) mit
einem Streckungsverhältnis
von 2,4× (einer
Dehnung von etwa 140%). Das Garn weist einen Drehungsfaktor von
30,6 (Baumwollnummer-Drehungsfaktor 3,2) auf, was 5,3 Drehungen/cm
(13,58 Drehungen/Zoll) in "Z"-Richtung entspricht.
Etwa 90 Gew.-% des Einfachgarns bestehen aus der PPD-T-Stapelfaser, und
10 Gew.-% bestehen aus dem elastomeren Kern.
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SCHNITTFESTER STOFF UND VERFAHREN ZU DESSEN
HERSTELLUNG
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Die
Erfindung betrifft außerdem
einen schnittfesten gewebten oder gewirkten Stoff, der aus einem Garnbündel besteht,
das aufweist: mindestens ein Einfachgarn mit einem Mantel/Kern-Aufbau,
wobei der Mantel aus schnittfesten Stapelfasern und der Kern aus
einer anorganischen Faser besteht; und mindestens ein Einfachgarn,
das eine schnittfeste Stapelfaser und mindestens ein elastomeres
Filament aufweist und frei von anorganischen Fasern ist. Das in
diese Garnbündel
eingearbeitete Elastomerfilament bietet verbesserte Dehnbarkeit
und elastische Erholung. Die in diese Garnbündel eingearbeiteten schnittfesten
organischen Stapelfasern und anorganischen Filamente statten den
Stoff mit einer hervorragenden Schnittfestigkeit aus. Aus derartigen
Garnbündeln
hergestellte Stoffe sind weich, bequem und nicht abrasiv sowie schnittfest.
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In
den Figuren zeigt 7 eine Darstellung eines bevorzugten
erfindungsgemäßen Stoffs,
der mit dem Garnbündel 50 hergestellt
wird, das in der Gewebestruktur dargestellt ist. Ein "Garnbündel" besteht aus einem oder
mehreren gezwirnten Garnen oder mehreren Einfachgarnen oder einer
Kombination aus gezwirnten Garnen und Einfachgarnen. Das bevorzugte
Garnbündel
weist ein bis drei gezwirnte Garne auf, wobei jedes der gezwirnten
Garne aus einem Einfachgarn mit Stapelfasermantel/Metallkern besteht,
das mit einem elastomeren Stapelfaser-Einfachgarn gezwirnt ist.
Es brauchen jedoch nicht alle gezwirnten oder Einfachgarne in dem Garnbündel oder
dem Stoff die gleichen zu sein. Außerdem kann das Garnbündel nur
Einfachgarne enthalten, die nicht miteinander verzwirnt sind, sondern
einfach zu einem Bündel
zusammengefaßt
und einer Wirkmaschine zugeführt
werden, um ein Gewirk herzustellen. Dieses Garnbündel muß jedoch mindestens ein Garn mit
Stapelfasermantel/anorganischem Kern und mindestens ein elastomeres
Stapelfaser/Einfachgarn enthalten. Das Zwirnen der Einfachgarne
wird bevorzugt, da das Zwirnen dazu beiträgt, daß elastomere Einfachgarn in
gedehntem Zustand zu halten, ohne sich bei Entspannung zu verschlingen.
Wenn jedoch das elastomere Mantel/Kern-Einfachgarn gleichzeitig
mit anderen Einfachgarnen in einem Bündel einer Wirk- oder Webanlage mit
guter Spannungssteuerung zugeführt
wird, kann ein akzeptierbarer Stoff hergestellt werden. Wenn das Bündel aus
gezwirnten Garnen besteht, ist die Spannungssteuerung der Garne
beim Wirken und Weben weniger kritisch.
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Der
bevorzugte Stoff ist ein Gewirk, und jedes geeignete Wirkmuster
ist akzeptierbar. Schnittfestigkeit und Bequemlichkeit werden durch
die Dichtheit des Gewirks beeinflußt, und diese Dichtheit kann
so eingestellt werden, daß sie
jedes konkrete Bedürfnis
erfüllt.
Eine sehr wirksame Kombination von Schnittfestigkeit und Bequemlichkeit
für viele
schnittfeste Artikel ist z. B. in Jersey- und Frotteewirkmustern
gefunden worden. Die Stoffe haben ein Basisgewicht im Bereich von
0,14 bis 1,1 kg/m2 (4 bis 30 Oz/yd2), vorzugsweise von 0,21 bis 0,9 kg/m2 (6 bis 25 Oz/yd2),
wobei die Stoffe am oberen Ende des Basisgewichtsbereichs einen
besseren Schnittschutz bieten.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung
eines schnittfesten Stoffs, das aufweist: zunächst Formen eines Garnbündels, wobei
das Bündel
aufweist: (a) mindestens ein Einfachgarn, das aus einer schnittfesten
Stapelfaser und einem endlosen Elastomerfilament besteht und frei
oder weitgehend frei von anorganischen Fasern ist, wobei das Elastomerfilament
in das erste Einfachgarn eingearbeitet wird, während es unter Spannung gestreckt
wird, und (b) mindestens ein Einfachgarn mit einem Mantel/Kern-Aufbau,
der einen Mantel mit schnittfesten Stapelfasern und einen anorganischen
Faserkern aufweist; und anschließendes Wirken oder Weben der
Garnbündel
zu einem Stoff. Vorzugsweise sind das elastomere Einfachgarn und
das Mantel/Kern-Einfachgarn miteinander in dem Garnbündel verzwirnt.
Die Einfachgarne sind typischerweise miteinander verzwirnt, um ein
gezwirntes Garn zu formen, wie weiter oben offenbart, und dann kann
dieses gezwirnte Garn vorzugsweise mit anderen gezwirnten Garnen
zu einem Garnbündel
vereinigt werden. Die Einfachgarne können mit einem Drehungsfaktor
nach dem Tex-System von 4,8 bis 28,7 (Baumwollnummer-Drehungsfaktor
von 0,5 bis 3,0), vorzugsweise mit einem Drehungsfaktor nach dem Tex-System
von 6,7 bis 20 (Baumwollnummer-Drehungsfaktor von 0,7 bis 2,1) gezwirnt
werden. Die in den Mantel/Kern-Einfachgarnen verwendete anorganische
Faser ist vorzugsweise eine Metallfaser.
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Das
Garnbündel,
das aus Einfachgarnen, gezwirnten Garnen oder einer Kombination
von beiden besteht, wird dann einer Wirk- oder Webvorrichtung zugeführt, um
einen gewirkten oder gewebten schnittfesten Stoff herzustellen.
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TESTVERFAHREN
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SCHNITTFESTIGKEIT
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Das
angewandte Verfahren ist das "Standard
Test Method for Measuring Cut Resistance of Materials Used in Protective
Clothing" (Standardtestverfahren
zur Messung der Schnittfestigkeit von Materialien, die in Schutzkleidung
eingesetzt werden), ASTM Standard F 1790-97. Bei der Durchführung des
Tests wird eine Schneide einmal unter vorgegebener Kraft quer über eine
Probe gezogen, die auf einem Dorn montiert ist. Bei verschiedenen
unterschiedlichen Kräften
wird die Ziehentfernung vom Erstkontakt bis zum Durchschneiden aufgezeichnet,
und es wird eine Kurve der Kraft als Funktion der Entfernung bis
zum Durchschneiden konstruiert. Aus der Kurve wird die Kraft ermittelt,
die zum Durchschneiden in einer Entfernung von 25 mm erforderlich ist,
und nominiert, um die Übereinstimmung
der Schneidenzufuhr zu bestätigen.
Die normierte Kraft wird als Schnittfestigkeitskraft angegeben.
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Die
Schneide ist die Klinge eines Edelstahlmessers mit einer Schneide
von 70 mm Länge.
Die Schneidenzufuhr wird durch Anwendung einer Last von 400 g auf
ein Neopren-Eichmaterial zu Beginn und am Ende des Tests geeicht.
Für jeden
Schnittversuch wird eine neue Schneide benutzt.
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Die
Probe ist ein rechteckiges Stoffstück, das auf 50–100 mm
schräg
zur Fadenlaufrichtung im Winkel von 45 Grad zur Kett- und Schußrichtung
ausgeschnitten wird. Der Dorn ist ein abgerundeter elektrisch leitender
Stab mit einem Radius von 38 mm, und die Probe wird darauf mit doppelseitigem
Klebeband montiert. Die Schneide wird im rechten Winkel zur Längsachse
des Dorns quer über
den Stoff auf dem Dorn gezogen. Durchschneiden wird aufgezeichnet,
wenn die Schneide einen elektrischen Kontakt mit dem Dorn herstellt.
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BEQUEMLICHKEIT
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Bei
Tests zur Bequemlichkeit, die mit der vorliegenden Erfindung verbunden
ist, wurden für
jeden Artikel Handschuhproben zur Prüfung der Bequemlichkeit und
des Griffs hergestellt. Testpersonen probierten jeden Handschuh
an, ohne zu wissen, woraus der Artikel bestand. Die Testperson wurde
aufgefordert, den Artikel entsprechend dem Sitz und der Bequemlichkeit
des Handschuhs einzuordnen. Mit Sitz ist gemeint, wie gut sich der
Handschuh an die Hand anschmiegt. Mit bequem ist gemeint, ob sich
der Handschuh zu locker oder zu fest für die Testperson anfühlte.
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Das
Ziel war, den Handschuh mit dem optimalen Grad an Fingerfertigkeit
und Formsitz des Handschuhs auf der Hand auszuwählen, ohne daß sich der
Handschuh zu fest oder zu locker anfühlte. Die Testpersonen bewerteten
alle Handschuhproben, und die Bewertungen wurden gemittelt und sind
in der untenstehenden Tabelle angegeben.
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BEISPIELE
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HERSTELLUNG VON EINFACHGARNEN MIT EINEM
ANORGANISCHEN KERN
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Es
wurde ein Mantel/Kern-Einfachgarn hergestellt, das schnittfeste
Aramidfasern und Edelstahl-Monofilament
aufwies. Die Aramidfasern waren Poly(p-phenylenterephthalamid)-Fasern
von 3,8 cm Länge
und 1,6 dtex pro Filament, vertrieben von E. I. du Pont de Nemours
and Company unter der Handelsbezeichnung Kevlar®-Aramidstapelfaser,
Typ 970. Das Stahl-Monofilament war ein 304L-Edelstahl von 50 μm Durchmesser, vertrieben
von der Bekaert Corporation unter der Handelsbezeichnung Bekinox® VN
50/1.
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Die
Aramidfasern wurden durch eine gewöhnliche Krempelmaschine geschickt,
die bei der Verarbeitung von ringgesponnenen Kurzstapelgarnen zur
Herstellung von Krempelband eingesetzt wird. Das Krempelband wurde
durch Anwendung eines zweistufigen Ziehens (Brecher-/Feinkrempelziehen)
zu Streckenband verarbeitet und auf einer Vorspinnmaschine verarbeitet,
um ein Vorgarn von 1,2 Hank (4920 dtex) herzustellen.
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Mantel-Kern-Garne
wurden durch Ringspinnen von zwei Enden des Vorgarns und Einsetzen
des Stahlkerns unmittelbar vor dem Zwirnen erzeugt. In diesen Beispielen
wurde der Stahlkern unmittelbar vor den letzten Streckwalzen zwischen
den beiden gestreckten Vorgarnenden zentriert. 14/1s cc-Garne (Titer
421 dtex) wurden unter Anwendung eines Drehungsfaktors von 30,1
(Baumwollnummer-Drehungsfaktor 3,15) mit "Z"-Zwirnung
hergestellt.
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HERSTELLUNG VON ELASTOMEREN EINFACHGARNEN
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Ein
elastomeres Einfachgarn mit schnittfesten Aramidstapelfasern und
Elastomerfilamenten wurde hergestellt. Die Aramidfasern waren wieder
Poly(p-phenylenterephthalamid)-Fasern von 3,8 cm Länge und
1,6 dtex pro Filament, vertrieben von E. I. du Pont de Nemours and
Company unter der Handelsbezeichnung Kevlar®-Aramidstapelfaser,
Typ 970. Das Elastomer war eine Spandex-Zusammensetzung aus verschmolzenem Monofil
von 44 dtex, vertrieben von E. I. du Pont de Nemours and Company
unter der Handelsbezeichnung Lycra® Spandex
Coalesced Monofil, Typ 146.
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Die
Aramidfasern wurden durch eine normale Krempelmaschine zugeführt, die
bei der Verarbeitung von ringgesponnenen Kurzstapelgarnen zur Herstellung
von Krempelband eingesetzt wird. Das Krempelband wurde durch zweistufiges
Strecken (Brecher-/Feinkrempelziehen) zu Streckenband verarbeitet
und auf einer Vorspinnmaschine verarbeitet, um ein Vorgarn von 1,2
Hank (4920 dtex) herzustellen.
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Mantel-Kern-Garne
mit Spandexkernen wurden durch Ringspinnen von zwei Enden des Vorgarns
und Einsetzen eines der zwei gespannten Spandexkerne unmittelbar
vor dem Zwirnen hergestellt. Der bzw. die Spandexkern(e) wurden
unmittelbar vor den letzten Streckwalzen zwischen den zwei Vorgarnenden
zentriert. Das Spandex wurde gespannt/gestreckt, indem das Material
mit einer langsameren Geschwindigkeit (S2) als der Garnendgeschwindigkeit
(S1) zugeführt
wurde. Es wurden 18/1s cc-Garne (Titer 328 dtex) mit einem Drehungsfaktor
von 30,1 (Baumwollnummer-Drehungsfaktor 3,15) für jeden Artikel mit "Z"-Zwirnung hergestellt. Außerdem wurde
ein Kontrollgarn ohne Spandexkern hergestellt.
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Bei
fünf verschiedenen
Spannungsstufen wurden ein und zwei Enden von Spandexkernen verwendet. Der
Grad der Spannung oder Dehnung wird durch das Geschwindigkeitsverhältnis der
anfänglichen
Spandex-Zufuhrgeschwindigkeit (S2) zur Geschwindigkeit der letzten
Streckwalze (und des Garns) (S1) festgelegt, wobei dieses Verhältnis (S1/S2)
in der untenstehenden Tabelle als Streck- oder Spannungsverhältnis dargestellt
ist.
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Die
folgenden elastomeren Einfachgarne wurden hergestellt:
| Element | Anzahl
der 44 dtex-Spandex-Enden | Streckverhältnis (S1/S2) |
| A (Kontrolle) | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1,33 |
| 2 | 2 | 1,33 |
| 3 | 1 | 1,54 |
| 4 | 2 | 1,54 |
| 5 | 2 | 1,81 |
| 6 | 2 | 2,22 |
| 7 | 2 | 2,85 |
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HERSTELLUNG VON GEZWIRNTEN GARNEN, STOFFEN
UND HANDSCHUHEN
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Durch
Zusammendrehen der oben beschriebenen 18/1s cc-Kontrollgarne und
Garne mit gestreckten Spandexkernen (1. bis 8.) und des zu Beginn
dieses Beispiels beschriebenen 14/1s cc-Garns mit 50 μm-Stahlkern
wurden acht verschiedene gezwirnte Garne mit einem Endtiter von
738 dtex hergestellt.
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Die
Prüfung
wurde durchgeführt,
um die Wirkung der Zwirnung auf die elastischen Erholungseigenschaften
nach dem Strecken des fertigen gezwirnten Garns zu ermitteln. Es
wurde ein optimaler Zwirnungsgrad ermittelt. Wenn im entspannten
Zustand das gezwirnte Garn zu niedrig ist, fällt die Struktur von der spandexhaltigen
Garnkomponente auseinander, die unter Druck steht. Wenn umgekehrt
die Zwirnung zu stark ist, dann ist nicht genug Beweglichkeit in
der Struktur, damit die spandexhaltige Komponente die gewünschten elastischen
Erholungseigenschaften nach dem Strecken in der Form des fertigen
Stoffs aufweist.
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Der
optimale Zwirnungsgrad ist vom Titer des gezwirnten Garns und seiner
Komponenten und vom Streckverhältnis
und dem Titer des spandexhaltigen Garns abhängig. Für diese Beispiele von gezwirntem Garn
wurde ein Grad von 2 Drehungen pro Zentimeter (5,0 Drehungen pro
Zoll) der "S"-Zwirnung ausgewählt (was einem Drehungsfaktor
von 16,9 (einem Baumwollnummer-Drehungsfaktor von 1,77) entspricht).
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Die
gezwirnten Garne wurden mit einer 13 gauge (2,3 mm) Sheima Seiki-Handschuhwirkmaschine
zu Teststoffproben gewirkt. Es wurden Handschuhe hergestellt, um
Handschuhproben für
die anschließende
Prüfung
auf Bequemlichkeit, Sitz und Fingerfertigkeit bereitzustellen. Handschuhproben
wurden hergestellt, indem ein Ende des gezwirnten Garns zugeführt wurde,
um Handschuhproben von etwa 0,26 kg/m2 (7,5
Oz/yd2) zu liefern. Handschuhproben sind
zusammen mit dem Garngehalt und den Bequemlichkeits-Sitz-Testergebnissen
in der untenstehenden Tabelle dargestellt.
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Der
Handschuhartikel 5 war die Probe, welche die beste Bequemlichkeit,
den besten Sitz und die beste Fingerfertigkeit aufwies. Die Rangfolge
der Proben bezüglich
Bequemlichkeit, Sitz und Fingerfertigkeit hinter dem Handschuhartikel
5 war der Handschuh 4, dann Handschuh 6, dann Handschuh 3, dann
Handschuh 2 usw., wobei der Kontrollhandschuh A der schlechteste
war.
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Um
dazu beizutragen, die Fertigung des elastomeren Einfachgarns zu
vereinfachen, wurde der Handschuh 8 dann so hergestellt, daß Bequemlichkeits-,
Sitz und Fingerfertigkeitsverhalten des Handschuhs 5 kopiert wurden,
wobei gegenüber
den zwei Spandex-Enden, die in dem elastomeren Einfachgarn von Position
5 verwendet wurden, nur ein Spandex-Ende in dem elastomeren Einfachgarn
verwendet wurde. Ein elastomeres Einfachgarn wurde hergestellt,
wie zuvor beschrieben, jedoch wurde es unter Verwendung nur eines
Spandex-Endes von 77 dtex aus verschmolzenem Lycra
® Spandex-Monofil
vom Typ 146 hergestellt. Dieses elastomere Einfachgarn wurde mit
dem gleichen Aramidfaser-Mantel/Metallkern-Einfachgarn
wie oben beschrieben gezwirnt, um ein gezwirntes Garn herzustellen,
das dann auf die gleiche Weise wie zuvor zu Handschuhen gewirkt
wurde, um den Handschuhartikel 8 herzustellen. Bei der Prüfung wies
der Handschuhartikel 8 entsprechende Bequemlichkeit, Sitz und Fingerfertigkeit
auf wie der Handschuhartikel 5. Die Daten für den Handschuhartikel 8 sind
in der Tabelle dargestellt.
| Handschuh Element | %
Aramid | %
Stahl | % Spandex | Streckverhältnis | Bequemlichkeitsbewertung | Sitzbewertung | Bemerkungen |
| A
(Kontrolle) | 81 | 19 | 0 | entfällt | 3. | letzter | guter
Griff lockerster Sitz |
| 1 | 76 | 19 | 4,5 | 1,33 | 3. | 5. | guter
Griff, Sitz lockerer als 2 |
| 2 | 72 | 19 | 9 | 1,33 | 3. | 3. | guter
Griff, Sitz lockerer als 3 |
| 3 | 77 | 19 | 3,9 | 1,54 | 3. | 4. | guter
Griff, Sitz lockerer als 4 |
| 4 | 73 | 19 | 7,8 | 1,54 | 2. | 2. | guter
Griff, Sitz lockerer als 5 |
| 5 | 74 | 19 | 6,6 | 1,81 | beste | bester | bestes
Gleichgewicht von Sitz und Bequemlichkeit |
| 6 | 76 | 19 | 5,4 | 2,22 | 4. | 2. | guter
Sitz, Griff fester als 5 |
| 7 | 77 | 19 | 4,2 | 2,85 | 5. | 2. | guter
Sitz, Griff fester als 6 |
| 8 | 77 | 19 | 4,3 | 0,4 | beste | bester | ebenso
wie 5 |