DE60209551T2

DE60209551T2 - Reissfestes garn insbesondere zur herstellung von kleidungsstücken

Info

Publication number: DE60209551T2
Application number: DE60209551T
Authority: DE
Inventors: Jean Guevel; Guy Bontemps
Original assignee: Schappe SA
Current assignee: Schappe SA
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: US7065949B2; US20040148921A1; FR2828894B1; ATE318948T1; JP4257204B2; EP1419292B1; JP2005501185A; EP1419292A1; WO2003018890A1; FR2828894A1; DE60209551D1; ES2259733T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein reißfestes Garn, das insbesondere zur Herstellung von Schutzkleidung gegen mechanische Angriffe bestimmt ist.
Es ist in der Literatur und aus den Patenten US 3,883,898 , GB 1 586 890 , US 4,777,789 , US 4,004,295 , GB 2 018 323 , DE 1 610 495 , EP 0 118 898 weithin bekannt, dass die Kombination verschiedener Fasermaterialien polymeren Ursprungs oder anorganischen Ursprungs aus der Familie von Glas- oder Keramik- oder Metall-Verbindungen für Verstärkungsgarne auf dem Gebiet des Schutzes gegen Mechanische Angriffe und/oder Perforation eingesetzt wird.
Diese persönlichen Schutzausrüstungen liegen meist in Form von Handschuhen, Manschetten, Schürzen oder irgendwelchen anderen Kleidungsstücken vor und sind im Allgemeinen gestrickt oder seltener gewebt.
Diese Teile von persönlichen Schutzausrüstungen müssen sehr gute mechanische Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf Scherbeanspruchung, aufweisen ohne die Flexibilität und die Leichtigkeit zu verlieren, die für eine gute Geschicklichkeit erforderlich sind.
Im Allgemeinen werden bestimmte Polymere wie beispielsweise Polyamide, Para-Aramide, Polyethylene mit hohem Molekulargewicht, LCP-Fasern (Flüssigkristallpolymer), Polybenzimidazol, geladenes Keramik-Polyester als Materialien eingesetzt. Diese Materialien haben die Eigenschaft gemeinsam, dass sie hochkristallin sind und folglich eine ziemlich große intrinsische Härte aufweisen. Dies liegt daran, dass die Härte der verwendeten Materialien sehr wichtig ist und weitgehend die Schneide- und Schermechanismen reguliert, denen sie ausgesetzt sind. Als Anhaltspunkt weisen die krstallinen und halb-kristallinen polymeren Materialien gemäß der Mohs Skala eine Härte im Bereich von 2 bis 3 Einheiten auf.
Mit Garnen aus reinen Polymeren, ausgewählt aus den obigen Materialien, ist es nicht möglich, für dünne Strickwaren Klasse 5 Klassifikationen gemäß der europäischen Norm EN 388 zu erhalten, und eine gute Flexibilität zu gewährleisten, wie es bei Schutzhandschuhen, die zum Schneiden vorgesehen sind der Fall sein muss. Diese persönlichen Schutzausrüstungen, die im Bereich der Blechkonstruktion weit verwendet werden, müssen zusätzlich zu dem guten Griff für die Benutzer einen hohen Komfort bieten, um sicher zu stellen, dass die Ausrüstung von dem betroffenen Personal immer getragen wird.
Um den Kompromiss zu bewältigen, gleichzeitig flexible, leichte und somit komfortable Handschuhe herzustellen, die dabei auch als Klasse 5 gemäß EN 388 klassifiziert sind, arbeiten zahlreiche Unternehmen anorganische Filamente in Kombination mit polymeren Filamenten ein. Glas und rostfreier Stahl werden im Allgemeinen zur Verstärkung eingesetzt, um zu verhindern, dass die Garne, die für die Herstellung von schnittfesten Schutzhandschuhen bestimmt sind zu schwer werden. Die Mohs Härte von Stahl beträgt 5 Einheiten und die von Glas beträgt 6/7 Einheiten.
Das Dokument US 5,846,476 beschreibt eine mit Multifilamenten aus verschiedenen Arten von Polymeren ummantelte Glasfaser mit dem Ziel, das Multifilament aus Glas im Wesentlichen vor Verschleiß zu schützen und dabei die große Schnittbeständigkeit von Glas auszunützen.
Die vorgeschlagenen Produkte weisen zwei Hauptnachteile auf: Die Filamente aus Glas oder rostfreiem Stahl sind wenig biegebeständig und brechen. Mangels einer Anordnung von Polymerfilamenten die dazu vorgesehen sind, sie mittels Ummantelungsvorgängen zu umhüllen dringen die freien Enden durch die Schichten von ummantelten Polymer-Filamenten und stechen in Folge dessen die Hände der Bedienungspersonen, welche die Schutzausrüstung im Allgemeinen nicht mehr länger tragen.
Um dieses Problem zu lösen wurde ein in der Sonnenblenden-Industrie bekanntes Glasbehandlungsverfahren ausgenutzt. Auf diesem Gebiet werden Glasfasern aufgrund ihrer nicht entzündlichen Eigenschaften (MO Klassifikation) verwendet. Diese Sonnenblenden werden im Inneren von Gebäuden vor den Fenstern angebracht und müssen zusätzlich zur Filtration von Sonnenlicht eine ästhetische Funktion erfüllen. Zu diesem Zweck wird das Glasfilament, im Allgemeinen Glasfaser genannt, mit einem feuerfest gemachten Polymerharz in der Masse coextrudiert und in der gewünschten Farbe angefärbt. Diese Garne werden dann gewebt und an dem Kreuzungspunkt der Garne thermisch verschweißt um das Garnnetzwerk zu fixieren.
Das Ziel der Erfindung ist es, ein reißfestes c bereitzustellen, welches es ermöglicht, eine Schutzausrüstung herzustellen, die eine hohe Sicherheit für die Benutzer bietet und die eine gute Flexibilität besitzt, was den Komfort fördert.
Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Garn, das einen Kern umfasst, der ein Multifilament aus E-, R-, C- oder S-Glas oder allgemeiner aus Glasfaser oder Basalt aufweist, wobei der Kern mit Multifilamenten, die aus synthetischen Fasern bestehen ummantelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern durch Coextrusion des Glas-Multifilaments und einer Polymer-Umhüllung aus Thermoplast, Duroplast, natürlichem Elastomer, fluoriertem oder nicht-fluonertem synthetischem Elastomer erhalten ist, und dadurch gekennzeichnet, dass der Glasfaseranteil höchstens 60 Gewichts-% der Zusammensetzung Umhüllung + Filament ausmacht.
Vorteilhafterweise ist der Kern zweifach oder dreifach mit Multifilamenten, die aus synthetischen Fasern bestehen ummantelt.
Durch den Coextrusionsteil wird das Kern-Garn flexibler als wenn es vollständig aus Glas hergestellt wäre. Außerdem sind die Ummantelungs-Garne völlig blockiert durch den Kontakt des Polymers aus dem sie gebildet sind auf dem coextrudierten Polymer.
Auf diese Weise werden gestrickte Produkte erhalten, die eine sehr hohe Verschleißbeständigkeit erreichen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist der Schutz des Glasfilaments gegenüber dem Angriff chemischer Produkte, insbesondere Fluorwasserstoffsäure, in bestimmten Bereichen der chemischen Industrie und verwandter Industriebereiche.
Die Umhüllung aus extrudiertem Polymer erzeugt eine perfekte Versiegelung für den axialen Bestandteil, der aus dem Glasfilament besteht. Die verwendeten Polymere können Polyvinylchloride oder Polyurethane oder beliebige andere chemisch inerte Polymere sein.
Bezüglich der Schneideleistung wird Klasse 5 sehr leicht erreicht und sogar nach 10-maligem Waschen aufrechterhalten.
Gemäß einer Eigenschaft dieses Garns sind die Ummantelungs-Multifilamente aus den folgenden Familien ausgewählt: Polyethylen mit hohem Molekulargewicht über 600 000g/mol, Para-Aramid mit einem Modul > 50 Gpa, Polyamid mit hoher Festigkeit und Standardpolyamid, Polyester mit hoher Festigkeit und Standardpolyester, Flüssigkristallpolymer (LCP), Polyphenylenbenzobisoxazol (PBO), geladenes Keramik-Polyester.
Gemäß einer Ausführungsform bestehen die verschiedenen Ummantelungs-Multifilamente aus den gleichen Materialien.
Gemäß einer anderen Ausführungsform bestehen wenigstens manche der verschiedenen Ummantelungs-Multifilamente aus den unterschiedlichen Materialien.
Drei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Garns werden im Folgenden jeweils mit Bezug auf drei beigefügte Figuren in Form schematischer Zeichnungen beschrieben.
1. Hybridgarn (1)
Dieses Garn besteht aus einem „Kern" A, der aus einer Glasfaser besteht, die mit einem PVC-Harz mit einer Garnnummer von 100 Tex coextrudiert ist. Der Glasfaseranteil beträgt 35 Tex und der PVC-Anteil beträgt 65 Tex.
Dieser zusammengesetzte „Kern" wird durch Ummanteln mit einem Multifilament B aus Polyethylen mit 220 Tex und mit hohem Molekulargewicht (mehr als 600 000 g/mol) bedeckt, dessen Kristallinitätsgrad mehr als 80 Volumen-% beträgt. Die Bedeckung erfolgt durch sich berührende Windungen mit einem Helixabstand von 1,5 mm, d.h. einer Torsion von 666 t/m in S oder Z Richtung, die Garnnummer des Filaments beträgt 220 dtex mit 0 Wicklungen.
Eine zweite Bedeckung erfolgt mit einem Multifilament C derselben Art, mit einem Helixabstand von 2 mm, d.h. einer Torsion von 500 t/m in umgekehrter Richtung zu der ersten Bedeckung des Filaments.
Das vollständige Garn erreicht so eine Garnnummer von 100 Tex + 2 × 22 Tex = 144 Tex.
Die Ergebnisse des Garns im Schneidetest gemäß EN388 erreichen die Bewertung Klasse 5, mit einem Schnittindex > 45 nach Stricken auf einer Flachstrickmaschine fully fashioned mit Gauge 10.
Die erhaltenen Handschuhe sind leicht, sehr flexibel und zeigen keinen Glasfilamentbruch-Defekt nach 10-maligem Waschen in industriellen Maschinen.
2. Hybridgarn (2)
Dieses Garn besteht aus einem „Kern" A', der aus einer Glasfaser besteht, die mit einem PVC-Harz mit einer Garnnummer von 100 Tex coextrudiert ist. Der Glasfaseranteil beträgt 35 Tex und der PVC-Anteil beträgt 65 Tex.
Dieser zusammengesetzte „Kern" wird durch Ummanteln mit einem Multifilament B' aus Para-Aramid mit 440 Tex und mit einem Young'schen Modul zwischen 60 und 120 GPa bedeckt. Die Bedeckung erfolgt durch sich berührende Windungen mit einem Helixabstand von 3 mm für eine Torsion von 333 t/m in S oder Z Richtung.
Eine zweite Bedeckung erfolgt mit einem Multifilament C' aus Polyamid 6,6 mit hoher Festigkeit von 440 dtex, dessen Kristallinitätsgrad > 45 Volumen-% beträgt. Das vollständige Garn erreicht eine Garnnummer von 110 Tex + 2 × 44 Tex = 188 Tex.
Dieses Garn wurde, nachdem es mit Gauge 7 auf einer Flachstrickmaschine gestrickt wurde durch die Maschine für die Herstellung von Schutzhandschuhen fertig verarbeitet und einem Schneidetest gemäß EN388 unterzogen.
Die Handschuhe erreichten die Klasse 5, mit einem Schnittindex > 60. Nach 10 Waschtests zeigten die Handschuhe keinen Glasfilamentbruch.
3. Hybridgarn (3)
Dieses Garn besteht aus einem „Kern" A'', der aus einer Glasfaser besteht, die mit einem PU-Harz mit einer Garnnummer von 238 Tex coextrudiert ist. Der Glasfaseranteil beträgt 64 Tex und der PU-Anteil beträgt 174 Tex.
Dieser zusammengesetzte „Kern" wird durch Ummanteln mit einem Multifilament B'' aus Paraaramid mit 440 Tex und mit einem Young'schen Modul zwischen 60 und 120 GPa bedeckt. Die Bedeckung erfolgt durch sich berührende Windungen mit einem Helixabstand von 3 mm für eine Torsion von 333 t/m in S oder Z Richtung.
Eine zweite Bedeckung C'' erfolgt mit einem Multifilament aus Polyethylen mit hohem Molekulargewicht (> 600 000 g/mol) mit 440 dtex, das einer „Air jet" Texturierung unterzogen wurde, um der Multifilament-Zusammensetzung Kohäsion zu verleihen.
Torsion 300 t/m, umgekehrt zu der vorhergehenden Bedeckung.
Schließlich erfolgt eine dritte Bedeckung D'' mit einem Multifilament aus Polyethylen mit hohem Molekulargewicht (> 600 000 g/mol) mit 440 dtex, das einer „Air jet" Texturierung unterzogen wurde, um der Multifilament-Zusammensetzung Kohäsion zu verleihen.
Angewendete Torsion 280 t/m, in umgekehrter Richtung zu der zweiten Bedeckung.
Das vollständige Garn erreicht eine Garnnummer von 238 + 44 + 44 + 44 = 370 Tex und wird beim Weben mit 2/2 Köperbindung zur Herstellung einer Schürze eingesetzt, die in industriellen Schlachthöfen verwendet wird, um die Bedienungspersonen gleichzeitig vor den Gefahren durch Schnitte und Perforationen durch die unterschiedlichen verwendeten Schneidwerkzeuge zu schützen.
Die erzielten Leistungswerte sind sehr hoch und ähnlich zu metallischen Schutzlösungen, die insbesondere aufgrnd des Gewichts der Ausrüstung für die Bedienungspersonen sehr viel einschränkender sind.

Claims

Reißfestes Garn, das einen Kern (A) umfasst, der ein Multifilament aus E-, R-, C- oder S-Glas oder allgemeiner aus Glasfaser oder Basalt aufweist, wobei der Kern mit Multifilamenten, die aus synthetischen Fasern (B, C) bestehen, ummantelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern durch Coextrusion des Glas-Multifilaments und einer Polymer-Umhüllung aus Thermoplast, Duroplast, natürlichem Elastomer, fluoriertem oder nicht-fluoriertem synthetischem Elastomer erhalten ist, und dadurch gekennzeichnet, dass der Glasfaseranteil höchstens 60 Gewichts-% der Zusammensetzung Umhüllung + Filament ausmacht, wobei die Ummantelung mit Multifilamenten die aus synthetischen Fasern bestehen auf der Polymer-Umhüllung realisiert ist.
Garn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (A) eine zweifache oder eine dreifache Ummantelung mit Multifilamenten aufweist, die aus synthetischen Fasern (B, C) bestehen.
Garn nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelungs-Multifilamente aus den folgenden Familien ausgewählt sind: Polyethylen mit hohem Molekulargewicht über 600 000 g/mol, Para-Aramid mit einem Modul > 50 Gpa, Polyamid mit hoher Festigkeit und Standardpolyamid, Polyester mit hoher Festigkeit und Standardpolyester, Flüssigkristallpolymer (LCP), Polyphenylenbenzobisoxazol (PBO), geladenes Keramik-Polyester.
Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Ummantelungs-Multifilamente (B, C) aus den gleichen Materialien bestehen.
Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens manche der verschiedenen Ummantelungs-Multifilamente (B', C') aus unterschiedlichen Materialien bestehen.