EP2081455A1 - Elektrisch leitfähiges flachgeflecht - Google Patents

Elektrisch leitfähiges flachgeflecht

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EP2081455A1
EP2081455A1 EP07820783A EP07820783A EP2081455A1 EP 2081455 A1 EP2081455 A1 EP 2081455A1 EP 07820783 A EP07820783 A EP 07820783A EP 07820783 A EP07820783 A EP 07820783A EP 2081455 A1 EP2081455 A1 EP 2081455A1
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EP
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textile material
flat braid
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plastic
braid
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EP07820783A
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Wolfgang Zierhut
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    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04C—BRAIDING OR MANUFACTURE OF LACE, INCLUDING BOBBIN-NET OR CARBONISED LACE; BRAIDING MACHINES; BRAID; LACE
    • D04C1/00—Braid or lace, e.g. pillow-lace; Processes for the manufacture thereof
    • D04C1/02—Braid or lace, e.g. pillow-lace; Processes for the manufacture thereof made from particular materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D31/00—Materials specially adapted for outerwear
    • A41D31/04—Materials specially adapted for outerwear characterised by special function or use
    • A41D31/26—Electrically protective, e.g. preventing static electricity or electric shock
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/441—Yarns or threads with antistatic, conductive or radiation-shielding properties
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/04—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyesters, e.g. polyethylene terephthalate [PET]
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/16—Physical properties antistatic; conductive

Definitions

  • the invention relates to an electrically conductive textile material, in particular braid for dissipating static charge, consisting of plastic and metal filaments.
  • a trained as a circular braid textile material of this type is known from DE 91 04 795 U1.
  • a round braid made of plastic and metal threads is described, which is intended to dissipate static charges, especially in work shoes and which is considered advantageous over previously used woven tapes. It is true that such a round braid has a considerably higher flexibility than a relatively stiff fabric.
  • attempts with such a braid have shown that it has some surface roughness which, when used in a shoe, tends to chafe, which may be inconvenient for the wearer of the shoe.
  • the conductivity of the round braid can encounter its limits already in the new production of a shoe, resulting in an increased reject rate in shoe production.
  • the invention has for its object to develop an electrically conductive textile material of the type mentioned, which allows a high wearing comfort when used in a shoe and has a permanently improved conductivity.
  • the textile material is formed as a flat braid, in which the plastic threads are connected to one another in a material-locking manner at connection points, at least in sections.
  • the flat braid here remains flexible, but a support of the threads is achieved together, whereby the braid is not fanned in compressive load.
  • the steel threads are less heavily loaded and their risk of breakage is thus reduced.
  • the surface roughness of the flat braid is reduced, which improves in the preferred use of the flat braid as a grounding conductor for static electrical charges in safety clothing, especially safety shoes and boots.
  • the joints of the plastic threads are created by a chemical and / or thermo-mechanical treatment of the flat braid.
  • the joints between the plastic threads may be point or line-shaped, but do not take such a scope that, as it were a clumping of the threads would occur.
  • the plastic threads preferably consist of polyester and the metal threads of stainless steel.
  • the ratio of plastic to metal filaments can be in the range from 80:20 to 50:50 and is preferably about 60:40.
  • the fineness of the threads is advantageously in the range of Nm 50/2.
  • the plastic and metal threads are preferably spun into a yarn from which the flat braid is then braided.
  • a flat braid having the above properties has an electrical resistance in the range of 500 to 3,000 ⁇ / m.
  • the flat braid has a width in the range of 5 to 15 mm and is zwelechtig formed.
  • the number of lichens can be advantageous in the range of 50 to 70 per 10 cm in length.
  • the inventive method for producing a flat braid of the type described above provides that the flat braid after braiding cohesive joints between the plastic threads creating chemically and / or thermo-mechanically treated.
  • the desired properties can also be achieved exclusively by a thermomechanical treatment, but it has been found that a chemical pretreatment allows the use of lower temperatures in the thermomechanical treatment.
  • the flat braid is thus first passed through a liquid bath consisting of water and acetone in a mixing ratio of about 10: 1, before being passed through a pair of heated rollers.
  • the roll temperature should be in the range of 30 to 60 ° C and is preferably 35 to 40 ° C in a wet chemical pretreatment.
  • Fig. 2 is a detail view of the flat braid after heat setting.
  • the production line shown schematically in the drawing consists essentially of a conventional braiding machine 10, in which on a plurality of bobbins 12 stored yarn 14 is braided to a flat braid 16, a liquid bath 18 and a heated roller pair 20.
  • the yarn 14 is approximately 60 % of polyester and about 40% of stainless steel fibers with a maximum cross section of 12 microns.
  • the yarn count is Nm 50/2 and the flat braid 16 is educategeflechtig with a width of about 10 mm and a lichen count of 62 per 10 cm at a thread count of 66 executed.
  • the braid 16 is passed through the liquid bath 18, which consists of a mixture of water and acetone in the ratio of about 10: 1.
  • the polyester material of the yarn 14 is dissolved, so that in the subsequent heat setting in the heated roller pair 20 with relatively low temperatures in the range of 35-40 0 C can be worked.
  • the heat-setting creates in places a cohesive connection between adjacent threads, so that the braid 16, on the one hand, retains its high flexibility, but, on the other hand, it is resistant to thread breaks in the event of repeated compression loads, since there is mutual support of the yarn threads.
  • Fig. 2 shows a short section of the flat mesh 16 in an enlarged view.
  • a conventional (not shown) braid at this scale clear gaps between the braided fiber bundles can be seen.
  • the fibers 14 are bonded together in a material-locking manner at many points 22 by the heat-setting, resulting in a dense but nevertheless highly flexible flat braid.
  • Even with a compression of the flat braid 16, the fibers 14 remain in the illustrated composite, whereby the load of individual fibers or yarns 14 is reduced and fractures of the steel fibers contained not occur or less frequently than before. Due to the cohesive connection of the fibers at many joints, a relative movement and thus a chafing of the fibers to each other is prevented.
  • the flat braid In a preferred use of the flat braid this is incorporated laterally on the upper leather in the interior of a safety shoe so that it protrudes about 5 cm above an assumed shoe insert in the footwell. It can be sewn directly to the upper leather in the front part of the shoe. Since the flat braid is flexible, it adapts to any shoe shape. Subsequently, the flat braid is inserted through a slot in the (non-conductive) insole pulled through and attached to the underside of the insole. This section of the flat braid should be about 5 cm long. Finally, an electrically conductive rubber sole is glued to the underside of the insole with electrically conductive adhesive.
  • the invention relates to an electrically conductive textile material, in particular braiding for dissipating static charge, consisting of plastic and metal threads 14.
  • the textile material is designed as a flat braid 16, wherein the plastic threads 14 are at least partially connected at connection points cohesively with each other.

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Description

Elektrisch leitfähiges Flachgeflecht
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein elektrisch leitfähiges Textilmaterial, insbesondere Geflecht zur Ableitung statischer Ladung, bestehend aus Kunststoff- und Metallfäden.
Ein als Rundgeflecht ausgebildetes Textilmaterial dieser Art ist aus der DE 91 04 795 U1 bekannt. Dort wird ein Rundgeflecht aus Kunststoff- und Metallfäden beschrieben, das zur Ableitung statischer Ladungen insbesondere in Arbeitsschuhen bestimmt ist und das als vorteilhaft gegenüber bisher verwendeten gewebten Bändern angesehen wird. Zutreffend ist, dass ein derartiges Rundgeflecht eine erheblich höhere Flexibilität aufweist als ein relativ steifes Gewebe. Jedoch haben Versuche mit einem derartigen Rundgeflecht gezeigt, dass dieses eine gewisse Oberflächenrauhigkeit aufweist, die bei der Verwendung in einem Schuh zum Scheuern neigt, was für den Träger des Schuhs unbequem sein kann. Weiterhin hat man festgestellt, dass die Leitfähigkeit des Rundgeflechts schon bei der Neuherstellung eines Schuhs an seine Grenzen stoßen kann, wodurch sich eine erhöhte Ausschussrate bei der Schuhproduktion ergibt.
Ausgehend hiervon, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch leitfähiges Textilmaterial der eingangs genannten Art zu entwickeln, das ei- nen hohen Tragekomfort bei der Verwendung in einem Schuh ermöglicht und eine dauerhaft verbesserte Leitfähigkeit aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die in Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter- entwicklungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Flachgeflechts ergibt sich aus den Ansprüchen 13 bis 17.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Textilmaterial als Flach- geflecht ausgebildet ist, bei dem die Kunststofffäden zumindest abschnittsweise an Verbindungsstellen stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Das Flachgeflecht bleibt hierbei flexibel, jedoch wird eine Abstützung der Fäden aneinander erreicht, wodurch das Geflecht bei stauchender Belastung nicht aufgefächert wird. Die Stahlfäden werden weniger stark belastet und deren Bruchgefahr wird somit reduziert. Weiterhin wird die Oberflächenrauhigkeit des Flachgeflechts reduziert, was bei der bevorzugten Verwendung des Flachgeflechts als Erdungsleiter für statische elektrische Ladungen in Sicherheitsbekleidung, insbesondere Sicherheitsschuhen und -stiefeln verbessert. Bevorzugt werden die Verbindungsstellen der Kunststofffäden durch eine chemische und/oder thermomechanische Behandlung des Flachgeflechts geschaffen. Die Verbindungsstellen zwischen den Kunststofffäden können punkt- oder linienförmig ausgebildet sein, nehmen jedoch nicht einen derartigen Umfang ein, dass gleichsam eine Verklumpung der Fäden eintreten würde. Bevorzugt bestehen die Kunststofffäden aus Polyester und die Metallfäden aus rostfreiem Edelstahl. Dabei kann das Verhältnis von Kunststoff- zu Metallfäden im Bereich von 80:20 bis 50:50 liegen und beträgt bevorzugt etwa 60:40. Um eine hinreichende Flexibilität des Flachgeflechts sicherzustellen, liegt die Feinheit der Fäden vorteilhaft im Bereich von Nm 50/2. Bevorzugt sind die Kunststoff- und Metallfäden zu einem Garn ge- spönnen, aus dem dann das Flachgeflecht geflochten ist. Ein Flachgeflecht mit den vorstehenden Eigenschaften weist einen elektrischen Widerstand im Bereich von 500 bis 3.000 Ω/m auf. In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist das Flachgeflecht eine Breite im Bereich von 5 bis 15 mm auf und ist zweiflechtig ausgebildet. Die Flechtenzahl kann vorteilhaft im Be- reich von 50 bis 70 pro 10 cm Länge betragen. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Flachgeflechts der vorstehend beschriebenen Art sieht vor, dass das Flachgeflecht nach dem Flechten stoffschlüssige Verbindungsstellen zwischen den Kunststofffäden schaffend chemisch und/oder thermomechanisch behandelt wird. Grundsätz- lieh sind die gewünschten Eigenschaften auch ausschließlich durch eine thermomechanische Behandlung zu erzielen, jedoch hat sich herausgestellt, dass eine chemische Vorbehandlung die Verwendung niedrigere Temperaturen bei der thermomechanischen Behandlung erlaubt. Bevorzugt wird das Flachgeflecht somit zunächst durch ein Flüssigkeitsbad, bestehend aus Wasser und Aceton im Mischungsverhältnis von etwa 10:1 geführt, bevor es durch ein Paar beheizte Walzen geführt wird. Die Walzentemperatur sollte im Bereich von 30 bis 60° C liegen und beträgt vorzugsweise bei einer nasschemischen Vorbehandlung 35 bis 40° C.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Fertigungsstraße für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Flachgeflechts; und
Fig. 2 eine Detailansicht des Flachgeflechts nach der Thermofixierung.
Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Fertigungsstraße besteht im Wesentlichen aus einer herkömmlichen Flechtmaschine 10, in der auf einer Vielzahl von Spulen 12 bevorratetes Garn 14 zu einem Flachgeflecht 16 geflochten wird, einem Flüssigkeitsbad 18 und einem beheizten Walzenpaar 20. Das Garn 14 besteht zu etwa 60 % aus Polyester und etwa 40 % aus rostfreien Stahlfasern mit einem Querschnitt von maximal 12 Mikrometern. Die Garnfeinheit beträgt Nm 50/2 und das Flachgeflecht 16 ist zweigeflechtig mit einer Breite von etwa 10 mm und einer Flechtenzahl von 62 pro 10 cm bei einer Fadenzahl von 66 ausgeführt. Nach dem Flechten wird das Geflecht 16 durch das Flüssigkeitsbad 18 geführt, das aus einer Mischung aus Wasser und Aceton im Verhältnis von etwa 10:1 besteht. Hierbei wird das Polyestermaterial des Garns 14 ange- löst, so dass bei der nachfolgenden Thermofixierung in dem beheizten Walzenpaar 20 mit relativ geringen Temperaturen im Bereich von 35-40 0C gearbeitet werden kann. Durch die Thermofixierung wird stellenweise eine stoffschlüssige Verbindung zwischen benachbarten Fäden geschaffen, so dass das Geflecht 16 einerseits seine hohe Flexibilität behält, es anderer- seits jedoch widerstandsfähig gegen Fadenbrüche bei wiederholten Stauchbelastungen wird, da eine gegenseitige Abstützung der Garnfäden besteht.
Fig. 2 zeigt einen kurzen Abschnitt des Flachgeflechts 16 in vergrößerter Darstellung. Bei einem herkömmlichen (nicht dargestellten) Geflecht sind bei diesem Maßstab deutliche Zwischenräume zwischen den geflochtenen Faserbündeln zu erkennen. Hier sind durch die Fasern 14 durch die Thermofixierung an vielen Stellen 22 stoffschlüssig miteinander verbunden, so dass sich ein dichtes, aber trotzdem hochflexibles Flachgeflecht ergibt. Auch bei einer Stauchung des Flachgeflechts 16 bleiben die Fasern 14 in dem darge- stellten Verbund, wodurch die Belastung einzelner Fasern bzw. Garne 14 reduziert ist und Brüche der enthaltenen Stahlfasern nicht oder weniger häufig als bisher auftreten. Durch die stoffschlüssige Verbindung der Fasern an vielen Verbindungsstellen wird eine Relativbewegung und damit ein Scheuern der Fasern aneinander verhindert.
Bei einer bevorzugten Verwendung des Flachgeflechts ist dieses seitlich am Oberleder im Innenraum eines Sicherheitsschuhs so eingearbeitet, dass es etwa 5 cm über einer angenommenen Schuheinlage in den Fußraum hineinragt. Dabei kann es direkt mit dem Oberleder im vorderen Teil des Schuhs vernäht werden. Da das Flachgeflecht flexibel ist, passt es sich jeder Schuhform an. Anschließend wird das Flachgeflecht durch einen Schlitz in der (nicht leitenden) Brandsohle hindurchgezogen und auf der Unterseite der Brandsohle befestigt. Diese Partie des Flachgeflechts sollte etwa 5 cm lang sein. Schließlich wird eine elektrisch leitfähige Gummisohle mit elektrisch leitendem Kleber auf die Unterseite der Brandsohle geklebt.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft ein e- lektrisch leitfähiges Textilmaterial, insbesondere Geflecht zur Ableitung statischer Ladung, bestehend aus Kunststoff- und Metallfäden 14. Um einen hohen Tragekomfort bei der Verwendung in einem Schuh zu ermöglichen und eine dauerhaft verbesserte Leitfähigkeit des Geflechts zu schaffen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass das Textilmaterial als Flachgeflecht 16 ausgebildet ist, bei dem die Kunststofffäden 14 zumindest abschnittsweise an Verbindungsstellen stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisch leitfähiges Textilmaterial, insbesondere Geflecht zur Ableitung statischer Ladung, bestehend aus Kunststoff- und Metallfäden (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Textilmaterial als Flachgeflecht (16) ausgebildet ist, bei dem die Kunststofffäden an Verbindungsstellen (22) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
2. Textilmaterial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen (22) der Kunststofffäden durch eine chemische und/oder thermomechanische Behandlung des Flachgeflechts geschaffen sind.
3. Textilmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen (22) zwischen den Kunststofffäden punkt- oder linienförmig ausgebildet sind.
4. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffäden aus Polyester bestehen.
5. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfäden aus rostfreiem Edelstahl bestehen.
6. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Verhältnis von Kunststoff- zu Metallfäden im Bereich von 80:20 bis 50:50 liegt und insbesondere etwa 60:40 beträgt.
7. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden (14) eine Feinheit im Bereich von Nm 50/2 aufweisen.
8. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff- und Metallfäden zu einem Garn (14) gesponnen sind, aus dem das Flachgeflecht (16) geflochten ist.
9. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachgeflecht (16) einen elektrischen Widerstand von 500 bis 3000 Ω/m aufweist.
10. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachgeflecht (16) eine Breite von 5 bis 15 mm aufweist.
11. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Flachgeflecht (16) zweiflechtig ausgebildet ist.
12. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Flachgeflecht (16) eine Flechtenzahl von 50 bis 70 pro 10 cm Länge aufweist.
13. Verfahren zur Herstellung eines Flachgeflechts nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachgeflecht (16) nach dem Flechten stoffschlüssige Verbindungsstellen (22) zwischen den Kunststofffäden schaffend chemisch und/oder thermome- chanisch behandelt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachgeflecht (16) durch ein Flüssigkeitsbad (18) bestehend aus Wasser und Aceton geführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischungsverhältnis von Wasser und Aceton im Bereich von 5:1 bis 20:1 liegt und vorzugsweise etwa 10:1 beträgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachgeflecht (16) durch ein Paar beheizte Walzen (20) geführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die WaI- zentemperatur im Bereich von 30 bis 60 0C liegt und vorzugsweise etwa 40 0C beträgt.
18. Verwendung eines Flachgeflechts (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Erdungsleiter für statische elektrische Ladungen in Sicherheits- bekleidung, insbesondere in Sicherheitsschuhen und -stiefeln.
19. Schuh oder Stiefel mit einem Flachgeflecht (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Erdungsleiter für statische elektrische Ladungen.
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