EP2235244A1 - Stapelfasergarn, verfahren zur herstellung eines textilen artikels und textiler artikel - Google Patents

Stapelfasergarn, verfahren zur herstellung eines textilen artikels und textiler artikel

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EP2235244A1
EP2235244A1 EP09700898A EP09700898A EP2235244A1 EP 2235244 A1 EP2235244 A1 EP 2235244A1 EP 09700898 A EP09700898 A EP 09700898A EP 09700898 A EP09700898 A EP 09700898A EP 2235244 A1 EP2235244 A1 EP 2235244A1
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EP
European Patent Office
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staple
staple fibers
fiber yarn
staple fiber
range
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EP09700898A
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EP2235244B1 (de
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Regine Maria Zumloh-Nebe
Christoph Jörg HAHN
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Teijin Aramid GmbH
Original Assignee
Teijin Aramid GmbH
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Definitions

  • Staple fiber yarn process for producing a textile article and textile article
  • the present invention relates to a staple fiber yarn, a process for producing a textile article and a textile article.
  • Textile staple fiber yarn articles made from aramid staple fibers are known from EP-A 1 099 088.
  • Such articles as e.g. Gloves have a high abrasion resistance and a high cut resistance, but are correspondingly expensive because of the high quality aramid fibers processed therein.
  • the present invention has the object to provide textile articles available that can be offered cheaper, but without losing abrasion resistance.
  • a staple fiber yarn comprising at least one twisted yarn
  • the twine comprises a mixture of first staple fibers and second staple fibers
  • the first staple fibers are made of high strength filaments having a tensile strength of at least 80 cN / tex
  • the second staple fibers a Shrinkage in the range of 5% to 50%
  • the weight ratio of the first staple fibers to the second staple fibers in the at least one twist A: B, and A: B is in the range of 5:95 to 45:55.
  • the staple fiber yarn according to the invention can be processed into a textile article, whereby either the staple fiber yarn according to the invention is first shrunk and then processed into a textile article or wherein from the staple fiber yarn according to the invention first a textile article is produced and then this article is shrunk.
  • the textile article according to the invention has an abrasion resistance which is similar to or even higher than that of a suitably produced textile article whose staple fiber yarn consists exclusively of first staple fibers
  • the article according to the invention in view of its content of first staple fibers of high-tenacity filaments, due to the Ratio A: B in the range of 5:95 to 45:55 is always smaller than the proportion of the second staple fibers, yet has a cut resistance, which is surprising in comparison with a comparative article made exclusively from the first staple fibers of high strength filaments is low.
  • the present invention makes textile articles accessible for the first time, which - because the second staple fibers contained in the article according to the invention are significantly cheaper than the first staple fibers - can be offered correspondingly more favorably.
  • the staple fiber yarn according to the invention comprises at least one twisted yarn, wherein the twisted yarn comprises a mixture of first and second staple fibers.
  • the staple fiber yarn according to the invention comprises at least one twisted yarn comprising first staple fibers made from high tenacity filaments having a tenacity of at least 80 cN / tex. Below a tear strength of 80 cN / tex, the cut resistance of the textile article produced from the staple fiber yarn according to the invention is too low.
  • the first staple fibers of the staple fiber yarn according to the invention are preferably produced from high-strength filaments which have a tensile strength of at least 120 cN / tex, more preferably at least 150 cN / tex and most preferably 190 cN / tex.
  • the first staple fibers can be made by tearing corresponding high strength filaments, resulting in first staple fibers having a length distribution due to the tearing process.
  • the first staple fibers may be made by cutting corresponding high strength filaments, resulting in first staple fibers having a uniform length, preferably in the range of 10 mm to 200 mm, and more preferably in the range of 30 to 60 mm.
  • the first staple fibers are selected from at least one of the groups comprising aramid staple fibers, polybenzoxazole staple fibers and polybenzothiazole staple fibers.
  • this means that the first staple fibers are selected either from aramid staple fibers only or only from polybenzoxazole staple fibers or only from polybenzothiazole staple fibers.
  • this means that the first staple fibers can also consist of a mixture of aramid staple fibers with polybenzoxazole and / or polybenzothiazole staple fibers.
  • aramid staple fibers mean staple fibers made from aramids, i. are prepared from aromatic polyamides wherein at least 85% of the amide (-CO-NH-) bonds are bonded directly to two aromatic rings.
  • An aromatic polyamide particularly preferred for the present invention is poly-para-phenylene terephthalamide, a homopolymer resulting from the mol: mol polymerization of para-phenylenediamine and terephthalic acid dichloride.
  • aromatic polyamides are copolymers which, in addition to para-phenylenediamine and terephthalic acid dichloride, contain small amounts of other diamines and / or other dicarboxylic acid chlorides incorporated in the polymer chain. It is a general rule that based on para-phenylenediamine and terephthalic acid, the other diamines and / or other Dicarbon Acidchlohde may be incorporated with a proportion of up to 10 mol% in the polymer chain.
  • first staple fibers used therein e.g. also the aramid staple fibers, as good as new staple fibers.
  • first staple fibers e.g. also aramid staple fibers, from up to 100 wt .-% recycled staple fibers are used.
  • polybenzoxazole staple fibers and polybenzothiazole staple fibers mean staple fibers made from polybenzoxazoles or from polybenzothiazoles, ie from polymers having the structural units shown below, wherein the aromatic groups attached to the nitrogen are preferably carbocyclic as shown in the structural units. However, said groups may also be heterocyclic. Further, the nitrogen-bonded aromatic groups are preferable six-membered rings as shown in the structural units. However, said groups may also be formed as fused or unfused polycyclic systems.
  • the staple fiber yarn according to the invention comprises first staple fibers having a titre in the range from 0.1 dtex to 10 dtex, more preferably in the range from 0.5 dtex to 5 dtex and in particular in the range from 0.5 dtex to 2.5 dtex on.
  • the staple fiber yarn according to the invention has second staple fibers which have a shrinkage in the range of 5% to 50%. Below a shrinkage of 5%, the cut resistance of the textile article produced from the staple fiber yarn according to the invention is too low. Above a shrinkage of 50%, the shrunken textile article is too stiff and offers too little wearing comfort.
  • the second staple fibers of the staple fiber yarn according to the invention preferably have a shrinkage in the range from 7% to 40%, particularly preferably in the range from 8% to 35% and very particularly preferably in the range from 9% to 30%.
  • the second staple fibers can be produced by tearing corresponding filaments with the shrinkage required according to the invention, resulting in second staple fibers having a length distribution caused by the tearing process.
  • the second staple fibers can be made by cutting corresponding filaments with the shrinkage required by the invention, resulting in second staple fibers having a uniform length, preferably in the range of 10 mm to 200 mm, and more preferably in the range of 30 to 60 mm.
  • the second staple fibers are thermoplastic staple fibers, which are preferably selected from at least one of the groups comprising polyacrylonitrile staple fibers and polyetheretherketone staple fibers.
  • the second staple fibers may consist of a mixture of polyacrylonitrile staple fibers with polyether ether ketone staple fibers, with an increase in the proportion of polyether nitrile staple fibers. etherketonstapelfasern the heat resistance of the textile article according to the invention produced from the staple fiber yarn according to the invention increases.
  • polyacrylonitrile staple fibers mean staple fibers made from a polymer containing at least 85% by weight of acrylonite units
  • ethylenic monomers copolymerizable individually or in admixture with acrylonitrile, e.g. Esters of acrylic acid and methacrylic acid (methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, etc.), vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylamide, methacrylamide or methacrylonitrile.
  • polyetheretherketone staple fibers mean staple fibers which are produced from a polymer in which phenyl residues are linked via ether or keto groups in a sequence in which a two-membered linkage is followed by a keto linkage.
  • the staple fiber yarn according to the invention comprises second staple fibers having a titre in the range from 0.1 dtex to 20 dtex, more preferably in the range from 0.5 dtex to 5 dtex and in particular in the range from 0.9 dtex to 2.5 dtex on.
  • the staple fiber yarn according to the invention comprises at least one thread, preferably two or three or four threads.
  • A: B is in the range from 10:90 to 40:60.
  • the staple fiber yarn of the present invention can be produced, in principle, by any method of producing a staple fiber yarn, e.g. by a process comprising the steps of a) providing first staple fibers and second staple fibers and optionally further staple fibers, wherein the first staple fibers are made from high strength filaments having a tear strength of at least 80 cN / tex, and wherein the second staple fibers have a shrinkage in the range of 5% to 50%.
  • first, second and optionally further staple fibers by producing a pre-strip, wherein the mixing is carried out so that in each volume element of the staple fiber yarn according to the invention an intimate mixing of the first, second and optionally further staple fibers is present, so that the resulting inventive Staple fiber yarn is substantially free of any core / shell structure at least with respect to the first and second staple fibers, and wherein the weight ratio of first staple fibers: second staple fibers: other staple fibers is in the range of 5: 95: 0 to 45: 55: 0, preferably Section
  • step b) spinning the preliminary strip resulting in step b) into at least one twisted yarn.
  • the type and amount of the further staple fibers selected in step b) makes it possible to obtain the advantageous properties of the inventive staple fibers. to achieve appropriate Stapelfasergarns in the particular desired extent.
  • their proportion by weight of the mixture produced in step b) should be about 90% by weight, preferably not exceed about 80 wt .-%, so that the weight fraction of first staple fibers: second staple fibers: other staple fibers in the cases mentioned, for example, 5: 20: 75, and 20: 70: 10.
  • the weight ratio of first staple fibers: second staple fibers is preferably in the range from 10:90 to 40:60.
  • the object underlying the present invention is further achieved by a method for producing a textile article using a staple fiber yarn according to the invention, wherein the method comprises a shrinkage, and the shrinkage
  • the shrinkage is carried out by heating the staple fiber yarn according to the invention at a shrinkage temperature T 8 which is above the glass transition temperature T 9 and below the melting temperature T m of the material constituting the second staple fibers.
  • the shrinkage can be carried out in a dry, steam-saturated or wet atmosphere, ie as hot air, Stattdampf- or cooking shrinkage.
  • the Staple yarn according to the invention are located during shrinkage on a spool, which is located in one of the aforementioned atmospheres.
  • the staple fiber yarn according to the invention can be unwound from the spool and passed through one of said atmospheres.
  • the textile article according to the invention containing the staple fiber yarn according to the invention is introduced into one of the said atmospheres and the shrinkage of the staple fiber yarn according to the invention is initiated in the temperature range mentioned.
  • the shrinkage in the process according to the invention for producing a textile article is carried out at a shrinkage temperature T 8 which lies in the range T 9 ⁇ T 8 ⁇ T m .
  • T 8 extends in a range from 100 ° C. to 150 ° C., in particular in a range from 110 ° C. to 140 ° C., for which reason the ranges mentioned in the process according to the invention preferred or particularly preferred.
  • the use of the staple fiber yarn according to the invention in the process according to the invention for producing a textile article can take the form of any of the known processes by which textile articles are produced from staple fiber yarns, but preferably by knitting, knitting, braiding or weaving. If, in the process according to the invention for producing a textile article, the use of the staple fiber yarn according to the invention by knitting, the knitting is preferably done with a needle spacing of 7 gg to 18 gg (1 gg means 1 needle per 2.54 cm) and a mesh density in series in the range from 3 per cm to 12 per cm and in rods ranging from 3 per cm to 12 per cm.
  • the staple fiber yarn according to the invention can be made of only one twisted yarn, e.g. a knitting, knitting, braiding or weaving device are supplied.
  • a staple fiber yarn according to the invention of two or three or four twists can also be fed to one of said devices, wherein the two, three or four twists can be fed in parallel to the device.
  • the two, three or four threads may first be twisted around each other and then fed to the apparatus which manufactures the textile article of the invention.
  • the object underlying the present invention is finally achieved by a textile article which has been produced by the process according to the invention.
  • the textile article according to the invention is a glove, an apron, a trouser, a jacket, a cuff, a hose, a hose wrap or a vandalism resistant article.
  • Example 1a The present invention will be further illustrated in the following examples.
  • Example 1a The present invention will be further illustrated in the following examples.
  • first staple fibers 50 mm p-aramid staple fibers (Type 1072 from Teijin Aramid) made by cutting p-aramid filament yarn (Type 1012 from Teijin Aramid) with a filament titer of 1.7 dtex are provided.
  • polyacrylonitrile staple fibers As the second staple fibers, 50 mm-long polyacrylonitrile staple fibers (type SHK1, 3/50 from Dyvertex) made by cutting polyacrylonitrile filament yarn having a filament denier of 1.3 dtex are provided.
  • the polyacrylonitrile staple fibers have a DIN 53866, part 3 (March 1979) at a shrinking time of 15 minutes, a shrink temperature of 190 0 C and with a bias of 240 mg measured shrinkage of 19.1%.
  • a staple fiber yarn is made, which consists of a thread with Nm 28/1 (36 tex). Four of these threads are twisted around each other, fed to a knitting machine and knitted into a glove, the needle spacing being 7 gg (7 needles per 2.54 cm), the stitch density of the glove before shrinking in row 3.5 per cm and in sticks 3, 5 per cm.
  • Example 1 b is carried out as Example 1 a with the difference that in the manufacture of the glove a yarn with Nm 28/1 (36 tex) is fed to the knitting machine, the needle spacing is 13 gg (13 needles per 2.54 cm) and the mesh density of the glove before shrinking in row 8 per cm and in sticks 6 per cm is. Comparative Example C1
  • 50 mm p-aramid staple fibers (type 1072 from Teijin Aramid) are prepared by cutting p-aramid filament yarn (type 1012 from Teijin Aramid) with a filament titer of 1.7 dtex.
  • Staple fibers are made of a staple fiber yarn, which consists of a twisted yarn with Nm 28/1 (36 dtex). Four of these threads are twisted around each other, fed into a knitting machine and knitted into a glove, the needle spacing being 7gg (7 needles per 2.54 cm), the stitch density in the row 3.5 per cm and in sticks 3.5 per cm.
  • Comparative Example C2 is carried out as Comparative Example C1, with the difference that a yarn is fed to the knitting machine, the needle spacing being 13 gg and the mesh density in row 8 per cm and in bars 6 per cm.
  • a / B means the weight ratio of p-aramid staple fibers Polyacrylnithlstapelmaschinen in staple yarn according to the invention, gg the needle pitch of the knitting machine, NESI un shrunk or shrunk the lowest single cut index, ie the cut resistance before or after shrinking and TZ un shrunk or shrunk as the number of turns up to Hole formation specified abrasion resistance before or after shrinkage.
  • Example 1a shows that the glove according to the invention, which was produced and shrunk with the staple fiber yarn according to the invention, has only 11% lower cut resistance and 81% higher abrasion resistance than the comparison glove, although in the staple fiber yarn of the invention Glove 70% of the p-aramid staple fibers were replaced by polyacrylonitrile staple fibers.
  • Example 1b shows that the glove according to the invention, which was produced and shrunk with the staple fiber yarn according to the invention, although a 33% lower cut resistance but a practically the same abrasion resistance as the comparative hand shoe, although in the staple fiber yarn of the glove according to the invention 70% of the p-aramid staple fibers were replaced by polyacrylonitrile staple fibers.

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Abstract

Ein Stapelfasergarn wird vorgestellt, das mindestens einen Zwirn umfasst, wobei der Zwirn eine Mischung aus ersten Stapelfasern und zweiten Stapelfasern umfasst, wobei die ersten Stapelfasern aus hochfesten Filamenten hergestellt sind, die eine Reißfestigkeit von mindestens 80 cN/tex aufweisen, die zweiten Stapelfasern einen Schrumpf im Bereich von 5 % bis 50 % aufweisen, das Gewichtsverhältnis der ersten Stapelfasern zu den zweiten Stapelfasern in dem mindestens einen Zwirn A : B beträgt, und A : B im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55 liegt. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines textilen Artikels unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stapelfasergarns vorgestellt, wobei das Verfahren eine Schrumpfung umfasst, und die Schrumpfung entweder am Stapelfasergarn durchgeführt wird, wonach aus dem geschrumpften Stapelfasergarn der Artikel hergestellt wird, oder an dem das ungeschrumpfte Stapelfasergarn enthaltenden Artikel durchgeführt wird. Der textile Artikel weist eine Abriebfestigkeit auf, die ähnlich hoch oder sogar erheblich höher ist als die eines entsprechend hergestellten textilen Artikels, dessen Stapelfasergarn ausschließlich aus ersten Stapelfasern besteht, die aus hochfesten Filamenten hergestellt sind.

Description

Stapelfasergarn, Verfahren zur Herstellung eines textilen Artikels und textiler Artikel
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stapelfasergarn, ein Verfahren zur Herstellung eines textilen Artikels und einen textilen Artikel.
Textile Artikel aus Stapelfasergarn, das aus Aramidstapelfasern hergestellt wurde, sind aus EP-A 1 099 088 bekannt. Derartige Artikel, wie z.B. Handschuhe, weisen eine hohe Abriebfestigkeit und eine hohe Schnittfestigkeit auf, sind jedoch wegen der darin verarbeiteten hochwertigen Aramidfasern entsprechend teuer.
Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, textile Artikel zur Verfügung zu stellen, die günstiger angeboten werden können, ohne jedoch an Abriebfestigkeit zu verlieren.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Stapelfasergarn umfassend mindestens einen Zwirn, wobei der Zwirn eine Mischung aus ersten Stapelfasern und zweiten Stapelfasern umfasst, wobei die ersten Stapelfasern aus hochfesten Filamenten hergestellt sind, die eine Reißfestigkeit von mindestens 80 cN/tex aufweisen, die zweiten Stapelfasern einen Schrumpf im Bereich von 5 % bis 50 % aufweisen, das Gewichtsverhältnis der ersten Stapelfasern zu den zweiten Stapelfasern in dem mindestens einen Zwirn A : B beträgt, und A : B im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55 liegt. Das erfindungsgemäße Stapelfasergarn lässt sich zu einem textilen Artikel verarbeiten, wobei entweder das erfindungsgemäße Stapelfasergarn zuerst geschrumpft und dann zum textilen Artikel verarbeitet wird oder wobei aus dem erfindungsgemäßen Stapelfasergarn zuerst ein textiler Artikel hergestellt und dann dieser Artikel geschrumpft wird.
Überraschenderweise weist der erfindungsgemäße textile Artikel eine Abriebfestigkeit auf, die ähnlich hoch oder sogar höher ist als die eines entsprechend hergestellten textilen Artikels, dessen Stapelfasergarn ausschließlich aus ersten Stapelfasern besteht, wobei der erfindungsgemäße Artikel angesichts seines Anteils an ersten Stapelfasern aus hochfesten Filamenten, der wegen des Verhältnisses A : B im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55 immer kleiner ist als der Anteil der zweiten Stapelfasern, dennoch eine Schnittfestigkeit aufweist, deren Abnahme im Vergleich zu einem Vergleichsartikel, der ausschließlich aus den ersten Stapelfasern aus hochfesten Filamenten hergestellt ist, überraschend gering ist.
Daher gehören auch das vorstehend bezeichnete Verfahren zur Herstellung eines textilen Artikels und der nach diesem Verfahren hergestellte textile Artikel zur vorliegenden Erfindung.
Somit macht die vorliegende Erfindung erstmals textile Artikel zugänglich, die - weil die im erfindungsgemäßen Artikel enthaltenen zweiten Stapelfasern deutlich billiger sind als die ersten Stapelfasern - entsprechend günstiger angeboten werden können. Dabei ist in einer bestimmten Ausführungsform des erfindungsgemäßen textilen Artikels die Abriebfestigkeit um 81 % erhöht, wobei die Schnittfestigkeit nur um 11 % niedriger ist als in einem in gleicher Weise hergestellten textilen Artikel aus einem Stapelfasergarn, dessen Stapelfasern ausschließlich aus ersten Stapelfasern aus hochfesten Filamenten bestehen (A : B = 100 : 0).
Das erfindungsgemäße Stapelfasergarn umfasst mindestens einen Zwirn, wobei der Zwirn eine Mischung aus ersten und zweiten Stapelfasern umfasst. Dies be- deutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass in jedem Volumenelement des erfindungsgemäßen Stapelfasergarns eine innige Vermischung der ersten und zweiten Stapelfasern vorliegt, sodass das erfindungsgemäße Stapelfasergarn im wesentlichen frei von jeglicher Kern/Mantel-Struktur hinsichtlich der ersten und zweiten Stapelfasern ist und vorzugsweise gänzlich frei von jeglicher Kern/Mantel - Struktur hinsichtlich der ersten und zweiten Stapelfasern ist.
Das erfindungsgemäße Stapelfasergarn umfasst mindestens einen Zwirn, der erste Stapelfasern umfasst, die aus hochfesten Filamenten hergestellt sind, die eine Reißfestigkeit von mindestens 80 cN/tex aufweisen. Unterhalb einer Reißfestigkeit von 80 cN/tex ist die Schnittfestigkeit des aus dem erfindungsgemäßen Stapelfasergarn hergestellten textilen Artikels zu gering. Vorzugsweise sind die ersten Stapelfasern des erfindungsgemäßen Stapelfasergarns aus hochfesten Filamenten hergestellt, die eine Reißfestigkeit von mindestens 120 cN/tex, besonders bevorzugt von mindestens 150 cN/tex und ganz besonders bevorzugt von 190 cN/tex aufweisen.
Die ersten Stapelfasern können durch Reißen entsprechender hochfester Filamente hergestellt werden, wodurch erste Stapelfasern mit einer durch den Reiß- prozess bedingten Längenverteilung resultieren. Alternativ können die ersten Stapelfasern durch Schneiden entsprechender hochfester Filamente hergestellt werden, wodurch erste Stapelfasern mit einer einheitlichen Länge resultieren, die vorzugsweise im Bereich von 10 mm bis 200 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 30 bis 60 mm liegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelfasergarns sind die ersten Stapelfasern ausgewählt aus mindestens einer der Gruppen umfassend Aramidstapelfasern, Polybenzoxazolstapelfasern und Polybenzothia- zolstapelfasern. Dies bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die ersten Stapelfasern entweder nur aus Aramidstapelfasern oder nur aus Poyben- zoxazolstapelfasern oder nur aus Polybenzothiazolstapelfasern ausgewählt sind. Ferner bedeutet dies im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die ersten Stapelfasern auch aus einer Mischung von Aramidstapelfasern mit Polybenzoxazol- und/oder Polybenzothiazolstapelfasern bestehen können.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeuten Aramidstapelfasern Stapelfasern, die aus Aramiden, d.h. aus aromatischen Polyamiden hergestellt sind, worin mindestens 85 % der Amid (-CO-NH-) Bindungen direkt an zwei aromatische Ringe gebunden sind. Ein für die vorliegende Erfindung besonders bevorzugtes aromatisches Polyamid ist Poly-para-phenylenterephthalamid, ein Homopolymer, das aus der mol:mol Polymerisation von para-Phenylendiamin und Terephthalsäure- dichlorid resultiert. Ferner sind für die vorliegende Erfindung als aromatische Polyamide Copolymere geeignet, die zusätzlich zu para-Phenylendiamin und Te- rephthalsäuredichlorid kleine Anteile anderer Diamine und/oder anderer Dicarbon- säurechloride in der Polymerkette eingebaut enthalten. Dabei gilt als allgemeine Regel, dass bezogen auf para-Phenylendiamin und Terephthalsäuredichlorid die andere Diamine und/oder anderen Dicarbonsäurechlohde mit einem Anteil von bis zu 10 mol-% in der Polymerkette eingebaut sein können.
Im erfindungsgemäßen Stapelfasergarn können die darin eingesetzten ersten Stapelfasern, also z.B. auch die Aramidstapelfasern, neuwertige Stapelfasern sein. Jedoch können im erfindungsgemäßen Stapelfasergarn ebenso erste Stapelfasern, also z.B. auch Aramidstapelfasern, aus bis zu 100 Gew.-% recycelten Stapelfasern eingesetzt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeuten Polybenzoxazolstapelfasern und Polybenzothiazolstapelfasern Stapelfasern, die aus Polybenzoxazolen bzw. aus Polybenzothiazolen hergestellt sind, d.h. aus Polymeren mit den im folgenden dargestellten Struktureinheiten, worin die an den Stickstoff gebundenen aromatischen Gruppen vorzugsweise carbocyclisch sind, wie in den Struktureinheiten dargestellt. Jedoch können besagte Gruppen auch heterocyclisch sein. Ferner sind die an den Stickstoff gebundenen aromatischen Gruppen vorzugsweise sechsgliedrige Ringe, wie in den Struktureinheiten dargestellt. Jedoch können besagte Gruppen auch als kondensierte (fused) oder nicht-kondensierte (unfused) polycyclische Systeme ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Stapelfasergarn erste Stapelfasern mit einem Titer im Bereich von 0,1 dtex bis 10 dtex, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 dtex bis 5 dtex und insbesondere im Bereich von 0,5 dtex bis 2,5 dtex auf. Das erfindungsgemäße Stapelfasergarn weist zweite Stapelfasern auf, die einen Schrumpf im Bereich von 5 % bis 50 % aufweisen. Unterhalb eines Schrumpfes von 5 % ist die Schnittfestigkeit des aus dem erfindungsgemäßen Stapelfasergarn hergestellten textilen Artikels zu gering. Oberhalb eines Schrumpfes von 50 % ist der geschrumpfte textile Artikel zu steif und bietet einen zu geringen Tragekomfort.
Vorzugsweise weisen die zweiten Stapelfasern des erfindungsgemäßen Stapelfasergarns einen Schrumpf im Bereich von 7 % bis 40 %, besonders bevorzugt im Bereich von 8 % bis 35 % und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 9 % bis 30 % auf.
Die zweiten Stapelfasern können durch Reißen entsprechender Filamente mit dem erfindungsgemäß geforderten Schrumpf hergestellt werden, wodurch zweite Stapelfasern mit einer durch den Reißprozess bedingten Längenverteilung resultieren. Alternativ können die zweiten Stapelfasern durch Schneiden entsprechender Filamente mit dem erfindungsgemäß geforderten Schrumpf hergestellt werden, wodurch zweite Stapelfasern mit einer einheitlichen Länge resultieren, die vorzugsweise im Bereich von 10 mm bis 200 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 30 bis 60 mm liegt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelfasergarns sind die zweiten Stapelfasern thermoplastische Stapelfasern, die vorzugsweise aus mindestens einer der Gruppen umfassend Polyacrylnitrilstapelfa- sern und Polyetheretherketonstapelfasern ausgewählt sind. Dies bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die zweiten Stapelfasern vorzugsweise entweder nur aus Polyacrylnitrilstapelfasern oder nur aus Polyetheretherketonsta- pelfasern ausgewählt sind. Ferner bedeutet dies im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die zweiten Stapelfasern in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform aus einer Mischung von Polyacrylnitrilstapelfasern mit Polyetherether- ketonstapelfasern bestehen können, wobei mit steigendem Anteil an Polyether- etherketonstapelfasern die Hitzebeständigkeit des aus dem erfindungsgemäßen Stapelfasergarn hergestellten erfindungsgemäßen textilen Artikels steigt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeuten Polyacrylnithlstapelfasern Stapelfasern, die aus einem Polymer hergestellt sind, das zu mindestens 85 Gew.-% aus Acrylnithleinheiten
-(CH2-CH2)-
I CN besteht, wobei die restlichen bis zu 15 Gew.-% ethylenische Monomere sein können, die - einzeln oder im Gemisch - mit Acrylnitril copolymehsierbar sind, wie z.B. Ester der Acrylsäure und Methacrylsäure (Methylacrylat, Ethylacrylat, Me- thylmethacrylat, Ethylmethacrylat usw.), Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylamid, Methacrylamid oder Methacrylnitril.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeuten Polyetheretherketonstapelfasern Stapelfasern, die aus einem Polymer hergestellt sind, worin Phenylreste über Ether- bzw. Ketogruppen in einer Sequenz verknüpft sind, worin auf zwei Ether- verknüpfungen eine Ketoverknüpfung folgt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Stapelfasergarn zweite Stapelfasern mit einem Titer im Bereich von 0,1 dtex bis 20 dtex, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 dtex bis 5 dtex und insbesondere im Bereich von 0,9 dtex bis 2,5 dtex auf.
Das erfindungsgemäße Stapelfasergarn umfasst mindestens einen Zwirn, vorzugsweise zwei oder drei oder 4 Zwirne.
Vorzugsweise hat jeder der Zwirne des erfindungsgemäßen Stapelfasergarns einen Titer im Bereich von 100 dtex bis 10000 dtex, besonders bevorzugt in einem Bereich von 120 dtex bis 5000 dtex und insbesondere in einem Bereich von 200 dtex bis 2000 dtex und entsprechende Nm-Werte (Nm = 1000/tex). In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelfasergarns liegt A : B im Bereich von 10 : 90 bis 40 : 60.
Das erfindungsgemäße Stapelfasergarn kann im Prinzip durch jedes Verfahren zur Herstellung eines Stapelfasergarns hergestellt werden, wie z.B. durch ein Verfahren umfassend die Schritte a) Zur Verfügung stellen von ersten Stapelfasern und zweiten Stapelfasern und ggf. von weiteren Stapelfasern, wobei die ersten Stapelfasern aus hochfesten Filamenten hergestellt sind, die eine Reißfestigkeit von mindestens 80 cN/tex aufweisen, und wobei die zweiten Stapelfasern einen Schrumpf im Bereich von 5 % bis 50 % aufweisen. b) Mischen der ersten, zweiten und ggf. weiteren Stapelfasern durch Herstellen eines Vorbandes, wobei das Mischen so durchgeführt wird, dass in jedem Volumenelement des herzustellenden erfindungsgemäßen Stapelfasergarns eine innige Vermischung der ersten, zweiten und ggf. weiteren Stapelfasern vorliegt, sodass das resultierende erfindungsgemäße Stapelfasergarn im wesentlichen frei von jeglicher Kern/Mantel-Struktur zumindest hinsichtlich der ersten und zweiten Stapelfasern ist, und wobei das Gewichtsverhältnis von ersten Stapelfasern : zweiten Stapelfasern : weiteren Stapelfasern im Bereich von 5 : 95 : 0 bis 45 : 55 : 0, vorzugsweise im Bereich von
5 : 90 : 5 bis 40 : 60 : 0 liegt, und c) Verspinnen des in Schritt b) resultierenden Vorbandes zu mindestens einem Zwirn.
Dabei haben die vorstehend genannten Verfahrensmerkmale die eingangs bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Stapelfasergarns erläuterte entsprechende Bedeutung.
Bei der Auswahl der im erfindungsgemäßen Verfahren ggf. eingesetzten weiteren Stapelfasern ist zu beachten, dass die in Schritt b) gewählte Art und Menge der weiteren Stapelfasern es erlaubt, die vorteilhaften Eigenschaften des erfindungs- gemäßen Stapelfasergarns in dem jeweils gewünschten Ausmaß zu erreichen. Wenn beispielsweise als weitere Stapelfasern Baumwoll-, Viskose-, Nylon- oder Polyesterstapelfasern eingesetzt werden, die entweder neuwertig sind oder aus einem Recyclingprozess stammen, sollte deren Gewichtsanteil an der in Schritt b) hergestellten Mischung einen Wert von ca. 90 Gew.-%, bevorzugt von ca. 80 Gew.-% nicht überschreiten, sodass der Gewichtsanteil von ersten Stapelfasern : zweiten Stapelfasern : weiteren Stapelfasern in den genannten Fällen z.B. 5 : 20 : 75, bzw. 20 : 70 : 10 beträgt.
Wird das erfindungsgemäße Stapelfasergarn ohne weitere Stapelfasern hergestellt, liegt das Gewichtsverhältnis von ersten Stapelfasern : zweiten Stapelfasern vorzugsweise im Bereich von 10 : 90 bis 40 : 60.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines textilen Artikels unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Stapelfasergarns, wobei das Verfahren eine Schrumpfung umfasst, und die Schrumpfung
- entweder am Stapelfasergarn durchgeführt wird, wonach aus dem geschrumpften Stapelfasergarn der Artikel hergestellt wird,
- oder an dem das ungeschrumpfte Stapelfasergarn enthaltenden Artikel durchgeführt wird.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Schrumpfung durch Erwärmen des erfindungsgemäßem Stapelfasergarns bei einer Schrumpftemperatur T8 durchgeführt, die oberhalb der Glastemperatur T9 und unterhalb der Schmelztemperatur Tm des Materials liegt, aus dem die zweiten Stapelfasern bestehen. Dabei kann die Schrumpfung in einer trockenen, dampfgesättigten oder nassen Atmosphäre durchgeführt werden, d.h. als Heißluft- , Stattdampf- oder Kochschrumpf.
Wird die Schrumpfung des erfindungsgemäßen Stapelfasergarns vor seiner Verarbeitung zum erfindungsgemäßen textilen Artikel durchgeführt, kann sich das erfindungsgemäße Stapelfasergarn während der Schrumpfung auf einer Spule befinden, die sich in einer der vorstehend genannten Atmosphären befindet. Alternativ kann das erfindungsgemäße Stapelfasergarn von der Spule abgewickelt werden und durch eine der genannten Atmosphären geführt werden.
Wird die Schrumpfung an dem das erfindungsgemäße Stapelfasergarn enthaltenden Artikel durchgeführt, wird der erfindungsgemäße textile Artikel, der das erfindungsgemäße Stapelfasergarn enthält, in eine der genannten Atmosphären eingebracht und im genannten Temperaturbereich die Schrumpfung des erfindungsgemäßen Stapelfasergarns ausgelöst.
Wie bereits erwähnt, wird die Schrumpfung im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines textilen Artikels bei einer Schrumpftemperatur T8 durchgeführt, die im Bereich T9 < T8 < Tm liegt. Für eine Vielzahl der die zweiten Stapelfasern bildenden Materialien, insbesondere für thermoplastische Polymere erstreckt sich T8 in einem Bereich von 100 0C bis 150 0C, insbesondere in einem Bereich von 110 0C bis 140 0C, weshalb die genannten Bereiche im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt bzw. besonders bevorzugt werden.
Damit im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen textilen Artikels die Schrumpfung in ausreichendem Maße stattfindet, genügt für eine Vielzahl der die zweiten Stapelfasern bildenden Materialien, insbesondere für thermoplastische Polymere eine Schrumpfzeit t8 im Bereich von 20 Sekunden bis 700 Sekunden, insbesondere von 30 Sekunden bis 240 Sekunden und ganz besonders bevorzugt von 50 Sekunden bis 180 Sekunden.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Stapelfasergarns im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines textilen Artikels kann in Gestalt irgend eines der bekannten Verfahren erfolgen, mit denen aus Stapelfasergarnen textile Artikel hergestellt werden, vorzugsweise jedoch durch Stricken, Wirken, Flechten oder Weben. Erfolgt im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines textilen Artikels die Verwendung des erfindungsgemäßen Stapelfasergarns durch Stricken, so geschieht das Stricken vorzugsweise mit einem Nadelabstand von 7 gg bis 18 gg (1 gg bedeutet 1 Nadel pro 2,54 cm) und einer Maschendichte in Reihe im Bereich von 3 pro cm bis 12 pro cm und in Stäbchen im Bereich von 3 pro cm bis 12 pro cm.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Artikels kann beispielsweise das erfindungsgemäße Stapelfasergarn aus nur einem Zwirn z.B. einer Strick-, Wirk-, Flecht- oder Webvorrichtung zugeführt werden. Jedoch kann auch ein erfindungsgemäßes Stapelfasergarn aus zwei oder drei oder vier Zwirnen einer der besagten Vorrichtungen zugeführt werden, wobei die zwei, drei oder vier Zwirne der Vorrichtung parallel zugeführt werden können. Alternativ können die zwei, drei oder vier Zwirne zuerst umeinander gezwirnt werden und danach der Vorrichtung zugeführt werden, die den erfindungsgemäßen textilen Artikel fertigt.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird schließlich gelöst durch einen textilen Artikel, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde.
In bevorzugten Ausführungen ist der erfindungsgemäße textile Artikel ein Handschuh, eine Schürze, eine Hose, eine Jacke, eine Manschette, ein Schlauch, eine Schlauchumhüllung oder ein vandalismusresistenter Artikel.
Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher erläutert. Beispiel 1a
Als erste Stapelfasern werden 50 mm lange p-Aramidstapelfasern (Typ 1072 von Teijin Aramid), die durch Schneiden von p-Aramid Filamentgarn (Typ 1012 von Teijin Aramid) mit einem Filamenttiter von 1 ,7 dtex hergestellt wurden, zur Verfügung gestellt.
Als zweite Stapelfasern werden 50 mm lange Polyacrylnitril-Stapelfasern (Typ SHK1 ,3/50 der Fa. Dyvertex), die durch Schneiden von Polyacrylnitril Filamentgarn mit einem Filamenttiter von 1 ,3 dtex hergestellt wurden, zur Verfügung gestellt. Die Polyacrylnitril-Stapelfasern weisen einen nach DIN 53866, Teil 3 (März 1979) bei einer Schrumpfzeit von 15 Minuten, einer Schrumpftemperatur von 190 0C und mit einer Vorspannung von 240 mg gemessenen Schrumpf von 19,1 % auf.
30 Gewichtsteile der ersten Stapelfasern werden mit 70 Gewichtsteilen der zweiten Stapelfasern durch Bandmischung innig gemischt und ein Stapelfasergarn hergestellt, das aus einem Zwirn mit Nm 28/1 (36 tex) besteht. Vier dieser Zwirne werden umeinander gezwirnt, einer Strickmaschine zugeführt und zu einem Handschuh verstrickt, wobei der Nadelabstand 7 gg (7 Nadeln pro 2,54 cm), die Maschendichte des Handschuhs vor dem Schrumpfen in Reihe 3,5 pro cm und in Stäbchen 3,5 pro cm beträgt.
Beispiel 1b
Beispiel 1 b wird wie Beispiel 1 a durchgeführt mit dem Unterschied, dass bei der Herstellung des Handschuhs ein Zwirn mit Nm 28/1 (36 tex) der Strickmaschine zugeführt wird, der Nadelabstand 13 gg (13 Nadeln pro 2,54 cm) beträgt und die Maschendichte des Handschuhs vor dem Schrumpfen in Reihe 8 pro cm und in Stäbchen 6 pro cm beträgt . Vergleichsbeispiel V1
50 mm lange p-Aramidstapelfasern (Typ 1072 von Teijin Aramid) werden durch Schneiden von p-Aramid Filamentgarn (Typ 1012 von Teijin Aramid) mit einem Filamenttiter von 1 ,7 dtex hergestellt.
Aus dem o.g. Stapelfasern wird ein Stapelfasergarn hergestellt, das aus einem Zwirn mit Nm 28/1 (36 dtex) besteht. Vier dieser Zwirne werden umeinander gezwirnt, einer Strickmaschine zugeführt und zu einem Handschuh verstrickt, wobei der Nadelabstand 7gg (7 Nadeln pro 2,54 cm), die Maschendichte in Reihe 3,5 pro cm und in Stäbchen 3,5 pro cm beträgt.
Vergleichsbeispiel V2
Vergleichsbeispiel V2 wird wie Vergleichsbeispiel V1 durchgeführt mit dem Unterschied, dass ein Zwirn der Strickmaschine zugeführt wird, der Nadelabstand 13gg und die Maschendichte in Reihe 8 pro cm und in Stäbchen 6 pro cm beträgt.
An den gemäß den Beispielen 1 a-b hergestellten erfindungsgemäßen Handschuhen und an dem gemäß den Vergleichsbeispielen V1 und V2 hergestellten Vergleichshandschuhen wird gemäß EN 388 der niedrigste Einzelschnittindex NESI und die Abriebfestigkeit als Tourenzahl TZ bis zur Lochbildung bestimmt. Danach werden die erfindungsgemäß hergestellten Handschuhe in einem Heißluftofen bei einer Schrumpftemperatur T8 = 130 0C in einer Schrumpfzeit ts = 120 Sekunden geschrumpft und erneut NESI und TZ gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst. Dabei bedeuten A/B das Gewichtsverhältnis von p-AramidstapelfasernPolyacrylnithlstapelfasern im erfindungsgemäßen Stapelfasergarn, gg den Nadelabstand der Strickmaschine, NESI ungeschrumpft bzw. geschrumpft den niedrigsten Einzelschnittindex, d.h. die Schnittfestigkeit vor bzw. nach dem Schrumpfen und TZ ungeschrumpft bzw. geschrumpft die als Tourenzahl bis zur Lochbildung angegebene Abriebfestigkeit vor bzw. nach dem Schrumpfen.
Der Vergleich von Beispiel 1 a mit Vergleichsbeispiel V1 zeigt, dass der erfindungsgemäße Handschuh, der mit dem erfindungsgemäßen Stapelfasergarn hergestellt und geschrumpft wurde, eine nur um 11 % niedrigere Schnittfestigkeit und eine um 81 % höhere Abriebfestigkeit aufweist als der Vergleichshandschuh, obwohl im Stapelfasergarn des erfindungsgemäßen Handschuhs 70 % der p-Aramid- stapelfasern durch Polyacrylnitrilstapelfasern ersetzt wurden.
Der Vergleich von Beispiel 1 b mit Vergleichsbeispiel V2 zeigt, dass der erfindungsgemäße Handschuh, der mit dem erfindungsgemäßen Stapelfasergarn hergestellt und geschrumpft wurde, zwar eine um 33 % niedrigere Schnittfestigkeit jedoch eine praktisch gleiche Abriebfestigkeit aufweist wie der Vergleichshand- schuh, obwohl im Stapelfasergarn des erfindungsgemäßen Handschuhs 70 % der p-Aramidstapelfasern durch Polyacrylnitrilstapelfasern ersetzt wurden.

Claims

Stapelfasergarn, Verfahren zur Herstellung eines textilen Artikels und textiler ArtikelPatentansprüche:
1. Stapelfasergarn umfassend mindestens einen Zwirn, wobei der Zwirn eine Mischung aus ersten Stapelfasern und zweiten Stapelfasern umfasst, wobei die ersten Stapelfasern aus hochfesten Filamenten hergestellt sind, die eine Reißfestigkeit von mindestens 80 cN/tex aufweisen, die zweiten Stapelfasern einen Schrumpf im Bereich von 5 % bis 50 % aufweisen, das Gewichtsverhältnis der ersten Stapelfasern zu den zweiten Stapelfasern in dem mindestens einen Zwirn A : B beträgt, und A : B im Bereich von
5 : 95 bis 45 : 55 liegt.
2. Stapelfasergarn gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stapelfasern aus hochfesten Filamenten hergestellt sind, die eine Reißfestigkeit von mindestens 120 cN/tex aufweisen.
3. Stapelfasern gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stapelfasern ausgewählt sind aus mindestens einer der Gruppen umfassend Aramidstapelfasern, Polybenzoxazolstapelfasern und Polybenzothiazolstapelfasern.
4. Stapelfasergarn gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stapelfasern einen Titer im Bereich von 0,1 dtex bis 10 dtex aufweisen.
5. Stapelfasergarn gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stapelfasern einen Schrumpf im Bereich von 7 % bis 40 % aufweisen.
6. Stapelfasergarn gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stapelfasern thermoplastische Stapelfasern sind.
7. Stapelfasergarn gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastischen Stapelfasern ausgewählt sind aus mindestens einer der Gruppen umfassend Polyacrylnitrilstapelfasern und Polyetheretherketon- stapelfasern.
8. Stapelfasergarn gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stapelfasern einen Titer im Bereich von 0,1 dtex bis 20 dtex aufweisen.
9. Stapelfasergarn gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stapelfasergarn zwei oder drei oder vier Zwirne umfasst.
10. Stapelfasergarn gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Zwirne einen Titer im Bereich von 100 dtex bis 10000 dtex hat.
11. Stapelfasergarn gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis der ersten Stapelfasern : zweiten Stapelfasern A : B im Bereich von 10 : 90 bis 40 : 60 liegt.
12. Verfahren zur Herstellung eines textilen Artikels unter Verwendung eines Stapelfasergarn nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , wobei das Verfahren eine Schrumpfung umfasst, und die Schrumpfung
- entweder am Stapelfasergarn durchgeführt wird, wonach aus dem geschrumpften Stapelfasergarn der Artikel hergestellt wird,
- oder an dem das ungeschrumpfte Stapelfasergarn enthaltenden Artikel durchgeführt wird.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrumpfung bei einer Schrumpftemperatur T8 im Bereich von 100 0C bis 150 0C durchgeführt wird.
14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrumpfung während einer Schrumpfzeit ts von 20 Sekunden bis 700 Sekunden durchgeführt wird.
15. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verwendung durch Stricken, Wirken, Flechten oder Weben erfolgt.
16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stricken mit einem Nadelabstand von 7 gg bis 18 gg und einer Maschendichte in Reihe im Bereich von 3 pro cm bis 12 pro cm und in Stäbchen im Bereich von 3 pro cm bis 12 pro cm geschieht.
17. Textiler Artikel hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 16.
18. Textiler Artikel gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel ein Handschuh, eine Schürze, eine Hose, eine Jacke, eine Manschette, ein Schlauch, eine Schlauchumhüllung oder ein vandalismusresis- tenter Artikel ist.
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