EP2560735A1 - Textiles laminat mit einer barrierelage mit elastischen eigenschaften - Google Patents

Textiles laminat mit einer barrierelage mit elastischen eigenschaften

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Publication number
EP2560735A1
EP2560735A1 EP11715236A EP11715236A EP2560735A1 EP 2560735 A1 EP2560735 A1 EP 2560735A1 EP 11715236 A EP11715236 A EP 11715236A EP 11715236 A EP11715236 A EP 11715236A EP 2560735 A1 EP2560735 A1 EP 2560735A1
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EP
European Patent Office
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laminate
textile layer
layer
laminate according
textile
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11715236A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rüdiger John
Bernd Zischka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WL Gore and Associates GmbH
Original Assignee
WL Gore and Associates GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by WL Gore and Associates GmbH filed Critical WL Gore and Associates GmbH
Publication of EP2560735A1 publication Critical patent/EP2560735A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A62B17/00—Protective clothing affording protection against heat or harmful chemical agents or for use at high altitudes
    • A62B17/003—Fire-resistant or fire-fighters' clothes
    • 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
    • A41D31/08—Heat resistant; Fire retardant
    • A41D31/085—Heat resistant; Fire retardant using layered materials
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    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
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    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D04B—KNITTING
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    • D04B1/14—Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials
    • D04B1/18—Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials elastic threads
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    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/2481—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including layer of mechanically interengaged strands, strand-portions or strand-like strips
    • Y10T428/24818—Knitted, with particular or differential bond sites or intersections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/40—Knit fabric [i.e., knit strand or strip material]
    • Y10T442/413—Including an elastic strand
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/40—Knit fabric [i.e., knit strand or strip material]
    • Y10T442/45—Knit fabric is characterized by a particular or differential knit pattern other than open knit fabric or a fabric in which the strand denier is specified

Definitions

  • the present invention relates to a textile laminate with a barrier layer, in particular for protective clothing, which has elastic properties. Furthermore, the invention relates to protective clothing comprising an elastic, textile laminate according to the invention.
  • Protective clothing generally has a variety of properties according to its field of use.
  • the protective clothing may consist of several individual garments or may be a single single or multi-layered garment.
  • materials and combinations of materials are required for use in protective clothing, which effectively protect against water vapor, flames, escaping and spewing chemicals, wind and rain.
  • the materials should be breathable to reduce the risk of heat buildup for the wearer.
  • the minimum requirements for materials used in protective clothing - clothing for protection against heat and flame are defined by international standards.
  • the standard ISO 141 16: 2008 Protection against heat and flames defines materials, combinations of materials and clothing with limited flame spread, to limit the possibility that the clothing itself will start to burn and thereby endanger the wearer.
  • thermally resistant and flame retardant fibers or are provided with a flame retardant finish in the form of a protective layer.
  • Materials for thermally stable, also known as heat resistant and flame retardant fibers are, for example, aramids, melamine resin fibers, polyamide-imide, polyimide and PBI (polybenzimidazole).
  • Permanently flame-resistant textile materials contain predominantly these heat-resistant and flame-resistant fibers.
  • protective clothing - clothing for protection against heat and flames such as firefighting clothing should be waterproof and permeable to water vapor according to ISO 1 1613 (1999). This is achieved, for example, by using a watertight and water vapor-permeable barrier layer (functional layer), which is integrated in the materials and material combinations for firefighting protective clothing.
  • a watertight and water vapor-permeable barrier layer functional layer
  • the company WLGore & Associates GmbH in Putzbrunn offers, for example, material combinations which comprise textile thermally resistant and flame-retardant materials and a waterproof and water-vapor-permeable membrane which can be used, for example, as an ePTFE membrane.
  • Membrane expanded polytetrafluoroethylene
  • Such a material is offered, for example, under the name Gore-Tex® Fireblocker.
  • EP 313 261 A2 (W.L. Gore & Associates Inc.) describes a garment having an outer layer of a stretchable knit or woven textile and an inner stretchable layer.
  • the inner layer consists of a porous hydrophobic polymeric layer which is coated with a hydrophilic polymeric layer, which in turn is bonded to an elastic polymeric textile.
  • the outer textile is made of polyamide, polyester or wool.
  • the inner fabric is a woven or knitted elastic polymeric sheet of Lycra Spandex (Dupont trademark).
  • Lycra Spandex Diagonal trademark
  • EP 1 665 945 A1 (Maiden Mill Industries, Inc.) describes a multi-layer flame resistant fabric.
  • the fabric consists of a laminate with an outer woven layer, an inner knitted thermal layer and an intermediate layer in the form of a breathable membrane.
  • the intermediate layer is arranged between the outer and inner layers and connected to both layers.
  • the outer woven fabric has spandex in the warp and weft directions to provide both sides stretch for sufficient elasticity of the layer.
  • the outer layer has heat-resistant yarns of, for example, arabid, melamine, FR polyester, etc.
  • the inner knitted sheet has heat-resistant yarns and has elastic properties due to the knit construction.
  • the problem is the use of spandex in the outer layer, because as soon as heat or heat hits the outer layer, melts the thermoplastic spandex and the outer layer loses its elastic properties.
  • the object of the present invention is to provide a thermally stable and elastic laminate which does not lose its elastic properties even after exposure to high temperatures.
  • the laminate should be suitable for use in protective clothing - clothing for protection against heat and flames, such as firefighting clothing.
  • the object is achieved by a laminate with the features of claim 1.
  • the invention further relates to protective clothing according to the features of claim 31.
  • the dependent claims relate to advantageous embodiments of the invention.
  • the laminate has at least one first textile layer and one second textile layer, wherein the first textile layer or the second textile layer has at least one thermally resistant fiber.
  • the laminate has at least one barrier layer, which is arranged between the first textile layer and the second textile layer and in each case connected to the first textile layer and the second textile layer.
  • the first textile layer is in the form of a single-bed knitwear or a double-bed knitwear with tuck loops (FIGS. 3a / 3b), and the second textile layer in the form of a double-bed knitwear without tuck loops (FIG. 2).
  • the first textile layer is a double-bed knitwear with tuck loops in the form of an Interlock Piqu6 knitwear.
  • the second textile layer is a double-bed knit fabric without tuck loops in the form of an interlock right / right - knitted fabric.
  • the first textile layer is a single-bed knitwear in the form of a pique knitwear.
  • the first textile layer and the second textile layer have at least portions of a thermally resistant fiber.
  • the laminate has at least a first textile layer and a second textile layer, wherein the first textile layer and the second textile layer le Lü each have a thermally resistant yarn of aramid.
  • the first textile layer are designed as a pique knitwear and the second textile layer as an interlock knitwear.
  • the laminate has at least one barrier layer, which is arranged between the first textile layer and the second textile layer and in each case connected to the first textile layer and the second textile layer.
  • the barrier layer has an ePTFE membrane, wherein the barrier layer is connected to the first textile layer and the second textile layer by means of a discontinuously applied adhesive.
  • the laminate has an elastic elongation in the longitudinal direction of at least 50% and an elastic extensibility in the transverse direction of at least 25% after heating at a temperature of 230 ° C for 5 minutes.
  • a laminate with two textile layers in which both textile layers are knitted fabrics, which, however, have a mutually different knit construction.
  • the first textile layer is in the form of a single-bed knitwear, in particular piqué knitwear, or a two-ply knitwear with tuck loops.
  • the second textile layer is in the form of a double-bed knitwear without tuck loops, in particular interlock right / right knitwear.
  • Such a laminate is permanently elastic, and consequently the first textile layer and the second textile layer each form a permanently elastic laminate without the use of thermoelastic fibers or other elastomers in the yarn.
  • such a laminate is fire and heat resistant due to the use of thermally resistant fibers or yarns.
  • the laminate is flame retardant with limited flame spread in accordance with the requirements of ISO 141 16: 2008.
  • the first textile layer in the form of the single-bed knitwear in particular pique knitwear or double-bed knitwear with tuck loops, has elastic properties, as does the second textile layer in the form of the double-bed knitwear without tuck loops, in particular interlock right / right knitwear.
  • the elastic properties of the two knitted fabrics are different from each other, as explained in more detail below.
  • the different elastic textile knit constructions of these at least two textile layers cause an elastic behavior of the entire laminate. This elastic behavior is achieved without the use of commercially available elastic fibers.
  • the elasticity of the laminate is durable, since even after thermal stress by heating the laminate with high temperatures, the elastic properties are retained.
  • the elastic behavior of the laminate according to the invention is determined by the different textile knit constructions of the first textile layer and the second textile layer founded.
  • the first textile layer is in the form of a single-bed knitwear or a double-bed knitwear with tuck loops.
  • the single-bed knitted fabric and the double-bed knitted fabric with tuck have elastic elasticity with elastic return.
  • the tuck loop ensures the return of the textile layer after an elastic stretch to the starting position.
  • a tuck is a stitch that is not mitgestrickt but only inserted in the needle.
  • the double-bed knitted fabric without tuck has a particularly good elastic stretching behavior.
  • the stitches can be stretched indefinitely within the specified thread length, but there is only a small elastic return.
  • the second textile layer allows a particularly good elastic extensibility and the first textile layer a particularly good elastic recovery after stretching.
  • the interaction of these two textile layers results in the elastic properties of the laminate according to the invention.
  • knitwear encompasses various textile constructions.
  • the term knitwear may include a first group of knitwear such as circular knitwear and flat knitwear as well as a second group of knitwear and warp knitwear.
  • the laminate after heating at a temperature of 230 ° C for 5 minutes, has an elastic extensibility of at least 30% in the transverse direction. In one embodiment, after heating at a temperature of 230 ° C for 5 minutes, the laminate has an elastic extensibility of at least 25% in the longitudinal direction.
  • the laminate after being heated at a temperature of 230 ° C for 5 minutes, the laminate has a longitudinal elastic elongation of at least 30% with an elastic recovery of at least 80% and a transverse elastic extensibility of at least 25% with an elastic recovery of at least 95% % on.
  • the laminate after heating at a temperature of 230 ° C for 5 minutes, the laminate has a longitudinal elastic extensibility of at least 70% with an elastic recovery of at least 80% and elastic extensibility in Transverse direction of at least 30% with an elastic return of at least 95%.
  • the laminate after heating at a temperature of 230 ° C for 5 minutes, the laminate has a longitudinal elastic extensibility of at least 50% and a transverse elastic extensibility of at least 25%.
  • the refractory fiber is selected from the group of materials comprising aramids, polyimides, polyamide-imide, cellulosic fibers, melamine resins, polybenzimidazole (PBI). It is advantageous if the fiber is an aramid fiber or the yarn has aramid fiber components.
  • the barrier layer is connected by means of a discontinuously applied adhesive to the respective first textile layer and the second textile layer.
  • the adhesive in the form of adhesive points or applied in the form of adhesive powder.
  • the barrier layer is impermeable to air and permeable to water vapor.
  • the barrier layer is impermeable to air.
  • the barrier layer may be liquid impermeable.
  • the barrier layer is windproof, waterproof and permeable to water vapor.
  • the barrier layer is watertight and withstands a water entry pressure of at least 8 kPa (according to ISO 81 1 - 1981). It can have a water vapor transmission resistance Ret of ⁇ 20 m 2 Pa / W (ISO 1 1092).
  • the barrier layer has an air permeability of not more than 6 l / m 2 / s (according to ISO 9237-1995).
  • the barrier layer may also be impermeable to air: air impermeability, corresponding to an air permeability ⁇ 1 l / m7s (ISO 9237, 100 cm 2 , 2,5 kPa); and / or windproof: windproof, corresponding to an air permeability ⁇ 50 l / m 2 / s (ISO 9237; 100 cm 2 , 2.5 kPa).
  • the barrier layer is a membrane or a film.
  • the barrier layer is a porous membrane, such as an ePTFE membrane.
  • an ePTFE membrane can be provided with a continuous closed plastic layer.
  • the membrane may be selected from the group of materials comprising polyolefins, polyesters, polyvinyl chlorides, polyvinylidene chlorides, polyurethanes or fluoropolymers.
  • a temperature-resistant (heat-resistant) yarn used according to one aspect of the invention comprises at least one yarn formed from many individual fibers.
  • the heat-resistant yarn in the textile layers ensures that the laminate of the invention has protection against heat and flame.
  • the heat-resistant yarn has a LOI (Limited Oxygen Index) value of at least 25.
  • the first and second textile layers each have at least 50% heat-resistant yarns.
  • the heat-resistant yarn is mixtures with aramid fibers.
  • a heat-resistant yarn may be selected from the group of materials containing aramids, polyimides, Preoxmaschinen, PBI or Melaminharzmaschinestoffe.
  • a material made of heat-resistant yarn must not ignite or melt when tested in accordance with ISO 17493 at a temperature of (180 ⁇ 5) ° C.
  • the heat resistant yarn is formed from blends with aramid fibers.
  • the first textile layer and the second textile layer consist of 100% aramid fibers.
  • Aramids are extremely flame-resistant, thermally resistant (fire-resistant, heat-resistant) and tear-resistant and thus particularly suitable for the laminate according to the invention.
  • a heat-resistant and flame-retardant fiber material can be characterized by the LOI value.
  • the LOI value corresponds to the minimum oxygen content with which the material is just burning.
  • Polymer systems with LOI values greater than 30-40% oxygen are self-extinguishing, i. inherently flame retardant.
  • Technical polymers have an LOI value of 16-30%.
  • fibers with an LOI value of> 25 are classified as flame retardant.
  • the above-mentioned fibers reach an LOI value of 28-33, for example polyimide reaches an LOI of 38, PBI of 40 and Preox fibers even of 56-58.
  • the LOI value for the individual fibrous materials is available in the literature, for example in the Denkendorfer Fasertafel of the Institute for Textile and Process Engineering, Denkendorf, Germany.
  • the laminate according to the invention can be made flame retardant.
  • the highest index of flame propagation achieved is 3. This means that flame propagation, no formation of holes, no burning dripping, no afterglow and no afterburning time of greater than 2 s occur with the material according to the invention during flame treatment.
  • the laminate according to the invention complies with ISO 1 1613 (1999) for protective clothing for firefighters or also the ISO 1 1612 protective clothing - clothing for protection against heat and flames.
  • a laminate for protective clothing can be provided, which is permanently elastic and provides protection against heat and flames.
  • a protective garment which at least partially comprises a laminate of the type described above.
  • the laminate of the invention may be part of a protective garment.
  • a protective garment can be constructed entirely of the laminate according to the invention.
  • Such a protective garment is particularly useful for pilots, firefighters and tank truck drivers because the elastic function of the garment is maintained even after thermal stress.
  • the protective clothing is embodied, for example, in the form of a jacket, a jacket, trousers, a vest, an overalls, a headgear, a balaclava, a glove or a combination of these.
  • FIG. 1 shows a sketch of an embodiment of a laminate according to the invention
  • FIG. 2 shows an illustration of a knitted connection of a second textile layer according to an embodiment of the invention, in particular a double-bed knitwear without tuck loops in the form of an interlock right / right knitted weave,
  • FIG. 3 a shows a representation of a knit connection of a first textile layer according to a
  • Embodiment of the invention in particular a single-bed knitted fabric with tuck loops in the form of a right-hand left-pique knit weave,
  • 3b shows an illustration of a knitted connection of a first textile layer according to a
  • FIG. 4 shows a graph of the dimensional stability after oven test after heat exposure ISO 17493 for various exemplary product samples and different temperatures
  • Figure 5 is a graph of elongation / recovery in the longitudinal direction
  • FIG. 5A or transverse direction (FIG. 5B) for different temperatures for three exemplary product samples
  • FIG. 6 is a graph of strain loss versus temperature for two exemplary product samples
  • Figure 7 is an exemplary schematic representation of the terms strain and
  • FIG. 8 shows an exemplary item of clothing that is at least partially equipped with a laminate according to the invention.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a laminate 10 according to the invention with a first textile layer 20, a second textile layer 30 and a barrier layer 40, which is arranged between the textile layers 20, 30.
  • the three layers are bonded together to laminate 10.
  • the bonding of the layers together can be done by suitable methods and methods.
  • the layers can be connected to each other by means of adhesive.
  • the adhesive is discontinuous in the form of dots, powder, a mesh or mesh, so as not to limit the function of the barrier layer 40.
  • the adhesive is a continuous adhesive layer, preferably of a water vapor permeable adhesive material.
  • Other joining techniques may be welding, ultrasonic welding (for example point welding) or sewing.
  • the barrier layer 40 in one embodiment is impermeable to air and permeable to water vapor and thus forms a barrier against undesirable or harmful gases.
  • the barrier layer 40 is impermeable to air.
  • the barrier layer 40 has an air permeability of not more than 1 l / m 2 / s (ISO 9237-1995).
  • the barrier layer 40 permits the passage of water vapor, wherein in one embodiment the barrier layer 40 has a water vapor transmission resistance Ret of ⁇ 20 m 2 Pa / W (ISO 11092).
  • the barrier layer 40 is water vapor permeable but liquid-tight, in particular waterproof.
  • the watertight barrier layer 40 maintains a water entry pressure of at least at least 8 kPa.
  • the barrier layer 40 can also be permeable to water vapor and windproof, or water vapor permeable, waterproof and windproof.
  • the presence of the barrier layer 40 in the laminate 10 enhances the wearing comfort of a garment that at least partially comprises or consists of this laminate, since perspiration of the wearer is transported from inside to outside while preventing the ingress of water and / or wind.
  • the wearing comfort is increased over a structure which has a water vapor-impermeable barrier layer.
  • the barrier layer 40 may be a film or a membrane.
  • Suitable materials for barrier layer 40 according to the present invention are fluoropolymers such as polytetrafluoroethylenes, polyesters, polysulfones, polyurethanes, polyurethane-polyesters, polyethylene, polyethersulfones, polycarbonates, silicones, polyolefins, polyacrylates, polyamides, polypropylene including polyetheresters and combinations thereof.
  • the barrier layer can be porous or non-porous.
  • a stretched polytetrafluoroethylene (ePTFE) membrane is used.
  • the membrane of ePTFE can be designed with a thickness between 5-500 ⁇ , preferably between 25-300 ⁇ .
  • An ePTFE membrane is particularly suitable as it is very stable to heat and high temperatures and does not burn or melt.
  • the porosity and pore size of the ePTFE membrane is preferably chosen so as not to interfere with gas diffusion.
  • the average pore size may be 0.02-3 ⁇ , preferably 0.1-0.5 ⁇ .
  • the porosity is 30-90%, preferably 50-80%. At the same time the material is waterproof.
  • a method of making such porous PTFE expanded membranes is disclosed, for example, in US 3,953,566 and US 4,187,390.
  • the ePTFE membrane comprises a water vapor permeable, continuous, hydrophilic, polymeric layer.
  • suitable continuous water-vapor-permeable polymers are those from the family of polyurethanes, the family of silicones, the family of copolyetheresters or the family of copolyetherester amides.
  • Suitable copolyether esters of hydrophilic compositions are taught in US-A-4,493,870 and US-A-4,725,481.
  • Suitable polyurethanes are described in US-A-4,194,041.
  • Suitable hydrophilic compositions are found in US-A-4,234,838.
  • a preferred class of continuous water vapor permeable polymers are polyurethanes, especially those containing oxyethylene units as described in US-A-4,532,316.
  • the barrier layer can also have a film or a membrane of the type mentioned above if the barrier layer has a multi-layered construction.
  • the membrane on one or both sides connected to another layer, such as a carrier layer and / or another functional layer.
  • the first textile layer 20 and / or the second textile layer 30 of the laminate 10 according to the invention have at least one temperature-resistant (heat-resistant) fiber, in particular a heat-resistant yarn.
  • the heat-resistant fiber is preferably aramid fibers or the heat-resistant yarn is aramid yarns.
  • the two textile layers 20, 30 each have at least 50% of a heat-resistant yarn.
  • FIG. 2 shows a schematic representation ("technical cartridge" for the mesh technique) of a knitted connection of a second textile layer according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a knit connection according to two rows 1 and 2 (a repeat) which repeats after every second row.
  • the needles are denoted by 13, the thread by 14 and the stitches by 15.
  • FIG. 2 shows, in particular, a knitted fabric in the manner of a double-bed knitwear without tuck loops, here in the form of an interlocked right / right knitwear or interlocking right / right knit connection.
  • the textile layer 30 according to FIG. 1 is designed in the form of an interlocked right / right knitted fabric, as shown with reference to FIG.
  • FIGS. 3a and 3b show schematic illustrations ("technical cartridge” for mesh technology) of a knitted connection of a first textile layer according to a further embodiment of the invention.
  • Figure 3a shows a single-bed knit binding with tuck according to two rows 1 and 2 (a repeat), which repeats after every other row.
  • the needles are denoted by 16, the thread by 17, the tuck loops by 19 and the stitches by 18.
  • Figure 3b shows a double-bed knit binding with tuck according to three rows 1, 2 and 3 (a repeat), which repeats after every third row.
  • the needles are designated 16, the thread 17, the tuck loops 19 and the stitches 18.
  • FIG. 3 a shows in particular a knitted fabric in the manner of a single-bed knitted fabric with tuck loops, here in the form of a right / left pique knit or right / left pique knit.
  • the textile Layer 20 according to FIG. 1 in the form of a right / left pique knitwear, as shown with reference to FIG. 3a.
  • FIG. 3b shows a knitted fabric in the manner of a double-bed knitwear with tuck loops, here in the form of an interlock piqu6 knitwear or interlock pique knit tying.
  • the textile layer 20 according to FIG. 1 is designed in the form of an interlock Piquö knitted fabric, as shown in FIG. 3b.
  • a laminate 10 constructed with textile layers 30 and 20 of the type shown in FIGS. 2 and 3, as shown schematically in FIG. 1, is permanently elastic, and consequently the first textile layer 20 and the second textile layer 30 each form without the use of a thermoplastic yarn permanently elastic laminate 10. Furthermore, such a laminate is fire and heat resistant due to the use of thermally resistant fibers or yarns.
  • the laminate of the invention is designed to provide the dimensional stability required in clothing regulations, e.g. according to ISO 1 1612.
  • the laminate has a dimensional change after exposure to heat of less than 5% at 180 ° C and 260 ° C, preferably less than 3%.
  • the material of a single-layered garment or the inner lining of a multi-layered garment be worn on the skin, the material shall be tested in accordance with ISO 17493 at a temperature of (260 ⁇ 5) ° C.
  • the material must meet the requirements of 6.2.1 and must not ignite or melt and must not shrink by more than 10%.
  • FIG. 7 shows a sketch of elongation and elasticity (provision / recovery).
  • a material is shown in original length, which is stretched by a force, for example, to 100%.
  • this is represented by stretching to the right by stretching the source material by its length, so that the material now has twice the length compared to the original state.
  • the material is formed back again ("restoring / recovery capacity" in FIG. 7), in the present example by 80% of its original length, so that a deformation remains after the end of the force action (“permanent deformation” in FIG Figure 7), the material is thus longer compared to its original length. Accordingly, in the present example, the material has an elasticity of 80%. In contrast, a complete restoration to the original length would mean an elasticity of 100%.
  • FIG. 4 shows a graph of the dimensional stability after oven test after heat exposure ISO 17493 for various exemplary product samples and different temperatures.
  • the first pattern "aramid laminate” is an embodiment of the invention in the form of a 3-ply laminate having the following structure:
  • the first textile layer (see position 20 according to FIG. 1) is in the form of a single-ply pique layer of 100% aramid with a surface weight of 220 g / m 2 (Nomex Comfort fiber). Manufacturer (Stricker) of the knitwear: Company Fuchshuber Technotex GmbH, product name "Pique Nomex”.
  • the barrier layer (see position 40 according to FIG. 1) is designed in the form of an ePTFE membrane with article number 4410028 of WL Gore & Associates GmbH.
  • the second textile layer (see position 30 according to FIG. 1) is designed in the form of a double-bed interlock right / right layer of 100% aramid with a surface weight of 220 g / m 2 (Nomex Comfort fiber). Manufacturer (knitter) of the knitwear: Fuchshuber Technotex GmbH, article number 22928.
  • the total basis weight of the first sample is about 470 g / m 2 .
  • the second pattern "aramid stretch knit” (knitwear) is a known embodiment of a single-layer product with 96% aramid (Nomex Comfort fiber) and 4% Lycra from Activetex (Part No .: AT 77255 DF Feinripp) ,
  • the third pattern "aramid stretch fabric” (fabric) is likewise a known embodiment of a single-layer product with 96% aramid (Nomex Comfort fiber) and 4% Lycra (Part No. 441 19190) from T. Fritsche GmbH.
  • Figure 4 shows the dimensional stability after oven test (reflects the dimensional change behavior) after exposure to heat in accordance with ISO 17493 for various exemplary product samples and different temperatures.
  • the product samples used were the above-described three patterns "aramid laminate”, “aramid stretch fabric” and “aramid stretch fabric”. In this case, samples are kept in a furnace for 5 min. At a set temperature. Thereafter, the dimensional change is recorded. The thermal treatment is intended to prove that the textile changes as little as possible and can thus be reused.
  • the dimensional stability is in Longitudinal ("longitudinal") and in the transverse direction ("cross”) respectively for different temperatures indicated.
  • FIG. 4 shows that the first pattern "aramid laminate” according to the invention is characterized by a high degree of dimensional stability, while the second and third patterns have markedly poorer values, in particular at higher temperature loads. Positive values of the dimensional stability shown in Figure 4 indicate expansion of the respective product, while negative values indicate shrinkage of the respective product
  • FIG. 5 shows a graph of elongation / recovery in the longitudinal direction (FIG. 5A) or transverse direction (FIG. 5B) for different temperatures for the three identical exemplary product samples, as explained above and explained with reference to FIG.
  • the abbreviation "NZ" indicates the new condition of the respective product.
  • the laminate according to the invention reacts only slightly (in comparison to the other patterns essentially non or negligible) to the thermal stresses, neither in the longitudinal or transverse direction, nor in the expansion behavior or in the elastic recovery (recovery).
  • the aramid stretch fabric does not show sufficient recovery (recovery) under these thermal loads and falls below 70%.
  • the aramid stretch fabric loses more than 200% of the stretch in the transverse direction after thermal stress of over 200 ° C.
  • FIG. 6 shows a different graph with respect to strain drop over temperature for the aramid laminate according to the invention on the one hand and the aramid stretch fabric on the other hand. It is also clear from FIG. 6 that the laminate according to the invention only slightly reacts to the thermal stresses in the expansion behavior, whereas the aramid stretch fabric loses significantly on original elongation after thermal stress.
  • FIG. 8 shows an exemplary garment 70 in the form of an outerwear, for example a firefighter jacket, which is constructed at least partially with a laminate 10 according to the invention as shown in FIG.
  • elastic extensibility refers to the property of a material that has a low stress or strain requirement (i.e., a low tensile force) to stretch the material. And what, according to which its original shape (original size and shape) can recover or in other words, complete, or high recovery, the original dimensions after the stretching, toughening or the stretching force is no longer applied reaches.
  • elastic return / elasticity refers to the behavior that a material exhibits when the load is completed, ideally a fast recovery with little permanent set.
  • the term "permanent elasticity" refers to the property of the laminate according to the invention that the elasticity is also given after heating the laminate for 5 minutes at a temperature of 230 ° C.
  • the term "textile fabric” or “textile layer” is understood to mean a woven fabric, a knitted fabric, a knitted fabric, a fleece or combinations thereof.
  • the textile layer has in particular synthetic or natural fibers. Also fiber blends of natural and synthetic fibers are possible.
  • the term “fiber” also includes filaments (fibers of undefined length) such as monofilaments, multifilaments or staple fibers.
  • the fibers are preferably in the form of yarns.
  • “yarn” is meant in this invention a continuous filament of a plurality of filaments and / or filaments in bundled form, useful for making textiles by, for example, weaving or knitting.
  • the linear density of the yarns used is preferably between 50 dtex and 500 dtex before the coating.
  • polyolefins polyamides, polyesters, regenerated cellulose, cellulose acetate, rayons, acetates, acrylics, glass materials, Modacryle, cotton, wool, silk, linen, jute and mixtures thereof can be used.
  • flame-retardant in the context of this invention means that both the textile layer (fabrics) and the material have a limited flame propagation. point.
  • the ISO 141 16: 2008 standard specifies performance requirements for the limited flame propagation of materials based on the results of the ISO 15025 test (EN 532). The performance is expressed by an index of limited flame spread. Three performance levels are defined:
  • flame retardant material in the context of this invention means that the material has a LOI (limited oxygen index) greater than 25.
  • thermally stable means that the material withstands temperatures greater than 180 ° C for a period of 5 minutes according to the oven test of ISO 17493.
  • the water vapor transmission resistance Ret value is a specific material property of fabrics (fabrics and functional layers according to the invention) or composite materials (laminates) which determines the latent heat of vaporization flow at a constant partial pressure gradient through a given surface.
  • the term "permeable to water vapor" defines a material which has a water vapor transmission resistance Ret of less than 100 m 2 Pa / W. Preferably, the sheet has a Ret of less than 20 m 2 Pa / W.
  • the water vapor permeability is measured by various methods, for example ISO 1 1092 or the Hohenstein MDM Dry method, which is described in the standard test specification no. BPI 1 .4 (1987) of the Clothing Physiological Institute eV Hohenstein.
  • porous is meant a material which has very small, microscopic pores through the internal structure of the material and the pores form an interconnected continuous compound or path from one surface to the other surface of the material Permeable to air and water vapor, but liquid water can not pass through the pores.
  • the pore size can be measured with a Coulter Porometer (TM), manufactured by Coulter Electronics, Inc., Hialeah, Florida.
  • the Coulter Porometer is an instrument that automatically measures the pore size distribution in
  • porous media according to the method described in ASTM standard El 298-89. However, not all available porous materials can be used to determine the pore size with the Coulter Porometer. In such a case, the pore sizes may also be determined using a microscope such as a light or electron microscope.
  • this has an average pore size between 0.1 and ⁇ , preferably, the average pore size is between 0.2 and ⁇ .
  • the Water Pressure Test is a hydrostatic resistance test that essentially relies on pressing water against one side of a sample of material and observing the other side of the material sample for water leakage.
  • the water pressure is measured according to a test method in which distilled water is increasingly pressurized at 20 ⁇ 2 ° C on a material sample having an area of 100 cm 2 .
  • the water pressure is 60 ⁇ 3cmH2O / min.
  • the water pressure is then the pressure at which water appears on the other side of the sample.
  • the exact procedure is regulated in the standard EN 2081 1 from the year 1992.
  • watertight is meant that a material can withstand a water entry pressure of at least 8kPa, according to EN 343 of 2003.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Laminat (10) mit mindestens einer ersten textilen Lage (20) und einer zweiten textilen Lage (30), wobei die erste textile Lage (20) oder die zweite textile Lage (30) mindestens eine thermisch beständige Faser aufweist, und mit mindestens einer Barrierelage (40), welche zwischen der ersten textilen Lage (20) und der zweiten textilen Lage (30) angeordnet und jeweils mit der ersten textilen Lage und der zweiten textilen Lage verbunden ist. Die erste textile Lage (20) ist in Form einer einbettigen Maschenware oder doppelbettigen Maschenware mit Fanghenkel und die zweite textile Lage (30) in Form einer doppelbettigen Maschenware ohne Fanghenkel ausgeführt. Die Erfindung betrifft auch Schutzkleidung mit einem solchen Laminat.

Description

Textiles Laminat mit einer Barrierelage
mit elastischen Eigenschaften
Die vorliegende Erfindung betrifft ein textiles Laminat mit einer Barrierelage, insbesondere für Schutzkleidung, welches elastische Eigenschaften aufweist. Ferner betrifft die Erfindung Schutzkleidung, die ein erfindungsgemäßes elastisches, textiles Laminat aufweist.
Schutzkleidung muss im allgemeinen entsprechend ihrem Einsatzgebiet eine Vielzahl von Eigenschaften aufweisen. Dabei kann die Schutzkleidung aus mehreren einzelnen Kleidungsstücken bestehen oder kann ein einzelnes ein- oder mehrlagiges Kleidungsstück sein. Beispielsweise werden im Feuerwehrbereich Materialien und Materialkombinationen für die Verwendung in Schutzkleidung gefordert, welche wirksam vor Wasserdampf, Flammen, ausströmenden und herausspritzenden Chemikalien, Wind und Regen schützen. Außerdem sollen die Materialien atmungsaktiv sein, um die Gefahr eines Hitzestaus für den Träger zu reduzieren.
Die Mindestanforderungen für die in Schutzkleidung - Kleidung zum Schutz gegen Hitze und Flammen eingesetzten Materialien werden durch internationale Normen festgelegt. Beispielsweise definiert die Norm ISO 141 16:2008 Schutz gegen Hitze und Flammen Materialien, Materialkombinationen und Kleidung mit begrenzter Flammenausbreitung, um die Möglichkeit einzuschränken, dass die Kleidung selbst zu brennen beginnt und dadurch zur Gefahr für den Träger wird. Üblicherweise enthalten solche Materialien und Materialkombinationen thermisch beständige und schwer entflammbare Faserstoffe oder sind mit einer flammhemmenden Ausrüstung in Form einer Schutzschicht versehen. Materialien für thermisch beständige, auch als hitzebeständig bezeichnet und schwer entflammbare Faserstoffe sind beispielsweise Aramide, Melaminharzfasern, Polyamidimid, Polyimid und PBI (Polybenzimidazol). Dauerhaft flammbeständige textile Materialien enthalten überwiegend diese hitzebeständigen und schwer entflammbaren Fasern.
Weiterhin soll Schutzkleidung - Kleidung zum Schutz gegen Hitze und Flammen wie Feuerwehrschutzkleidung wasserdicht und wasserdampfdurchlässig sein entsprechend der ISO 1 1613 (1999). Das wird beispielsweise durch Verwendung einer wasserdichten und wasserdampfdurchlässigen Barrierelage (Funktionsschicht) erreicht, die jeweils in den Materialien und Materialkombinationen für Feuerwehrschutzkleidung integriert ist. Die Firma W.L.Gore & Associates GmbH in Putzbrunn bietet beispielsweise Materialkombinationen an, die textile thermisch beständige und flammhemmende Materialien und eine wasserdichte und wasserdampfdurchlässige Membrane aufweisen, die beispielsweise als ePTFE- Membrane (expandiertes Polytetrafluorethylen) ausgeführt ist. Ein solches Material wird beispielsweise unter der Bezeichnung Gore-Tex® Fireblocker angeboten.
Zusätzlich zu den Eigenschaften Wasserdichtheit, Luftundurchlässigkeit und Wasserdampfdurchlässigkeit (Atmungsaktivität) ist es oftmals wünschenswert, dass Schutzkleidung elastische Eigenschaften wie Dehnung (Stretch) und Rückstellung aufweist. Elastische Eigenschaften bieten eine Reihe von Vorteilen wie beispielsweise bessere Passform des Bekleidungsstückes, Komfort, verringerte Faltenbildung oder größerer Spielraum beim Design.
Es ist allgemein bekannt, kommerziell verfügbare elastische Fasern wie beispielsweise Spandex, Lycra, Dorlastan, Elasthan, DOW XLA (Markenzeichen) oder Gummi in textilen Strukturen zu integrieren, um elastische Eigenschaften für diese Textilien zu erzielen. Diese Fasern sind elastomer oder thermoelastisch und werden zerstört, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Beispielsweise können sie schmelzen oder sich zersetzen. Damit gehen, insbesondere nach hoher Temperaturbelastung, die elastischen Eigenschaften des Textils und damit die Stabilität des Bekleidungsstückes insgesamt verloren. Aus diesem Grund werden elastische Garne für flammfeste Textilien kaum eingesetzt.
Die EP 313 261 A2 (W.L.Gore & Associates Inc.) beschreibt ein Bekleidungsstück mit einer äußeren Lage aus einem stretchbaren (dehnbaren) gestrickten oder gewebten Textil und einer inneren stretchbaren Lage. Die innere Lage besteht aus einer porösen hydrophoben polymeren Lage, welche mit einer hydrophilen polymeren Lage beschichtet ist, welche wiederum mit einem elastischen polymeren Textil verbunden ist. Das äußere Textil ist aus Polyamid, Polyester oder Wolle. Das innere Textil ist eine gewebte oder gestrickte elastische polymere Lage aus Lycra Spandex (Markenzeichen von Dupont). Nachteilig ist an dieser Laminatkonstruktion, dass Lycra Spandex thermoplastische Materialien sind, die bei der Einwirkung von Wärme und hohen Temperaturen schmelzen und somit zerstört werden. Damit gehen auch alle elastischen Eigenschaften verloren.
Die EP 1 665 945 AI (Maiden Mill Industries, Inc.) beschreibt ein mehrlagiges flammfestes Gewebe. Das Gewebe besteht aus einem Laminat mit einer äußeren gewebten Lage, einer inneren gestrickten thermischen Lage und einer Zwischenlage in Form einer atmungsaktiven Membrane. Die Zwischenlage ist zwischen äußerer und innerer Lage angeordnet und mit beiden Lagen verbunden. Die äußere gewebte Lage weist Spandex in Kette und Schussrichtung auf, um beiseitigen Stretch bereitzustellen für eine ausreichende Elastizität der Lage. Außerdem weist die äußere Lage hitzebeständige Garne aus beispielsweise Ara- mid, Melamine, FR Polyester, usw. auf. Auch die innere gestrickte Lage weist hitzebeständige Garne auf und weist elastische Eigenschaften aufgrund der Strickkonstruktion auf. Problematisch ist jedoch die Verwendung von Spandex in der äußeren Lage, denn sobald Wärme oder Hitze auf die äußere Lage trifft, schmilzt das thermoplastische Spandex und die äußere Lage verliert seine elastischen Eigenschaften.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein thermisch beständiges und elastisches Laminat bereitzustellen, das auch nach der Einwirkung von hohen Temperaturen seine elastischen Eigenschaften nicht verliert. Insbesondere soll das Laminat für die Verwendung in Schutzkleidung - Kleidung zum Schutz gegen Hitze und Flammen, wie beispielsweise Feuerwehrbekleidung, geeignet sein.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Laminat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung betrifft weiterhin Schutzkleidung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 31. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Laminat mindestens eine erste textile Lage und eine zweite textile Lage auf, wobei die erste textile Lage oder die zweite textile Lage mindestens eine thermisch beständige Faser aufweist. Darüber hinaus weist das Laminat mindestens eine Barrierelage auf, welche zwischen der ersten textile Lage und der zweiten textilen Lage angeordnet und jeweils mit der ersten textile Lage und der zweiten textile Lage verbunden ist. Die erste textile Lage ist in Form einer einbettigen Maschenware oder einer doppelbettigen Maschenware mit Fanghenkel (Figur 3a/3b), und die zweite textile Lage in Form einer doppelbettigen Maschenware ohne Fanghenkel (Figur 2)ausgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die erste textile Lage eine doppelbettige Maschenware mit Fanghenkel in Form einer eine Interlock-Piqu6-Strickware. Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist die zweite textile Lage eine doppelbettige Maschenware ohne Fanghenkel in Form einer Interlock rechts/rechts - Strickware.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste textile Lage eine einbettige Maschenware in Form einer Pique-Strickware.
In einer Ausführungsform der Erfindung weisen die erste textile Lage und die zweite textile Lage mindestens Anteile einer thermisch beständigen Faser auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Laminat mindestens eine erste textile Lage und eine zweite textile Lage auf, wobei die erste textile Lage und die zweite texti- le Lage jeweils ein thermisch beständiges Garn aus Aramid aufweisen. Hierbei sind die erste textile Lage als eine Pique-Strickware und die zweite textile Lage als eine Interlock- Strickware ausgeführt. Darüber hinaus weist das Laminat mindestens eine Barrierelage auf, welche zwischen der ersten textile Lage und der zweiten textilen Lage angeordnet und jeweils mit der ersten textile Lage und der zweiten textile Lage verbunden ist. Die Barrierelage weist eine ePTFE Membrane auf, wobei die Barrierelage mittels eines diskontinuierlich aufgebrachten Klebstoffs mit jeweils der ersten textilen Lage und der zweiten textilen Lage verbunden ist. Das Laminat weist dabei nach Erhitzung mit einer Temperatur von 230°C für 5 Minuten eine elastische Dehnbarkeit in Längsrichtung von mindestens 50% und eine elastische Dehnbarkeit in Querrichtung von mindestens 25% auf.
Somit kann erfindungsgemäß ein Laminat mit zwei textilen Lagen bereitgestellt werden, bei dem beide textile Lagen Gestricke sind, die jedoch eine voneinander unterschiedliche Strickkonstruktion aufweisen. So liegt die erste textile Lage in Form einer einbettigen Maschenware, insbesondere Pique-Strickware, oder einer zweibettigen Maschenware mit Fanghenkel vor. Die zweite textile Lage liegt in Form einer doppelbettigen Maschenware ohne Fanghenkel, insbesondere Interlock rechts/rechts-Strickware, vor. Ein solches Laminat ist dauerhaft elastisch, mithin formen die erste textile Lage und die zweite textile Lage jeweils ohne Verwendung thermoelastischer Fasern oder anderen Elastomeren im Garn ein dauerhaft elastisches Laminat. Weiterhin ist ein solches Laminat aufgrund der Verwendung von thermisch beständigen Fasern bzw. Garnen feuer- und hitzebeständig. Gemäß einem weiteren Aspekt ist das Laminat flammhemmend mit einer begrenzten Flammenausbreitung entsprechend den Anforderungen der ISO 141 16:2008.
Die erste textile Lage in Form der einbettigen Maschenware, insbesondere Pique-Strickware oder doppelbettigen Maschenware mit Fanghenkel, hat elastische Eigenschaften, wie auch die zweite textile Lage in Form der doppelbettigen Strickware ohne Fanghenkel, insbesondere Interlock recht/rechts-Maschenware. Jedoch sind die elastischen Eigenschaften der beiden Maschenwaren verschieden voneinander, wie im folgendem noch näher erläutert. Die unterschiedlichen elastischen textilen Strickkonstruktionen dieser mindestens zwei textilen Lagen bewirken ein elastisches Verhalten des gesamten Laminats. Dieses elastische Verhalten wird erreicht ohne die Verwendung von kommerziell verfügbaren elastischen Fasern. Die Elastizität des Laminats ist dauerhaft, da auch nach thermischer Beanspruchung durch Erhitzung des Laminats mit hohen Temperaturen die elastischen Eigenschaften erhalten bleiben.
Das elastische Verhalten des erfindungsgemäßen Laminats wird durch die unterschiedlichen textilen Strickkonstruktionen der ersten textilen Lage und der zweiten textile Lage begründet. Die erste textile Lage liegt in Form einer einbettigen Maschenware oder einer doppelbettigen Maschenware mit Fanghenkel vor.
Die einbettige Maschenware und die doppelbettige Maschenware mit Fanghenkel weisen eine elastische Dehnbarkeit mit elastischem Rücksprung auf. In einer Ausführungsform liegt auch die einbettige Maschenware mit Fanghenkel vor. Dies ist bei einer rechts/links Piquebindung der Fall. Insbesondere bei der einbettigen und doppelbettigen Strickkonstruktion mit Fanghenkel sorgt der Fanghenkel für den Rücksprung der textilen Lage nach einer elastischen Dehnung in die Ausgangsposition. Ein Fanghenkel ist eine Masche die nicht mitgestrickt ist sondern nur in der Nadel eingelegt ist.
Die doppelbettige Maschenware ohne Fanghenkel weist ein besonders gutes elastisches Dehnverhalten auf. Die Maschen können unbegrenzt innerhalb der vorgegebenen Fadenlänge gedehnt werden, dafür liegt aber nur ein geringer elastischer Rücksprung vor.
Somit ermöglicht die zweite textile Lage eine besonders gute elastische Dehnbarkeit und die erste textile Lage eine besonders gute elastische Rückstellung nach einer Dehnung. Das Zusammenwirken dieser beiden textilen Lagen resultiert in den elastischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Laminats.
Unter dem Begriff Maschenware sind verschiedene textile Konstruktionen zusammenge- fasst. Dabei kann der Begriff Maschenware zum einen eine erste Gruppe der Strickwaren wie Rundstrickware und Flachstrickware umfassen als auch eine zweite Gruppe der Rasche!- und Kettenwirkware.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Laminat nach Erhitzung mit einer Temperatur von 230°C für 5 Minuten eine elastische Dehnbarkeit von mindestens 30% in Querrichtung auf. In einer Ausführungsform weist das Laminat nach Erhitzung mit einer Temperatur von 230°C für 5 Minuten eine elastische Dehnbarkeit von mindestens 25% in Längsrichtung auf.
Insbesondere weist das Laminat nach Erhitzung mit einer Temperatur von 230°C für 5 Minuten eine elastische Dehnbarkeit in Längsrichtung von mindestens 30% mit einem elastischen Rücksprung von mindestens 80% und eine elastische Dehnbarkeit in Querrichtung von mindestens 25% mit einem elastischen Rücksprung von mindestens 95% auf.
In einer Ausführungsform weist das Laminat nach Erhitzung mit einer Temperatur von 230°C für 5 Minuten eine elastische Dehnbarkeit in Längsrichtung von mindestens 70% mit einem elastischen Rücksprung von mindestens 80% und eine elastische Dehnbarkeit in Querrichtung von mindestens 30% mit einem elastischen Rücksprung von mindestens 95% auf.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Laminat nach Erhitzung mit einer Temperatur von 230°C für 5 Minuten eine elastische Dehnbarkeit in Längsrichtung von mindestens 50% and eine elastische Dehnbarkeit in Querrichtung von mindestens 25% auf.
Beispielsweise ist die hitzebeständige Faser aus der Gruppe der Materialien aufweisend Aramide, Polyimide, Polyamidimid, Zellulosefasern, Melaminharzstoffe, Polybenzimida- zol (PBI) ausgewählt. Vorteilhaft ist, wenn die Faser eine Aramidfaser ist bzw. das Garn Aramidfaseranteile aufweist.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Barrierelage mittels eines diskontinuierlich aufgebrachten Klebstoffes mit jeweils der ersten textilen Lage und der zweiten textilen Lage verbunden ist. Beispielsweise ist der Klebstoff in Form von Klebstoff punkten oder in Form von Klebstoffpuder aufgebracht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Eifndung ist die Barrierelage luftundurchlässig und wasserdampfdurchlässig. Insbesondere ist die Barrierelage luftundurchlässig. Außerdem kann die Barrierelage flüssigkeitsundurchlässig sein. Insbesondere ist die Barrierelage winddicht, wasserdicht und wasserdampfdurchlässig.
Beispielsweise ist die Barrierelage wasserdicht und hält einem Wassereintrittsdruck von mindestens 8 kPa stand (gemäß ISO 81 1 - 1981). Sie kann einen Wasserdampfdurchgangs- widerstand Ret von < 20 m2Pa/W (ISO 1 1092) aufweisen. Beispielsweise weist die Barrierelage eine Luftdurchlässigkeit von nicht mehr als 6 l/m2/s auf (gemäß ISO 9237-1995).
Die Barrierelage kann auch luftundurchlässig sein: Luftundurchlässigkeit, entsprechend einer Luftdurchlässigkeit < 1 l/m7s (ISO 9237; 100 cm2, 2,5 kPa); und/oder winddicht: Winddichtigkeit, entsprechend einer Luftdurchlässigkeit < 50 l/m2/s (ISO 9237; 100 cm2, 2,5 kPa).
In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Barrierelage eine Membrane oder ein Film. Beispielsweise ist die Barrierelage eine poröse Membrane, etwa eine ePTFE Membrane. Eine solche ePTFE Membrane kann mit einer kontinuierlichen geschlossenen Kunststofflage versehen sein.
Die Membran kann aus der Gruppe der Materialien aufweisend Polyolefine, Polyester, Polyvinylchloride, Polyvinylidenchloride, Polyurethane oder Fluorpolymere ausgewählt sein. Ein gemäß einem Aspekt der Erfindung verwendetes temperaturbeständiges (hitzebeständiges) Garn weist mindestens ein Garn auf, das aus vielen Einzelfasern gebildet ist. Das hitzebeständige Garn in den textilen Lagen stellt sicher, dass das erfindungsgemäße Laminat einen Schutz gegen Hitze und Flammen aufweist. Dazu weist das hitzebeständige Garn einen LOI (Limited Oxygen Index) - Wert von mindestens 25 auf. Die erste und zweite textile Lage weisen beispielsweise jeweils mindestens 50% hitzebeständige Garne auf. Vorzugsweise handelt es sich bei dem hitzebeständigen Garn um Mischungen mit Aramid- fasern.
Ein hitzebeständiges Garn kann aus der Gruppe der Materialien enthaltend Aramide, Poly- imide, Preoxfasern, PBI oder Melaminharzfaserstoffe ausgewählt sein. Ein aus hitzebeständigem Garn bestehendes Material darf bei Prüfung nach ISO 17493 bei einer Temperatur von (180 ± 5) °C nicht entzünden oder schmelzen. Vorzugsweise ist das hitzebeständige Garn aus Mischungen mit Aramidfasern gebildet. In einer Ausführungsform bestehen die erste textile Lage und die zweite textile Lage zu 100% aus Aramidfasern. Aramide sind extrem flammfest, thermisch beständig (feuerbeständig, hitzebeständig) und reißfest und damit besonders für das erfindungsgemäße Laminat geeignet.
Ein hitzebeständiges und schwer entflammbares Fasermaterial kann durch den LOI-Wert charakterisiert werden. Der LOI-Wert entspricht dem Mindestgehalt an Sauerstoff, mit dem das Material gerade noch brennt. Polymersysteme mit LOI-Werten von größer 30-40% Sauerstoff sind selbstverlöschend, d.h. inhärent flammwidrig. Technische Polymere besitzen einen LOI-Wert von 16-30%. Im Allgemeinen werden Fasern mit einem LOI- Wert von >25 als schwer entflammbar eingestuft. So ist es wünschenswert, wenn das hitzebeständige Garn einen LOI-Wert von mindestens 25 aufweist. Die oben angeführten Faserstoffe erreichen einen LOI-Wert von 28-33, beispielsweise erreicht Polyimid einen LOI- Wert von 38, PBI von 40 und Preoxfasern sogar von 56-58. Der LOI-Wert ist für die einzelnen Faserstoffe in der Literatur verfügbar, beispielsweise in der Denkendorfer Fasertafel des Instituts für Textil- und Verfahrenstechnik, Denkendorf, Deutschland.
Gleichzeitig kann das erfindungsgemäße Laminat gemäß einem Aspekt flammhemmend ausgebildet sein. Gemäß der ISO 141 16:2008 wird bezüglich der Flammenausbreitung der höchste zu vergebene Index von 3 erreicht. Das bedeutet, dass bei dem erfindungsgemäßen Material bei Beflammung keine Flammenausbreitung, keine Lochbildung, kein brennendes Abtropfen, kein Nachglimmen und keine Nachbrennzeit von größer 2s auftreten. Somit erfüllt das erfindungsgemäße Laminat die ISO 1 1613 (1999) für Schutzkleidung für Feuerwehrleute oder auch die ISO 1 1612 Schutzkleidung - Kleidung zum Schutz gegen Hitze und Flammen. Damit kann ein Laminat für Schutzkleidung zur Verfügung gestellt werden, welches dauerhaft elastisch ist und Schutz gegen Hitze und Flammen bietet.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Schutzkleidung bereitgestellt, die zumindest teilweise ein Laminat der oben beschriebenen Art aufweist. Das erfindungsgemäße Laminat kann Bestandteil eines Schutzbekleidungsstückes sein. Weiterhin kann ein Schutzbekleidungsstück vollständig aus dem erfindungsgemäßen Laminat aufgebaut sein.
Ein solches Schutzbekleidungsstück ist besonders nützlich für Piloten, Feuerwehrleute und Fahrer von Tanklastwagen, da die elastische Funktion der Bekleidung auch nach thermischer Belastung aufrecht erhalten bleibt.
Die Schutzkleidung ist beispielsweise in Form eines Mantels, einer Jacke, einer Hose, einer Weste, eines Overalls, einer Kopfbedeckung, einer Balaclava, eines Handschuhs oder einer Kombination von diesen ausgeführt.
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden im folgendem anhand der Figuren näher erläutert, die Ausführungsformen der Erfindung betreffen. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine skizzenhafte Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Laminats,
Figur 2 eine Darstellung einer Strickverbindung einer zweiten textilen Lage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, insbesondere einer doppelbettigen Maschenware ohne Fanghenkel in Form einer Interlock-rechts/rechts-Strickbin- dung,
Figur 3a eine Darstellung einer Strickverbindung einer ersten textilen Lage gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung, insbesondere einer einbettigen Maschenware mit Fanghenkel in Form einer Rechts Links-Pique-Strickbindung,
Figur 3b eine Darstellung einer Strickverbindung einer ersten textilen Lage gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung, insbesondere einer zweibettigen Maschenware mit Fanghenkel in Form einer Interlock-Pique-Strickbindung, Figur 4 eine graphische Darstellung bezüglich der Dimensionsstabilität nach Ofentest nach Hitzeeinwirkung ISO 17493 für verschiedene beispielhafte Produktmuster und unterschiedliche Temperaturen,
Figur 5 eine graphische Darstellung bezüglich Dehnung/Rückstellung in Längsrichtung
(Figur 5A) bzw. Querrichtung (Figur 5B) für unterschiedliche Temperaturen für drei beispielhafte Produktmuster,
Figur 6 eine graphische Darstellung bezüglich Dehnungsabfall über die Temperatur für zwei beispielhafte Produktmuster,
Figur 7 eine beispielhafte schematische Darstellung zu den Begriffen Dehnung und
Elastizität,
Figur 8 ein beispielhaftes Bekleidungsstück, das wenigstens teilweise mit einem erfindungsgemäßen Laminat ausgerüstet ist.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Laminats 10 mit einer ersten textilen Lage 20, einer zweiten textilen Lage 30 und einer Barrierelage 40, welche zwischen den textilen Lagen 20, 30 angeordnet ist. Die drei Lagen sind miteinander zu dem Laminat 10 verbunden. Das Verbinden der Lagen miteinander kann über geeignete Verfahren und Methoden erfolgen. Wichtig bei der Wahl der Verbindungstechnik ist, die Funktionalität der Barrierelage 40 nicht wesentlich einzuschränken. Beispielsweise können die Lagen mittels Klebstoff miteinander verbunden sein. In einer Ausführungsform liegt der Klebstoff diskontinuierlich in Form von Punkten, Puder, einem Netz oder Gitter vor, um die Funktion der Barrierelage 40 nicht einzuschränken. In einer anderen Ausführungsform ist der Klebstoff eine kontinuierliche Klebstofflage, vorzugsweise aus einem wasserdampfdurchlässigen Klebstoff- Material. Weitere Verbindungstechniken können Schweißen, Ul- traschall-Verschweißen (beispielsweise punktförmiges Verschweißen) oder Nähen sein.
Die Barrierelage 40 ist in einer Ausführungsform luftundurchlässig und wasserdampfdurchlässig und bildet somit eine Barriere gegen unerwünschte oder schädliche Gase. Vorzugsweise ist die Barrierelage 40 luftundurchlässig. In einer Ausführungsform weist die Barrierelage 40 eine Luftdurchlässigkeit von nicht mehr als 1 I/m2/s (ISO 9237-1995) auf. Gleichzeitig erlaubt die Barrierelage 40 den Durchtritt von Wasserdampf, wobei in einer Ausführungsform die Barrierelage 40 einen Wasserdampfdurchgangswiderstand Ret von < 20 m2Pa/W (ISO 11092) aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Barrierelage 40 wasserdampfdurchlässig aber flüssigkeitsdicht, insbesondere wasserdicht. Beispielsweise hält die wasserdichte Barrierelage 40 einen Wassereintrittsdruck von mindes- tens 8 kPa aus. Die Barrierelage 40 kann auch wasserdampfdurchlässig und winddicht, oder wasserdampfdurchlässig, wasserdicht und winddicht sein. Die Anwesenheit der Barrierelage 40 im Laminat 10 erhöht den Tragekomfort eines Kleidungsstückes, welches dieses Laminat zumindest teilweise aufweist oder aus diesem besteht, da Schweiß des Trägers von Innen nach Außen transportiert wird und gleichzeitig das Eindringen von Wasser und/oder Wind abgehalten wird. Der Tragekomfort ist erhöht gegenüber einem Aufbau, welcher eine wasserdampfundurchlässige Sperrschicht aufweist.
Die Barrierelage 40 kann ein Film oder eine Membrane sein. Geeignete Materialien für eine Barrierelage 40 gemäß der vorliegenden Erfindung sind Fluorpolymere wie Polyte- trafluorethylene, Polyester, Polysulfone, Polyurethane, Polyurethan-Polyester, Polyethylen, Polyethersulfone, Polycarbonate, Silikone, Polyolefine, Polyacrylate, Polyamide, Polypropylen einschließlich Polyetherester und Kombinationen davon. Die Barrierelage kann porös oder nichtporös sein.
Vorzugsweise wird eine Membrane aus gerecktem Polytetrafluorethylen (ePTFE) verwendet. Die Membrane aus ePTFE kann mit einer Dicke zwischen 5-500μηι, vorzugsweise zwischen 25-300μιη ausgeführt sein. Eine Membrane aus ePTFE ist besonders geeignet, da sie sehr stabil gegenüber Hitze und hohen Temperaturen ist und weder brennt noch schmilzt. Die Porosität und die Porengröße der ePTFE Membrane wird vorzugsweise so gewählt, dass die Gasdiffusion nicht behindert wird. Die durchschnittliche Porengröße kann 0,02 - 3μηη betragen, vorzugsweise 0,1 - 0,5 μπι. Die Porosität beträgt 30 - 90%, vorzugsweise 50 - 80%. Gleichzeitig ist das Material wasserdicht. Ein Verfahren zur Herstellung solcher poröser Membrane aus gerecktem PTFE ist beispielsweise in US 3,953,566 und US 4, 187,390 offenbart.
In einer Ausführungsform weist die ePTFE-Membrane eine wasserdampfdurchlässige kontinuierliche, hydrophile, polymere Schicht auf. Ohne Beschränkung darauf sind geeignete kontinuierliche wasserdampfdurchlässige Polymere solche aus der Familie der Polyurethane, der Familie der Silikone, der Familie der Copolyetherester oder der Familie der Copo- lyetherester Amide. Geeignete Copolyetherester hydrophiler Zusammensetzungen werden in der US-A-4 493 870 und US-A- 4 725 481 gelehrt. Geeignete Polyurethane sind in der US-A-4 194 041 beschrieben. Geeignete hydrophile Zusammensetzungen sind in der US- A-4 2340 838 zu finden. Eine bevorzugte Klasse von kontinuierlichen wasserdampfdurchlässigen Polymeren sind Polyurethane, besonders solche, die Oxyethyleneinheiten enthalten wie in der US-A-4 532 316 beschrieben ist.
Die Barrierelage kann in einer Ausführungsform auch einen Film bzw. eine Membrane der oben genannten Art aufweisen, wenn die Barrierelage mehrlagig ausgeführt ist. Beispiels- weise ist in einer mehrlagigen Ausführung die Membrane ein- oder beidseitig mit einer weiteren Schicht verbunden, beispielsweise einer Trägerschicht und/oder einer weiteren Funktionsschicht. Die erste textile Lage 20 und/oder die zweite textile Lage 30 des erfindungsgemäßen Laminats 10 weisen mindestens eine temperaturbeständige (hitzebeständige) Faser, insbesondere ein hitzebeständiges Garn auf. Vorzugsweise handelt es sich bei der hitzebeständigen Faser um Aramidfasern bzw. bei dem hitzebeständigen Garn um Aramidgarne. In einer Ausführungsform weisen die beiden textilen Lagen 20, 30 jeweils zu mindestens 50% ein hitzbeständiges Garn auf.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung ("Technische Patrone" zur Maschentechnik) einer Strickverbindung einer zweiten textilen Lage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Figur 2 zeigt dabei eine Strickverbindung gemäß zwei Reihen 1 und 2 (ein Rap- port), die sich nach jeder zweiten Reihe wiederholt. In Figur 2 sind die Nadeln mit 13, der Faden mit 14 und die Maschen mit 15 bezeichnet.
Figur 2 zeigt insbesondere eine Strickware nach Art einer doppelbettigen Maschenware ohne Fanghenkel, hier in Form einer Interlock-rechts/rechts-Strickware oder Interlock- rechts/rechts Strickverbindung. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist beispielsweise die textile Lage 30 gemäß Figur 1 in Form einer Interlock-rechts/rechts-Strick- ware ausgeführt, wie anhand von Figur 2 gezeigt.
Figur 3a und 3b zeigen schematische Darstellungen ("Technische Patrone" zur Maschen- technik) einer Strickverbindung einer ersten textilen Lage gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Figur 3a zeigt eine einbettige Strickbindung mit Fanghenkel gemäß zwei Reihen 1 und 2 (ein Rapport), die sich nach jeder zweiten Reihe wiederholt. In Figur 3a sind die Nadeln mit 16, der Faden mit 17, die Fanghenkel mit 19 und die Maschen mit 18 bezeichnet.
Figur 3b zeigt eine doppelbettige Strickbindung mit Fanghenkel gemäß drei Reihen 1 , 2 und 3 (ein Rapport), die sich nach jeder dritten Reihe wiederholt. Auch hier sind die Nadeln mit 16, der Faden mit 17, die Fanghenkel mit 19 und die Maschen mit 18 bezeichnet.
Figur 3a zeigt insbesondere eine Strickware nach Art einer einbettigen Strickware mit Fanghenkel, hier in Form einer Rechts/Links-Pique-Strickware oder Rechts/Links-Pique- Strickbindung. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist beispielsweise die textile Lage 20 gemäß Figur 1 in Form einer Rechts/Links-Pique-Strickware ausgeführt, wie anhand von Figur 3a gezeigt.
Figur 3b zeigt insbesondere eine Strickware nach Art einer doppelbettigen Strickware mit Fanghenkel, hier in Form einer Interlock-Piqu6-Strickware oder Interlock-Pique-Strickbin- dung. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist beispielsweise die textile Lage 20 gemäß Figur 1 in Form einer Interlock-Piquö-Strickware ausgeführt, wie anhand von Figur 3b gezeigt.
Die technische Bedeutung der Begriffe "Piqu6-Strickware" und "Interlock-Strickware" und deren Ausführung sind dem Fachmann an sich bekannt. Sie bedürfen deshalb aus Sicht des Fachmanns keiner gesonderten Definition. Auch die jeweilige Ausführung ist dem Fachmann an sich bekannt. Ausführungsbeispiele sind in den Figuren 2, 3 a, 3b angegeben, wie oben erläutert.
Ein mit textilen Lagen 30 und 20 nach Art der Figuren 2 bzw. 3 aufgebautes Laminat 10, wie schematisch in Figur 1 gezeigt, ist dauerhaft elastisch, mithin formen die erste textile Lage 20 und die zweite textile Lage 30 jeweils ohne Verwendung eines thermoplastischen Garns ein dauerhaft elastisches Laminat 10. Weiterhin ist ein solches Laminat aufgrund der Verwendung von thermisch beständigen Fasern bzw. Garnen feuer- und hitzebeständig.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Laminat so ausgeführt, dass es die Dimensionsstabilität, die in Bekleidungsvorschriften gefordert wird, z.B. gemäß ISO 1 1612. Beispielsweise weist das Laminat eine Dimensionsänderung nach Hitzeeinwirkung von kleiner als 5% bei 180°C und 260°C auf, vorzugsweise von kleiner als 3%.
Folgende angestebte Eigenschaften A) bis D) einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Laminats sind:
A) Gewünschte Dimensionsstabilität:
Kleiner als 5% (z.B. gemäß ISO 1 1612 für Schutzkleidung - Kleidung zum Schutz gegen Hitze und Flammen.)
Verweis auf ISO 1 1 1612 zum Wärmewiderstand (Kapitel 6.2):
Kapitel 6.2.1 : Wärmewiderstand bei einer Temperatur von ( 180 ± 5) °C: Bei Prüfung nach ISO 17493 bei einer Temperatur von ( 180 ± 5) °C darf sich kein in der Bekleidung und/oder Bekleidungszusammenstellung verwendetes Material entzünden oder schmelzen und darf nicht um mehr als 5 % schrumpfen.
Kapitel 6.2.2: Optionale Anforderung - Wärme widerstand bei einer Temperatur von (260 ± 5) °C:
Falls es vorgesehen ist, dass das Material einer einlagigen Bekleidung oder das Innenfutter einer mehrlagigen Bekleidung auf der Haut getragen wird, muss das Material nach ISO 17493 bei einer Temperatur von (260 ± 5) °C geprüft werden. Das Material muss die Anforderungen nach 6.2.1 erfüllen und darf sich nicht entzünden oder schmelzen und darf nicht um mehr als 10 % schrumpfen.
ANMERKUNG: Das Schrumpfen auf Grund von Wärmeeinwirkung kann zu einer Beeinträchtigung der thermischen Schutzwirkung führen, da die isolierende Luftschicht zwischen Kleidung und Körper verkleinert wird. Deshalb muss Wärmeschrumpfung bei Schutzkleidung vermieden werden, insbesondere in Fällen, wo eine Gefährdung durch Hitze oder Flammen besteht, die eine prozentual große Fläche der Kleidung betreffen könnte.
B) Gewünschte Dehnung:
Größer als 25- 100% zur Verbesserung der Ergonomie
C) Rückstellung (Erholungsvermögen):
Vollständige oder hohe Rückgewinnung der ursprünglichen Abmessungen, ideal 100% (unter 80% ist im Allgemeinen nicht akzeptabel wegen Verschlechterung der Passform)
Hierzu zeigt Figur 7 eine Skizze zu Dehnung und Elastizität (Rückstellung/Erholungsvermögen). Zunächst ist ein Material in Ursprungslänge gezeigt, das durch eine Krafteinwirkung gedehnt wird, z.B. zu 100%. In Figur 7 ist dies durch Dehnung nach rechts dargestellt, indem das Ursprungsmaterial um seine Länge gedehnt wird, so dass das Material nunmehr doppelte Länge im Vergleich zum Ursprungszustand aufweist. In der darunter gezeigten Darstellung bildet sich nach Ende der Krafteinwirkung das Material wieder zurück („Rückstellung/Erholungsvermögen" in Figur 7), im vorliegenden Beispiel um 80% seiner Ursprungslänge, so dass nach Ende der Krafteinwirkung eine Verformung verbleibt („bleibende Verformung" in Figur 7), das Material im Vergleich zu seiner Ursprungslänge somit länger ist. Im vorliegenden Beispiel hat das Material dementsprechend eine Elastizität von 80%. Eine vollständige Rückstellung auf die Ursprungslänge würde demgegenüber eine Elastizität von 100% bedeuten. D) Keine Performanceänderung (Änderung der wesentlichen Eigenschaften) nach thermischer Belastung
Figur 4 zeigt eine graphische Darstellung bezüglich der Dimensionsstabilität nach Ofentest nach Hitzeeinwirkung ISO 17493 für verschiedene beispielhafte Produktmuster und unterschiedliche Temperaturen.
Bei dem ersten Muster "Aramid Laminat" handelt es sich um eine Ausführungsform der Erfindung in Form eines 3-Lagen-Laminats mit folgendem Aufbau:
Die erste textile Lage (vgl. Lage 20 gemäß Figur 1 ) ist in Form einer einbettigen Pique- Lage aus 100% Aramid mit einem Flächengewicht von 220g/m2 (Nomex Comfort Faser) ausgeführt. Hersteller (Stricker) der Strickware: Firma Fuchshuber Technotex GmbH, Artikelbezeichnung "Pique Nomex". Die Barrierelage (vgl. Lage 40 gemäß Figur 1) ist in Form einer ePTFE Membrane mit Artikelnummer 4410028 der W.L. Gore & Associates GmbH ausgeführt. Die zweite textile Lage (vgl. Lage 30 gemäß Figur 1) ist in Form einer doppelbettigen Interlock- rechts/rechts-Lage aus 100% Aramid mit einem Flächengewicht von 220g/m2 (Nomex Comfort Faser) ausgeführt. Hersteller (Stricker) der Strickware: Firma Fuchshuber Tech- notex GmbH, Artikelnummer 22928. Das Gesamt-Flächengewicht des ersten Musters beträgt ca. 470 g/m2.
Bei dem zweiten Muster "Aramid Stretch Gestrick" (Maschenware) handelt es sich um eine bekannte Ausführungsform eines einlagigen Produkts mit 96% Aramid (Nomex Com- fort Faser) und 4% Lycra der Firma Activetex (Part No.: AT 77255 DF Feinripp).
Bei dem dritten Muster "Aramid Stretch Gewebe" (Gewebe) handelt es sich ebenfalls um eine bekannte Ausführungsform eines einlagigen Produkts mit 96% Aramid (Nomex Comfort Faser) und 4% Lycra (Part No. 441 19190) der Firma T. Fritsche GmbH.
Figur 4 zeigt die Dimensionsstabilität nach Ofentest (gibt das Verhalten bezüglich der Dimensionsänderung wieder) nach Hitzeeinwirkung gemäß ISO 17493 für verschiedene beispielhafte Produktmuster und unterschiedliche Temperaturen. Als Produktmuster wurden die oben beschriebenen drei Muster "Aramid Laminat", "Aramid Stretch Gestrick" und "Aramid Stretch Gewebe" verwendet. Dabei werden in einem Ofen Proben für 5 Min. auf einer eingestellten Temperatur gehalten. Danach wird die Dimensionsänderung festgehalten. Die thermische Behandlung soll beweisen, dass sich das Textil geringst möglich ändert und damit weiterverwendet werden kann. In Figur 4 ist die Dimensionsstabilität in Längsrichtung ("Längs") als auch in Querrichtung ("Quer") jeweils für unterschiedliche Temperaturen angegeben.
Die Figur 4 zeigt, dass sich das erste Muster "Aramid Laminat" gemäß der Erfindung durch eine hohe Dimensionsstabilität auszeichnet, während das zweite und dritte Muster deutlich schlechtere Werte insbesondere bei höherer Temperaturbelastung aufweisen. Positive Werte der in Figur 4 dargestellten Dimensionsstabilität kennzeichnen ein Ausdehnen des jeweiligen Produkts, während negative Werte ein Schrumpfen des jeweiligen Produkts kennzeichnen
In Anwendungsnormen werden Mindestanforderungen definiert (z.B. ISO 1 1612 ±5%). Der Vergleich der Produkte der drei Muster zeigt, dass die Temperaturbehandlung das erste Muster (Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Laminats) im wesentlichen nicht beeinflusst. Bei der Aramid Strickware (zweites Muster) mit Elasthan führt die thermische Behandlung zu starken Dimensionsänderungen. Bei der Benutzung von elastischen Fasern in den Konstruktionen werden diese bei Temperaturen von >200°C zerstört und verlieren die Dimensionsstabilität.
Figur 5 zeigt eine graphische Darstellung bezüglich Dehnung/Rückstellung in Längsrichtung (Figur 5A) bzw. Querrichtung (Figur 5B) für unterschiedliche Temperaturen für die drei gleichen beispielhaften Produktmuster, wie oben genannt und in Bezug auf Figur 4 erläutert. Die Abkürzung "NZ" kennzeichnet dabei den Neuzustand des jeweiligen Produkts.
Das Laminat gemäß der Erfindung reagiert nur geringfügig (im Vergleich zu den anderen Mustern im Wesentlichen nicht oder vernachlässigbar) auf die thermischen Belastungen, weder in Längs- oder Querrichtung, noch im Dehnungsverhalten oder in der elastischen Rückstellung (Erholung). Dagegen zeigt das Aramid Stretch Gestrick unter diesen termi- schen Belastungen keine ausreichende Rückstellung (Erholung) und fällt unter 70%. Das Aramid Stretch Gestrick verliert nach thermischer Belastung von über 200°C mehr als 200 % an Dehnung in Querrichtung.
Das Aramid Stretch Gewebe erreicht konstruktionsbedingt insgesamt keine ausreichend hohe Dehnung und verliert nach thermischer Belastung von mehr als 200°C über 50% der orginalen Dehnung. Figur 6 zeigt in diesem Zusammenhang eine andere graphische Darstellung bezüglich Dehnungsabfall über die Temperatur für einerseits das erfindungsgemä- ße Aramid Laminat und andererseits das Aramid Stretch Gewebe. Auch aus Figur 6 wird deutlich, dass das Laminat gemäß der Erfindung im Dehnungsverhalten nur geringfügig auf die thermischen Belastungen reagiert, während das Aramid Stretch Gewebe nach thermischer Belastung deutlich an orginaler Dehnung verliert. Figur 8 zeigt ein beispielhaftes Bekleidungsstück 70 in Form einer Oberbekleidung, beispielsweise einer Feuerwehrjacke, welche wenigstens teilweise mit einem erfindungsgemäßen Laminat 10 gemäß Figur 1 aufgebaut ist.
Der Begriff "elastische Dehnbarkeit", wie er in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bezeichnet die Eigenschaft eines Materials, welches eine niedere Spannungs- oder Belastunganforderung (d.h. eine niedere Dehnugskraft) hat, um das Material zu dehnen. Und welches, nach dessen seine Originalform (ursprüngliche Größe und Form) wieder einzunehmen kann oder mit anderen Worten, vollständige, oder hohe Rückgewinnung, der ursprünglichen Abmessungen nachdem das Dehnen, Vorspannen oder die Streckkraft nicht weiter angewendet wird, erreicht.
Der Begriff„elastischer Rücksprung/Elastizität" bezeichnet das Verhalten, das ein Material zeigt, wenn die Belastung beendet ist, idealerweise eine schnelle Erholung mit geringer, bleibender Verformung.
Der Begriff "dauerhafte Elastizität" bezeichnet die Eigenschaft des erfindungsgemäßen Laminats, dass die Elastizität auch nach Erhitzung des Laminats für 5 Minuten mit einer Temperatur von 230°C gegeben ist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter "textiles Flächengebilde" oder "textile Lage" ein Gewebe, ein Gewirke, ein Gestricke, ein Vlies oder Kombinationen davon verstanden. Die textile Lage weist insbesondere synthetische oder natürliche Fasern auf. Auch Fasermischungen aus natürlichen und synthetischen Fasern sind möglich. Der Begriff "Faser" umfaßt auch Filamente (Fasern Undefinierter Länge) wie Monofilamente, Multifilamente oder Stapelfasern. Die Fasern liegen vorzugsweise in Form von Garnen vor. Unter "Garn" wird in dieser Erfindung ein kontinuierlicher Faden aus einer Mehrzahl von Fasern und/oder Filamenten in gebündelter Form verstanden, verwendbar zum Herstellen von Textilien durch beispielsweise Weben oder Stricken. Die lineare Dichte der verwendeten Garne liegt vorzugsweise zwischen 50 dtex und 500 dtex vor der Beschich- tung.
Als Materialien für die textilen Lagen können Polyolefine, Polyamide, Polyester, regenerierte Zellulose, Zellulose-acetat, Rayons, Acetate, Acryle, Glasmaterialien, Modacryle, Baumwolle, Wolle, Seide, Leinen, Jute sowie Mischungen davon verwendet werden.
Der Begriff„flammhemmend" bedeutet im Rahmen dieser Erfindung, dass sowohl die textile Lage (Flächengebilde) als auch das Material eine begrenzte Flammenausbreitung auf- weisen. Die Norm ISO 141 16:2008 legt Leistungsanforderungen für die begrenzte Flammenausbreitung von Materialien fest, die auf den Ergebnissen der Prüfung nach ISO 15025 (entspricht EN 532) beruhen. Die Leistung wird durch einen Index der begrenzten Flammenausbreitung ausgedrückt. Drei Leistungsstufen sind festgelegt:
- bei Index 1 Materialien tritt keine Flammenausbreitung auf, Lochbildung kann beim Flammenkontakt auftreten;
- bei Index 2 Materialien tritt keine Flammenausbreitung auf, Lochbildung tritt beim Flammenkontakt nicht auf;
- bei Index 3 Materialien tritt keine Flammenausbreitung auf, Lochbildung tritt beim Flammenkontakt nicht auf, es tritt nur ein begrenztes Nachbrennen auf.
Für Feuerwehrschutzkleidung wird ein Material mit Index 3 (entsprechend ISO 1 1613: 1999) gefordert.
Der Begriff "schwer entflammbares Material" bedeutet im Rahmen dieser Erfindung, dass das Material einen LOI (limited oxygen index) von größer als 25 aufweist.
Der Begriff "thermisch beständig" bedeutet, dass das Material Temperaturen von mehr als 180°C bei einer Zeit von 5 Minuten gemäß dem Ofentest der ISO 17493 standhält.
Der Wasserdampfdurchgangswiderstand Ret- Wert, nach ISO 1 1092 ist eine spezifische Materialeigenschaft von Flächengebilden (textile Flächengebilde und Funktionsschicht gemäß der Erfindung) oder zusammengesetzten Materialien (Laminaten), welche den latenten Wärmeverdampfungsfluß bei einem gleichbleibenden Partialdruckgradienten durch eine vorgegebene Oberfläche bestimmt.
Unter "wasserdampfdurchlässig" wird ein Material definiert, das einen Wasserdampf- durchgangswiderstand Ret von unter 100 m2Pa/W aufweist. Vorzugsweise weist das Flächengebilde einen Ret von unter 20 m2Pa/W auf. Die Wasserdampfdurchlässigkeit wird durch verschiedene Verfahren gemessen, z.B. ISO 1 1092 oder das Hohenstein MDM Dry Verfahren, welches in der Standard-Prüfvorschrift Nr. BPI 1 .4 ( 1987) des Bekleidungsphysiologischen Instituts e.V. Hohenstein beschrieben wird.
Unter„porös" ist ein Material zu verstehen, welches sehr kleine, mikroskopische Poren durch die innere Struktur des Materials aufweist und die Poren eine miteinander verbundene kontinuierliche Verbindung oder Pfad von einer Oberfläche zur anderen Oberfläche des Materials bilden. Entsprechend den Abmessungen der Poren ist das Material somit durchlässig für Luft und Wasserdampf, flüssiges Wasser kann jedoch nicht durch die Poren gelangen. Die Messung der Porengröße kann mit einem Coulter Porometer (TM) erfolgen, hergestellt bei Coulter Electronics, Inc., Hialeah, Florida. Das Coulter Porometer ist ein Instrument, das eine automatische Messung der Porengrößenverteilung in
porösen Medien nach der im ASTM Standard El 298-89 beschriebenen Methode ermittelt. Doch nicht von allen verfügbaren porösen Materialien kann die Porengröße mit dem Coul ter Porometer ermittelt werden. In einem solchen Fall kann die Porengrößen auch unter Verwendung eines Mikroskops wie beispielsweise eines Licht- oder Elektronenmikroskops, ermittelt werden.
Bei Verwendung einer mikroporösen Membrane hat diese eine durchschnittliche Porengröße zwischen 0,1 und ΙΟΟμιη, vorzugsweise liegt die durchschnittliche Porengröße zwischen 0,2 und ΙΟμπι.
Wassereintnttsdrucktest/ Wasserdurchgangswiderstand :
Der Wassereintnttsdrucktest ist ein hydrostatischer Widerstandstest, der im wesentlichen darauf beruht, dass Wasser gegen eine Seite einer Materialprobe gepresst wird und die andere Seite der Materialprobe auf den Durchtritt von Wasser hin beobachtet wird. Der Wasserdruck wird gemäß einem Testverfahren gemessen, in dem destilliertes Wasser bei 20±2°C auf einer Materialprobe mit einer Fläche von 100cm2 zunehmend unter Druck gestellt wird. Der Wasseraufstiegsdruck beträgt 60±3cmH2O/min. Der Wasserdruck ist dann der Druck, bei dem Wasser auf der anderen Seite der Probe erscheint. Die genaue Vorgehensweise ist in der Norm EN 2081 1 aus dem Jahre 1992 geregelt. Unter„wasserdicht" ist zu verstehen, dass ein Material einen Wassereintrittsdruck von mindestens 8kPa aushält, laut EN 343 aus dem Jahr 2003.

Claims

Patentansprüche
1. Laminat ( 10), aufweisend:
- mindestens eine erste textile Lage (20) und eine zweite textile Lage (30);
- wobei die erste textile Lage (20) oder die zweite textile Lage (30) mindestens eine thermisch beständige Faser aufweist;
- mindestens eine Barrierelage (40), welche zwischen der ersten textilen Lage (20) und der zweiten textilen Lage (30) angeordnet und jeweils mit der ersten textilen Lage und der zweiten textilen Lage verbunden ist;
- wobei die erste textile Lage (20) in Form einer einbettigen Maschenware oder doppelbettigen Maschenware mit Fanghenkel und die zweite textile Lage (30) in Form einer doppelbettigen Maschenware ohne Fanghenkel ausgeführt ist.
2. Laminat nach Anspruch 1 , wobei die doppelbettige Maschenware mit Fanghenkel eine Interlock-Pique-Strickware ist.
3. Laminat nach Anspruch 1 , wobei die doppelbettige Maschenware ohne Fanghenkel eine Interlock- rechts/rechts - Strickware ist.
4. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die einbettige Maschenware Fanghenkel aufweist.
5. Laminat nach Anspruch 4, wobei die einbettige Maschenware mit Fanghenkel eine Pi- qu6 Strickware ist.
6. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste textile Lage (20) und die zweite textile Lage (30) mindestens eine thermisch beständige Faser aufweisen.
7. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Laminat nach Erhitzung mit einer Temperatur von 230°C für 5 Minuten eine elastische Dehnbarkeit von mindestens 30% in Querrichtung aufweist.
8. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Laminat nach Erhitzung mit einer Temperatur von 230°C für 5 Minuten eine elastische Dehnbarkeit von mindestens 25% in Längsrichtung aufweist.
9. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Laminat nach Erhitzung mit einer Temperatur von 230°C für 5 Minuten eine elastische Dehnbarkeit in Längsrichtung von mindenstens 30% mit einem elastischen Rücksprung von mindestens 80% und eine elastische Dehnbarkeit in Querrichtung von mindestens 25% mit einem elastischen Rücksprung von mindestens 95% aufweist.
10. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Laminat nach Erhitzung mit einer Temperatur von 230°C für 5 Minuten eine elastische Dehnbarkeit in Längsrichtung von mindestens 70% mit einem elastischen Rücksprung von mindestens 80% und eine elastische Dehnbarkeit in Querrichtung von mindestens 30% mit einem elastischen Rücksprung von mindestens 95% aufweist.
1 1. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Laminat nach Erhitzung mit einer Temperatur von 230°C für 5 Minuten eine elastische Dehnbarkeit in Längsrichtung von mindestens 50% und eine elastische Dehnbarkeit in Querrichtung von mindestens 25% aufweist.
12. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die thermisch beständige Faser aus der Gruppe der Materialien aufweisend Aramide, Polyimide, Polyamidimid, Zellulosefasern, Melaminharzstoffe, Polybenzimidazol (PBI) ausgewählt ist.
13. Laminat nach Anspruch 12, wobei die Faser eine Aramidfaser ist.
14. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste textile Lage (20) und die zweite textile Lage (30) jeweils ohne Verwendung eines thermoei astischen oder Elastomeren Garns ein dauerhaft elastisches Laminat formen.
15. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Barrierelage (40) mittels eines diskontinuierlich aufgebrachten Klebstoffes mit jeweils der ersten textiien Lage (20) und der zweiten textiien Lage (30) verbunden ist.
16. Laminat nach Anspruch 15, wobei der Klebstoff in Form von Klebstoffpunkten oder in Form von Klebstoffpuder aufgebracht ist.
17. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Barrierelage luftundurchlässig und wasserdampfdurchlässig ist.
18. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Barrierelage luftundurchlässig ist.
19. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Barrierelage flüssigkeitsundurchlässig ist.
20. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Barrierelage wasserdicht ist und einem Wassereintrittsdruck von mindestens 8kPa standhält (gemäß EN 2081 1-1992).
21 . Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Banierelage winddicht, wasserdicht und wasserdampfdurchlässig ist.
22. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Barrierelage einen Wasserdampf durchgangswiderstand Ret von < 20 m2Pa/W (ISO 1 1092) aufweist.
23. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Banierelage eine Luftdurchlässigkeit von nicht mehr als 50 l/m2/s aufweist (gemäß ISO 9237- 1995).
24. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Barrierelage eine Membrane oder ein Film ist.
25. Laminat nach Anspruch 24, wobei die Barrierelage eine poröse Membrane ist.
26. Laminat nach Anspruch 24 oder 25, wobei die Membrane aus der Gruppe der Materialien aufweisend Polyolefine, Polyester, Polyvinylchloride, Polyvinylidenchloride, Polyurethane oder Fluorpolymere ausgewählt ist.
27. Laminat nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei die Membrane eine ePTFE-Bar- rierelage aufweist.
28. Laminat nach Anspruch 27, wobei die ePTFE Membrane mit einer kontinuierlichen geschlossenen Kunststofflage versehen ist.
29. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Laminat flammhemmend mit einer begrenzten Flammenausbreitung entsprechend den Anforderungen der EN ISO 141 16:2008 ausgebildet ist.
30. Laminat (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die erste textile Lage (20) und die zweite textile Lage (30) jeweils ein thermisch beständiges Garn aus Aramid aufweisen,
- die erste textile Lage (20) als eine Pique-Strickware und die zweite textile Lage (30) als eine Interlock-recht/rechts-Strickware ausgeführt sind;
- die Barrierelage (40) eine ePTFE Membrane aufweist, wobei die Barrierelage mittels eines diskontinuierlich aufgebrachten Klebstoffs mit jeweils der ersten textilen Lage (20) und der zweiten textilen Lage (30) verbunden ist;
- und wobei das Laminat (10) nach Erhitzung mit einer Temperatur von 230°C für 5 Minuten eine elastische Dehnbarkeit in Längsrichtung von mindestens 50% und eine elastische Dehnbarkeit in Querrichtung von mindestens 25% aufweist.
31. Schutzkleidung (70) aufweisend ein Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 30.
32. Schutzkleidung nach Anspruch 31 , die in Form eines Mantels, einer Jacke, einer Hose, einer Weste, eines Overalls, eines Huts, einer Balaclava oder Handschuhs ausgeführt ist.
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