FI89383C - Grundligt blandad stapelfiberblandning och vaermebestaendigt, slitstarkt vaevt tyg - Google Patents

Description

1 39383

Perusteellisesti sekoitettu tapulikuituseos ja lämmönkes-tävä, kulutusta kestävä kudottu kangas Tämä keksintö koskee puuvillakuituseoksia, jotka 5 ovat käyttökelpoisia loimilankoina lämpöä ja kulutusta kestävissä kankaissa, joissa tekstiilin tuntu ja ulkonäkö ovat miellyttäviä. Kankaat valmistetaan puuvilla, nailo-nin ja lämpöä kestävien orgaanisten kuitujen seoksista.

Puuvillan ja lämpöä kestävien kertamuovikuitujen 10 seoksista valmistettujen kankaiden hankauskestävyys hangattaessa niitä pehmeisiin pintoihin on vain hieman parempi kuin täyspuuvillakankaiden.

Hitsaajat käyttävät yleisesti puuvillafarmareita, mutta kipinöistä syntyvät reiät pilaavat ne nopeasti ja 15 taskujen hihansuiden hankautuminen pehmeisiin pintoihin kuluttaa ne käyttökelvottomiksi. Monen tyyppisissä vaatteissa, erityisesti kuumuuden ja kipinöiden kohteiksi joutuvissa housuissa ja takeissa tarvitaan puuvillaseos-teisia kankaita, jotka kestävät hyvin lämpöä, joissa tun-20 tu ja ulkonäkö ovat miellyttäviä ja jotka kestävät hyvin hankausta pehmeisiin pintoihin. Puuvillan ja nailo-nin seoksista valmistetut kankaat kestävät erinomaisesti hankausta pehmeisiin pintoihin, mutta niiden lämmönkes-tävyys on sama tai huonompi kuin puuvillan. Puuvillan, 25 polyesterin ja lämmönkestävien kuitujen kuten poly(p- fenyleenitereftalamidin) (PPD-T) seoksista valmistettujen kankaiden pehmeiden pintojen hankauskestävyys on suunnilleen sama kuin puuvillan ja PPD-T:n seoksista valmistettujen kankaiden, mutta huonompi kuin polyesteri/puu-30 villakankaiden.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tapulikuituseos, jolla vältetään edellä kuvatut epäkohdat ja jotka sopivat loimilangoiksi kankaisiin, jotka kestävät lämpöä ja kulutusta ja ja joissa tekstiilin tuntu ja 35 ulkonäkö ovat miellyttäviä. Tähän päästään tapulikuitu-seoksella, jolle keksinnön mukaan on tunnusomaista, että 2 89383 siinä on 5 - 20 % nailontapulikuituja, 15 - 50 % lämmön-kestäviä kuituja, joiden lämmönkestävyys on vähintään 0,018 s/g/m2 ja happi-indeksi vähintään 25, ja vähintään 30 % puuvillakuituja. Keksinnön mukaiselle kankaalle on 5 puolestaan tunnusomaista, että siinä on 3 - 25 % nailontapulikuituja, 30 - 89 % puuvillaa ja 8 - 50 % lämmönkestä-viä kuituja, joiden lämmönkestävyysaika on vähintään 0,018 s/g/m2 ja happi-indeksi vähintään 25, jolloin tällaisen kankaan loimilankana on lanka, jossa on 5 - 20 % nailonta-10 pulikuituja, 15 - 50 % lämmönkestäviä kuituja, joiden lämmönkestävyys on vähintään 0,018 s/g/m2 ja happi-indeksi vähintään 25, sekä vähintään 30 % puuvillakuituja.

Tässä käytetyt tapulikuidut ovat tekstiilikuituja, joiden pituusmassa on sopiva käyttövaateisiin eli vähem-15 män kuin 10 dtex per kuitu. Kuitujen pituusmassa on edullisemmin n. 1 - n. 3 dtex per kuitu ja pituus n. 1,96,3 cm (0,75 - 2,5 tuumaa). Kiharretut kuidut ovat erityisen hyviä tekstiilin tunnun ja ulkonäön miellyttävyyden ja työs-tettävyyden vuoksi.

20 Kankaanvalmistusprosessi käsittää vaiheet, joissa ensin valmistetaan seos, jossa on 15 - 50 % lämmönkestäviä tapulikuituja, 5 - 20 % alifaattinen-polyamidi(nailon)ta-pulikuituja ja vähintään 30 % puuvillaa. Seoksesta kehrätään lanka ja kudotaan kangas, jossa nämä langat ovat loi-25 mena. Täyteaineet valitaan siten, että kankaan kuitumäärästä nailonin osuus rajoitetaan 3-25 %:iin, lämmönkes-tävien kuitujen osuus 8-50 %:iin ja puuvillan osuus 30 -89 %:iin.

On tärkeää, että kolmen kuitutyypin osuudet pide-30 tään oikeina haluttujen tulosten saavuttamiseksi. Lämmön-kestävien kuitujen liian pieni määrä johtaa nopeasti mur-tumareikiin liekkien ja kipinöiden vaikutuksesta ja liian suuri määrä johtaa puuvillan tunnun ja ulkonäön huonontumiseen. Nailon on tarpeen loimilangassa suojaamaan han-. 35 kautumiselta pehmeisiin pintoihin, mutta liian suuri nai-lonmäärä tekee kankaasta jäykän ja huonontaa laskeutumis- li 3 39383 ta, kun kankaaseen kohdistuu hetkellisesti lämpötiloja n. 300 °C. Puuvilla aikaansaa pehmeyden tunnun ja kosteuden imeytymisen, joita ei saavuteta nailonin ja lämmön-kestävien kuitujen seoksilla ja näin saadaan miellyttävä 5 kangas. Puuvilla muodostaa myös joustavan hiiltymän kuumuuden ja liekkien vaikutuksesta, koska kuidut eivät tartu toisiinsa. Näin puuvilla pyrkii pysymään paikoillaan ja tarjoaa hyvän suojan.

On yllättävää, että pieni nailonmäärä loimessa pa-10 rantaa olennaisesti uusien kankaiden pehmeiden pintojen hankauskestävyyttä ilman merkitsevää pehmeyden ja laskeutumisen hukkaa, kun kankaaseen kohdistuu nailonin sulamispisteen yläpuolella olevia lämpötiloja.

Kuten alla olevien esimerkkien 1-3 vertailusta 15 kontrollikankaisiin A, B ja C käy ilmi, Taber-hankauskes-tävyys kasvaa olennaisesti, kun 3x1 toimikaskankaiden loimeen lisätään pieniä määriä nailonia. Kuten esimerkistä 2 käy ilmi, jopa 10 % nailonia loimessa riittää yli kaksinkertaiseen kaksoishankauskestävyyteen verrattuna 20 kontrollikankaaseen C. Esimerkit osoittavat myös, että kankaat, joissa on 20 %:iin saakka nailonia ja vähintään 15 % PPD-T:tä, kestävät kuormituksen alaisina liekkejä kaksi kertaa kauemmin kuin täyspuuvillakangas (kontrolli-kangas C). Esimerkit osoittavat myös, että kankaat, jotka 25 sisältävät puuvillaa, nailonia ja PPD-T:tä, laskeutuvat hyvin jopa kuumennettaessa 300 °C:seen. Kuten taulukosta 1 näkyy, kontrollikangas D, jonka loimessa on 30 % nailonia ja täyteaine 100-prosenttista puuvilla, tulee hyvin jäykäksi kuumennettaessa lyhyen ajan 300 °C:ssa. Tämä osoit-.. . 30 taa, että on tärkeää pitää loimen nailonpitoisuus pienenä.

Kuidut voidaan kehrätä langoiksi monin erilaisin menetelmin mm. rengaskehräämällä, ilmasuutinkehräämällä ja kitkakehräämällä rajoittumatta kuitenkaan näihin.

Edullinen alifaattinen polyamidi on nailon-6,6, 35 mutta tyydyttävin tuloksin voidaan käyttää muitakin vastaavia lämmönkesto- ja väsymisominaisuuksia omaavia poly-• amideja kuten nailon-6:ta.

4 S 9 3 8 3 Tässä käytetyllä sanonnalla "lämmönkestävät kuidut" tarkoitetaan polymeereistä valmistettuja tapulikuituja, jotka sisältävät sekä hiiltä että vetyä ja jotka voivat myös sisältää muita alkuaineita kuten happea ja typpeä 5 ja joiden lämmönkestävyysaika on vähintään 0,018 s/m2 (0,6 s/unssi/neliöjaardi).

Käsiteltävänä olevassa keksinnössä käyttökelpoisen lämmönkestävän kuidun esimerkki on poly(p-fenyleenitere-ftalamidista) (PPD-T) valmistettu tapulikuitu (LOI 28, 10 lämmönkestävyysaika 0,04 s/g/m2). Tämä kuitu voidaan valmistaa US-patentissa 3 767 756 kuvatulla tavalla ja se on kaupan. Muita käyttökelpoisia kuituja ovat polybentsimi-datsoli (LOI 41, lämmönkestävyysaika 0,04 s/g/m2) ja seka-polymeeri, joka muodostuu tereftaalihaposta ja 3,4'-di-15 aminodifenyylieetterin ja p-fenyleenidiamiinin käsittävien diamiinien seoksesta US-patentissa 4 075 172 kuvatulla tavalla (LOI 25, lämmönkestävyysaika 0,024 s/g/m2. Tyydyttäviä tuloksia antavat myös novoloidit, esim. Japanissa kauppanimellä KYN0L valmistetut.

20 Keksinnön kankaan valmistuksen aikana kankaaseen voidaan lisätä kestosilityshartsia. Kangasta voidaan myös käsitellä monella muullakin tavanomaisella kankaankäsitte-lytavalla. Joissakin sovellutuksissa voi olla toivottavaa lisätä puuvillaan palamista hidastavaa ainetta parantamaan 25 paloturvallisuutta.

Kaikkia kangastestejä ja -mittauksia edelsi testattavien kankaiden yksi pesu/kuivausjakso. Pesu/kuivausjak-so käsitti kankaan pesun tavanomaisessa kotitalouspesu-koneessa natriumhydroksidivesiliuoksessa, pH 11,5, lämpö-30 tilassa 57 “C (135 "F) sekoittaen 14 minuuttia, sitten kankaiden huuhtelun 37 °C:ssa (100 °F) ja kuivaamisen tavanomaisessa rumpukuivauskoneessa maksimikuivuuteen lopullisessa (maksimi) lämpötilassa 71 °C (160 eF). Kuivausaika n. 30 minuuttia oli tavallisesti tarpeen.

. 35 Hankauskestävyys määritettiin ASTM-menetelmän D3884-80 mukaan Taber-hankauskoneella, kiekko CS-10, kuorii 5 39383 ma 1000 g, valmistaja Teledyne Taber, 455 Bryant St., North Tonawanda, NY 14120. Taber-hankauskestävyys on ilmoitettu vaurioitumiseen tarvittavien jaksojen lukumääränä jaettuna kankaan neliöpainolla g/m2.

5 Lämmönkestävyys mitattiin US-patentissa 4 198 494 kuvatulla laitteella kankaan aukimurtumisen määrittämiseksi. Käytettiin samoja kuumennusolosuhteita, mutta tässä käytetty menetelmä eroaa siten, että näytteenpitimen muutoksella lämpövirtaus kohdistui testinäytteen pinta-alaan 10 2,5 x 6,3 cm. Näytteenä käytettiin 2,5 x 25 cm kaistalet ta, johon kohdistettiin 1,8 kg: n vetokuormitus siten, että toinen pää kiinnitettiin paikoilleen ja toiseen päähän kiinnitettiin 1,8 kg:n punnus, joka ripustettiin teräslan-galla taljapyörän yli. Mittausta varten kangas kuormitet-15 tiin pelkästään loimilankojen suunnassa ja kankaan pinta kohdistettiin alla olevaan liekkiin. Erona oli myös se, että rekisteröitiin aika, joka tarvittiin näytteen murtumiseen, eikä aikaa, joka tarvittiin reiän syntymiseen kankaassa. Aikaa sekunteina kankaan murtumiseen jaettuna kan-20 kaan neliöpainolla g/m2 kutsutaan lämmönkestävyysajaksi. Tämän tyyppinen kuumennuslaite on saatavissa mallina CS-206 valmistajalta Custom Scientific Instruments Inc., 13 Wind Drive Cedar Knolls, NJ 07927.

Lämmönkestävien kuitujen lämmönkestävyysajan mää-25 rittämiseksi käytettiin kankaita, jotka muodostuivat pelkästään joko tapuli- tai filamenttikuiduista. On käytettävä palttinasidoskangasta, jossa on olennaisesti yhtä paljon loimilankoja tai kudelankoja. Kankaan neliöpainon on oltava 170 - 340 g/m2 (5-10 unssia/neliöjaardi).

30 Laskeutumisjäykkyys kuumennuksen jälkeen. Kangas- näytteet, joiden leveys oli 2,5 cm ja pituus 15 cm, asetettiin kahden 0,13 cm paksun alumiinilevyn väliin ja pidettiin 10 minuuttia uunissa 300 °C:ssa. Näytteet poistettiin ja annettiin jäähtyä ennen levyjen poistamista. 35 Sitten näytteet pestiin ja kuivattiin kerran käyttäen yllä näytepreparoinnin yhteydessä kuvattua menetelmää sillä 6 o9383 erolla, että käytettiin tavallista vesijohtovettä pH 11,5-liuoksen asemasta. Laskeutumisjäykkyys kuumennuksen jälkeen mitattiin laskeutumisjäykkyyden ASTM-menetelmän D1388-75 mukaan kankaan loimipuoli ylöspäin (laskeutumis-5 jäykkyyttä kutsutaan myös taivutuspituudeksi menetelmässä D1388-75).

Happi-indeksi. Tämä määritettiin ASTM-menetelmän D2863-77 mukaan.

Esimerkki 1 10 Valmistettiin käsiteltävänä olevan keksinnön erit täin kestävä kangas langoista, jotka oli rengaskehrätty PPD-T-tapulikuitujen, nailontapulikuitujen ja puuvillan perusteellisesti sekoitetusta seoksesta.

Valmistettiin pikkeriseoshahtuva, jossa oli 25 pai-15 no-% siniseksi värjättyjä PPD-T-kuituja, joiden pituus-massa oli 1,65 dtex (1,5 dtex per kuitu), leikattu pituuteen 3,8 cm (1,5 tuumaa), 20 paino-% polyheksametyleeni-adipamidikuituja (nailon-6,6), joiden pituusmassa oli 2,77 dtex (2,5 dtex per kuitu), leikattu pituuteen 3,8 cm (1,5 20 tuumaa) (kaupan nimellä T-420 nailonkuitu, valmistaja E.I. du Pont de Nemours & Co., Inc) ja 55 paino-% puuvillakam-palankaa, kuitupituus 3 cm (1-3/16 tuumaa) ja prosessat-tiin tavanomaisen puuvillasysteemin avulla kehrätyksi langaksi, jossa oli 3,6 kierrosta per cm (tpc) (9,2 kierrosta 25 per tuumaa, tpi) z-kierrettä käyttäen rengaskehikkoa. Näin valmistettu lanka muodostui 972 dtexin (puuvillalangan numero 6/1 883 denier) yksinkertaisesta kehruulangasta. Näin muodostunutta yksinkertaista kehruulankaa käytettiin loimilankana sukkulakonekangaspuissa 3x1 oikean käden 30 palttinarakenteessa siten, että täytelankana oli yksinkertainen rengaskehrätty lanka, jossa oli 30 paino-% samoja nailon-6,6-kuituja kuin loimilangassa ja 70 paino-% puuvillakampalankaa. Täytelangan kierre ja pituusmassa olivat samat kuin loimilangan. Palttinakankaan rakenteessa . 35 oli 25 loimilankaa per cm x 19 kudelankaa per cm (63 loi-milankaa per tuuma x 48 kudelankaa per cm), neliöpaino

Il : 7 39 383 498 g/cm2 (14,4 unssia/neliöjalka), Taber-kulutuskestävyys 9 jaksoa/g/m2, lämmönkestävyysaika 0,026 s/g/m2, laskeutu-misjäykkyys kuumennuksen jälkeen 5. Kankaan kuitupitoisuus oli 14 paino-% PPD-T-tapulikuituja, 24 paino-% nailontapu-5 likuituja ja 62 paino-% puuvillakuituja.

Esimerkki 2

Seurattiin esimerkin 1 menetelmää sillä erolla, että käytettiin 25 paino-% värjäämättömiä PPD-T-kuituja ja loimessa käytettiin vain 10 paino-% nailonia ja loppuosan 10 muodostavaa puuvillaa. Täyteaine oli 100-%:ista puuvillaa. Kankaan Taber-hankauskestävyys oli 6,8 jaksoa/g/m2, lämmönkestävyysaika 0,026 s/g/m2 ja laskeutumisjäykkyys kuumennuksen jälkeen 4,5. Kankaan kuitupitoisuus oli 14 paino-% PPD-T-tapulikuituja, 6 paino-% nailontapulikuituja 15 ja 80 paino-% puuvillakuituja.

Esimerkki 3

Toistettiin esimerkki 1 sillä erolla, että pikkeri-seoshahtuva valmistettiin seoksesta, jossa oli 15 paino-% sinisiksi värjättyjä PPD-T-kuituja, 20 paino-% nailon-20 6,6-kuituja ja 65 paino-% puuvillakampakuituja ja näin valmistettu lanka muodostui yksinkertaisesta kehruulangas-ta, jonka kierre ja pituusmassa olivat samat kuin esimerkin 1 langan.

Kuten esimerkissä 1 yksinkertaista lankaa käytet-25 tiin loimena sukkulakonekangaspuissa 3x1 palttinaraken- teessa siten, että täytelankana oli yksinkertainen rengas-kehrätty lanka, jossa oli 30 paino-% nailon-6,6-kuituja ja 70 paino-% puuvillakampakuituja. Täytelangan kierre ja pituusmassa olivat samat kuin loimilangan. Kankaan kuitu-30 pitoisuus oli 9 paino-% PPD-T-tapulikuituja, 24 paino-% nailontapulikuituja ja 67 paino-% puuvillakuituja. Kankaan rakenteessa oli 24,4 loimilankaa per cm x 17,3 kudelankaa per cm (62 loimilankaa per tuuma x 44 kudelankaa per tuuma ) , neliöpaino 505 g/m2 (14,6 unssia/neliöjaardi), lämmön-35 kestävyysaika 0,022 s/g/m2 ja laskeutumisjäykkyys kuumennuksen jälkeen 4,5.

e ^9383

Ei-keksinnön mukaiset, taulukossa 1 kuvatut ver-tailuesimerkit A-E valmistettiin kuten esimerkissä 1 sillä erolla, että puuvillaan sekoitettiin joko PPD-T:tä tai nailonia, muttei molempia. Vertailuesimerkeistä F ja G, 5 jotka myös valmistettiin esimerkin 1 mukaan, ilmenevät puuvillasta, polyesteristä ja PPD-T:stä muodostuvien kol-mikomponenttiseosten ominaisuudet. Hankauskestävyys oli puolet nailonia sisältävien kolmikomponenttiseosta han-kauskestävyydestä.

10 Taulukko 1

Ei-keksinnön mukaisia kontrollikankaita

Esimerkki Taber- Lämmönkes- Laskeutumis- hankaus- tävyygaika jäykkyys kestävyys 2 s/g/m kuumennuksen 15 _iaksoa/a/m _jälkeen cm A. Loimi 50/50 % 5,0 0,032 4,5 PPD-T/puuvilla täyte 100 % puuvillaa 20 B. Loimi 35/65 % 4,6 0,030 3,5 PPD-T/puuvilla täyte 100 % puuvillaa 25 C. Loimi ja täyte 3,0 0,012 3 100 % puuvillaa D. Loimi 30/70 9,0 0,012 7 30 nailon/puuvilla täyte 100 % puuvillaa E. Loimi 45/55 9,6 0,012 7 35 nailon/puuvilla täyte 100 % puuvillaa F. Loimi 25/20/55 4,4 0,026 5,5 40 PPD-T/polyesteri/ puuvilla täyte 30/70 % polyeste-ri/puuvillaa • 45 G. Loimi 15/20/65 4,0 0,024 5 PPD-T/polyesteri/puuvilla täyte 30/70 % polyesteri /puuvillaa li

Claims (8)

9 39383

1. Perusteellisesti sekoitettu tapulikuituseos, 5 tunnettu siitä, että siinä on 5 - 20 % nailontapu-likuituja, 15 - 50 % lämmönkestäviä kuituja, joiden läm-mönkestävyys on vähintään 0,018 s/g/m2 ja happi-indeksi vähintään 25, ja vähintään 30 % puuvillakuituja.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen perusteellisesti 10 sekoitettu tapulikuituseos, tunnettu siitä, että lämmönkestävät kuidut ovat poly(p-fenyleenitereftalami-di)tapulikuituj a.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tapulikuituseos, tunnettu siitä, että tapulikuitu on kihar- 15 rettu.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen tapulikuituseos, tunnettu siitä, että puuvilla on tulta hidastava.

5. Lämmönkestävä, kulutusta kestävä kudottu kangas, 20 tunnettu siitä, että siinä on 3 - 25 % nailontapu- likuituja, 30 - 89 % puuvillaa ja 8 - 50 % lämmönkestäviä kuituja, joiden lämmönkestävyysaika on vähintään 0,018 s/g/m2 ja happi-indeksi vähintään 25, jolloin tällaisen kankaan loimilankana on lanka, jossa on 5 - 20 % nailonta-25 pulikuituja, 15 - 50 % lämmönkestäviä kuituja, joiden läm-mönkestävyys on vähintään 0,018 s/g/m2 ja happi-indeksi vähintään 25, sekä vähintään 30 % puuvillakuituja.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kangas, tunnettu siitä, että tapulikuitujen pituusmassa on n. 1 30. n. 3 dtex per kuitu.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen kangas, tunnettu siitä, että lanka kuteen suunnassa on puuvillalanka.

8. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen kangas, 35 tunnettu siitä, että kudeaine muodostuu puuvillan ja nailonin seoksesta. 10 3 9 38 3