NO172193B - Stapelfiberblanding og anvendelse av denne - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår bomullsfiber-blandinger som er egnede for anvendelse som varpgarn i varmeresistente vevnader med høy varighet og gode estetiske tekstilegenskaper. Vevnadene er laget av blandinger av bomull, nylon og varmeresistente organiske fibre.

Oppfinnelsens bakgrunn

Abrasjonsresistensen til vevnader av blandinger av bomull og varmeresistente herdefibre når vevnadene gnis mot myke overflater, er bare litt bedre enn for vevnader utelukkende av bomull.

Bomullsjeans blir vanligvis båret av sveisere, men de forringes hurtig på grunn av gnisthull og slitasje på grunn av gnidning mot myke overflater ved lommer og mansjetter. Bomullsblandingsvevnader med høy varmeresistens, godt ut-seende og høy abrasjonsmotstandsdyktighet overfor myke overflater er nødvendige for flere typer av klesplagg, spesielt arbeidsbukser og -jakker som er utsatt for varme og gnister. Vevnader av blandinger av bomull og nylon har utmerket abrasjonsresistens mot myke overflater, men de har tilnærmet den samme eller dårligere varmeresistens enn bomull. Abrasjonsresistensen til vevnader av blandinger av bomull, polyester og varmeresistente fibre, f.eks. poly-p-fenylen-terfthalamid (PPD-T) mot myke overflater er tilnærmet den samme som for vevnader av blandinger av bomull og PPD-T,

men dårligere enn for polyester/bomullsvevnader.

Oppsummering av oppfinnelsen

Det tilveiebringes ved oppfinnelsen en stapelfiberblanding egnet for varpgarn for vevnader med god varmeresistens, varighet og tekstilestetiske egenskaper, inneholdende varmeresistente fibre som har en varmeresistenstid på minst 0,018 s/g/m 2 og en grenseoxygenindeks på minst 25 og

er valgt fra gruppen bestående av poly-p-fenylenterefthalamid, polybenzimidazol, en kopolymer av terefthalsyre med en blanding av diaminer omfattende 3,4<1->diaminodifenylether og p-fenylendiamin, og novoloider, og stapelfiberblandingen er særpreget ved at den omfatter 5-20% nylonstapelfiber,

15-50% av den varmeresistente fiber og minst 30% bomullsfiber.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

De her anvendte stapelfibre er tekstilfibre med en lineær densitet som er egnet for klesplagg, dvs. mindre enn 10 decitex pr. fiber, fortrinnsvis mindre enn 5 decitex pr. fiber. Enda mer foretrukne er fibre som har en lineær densitet av fra 1 til 3 decitex pr. fiber og en lengde fra 1,9 til 6,3 cm. Krusede fibre er spesielt gode for å

oppnå et tiltalende tekstilutseende og bearbeidbarhet.

Fremgangsmåten for fremstilling av vevnaden innbefatter de trinn at først tilberedes en blanding som omfatter 15-50% varmeresistente stapelfibre, 5-20% alifatisk polyamid (nylon)-stapel og minst 30% bomull. Garn blir spunnet fra blandingen, og vevnaden blir vevet under anvendelse av disse garn som varp. Innslaget velges slik at nyloninnholdet i vevnaden begrenses til 3-25% av fiberinnholdet, varmeresistente fibre til 8-50% og bomull til 30-89% av fiberinnholdet.

Det er viktig å opprettholde det korrekte innhold

av de tre fibertyper for å oppnå de ønskede resultater.

For lite av varmeresistent fiber fører til hurtig åpnings-brudd når de utsettes for flammer og gnister, mens et over-skudd vil gi tap av ønsket tiltalende bomullutseende. Nylon i varpgarnet er nødvendig for beskyttelse mot abrasjon mot myke overflater, men for mye vil gjøre at vevnaden blir stiv og taper fallevne når vevnaden hurtig utsettes for temperaturer av ca. 300UC. Bomull gir et mykt grep og en fuktighetsabsorpsjon som ikke kan oppnås med blandinger av nylon og varmeresistente fibre, og gir således en komfortabel vevnad. Bomull danner også en fleksibel forkulling når den utsettes for varme og flammer fordi fibrene kleber ikke til hverandre. Den er således tilbøyelig til å holde seg på plass og gi god beskyttelse.

Det er overraskende at en liten mengde nylon i varpen sterkt vil forbedre de nye vevnaders abrasjonsresistens overfor myke overflater uten vesentlig tap av mykhet og

fallevne når de utsettes for temperaturer over smelte-punktet for nylon,

Som vist i de nedenstående eksempler 1-3, sammenlignet med kontrollvevnadene A, B og C, oppnås en vesentlig økning av Taber-abrasjonen når små mengder av nylon tilsettes til varpen for 3x1 kypervevnader. D.et fremgår av eksempel 2

at nettopp 10% nylon i varpen er tilstrekkelig til mer enn å fordoble abrasjonsmotstandsdyktigheten sammenlignet med kontrollvevnaden C. Eksemplene viser også at vevnader med et nyloninnhold av opp til 20% i varpen sammen med minst 15% PPD-T er istand til å motstå en flamme, under belastning,

to ganger så lenge som en vevnad bare av bomull (kontroll-vevnad C).

Eksemplene viser også at vevnader som inneholder bomull, nylon og PPD-T beholder god fall selv dersom de oppvarmes til 300°C. Som vist i Tabell 1 ble kontrollvevnaden D med 30% nylon i varpen og 100% bomullsinnslag helt stiv da den kortvarig ble utsatt for 300°C. Dette illustrerer viktigheten av å holde nyloninnholdet lavt i varpen.

Fibrene kan spinnes til garn ved hjelp av flere for-skjellige spinnemetoder, innbefattende, men ikke begrenset til, ringspinning, luftdysespinning og friksjonsspinning.

Nylon 6,6 er det foretrukne alifatiske polyamid, men andre, som nylon 6, som har varmeresistens og utmattings-egenskaper lignende dette, kan også tilfredsstillende anvendes .

Uttrykket "varmeresistentg fibre" som her anvendt betyr stapelfibre av polymerer som inneholder både carbon og hydrogen og som også kan inneholde andre elementer, som oxygen og nitrogen, og som har en varmeresistenstid på minst 0,018 s/g/m<2>.

Et eksempel på en varmeresistent fiber for anvendelse

i henhold til den foreliggende oppfinnelse er poly-p-fenylenterefthalamid (PPD-T) stapelfiber (LOI 28, varmeresistenstid 0,04 s/g/m 2). D.enne fiber kan fremstilles som beskrevet i US patent nr., 3767756 og er tilgjengelig i handelen.

Andre fibre som kan anvendes innbefatter polybenzimidazol

(LOI 41, varmeresistenstid 0,04 s/g/m 2) og en kopolymer av terefthalsyre med en blanding av diaminer omfattende 3,4'-diaminodifenylether og p-fenylendiamin, som beskrevet i US patent nr. 4075172 (LOI 25, varmeresistenstid 0,024 s/g/m 2).

Også novoloider er tilfredsstillende, som de som fremstilles i Japan under varemerket KYNOL.

Under fremstillingen av vevnaden

kan en harpiks for å oppnå varig press påføres på vevnaden. Flere andre vanlige vevnadsbehandlinger kan også utføres

på vevnaden. For enkelte anvendelser kan det være ønskelig å påføre flammeretarderende midler på bomullen for å oppnå ytterligere beskyttelse mot flammer.

Prøvingsmålinger

Alle vevnadsprøvinger og målinger følger efter at vevnadene som skal prøves, er blitt utsatt for én vaske/ tørkesyklus. Vaske/tørkesyklusen består i vasking av vevnaden i en vanlig husholdningsvaskemaskin i en vandig oppløsning av natriumhydroxyd med en pH av 11,5 ved 57°C med 14 minutters agitering efterfulgt av skylling av vevnaden ved 37°C og tørking i en vanlig tumlingstørker inntil en maksimal tørrhet ved en slutt (maksimums)-temperatur av 71°C. Som regel er en tørketid av ca. 30 minutter nødvendig.

Abrasjonsresistens

Abrasjonsresistens ble bestemt under anvendelse av ASTM Method D3884-80 med et CS-10 hjul, 1000 g last på en Taber-abrasjonsmaskin tilgjengelig fra Teledyne Taber, 455 Bryant St., North Tonawanda, NY 14120. Taber-abrasjonsresistens rapporteres som sykluser inntil svikt delt på vevnadens flatevekt i g/m 2.

Varmeresistens

Varmeresistens ble målt under anvendelse av et utstyr beskrevet i US patent nr. 4198494 for å måle vevnads-åpningsbrudd ("Fabric Break Open"). Selv om de samme opp-varmingsbetingelser ble anvendt, er denne metode forskjellig ved at prøveholderen ble modifisert for å eksponere et 2,5 x 6,3 cm areale av prøvestykket for varmestrømmen. Prøven ble forandret til en 2,5 x 25 cm strimmel og satt under en strekkbelastning på 1,8 kg ved å holde én ende fast og ved å feste den annen til et 1,8 kg lodd som var opphengt fra en snor som var ført over en trinse. Målinger foretas når vevnaden bare er belastet i varpretningen og med vevnaden

vendt nedad mot flammene. Dessuten er den registrerte tid den tid som er nødvendig for at prøven skal bli utsatt for brudd istedenfor den tid som er nødvendig for å forårsake at et hull vil bli dannet i vevnaden. Tiden i sekunder før prøven utsettes for brudd dividert med vevnadens flatévekt i g/m 2er rapportert som varmeresistenstid. Denne type av oppvarmingsutstyr er tilgjengelig som modell CS-206 fra Custom Scientific Instruments, Inc., 13 Wing Drive, Cedar Knolls, NJ 07927.

For å bestemme varmeresistente fibres varmeresistenstid kan vevnader som utelukkende består av stapel eller filament anvendes. Vevnader med lerretsbinding og med i det vesentlige et likt antall tråder og skudd av de samme garn bør anvendes. Vevnadens flatévekt bør ligge mellom 170 og 340 g/m<2>.

Oppvarmet fallstivhet

Vevnadsprøver med en bredde på 2,5 cm og en lengde

på 15 cm ble anbragt mellom to 0,13 cm tykke aluminium-plater og holdt i en ovn i 10 minutter ved 300°C. De ble fjernet og fikk avkjøle før platene ble fjernet. De ble derefter vasket og tørket én gang under anvendelse av den metode som er beskrevet ovenfor for prøvetilberedning, bortsett fra at rent ledningsvann ble anvendt istedenfor oppløsningen på 11,5. Oppvarmet fallstivhet ("Heated Dråpe Stiffness") ble målt under anvendelse av ASTM Method D1388-75 for fallstivhet med vevnadens varpside vendt oppad (fallstivhet er også betegnet som bøyningslengde i D1388-75).

Grenseoxygenindeks ( LOI)

Denne ble bestemt under anvendelse av ASTM Method D2863-77.

Eksempel 1

En meget varig vevnad ble fremstilt fra ringspundne garn av intime blandinger av PPD-T-stapelf ibre, ny lons tape 1-!

fibre og bomull.

En picker-blandingslunte av 25 vekt% blåfargede PPD-T fibre med en lineær densitet på 1,65 decitex (1,5 dpf) for

en klippet lengde på 3,8 cm, 20 vekt% polyhexamethylen-adipamid (6,6-nylon)-fibre med en lineær densitet av 2,77 dtex (2,5 dpf) og en klippet lengde på 3,8 cm (tilgjengelig på markedet som T-420 nylonfiber fra E.I. du Pont de Nemours & Co. Inc.) og 55 vekt% kjemmet bomull med en fiberlengde på 3 cm ble tilberedt og bearbeidet ved hjelp av det vanlige bomullssystem til et spunnet garn med en tvinnsnograd på 3,6 pr. cm (tpc) av "z"-tvinnsno under anvendelse av en ring-spinneramme. Det på denne måte fremstilte garn var 972 dtex (nominell 6/1 bomullstrådtetthet, 883 denier) poilspunnet garn. Det poilspundne garn dannet på denne måte ble anvendt som varpen på en skyttelvevstol for en 3 x 1 høyrekyperbind-ing med et poilrihgspunnet veftgarn laget av 30 vekt% av de samme 6,6-nylonfibré som ble anvendt i varpgarnet, og 70 vekt% kjemmet bomull, idet veftgarnet hadde samme tvinnsno og lineære densitet som varpgarnet. Kypervevnaden hadde en binding av 25 tråder pr. cm x 19 skudd pr. cm, en flatévekt på

498 g/m 2 , en Taber-abrasjon på 9 sykluser/g/m 2, en varmeresistenstid på 0,026 s/g/m 2 og en oppvarmet fallstivhet på 5. Vevnaden hadde et fiberinnhold av 14 vekt% PPD-T stapel, 24 vekt% nylonstapel og 62 vekt% bomullsfibre.

Eksempel 2

Metoden ifølge Eksempel 1 ble gjentatt, bortsett fra at 25 vekt% ufargede PPD-T fibre ble anvendt og bare 10 vekt% nylon idet resten utgjordes av bomull for anvendelse i varpen. Veften besto av 100% bomull. Vevnaden hadde en Taber-abrasjon på 6,8 sykluser/g/m 2, en varmeresistenstid

på 0,02 6 s/g/m 2 og en oppvarmet fallstivhet på 4,5. Vevnaden hadde et fiberinnhold på 14 vekt% PPD-T stapel, 6 vekt% nylonstapel og 80 vekt% bomullsfibre.

Eksempel 3

Eksempel 1 ble gjentatt, bortsett fra at pickerbland-ingslunten var laget av 15 vekt% av de blåfargede PPD-T fibre, 20 vekt% av 6,6-nylonfibrene og 65 vekt% av den kjemmede bomull, og garnet fremstilt på denne måte var et spoil-spunnet garn med samme tvinnsno og lineære densitet som garnet ifølge Eksempel 1.

På samme måte som i Eksempel 1 ble spoilgarnet anvendt som varp på en skyttelvevstol for en 3 x 1 kyperbinding med et spoilringspunnet veftgarn laget av 30 vekt% av 6,6-nylonfibrene og 7 0 vekt% kjemmet bomull, idet veftgarnet hadde samme tvinnsno og lineære densitet som varpgarnet. Vevnaden hadde et fiberinnhold av 9 vekt% PPD-T stapelfibre, 24 vekt% nylonstapelfibre og 67 vekt% bomull. Vevnaden hadde en binding av 44,4 tråder pr. cm x 17,3 skudd pr. cm, en flatévekt på 505 g/m 2, en Taber-abrasjon av 8,3 sykluser/g/m 2 , en varmeresistenstid av 0,022 s/g/m<2 >og en oppvarmet fallstivhet av 4,5.

Sammenligningseksemplene A-E som ikke er ifølge oppfinnelsen og som er angitt i Tabell 1 ble utført på lignende måte som Eksempel 1, bortsett fra at bomullen var blandet med enten PPD-T eller nylon, men ikke med begge. Sammenligningseksemplene F og G ble også utført på lignende måte som i Eksempel 1 og viser egenskapene til trippel-blandinger av bomull, polyester og PPD-T. Abrasjonsresistensen var halvparten av den for de sammenlignbare nylontrippelblandinger.

Claims (5)

1. Stapelfiberblanding egnet for varpgarn for vevnader med god varmeresistens, varighet og tekstilestetiske egenskaper, inneholdende varmeresistente fibre som har en varmeresistenstid på minst 0,018 s/g/m 2 og en grenseoxygenindeks på minst 25 og er valgt fra gruppen bestående av poly-p-fenylenterefthalamid, polybenzimidazol, en kopolymer av terefthalsyre med en blanding av diaminer omfattende 3,4<1->diaminodifenylether og p-fenylendiamin, og novoloider, karakterisert ved at den omfatter 5-20% nylonstapelfiber, 15-50% av den varmeresistente fiber og minst 30% bomullsfiber.

2. Stapelfiberblanding ifølge krav 1, karakterisert ved at de varmeresistente fibre er poly-p-fenylénterefthalamid-stapelfibre..

3. Stapelfiberblanding ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at stapelen er kruset.

4. Stapelfiberblanding ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at bomullen erubehandlet med et flammehemmende middel.

5. Anvendelse av stapelfiberblandingen ifølge krav 1-4 for garn.