WO2014044401A2 - Garn mit flammschutzwirkung und daraus gebildete textile flächengebilde - Google Patents

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WO2014044401A2
WO2014044401A2 PCT/EP2013/002840 EP2013002840W WO2014044401A2 WO 2014044401 A2 WO2014044401 A2 WO 2014044401A2 EP 2013002840 W EP2013002840 W EP 2013002840W WO 2014044401 A2 WO2014044401 A2 WO 2014044401A2
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less
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flame
flame retardant
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Albrecht LABSCH
Martin GEBERT-GERM
Bernhard Müller
Axel Russler
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Glanzstoff Bohemia S.R.O.
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    • Y10T442/444—Strand is a monofilament composed of two or more polymeric materials in physically distinct relationship [e.g., sheath-core, side-by-side, islands-in-sea, fibrils-in-matrix, etc.] or composed of physical blend of chemically different polymeric materials or a physical blend of a polymeric material and a filler material

Definitions

  • the invention relates to a yarn which has and in particular consists of a spinning process, in particular wet-spinning of viscose eellulosic regenerated fibers, and which has a flame retardant co-spun at least in part of its cellulosic regenerated fibers flame retardant properties as well as textile structures made of such yarns, in particular textile fabrics.
  • Such yarns have been known in the art for about 30 years. They are suitable for use in protective fabrics (PPE (Personal Protection Equipment) area) for a number of reasons. This is on the one hand in a higher wearing comfort of the cellulosic fibers over synthetic fibers, which can be seen in particular in a higher moisture absorption. Furthermore, as a non-thermoplastic material, cellulose does not tend to deform, melt or increase in adhesion, even at elevated temperatures. Due to the flame retardant properties, such yarns, with a sufficiently high proportion of flame retardant, also achieve sufficient resistance to the effects of fire, and in particular also passed the firing test in accordance with EN ISO 15025.
  • PPE Personal Protection Equipment
  • flame-retardant in flame-retardant properties generally includes resistance to flame exposure in the first place, and more particularly includes resistance to flame exposure in that combustion is not promoted after removal of the applied flame, which corresponds to an LOI of about 25 or higher.
  • the commercially used regenerated fibers are currently staple fibers sold under the trade name Lenzing® FR.
  • Other fibers of wool and / or high-temperature resistant synthetic fibers in the form of intimate mixtures can also be combined with these staple fibers, for example in order to reduce the costs of high-temperature-resistant synthetic fiber yarns alone.
  • the invention has for its object to provide a yarn from which textile fabrics can be produced, in particular in the field of protective clothing, whose usefulness is improved under high loads.
  • This object is achieved by providing the yarn of the aforementioned type, which is characterized essentially in that it has a nonhomogeneous over its cross-section distribution of the spun flame retardant with respect to the yarn center outwardly shifted weight.
  • the invention is based on the finding that the above-described not completely satisfactory usability is due to an insufficient dimensional stability of the textile fabric under prolonged exposure to heat. Due to the inhomogeneous distribution of the spun-on flame retardant a garnmittennaher area is created with relatively lower or vanishing flame retardant, which improves the dimensional stability of the total yarn. In that regard, it is surprising that a higher quality of textile fabrics against extreme heat effects is not achieved by an increased flame retardant addition, but by a reduction in flame retardants based on the total weight of the textile fabrics. In the case of the preferred phosphorus-containing flame retardants, there are economic as well as ecological advantages.
  • a fabric made only from such a yarn under ten-minute heat exposure of 260 ° C a maximum dimensional change subject to less than 10%.
  • the criteria set out in NFPA 1971 may be used as a test criterion.
  • the co-spun flame retardant could be added in the form of a particulate solid to the dope as a dispersion.
  • a phosphorus-containing flame retardant is used, in particular 2,2'-oxybis [5,5-dimethyl-1, 3,2-dioxaphosphorinane] 2,2 'disulphide, also known under the trade name Exolit or Sandoflam.
  • a phosphorus content based on the cellulose in the range of 2.5% or higher, preferably 2.8% or higher, more preferably 3.2% or higher, or even higher than 3.5% is desired.
  • the yarn has a core-shell structure, wherein the shell has a higher flame retardant content than the core.
  • a ratio core: shell of 4: 5 or smaller, preferably 3: 4 or smaller, in particular 2: 3 or smaller could be provided.
  • the jacket itself could have a homogeneous flame retardant distribution, as well as the core.
  • the stated proportions are favorable in order to achieve sufficient resistance to burning (for example according to burning tests from EN ISO 11612 and EN ISO 469 with respect to EN ISO 15025), in particular if a textile fabric to be produced from the yarn is no further component having.
  • blending-inhibiting fiber types are used as blending partners for the production of such a fabric, which in themselves fulfill high requirements for thermal resistance tests (for example according to ISO 17493), the specified ratio could also be 1: 1 or greater.
  • the yarn is a hybrid yarn.
  • the core of the hybrid yarn should furthermore preferably have or consist of a cellulosic multifilament.
  • the soul can be free of flame retardants with an LOI of 17. It is particularly preferred that the cellulosic multifilament used for the soul is spun according to the modal method known per se, that is the modified classical viscose method with which increased strength properties can be achieved.
  • this cellulosic multifilament when manufactured, has parameter values for the quotient of the percent measured draft and the final take-off speed defined in meters per minute Process parameter is less than 2.5 or less than 2.0, preferably less than 1, 67, or less than 1, 5, in particular less than 1, 3 or even 1, 25, but preferably greater than 0.75 and in particular preferably greater than 1.0.
  • the product of these two quantities is on the one hand preferably greater than 3,200, in particular greater than 3,600 or in particular even 4,000, on the other hand preferably less than 8,000, in particular less than 7,500 or even 7,000, corresponding to the parameter values of the claims 14 to 17 of the not yet published application PCT / EP2012 / 002069 of the same applicant.
  • the sheath of the hybrid yarn could be formed by a simple ply and twist of another regenerated cellulosic fiber.
  • the above-explained very high dimensional stability is particularly well achieved, especially when the yarn is a Umwindungsgarn.
  • the production of twisting yarns per se is known to the person skilled in the art. It can be carried out on suitable commercially available machines.
  • the invention also discloses a hybrid yarn with a cellulosic regenerated fiber core and a wrap comprising a regenerated cellulosic regenerated fiber flame retardant, wherein a textile fabric produced only from the hybrid yarn undergoes a dimensional change at a temperature of 260 ° C. for ten minutes of a maximum of 10%, in particular a maximum of 8% learns.
  • the soul of this wrapping yarn could in this case even have a flame retardant itself, in particular in the overall Flammschutzstoffschver notorious shifting manner.
  • the distribution described above with outwardly shifted weight is particularly preferred.
  • the quotient of the titre of the core and the denier of the covering yarn (the turn-around) is preferably 0.75 or less, more preferably 0.6 or less, in particular 0.5 or less.
  • a sheath yarn of the hybrid yarn comprises or consists of a cellulosic multifilament, in particular using the same viscose as the core, thereby achieving as similar mechanical and textile properties as possible.
  • cellulosic multifilaments are described in particular in the above-mentioned unpublished patent application PCT / EP2012 / 002069. It is a high-strength, permanently flame retardant yarn based on regenerated cellulose.
  • This yarn is also marketed under the brand name Viskont ® FR and is in particular, due to its very smooth surface, high abrasion resistance and high specific dry tensile strength in the range of 28 to 30 cN / tex good for use as lining material, for example, in firefighting clothing.
  • sheath yarn of the hybrid yarn is particularly preferred in view of these properties, it would be quite conceivable to form the sheathing yarn of the hybrid yarn based on staple fiber yarns, even if somewhat lower strength properties, especially in abrasion behavior (Martindale, pilling tests) are achieved.
  • the wrap yarn has a twist of 800 TPM or less, preferably 600 TPM or less, more preferably 400 TPM or less, but more preferably 200 TPM or more, preferably 250 TPM or more, on the one hand low basis weights and on the other hand to obtain sufficient fire protection and good structural integrity of the yarn.
  • the single yarn serving as a wrap also has better overall performance characteristics, for example a higher wet modulus correlating with higher dimensional stability to washing.
  • the titres of the individual yarns for core and / or winding it is preferred that these be 220 dtex or less, preferably 190 dtex or less, in particular 167 dtex or less.
  • a textile fabric is also protected by the invention itself, which comprises such a yarn, consists predominantly thereof or is formed purely from this yarn.
  • This textile fabric should have a hot air shrinkage of less than 10%, preferably less than 8%, in particular less than 6%, at a temperature load of 260 ° C. for 10 minutes exposure time.
  • the textile fabric may be a fabric, wherein the yarn of the invention is used at least as a warp yarn.
  • the textile fabric could also be a knitwear.
  • the textile fabric preferably has a weight per unit area of 300 g / m 2 or less, preferably 250 g / m 2 or less, and in particular of 200 g / m 2 or less. As a result, a good wearing comfort can be achieved with satisfactory performance properties.
  • the fabric is a fabric, it is not limited in the nature of its construction. For example, twill weaves of different types, but also plain weaves, satin ribs, or jacquard weaves could be used.
  • the textile fabrics have a rub resistance of at least 80,000 turns, preferably at least 90,000 turns, in particular at least 100,000 turns under load of 12 kPa (measured according to Martindale EN IS012947-1, 2).
  • knits made of the yarn according to the invention can be used for flameproof gloves.
  • the fabrics according to the invention can, as already explained, be used for clothing in the PPE range, for example for clothing for persons in the fire and military, in clean rooms, foundries, blast furnaces and other occupational groups with a high risk of thermal exposure.
  • the applications of the yarn according to the invention also include cords, ropes and ropes as well as the use as a monofilament.
  • Fig. 1 shows a binding cartridge for an example fabric of the invention
  • Fig. 2 shows a comparison of multifilament regenerate fibers versus staple fiber intakes as the chain of fabric achievable strength properties.
  • a first example of a yarn according to the invention is a hybrid yarn whose core is formed by the yarn Viskont HT dtex 67f 38 S90, which is made of the viscose rayon HTFR dtex 167 f60 S90 in S600 and has a denier of 234 dtex.
  • the soul is here flame retardant-free, so that the flame retardant distribution is in the form of a step function with level between soul and zero turn on the flame retardant concentration of the viscose rayon HTFR.
  • This yarn is used as a warp yarn for a fabric construction formed from a heterogeneous mixture.
  • the shot consists of a 20 tex / 1 aramid.
  • a twill weave 2/1 with a warp density of 30 Fd / cm and a weft density of 22 Fd / cm is used, see the weave in Fig. 1.
  • the fabric produced was washed at 60 ° C for 15 minutes and dried in a tumbler at 90 ° C for 40 minutes.
  • the resulting basis weight was 187 g / m 2 .
  • the material was not dyed. However, such coloring would have no effect on the test results presented below.
  • the dimensional change in percent was determined for the fabric under heat of 260 ° C. over 10 minutes in the longitudinal and transverse directions. These were -5% in the longitudinal direction and -0.5% in the transverse direction, as shown in Table 1 below.
  • the tissue was also examined for possible ignition or melting at this temperature, with a negative result (measuring specifications from NFPA 1971, EN ISO 11612 (with respect to the thermal resistance according to ISO 17493 at 260 ° C.)).
  • Another embodiment is a hybrid yarn which is also formed in the form of a rewinding yarn.
  • the soul forms a non-permanently flame-retardant filament yarn dtex 1 10 f 60 S90, the wrapping yarn or the wrap of a permanently flame-retardant yarn dtex 110 f46 S90.
  • a fabric formed solely from this hybrid yarn 220 dtex undergoes a shrinkage at 260 ° C. under 10 minutes exposure time of less than 6% at a ratio of non-permanently flame-retardant to permanently flame-retardant yarn from here 40:60, for example. for both warp and weft (construction twill 3/1, fabric density warp 34 FD / cm, weft 23 FD / cm).
  • a fabric is still presented that is made of 100% FR filament, dtex 290, construction chain and shot 225 g / m 2 .
  • Table 5 shows the heat shrink process of this assembly for several samples at two temperatures. It can be seen that at 180 ° C only a very small percentage of shrinkage takes place, which also meets the standard EN ISO 11612. At even higher temperatures, however, these low levels can not be maintained.
  • multifilament regenerate fibers in preference to staple fibers or staple fiber intakes is preferred. Comparing the basis weight strengths, higher strength values of 20% to 30% are achieved in the warp if these consist of multifilament regenerate fibers rather than staple fiber intakes. This is illustrated in FIG. 2, which insofar does not relate to the fabrics according to the invention themselves, but serves to explain the background for specific preferred embodiments of the invention.

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Abstract

Garn, welches mit einem Spinnverfahren, insbesondere Nass-Spinnverfahren aus Viskose hergestellte cellulosische Regeneratfasern aufweist und insbesondere daraus besteht, und welches über ein wenigstens in einem Teil seiner cellulosischen Regeneratfasern miteingesponnenes Flammschutzmittel bewirkte flammhemmende Eigenschaften besitzt, wobei das Garn eine über seinen Querschnitt gesehen inhomogene Verteilung des eingesponnenen Flammschutzmittels mit bezüglich der Garnmitte nach außen verlagertem Gewicht aufweist.

Description

ZIMMERMANN
PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS EUROPEAN TRADEMARK ATTORNEYS EUROPEAN DESIGN ATTORNEYS
Dipl.-Ing. H. Leinweber (1930-1976)
Dipl.-Ing. H. Zimmermann (1962-2002) Dipl.-Phys. Dr. Jürgen Kraus
Dipl.-Ing. Thomas Busch
Dipl.-Phys. Dr. Klaus Seranski
Dipl.-Phys. Dr. Patrick Werner
Rosental 7
D-80331 München
TEL. +49-89-23 11 24-0
FAX +49-89-23 11 24-11
den
vemvmk
Unser Zeichen
Glanzstoff Bohemia s.r.o.
Terezinskä 60,
CZ-41017 Lovosice
Garn mit Flammschutzwirkung und daraus gebildete textile Flächengebilde
Die Erfindung betrifft ein Garn, welches mit einem Spinnverfahren, insbesondere Naßspinnverfahren aus Viskose hergestellte eellulosische Regeneratfasern aufweist und insbesondere daraus besteht, und welches über ein wenigstens in einem Teil seiner cellulosischen Regeneratfasern miteingesponnenes Flammschutzmittel bewirkte flammhemmende Eigenschaften besitzt sowie aus derartigen Garnen hergestellte textile Gebilde, insbesondere textile Flächengebilde.
Derartige Garne sind in der Technik seit etwa 30 Jahren bekannt. Sie eignen sich aus mehreren Gründen für den Einsatz in textilen Flächengebilden für Schutzkleidung (PPE (Personal Protection Equipment)-Bereich). Dies liegt zum einen in einem höheren Tragekomfort der cellulosischen Fasern gegenüber Synthesefasern, der insbesondere in einer höheren Feuchtigkeitsaufnahme zu sehen ist. Des Weiteren neigt Cellulose als nicht thermoplastischer Werkstoff auch bei erhöhter Temperatur nicht zu Verformungen, Schmelzen oder zu vermehrter Anhaftung. Über die flammhemmenden Eigenschaften werden aus solchen Garnen bei ausreichend hohem Flammschutzmittelanteil auch eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuereinwir- kung erreicht, und insbesondere auch die Brennprüfung nach EN ISO 15025 bestanden. Werden diese Flammschutzeigenschaften durch ein miteingesponnenes Flammschutzmittel erreicht, bleibt diese dauerhaft und derartige cellulosische Regeneratfasern werden im Folgenden auch als permanent flammhemmend bezeichnet. Der Ausdruck„flammhemmend" in flammhemmende Eigenschaften umfaßt zunächst allgemein eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Flammeneinwirkung, und umfaßt insbesondere auch eine Beständigkeit gegenüber Flammeneinwirkung dahingehend, daß nach Wegnahme der einwirkenden Flamme die Verbrennung nicht weiter gefördert wird. Dies entspricht etwa einem LOI von 25 oder höher.
Vielfach handelt es sich derzeit bei den kommerziell eingesetzten Regeneratfasern um Stapelfasern, die unter dem Markennamen Lenzing® FR vertrieben werden. Mit diesen Stapelfasern können auch andere Fasern aus Wolle und/oder hochtemperaturresistenten Synthesefasern in Form von Intimmischungen kombiniert werden, beispielsweise um die Kosten von alleinig aus hochtemperaturresistenten Synthesefasergamen zu verringern.
Trotz der mit den Garnen der eingangs erläuterten Art erreichten Vorteile einer Flammbeständigkeit hat sich jedoch herausgestellt, daß insbesondere im Feuerwehrbereich noch keine zufriedenstellenden Trageeigenschaften erreicht werden, insbesondere wenn die Einsatzleute der Feuerwehr über mehrere Minuten sehr hohen Temperaturen ausgesetzt sind.
Aufgrund dieser Probleme liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Garn bereitzustellen, aus dem sich textile Flächengebilde insbesondere im Bereich der Schutzkleidung herstellen lassen, deren Einsatzfähigkeit unter hohen Belastungen verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch Bereitstellen des Garns der eingangs genannten Art gelöst, das im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine über seinen Querschnitt gesehen inhomogene Verteilung des eingesponnenen Flammschutzmittels mit bezüglich der Garnmitte nach außen verlagertem Gewicht aufweist.
Dabei beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß die oben erläuterte nicht vollkommen zufrieden stellende Einsatztauglichkeit auf einer nicht ausreichenden Formbeständigkeit der textilen Flächengebilde unter längerer Hitzeeinwirkung zurückzuführen ist. Aufgrund der inhomogenen Verteilung des eingesponnenen Flammschutzmittels wird ein garnmittennaher Bereich mit relativ geringerem oder verschwindendem Flammschutzmittelanteil geschaffen, der die Formbeständigkeit des Gesamtgarns verbessert. Insoweit ist es überraschend, daß eine höhere Qualität von textilen Flächengebilden gegenüber extremen Hitzeeinwirkungen nicht durch eine erhöhte Flammschutzmittelzugabe erreicht wird, sondern durch eine Verringerung an Flammschutzmittel bezogen auf das Gesamtgewicht der textilen Flächengebilde. Bei den bevorzugten phosphorhal- tigen Flammschutzmitteln ergeben sich dabei neben ökonomischen auch ökologische Vorteile.
Auf diese Weise wird es möglich, daß ein nur aus einem solchen Garn hergestelltes Flächengebilde unter zehnminütiger Hitzeeinwirkung von 260° C einer maximalen Maßänderung von unter 10 % unterliegt. Als Prüfungskriterien können dazu beispielsweise die in der NFPA 1971 dargelegten Kriterien herangezogen werden.
Die erfindungsgemäß erreichte hohe Formbeständigkeit, anders ausgedrückt diese spezifische Widerstandsfähigkeit gegenüber Heißluftschrumpf hat durchaus erhebliche praktische Auswirkungen. Man stelle sich vor, was passieren würde, wenn zum Beispiel Handschuhe unter thermischer Einwirkung so stark schrumpfen, daß man diese nach dem Einsatz nicht mehr ausziehen kann oder eine Jacke im Zuge eines Feuereinsatzes derart schrumpft, daß das Atmen erschwert bis unmöglich gemacht wird.
Das miteingesponnene Flammschutzmittel könnte in Form eines partikelförmigen Feststoffes der Spinnmasse als Dispersion zugegeben werden. Bevorzugt wird ein phosphorhaltiges Flammschutzmittel eingesetzt, insbesondere 2,2'-oxybis[5,5-dimethyl-1 ,3,2-dioxaphosphorinane] 2,2' disulphide, auch unter dem Handelsnamen Exolit oder Sandoflam bekannt. Dabei wird ein auf die Cellulose bezogener Phosphoranteil im Bereich von 2,5 % oder höher, bevorzugt 2,8 % oder höher, weiter bevorzugt 3,2 % oder höher, oder sogar höher als 3,5 % angestrebt.
Bevorzugt weist das Garn eine Kern-Mantel-Struktur auf, wobei der Mantel einen höheren Flammschutzmittelanteil aufweist als der Kern. Insbesondere für den Fall eines flammschutzfrei- en Kerns könnte ein Mengenverhältnis Kern:Mantel von 4:5 oder kleiner, bevorzugt 3:4 oder kleiner, insbesondere 2:3 oder kleiner vorgesehen sein. So könnte der Mantel selbst eine homogene Flammschutzmittelverteilung aufweisen, wie auch der Kern. Bei flammschutzfreiem Kern sind die angegebenen Mengenverhältnisse günstig, um eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen Brennen (z. B. gemäß Brenntests aus EN ISO 11612 und EN ISO 469 hinsichtlich EN ISO 15025) zu erfüllen, insbesondere wenn ein aus dem Garn herzustellendes textiles Flächengebilde keine weitere Komponente aufweist. Verwendet man zusätzlich als Mischpartner für die Herstellung eines solchen Flächengebildes flammhemmende Fasertypen, welche von sich aus hohe Anforderungen an Wärmewiderstandsprüfungen erfüllen (beispielsweise nach ISO 17493) könnte das angegebene Verhältnis auch 1 :1 oder größer ausfallen.
In einer praktischen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Garn um ein Hybridgarn. Dabei sollte weiter bevorzugt die Seele des Hybridgarns ein cellulosisches Multifila- ment aufweisen oder daraus bestehen. Die Seele kann dabei mit einem LOI von 17 flamm- schutzmittelfrei sein. Dabei wird es insbesondere bevorzugt, daß das für die Seele herangezogenen cellulosische Multifilament nach dem per se bekannten Modalverfahren gesponnen wird, das heißt dem modifizierten klassischen Viskoseverfahren, mit dem erhöhte Festigkeitseigenschaften erreicht werden können. Insbesondere wird bevorzugt, wenn dieses cellulosische Multifilament bei seiner Herstellung Parameterwerte für den Quotienten aus in Prozent bemessener Verstreckung und in Meter pro Minute bemessener Endabzugsgeschwindigkeit definierter erster Verfahrensparameter kleiner als 2,5 oder kleiner als 2,0, bevorzugt kleiner als 1 ,67, oder kleiner als 1 ,5, insbesondere kleiner als 1 ,3 oder sogar als 1 ,25 ist, aber bevorzugt größer als 0,75 und insbesondere bevorzugt größer als 1 ,0 ist. Des Weiteren wird bevorzugt, daß das Produkt aus diesen beiden Größen einerseits bevorzugt größer als 3.200, insbesondere größer als 3.600 oder insbesondere sogar als 4.000 ist, andererseits bevorzugt kleiner als 8.000, insbesondere kleiner als 7.500 oder sogar als 7.000 ist, entsprechend den Parameterwerten der Ansprüche 14 bis 17 der noch nicht veröffentlichten Anmeldung PCT/EP2012/002069 der gleichen Anmelderin.
Grundsätzlich könnte der Mantel des Hybridgarns durch eine einfache Fachung und Zwirnung einer weiteren cellulosischen Regeneratfaser gebildet werden. Es ist jedoch weiter erkannt worden, daß die oben erläuterte sehr hohe Formbeständigkeit insbesondere dann besonders gut erreicht wird, wenn das Garn ein Umwindungsgarn ist. Die Herstellung von Umwindungsgarnen per se ist dem Fachmann bekannt. Sie kann auf geeigneten kommerziell erwerbbaren Maschinen durchgeführt werden. Im Rahmen der Erfindung ist erkannt worden, daß bei den Umwindungsgarnen ein auf das miteingesponnenen Flammschutzmittels zurückzuführender höherer Heißluftschrumpf in Faserrichtung der cellulosischen Regeneratfaser der Umwindung nunmehr nicht mehr in Faserrichtung der Seele des Hybridgarns verläuft, sondern quer dazu, so daß ein geringerer Heißluftschrumpf in Garnrichtung erreicht wird.
Die Erfindung offenbart somit auch als eingeständig schutzfähig ein Hybridgarn mit einer Seele aus cellulosischer Regeneratfaser und einer eine über ein miteingesponnenes Flammschutzmittel flammwiderstandsfähig gemachte cellulosische Regeneratfaser aufweisenden Umwindung, wobei ein insbesondere nur aus dem Hybridgarn hergestelltes textiles Flächengebilde bei einer zehnminütigen Temperatureinwirkung von 260° C eine Maßänderung von maximal 10 %, insbesondere maximal 8 % erfährt. Die Seele dieses Umwindungsgarns könnte hierbei sogar selbst ein Flammschutzmittel aufweisen, insbesondere in die Gesamt- Flammschutzmittelverteilung verschiebender Weise. Besonders bevorzugt wird jedoch auch hier die weiter oben erläuterte Verteilung mit nach außen verlagertem Gewicht.
Bevorzugt ist der Quotient aus dem Titer von Seele und dem Titer des Hüllgarns (der Umwindung) 0,75 oder kleiner, weiter bevorzugt 0,6 oder kleiner, insbesondere 0,5 oder kleiner.
Des Weiteren wird es bevorzugt, daß ein (das) Hüllgarn des Hybridgarns ein cellulosisches Multifilament aufweist oder daraus besteht, insbesondere unter Verwendung der gleichen Viskose wie der der Seele, wodurch möglichst ähnliche mechanische und textile Eigenschaften erreicht werden. Solche cellulosischen Multifilamente sind insbesondere in der oben bereits erwähnten noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung PCT/EP2012/002069 beschrieben. Es handelt sich um ein hochfestes, permanent flammhemmendes Garn auf Basis von regenerierter Cellulose. Dieses Garn wird auch unter dem Markennamen Viskont® FR vertrieben und eignet sich insbesondere aufgrund seiner sehr glatten Oberfläche, hohen Scheuerbeständigkeit sowie hohen spezifischen Trockenreiß kraft im Bereich von 28 bis 30 cN/tex gut für den Einsatz als Futterstoff zum Beispiel in Feuerwehrbekleidungen.
Obwohl das Hüllgarn des Hybridgarns insbesondere im Hinblick auf diese Eigenschaften bevorzugt wird, wäre es durchaus denkbar, das Hüllgarn des Hybridgarns auf Basis von Stapelfasergarnen zu bilden, auch wenn damit etwas geringere Festigkeitseigenschaften, insbesondere im Scheuerverhalten (Martindale, Pilling-Tests) erzielt werden.
Bezüglich des bereits vertriebenen Viskont® FR ist noch anzumerken, daß dieses Garn trotz ordentlicher Formbeständigkeit eine erstrebte sehr hohe Formbeständigkeit bei sehr hohen Temperaturen allein noch nicht bewirkt.
Des Weiteren wird es bevorzugt, daß das Umwindungsgarn eine Drehung von 800 TPM oder weniger, bevorzugt 600 TPM oder weniger, besonders bevorzugt von 400 TPM oder weniger aufweist, insbesondere aber von 200 TPM oder mehr, bevorzugt 250 TPM oder mehr, um einerseits niedrige Flächengewichte und andererseits ausreichenden Brennschutz und eine gute strukturelle Integrität des Garns zu erhalten.
Nicht nur für den Kern (die Seele) wie oben bereits erwähnt sondern auch für den Mantel (das Hüllgarn/die Umwindung) wird bevorzugt, daß deren cellulosische Regeneratfasern nach dem Modalverfahren gesponnen sind. Trotz des miteingesponnenen Flammschutzmittels hat somit auch das als Umwindung dienende Einzelgarn insgesamt bessere Gebrauchseigenschaften, beispielsweise einen höheren, mit höherer Formbeständigkeit gegenüber Waschen korrelierenden Naßmodul.
Hinsichtlich der Titer der Einzelgarne für Seele und/oder Umwindung wird bevorzugt, daß diese 220 dtex oder kleiner, bevorzugt 190 dtex oder kleiner, insbesondere 167 dtex oder kleiner sind.
Neben dem erfindungsgemäßen Garn selbst wird durch die Erfindung selbst auch ein texti- les Flächengebilde unter Schutz gestellt, das ein solches Garn aufweist, überwiegend daraus besteht oder rein aus diesem Garn gebildet ist. So können auch Mischungen mit anderen Garntypen herangezogen werden, etwa Aramid. Dieses textiie Flächengebilde soll bei einer Temperaturbelastung von 260° C über 10 Minuten Einwirkzeit einen Heißluftschrumpf von unter 10 %, bevorzugt von unter 8 %, insbesondere unter 6 % aufweisen.
Es kann sich dabei um ein Gewebe handeln, wobei das erfindungsgemäße Garn wenigstens als Kettgarn verwendet wird. Andererseits könnte das textiie Flächengebilde auch eine Maschenware sein. Bevorzugt hat das textile Flächengebilde ein Flächengewicht von 300 g/m2 oder weniger, bevorzugt 250 g/m2 oder weniger, und insbesondere von 200 g/m2 oder weniger. Dadurch kann ein guter Tragekomfort bei zufriedenstellenden Gebrauchseigenschaften erreicht werden.
Weitere Bestandteile des textilen Flächengebildes sind denkbar, insbesondere solange der obige Heißluftschrumpf und die Flammenwiderstandsfähigkeit nicht signifikant herabgesetzt wird. Beispielsweise könnte im Falle eines Gewebes als Schußgarn Aramid herangezogen werden.
Handelt es sich bei dem textilen Flächengebilde um ein Gewebe, ist es hinsichtlich der Art seiner Konstruktion nicht weiter eingeschränkt. Beispielsweise könnten Köperbindungen unterschiedlicher Art, aber auch Leinwandbindungen, Atlas- Ripp-, oder auch Jacquardbindungen verwendet werden.
Hinsichtlich der Gebrauchstüchtigkeit wird es weiter bevorzugt, wenn die textilen Flächengebilde eine Scheuerfestigkeit von wenigstens 80.000 Touren, bevorzugt wenigstens 90.000 Touren, insbesondere wenigstens 100.000 Touren bei Belastung von 12 kPa aufweist (gemessen nach Martindale EN IS012947-1 ,2).
Hinsichtlich möglicher Anwendungen können beispielsweise Gestricke aus dem erfindungsgemäßen Garn für flammfeste Handschuhe verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Gewebe können, wie bereits erläutert, für Kleidung im PPE-Bereich, zum Beispiel für Bekleidung für Personen bei Feuerwehr und Militär, in Reinräumen, Gießereien, Hochöfen und anderen Berufsgruppen mit hoher Gefahr thermischer Einwirkung eingesetzt werden.
Weitere Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde sind auch in technischen Anwendungen zu sehen, in denen Wärmewiderstandsfähigkeit gefordert ist, zum Beispiel für Verkleidungs- und Bezugsstoffe in Innenräumen, Autos, Flugzeugen oder Schiffen, für Filtermaterialien, Abdeckungen usw.
Neben textilen Flächengebilden kommen als Anwendungen des erfindungsgemäßen Garns auch Schnüre, Taue und Seile wie auch die Anwendung als Einzelfaden in Betracht.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beiliegenden Figuren, wobei
Fig. 1 eine Bindungspatrone für ein Beispielgewebe der Erfindung zeigt und
Fig. 2 einen Vergleich von mittels Multifilamentregeneratfasern gegenüber mittels Stapelfaserintimmischungen als Kette eines Gewebes erreichbaren Festigkeitseigenschaften zeigt. Ein erstes Beispiel für ein erfindungsgemäßes Garn ist ein Hybridgarn, dessen Seele durch das Garn Viskont HT dtex 67f 38 S90 gebildet ist, das von dem Hüllgarn Viskont HTFR dtex 167 f60 S90 in S600 hergestellt ist und einen Titer von 234 dtex aufweist. Die Seele ist hier flamm- schutzmittelfrei, so daß die Flammschutzmittelverteilung die Form einer Stufenfunktion mit Stufe zwischen Seele und Umwindung von Null auf die Flammschutzmittelkonzentration des Hüllgarns Viskont HTFR besteht.
Dieses Garn wird als Kettgarn für eine aus einer heterogenen Mischung gebildeten Gewebekonstruktion herangezogen. Der Schuß besteht aus einem 20 tex/1 Aramid. Als Konstruktion wird eine Köperbindung 2/1 mit einer Kettdichte von 30 Fd/cm und einer Schußdichte von 22 Fd/cm verwendet, siehe die Bindungspatrone in Fig. 1.
Das erzeugte Gewebe wurde mit 60° C 15 Minuten lang gewaschen und im Tumbler bei 90° C 40 Minuten getrocknet. Das resultierende Flächengewicht lag bei 187 g/m2. Für den beabsichtigten Einsatzzweck (Futter für Feuerwehrjacken) wurde das Material nicht gefärbt. Eine solche Färbung hätte jedoch keine Auswirkung auf die nachstehend vorgelegten Prüfergebnisse. Zunächst wurde für das Gewebe die Maßänderung in Prozent bei Hitzeeinwirkung von 260° C über 10 Minuten in Längs- und Querrichtung bestimmt. Diese lagen bezüglich der Längsrichtung bei -5 % und bezüglich der Querrichtung bei -0,5 %, wie aus der nachstehenden Tabelle 1 hervorgeht. Des Weiteren wurde das Gewebe bei dieser Temperatur auch auf mögliche Entzündung oder ein Schmelzen hin untersucht, mit negativem Ergebnis (Meßvorschriften aus der NFPA 1971 , der EN ISO 11612 (hinsichtlich des Wärmewiderstands nach ISO 17493 bei 260° C)).
Tabelle 1 Hitzeverhalten des erfindungsgemäßen Beispielgewebes bei 260 °C.
Figure imgf000008_0001
Des Weiteren wurde das Brennverhalten des Gewebes untersucht (Brennprüfung nach ISO 15025, relevant für die Anforderungen der EN ISO 11612 und der EN ISO 469 (Schutzkleidung für die Brandbekämpfung)). Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben und bestätigen auch diesbezüglich die Qualität des erfindungsgemäßen Gewebes.
Tabelle 2 Brennverhalten des Beispielgewebes.
Flamme Teilchen
NachNachNach- Teilchenereicht die Lochbildung entzündet
Längs/Quer brennzeit glimmen glimmzeit ablösung OK [j/n]
Oberkante : [j/n] Filterpapier
[s] Ü7n] : : [s] : [j/n]
Li'"] D/n]
L n 0 n 0 n n n j
Q n 0 n 0 n n n j Mit Blick auf Festigkeitseigenschaften wurde auch eine Zugprüfung (nach EN ISO 13934- 1) durchgeführt, deren Ergebnis in Tabelle 3 wiedergegeben ist.
Tabelle 3 Festigkeit des Beispielgewebes.
Festigkeit
Orientierung
[N]
Kette 810,2
Schuss 483,4
Schließlich ist in Tabelle 4 noch das Martinsdale Scheuerverhalten des Beispielgewebes wiedergegeben (Scheuerprüfung nach Martindaie EN ISO 12947-1 ,2). Dabei wurden Werte von > 100.000 Touren mit einer Belastung von 12 kPa erreicht. Diese außerordentlich hohe Scheuerfestigkeit ist durchaus überraschend, bedenkt man daß vergleichbare Materialien aus Viskont® alleine etwa in der Größenordnung zwischen 40.000 und 70.000 Touren liegen. Das gute Ergebnis wird im überwiegenden Maße dem Aufbau des erfindungsgemäßen Garns zugeordnet.
Tabelle 4 Martindaie Scheuerverhalten des Beispielgewebes.
Bewertung Gesamt¬
Zyklen
Probe 1 Probe 2 Probe 3 ergebnis
5000 wenige Noppen angeraut wenige Noppen
10000 angeraut angeraut angeraut
15000 angeraut angeraut angeraut
20000 anger., ganz I. dünne F. anger., ganz I. dünne F. anger., ganz I. dünne F.
30000 anger., ganz I. dünne F. anger., ganz I. dünne F. anger., ganz I. dünne F.
40000 anger., ganz I. dünne F. anger., ganz I. dünne F. anger., ganz I. dünne F.
50000 anger. , ganz I. dünne F. anger. , ganz I. dünne F. anger., ganz I. dünne F.
60000 anger., ganz I. dünne F. anger., ganz I. dünne F. anger., ganz I. dünne F.
70000 anger., ganz I. dünne F. anger., ganz I. dünne F. anger., ganz I. dünne F.
80000 anger., dünne F. anger., dünne F. anger., dünne F.
90000 anger. , dünne F. anger., dünne F. anger., dünne F.
100000 anger., dünne F. anger., dünne F. anger., dünne F.
110000 mehrere F. gerissen mehrere F. gerissen 2 F. gerissen
105000 105000 105000 105000
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ein Hybridgarn, das ebenfalls in der Form eines Um- windungsgarn gebildet ist. Die Seele bildet dabei ein nicht permanent flammhemmendes Fila- mentgarn dtex 1 10 f 60 S90, das Hüllgarn oder die Umwindung aus einem permanent flammhemmenden Garn dtex 110 f46 S90.
Ein nur aus diesem Hybridgarn 220 dtex gebildetes Gewebe erfährt bei einem Verhältnis von nicht permanent flammhemmendem zu permanent flammhemmendem Garn von hier beispielsweise 40:60 einen Schrumpf bei 260° C unter 10 Minuten Einwirkzeit von geringer als 6 % sowohl für Kette als auch für Schuß (Konstruktion Köper 3/1 , Gewebedichte Kette 34 FD/cm, Schuß 23 FD/cm).
Ein noch niedrigerer Heißluftschrumpf wurde aus dem gleichen Hybridgarn bei einer Leinwandkonstruktion mit Gewebedichte 24 FD/cm und Schuß 18 FD/cm erreicht. Hier wurde ein Schrumpf von weniger als 5 % (Schuß) und weniger als 2 % (Kette) erreicht. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wurde zudem das gleiche Brennverhalten wie in Tabelle 2 für das erste Ausführungsbeispiel angegeben erreicht.
Aber auch derartige Hybridgame mit einem Verhältnis von nicht permanent flammhemmendem zu permanent flammhemmendem Garn von größer 40:60 sind durchaus noch in der Lage, ein auch bei 260° C sehr geringen Schrumpf zu zeigen. Bei deutlich größerem Verhältnis sollten für die Herstellung von textilen Flächengebilden jedoch noch weitere flammhemmende oder flammenresistente Fasern herangezogen werden, da die Flammschutzwirkung des Hybridgarns alleine dann nicht mehr zuverlässig eine von Null verschiedene Nachbrennzeit (ISO 15025) gewährleistet.
Als Vergleichsbeispiel wird noch ein Gewebe vorgestellt, daß zu 100 % aus einem FR Filament, dtex 290, Aufbau Kette und Schuß 225 g/m2 gebildet ist. In Tabelle 5 ist das Heißschrumpfverfahren dieses Gebildes für mehrere Proben bei zwei Temperaturen dargestellt. Man erkennt, daß bei 180° C ein nur sehr geringer prozentualer Schrumpf erfolgt, welcher auch die Norm EN ISO 11612 erfüllt. Bei noch höheren Temperaturen können diese niedrigen Werte jedoch nicht gehalten werden.
Tabelle 5 Schrumpfverhalten eines Gewebes aus 100 % FR Filament, dtex 290, Aufbau Kette und Schuß, 225 g/m2 bei
180 "C und 260 "C.
Figure imgf000010_0001
Wie weiter oben bereits erläutert, wird der Einsatz von Multifilamentregeneratfasern ge- genüber Stapelfasern oder Stapelfaserintimmischungen bevorzugt. Bei einem Vergleich der Festigkeiten bei gleichem Flächengewicht werden höhere Festigkeitswerte von 20 % bis 30 % in der Kette erreicht, wenn diese aus Multifilamentregeneratfasern und nicht aus Stapelfaserintimmischungen besteht. Dies ist in Fig. 2 dargestellt, die insoweit nicht die erfindungsgemäßen Flächengebilde selbst betrifft, sondern der Erläuterung des Hintergrundes für spezielle bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dient.

Claims

Ansprüche
1. Garn, welches mit einem Spinnverfahren, insbesondere Nass-Spinnverfahren aus Viskose hergestellte cellulosische Regeneratfasern aufweist und insbesondere daraus besteht, und welches über ein wenigstens in einem Teil seiner cellulosischen Regeneratfasern miteingespon- nenes Flammschutzmittel bewirkte flammhemmende Eigenschaften besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn eine über seinen Querschnitt gesehen inhomogene Verteilung des eingesponnenen Flammschutzmittels mit bezüglich der Garnmitte nach außen verlagertem Gewicht aufweist.
2. Garn nach Anspruch 1 , mit einer Kern-Mantel-Struktur, bei dem der Mantel einen höheren Flammschutzmittelanteil aufweist als der Kern, und insbesondere für den Fall eines flamm- schutzfreien Kerns ein Mengenverhältnis Kern: Mantel von 4:5 oder kleiner, bevorzugt 3:4 oder kleiner, insbesondere 2:3 oder kleiner vorgesehen ist.
3. Garn nach Anspruch 2, bei dem es sich um ein Hybridgarn handelt.
4. Garn nach Anspruch 3, bei dem die Seele des Hybridgarns ein cellulosisches Multifi- lament aufweist oder daraus besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Seele kein Flammschutzmittel enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem das Hybridgarn ein Umwindungs- garn ist.
7. Garn nach Anspruch 6, bei dem der Quotient aus dem Titer von Seele und dem Titer des Hüllgarns 0,75 oder kleiner ist, bevorzugt 0,6 oder kleiner ist, insbesondere 0,5 oder kleiner ist.
8. Garn nach Anspruch 6 oder 7, bei dem ein Hüllgarn des Hybridgarns ein cellulosisches Multifilament aufweist oder daraus besteht.
9. Garn nach Anspruch 8, bei dem das Umwindungsgarn eine Drehung von 800 TPM oder weniger, bevorzugt 600 TPM oder weniger, insbesondere von 400 TPM oder weniger aufweist.
10. Garn nach einem der Ansprüche 3 bis 9, bei dem Kern und/oder Mantel aus nach dem Modalverfahren gesponnene cellulosische Regeneratfasern aufweisen oder daraus bestehen.
11. Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der Titer der Einzelgarne für Seele und/oder Umwindung 220 dtex oder kleiner, bevorzugt 190 dtex oder kleiner, insbesondere 167 dtex oder kleiner ist.
12. Textiles Flächengebilde, aufweisend ein Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder daraus bestehend.
13. Textiles Flächengebilde nach Anspruch 12, dessen Heißluftschrumpf bei einer Temperaturbelastung von 260° über 10 Minuten Einwirkzeit im Bereich von 10 % oder weniger, bevorzugt 8 % oder weniger, insbesondere 6 % oder weniger beträgt.
14. Textiles Flächengebilde nach Anspruch 13, bei dem es sich um ein Gewebe handelt, welches das Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 11 wenigstens als Kettgarn enthält.
15. Textiles Flächengebilde nach Anspruch 13, bei dem es sich um eine Maschenware handelt.
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