EP1305459A1 - Flammhemmende garne und daraus hergestellte gewebe - Google Patents

Flammhemmende garne und daraus hergestellte gewebe

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EP1305459A1
EP1305459A1 EP01960541A EP01960541A EP1305459A1 EP 1305459 A1 EP1305459 A1 EP 1305459A1 EP 01960541 A EP01960541 A EP 01960541A EP 01960541 A EP01960541 A EP 01960541A EP 1305459 A1 EP1305459 A1 EP 1305459A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fibers
polyamide
fabrics
weight
fire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01960541A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Dieter Eichhorn
Günther Widler
Heinz Berbner
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.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of EP1305459A1 publication Critical patent/EP1305459A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D02G3/04—Blended or other yarns or threads containing components made from different materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/443—Heat-resistant, fireproof or flame-retardant yarns or threads
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/50—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the properties of the yarns or threads
    • D03D15/513—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the properties of the yarns or threads heat-resistant or fireproof
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    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3976—Including strand which is stated to have specific attributes [e.g., heat or fire resistance, chemical or solvent resistance, high absorption for aqueous composition, water solubility, heat shrinkability, etc.]

Definitions

  • the invention relates to a yarn for the production of fabrics.
  • the yarn contains
  • polyamide fibers made of polyamide 66 or polyamide 6 or mixtures thereof.
  • the invention relates to the use of such yarns for the production of fabrics, fabrics containing such yarns, the use of these fabrics for the production of work clothing, heat protection clothing, welding protection clothing, fire protection clothing and flame retardant materials for the interior of fire-prone vehicles and rooms and finally work clothing, Heat protection clothing, welding protection clothing, fire protection clothing and flame retardant materials for the interior of fire-endangered vehicles and rooms, from these fabrics.
  • Fabrics for work, heat protection, welding protection and fire protection clothing as well as for flame retardant materials for the interior of fire-prone vehicles and rooms should meet several requirements at the same time. They should ensure reliable and effective protection against heat and open flames and should be comfortable to wear, i.e. skin-friendly. Furthermore, these fabrics should also be easy to wash or dry with industrial washing machines or dryers. Since the clothing or fabrics mentioned are subject to heavy wear during use, the fabrics should be durable and have good mechanical strength (e.g. against tearing and tearing). In particular, they should have a high abrasion resistance, i.e. they should not rub through even after long use (high abrasion resistance). Frayed areas in the fabric nullify the fire and heat protection and pose a significant safety risk for the user of the clothing.
  • Natural fibers such as cotton offer good wearing comfort due to their high moisture absorption and skin friendliness, but cotton yarns suffer during washing and drying, especially under industrial conditions. This stress leads to a linting of the cotton fibers: the cotton thread breaks open little by little and becomes thinner, the cotton "washes out” and the yarn loses its strength.
  • Another disadvantage of cotton is its lack of abrasion or abrasion resistance.
  • Fire protection fibers such as those based on aramide (e.g. Twaron® from Akzo-Nobel, Kevlar® and Nomex® from DuPont, Technora® from Teijin) show good heat and fire protection, but are hard to wear due to their hardness. In particular, they have insufficient abrasion resistance.
  • aramide e.g. Twaron® from Akzo-Nobel, Kevlar® and Nomex® from DuPont, Technora® from Teijin
  • EP-A 874 079 discloses heat and flame-retardant fabrics which contain a mixture of melamine fibers and aramid fibers.
  • DE-A 195 23 081 discloses fiber mixtures of 10 to 90 parts by weight of melamine fibers and 10 to 90 parts by weight of natural fibers, as well as the fabrics produced therefrom.
  • DE-A 196 17 634 discloses flame-resistant fabrics made from melamine fibers, optionally flame-resistant fibers, and normally inflammable fibers such as wool, cotton, polyamide, polyester and viscose. Polyamide 66 and polyamide 6 are not mentioned.
  • EP-A 976 335 discloses fabrics made of 10 to 90% by weight of cotton fibers, 5 to 45% by weight of polyamide or polyester fibers and 5 to 45% by weight of melamine fibers. Fibers made of polyamide 66 or polyamide 6 are not mentioned; polyester fibers are used in the examples.
  • yarns should be provided from which fabrics with good heat and fire protection behavior can be produced.
  • the yarns and the fabrics made from them should offer a high level of comfort and also withstand industrial washing and drying.
  • the mechanical strength of the yarn and fabrics should also be high.
  • high abrasion resistance (abrasion resistance) should be guaranteed.
  • the yarns defined at the outset were found.
  • the yarn contains
  • the melamine fibers used according to the invention can be produced, for example, by the processes described in EP-A 93 965, DE-A 23 64 091, EP-A 221 330 or EP-A 408 947.
  • Particularly preferred melamine fibers contain 90 to 100 mol% of a mixture consisting essentially of 30 to 100, preferably 50 to 99, particularly preferably 85 to 95, in particular 88 to 93 mol% of melamine and 0 to 70 as the monomer unit (A), preferably 1 to 50, particularly preferably 5 to 15, in particular 7 to 12 mol%, of a substituted melamine I or mixtures of substituted melamines I.
  • the particularly preferred melamine fibers contain 0 to 10, preferably 0.1 to 9.5, in particular 1 to 5 mol%, based on the total number of moles of monomer building blocks (A) and (B), of a phenol or a mixture of phenols.
  • the particularly preferred melamine fibers are usually obtainable by reacting components (A) and (B) with formaldehyde or compounds providing formaldehyde and subsequent spinning, the molar ratio of melamines to formaldehyde is in the range from 1: 1.15 to 1: 4.5, preferably from 1: 1.8 to 1: 3.0.
  • the preferred hydroxy-C 2 -C ⁇ o-alkyl groups are hydroxy-CC 6 -alkyl, such as 2-hydroxyethyl, 3-hydroxy-n-propyl, 2-hydroxyisopropyl, 4-hydroxy-n-butyl, 5- Hydroxy-n-pentyl, 6-hydroxy-n-hexyl, 3-hydroxy-2, 2-dimethylpropyl, preferably hydroxy-C 2 -C 4 -alkyl, such as 2-hydroxyethyl, 3-hydroxy-n-propy1, 2- Hydroxyisopropyl and 4-hydroxy-n-butyl, particularly preferably 2-hydroxyethyl and 2-hydroxyisopropyl.
  • amino-C 1 -C 8 -alkyl groups preference is given to amino-C 8 -C 8 -alkyl groups, such as 2-aminoethyl, 3-aminopropyl, 4-aminobutyl, 5-amino-pentyl, 6-aminohexyl, 7-aminoheptyl and 8-aminooctyl, particularly preferably 2-aminoethyl and 6-aminohexyl, very particularly preferably 6-aminohexyl, into consideration.
  • amino-C 8 -C 8 -alkyl groups such as 2-aminoethyl, 3-aminopropyl, 4-aminobutyl, 5-amino-pentyl, 6-aminohexyl, 7-aminoheptyl and 8-aminooctyl, particularly preferably 2-aminoethyl and 6-aminohexyl, very particularly preferably 6-aminohexyl,
  • Substituted melamines which are particularly suitable for the invention are the following compounds:
  • melamines substituted with the 2-hydroxyethylamino group such as 2- (2-hydroxyethylamino) -4, 6-diamino-l, 3,5-triazine, 2,4-di- (2-hydroxyethylamino) -6-amino-l , 3,5-triazine, 2,4,6-tris- (2-hydroxyethylamino) -1,3,5-triazine;
  • Melamines substituted with the 2-hydroxyisopropylamino group such as 2- (2-hydroxyisopropylamino) -4, 6-diamino-l, 3,5-triazine, 2,4-di- (2-hydroxyisopropylamino) -6-amino-l , 3,5-triazine 2,4,6-tris- (2-hydroxyisopropylamino) -1,3,5-triazine;
  • melamines substituted with the 5-hydroxy-3-oxapentylamino group such as 2- (5-hydroxy
  • Suitable phenols (B) are one or two phenols containing hydroxyl groups, which are optionally substituted with radicals selected from the group consisting of C 1 -C 9 -alkyl and hydroxy, and C 1 -C 4 -alkanes substituted with two or three phenol groups, di ( hydroxyphenyl) sulfones or mixtures of these phenols.
  • the preferred phenols are: phenol, 4-methylphenol, 4-tert. -Butylphenol, 4-n-octylphenol, 4-n-nonylphenol, pyrocatechol, resorcinol, hydroquinone, 2,2-bis (4-hydroxyphenyDpropane, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, particularly preferably phenol, resorcinol and 2,2 - bis (4-hydroxyphenyl) propane.
  • Formaldehyde is generally used as an aqueous solution with a concentration of, for example, 40 to 50% by weight or in the form of compounds which, when reacted with (A) and (B), give formaldehyde, for example as oligomeric or polymeric formaldehyde solid form, such as paraformaldehyde, 1, 3, 5-trioxane or 1, 3, 5, 7-tetroxane.
  • melamine fibers usually melamine, optionally substituted melamine and optionally phenol are polycondensed together with formaldehyde or formaldehyde-providing compounds. You can submit all components right at the start, or you can react to them in batches and successively and the formed pre-condensates subsequently add further melamine, substituted melamine or phenol.
  • the polycondensation is carried out in a manner known per se (see EP-A 355 760, Houben-Weyl, vol. 14/2, pp. 357 ff).
  • the reaction temperature is generally chosen in a range from 20 to 150, preferably from 40 to 140 ° C.
  • the reaction pressure is usually not critical.
  • the procedure is generally in the range from 100 to 500 kPa, preferably under atmospheric pressure.
  • the reaction can be carried out with or without a solvent.
  • a solvent As a rule, no solvent is added when using aqueous formaldehyde solution.
  • formaldehyde bound in solid form water is usually chosen as the solvent, the amount used generally being in the range from 5 to 40% by weight, preferably from 15 to 20% by weight, based on the total amount of monomers used.
  • the polycondensation is generally carried out in a pH range above 7.
  • the pH range is preferably from 7.5 to 10.0, particularly preferably from 8 to 9.
  • alkali metal sulfites e.g. Sodium disulfite and sodium sulfite
  • alkali metal formates e.g. Sodium formate
  • alkali metal citrates e.g. Add sodium citrate, phosphates, polyphosphates, urea, dicyandiamide or cyanamide. They can be added as pure individual compounds or as mixtures with one another, each in bulk or as an aqueous solution before, during or after the condensation reaction.
  • modifiers are amines and amino alcohols, such as diethylamine, ethanolamine, diethanolamine or 2-diethylaminoethanol.
  • Fillers or emulsifiers can be considered as further additives.
  • Filler or pulverulent inorganic reinforcing agents or fillers such as glass fibers, metal powder, metal salts or silicates, for example kaolin, talc, heavy spar, quartz or chalk, furthermore pigments and dyes can be used as fillers.
  • the usual nonionic, anion-active or cation-active organic compounds with long-chain alkyl radicals are generally used as emulsifiers.
  • the polycondensation can be carried out batchwise or continuously, for example in an extruder (see EP-A 355 760), according to methods known per se.
  • the melamine resin according to the invention is generally spun in a manner known per se, for example after adding a hardener, usually acids, such as formic acid, sulfuric acid or ammonium chloride, at room temperature in a rotary spinning machine and the raw fibers are then cured in a heated atmosphere or spinning in a heated atmosphere, evaporating the water used as a solvent and curing the condensate.
  • a hardener usually acids, such as formic acid, sulfuric acid or ammonium chloride
  • the fibers obtained are generally predried, optionally stretched and then cured at 120 to 250 ° C.
  • the fibers are usually 5 to 25 ⁇ m thick and 2 to 2000 mm long.
  • Suitable melamine fibers are e.g. commercially available as Basofil® from BASF.
  • Naturally occurring cellulose-based fibers such as cotton, wool, linen or silk are used as natural fibers, and these natural fibers should also include those cellulose-based fibers which are of natural origin, but according to known and customary processes modified or treated.
  • cotton or wool in particular are natural fibers, with cotton belonging to the group of vegetable fibers.
  • DIN 60004 defines the terms for the raw material wool.
  • wool is understood to mean all coarse and fine animal hair.
  • the natural fibers can be treated with flame retardants, for example reactive phosphorus compounds.
  • flame retardants for example reactive phosphorus compounds.
  • Such connections are e.g. B. as Aflammit® from Thor-Chemie, Pyrovatex® or Proban® in trade.
  • a fabric is usually made up of warp threads and weft threads (short: warp and weft).
  • the weft yarn may be identical to the warp yarn, or the warp and weft may be different.
  • the natural fibers of the weft thread can be identical to or different from the natural fibers of the warp thread.
  • the weft can contain cotton fibers and the warp can contain wool fibers, or vice versa, or the weft and warp can contain cotton fibers.
  • the weft and warp particularly preferably contain the same natural fiber.
  • the weft and warp contain as a natural fiber cotton fiber with a proportion of 50, preferably 80, in particular 100% by weight, based on the natural fibers b) and kl).
  • polyamide fibers All conventional textile fibers made of polyamides can be used as polyamide fibers, the polyamides (PA) being selected from PA-66, PA-6 and mixtures thereof.
  • the polyamide fibers are made from PA-66 or PA-6 using the melt spinning or extrusion process. Then they are stretched hot or cold.
  • PA-6 is polycaprolactam
  • PA-66 is made up of hexamethylenediamine and adipic acid units.
  • Suitable polyamide fibers are e.g. from BASF, DuPont and Rhodia in stores.
  • the weft yarn can be identical to the warp yarn, or the warp and weft can be different.
  • the polyamide fibers of the weft thread can be identical to the polyamide fibers of the warp thread or different from one another.
  • the weft may contain PA-6 and the warp PA-66 fibers, or vice versa.
  • the PA-66 portion of the polyamide fibers c) is preferably at least 50, in particular at least 90% by weight, based on c), and 100% by weight missing portion is PA-6.
  • the PA-6 content is 100% by weight, based on c), ie the polyamide fibers c) contain PA-6 as the only polyamide.
  • the PA-66 content is 100% by weight, based on c), d. H. the polyamide fibers c) are the only polyamide containing PA-66.
  • fillers Up to 25, preferably up to 10% by weight of conventional fillers, in particular those based on silicates such as mica, as well as dyes, pigments, metal powder, matting agents and spinning aids can be added to the fiber mixtures from which the yarn is produced.
  • silicates such as mica
  • dyes, pigments, metal powder, matting agents and spinning aids can be added to the fiber mixtures from which the yarn is produced.
  • the yarns can contain antistatic additives in accordance with DIN EN 1149-1.
  • electrically conductive filaments are worked into the yarn, in particular twisted.
  • the weft thread (preferred), the warp thread, or the weft and warp are suitable for this. All, but preferably only a few weft threads and / or warp threads can then contain these conductive filaments during the production of the fabric. In the latter case, "normal" weft threads (without these conductive filaments) and weft threads containing these conductive filaments usually alternate in a certain order.
  • the fabric particularly preferably contains one of these conductive filament threads in the weft and / or in the warp every 2 to 20, in particular approximately every 5 to 10 mm.
  • An example of a suitable conductive filament is the filament F901 with 24 dtex. It essentially consists of a core made of polyamide 6 and an outer layer in which conductive carbon pigments are embedded. This filament is preferred and commercially available e.g. B. available as Resistat® type from BASF.
  • the antistatic properties of the fabric are achieved by incorporating electrically conductive staple fibers into the fiber mixture from which the yarn for the weft thread (preferred), or the warp thread, or for the weft and warp is made.
  • conductive staple fibers is the 5.6 dtex staple fiber F7105, which essentially consists of a conductive core made of carbon and an outer layer (sheath) made of polyamide 6.
  • This staple fiber is preferred and commercially available e.g. B. available as Resistat® type from BASF.
  • the conductive staple fiber is preferably used in amounts of 0.5 to 5, in particular 1 to 2,% by weight, based on the entire fiber mixture.
  • This staple fiber and the other fibers of the yarn are generally produced in a known manner in a homogeneous fiber mixture which is spun into the yarn as usual.
  • the yarns and / or the fibers contained in them can be treated in a known manner before they are processed into the fabric, e.g. by bleaching, dyeing, finishing with textile auxiliaries, hydrophobizing, etc.
  • the yarn contains
  • polyamide fibers 3 to 15, preferably about 5 to 10 wt .-% polyamide fibers, very particularly preferably made of PA-66 as the only polyamide.
  • these yarns can then be further processed into various textile or non-textile fabrics.
  • the yarns according to the invention preferably have a fineness of Nm 5 to Nm 70, in particular Nm 20 to Nm 50.
  • the basis weight of the fabrics according to the invention produced therefrom is preferably 70 to 900, in particular 120 to 600 and particularly preferably 300 to 500 g / m 2 .
  • the fabrics according to the invention can contain heat, oil, dirt and / or moisture repellent finish.
  • the fabric can be impregnated or coated with the finishing agent.
  • Examples of equipment suitable according to the invention are layers of metal, such as aluminum, applied on one or two sides.
  • metal layers which are usually applied in a thickness of, for example, 5-200 ⁇ m, preferably 10-100 ⁇ m, so that the flexibility of the fabric is not adversely affected, protect against fire, heat, in particular the radiant heat, soot and extinguishing agents, such as, for example Water and extinguishing foam or powder.
  • metallized fabrics are suitable for the manufacture of protective suits for heavy fire and heat protection. The metallization is usually carried out by evaporating metal onto the tissue in a high vacuum (see Ullmanns Enzyklopadie der Technischen Chemie, 3rd ed., Vol. 15, p.
  • Such metal foils generally consist of a polymeric carrier foil which is coated with a thin metal film. They preferably contain a polymeric carrier based on polyester.
  • the metallized foils can correspond to the TL
  • the fabrics from metallized yarns or fibers.
  • the yarns are preferably with
  • the fibers have metal coatings from 0.01 to 1 ⁇ m.
  • Such yarns or fibers can be produced, for example, based on the processes described in DE-AS 27 43 768, DE-A 38 10 597 or EP-A 528 192.
  • suitable equipment are water-repellent hydrophobic layers applied to the fabric on one or both sides.
  • Such layers preferably consist of polyurethane-containing materials and / or polytetrafluoroethylene-containing materials
  • water-repellent, oil and / or dirt-repellent compounds hydrophobic or oleophobic finish.
  • Such compounds are known to the skilled worker as textile auxiliaries (cf. Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 5th ed., Vol. A26, pp. 306-312).
  • examples Games for water-repellent compounds are metal soaps, silicones, fluoroorganic compounds, for example salts of perfluorinated carboxylic acids, polyacrylic acid esters of perfluorinated alcohols (see EP-B-366 338 and the literature cited therein) or tetrafluoroethylene polymers. The latter two polymers in particular are also used as oleophobic finishes.
  • the fabrics according to the invention combine good washing and drying behavior under industrial conditions (little washing out of fibers), and high mechanical strength with high wearing comfort and with good heat and fire protection behavior and are characterized in particular by good abrasion resistance (abrasion resistance).
  • the abrasion resistance of fabrics can be determined using various test methods. They are known to the person skilled in the art. A common determination of the abrasion resistance is the abrasion test according to Martindale: a stamp covered with a wool fabric is pressed onto the tissue to be examined with a certain contact force and with a circular motion. The number of
  • Circular movements of the stamp are gradually increased and the tissue to be examined is checked for frayed threads before each increase.
  • the number of circular movements per minute, in which two threads of the tissue to be examined are worn through, indicates the abrasion resistance according to Martindale.
  • the expert can find details on the abrasion test according to Martindale in the standard EN 530, method 1 (wool fabric), Martindale.
  • Different yarns were produced in a manner known to those skilled in the art from different fiber mixtures by intimately mixing the individual fibers and producing a mixed fiber yarn therefrom has been.
  • the yarn count was 40/2 Nm.
  • a fabric with a twill 2/2 weave, 36 warp threads per cm and 20 weft threads per cm was produced in the usual manner from each of the yarns on a loom. In each of the fabrics, the warp and weft were made of the same yarn.
  • the basis weight of each of the fabrics was approximately 210 g / m 2 .
  • Basofil® from BASF was used as melamine fiber a). Cotton was used as the natural fiber b). A commercially available staple fiber made of PA-66 with 1.7 dtex and 38 mm staple length was used as polyamide fiber c).
  • the cotton was made flame-retardant by treating the finished fabric with Aflammit® (from Thor-Chemie).
  • Aflammit® from Thor-Chemie
  • a fiber d) made of p-aramid (Nomex® from DuPont) and a fiber e) made of m-aramid (Technora® from Teijin) were used.
  • the Martindale abrasion test was carried out on each of the fabrics in accordance with EN 530 at 9 kPa force of the stamp. The result is the stamp revolutions per minute, at which two threads of the fabric were worn through.
  • the table summarizes the compositions and properties of the fabric.
  • PA or m-aramid from 40,000 to 10 25,000 (Examples 2 and 4V), each with 10 parts by weight. from 50,000 to 25,000 revolutions (example 3 and 5V).
  • the abrasion resistance also deteriorates: for every 5 parts by weight.
  • PA or p-aramid from 40,000 to 30,000 (example 2 and 6V), each with 10 parts by weight. from 50,000 to 45,000 revolutions (Examples 3 and 7V).

Abstract

Garn zur Herstellung von Geweben, enthaltend a) 5 bis 90 Gew.-% Melaminfasern, b) 5 bis 90 Gew.-% Naturfasern, und c) 0,1 bis 30 Gew.-% Polyamidfasern aus Polyamid 66 oder Polyamid 6 oder deren Mischungen.

Description

Flammhemmende Garne und daraus hergestellte Gewebe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Garn zur Herstellung von Geweben. Das Garn enthält
a) 5 bis 90 Gew.-% Melaminfasem,
b) 5 bis 90 Gew.-% Naturfasern, und
c) 0,1 bis 30 Gew.-% Polyamidfasern aus Polyamid 66 oder Polyamid 6 oder deren Mischungen.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung solcher Garne zur Herstellung von Geweben, Gewebe enthaltend solche Garne, die Verwendung dieser Gewebe zur Herstellung von Arbeitsbekleidung, Hitzeschutzbekleidung, Schweisserschutzbekleidung, Brandschutzbe- kleidung und flammhemmenden Stoffen zur Innenausstattung von brandgefährdeten Fahrzeugen und Räumen sowie schließlich Arbeits- bekleidung, Hitzeschutzbekleidung, Schweisserschutzbekleidung, Brandschutzbekleidung und flammhemmende Stoffe zur Innenausstattung von brandgefährdeten Fahrzeugen und Räumen, aus diesen Gewe- ben.
Gewebe für Arbeits-, Hitzeschutz-, Schweisserschutz- und Brandschutzbekleidung sowie für flammhemmende Stoffe zur Innenausstattung von brandgefährdeten Fahrzeugen und Räumen sollen mehrere Anforderungen zugleich erfüllen. Sie sollen einen zuverlässigen und wirksamen Schutz gegen Hitze und offenes Feuer gewährleisten und einen guten Tragekomfort bieten, also hautsymphatisch sein. Weiterhin sollen sich diese Gewebe auch mit Industriewaschmaschinen bzw. -trocknern problemlos waschen bzw. trocknen lassen. Da die genannten Bekleidungen bzw. Stoffe beim Gebrauch stark beansprucht werden, sollen die Gewebe langlebig sein und eine gute mechanische Festigkeit (z. B. gegen Einreißen und Weiterreißen) aufweisen. Insbesondere sollen sie einen hohe Abriebfestigkeit haben, also auch nach langem Gebrauch nicht durchscheuern (hohe Scheuerfestigkeit) . Durchgescheuerte Stellen im Gewebe machen die Brand- und Hitzeschutzwirkung zunichte und stellen ein erhebliches Sicherheitsrisiko für den Benutzer der Kleidung dar.
Naturfasern wie Baumwolle bieten aufgrund der hohen Feuchtig- keitsaufnähme und Hautfreundlichkeit zwar guten Tragekomfort, jedoch leiden Baumwollgarne beim Waschen und Trocknen, insbesondere unter industriellen Bedingungen. Diese Beanspruchung führt zu einem Ausfusseln der Baumwoϊlfasern: der Baumwollfaden bricht nach und nach auf und wird dünner, die Baumwolle "wäscht aus" und das Garn verliert seine Festigkeit. Ein weiterer Nachteil der Baumwolle ist ihre mangelnde Abriebfestigkeit bzw. Scheuer- festigkeit.
Brandschutzfasern wie solche auf Basis von Aramid (z.B. Twaron® von Akzo-Nobel, Kevlar® und Nomex® von DuPont, Technora® von Teijin) zeigen zwar guten Hitze- und Brandschutz, haben jedoch aufgrund ihrer Härte einen schlechten Tragekomfort. Insbesondere weisen sie eine unzureichende Abriebfestigkeit auf.
Die EP-A 874 079 offenbart hitze- und flammmschützende Gewebe, die eine Mischung aus Melaminfasem und Aramidfasern enthalten.
Die DE-A 195 23 081 offenbart Fasermischungen aus 10 bis 90 Gew.- Teilen Melaminfasem und 10 bis 90 Gew. -Teilen Naturfasern, sowie die daraus hergestellten Gewebe.
Die DE-A 196 17 634 offenbart flammfeste Gewebe aus Melaminfasem, optional flammfesten Fasern, und normal entflammbaren Fasern wie Wolle, Baumwolle, Polyamid, Polyester und Viskose. Polyamid 66 und Polyamid 6 werden nicht erwähnt.
Die EP-A 976 335 offenbart Gewebe aus 10 bis 90 Gew.-% Baumwoll- fasern, 5 bis 45 Gew.-% Polyamid- oder Polyesterfasern und 5 bis 45 Gew.-% Melaminfasem. Fasern aus Polyamid 66 oder Polyamid 6 werden nicht erwähnt; in den Beispielen werden Polyesterfasern verwendet.
Das Eigenschaftsprofil dieser Gewebe des Standes der Technik ist unbefriedigend. Insbesondere ist die Abriebfestigkeit unzureichend.
Es bestand die Aufgabe, den geschilderten Nachteilen abzuhelfen. Insbesondere sollten Garne bereitgestellt werden, aus denen sich Gewebe mit gutem Hitze- und Brandschutzverhalten herstellen lassen. Die Garne und die daraus hergestellten Gewebe sollten einen hohen Tragekomfort bieten und auch industrieller Wäsche bzw. Trocknung standhalten. Außerdem sollte die mechanische Festigkeit des Garns und der Gewebe hoch sein. Insbesondere sollte eine hohe Abriebfestigkeit (Scheuerfestigkeit) gewährleistet sein.
Demgemäß wurden die eingangs definierten Garne gefunden. Außerdem wurden die Verwendung solcher Garne zur Herstellung von Geweben, Gewebe enthaltend solche Game, die Verwendung dieser Gewebe zur Herstellung von Arbeitsbekleidung, Hitzeschutzbekleidung, Schweisserschutzbekleidung, Brandschutzbekleidung und flammhemmenden Stoffen zur Innenausstattung von brandgefährdeten Fahrzeugen und Räumen sowie schließlich Arbeitsbekleidung, Hitzeschutzbekleidung, Schweisserschutzbekleidung, Brandschutzbeklei- düng und flammhemmende Stoffe zur Innenausstattung von brandge¬ fährdeten Fahrzeugen und Räumen, aus diesen Geweben, gefunden.
Keines der zum Stand der Technik genannten Dokumente lehrt oder legt nahe, gerade Polyamid 66 oder Polyamid 6 in Mengenanteilen von 0,1 bis 30 Gew.-% als Polyamidfasern zu verwenden.
Es versteht sich, das sich die Summe der Komponenten a) bis c) zu 100 Gew. -% ergänzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Garn
a) 30 bis 80 Gew.-% Melaminfasem,
b) 10 bis 60 Gew.-% Naturfasern, und
c) 1 bis 20 Gew.-% Polyamidfasern.
Melaminfasem a)
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Melaminfasem kann beispielsweise nach den in der EP-A 93 965, DE-A 23 64 091, EP-A 221 330 oder EP-A 408 947 beschriebenen Verfahren erfolgen. Besonders bevorzugte Melaminfasem enthalten als Monomerbaustein (A) 90 bis 100 Mol-% eines Gemisches, bestehend im wesentlichen aus 30 bis 100, bevorzugt 50 bis 99, besonders bevorzugt 85 bis 95, insbesondere 88 bis 93 Mol-% Melamin und 0 bis 70, bevorzugt 1 bis 50, besonders bevorzugt 5 bis 15, insbesondere 7 bis 12 Mol-%, eines substituierten Melamins I oder Mischungen substituierter Melamine I.
Als weiteren Monomerbaustein (B) enthalten die besonders bevorzugten Melaminfasem 0 bis 10, vorzugsweise von 0,1 bis 9,5, insbesondere 1 bis 5 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmolzahl an Monomerbausteinen (A) und (B) , eines Phenols oder eines Gemisches von Phenolen.
Die besonders bevorzugten Melaminfasem sind üblicherweise durch Umsetzung der Komponenten (A) und (B) mit Formaldehyd oder For- rnaldehyd-liefernden Verbindungen und anschließendes Verspinnen erhältlich, wobei das Molverhältnis von Melaminen zu Formaldehyd im Bereich von 1:1,15 bis 1:4,5, bevorzugt von 1:1,8 bis 1:3,0 liegt.
Als substituierte Melamine der allgemeinen Formel I
kommen solche in Betracht, in denen X1, X2 und X3 ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus -NH , -NHR1 und -NR^-R2, wobei X1, X2 und X3 nicht gleichzeitig -NH2 sind, und R1 und R2 ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxy-C-Cιo-alkyl, Hydroxy-C2-C4- alkyl- (oxa-C-C4-alkyl)n, mit n = 1 bis 5, und Amino-C-Cι2-alkyl .
Als Hydroxy-C2-Cιo-alkyl-Gruppen wählt man bevorzugt Hydroxy- C-C6-alkyl, wie 2-Hydroxyethyl, 3-Hydroxy-n-propyl, 2-Hydroxyiso- propyl, 4-Hydroxy-n-butyl, 5-Hydroxy-n-pentyl, 6-Hydroxy-n-hexyl, 3-Hydroxy-2, 2-dimethylpropyl, bevorzugt Hydroxy-C2-C4-alkyl, wie 2-Hydroxyethyl, 3-Hydroxy-n-propy1, 2-Hydroxyisopropyl und 4-Hy- droxy-n-butyl, besonders bevorzugt 2-Hydroxyethyl und 2-Hydroxy- isopropyl.
Als Hydroxy-C2-C4-alkyl- (oxa-C2-C4-alkyl)n-Gruppen wählt man bevorzugt solche mit n = 1 bis 4, besonders bevorzugt solche mit n = 1 oder 2, wie 5-Hydroxy-3-oxa-pentyl, 5-Hydroxy-3-oxa-2 , 5-di- methylpentyl, 5-Hydroxy-3-oxa-l, 4-dimethylpentyl, 5-Hydroxy-3- oxa-1,2,4, 5-tetramethylpentyl, 8-Hydroxy-3 , 6-dioxaoctyl .
Als Amino-C-Cι -alkyl-Gruppen kommen bevorzugt Amino-C -C8-alkyl- Gruppen, wie 2-Aminoethyl, 3-Aminopropyl, 4-Aminobutyl, 5-Amino- pentyl, 6-Aminohexyl, 7-Aminoheptyl sowie 8-Aminooctyl, besonders bevorzugt 2-Aminoethyl und 6-Aminohexyl, ganz besonders bevorzugt 6-Aminohexyl, in Betracht.
Für die Erfindung besonders geeignete substituierte Melamine sind folgende Verbindungen:
mit der 2-Hydroxyethylamino-Gruppe substituierte Melamine, wie 2- (2-Hydroxyethylamino) -4, 6-diamino-l, 3, 5-triazin, 2, 4-Di- (2-hydroxyethylamino) -6-amino-l, 3, 5-triazin, 2,4, 6-Tris- (2-hydroxyethylamino) -1,3, 5-triazin; mit der 2-Hydroxyisopropylamino-Gruppe substituierte Melamine, wie 2- (2-Hydroxyisopropylamino) -4 , 6-diamino-l, 3 , 5-triazin, 2 , 4-Di- (2-hydroxyisopropylamino) -6-amino-l, 3 , 5-triazin 2,4, 6-Tris- (2-hydroxyisopropylamino) -1,3, 5-triazin; mit der 5-Hydroxy-3-oxapentylamino-Gruppe substituierte Melamine, wie 2- (5-Hydroxy-3-oxapentylamino) -4, 6-diamino-l,3, 5-triazin, 2,4, 6-Tris- (5-hydroxy-3-oxapentylamino) -1,3, 5-triazin, 2, 4-Di (5-hydroxy-3-oxapentylamino) -6-amino, 1,3, 5-triazin;
mit der 6-Aminohexylamino-Gruppe substituierte Melamine, wie
2- (6-Aminohexylamino) -4, 6-diamino-l, 3 , 5-triazin, 2, 4-Di- (6-amino- hexylamino) -6-amino-l, 3, 5-triazin, 2,4, 6-Tris- (6-aminohexyl- amino) -1, 3, 5-triazin; oder
Gemische dieser Verbindungen, beispielsweise ein Gemisch aus 10 Mol-% 2- (5-Hydroxy-3-oxapentylamino) -4, 6-diamino-l, 3, 5-triazin, 50 Mol-% 2, 4-Di- (5-hydroxy-3-oxapentylamino) -6-amino-l, 3, 5-tri- azin und 40 Mol-% 2, 4, 6-Tris- (5-hydroxy-3-oxapentya- mino) -1,3, 5-triazin.
Als Phenole (B) eignen sich ein oder zwei Hydroxygruppen enthaltende Phenole, die gegebenenfalls mit Resten, ausgewählt aus der Gruppe aus Cι-C9-Alkyl und Hydroxy substituiert sind sowie mit zwei oder drei Phenolgruppen substituierte Cι-C4-Alkane, Di (hydroxyphenyl) sulfone oder Mischungen dieser Phenole.
Als bevorzugte Phenole kommen in Betracht: Phenol, 4-Methyl - phenol, 4-tert. -Butylphenol, 4-n-Octylphenol, 4-n-Nonylphenol, Brenzcatechin, Resorcin, Hydrochinon, 2, 2-Bis (4-hydroxy- phenyDpropan, Bis (4-hydroxyphenyl) sulfon, besonders bevorzugt Phenol, Resorcin und 2, 2-Bis (4-hydroxyphenyl)propan.
Formaldehyd setzt man in der Regel als wäßrige Lösung mit einer Konzentration von zum Beispiel 40 bis 50 Gew.-% oder in Form von Verbindungen, die bei der Umsetzung mit (A) und (B) Formaldehyd liefern, beispielsweise als oligomeren oder polymeren Formaldehyd in fester Form, wie Paraformaldehyd, 1, 3, 5-Trioxan oder 1, 3, 5, 7-Tetroxan, ein.
Zur Herstellung der besonders bevorzugten Melaminfasem polykondensiert man üblicherweise Melamin, gegebenenfalls substituiertes Melamin und gegebenenfalls Phenol zusammen mit Formaldehyd bzw. Formaldehyd-liefemden Verbindungen. Man kann dabei alle Komponenten gleich zu Beginn vorlegen oder man kann sie por- tionsweise und sukzessive zur Reaktion bringen und den dabei ge- bildeten Vorkondensaten nachträglich weiteres Melamin, substituiertes Melamin oder Phenol zufügen.
Die Polykondensation führt man in an sich bekannter Weise durch (s. EP-A 355 760, Houben-Weyl, Bd. 14/2, S. 357 ff).
Die Reaktionstemperatur wählt man dabei im allgemeinen in einem Bereich von 20 bis 150, bevorzugt von 40 bis 140°C. Der Reaktionsdruck ist in der Regel unkritisch. Man arbeitet im allgemeinen in einem Bereich von 100 bis 500 kPa, bevorzugt unter Atmosphärendruck.
Man kann die Reaktion mit oder ohne Lösungsmittel durchführen. In der Regel setzt man bei Verwendung von wäßriger Formaldehydlösung kein Lösungsmittel zu. Bei Verwendung von in fester Form gebundenem Formaldehyd wählt man als Lösungsmittel üblicherweise Wasser, wobei die verwendete Menge in der Regel im Bereich von 5 bis 40, bevorzugt von 15 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an eingesetzten Monomeren, liegt.
Ferner führt man die Polykondensation im allgemeinen in einem pH- Bereich oberhalb von 7 aus. Bevorzugt ist der pH-Bereich von 7,5 bis 10,0, besonders bevorzugt von 8 bis 9.
Des weiteren kann man dem Reaktionsgemisch geringe Mengen üblicher Zusätze, wie Alkalimetallsulfite, z.B. Natriumdisulfit und Natriumsulfit, Alkalimetallformiate, z.B. Natriumformiat, Alkali - metallciträte, z.B. Natriumeitrat, Phosphate, Polyphosphate , Harnstoff, Dicyandiamid oder Cyanamid hinzufügen. Man kann sie als reine Einzelverbindungen oder als Mischungen untereinander, jeweils in Substanz oder als wäßrige Lösung vor, während oder nach der Kondensationsreaktion zusetzen.
Andere Modifizierungsmittel sind Amine und Aminoalkohole, wie Diethylamin, Ethanolamin, Diethanolamin oder 2-Diethylamino- ethanol.
Als weitere Zusatzstoffe kommen Füllstoffe oder Emulgatoren in Betracht. Als Füllstoffe kann man beispielsweise faser- oder pulverförmige anorganische VerStärkungsmittel oder Füllstoffe, wie Glasfasern, Metallpulver, Metallsalze oder Silikate, z.B. Kaolin, Talkum, Schwerspat, Quarz oder Kreide, ferner Pigmente und Farbstoffe einsetzen. Als Emulgatoren verwendet man in der Regel die üblichen nichtionogenen, anionenaktiven oder kation- aktiven organischen Verbindungen mit langkettigen Alkylresten. Die Polykondensation kann man diskontinuierlich oder kontinuierlich, beispielsweise in einem Extruder (siehe EP-A 355 760) , nach an sich bekannten Methoden durchführen.
Zur Herstellung von Fasern verspinnt man in der Regel das erfindungsgemäße Melaminharz in an sich bekannter Weise, beispielsweise nach Zusatz eines Härters, üblicherweise Säuren, wie Ameisensäure, Schwefelsäure oder Ammoniumchlorid, bei Raumtemperatur in einer Rotationsspinnmaschine und härtet anschlie- ßend die Rohfasern in einer erhitzten Atmosphäre aus, oder man verspinnt in einer erhitzten Atmosphäre, verdampft dabei gleichzeitig das als Lösungsmittel dienende Wasser und härtet das Kondensat aus. Ein solches Verfahren ist in der DE-A-23 64 091 eingehend beschrieben.
Zur Herstellung der Melaminfasem kann man jedoch auch andere gebräuchliche Verfahren verwenden, z.B. Fadenziehen, Exdrudieren und Fibrillierungsprozesse. Die dabei erhaltenen Fasern werden im allgemeinen vorgetrocknet, gegebenenfalls gereckt und dann bei 120 bis 250°C gehärtet.
Die Fasern sind üblicherweise 5 bis 25 μm dick und 2 bis 2000 mm lang.
Geeignete Melaminfasem sind z.B. als Basofil® von BASF im Handel.
Naturfasern b)
Als Naturfasern setzt man in der Regel natürlich vorkommende Fasern auf Cellulose-Basis ein, wie Baumwolle, Wolle, Leinen oder Seide, wobei unter diese Naturfasern auch solche Fasern auf Cellulose-Basis zählen sollen, die natürlichen Ursprungs sind, jedoch nach bekannten und üblichen Verfahren modifiziert oder be- handelt sind.
Insbesondere Baumwolle oder Wolle gehören nach DIN 60001 zu den Naturfasern, wobei Baumwolle der Gruppe der pflanzlichen Fasern zuzuordnen ist. In der DIN 60004 sind die Begriffe für den Roh- Stoff Wolle festgelegt. Im Sinne dieser Erfindung sind unter Wolle alle groben und feinen Tierhaare zu verstehen.
Die Naturfasern können, falls erforderlich, mit flammhemmenden Mitteln behandelt werden, z.B. reaktiven Phosphorverbindungen. Derartige Verbindungen sind z. B. als Aflammit®von Fa. Thor-Chemie, Pyrovatex® oder Proban® im Handel. Ein Gewebe ist üblicherweise aus Kettfäden und Schußfäden (kurz: Kette und Schuß) aufgebaut. Das Garn des Schußfadens kann mit dem Garn des Kettfadens identisch sein, oder Kette und Schuß können voneinander verschieden sein.
Die Naturfasern des Schußfadens können mit den Naturfasern des Kettfadens identisch sein oder verschieden voneinander. Beispielsweise kann der Schußfaden Baumwollfasern und der Kettfaden Wollfasern enthalten, oder umgekehrt, oder Schuß und Kette können Baumwollfasern enthalten. Besonders bevorzugt enthalten Schuß und Kette dieselbe Naturfaser. Insbesondere enthalten Schuß und Kette als Naturfaser Baumwollfaser mit einem Anteil von 50, bevorzugt 80, insbesondere 100 Gew.-%, bezogen auf die Naturfasern b) bzw. kl) .
Demnach wird insbesondere allein Baumwolle als Naturfaser b) verwendet.
Polyamidfasern c)
Als Polyamidfasern können alle üblichen Textilfasern aus Polyamiden eingesetzt werden, wobei die Polyamide (PA) ausgewählt sind aus PA-66, PA-6 und deren Mischungen.
Die Polyamidfasern werden aus PA-66 bzw. PA-6 nach dem Schmelz - spinn- oder dem Extrusionsverfahren hergestellt. Anschließend werden sie heiß oder kalt verstreckt. PA-6 ist Polycaprolactam, PA-66 ist aus Hexamethylendiamin- und Adipinsäure-Einheiten aufgebaut. Einzelheiten zu Polyamidfasern findet der Fachmann in Ullmanns Encyklopädie der Technischen Chemie, Bd. 11, 4. Aufl., S. 315, Verlag Chemie, Weinheim 1978.
Geeignete Polyamidfasern sind z.B. von Fa. BASF, Fa. DuPont und Fa . Rhodia im Handel .
Das Garn für den Schußfaden kann mit dem Garn des Kettfadens identisch ein, oder Kette und Schuß können verschieden voneinander sein. Die Polyamidfasern des Schußfadens können mit den Polyamidfasern des Kettfadens identisch sein oder verschieden vonein- ander. Beispielsweise kann der Schuß PA-6- und die Kette PA-66-Fasern enthalten, oder umgekehrt.
Falls für die Polyamidfasern c) eine Mischung aus PA-6 und PA-66 verwendet wird, beträgt der PA-66-Anteil an den Polyamidfasern c) bevorzugt mindestens 50, insbesondere mindestens 90 Gew.-%, bezogen auf c) , und der an 100 Gew.-% fehlende Anteil ist PA-6. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform beträgt der PA-6-Anteil 100 Gew.-%, bezogen auf c) , d. h. die Polyamidfasern c) enthalten als einziges Polyamid PA-6.
In einer anderen, besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt der PA-66-Anteil 100 Gew.-%, bezogen auf c) , d. h. die Polyamidfasern c) enthalten als einziges Polyamid PA-66.
Den Fasermischungen, aus denen das Garn hergestellt wird, können bis zu 25, vorzugsweise bis zu 10 Gew.-% übliche Füllstoffe, insbesondere solche auf Basis von Silikaten wie Glimmer, sowie Farbstoffe, Pigmente, Metallpulver, Mattierungsmittel und Spinnhilfsmittel zugesetzt werden.
Insbesondere können die Garne antistatisch wirkende Zusätze entsprechend der DIN EN 1149-1 enthalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden elektrisch leitfähige Filamente in das Garn eingearbeitet, insbesondere eingezwirnt. Dafür eignen sich das Garn des Schußfadens (bevorzugt), des Kettfadens, oder Schuß und Kette. Bei der Herstellung des Gewebes können dann alle, bevorzugt jedoch nur einige Schußfäden und/oder Kettfäden diese leitfähigen Filamente enthalten. Im letztgenannten Fall wechseln sich üblicherweise "normale" Schußfäden (ohne diese leitfähigen Filamente) und Schußfäden enthaltend diese leitfähigen Filamente, in einer bestimmten Reihenfolge ab. Besonders bevorzugt enthält das Gewebe alle 2 bis 20, insbesondere etwa alle 5 bis 10 mm einen dieser leitfähigen Filamentzwirne im Schuß und/oder in der Kette. Ein Beispiel für ein geeignetes leitfähiges Filament ist das Filament F901 mit 24 dtex. Es besteht im wesentlichen aus einem Kern aus Polyamid 6 und einer Außenschicht, in die leitfähige Kohlenstoffpigmente eingebettet sind. Dieses Filament ist bevorzugt und im Handel z. B. als Resi- stat®-Typ von BASF erhältlich.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden die antistatischen Eigenschaften des Gewebes dadurch erreicht, daß in die Fasermischung, aus der das Garn für den Schußfaden (bevorzugt) , oder den Kettfaden, oder für Schuß und Kette, hergestellt wird, elektrisch leitfähige Stapelfasern eingearbeitet werden. Ein Beispiel für solche leitfähigen Stapelfasern ist die Stapelfaser F7105 mit 5,6 dtex, die im wesentlichen aus einem leitfähigen Kern aus Kohlenstoff und einer Außenschicht (Mantel) aus Polyamid 6 besteht. Diese Stapelfaser ist bevorzugt und im Handel z. B. als Resistat®-Typ von BASF erhältlich. Die leitfähige Stapelfaser wird bevorzugt in Mengen von 0,5 bis 5, insbesondere 1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Fasermischung, verwendet. Aus dieser Stapelfaser und den anderen Fasern des Garns wird in der Regel eine homogene Fasermischung in bekannter Weise hergestellt, welche wie üblich zum Garn versponnen wird.
Die Garne und/oder die in ihnen enthaltenen Fasern können in be- kannter Weise behandelt werden, bevor sie zum Gewebe verarbeitet werden, z.B. durch Vorbleichen, Färben, Ausrüsten mit Textil- hilfsstoffen, Hydrophobieren, usw.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält das Garn
a) 40 bis 65, bevorzugt etwa 50 bis 55 Gew.-% Melaminfasem,
b) 30 bis 45, bevorzugt etwa 40 Gew.-% Baumwollfasern, und
c) 3 bis 15, bevorzugt etwa 5 bis 10 Gew.-% Polyamidfasern, ganz besonders bevorzugt aus PA-66 als einzigem Polyamid.
Die verschiedenen Faserarten werden üblicherweise als Flocke vor- gemischt und mittels den bekannten, in der Textilindustrie übli- chen Verfahren zu Garnen ausgesponnen. Jedoch ist es auch möglich, die Fasern auf andere Weise zu Garnen zu verarbeiten. Derartige Verfahren sind dem Fachmann bekannt.
Diese Garne können dann je nach Anwendungsgebiet zu verschieden- artigen textilen oder nicht-textilen Geweben weiterverarbeitet werden.
Bevorzugt weisen die erfindungsgemäßen Garne eine Feinheit von Nm 5 bis Nm 70, insbesondere Nm 20 bis Nm 50 auf. Das Flächengewicht der daraus hergestellten erfindungsgemäßen Gewebe ist bevorzugt 70 bis 900, insbesondere 120 bis 600 und besonders bevorzugt 300 bis 500 g/m2.
Die erfindungsgemäßen Gewebe können eine hitze-, öl-, schmutz- und/oder feuchtigkeitsabweisenden Ausrüstung enthalten. Das Gewebe kann mit dem Ausrüstungsmittel imprägniert oder beschichtet werden.
Beispiele für erfindungsgemäß geeignete Ausrüstungen sind ein- oder zweiseitig aufgebrachte Schichten aus Metall, wie z.B. Aluminium. Derartige Metallschichten, die gewöhnlich in einer Dicke von z.B. 5 - 200 μm, vorzugsweise 10 - 100 μm aufgetragen werden, so daß die Flexibilität des Gewebes nicht nachteilig verändert wird, schützen vor Feuer, Hitzeeinwirkung, insbesondere der Strahlungswärme, Ruß und Löschmittel, wie z.B. Wasser und Löschschäume oder Löschpulver. Entsprechend der Europanorm EN 1486 eignen sich metallisierte Gewebe für die Herstellung von Schut- zanzügen für den schweren Brand- und Hitzeschutz. Die Metallie- rung erfolgt in der Regel durch Aufdampfen von Metall auf das Gewebe im Hochvakuum (siehe Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, 3. Aufl., Bd. 15, S. 276 und dort zitierte Literatur). 5 Auch ist es möglich, auf das Gewebe dünne Metallfolien aufzukleben. Derartige Metallfolien bestehen in der Regel aus einer poly- meren Trägerfolie, die mit einem dünnen Metallfilm beschichtet ist. Sie enthalten vorzugsweise einen polymeren Träger auf Polyesterbasis. Die metallisierten Folien können entsprechend der TL
10 8415-0203 (TL = Technische Lieferbindung der Bundeswehr) einseitig oder vorzugsweise zweiseitig auf das erfindungsgemäße Gewebe aufgebracht werden, beispielsweise mittels eines Klebers oder durch Heiß-Kalandrieren. Derartige Folien werden von verschiedenen Herstellern für die Beschichtung von Geweben verwendet (z.B.
15 Gentex Corp., Carbondale PA, USA; C.F.Ploucquet GmbH & Co, D-89522 Heidenheim; Darmstädter GmbH, D-46485 Wesel) .
Darüber hinaus ist es möglich, die Gewebe aus metallisierten Garnen oder Fasern herzustellen. Die Garne sind vorzugsweise mit
20 Aluminium in Schichtdicken im Bereich von 10 - 100 μm beschichtet, die Fasern weisen Metallbeschichtungen von 0,01 bis 1 μm auf. Derartige Garne oder Fasern sind beispielsweise in Anlehnung an die in DE-AS 27 43 768, DE-A 38 10 597 oder EP-A 528 192 beschriebenen Verfahren herstellbar.
25
Weitere Beispiele für geeignete Ausrüstungen sind ein- oder zweiseitig auf das Gewebe aufgetragene, wasserabweisende hydrophobe Schichten. Solche Schichten bestehen vorzugsweise aus polyure- thanhaltigen Materialien und/oder polytetrafluoräthylenhaltigen
30 Materialien. Solche Beschichtungen sind bereits zur Verbesserung des Wetterschutzes bei Textilien aus dem Stand der Technik bekannt (siehe Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, 5. Aufl., Vol A26, S. 306-312, und Lexikon für Textilveredelung, 1955, S. 211 ff). Diese Beschichtungen können so ausgebildet
35 sein, daß Wasserdampf durch die Schicht diffundieren kann, während sie gleichzeitig von flüssigem Wasser oder ähnlichen Feuer- löschprodukten sowie von Verbrennungsprodukten nicht oder nur unwesentlich durchdrungen werden können. Diese Beschichtungen werden in der Regel als Polymerfolien auf das Gewebe aufgeklebt oder
40 kalandriert.
Weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Schutzwirkung der Gewebe bestehen in der Ausrüstung der Fasern oder des Gewebes mit wasserabweisenden, öl- und/oder schmutzabweisenden Verbindungen (hy- 45 drophobe bzw. oleophobe Ausrüstung) . Solche Verbindungen sind als textile Hilfsmittel dem Fachmann bekannt (vgl. Ulimann' s Encyclo- pedia of Industrial Chemistry 5.Ed., Vol. A26, S. 306-312). Bei- spiele für wasserabweisende Verbindungen sind Metallseifen, Silikone, fluororganische Verbindungen, z.B. Salze perfluorierter Carbonsäuren, Polyacrylsäureester perfluorierter Alkohole (siehe EP-B-366 338 und dort zitierte Literatur) oder Tetrafluorethylen- polymerisate. Insbesondere die beiden letztgenannten Polymerisate finden auch als oleophobe Ausrüstung Verwendung.
Die erfindungsemäßen Gewebe vereinen gutes Wasch- und Trockenverhalten unter Industriebedingungen (geringes Auswaschen von Fa- sern) , und hohe mechanische Festigkeit mit hohem Tragekomfort und mit guten Hitze- und Brandschutzverhalten und zeichnen sich insbesondere durch eine gute Abriebfestigkeit (Scheuerfestigkeit) aus.
Die Abriebfestigkeit von Geweben kann mit verschiedenen Testverfahren ermittelt werden. Sie sind dem Fachmann bekannt. Eine gebräuchliche Bestimmung der Abriebfestigkeit ist die Scheuerprüfung nach Martindale: ein mit einem Wollgewebe bespannter Stempel wird mit einer bestimmten Auflagekraft und mit kreisender Bewe- gung auf das zu untersuchende Gewebe gedrückt. Die Zahl der
Kreisbewegungen des Stempels wird schrittweise erhöht und vor jeder Erhöhung wird das zu untersuchende Gewebe auf durchgescheuerte Fäden überprüft. Die Zahl der Kreisbewegungen pro min, bei der zwei Fäden des zu untersuchenden Gewebes durchgescheuert sind, gibt die Abrieb estigkeit nach Martindale an.
Für Schutzbekleidung werden üblicherweise mehr als 20.000 Umdrehungen pro min. bei 9 kPa Auflagekraft als Mindestanforderung gefordert.
Einzelheiten zur Scheuerprüfung nach Martindale findet der Fachmann in der Norm EN 530, Verfahren 1 (Wollgewebe), Martindale.
Es überrascht, dass die Brandfestigkeit und Abtropffestigkeit der aus den erfindungsgemäßen Garnen hergestellten Gewebe trotz des Anteils an Polyamidfasern erhalten bleibt. Dies war nicht zu erwarten gewesen, da Polyamide bekanntlich leicht entflammbar sind und brennend abtropfen, also weder brandfest noch abtropffest sind. Es überrascht daher, dass die erfindungsgemäßen Gewebe ebenso brand- und abtropffest sind wie Gewebe ohne Polyamidanteil.
Beispiele:
Aus verschiedenen Fasermischungen wurden in dem Fachmann bekannter Weise unterschiedliche Garne hergestellt, indem die Einzelfasern innig vermischt und daraus ein Mischfasergarn hergestellt wurde. Die Garnfeinheit war 40/2 Nm. Aus jedem der Garne wurde auf einem Webstuhl in üblicher Weise ein Gewebe mit einer Köper 2/2-Bindung, 36 Kettfäden pro cm und 20 Schußfäden pro cm hergestellt. Bei jedem der Gewebe waren Kette und Schuß aus dem glei- chen Garn. Das Flächengewicht jedes der Gewebe betrug etwa 210 g/m2.
Als Melaminfaser a) wurde Basofil® von BASF verwendet. Als Naturfaser b) wurde Baumwolle verwendet. Als Polyamidfaser c) wurde eine handelsübliche Stapelfaser aus PA-66 mit 1,7 dtex und 38 mm Stapellänge verwendet.
Die Baumwolle wurde durch Behandeln des fertigen Gewebes mit Aflammit® (Fa. Thor-Chemie) flammgeschützt ausgerüstet. Zu Vergleichszwecken wurde eine Faser d) aus p-Aramid (Nomex® von DuPont) , und eine Faser e) aus m-Aramid (Technora® von Teijin), verwendet.
An jedem der Gewebe wurde die Scheuerprüfung nach Martindale nach EN 530 bei 9 kPa Auflagekraft des Stempels vorgenommen. Als Ergebnis ist die Stempel-Umdrehungszahl pro min angegeben, bei der zwei Fäden des Gewebes durchgescheuert waren.
Die Tabelle fasst die Zusammensetzungen und Eigenschaften der Ge- webe zusammen.
Tabelle
1) V zum Vergleich Die Beispiele zeigen, dass bereits 5 Gew. -Tl. PA-66 die Abriebfestigkeit des Gewebes erheblich erhöhen : ohne PA 15.000, mit 5 Gew. -Tl. PA-66 40.000 Umdrehungen, Beispiele 1 V und 2. Erhöht man den PA-Anteil auf 10 Gew. -Tl., verbessert sich die Abriebfe- 5 stigkeit auf 50.000 Umdrehungen.
Ersetzt man (nicht erfindungsgemäß) das Polyamid durch dieselbe Menge m-Aramid, so vermindert sich die Abriebfestigkeit des Gewebes erheblich : bei je 5 Gew. -Tl. PA bzw. m-Aramid von 40.000 auf 10 25.000 (Beispiele 2 und 4V) , bei je 10 Gew. -Tl. von 50.000 auf 25.000 Umdrehungen (Beispiel 3 und 5V) .
Ersetzt man (ebenfalls nicht erfindungsgemäß) das Polyamid durch dieselbe Menge p-Aramid, so verschlechtert sich gleichfalls die 15 Abriebfestigkeit : bei je 5 Gew. -Tl. PA bzw. p-Aramid von 40.000 auf 30.000 (Beispiel 2 und 6V) , bei je 10 Gew. -Tl. von 50.000 auf 45.000 Umdrehungen (Beispiele 3 und 7V) .
20
25
30
35
40
5

Claims

Patentansprüche
1. Garn zur Herstellung von Geweben, enthaltend
a) 5 bis 90 Gew.-% Melaminfasem,
b) 5 bis 90 Gew.-% Naturfasern, und
c) 0,1 bis 30 Gew.-% Polyamidfasern aus Polyamid 66 oder Polyamid 6 oder deren Mischungen.
2. Garn nach Anspruch 1, enthaltend
a) 30 bis 80 Gew.-% Melaminfasem,
b) 10 bis 60 Gew.-% Naturfasern, und
c) 1 bis 20 Gew.-% Polyamidfasern.
3. Garn nach den Ansprüchen 1 bis 2, wobei die Naturfasern b) Baumwollfasern sind.
4. Garn nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Polyamidfasern c) Polyamid 66 als einziges Polyamid enthalten.
5. Verwendung von Garnen nach den Ansprüchen 1 bis 4 zur Herstellung von Geweben.
6. Gewebe enthaltend Garne nach den Ansprüchen 1 bis 4.
7. Verwendung von Geweben nach den Anspruch 6 zur Herstellung von Arbeitsbekleidung, Hitzeschutzbekleidung, Schweisserschutzbekleidung, Brandschutzbekleidung und flammhemmenden Stoffen zur Innenausstattung von brandgefährdeten Fahrzeugen und Räumen.
8. Arbeitsbekleidung, Hitzeschutzbekleidung, Schweisserschutzbekleidung, Brandschutzbekleidung und flammhemmende Stoffe zur Innenausstattung von brandgefährdeten Fahrzeugen und Räumen, aus Geweben nach den Anspruch 6.
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