DE202004005008U1

DE202004005008U1 - Textiles Flächengebilde für Schutzbekleidung

Info

Publication number: DE202004005008U1
Application number: DE200420005008
Authority: DE
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: KR20070012391A; BRPI0508737A; CN1934304A; KR101215713B1; ES2328940T3; EP1740746B1; JP4594379B2; US20050221706A1; EP1740746A1; WO2005099426A1; US7402538B2; CN1934304B; CA2557894C; JP2007530819A; CA2557894A1; DE602005016237D1

Abstract

Hitzebeständiges, flammfestes, einlagiges textiles Flächengebilde zur Verwendung als einzelne oder äußere Lage einer Schutzkleidung für einen Träger, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Kett-System und mindestens zwei Schuss-Systeme aufweist, wobei das Kett-System eine Mischung von 60% bis 90 Gewichtsprozent Poly-m-phenylenisophthalamid (Meta-Aramid) und 10% bis 40 Gewichtsprozent Poly-p-phenylenterephthalamid (Para-Aramid) aufweist, wobei das erste der mindestens zwei Schuss-Systeme eine Mischung von 85% bis 95 Gewichtsprozent Meta-Aramid und 5% bis 15 Gewichtsprozent Para-Aramid aufweist und wobei das zweite der mindestens zwei Schuss-Systeme im wesentlichen Para-Aramid aufweist; sowie dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde in einer solchen Weise gewebt ist, dass von etwa 55% bis etwa 80 Gewichtsprozent des Kett-Systems auf der dem Träger zugewandten Seite des textilen Flächengebildes erscheinen; dass von etwa 55% bis etwa 80 Gewichtsprozent des ersten der mindestens zwei Schuss-Systeme auf der dem Träger abgewandten Seite des textilen Flächengebildes erscheinen und von etwa 70% bis 90 Gewichtsprozent des zweiten der...

Description

1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft hitzebeständiges und flammfestes textiles Flächengebilde zur Verwendung als einzelne oder äußere Lage für Schutzkleidung.
2. BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN GEBIETS
Eine Bekleidung zum Schutz gegen Hitze und Flammen ist auch bekannt als "Turn Out Coat" (Einsatzbekleidung) und wird in der Regel zur Identifizierung als Uniform verwendet, beispielsweise für Feuerwehrleute. Eine solche Bekleidung ist normalerweise verhältnismäßig schwer aufgrund der Masse und der Dicke der Bekleidung selbst, die normalerweise die Hauptfaktoren sind, die zum Schutz beitragen. Der Träger einer solchen Bekleidung ist daher in seinen Bewegungen eingeschränkt und erfährt eine Wärmebelastung, so dass der gesamte Tragekomfort stark vermindert ist. In den letzten 20 Jahren hat es anhaltende Versuche zur Entwicklung neuartiger Materialien gegeben, um den Tragekomfort einer solchen Schutzbekleidung zu verbessern. Beispielsweise wurden für diese Aufgabe leichtere und volumenhaltigere Isolierstoffe entwickelt. Diese Materialien vermitteln der fertigen Schutzbekleidung eine größere Leichtigkeit, könnten jedoch aufgrund ihrer sperrigen Abmessungen die Atmungstätigkeit des Trägers beeinträchtigen. Darüber hinaus wird die Bewegungsfreiheit durch Verwendung dieser Materialien nicht unbedingt verbessert.
Schutzkleidung, die gegen Hitze und Flamme schützt, wird in der Regel aus einer oder mehreren Lagen gefertigt. Die Wahl der verschiedenen Materialien und die Zahl der Lagen, die die fertige Schutzbekleidung aufbauen, hängen von der speziellen Anwendung der Bekleidung selbst ab.
Beim Entwerfen einer neuen Schutzkleidung ist darauf zu achten, dass alle Kriterien der relevanten nationalen und internationalen Normen erfüllt sind. Beispielsweise müssen hitzebeständige und flammfeste Bekleidungen nach den Standards EN-340, EN-531, EN 469 sowie NFPA 1971:2000, NFPA 2112:2001, und NFPA 70E:2000 hergestellt werden. So ließe sich eine leichtere Schutzkleidung einfach dadurch herstellen, dass leichtere Materialien verwendet werden. Dieses steht jedoch gewöhnlich im Zusammenhang mit einer Verschlechterung der mechanischen und thermischen Eigenschaften der Schutzkleidung.
Darüber hinaus gelangt Einsatzkleidung bei den meisten Feuerwehren für eine durchschnittliche Dauer von 5 Jahren zum Einsatz, weshalb erwartet wird, dass sie während dieser Zeitdauer ihre Funktionsfähigkeit hinsichtlich der Hitzebeständigkeit und Flammfestigkeit sowie hinsichtlich ihres ästhetischen Aussehens vollständig aufrecht erhalten.
Die WO 00/066823 offenbart ein feuerfestes Material, das ein mit einem Gewebe kaschiertes textiles Flächengebilde aufweist, in das Poly-m-phenylenisophthalamid (Meta-Aramid)-Fasern einbezogen sein können, während in das textile Flächengebilde eine Siebgewebeverstärkung von Fasern mit geringer Wärmeschrumpfung einbezogen sind.
Die WO 02/079555 offenbart verstärktes textiles Flächengebilde, das ein Grundgewebe aufweist, das auf seiner rückseitigen Oberfläche ein verstärktes Gitter hat, das aus Kett- und Schussgarnen besteht, erzeugt in einem Material, das über höhere mechanische Eigenschaften verfügt als solche, die Garne des Grundgewebes erzeugen. In einem derartigen verstärkten textilen Flächengebilde ist das verstärkende Gitter verknüpft mit dem Grundgewebe über dessen Kett- und Schussgarne, die auf dem Grundgewebe an unterschiedlichen Stellen fixiert sind und die sich einander außerhalb des Grundgewebes schneiden.
Die Produkte, die nach den zwei vorstehend erwähnten Patentschriften aus dem Stand der Technik entwickelt wurden, verbessern das mechanische und thermische Verhalten einlagiger Strukturen. Durch Hinzufügen eines solchen verstärkenden Gitters an der Rückseite der einlagigen Schicht werden die textilen Flächengebilde nach den Patentschriften aus dem Stand der Technik jedoch zu einer halb-gefachten Gewebestruktur, so dass deren Werte für das spezifische Gewicht notwendigerweise höher sind als diejenigen von streng einlagigen textilen Flächengebilden.
Im Grunde besteht das Problem der vorliegenden Erfindung daher in der Bereitstellung eines hitzebeständigen und flammfesten einlagigen textilen Flächengebildes, das seine Funktionsfähigkeit und sein ästhetisches Aussehen über die Jahre bewahrt und das bei Verwendung als einlagige oder Außenlage von Schutzbekleidung eine Erhöhung des Tragekomforts ermöglicht und die Ableitung von Dampf und Wärme verbessert, die vom Träger erzeugt werden.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist jetzt überraschend festgestellt worden, dass die vorgenannten Probleme durch ein hitzebeständiges und flammfestes einlagiges textiles Flächengebilde zur Verwendung als einzelne Lage oder äußere Lage einer Schutzbekleidung für einen Träger verbessert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Kett-System und mindestens zwei Schuss-Systeme aufweist, wobei das Kett-System eine Mischung von 60% bis 90 Gew.% Poly-m-phenylenisophthalamid (Meta-Aramid) und 10% bis 40 Gew.% Poly-p-phenylenterephthalamid (Para-Aramid) aufweist, wobei das erste der mindestens zwei Schuss-Systeme eine Mischung von 85% bis 95 Gew.% Meta-Aramid und 5% bis 15 Gew.% Para-Aramid aufweist und wobei das zweite der mindestens zwei Schuss-Systeme im Wesentlichen Para-Aramid aufweist; sowie dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde in einer solchen Weise gewebt ist, dass von etwa 55% bis etwa 80 Gew.% des Kett-Systems auf der dem Träger zugewandten Seite des textilen Flächengebildes erscheinen; dass von etwa 55% bis etwa 80 Gew.% des ersten der mindestens zwei Schuss-Systeme auf der dem Träger abgewandten Seite des textilen Flächengebildes erscheinen und von etwa 70% bis 90 Gew.% des zweiten der mindestens zwei Schuss-Systeme auf der dem Träger zugewandten Seite des textilen Flächengebildes erscheinen.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bekleidung zum Schutz gegen Hitze und Flammen, die das vorgenannte textile Flächengebilde als einzige oder äußere Lage aufweist.
Die Bekleidung gemäß der vorliegenden Erfindung verbessert wesentlich den Komfort des Trägers sowohl während normaler als auch kritischer Situationen. Sie ist gegenüber konventionellen Bekleidungsstücken leichter und dünner und verfügt über ähnliche mechanische und thermische Eigenschaften und ist zu einer stärkeren Ableitung von Wärme und Dampf von der Oberfläche des Trägers an die Umgebung in der Lage.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung der Gewebeaufbaus eines textilen Flächengebildes nach der vorliegenden Erfindung (Beispiel 1).
2 ist eine schematische Darstellung des Gewebeaufbaus eines vergleichbaren textilen Flächengebildes (Beispiel 2).
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Aufgrund seiner besonderen Struktur kann das textile Flächengebilde nach der vorliegenden Erfindung ein spezifisches Gewicht haben, das geringer ist als das von konventionellen textilen Flächengebilden, die über vergleichbare mechanische und thermische Eigenschaften bei Verwendung als einzige oder äußere Lage einer Schutzkleidung verfügen.
Das textile Flächengebilde der vorliegenden Erfindung verfügt in Folge der Struktur seines Schuss-Systems über besonders gute mechanische Eigenschaften, das aus einer alternierenden Folge von Garnen besteht, in die eine überwiegende Menge von Meta-Aramidfasern sowie Garnen einbezogen ist, die weitgehend Para-Aramidfasern aufweisen. Die besondere Gewebestruktur, bei der die zum Träger zugewandte Seite mehr Para-Aramidfasern enthält als die vom Träger abgewandte Seite, macht es möglich, dem textilen Flächengebilde nach der vorliegenden Erfindung über eine Zeitdauer einen optimierten Wärmeschutz sowie ästhetisches Aussehen zu vermitteln.
Die optimale Menge und Verteilung der Meta-Aramid- und Para-Aramidfasern über die zwei Seiten des textilen Flächengebildes nach der vorliegenden Erfindung hängt von den speziellen Anwendungen und den zur Anwendung gelangenden Materialien ab. Verallgemeinert lässt sich sagen, je größer die Menge an Para-Aramidfasern ist, um so besser ist das physikalische Verhalten und die Beständigkeit des textilen Flächengebildes selbst, während einer thermischen Exponierung aufzureißen. Andererseits beeinträchtigt eine zu hohe Konzentration von Para-Aramidfasern in dem textilen Flächengebilde dessen Flexibilität und ästhetisches Aussehen. Vorzugsweise stellen die Para- Aramidfasern etwa 15% bis etwa 30 Gew.% des Gesamtgewichts des textilen Flächengebildes.
Das textile Flächengebilde nach der vorliegenden Erfindung kann darüber hinaus unter standardgemäßen Prozessbedingungen hergestellt werden, indem konventionelle Maschinen zum Weben von einlagigen Strukturen zur Anwendung gelangen und damit dessen Herstellung leichter und kostengünstiger machen.
Für die Herstellung des textilen Flächengebildes nach der vorliegenden Erfindung geeignete Aramidmaterialien können über zahlreiche physikalische und chemische Eigenschaften entsprechend dem speziellen Gebrauch des textilen Flächengebildes verfügen. Geeignete Meta-Aramid- und Para-Aramidmaterialien sind beispielsweise unter den Warenzeichen NOMEX^® bzw. KEVLAR^® von der E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA, verfügbar.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten der mindestens zwei Schuss-Systeme derart gewählt, dass das Gesamtgewichtsverhältnis zwischen dem Meta-Aramid und Para-Aramid in den mindestens zwei Schuss-Systemen im Wesentlichen das gleiche ist wie das Gewichtsverhältnis zwischen dem Meta-Aramid und dem Para-Aramid im Kett-System. Unter dem Begriff "im Wesentlichen das gleiche" wird verstanden, dass die Diskrepanz zwischen den Werten des Gewichtsverhältnisses von Meta-/Para-Aramid der Kett- und Schuss-Systeme etwa 30% des Wertes entweder des Gewichtsverhältnisses von Meta-/Para-Aramid der Kett- oder Schuss-Systeme überschreiten kann. Vorteilhaft kann eine solche Diskrepanz nicht 20 Prozent des Wertes entweder des Gewichtsverhältnisses von Meta-/Para-Aramid des Kett-Systems oder des Schuss-Systems überschreiten.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beruhen die Kett- und Schuss-Systeme des textilen Flächengebildes unabhängig voneinander auf Filamenten, einfädigen Garnen und eindrähtigen Zwirnen. Unter "Filament" werden hergestellte Fasern verstanden, die zu Filamenten extrudiert sind und möglicherweise zu Filamentgarnen umgewandelt worden sind. Von Vorteil ist die Herstellung der Kett- und Schuss-Systeme des textilen Flächengebildes nach der vorliegenden Erfindung aus eindrähtigen Zwirnen.
Die längenbezogene Masse der die Kett- und Schuss-Systeme erzeugenden Garne hängt von der speziellen Anwendung des textilen Flächengebildes ab. Die Werte für die längenbezogene Masse liegen im typischen Fall zwischen etwa 200 und etwa 500 dtex.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben die Fasern, die das erste der mindestens zwei Schuss-Systeme ausbauen, eine längenbezogene Masse von etwa 1,1 bis etwa 1,4 dtex, während die Fasern, die das zweite der mindestens zwei Schuss-Systeme aufbauen, eine längenbezogene Masse von etwa 1,7 bis etwa 2,4 dtex haben und die Fasern, die das Kett-System ausbauen, einen Wert für die längenbezogene Masse von etwa 1,7 bis etwa 2,2 dtex haben. Eine derartige Differenz in der längenbezogenen Masse der Fasern, die die Kett- und Schuss-Systeme aufbauen, ist hauptsächlich auf die Tatsache zurückzuführen, dass, je feiner die Fasern sind, eine um so bessere thermische Isolierung gewähren sie, so dass die feineren Fasern vorteilhaft für das erste der mindestens zwei Schuss-Systeme verwendet werden, wobei dieses Schuss-System überwiegend auf der von dem Träger abgewandten Seite des textilen Flächengebildes erscheint.
Um dementsprechend die Isolationswirkung des textilen Flächengebildes noch weiter zu erhöhen und speziell bei Exponierungen an Hitze und Flammen bis zu drei (3) Sekunden, wird der Wert der längenbezogenen Masse der Fasern, die die Schuss-Systeme ausbauen, vorzugsweise kleiner als derjenige der Fasern sein, die das Kett-System ausbauen, wobei die Schuss-Systeme überwiegend auf der dem Träger abgewandten Seite des textilen Flächengebildes erscheinen.
Bevorzugt hat das textile Flächengebilde der vorliegenden Erfindung zwei Schuss-Systeme, und die Summe seines spezifischen Gewichts liegt im typischen Fall im Bereich von etwa 170 bis etwa 250 g/m² und vorzugsweise etwa 180 bis etwa 220 g/m².
Es ist von Vorteil, wenn das erste der mindestens zwei Schuss-Systeme und das Kett-System des textilen Flächengebildes nach der vorliegenden Erfindung jeweils bis zu 4 Gew.% antistatische Fasern aufweisen. Das Vorhandensein derartiger Fasern macht es möglich, elektrische Aufladungen, die auf der Oberfläche des textilen Flächengebildes erzeugt werden können, abzuleiten oder mindestens stark zu vermindern. Es kann jede beliebige Art von antistatischer Faser verwendet werden, die für diese Aufgabe geeignet ist. Beispiele dafür sind induktive Fasern, wie beispielsweise Carbonfasern, die mit Polyamid ummantelt sind, halbleitfähige Fasern, wie beispielsweise Polyamid oder Polyester, die mit Kupfer oder Silber beschichtet sind, sowie leitfähige Fasern, wie beispielsweise Stahlfasern.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft Schutzkleidung gegen Hitze und Flammen, die eine Struktur aufweist, die aus mindestens einer Lage des vorstehend beschriebenen textilen Flächengebildes gefertigt ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Schutzkleidung einen Aufbau auf, der eine innere Lage aufweist, wahlweise eine Zwischenlage, die aus einem atmungsfähigen wasserundurchlässigen Material erzeugt ist, sowie eine äußere Lage, die aus dem vorstehend beschriebenen textilen Flächengebilde der vorliegenden Erfindung gefertigt ist.
Die innere Lage, die dem Körper des Trägers zugewandt ist, kann ein isolierendes Futter sein, das beispielsweise aus einem Gelege von zwei oder drei oder mehreren Schichten gefertigt ist. Die Aufgaben eines solchen Futters besteht darin, dass man über eine zusätzliche isolierende Lage verfügt, die den Träger noch besser gegenüber Hitze schützt.
Die Innenlage kann aus Webware, Wirkware oder Vliesware und aus Verbundtextilien von diesen gefertigt sein. Vorzugsweise ist die Innenlage aus einem textilen Flächengebilde gefertigt, das nicht schmelzbare, feuerfeste Materialien aufweist, wie beispielsweise Webware, die mit Faservlies abgesteppt ist und die beide aus Meta-Aramid hergestellt sind.
Die erfindungsgemäße Bekleidung kann in jeder beliebigen möglichen Weise hergestellt werden. Es kann zusätzlich eine innerste Lage einbezogen sein, die beispielsweise aus Baumwolle oder anderen Materialien gefertigt ist. Die innerste Lage befindet sich im direkten Kontakt mit der Haut des Trägers oder Unterwäsche des Trägers.
Die erfindungsgemäße Bekleidung kann von jeder beliebigen Art sein, einschließlich Jacken, Mäntel, Hosen, Handschuhe, Overalls und Umhänge, ohne auf diese beschränkt zu sein.
Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels näher beschrieben.
BEISPIEL
BEISPIEL 1 (ERFINDUNGSGEMÄß)
Ein Gemisch von Fasern, das kommerziell bei E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA unter dem Warenzeichen Nomex^® N305 verfügbar ist, hat eine Schnittlänge von 5 cm und besteht aus:

– 75 Gew.% pigmentiertes Polymetaphenylenisophthalamid (Meta-Aramid)-Stapelfasern mit 1,7 dtex;
– 23 Gew.% Polyparaphenylenterephthalamid (Para-Aramid)-Fasern mit 1,7 dtex; und
– 2 Gew.% Carbonfasern, die mit Polyamid ummantelt sind (antistatische Fasern);

Y1 hatte eine längenbezogene Masse Nm 55/1 oder 182 dtex und einen Drall von 871 Drehungen pro Meter (TPM) in Z-Richtung und ist anschließend einer Dampfbehandlung unterzogen worden, um seine Knitterneigung zu stabilisieren.
Zwei Y1-Garne wurden sodann gefacht und miteinander verzwirnt. Das resultierende mehrfädige Garn (TY1) hatte eine lineare Dichte von Nm 55/2 oder 364 dtex und einen Drall von 621 TPM in S-Richtung. TY 1 wurde als Kettgarn verwendet.
Ein Gemisch von Fasern, die kommerziell bei der E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA, unter dem Warenzeichen Nomex^® N313 verfügbar sind, haben eine Schnittlänge von 5 cm und bestehen aus:

– 88 Gew.% pigmentierten Polymetaphenylenisophthalamid (Meta-Aramid)-Stapelfasern mit 1,4 dtex;
– 10 Gew.% Polyparaphenylenterephthalamid (Para-Aramid)-Fasern mit 1,7 dtex; und
– 2 Gew.% Carbonfasern, die mit Polyamid ummantelt sind (antistatische Fasern);

Y2 hatte eine längenbezogene Masse von Nm 55/1 oder 182 dtex und einen Drall von 890 TPM in Z-Richtung und wurde anschließend einer Dampfbehandlung zur Stabilisierung seiner Knitterneigung unterworfen. Sodann wurden Y2-Garne gefacht und miteinander verzwirnt. Das resultierende gefachte und verzwirnte Garn (TY2) hatte eine lineare Dichte von Nm 55/2 oder 364 dtex und einen Drall von 620 TPM in S-Richtung. TY2 wurde als Schussgarn verwendet.
Nach dem Reißprozess hergestellt Spinnfasern (100 Gew.%), die kommerziell bei der E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA unter dem Warenzeichen Kevlar^® T970-schwarz verfügbar sind, wurden einem Ringspinnen zu einfädigem Stapelgarn (Y3) unter Verwendung einer konventionellen Verarbeitungsanlage für Kammgarn-Stapelfasern unterworfen.
Y3 hatte eine lineare Dichte von Nm 50/1 oder 200 dtex und einen Drall von 560 TPM in Z-Richtung und ist anschließend einer Dampfbehandlung zur Stabilisierung seiner Knitterneigung unterworfen worden.
Es wurden sodann zwei Y3-Garne gefacht und miteinander verzwirnt. Das resultierende mehrfädige Garn (TY3) hatte eine lineare Dichte von Nm 50/2 oder 400 dtex und einen Drall von 500 TPM in S-Richtung. TY3 wurde als Schussgarn verwendet.
Es wurde ein textiles Flächengebilde mit einer Gewebebindung hergestellt, die über ein spezielles Bindungsmuster entsprechend der Beschreibung in 1 verfügt. Dieses textile Flächengebilde hatte 28 Garne/cm (Kette) TY1, 22 Garne/cm (Schuss) (20 Garne/cm TY2 und 2 Garne/cm TY3) und ein spezifisches Gewicht von 185 g/m². Das Kett-System erschien überwiegend auf der dem Träger zugewandten Gewebeseite (61%), das erste der zwei Schuss-Systeme erschien überwiegend auf der dem Träger abgewandten Seite (65%) und das zweite Schuss-System erschien überwiegend auf der dem Träger zugewandten Gewebeseite (80%).
Es wurden an dem textilen Flächengebilde entsprechend der Beschreibung in diesem Beispiel 1 die folgenden physikalischen Prüfungen vorgenommen:

– Bestimmung der Zugfestigkeit und Dehnung nach dem Standard ISO 5081;
– Bestimmung der Reißfestigkeit nach dem Standard ISO 4674/2;
kombinierte Strahlungs- und konvektive Wärmeprüfung nach der Methode "Thermal Protection Performance Test" (TPP) (ISO-FDIS 17492) als Einzellage mit einem Wärmefluss, geeicht auf 2,0 cal/cm²/s, wobei TPP der Messfaktor für die Energie in cal/cm² ist, die zur Simulierung einer Verbrennung zweiten Grades auf der Haut einer Person erforderlich ist;
– der "Fabric Failure Factor" (FFF), der wie folgt definiert ist: FFF=100 × TPP (cal/cm²)/Flächengewicht (g/m²).

Das in diesem Beispiel 1 beschriebene textile Flächengebilde wurde sowohl als Einzellage ("Fabric" in den Tabellen I und II) als auch als Außenhaut eines mehrlagigen Aufbaus ("Garment" (Bekleidung) in den Tabellen I und II) getestet, der ferner aufwies: 1) eine Zwischenlage einer Polytetrafluorethylen (PTFE)-Membran als Laminat auf einem Vliesstoffgebilde, hergestellt aus 85 Gew.% Nomex^® und 15 Gew.% Kevlar^® und mit einem spezifischen Gewicht von 135 g/m² (kommerziell verfügbar unter dem Warenzeichen GORE-TEX^® Fireblocker N bei W. L. Gore and Associates, Delaware, USA) sowie 2) eine Innenlage einer Meta-Aramid-Wärmesperre mit einem Flächengewicht von 140 g/m² abgesteppt auf einem 100 gew.%igen Nomex^® N 307-Gewebe mit einem spezifischen Gewicht von 110 g/m².
Die Ergebnisse sind in Tabelle I gegeben.
BEISPIEL 2 (VERGLEICHSBEISPIEL)
Es wurde eine Mischung von Fasern, die kommerziell bei der E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA, unter dem Warenzeichen Nomex^® N305 verfügbar sind, mit einer Schnittlänge von 5 cm und bestehend aus:

Y1 hatte eine längenbezogene Masse Nm 55/1 oder 182 dtex und einen Drall von 871 Drehungen pro Meter (TPM) in Z-Richtung und ist anschließend einer Dampfbehandlung unterzogen worden, um seine Knitterneigung zu stabilisieren.
Zwei Y1-Garne wurden sodann gefacht und miteinander verzwirnt. Das resultierende mehrfädige Garn (TY1) hatte eine lineare Dichte von Nm 55/2 oder 364 dtex und einen Drall von 621 TPM in S-Richtung. TY1 wurde als Kettgarn verwendet.
Es wurde ein textiles Gewebe mit einer speziellen Gewebebindung entsprechend der Beschreibung in 2 hergestellt. Dieses Gewebe hatte 29 Garne/cm (Kette) TY1, 25 Garne/cm TY1 und ein spezifisches Gewicht von 195 g/m².
Es wurden die gleichen physikalischen Prüfungen wie in Beispiel 1 an dem in diesem Beispiel 2 beschriebenen textilen Flächengebilde vorgenommen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle I gegeben.
TABELLE I
Tabelle I zeigt, dass die physikalischen und thermischen Eigenschaften des textilen Flächengebildes nach der vorliegenden Erfindung (Beispiel 1) sehr viel besser sind als diejenigen des textilen Flächengebildes nach dem Vergleichsbeispiel (Beispiel 2), obgleich das letztere textile Flächengebilde ein größeres spezifisches Gewicht hatte. Die Verbesserung des Verhaltens des textilen Flächengebildes liegt speziell in der Luftdurchlässigkeit und in seinem thermischen Schutz bei Anwendung als Außenhülle einer Bekleidung. Bessere Werte dieser Merkmale ermöglichen nicht nur einen erhöhten Schutz gegen Hitze und Flamme sondern erhöhen auch den Tragekomfort und die Ableitung von Wärme und Dampf des textilen Flächengebildes.
BEISPIEL 3 (VERGLEICHSBEISPIEL)
Es wurde ein Aufbau eines textilen Flächengebildes nach der Lehre der Patentschrift WO 00/066823 aus dem Stand der Technik hergestellt, d.h. ein Aufbau, der ein gewebekaschiertes textiles Flächengebilde aufweist und eine Siebgewebeverstärkung mit geringer Wärmeschrumpfung.
Die Gewebekaschierung wurde aus einem Gemisch von Fasern hergestellt, die kommerziell bei der E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA, unter dem Warenzeichen Nomex^® N307 verfügbar sind und eine Schnittlänge von 5 cm haben und aus dem Folgenden bestehen:

– 93 Gew.% pigmentiertes Polymetaphenylenisophthalamid (Meta-Aramid)-Stapelfasern mit 1,4 dtex;
– 5 Gew.% Polyparaphenylenterephthalamid (Para-Aramid)-Fasern mit 1,7 dtex; und
– 2 Gew.% Carbonfasern, die mit Polyamid ummantelt sind (antistatische Fasern);

Es wurde eine aus Para-Aramid-Stapelfasergarn hergestellte Siebgewebeverstärkung mit dem Obermaterial nach der Patentschrift WO 00/066823 verwebt.
Die abschließende Zusammensetzung des textilen Flächengebildes hatte 89 Gew.% Meta-Aramid, 9 Gew.% Para-Aramid und etwa 2 Gew.% antistatische Faser. Das spezifische Gewicht des textilen Flächengebildes betrug 215 g/m².
BEISPIEL 4 (VERGLEICHSBEISPIEL)
Es wurde ein Aufbau eines textilen Flächengebildes nach den Lehren der Patentschrift WO 02/079555 aus dem Stand der Technik hergestellt, d.h. ein verstärktes textiles Gewebe, das ein Grundgewebe aufweist und auf seiner Rückseite ein verstärktes Gitter hat, das aus Kett- und Schussgarnen besteht, die aus einem Material erzeugt sind, das über höhere mechanische Eigenschaften verfügt als solche, die aus Garnen des Grundgewebes hergestellt werden. In einem derartigen verstärkten textilen Gewebe ist das verstärkende Gitter mit dem Grundgewebe über seine Kett- und Schussgarne verknüpft, die auf dem Grundgewebe an verschiedenen Stellen fixiert sind und sich jeweils außerhalb des Grundgewebes schneiden.
Die Gewebekaschierung wurde aus einem Gemisch von Fasern hergestellt, die kommerziell bei der E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA, unter dem Warenzeichen Nomex^® N307 verfügbar sind und eine Schnittlänge von 5 cm haben und aus dem Folgenden bestehen:

Es wurde ein verstärkendes Gitter, das aus Para-Aramid-Stapelfasergarn hergestellt war, mit dem Grundgewebe über dessen Kett- und Schussgarne verknüpft, die auf dem Grundgewebe an verschiedenen Stellen fixiert waren und sich einander außerhalb des Grundgewebes entsprechend der Patentschrift WO 02/079555 schneiden.
Die abschließende Zusammensetzung des textilen Flächengebildes hatte 82 Gew.% Meta-Aramid, 16 Gew.% Para-Aramid und etwa 2 Gew.% antistatische Faser. Das spezifische flächenbezogene Gewicht des textilen Flächengebildes betrug 220 g/m².
Tabelle II zeigt die FFF- und TPP-Werte sowie die Luftdurchlässigkeit des textilen Flächengebildes nach der vorliegenden Erfindung (Beispiel 1) und der textilen Flächengebilde der Vergleichsbeispiele 2, 3 und 4. Die FFF- und TPP-Werte sind erhalten worden, indem die textilen Flächengebilde als Außenhülle einer Bekleidung entsprechend der Beschreibung in Beispiel 1 getestet wurden, während die Luftdurchlässigkeit an dem textilen Flächengebilde als eine einzelne Lage getestet wurde.
TABELLE II
Tabelle II zeigt, dass das erfindungsgemäße textile Flächengebilde über den höchsten FFF-Wert unter allen textilen Flächengebilden verfügt, die getestet worden sind, so dass dessen Verhalten hinsichtlich des Hitzeschutzes pro Einheit des spezifischen Gewichtes nicht nur besser ist als das von Vergleichsbeispiel 2, sondern noch sehr viel besser ist als das der Materialien bekannter Ausführung entsprechend der Beschreibung in den Beispielen 3 und 4, bei denen es sich um halb-gefachte Gewebebindungsstrukturen handelte.
Die Luftdurchlässigkeit des textilen Flächengebildes der Erfindung ist wesentlich höher als die von textilen Flächengebilden bekannter Ausführung, so dass die Wärmebelastung herabgesetzt ist und der Komfort des Trägers wesentlich verbessert ist.
Tabelle II zeigt außerdem, dass der Gesamtschutz (TPP-Wert) der Bekleidung, die über eine Außenhülle aus dem erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde verfügt, besser ist als derjenige irgendeiner anderen Bekleidung, die über eine Außenhülle der textilen Flächengebilden der Vergleichsbeispiele 2 bis 4 verfügt. Dieses wird zu einem höheren Schutz des Trägers bei verringertem Gesamtgewicht der Bekleidung beitragen.

Claims

Hitzebeständiges, flammfestes, einlagiges textiles Flächengebilde zur Verwendung als einzelne oder äußere Lage einer Schutzkleidung für einen Träger, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Kett-System und mindestens zwei Schuss-Systeme aufweist, wobei das Kett-System eine Mischung von 60% bis 90 Gewichtsprozent Poly-m-phenylenisophthalamid (Meta-Aramid) und 10% bis 40 Gewichtsprozent Poly-p-phenylenterephthalamid (Para-Aramid) aufweist, wobei das erste der mindestens zwei Schuss-Systeme eine Mischung von 85% bis 95 Gewichtsprozent Meta-Aramid und 5% bis 15 Gewichtsprozent Para-Aramid aufweist und wobei das zweite der mindestens zwei Schuss-Systeme im wesentlichen Para-Aramid aufweist; sowie dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde in einer solchen Weise gewebt ist, dass von etwa 55% bis etwa 80 Gewichtsprozent des Kett-Systems auf der dem Träger zugewandten Seite des textilen Flächengebildes erscheinen; dass von etwa 55% bis etwa 80 Gewichtsprozent des ersten der mindestens zwei Schuss-Systeme auf der dem Träger abgewandten Seite des textilen Flächengebildes erscheinen und von etwa 70% bis 90 Gewichtsprozent des zweiten der mindestens zwei Schuss-Systeme auf der dem Träger zugewandten Seite des textilen Flächengebildes erscheinen.
Textiles Flächengebilde nach Anspruch 1, worin das Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten der mindestens zwei Schuss-Systeme derart gewählt wird, dass das prozentuale Gesamtgewichtsverhältnis zwischen Meta-Aramid und Para-Aramid in dem mindestens zwei Schuss-Systemen im wesentlichen das gleiche ist wie das Gewichtsverhältnis zwischen Meta-Aramid und Para-Aramid in dem Kett-System.
Textiles Flächengebilde nach Anspruch 1 oder 2, worin die Kett- und Schuss-Systeme unabhängig voneinander auf Filamenten, einfädigen Garnen und eindrähtigen Zwirnen basieren.
Textiles Flächengebilde nach einem der vorgenannten Ansprüche, worin die Fasern, die das erste der mindestens zwei Schuss-Systeme aufbauen, eine längenbezogene Masse von etwa 1,1 bis etwa 1,4 haben, worin die Fasern, die das zweite der mindestens zwei Schuss-Systeme aufbauen, eine längenbezogene Masse von etwa 1,7 bis etwa 2,4 haben, und worin die Fasern, die das Kett-System aufbauen, eine längenbezogene Masse von etwa 1,7 bis etwa 2,2 haben.
Textiles Flächengebilde nach einem der vorgenannten Ansprüche, worin das erste der mindestens zwei Schuss-Systeme und das Kett-System jeweils bis zu 4 Gewichtsprozent antistatische Fasern aufweisen.
Textiles Flächengebilde nach einem der vorgenannten Ansprüche, worin die Kett- und Schuss-Systeme eindrähtige Zwirne sind.
Textiles Flächengebilde nach einem der vorgenannten Ansprüche, das ein spezifisches Gewicht von etwa 170 bis etwa 250 g/m² hat.
Textiles Flächengebilde nach einem der vorgenannten Ansprüche, das zwei Schuss-Systeme hat.
Schutzkleidung gegen Hitze und Flammen, aufweisend eine Struktur, die aus mindestens einer Lage eines textilen Flächengebildes nach einem der Ansprüche 1 bis 8 gefertigt ist.
Schutzkleidung nach Anspruch 8, aufweisend eine innere Lage, wahlweise eine Zwischenlage, die aus atmungsfähigem, wasserundurchlässigem Material hergestellt ist, und eine äußere Lage, die aus dem textilen Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 8 gefertigt ist.