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Title:
METHOD FOR PRODUCING A HIGHLY ELASTIC FLAME-RESISTANT NONWOVEN-MEMBRANE LAMINATE, FLAME-RESISTANT NONWOVEN-MEMBRANE LAMINATE AND FLAME-RESISTANT PROTECTIVE WEAR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/033367
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a flame-resistant nonwoven-membrane laminate, wherein an elastic yarn is stitched into a flame-resistant nonwoven and once a membrane has been laminated onto it, the nonwoven is shrunk in a blind dyeing or dyeing step in a loose, non-tensioned form and is then dried under low tension, thereby creating a flame-resistant nonwoven-membrane laminate that is highly elastic and stretchable and quickly returns to its original state after stretching.

Inventors:
GSTETTNER ALEXANDER (AT)
SCHUMANN ANJA (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/071944
Publication Date:
February 15, 2024
Filing Date:
August 08, 2023
Export Citation:
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Assignee:
TRANS TEXTIL GMBH (DE)
TENOWO GMBH (DE)
International Classes:
B32B5/06; A41D13/00; A41D31/08; B32B5/02; B32B7/09; D04H1/52
Domestic Patent References:
WO2001002163A22001-01-11
WO2000063011A12000-10-26
Foreign References:
DE202020102447U12021-01-22
DE202009015427U12010-01-28
EP0465130A11992-01-08
DE202020102447U12021-01-22
Attorney, Agent or Firm:
FLACH BAUER & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche :

1 . Verfahren zur Herstellung eines schwerentflammbaren Vliesstof f-Membran-Laminats , gekennzeichnet durch die folgenden Schritte :

- Bereitstellen eines schwerentflammbaren Vliesstof fs ,

- Übernähen des Vliesstof fs mit einem elastischen Nähgarn mittels eines Nähwirkverfahrens oder mittels Versteppung, wobei das elastische Nähgarn in einem gedehnten Zustand mit dem Vliesstof f vernäht wird,

- Auf laminieren einer Membran auf den übernähten Vliesstof f zur Herstellung eines Vliesstof f- Membran-Laminats ,

Krumpfen des Vliesstof f-Membran-Laminats mittels eines Blindfärbe- oder Färbeprozesses in einer Färbemaschine oder einem Färbeapparat , wobei das Vliesstof f-Membran-Laminat in lockerer, nicht gespannter Form eine Flotte durchläuft oder in dieser verweilt , spannungsarmes Trocknen des gekrumpften Vliesstof f-Membran-Laminats , so dass das gekrumpfte und getrocknete Vliesstof f-Membran-Laminat zwischen einem zusammengezogenen Zustand und einem auseinandergezogenen Zustand elastisch verformbar ist und vom auseinandergezogenen Zustand mittels des elastischen Nähgarns in den zusammengezogenen Zustand rückführbar ist . erfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Übernähen des Vliesstof fs mit dem elastischen Nähgarn mittels des Maliwatt-Verfahrens durchgeführt wird . erfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Auf laminieren der Membran auf den übernähten Vliesstof f mittels eines Klebstof fs durchgeführt wird, der in Form eines Gittermusters , hexagonalen Musters oder dreieckförmigen Musters auf den Vliesstof f oder die Membran aufgebracht wird . erfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das Vliesstof f-Membran- Laminat vor dem Krumpfen einen Waschkrumpf von mindestens 15% aufweist . erfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das Krumpfen des Vliesstof f-Membran-Laminats in einer Haspelkufe oder einer Jet-Färbemaschine durchgeführt wird . Schwerentflammbares Vliesstof f-Membran-Laminat , das nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 hergestellt ist . liesstof f-Membran-Laminat nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass der schwerentflammbare Vliesstof f aus einem oder mehreren der folgenden Materialien besteht : M-Aramid, P-Aramid, Polyamidimid, Polyimid, Polybenzimidazol , Polybenzoxazol , Modac- ryl , Melaminharz , Viscose FR, Modal FR, Lyocell FR, Baumwolle FR, Baumwolle, Viskose, Modal, Lyocell, Aromatisches PES, Wolle, Polyamid, Polyester. liesstoff-Membran-Laminat nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der schwerentflammbare Vliesstoff ein Malivlies, Wasserstrahlvlies, Nadelfilz, Nadelvlies, ein Vliesstoff hergestellt durch chemische Faserverfestigung oder ein Vliesstoff hergestellt durch thermische Faserverfestigung mittels Einmischung und Aktivierung von Bikomponentenfasern ist . liesstoff-Membran-Laminat nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Nähgarn aus Elasthan oder Silikon besteht. Vliesstoff-Membran-Laminat nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran eine atmungsaktive, wasserdampfdurchlässige Membran ist, die aus Polyurethan, Polyester, Polyether, ePT- FE, Polyurethan-Nanofasern, Bikomponenten-Polyether oder Bikomponenten-ePTFE besteht. Schwerentflammbare Schutzbekleidung mit einem schwerentflammbaren Vliesstoff-Membran-Laminat nach einem der Ansprüche 6 bis 10. Schwerentflammbare Schutzbekleidung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran des Vliesstoff-Membran-Laminats mittels einer losen Lage aus einem schwerentflammbaren Textilmaterial überdeckt ist. Schwerentflammbare Schutzbekleidung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die lose Lage aus schwerentflammbarem Textilmaterial aus einem oder mehreren der folgenden Materialien besteht: M- Aramid, P-Aramid, Polyamidimid, Polyimid, Polybenzimidazol, Polybenzoxazol , Modacryl, Melaminharz,

Viscose FR, Modal FR, Lyocell FR, Baumwolle FR, Baumwolle, Viskose, Modal, Lyocell, Aromatisches

PES, Wolle, Polyamid, Polyester.

Description:
Verfahren zur Herstellung eines schwerentflammbaren Vliesstof f-Membran-Laminats hoher Elasti zität , schwerentflammbares Vliesstof f-Membran-Laminat und schwerentflammbare Schutzbekleidung

Die Erfindung betri f ft ein Verfahren zur Herstellung eines schwerentflammbaren Vliesstof f-Membran-Laminats gemäß dem Oberbegri f f des Anspruchs 1 , ein schwerentflammbares Vliesstof f-Membran-Laminat gemäß Anspruch 6 sowie eine schwerentflammbare Schutzbekleidung gemäß Anspruch 11 .

Schwerentflammbare Textil-Laminate und deren Verwendung in schwerentflammbarer Schutzbekleidung sind grundsätzlich bereits aus der DE 202020102447 Ul bekannt . Eine derartige Schutzbekleidung wird beispielsweise bei der Feuerwehr, Industriearbeitern, die insbesondere einen Schutz vor elektrischen Störlichtbögen benötigen, Polizei , beim Militär und im Motorsport verwendet . Die Wahl der textilen Materialien und Membranen hängt dabei vom j eweiligen Einsatz zweck des Textillaminats ab . Eine der Materiallagen des bekannten Textil-Laminats kann ein Vliesmaterial sein, auf das eine atmungsaktive , d . h . wasserdampfdurchlässige , j edoch wasserundurchlässige Membran auflaminiert wird .

Bei der DE 202020102447 Ul können die Atmungs- und Elasti zitätseigenschaften bereits dadurch erheblich verbessert werden, dass der zum Verbinden der Materiallagen verwendete Klebstof f in Form eines hexagonalen oder dreieckförmigen Gittermusters aufgebracht wird .

Für bestimmte Einsatz zwecke ist es j edoch erwünscht , schwerentflammbare Vliesstof f-Membran-Laminate zur Verfügung zu haben, die eine besonders hohe Elasti zität und Dehnbarkeit und ein besonders gutes Rücksprungverhalten haben . Diese Eigenschaften sind beispielsweise bei Kopfschut zhauben, Bündchen oder elastischen Einsätzen in schwerentflammbaren Schutzbekleidungsstücken besonders wichtig .

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde , ein Verfahren zu schaf fen, mit dem ein schwerentflammbares Vliesstof f-Membran-Laminat hergestellt werden kann, das eine besonders hohe Elastizität und Dehnbarkeit sowie ein besonders gutes Rücksprungverhalten aufweist . Weiterhin soll ein schwerentflammbares Vliesstof f-Membran- Laminat sowie eine schwerentflammbare Schutzbekleidung mit einem derartigen Vliesstof f-Membran-Laminat geschaffen werden .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , einem schwerentflamm- baren Vliesstof f-Membran-Laminat gemäß Anspruch 6 und einer schwerentflammbaren Schutzbekleidung gemäß Anspruch 11 gelöst . Vorteilhafte Aus führungs formen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben .

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet :

- Bereitstellen eines schwerentflammbaren Vliesstof fs ,

- Übernähen des Vliesstof fs mit einem elastischen Nähgarn mittels eines Nähwirkverfahrens oder mittels Versteppung, wobei das elastische Nähgarn in einem gedehnten Zustand mit dem Vliesstof f vernäht wird,

- Auf laminieren einer Membran auf den übernähten Vliesstof f zur Bildung eines Vliesstof f-Membran- Laminats ,

- Krumpfen des Vliesstof f-Membran-Laminats mittels eines Blindfärbe- oder Färbeprozesses in einer Färbemaschine oder einem Färbeapparat , wobei das Vliesstof f-Membran- Laminat in lockerer, nicht gespannter Form eine Flotte durchläuft oder in dieser verweilt ,

- spannungsarmes Trocknen des ausgekrumpften Vliesstof f- Membran-Laminats , so dass das ausgekrumpfte und getrocknete Vliesstof f-Membran-Laminat zwischen einem zusammengezogenen Zustand und einem auseinandergezogenen Zustand elastisch verformbar ist und vom auseinandergezogenen Zustand mittels des elastischen Nähgarns in den zusammengezogenen Zustand rückführbar ist .

Der Begri f f "Vliesstof f" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung im breitesten Sinn gebraucht und umfasst beispielsweise auch Faserflore . Es hat sich überraschenderweise gezeigt , dass durch die Kombination aus Übernähen eines schwerentflammbaren Vliesstof fs mit einem elastischen Nähgarn, einem Krumpfen, insbesondere vollständigen Auskrumpfen, des Vliesstof fs nach dem Auf laminieren der Membran unter spannungsarmen Bedingungen mittels einer Flotte in einem Blindfärbe- oder Färbeprozess und dem anschließenden Trocknen des gekrumpften Vliesstof f-Membran-Laminats unter spannungsarmen Bedingungen ein schwerentflammbares Vliesstof f-Membran-Laminat mit sehr hoher Dehnbarkeit , Elasti zität und hervorragendem Rücksprungverhalten hergestellt werden kann .

Vorzugsweise besteht der schwerentflammbare Vliesstof f aus einem oder mehreren der folgenden Materialien : M- Aramid, P-Aramid, Polyamidimid, Polyimid, Polybenzimidazol , Polybenzoxazol , Modacryl , Melaminharz , Viscose FR, Modal FR, Lyocell FR, Baumwolle FR, Baumwolle , Viskose , Modal , Lyocell , Aromatisches PES , Wolle , Polyamid, Polyester . Der Vliesstof f kann aus einem der vorgenannten Materialien oder aus einer Mischung mehrerer der vorgenannten Materialien bestehen . Insbesondere kann der Vliesstof f aus einer Mischung von Zellulosefasern und Modacryl-Fasern bestehen . Die Schwerentflammbarkeit kann eine inhärente Eigenschaft der j eweiligen Vliesstof f- Fasern sein oder durch eine entsprechende Ausrüstung des Vliesstof fs erzielt werden .

Vorzugsweise ist der schwerentflammbare Vliesstof f ein Malivlies , Wasserstrahlvlies , Nadelvlies oder - fil z . Der Vliesstof f kann auch durch chemische Faserverfestigung oder durch thermische Faserverfestigung mittels Einmi- schung und Aktivierung von Bikomponentenfasern hergestellt sein.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen schwerentflammbaren Vliesstoff ist ein Malivlies aus 40-60 Gew.-%, insbesondere 50 Gew.-%, meta- Aramid und 60-40 Gew.-%, insbesondere 50 Gew.-%, Viskose FR, wobei das Malivlies ein Flächengewicht von 80-120 g/m 2 , insbesondere 100 g/m 2 , aufweist.

Durch das Übernähen des noch nicht gekrumpften Vliesstoffs mit einem vorgespannten elastischen Nähgarn wird ein übernähter Vliesstoff geschaffen, bei dem das Nähgarn auf den Vliesstoff eine Kontraktionskraft ausübt, die versucht, den Vliesstoff zusammenzuziehen. Zweckmäßigerweise erfolgt das Übernähen derart, dass die Kontraktionskräfte in einer bestimmten Richtung wirken, insbesondere in Maschinenlängsrichtung des Vliesstoffs.

Vorzugsweise wird das Übernähen des Vliesstoffs mit dem elastischen Nähgarn mittels des Maliwatt-Verfahrens durchgeführt. Beim Maliwatt-Verfahren handelt es sich um ein Nähwirkverfahren, bei dem mittels einer Vielzahl parallel verlaufender eingebundener Wirkfäden Maschen gebildet werden, die eine mechanische Verfestigung des Vliesstoffs bewirken. Als Wirkfaden wird beim erfindungsgemäßen Verfahren ein elastisches Nähgarn verwendet, das in einem gedehnten Zustand, d. h. mit einer bestimmten Vorspannung, mit dem Vliesstoff vernäht wird. Der Vliesstoff besteht vorzugsweise aus einem kreuzgelegten Stapelfaservlies oder Spinnvlies. Es ist auch denkbar, das Übernähen des Vliesstoffs mittels des elastischen Nähgarns durch ein Versteppen durchzuführen .

Das elastische Nähgarn besteht vorzugsweise aus Elasthan (Spandex) oder Silikon.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Malivlies aus 50 Gew.-% meta-Aramid und 50 Gew.-% Viskose FR, das ein Flächengewicht von 100 g/m 2 aufweist, mit einem 78 dtex Elasthan-Multif ilamentgarn in Trikot- Legung übernäht.

Auf den übernähten Vliesstoff wird die Membran auflaminiert. Dieses Auf laminieren erfolgt derart, dass ein späteres Zusammenziehen und Dehnen des Vliesstoff- Membran-Laminats nicht behindert wird. Da es sich bei der Membran um ein sehr dünnes, geschmeidiges Flächengebilde handelt, kann auch die Membran einem nachfolgenden Schrumpfvorgang des Vliesstoffs folgen.

Das Auf laminieren der Membran auf den übernähten Vliesstoff wird vorzugsweise mittels eines Klebstoffs durchgeführt, der in Form eines Gittermusters, hexagonalen Musters oder dreieckförmigen Musters auf den Vliesstoff oder die Membran aufgebracht wird. Hierdurch werden klebstoff freie Bereiche gebildet, welche besonders vorteilhaft in Bezug auf Atmungsaktivität, Elastizität und Dehnbarkeit des Laminats sind. Andere Arten des Klebstoff auf trags sind ohne weiteres möglich.

Vorzugsweise ist die Membran eine wasserdampfdurchlässige, d. h. atmungsaktive Membran, die aus Polyurethan, Polyester, Polyether, ePTFE , Polyurethan-Nanofasern, Bi- komponenten-Polyether oder Bikomponenten-ePTFE besteht . Vorzugsweise ist die Membran wasserundurchlässig .

Die Membranen können in üblicher Weise durch ein Melt- blown- , Elektrospinning- bzw . Nanospinningverf ahren, durch Verstrecken bzw . Recken von Polymeren wie zum Beispiel PES , PET oder PTFE , oder im Einstrich- oder Mehrstrichverfahren zum Beispiel auf Basis Polyurethan hergestellt sein .

Es ist ohne weiteres möglich, auf den Vliesstof f vor dem Krumpfen eine oder sogar mehrere weitere Textillagen auf zulaminieren, die in der Lage sind, den gewünschten Waschkrumpf mitzumachen . Das Auf laminieren der weiteren Textillage (n) kann vor oder nach dem Auf laminieren der Membran erfolgen . Die weitere (n) Textillage (n) kann ( können) aus demselben oder einem anderen Material wie der Vliesstof f bestehen .

Das Krumpfen des übernähten Vlies stof f-Membran-Laminats erfolgt mittels eines Blindfärbe- oder Färbeprozesses in einer Färbemaschine oder einem Färbeapparat . Ein derartiger Blindfärbe- oder Färbeprozess ermöglicht durch die spezi fische Kombination aus vollständiger Durchnässung des Vliesstof fs mittels einer Flotte , den in Färbemaschinen oder Färbeapparaten üblicherweise vorherrschenden Temperaturen, der dort verwendeten Mechanik und dem spannungs freien Durchführen bzw . Verweilen des Laminats in der Flotte ein besonders ef fektives Krumpfen, insbesondere ein vollständiges Auskrumpfen, des Laminats . Durch das Krumpfen des Laminats werden Spannungen innerhalb des Laminats beseitigt . Das elastische Nähgarn bewirkt oder unterstützt dabei aufgrund seiner Vorspannung das Schrumpfen bzw . Zusammenziehen des Laminats .

Um eine hohe Elasti zität und Dehnbarkeit des Vliesstof f- Membran-Laminats zu erreichen, weist das Laminat vor dem Krumpfen vorzugsweise einen Waschkrumpf von mindestens 15% in Längs-und/oder Querrichtung auf . Hierdurch ist es möglich, das Laminat nach dem vollständigen Auskrumpfen um ein dem Waschkrumpf entsprechendes Maß , d . h . um mindestens 15% , auf elastische Weise zu dehnen .

Die Messung des Waschkrumpfs erfolgt nach DIN EN ISO 5077 .

Vorzugsweise wird das Krumpfen des Vliesstof f-Membran-- Laminats in einer Haspelkufe oder einer Jet-Färbe- maschine durchgeführt , wobei das Vliesstof f-Membran- Laminat die Flotte in lockerer, nicht gespannter Form durchläuft .

Das anschließende Trocknen des gekrumpften Vliesstof f- Membran-Laminats erfolgt spannungsarm, d . h . in lockerer, nicht gespannter Form des Laminats , wobei Spannungen innerhalb des Laminats so weit wie möglich vermieden . Die Trocknung kann beispielsweise an einem Spannrahmen mit so wenig Zug wie möglich und maximaler Voreilung erfolgen .

Mithil fe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein schwerentflammbares Vliesstof f-Membran-Laminat geschaffen, das sich durch eine besonders hohe Dehnbarkeit ( Stretch) und Elasti zität und ein besonders gutes Rücksprungverhalten aus zeichnet .

Das erfindungsgemäße Vliesstof f-Membran-Laminat eignet sich insbesondere zur Verwendung bei schwerentflammbarer Schutzbekleidung, beispielsweise für Kopfschutzhauben, Bündchen und elastischen Einsätzen in Schutzbekleidungsstücken . Eine derartige Schutzbekleidung findet insbesondere Anwendung bei der Feuerwehr, Industrie , Behörden und im Motorsport .

Vorzugsweise weist die Schutzbekleidung eine lose Lage aus einem schwerentflammbaren Textilmaterial auf , mit der die Membran des schwerentflammbaren Vliesstof f- Membran-Laminats überdeckt ist . Diese lose Lage deckt die Membranseite des Laminats ab , dient damit dem Schutz der Membran und verbessert den Tragekomfort sowie das Feuchtigkeitsmanagement der Schutzbekleidung . Die lose Lage hat insbesondere die Funktion, Schweiß auf zunehmen und zu puf fern, damit der Schweiß in Wasserdampf form durch die Membrane hindurch abgegeben werden kann . Weiterhin kann die lose Lage spezielle Eigenschaften wie erhöhte Temperaturbeständigkeit haben .

Die lose Lage wird vorzugsweise lediglich an den Hauptnähten der Schutzbekleidung mit dem Vliesstof f-Membran- Laminat verbunden .

Die lose Lage kann aus allen Fasern oder Fasermischungen bestehen, die im Zusammenhang mit dem schwerentflammbaren Vliesstof f genannt wurden . Vorzugsweise besteht die lose Lage daher aus einem oder mehreren der folgenden Materialien : M-Aramid, P-Aramid, Polyamidimid, Polyimid, Polybenzimidazol, Polybenzoxazol , Modacryl, Melaminharz, Viscose FR, Modal FR, Lyocell FR, Baumwolle FR, Baumwolle, Viskose, Modal, Lyocell, Aromatisches PES, Wolle, Polyamid, Polyester. Die lose Lage kann aus einem der vorgenannten Materialien oder aus einer Mischung mehrerer der vorgenannten Materialien bestehen. Insbesondere kann die lose Lage aus einer Mischung von Zellulosefasern und Modacryl-Fasern bestehen. Die Schwerentflammbarkeit kann eine inhärente Eigenschaft der jeweiligen Fasern sein oder durch eine entsprechende Ausrüstung der losen Lage erzielt werden.