Verfahren zur Herstellung von Sicherheitstextilien in einer der Farben fluoreszierendes Gelb, fluoreszierendes Orangerot oder fluoreszierendes Rot

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Sicherheitstextilien in einer der Farben fluoreszierendes Gelb, fluoreszierendes Orangerot oder fluoreszierendes Rot.

Es sind bereits reflektierende ξicherheitswesten bekannt, die die DIN-Normen EN 340 und EN 471 erfüllen. Derartige Sicherheitswesten müssen seit einiger Zeit in Kraftfahrzeugen mitgeführt werden. Sie werden im Falle einer Fahrzeugpanne oder im Falle eines Unfalls von den Fahrzeuginsassen, die das Fahrzeug beispielsweise zum Zwecke eines Reifenwechsels, etc., verlassen, angezogen, damit die

Fahrer nachfolgender Fahrzeuge bereits aus größerer Entfernung darauf aufmerksam werden, dass sich Personen auf oder in der Nähe der Fahrbahn aufhalten. Derartige bekannte reflektierende Sicherheitswesten, die in der Farbe fluoreszierendes Orangerot vorliegen, bestehen aus Polyester. Sie können in der Praxis lediglich als Warnwesten verwendet werden. Weitere vorteilhafte Eigenschaften wie beispielsweise eine schwere Entflammbarkeit, insbesondere keine Lochbildung, kein schmelzendes Abtropfen und eine geringe Nachglimmzeit, weisen derartige aus Polyester bestehende Warnwesten nicht auf.

Des Weiteren ist aus der DE 103 61 063 Al ein ein flamm- hemmendes Material aufweisendes Schutzbekleidungsstück bekannt. Das flammhemmende Material weist ein textiles Flächengebilde mit einer Beschichtung aus einem Silikonmaterial auf. Das textile Flächengebilde enthält mindestens ein schwer entflammbares Fasermaterial ohne fluores-

zierende Farbe und enthält Zwischenräume, die in dem tex- tilen Flächengebilde verteilt angeordnet sind und dieses derart durchdringen, dass Luft durch das textile Flächengebilde gelangen kann. Das textile Flächengebilde ist im Wesentlichen vollständig mit dem Silikonmaterial beschichtet, wobei jedoch das Silikonmaterial die Zwischenräume im Flächengebilde nicht vollständig ausfüllt. Das Silikonmaterial enthält einen Anteil von 40% bis 75% bezogen auf das Flächengewicht des Materials und enthält Leuchtpigmente mit einem Anteil von maximal 30% bezogen auf die Menge des Silikonmaterials. Bei dem schwer entflammbaren Fasermaterial kann es sich um Aramidfasern handeln.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neues Verfahren zur Herstellung von Sicherheitstextilien in einer der Farben fluoreszierendes Gelb, fluoreszierendes Orangerot oder fluoreszierendes Rot anzugeben, mittels dessen Sicherheitstextilien mit verbesserten Eigenschaften her- gestellt werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 - 21. Der Anspruch 22 betrifft eine ξicherheitstextilie, die nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 - 21 hergestellt wurde.

Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt in einem ersten Schritt ein Vorfärben des textilen Ausgangsmaterials, bei welchem es sich vorzugsweise um Aramid, eine Aramidmi- schung, Modacryl oder eine Modacrylmischung handelt. Dieses Vorfärben erfolgt in der gewünschten Farbe und zwar derart, dass das vorgefärbte, fluoreszierende Material einen vorgegebenen ersten Mindestleuchtdichtefaktor aufweist und die Farbe des vorgefärbten, fluoreszierenden Materials innerhalb einer der gewünschten Farbe zugeord-

neten Farbraute mit vorgegebenen Eckpunkten liegt. Dabei ist der vorgegebene erste Mindestleuchtdichtefaktor kleiner als derjenige Mindestleuchtdichtefaktor, der gemäß der Schutznorm EN 471 für diese Farbe vorgegeben ist. Die der gewünschten Farbe zugeordnete Farbraute hat hingegen Eckpunkte, die mit den Eckpunkten der Schutznorm EN 471 übereinstimmen. Dies bedeutet, dass bereits beim Vorfärben darauf geachtet wird, dass das vorgefärbte Material einen vorgegebene ersten Mindestleuchtdichtefaktor auf- weist und der Farbort des vorgegebenen Materials vor einer Belichtung die Bedingungen der Schutznorm EN 471 erfüllt.

In einem nachfolgenden zweiten Schritt erfolgt ein über- färben des vorgefärbten fluoreszierenden Materials mit einem Gemisch aus Leuchtpigmentfarbstoff der gewünschten Farbe und einem Bindemittel derart, dass das überfärbte fluoreszierende Material einen vorgegebenen zweiten Mindestleuchtdichtefaktor aufweist und die Farbe des über- färbten, fluoreszierenden Materials innerhalb der der gewünschten Farbe zugeordneten Farbraute liegt. Dabei ist der vorgegebene zweite Mindestleuchtdichtefaktor derjenige Mindestleuchtdichtefaktor, der gemäß der Schutznorm EN 471 für die jeweilige Farbe vorgegeben ist. Dies bedeu- tet, dass durch das überfärben der Mindestleuchtdichtfak- tor lediglich vergleichsweise geringfügig vom ersten Mindestleuchtdichtefaktor zum zweiten Mindestleuchtdichtefaktor erhöht werden muss, wozu vergleichsweise wenig Leuchtstoffpigmente notwendig sind.

In einem nachfolgenden dritten Schritt erfolgt ein Trocknen des überfärbten Materials auf einem Trocknungsaggregat.

Ein weiterer Vorteil des vorstehend beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass ein eventuelles Ablösen oder Abreiben des Gemisches aus getrocknetem Leuchtpigmentfarb- stoff und Bindemittel für das menschliche Auge weitgehend

unsichtbar bleibt, da das unterhalb des genannten Gemisches vorliegende Material ebenfalls die gewünschte fluoreszierende Farbe aufweist, die innerhalb der zugehörigen Farbraute liegt.

Da - wie oben ausgeführt wurde - aufgrund der erfolgten Vorfärbung nur vergleichsweise wenig Leuchtstoffpigπiente im Rahmen der überfärbung benötigt werden, kann der Anteil von Bindematerial bezogen auf das Flächengewicht des Materials vergleichsweise klein gehalten werden. Er liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1% bis 20% bezogen auf das Flächengewicht des Materials. Besonders gute Ergebnisse können erzielt werden, wenn er im Bereich von 2% bis 15% liegt. Auch die Menge der Leuchtpigmente kann klein gehalten werden. Sie liegt vorzugsweise im Bereich von 5% bis 20% bezogen auf das Flächengewicht des Materials .

In vorteilhafter Weise erfolgt beim Vorfärben ein Vorfär- ben jeder einzelnen Faser des textilen Ausgangsmaterials. Dieses Vorfärben erfolgt beispielsweise im Ausziehverfahren. Dabei erfolgt eine Verbindung des jeweiligen Farbstoffes mit dem Fasermaterial, so dass die einzelnen Fasern mit dem Farbstoff durchtränkt werden. Des Weiteren haftet sich beim überfärben das verwendete Gemisch aus Leuchtpigmentfarbstoff und Bindemittel, bei dem es sich um ein Bindemittel aus einer silikonfreien Polymerzubereitung handelt, am Außenumfang jeder einzelnen Faser an. Dieses Anhaften des Gemisches am Außenumfang jeder ein- zelnen Faser benötigt zum einen nur wenig Platz und hält die Luftdurchlässigkeit des überfärbten Materials hoch, da keine Beschichtung eines eine Vielzahl von Fasern aufweisenden Garnes erfolgt. Dies wiederum hat zur Folge, dass nicht darauf geachtet werden muss, dass zwischen be- nachbarten Garnen bzw. Fasern oder Filamenten, etc., hinreichend Freiraum verbleibt, um die gewünschte Luftdurchlässigkeit gewährleisten zu können.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt

Figur 1 Skizzen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Farbeigenschaften des beim erfindungsgemäßen Verfahren verarbeiteten Materials und

Figur 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Helligkeitseigenschaften des beim erfindungsgemäßen Verfahren verarbeiteten Materials.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Sicherheitstextilien hergestellt, die in einer der Farben fluoreszierendes Gelb, fluoreszierendes Orangerot oder fluoreszierendes Rot vorliegen. Diese Sicherheitstextilien erfüllen die Vorschriften der Schutznormen EN 340, EN 471, EN 531 und EN 533. Sicherheitstextilien gemäß vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung erfüllen auch Schutznormen mit höheren Anforderungen, beispielsweise die Schutznormen EN 1149-1, EN 1149-2 und EN 1449-3.

Die Herstellung der Sicherheitstextilien gemäß der vorliegenden Erfindung geschieht wie folgt:

Als textiles äusgangsmaterial wird Aramid, eine Aramidmi- schung, Modacryl oder eine Modacrylmischung verwendet. Dieses Ausgangsmaterial liegt als weißes Fasermaterial vor und hat flammhemmende Eigenschaften. Die einzelnen Fasern bilden Garne, welche beispielsweise Kett- und Schussfäden eines Gewebes bilden. Des weiteren sind Ma- schenwaren oder Vliese möglich.

Dieses textiles Ausgangsmaterial wird in einem ersten Schritt in der jeweils gewünschten Farbe, d. h. in fluo-

reszierendem Gelb, fluoreszierendem Orangerot oder fluoreszierendem Rot vorgefärbt. Diese Vorfärbung erfolgt beispielsweise im Ausziehverfahren. Dabei wird das vorzufärbende textile Ausgangsmaterial zusammen mit Wasser, Chemikalien und dem jeweils gewünschten Farbstoff in einen Färbeapparat oder eine Färbemaschine eingebracht, in welchem bzw. in welcher durch Temperatur- und Zeiteinwirkung der Farbstoff eine Verbindung mit dem Fasermaterial eingeht bzw. im oder am Fasermaterial eine physikalische und/oder chemische Verbindung verursacht, so dass das Fa- sermaterial die gewünschte Farbe annimmt. Dabei wird darauf geachtet, dass das vorgefärbte fluoreszierende Material einen vorgegebenen ersten Mindestleuchtdichtefaktor aufweist und dass die Farbe des vorgefärbten fluoreszie- renden Materials innerhalb einer Farbraute mit vorgegebenen Eckpunkten liegt.

Handelt es sich bei der gewünschten Farbe um fluoreszierendes Gelb, dann beträgt der vorgegebene erste Mindest- leuchtdichtefaktor 0,5 und die vorgegebenen Eckpunkte der zugehörigen Farbraute lauten wie folgt:

0,387 0,610 0,356 0,494

0 , 398 0 , 452

0 , 460 0 , 540 .

Dieser vorgegebene erste Mindestleuchtdichtefaktor ist kleiner als derjenige Mindestleuchtdichtefaktor, welchen Schutzkleidung in der Farbe fluoreszierendes Gelb gemäß der Schutznorm EN 471 aufweisen muss. Die angegebene Farbraute entspricht hingegen derjenigen Farbraute, welche der Schutzkleidung in der Farbe fluoreszierendes Gelb gemäß der Schutznorm EN 471 zugeordnet ist.

Handelt es sich bei der gewünschten Farbe um fluoreszierendes Orangerot, dann beträgt der vorgegebene erste Min-

destleuchtdichtefaktor 0,3 und die vorgegebenen Eckpunkte der zugehörigen Farbraute lauten wie folgt:

0,610 0,390

0,535 0,375

0,570 0,340

0,655 0,345.

Dieser vorgegebene erste Mindestleuchtdichtefaktor ist kleiner als derjenige Mindestleuchtdichtefaktor, welchen Schutzkleidung in der Farbe fluoreszierendes Orangerot gemäß der Schutznorm EN 471 aufweisen muss. Die angegebene Farbraute entspricht hingegen derjenigen Farbraute, welche der Schutzkleidung in der Farbe fluoreszierendes Orangerot gemäß der Schutznorm EN 471 zugeordnet ist.

Handelt es sich bei der gewünschten Farbe um fluoreszierendes Rot, dann beträgt der vorgegebene erste Mindest- leuchtdichtefaktor 0,2 und die vorgegebenen Eckpunkte der zugehörigen Farbraute lauten wie folgt:

x y

0,610 0,390 0,535 0,375

0 , 595 0 , 315

0, 690 0 , 310.

Dieser vorgegebene erste Mindestleuchtdichtefaktor ist kleiner als derjenige Mindestleuchtdichtefaktor, welchen Schutzkleidung in der Farbe fluoreszierendes Rot gemäß der Schutznorm EN 471 aufweisen muss. Die angegebene Farbraute entspricht hingegen derjenigen Farbraute, welche der Schutzkleidung in der Farbe fluoreszierendes Rot gemäß der Schutznorm EN 471 zugeordnet ist.

Anschließend wird das vorgefärbte fluoreszierende Material mit einem Gemisch aus dem jeweils gewünschten Leucht-

pigmentfarbstoff und einem Bindemittel überfärbt. Als Bindemittel wird eine silikonfreie Polymerzubereitung verwendet, die als solche nahezu transparent ist. Beispiele für derartige Bindemittel sind Polyacrylate und Polyvinylacetate. Die Menge des benötigten Bindemittels bezogen auf das Flächengewicht des vorgefärbten fluoreszierenden Materials liegt im Bereich von 1% bis 20%, vorzugsweise 2% bis 15%. Die Menge des benötigten Leuchtpigmentfarbstoffes bezogen auf das Flächengewicht des Mate- rials ist aufgrund der erfolgten Vorfärbung ebenfalls vergleichsweise gering. Sie liegt vorzugsweise im Bereich von 5% bis 20%. Die Applikation des genannten Gemisches auf das vorgefärbte fluoreszierende Material wird vorzugsweise durch ein Foulardieren vorgenommen. Bei dieser überfärbung erfolgt eine Anlagerung bzw. Anhaftung des Gemisches aus Leuchtpigmentfarbstoff und Bindemittel an dem Außenumfang jeder einzelnen Faser des vorgefärbten Materials. Durch diese überfärbung weist das überfärbte fluoreszierende Material einen vorgegebenen zweiten Min- destleuchtdichtefaktor auf. Die Farbe des überfärbten, fluoreszierenden Materials liegt innerhalb derselben bereits oben spezifizierten jeweiligen Farbraute mit den vorgegebenen Eckpunkten. Der vorgegebene zweite Mindest- leuchtdichtefaktor entspricht demjenigen Mindestleucht- dichtefaktor, der der jeweiligen fluoreszierenden Farbe gemäß der Schutznorm EN 471 zugeordnet ist.

Handelt es sich bei der gewünschten Farbe um fluoreszierendes Gelb, dann beträgt der vorgegebene zweite Mindest- leuchtdichtefaktor 0,7. Handelt es sich bei der gewünschten Farbe um fluoreszierendes Orangerot, dann beträgt der vorgegebene zweite Mindestleuchtdichtefaktor 0,4. Handelt es sich bei der gewünschten Farbe um fluoreszierendes Rot, dann beträgt der vorgegebene zweite Mindestleucht- dichtefaktor 0,25.

Nach der vorstehend beschriebenen überfärbung erfolgt in einem weiteren Schritt ein Trocknen des überfärbten Mate-

rials auf einem Trocknungsaggregat, beispielsweise auf einem Spannrahmen.

Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Verfahrens be- steht darin, dass das erhaltene Endprodukt atmungsaktiver bleibt, da selbst zwischen den einzelnen überfärbten Fasern Luftdurchlässigkeit gegeben ist. Es muss nicht darauf geachtet werden, dass zwischen benachbarten Garnen, etc., vergleichsweise große luftdurchlässige Zwischenräu- rtie verbleiben. Die mögliche Packungsdichte des überfärbten textilen Materials kann hoch sein.

Die Figur 1 zeigt Skizzen zur Erläuterung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei ist in der Figur Ia eine Querschnittsdarstellung des textilen äusgangsmaterials gezeigt, welches in Form von einzelnen Fasern vorliegt, die zu einem Garn 1 vereinigt sind. Die Fasern sind nicht eingefärbt bzw. weiß.

Die Figur Ib zeigt das vorgefärbte textile Material.

Durch die Schraffur der einzelnen Fasern ist angedeutet, dass die einzelnen Fasern im Rahmen der Vorfärbung vom jeweiligen Farbstoff physikalisch und/oder chemisch gebunden werden bzw. dass die einzelnen Fasern den Farb- stoff vollständig aufgenommen haben. Das vorgefärbte textile Material liegt bereits in der gewünschten Farbe vor und hat einen vorgegebenen ersten Mindestleuchtdichtefak- tor.

Die Figur Ic zeigt schließlich das überfärbte Material. Es ist ersichtlich, dass sich bei der überfärbung das Gemisch aus Leuchtpigmentfarbstoff und Bindemittel an den Außenumfang jeder einzelnen Faser anlagert und an dieser anhaftet. Dieses Anhaften wird dadurch begünstigt, dass die einzelnen Fasern in der Praxis keine glatte Oberfläche aufweisen.

Da beim Vorfärben der Farbstoff vollständig vom Fasermaterial aufgenommen wird und beim überfärben nur eine Anlagerung eines dünnen Gemischfilmes erfolgt, ist der Raumbedarf der Färbung insgesamt gering.

Die Figur 2 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Farbeigenschaften des beim erfindungsgemäßen Verfahren verarbeiteten Materials. In der Figur 2 ist die der Farbe fluoreszierendes Gelb zugeordnete Farbraute dargestellt, deren Eckpunkte folgende Farbkoordinaten haben:

0 , 387 0 , 610

0 , 356 0 , 494 0,398 0,452

0,460 0,540.

Weiterhin sind in der Figur 2 weitere Punkte Pl, P2 , P3 und P4 angegeben. Der Punkt Pl entspricht dem vorgefärb- ten, noch nicht belichteten Material, der Punkt P2 dem vorgefärbten und belichteten Material, der Punkt P3 dem vorgefärbten und überfärbtem, noch nicht belichteten Material und der Punkt P4 dem vorgefärbten und überfärbten und belichteten Material.

Es ist ersichtlich, dass die Punkte Pl, P3 und P4 innerhalb der Farbraute liegen, der Punkt P2 hingegen nicht. Dies bedeutet, dass das vorgefärbte Material zwar bereits innerhalb der der Farbe fluoreszierendes Gelb entspre- chenden Farbraute im Sinne der Schutznorm EN 471 liegt, nach einer Belichtung aber außerhalb dieser Raute liegt. Da die ξchutznorm EN 471 verlangt, dass das Material auch nach einer Belichtung innerhalb der jeweiligen Farbraute liegen inuss, erfüllt das vorgefärb ^' te Material die Schutz- norm EN 471 nicht.

Es ist weiterhin ersichtlich, dass das überfärbte Material sowohl vor der Belichtung (Punkt P3} als auch nach der

Belichtung (Punkt P4) innerhalb der Farbraute liegt. Das überfärbte Material erfüllt folglich die Schutznorm EN 471.

Die Figur 3 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Helligkeitseigenschaften des beim erfindungsgemäßen Verfahren verarbeiteten Materials. In diesem Diagramm sind auf der Abszisse die Farbe und längs der Ordinate die Leuchtdichtefaktoren angegeben. Aus der Figur 3 geht her- vor, dass für die Farbe fluoreszierendes Gelb der nach dem Vorfärben geforderte Mindestleuchtdichtefaktor ßminl,g des Materials 0,5 beträgt und der nach dem überfärben geforderte Mindestleuchtdichtefaktor ßmin2,g bei 0,7 liegt. Weiterhin ist ersichtlich, dass für die Farbe fluoreszierendes Orangerot der nach dem Vorfärben geforderte Mindestleuchtdichtefaktor ßminl,or des Materials 0,3 beträgt und der nach dem überfärben geforderte Mindestleuchtdichtefaktor ßmin2,or bei 0,4 liegt. Ferner zeigt die Figur 3, dass für die Farbe fluoreszierendes Rot der nach dem Vorfärben geforderte Mindestleuchtdichtefaktor ßminl,r des Materials 0,2 beträgt und der nach dem überfärben geforderte Mindestleuchtdichtefaktor ßmin2,r bei 0,25 liegt.

Mittels des vorstehend beschriebenen Verfahrens können nach alledem Sicherheitstextilien hergestellt werden, die die Schutznormen EN 471, EN 533 und EN 531 erfüllen.

Nachfolgend werden vorteilhafte Weiterbildungen des Ver- fahrens gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung besteht darin, das überfärben des vorgefärbten Materials nicht mittels eines kontinuierlichen Auftragverfahrens wie Foulardieren durchzuführen, sondern mittels eines diskontinuierlichen Auftragverfahrens.

Eine erste vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, der zur überfärbung verwendeten Mischung ein optisches Aufhellungsmittel beizufügen. Dadurch kann der Leuchtdichtefaktor des Materials bei Bedarf weiter erhöht werden.

Eine zweite vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, der zur überfärbung verwendeten Mischung ein Flammschutzmittel zuzusetzen. Dies erhöht die Sicherheit einer Einhaltung der Schutznormen EN 531 und EN 533.

Eine dritte vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, das überfärbte Material nach dem Trocknen und Auskondensieren nachzureinigen .

Gemäß einer vierten vorteilhaften Weiterbildung kann das getrocknete textile Material einem Applikationsbad zugeführt und dort einer Applikation mit wasserabweisenden und/oder schmutzabweisenden Effekten unterworfen werden, beispielsweise einer Hydrophobausrüstung, vorzugsweise einer Fluorkarbonausrüstung. Zusätzlich kann diesem Applikationsbad zur weiteren Erhöhung der Sicherheit einer Einhaltung der Schutznormen EN 531 und EN 533 ein Flamm- schutzmittel zugesetzt werden.

Gemäß einer fünften vorteilhaften Weiterbildung kann das überfärbte textile Material krumpfarm ausgerüstet werden.

Eine sechste vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, in das Ausgangsmaterial zusätzlich elektrisch leitende Fa- sern, Garne oder Zwirne einzuarbeiten. Dies hat den Vorteil, dass die schließlich fertiggestellte Sicherheits- textilie verbesserte elektrostatische Eigenschaften aufweist und auch die Schutznormen EN 1149-1, EN 1149-2 und EN 1149-3 erfüllt. Dies kann beispielsweise dadurch er- reicht werden, dass Metall- oder Karbonfasern in das Ausgangsmaterial eingearbeitet werden.

Eine siebte vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, beispielsweise eine größere Menge Aramidfasern pro Fläche als Ausgangsmaterial zu verwenden. Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass die gefertigte Sicherheitstextilie auch die Schutznorm Pr ENV 50354 erfüllt. Diese betrifft ein Störlichtprüfverfahren für Materialien und Kleinstücke für Anwender, die einer Störlichtbogengefährdung ausgesetzt sind.