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EP0820539A1 - Fasermischung aus melaminharzfasern und naturfasern - Google Patents

Fasermischung aus melaminharzfasern und naturfasern

Info

Publication number
EP0820539A1
EP0820539A1 EP96922864A EP96922864A EP0820539A1 EP 0820539 A1 EP0820539 A1 EP 0820539A1 EP 96922864 A EP96922864 A EP 96922864A EP 96922864 A EP96922864 A EP 96922864A EP 0820539 A1 EP0820539 A1 EP 0820539A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fibers
weight
parts
melamine resin
metal
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.)
Granted
Application number
EP96922864A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0820539B1 (de
Inventor
Heinz Berbner
Hans-Dieter Eichhorn
Karl Ott
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.)
Basofil Fibres LLC
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 EP0820539A1 publication Critical patent/EP0820539A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0820539B1 publication Critical patent/EP0820539B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
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    • D02G3/04—Blended or other yarns or threads containing components made from different materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D31/00—Materials specially adapted for outerwear
    • A41D31/04—Materials specially adapted for outerwear characterised by special function or use
    • A41D31/08—Heat resistant; Fire retardant
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D02G3/12—Threads containing metallic filaments or strips
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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    • D10B2331/02—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
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    • Y10T442/654—Including a free metal or alloy constituent
    • Y10T442/655—Metal or metal-coated strand or fiber material

Definitions

  • the invention relates to a fiber mixture containing
  • Fibers from melamine / formaldehyde condensation products are known, e.g. from DE-B 23 64 091. They are characterized by incombustibility, flame resistance and high heat resistance. Because of these properties, they are used in the manufacture of refractory textiles. For some applications, however, the tensile strength of the fibers is not sufficient; in other areas of application, the low abrasion resistance proves to be disadvantageous.
  • the invention was therefore based on the object, on the one hand, of improving the properties of melamine resin fibers and, on the other hand, of the properties of natural fibers.
  • fiber mixtures were found which also contain other fibers and / or metal fibers or conductive polymer fibers, as well as a process for their production and the use of the fiber mixtures according to the invention for the production of fabrics, nonwovens, yarns, tapes and moldings and the uses Formation of melamine resin fibers for the production of the fiber mixtures according to the invention.
  • solutions of other fiber-forming polymers can be added to the solution of the melamine resin in the spinning process for producing the melamine resin fibers.
  • Aqueous solutions of polyvinyl alcohol are preferably added to the melamine resin solution, as a result of which the mechanical properties of the fibers obtained after the spinning process can be improved.
  • mixtures or solutions of different polymers are spun and mixed fibers are thereby produced, while in the present invention different finished fibers are mixed and fiber mixtures are produced thereby.
  • meltamine resin fibers are distinguished by their high temperature resistance and incombustibility. Their manufacture and their properties are known, e.g. from DE-A 23 64 091. They are preferably obtained from highly concentrated solutions of melamine / formaldehyde precondensation products after addition of an acidic hardener by centrifugal spinning, threading, extruding or by fibrillation processes. The fibers obtained in this way are generally predried, optionally stretched, and the melamine resin is usually cured at from 120 to 250.degree. The fibers are usually 5 to 25 ⁇ m thick and 2 to 2000 mm long.
  • Particularly temperature-resistant fibers are obtained when up to 30 mol%, in particular 2 to 20 mol%, of the melamine in the melamine resin is replaced by a hydroxyalkyl melamine, as described in EP-A 221 330 or EP-A 523 485.
  • Such fibers have a permanent temperature resistance up to 200 ° C, preferably up to 220 ° C.
  • Subordinate amounts of melamine can also be replaced by substituted melamines, urea or phenol. Condensation products obtainable by condensation of a mixture containing as essential components are particularly preferred
  • Formaldehyde or formaldehyde-providing compounds the molar ratio of melamines to formaldehyde being in the range from 1: 1.15 to 1: 4.5.
  • 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-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris- (2nd -hydroxyiso ⁇ propylamino) -1, 3, 5-triazine, with the 5-hydroxy-3-oxapentylamino group substituted melamines such as 2- (5-hydroxy-3-o
  • Preferred phenols are phenol, 4-methylphenol, 4-tert. -Butyl-phenol, 4-n-octyl-phenol, 4-n-nonyl-phenol, pyrocatechol, resorcinol, hydroquinone, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 4,4'-dihydroxydiphenyl sulfone, particularly preferred 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 give formaldehyde on reaction with (A) and (B), for example as oligomeric or polymeric formaldehyde solid form such as paraformaldehyde, 1, 3, 5-trioxane or 1, 3, 5, 7-tetroxocane.
  • Natural fibers naturally occurring cellulose-based fibers such as cotton, wool, linen or silk are used, and these natural fibers should also include those cellulose-based fibers which are of natural origin, but according to known and customary ones Processes have been modified or treated.
  • cotton or wool in particular are natural fibers, with cotton belonging to the group of vegetable fibers.
  • the terms for the raw material wool are defined in DIN 60004.
  • wool is understood to mean all coarse and fine animal hair.
  • melamine resin fibers may comprise the customary beautins such as fillers, dyes, pigments', metal powders and matting agents or already colored.
  • the natural fibers can also be dyed before processing and provided with spinning aids.
  • the two types of fibers are usually mixed in the usual way.
  • Fiber mixing equipment as described in nonwovens, Georg Thieme Verlag.
  • the wadded web obtained is then usually further processed into yarns or nonwovens, it being possible to use the processes customary in the textile industry.
  • these yarns, nonwovens or woven fabrics can then be further processed into various types of textile or non-textile structures, such as for example Gloves and fire protection suits as well as fire and fire protection blankets.
  • Such blended yarns or nonwovens or articles made from these blends are distinguished by excellent wearing comfort.
  • the outstanding feature, however, is that the yarns, fabrics or nonwovens with melamine resin fiber contents of at least 50 to 60% by weight do not burn, and the natural fibers can be used without any equipment.
  • Fibers include fibers made from non-flammable or flame-retardant materials such as m- and p-ararnides, glass, polyimides, polybenzimidazoles, carbon, preoxidized polyacrylonitrile and fibers made from thermoplastic materials such as high-strength polyethylene, polypropylene, polyesters, polyamides, Po ⁇ Use lyvinyl chloride or polyvinyl alcohols.
  • non-flammable or flame-retardant materials such as m- and p-ararnides, glass, polyimides, polybenzimidazoles, carbon, preoxidized polyacrylonitrile
  • thermoplastic materials such as high-strength polyethylene, polypropylene, polyesters, polyamides, Po ⁇ Use lyvinyl chloride or polyvinyl alcohols.
  • the addition of the other fibers can be used to produce nonwovens and fabrics which have higher strengths than nonwovens and fabrics without the other fibers without adversely affecting the fire behavior.
  • (c) optionally 2 to 25, preferably from 5 to 15 parts by weight, based on (a) and (b), of other fibers as described above, and (d) from 0.1 to 5, preferably from 0.5 to 2, parts by weight, based on the sum of (a) -> ⁇ (b) - ⁇ - (c), metal fibers or conductive polymer fibers .
  • metal fibers for example, those based on stainless steel can be used.
  • the conductive polymer fibers used can be those with a core made of polyamide, polyester and a conductive coating, and metal-coated melamine resin fibers as described in EP-A 528 192, preferably those with a polyester core.
  • metal-coated melamine resin fibers are used, preferably aluminum-coated melamine resin fibers, which also includes mixtures of uncoated and metal-coated melamine resin fibers.
  • aluminum for example, can be glued onto the melamine resin fibers in a manner known per se or an aluminum-vapor-coated foil, or aluminum can be vaporized on the melamine resin fibers in a high vacuum.
  • the layer thickness of the metal layer, in particular the aluminum layer is usually selected in the range from 10 to 150 ⁇ m, preferably from 50 to 100 ⁇ m.
  • Such yarns are preferably coated with aluminum in layer thicknesses in the range from 10 to 100 ⁇ m.
  • Such yarns are based on, for example processes described in DE-AS 27 43 768, DE-A 38 10 597 or EP-A 528 182.
  • Fabrics made from the mixtures according to the invention are very suitable for protective suits during welding and in the production of steel, in particular for protection against convective heat, radiant heat and liquid metal splashes.
  • Fabrics or nonwovens according to the invention which are produced from the fiber mixtures containing thermoplastic fibers according to the invention, can be processed by conventional methods to give molded parts such as protective hoods for thermal insulation, the thermoplastic fibers generally acting as binding fibers.
  • the fiber mixtures according to the invention can be used for the production of yarns and ribbons in a manner known per se. 25
  • a needle felt with a basis weight of 400 g / m 2 was produced (by needling with a machine) from a mixture of 50 parts of melamine resin fibers (as in Example 1) and 50 parts of cotton not treated with flame retardants (as in Example 1) from Pilo).
  • the fleece produced in this way was examined for its fire behavior as described in Example 1. Result: the fleece could be classified in fire class ⁇ b .
  • a maximum tensile strength of the fleece of 520 N was determined in a strip tensile test based on DIN 53857.
  • Example 3 was repeated with the mixture from Example 2.
  • the maximum tensile force of the calendered fleece was 620 N.
  • a yarn with a thickness of 50 tex was produced by the rotor spinning process from a mixture consisting of 60% by weight of Basofil® (as in Example 1) and 40% by weight of cotton not treated with flame retardants (as in Example 1) . Then a 2-ply thread was made on a conventional twisting machine. Gloves were produced from this thread on a conventional finger-knitted glove machine. The weight per glove was 54 g. The weight per unit area was 800 g / m 2 . According to the European standard EN 702, a threshold time of 14.6 see was measured at a contact temperature of 250 ° C. For comparison, a glove with the same weight made from para-aramid was tested. With the same contact temperature, a threshold value time of only 8.9 seconds was determined.

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Description

Fasermischung aus Melaminharzfasern und Naturfasern
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Fasermischung, enthaltend
(a) 10 bis 90 Gew.-Teile Melaminharzfasern und
(b) 90 bis 10 Gew.-Teile Naturfasern.
Fasern aus Melamin/Formaldehyd-Kondensationsprodukten sind be¬ kannt, z.B. aus DE-B 23 64 091. Sie zeichnen sich durch ünbrenn- barkeit, Flammfestigkeit und hohe Wärmeformbeständigkeit aus. Aufgrund dieser Eigenschaften werden sie zur Herstellung von feuerfesten Textilien eingesetzt. Für einige Einsatzzwecke reicht jedoch die Reißfestigkeit der Fasern nicht aus, bei andern Anwen¬ dungsgebieten erweist sich die geringe Abriebfestigkeit als nach¬ teilig.
Der Nachteil von Naturfasern besteht darin, daß man sie mit flammschützenden Zusatzstoffen versetzen muß, damit sie nicht mehr brennen. Flammschutz ausgerüstete Naturfasern wie Baumwolle verlieren jedoch beim Waschen einen Teil des Flammschutzmittels, was eine erhöhte Brandgefahr, beispielsweise bei Schweißerschutz- anzügen, verursacht.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einerseits die Eigenschaften von Melaminharzfasern und andererseits die Eigen- schaften von Naturfasern zu verbessern.
Demgemäß wurde die eingangs definierte Fasermischung gefunden. Des weiteren wurden Fasermischungen gefunden, die außerdem son¬ stige Fasern und/oder Metallfasern oder leitfähige Polymerfasern enthalten sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und die Ver¬ wendung der erfindungsgemäßen Fasermischungen zur Herstellung von Geweben, Vliesen, Garnen, Bändern und Formteilen und die Verwen¬ dung von Melaminharzfasern zur Herstellung der erfindungsgemäßen Fasermischungen.
Nach DE-B 23 64 091 können beim Spinnprozeß zur Herstellung der Melaminharzfasern der Lösung des Melaminharzes Lösungen anderer faserbildender Polymerisate zugesetzt werden, u.a. auch Lösungen von Polyamiden in organischen Lösungsmitteln. Bevorzugt werden wäßrige Lösungen von Polyvinylalkohol der Melaminharzlösung zuge¬ setzt, wodurch die mechanischen Eigenschaften der nach dem Spinn- prozeß erhaltenen Fasern verbessert werden können. Hierbei werden also Mischungen oder Lösungen verschiedener Polymerisate verspon¬ nen und dadurch Mischfasern hergestellt, während bei der vorlie¬ genden Erfindung verschiedene fertige Fasern vermischt und da¬ durch Fasergemische hergestellt werden.
A. Melaminharz-Fasern sind durch ihre hohe Temperatur¬ beständigkeit und ünbrennbarkeit ausgezeichnet. Ihre Herstel¬ lung und ihre Eigenschaften sind bekannt, z.B. aus der DE-A 23 64 091. Sie werden bevorzugt aus hochkonzentrierten Lösungen von Melamin/Formaldehyd-Vorkondensationsprodukten nach Zusatz eines sauren Härters durch Zentrifugenspinnen, Fadenziehen, Extrudieren oder durch Fibrillierungsprozesse gewonnen. Die dabei erhaltenen Fasern werden im allgemeinen vorgetrocknet, gegebenenfalls gereckt und das Melaminharz wird üblicherweise bei Temperaturen von 120 bis 250°C gehär¬ tet. Die Fasern sind gewöhnlich 5 bis 25 μm dick und 2 bis 2000 mm lang. Besonders temperaturbeständige Fasern erhält man, wenn im Melaminharz bis zu 30 Mol-%, insbesondere 2 bis 20 Mol-%, des Melamins durch ein Hydroxyalkylmelamin ersetzt sind, wie in EP-A 221 330 oder EP-A 523 485 beschrieben ist. Derartige Fasern weisen eine Dauertemperaturbeständigkeit bis 200°C, vorzugsweise bis 220°C auf. Ferner können untergeord¬ nete Mengen Melamin durch substituierte Melamine, Harnstoff oder Phenol ersetzt sein. Besonders bevorzugt sind Kondensa- tionsprodukte, erhältlich durch Kondensation eines Gemisches, enthaltend als wesentliche Komponenten
(A) 90 bis 99,9 Mol-% eines Gemisches bestehend im wesentli¬ chen aus
(a) 30 bis 99 Mol-% Melamin und
(b) 1 bis 70 Mol-% eines substituierten Melamins der all¬ gemeinen Formel I
N5"' N i
X' N
in der X, X' und X" ausgewählt sind aus der Gruppe beste¬ hend aus -NH2, -NHR und -NRR', und X, X' und X" nicht gleichzeitig -NH2 sind, und R und R' ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-C2-Cχo-alkyl, Hydro- xy-C2-C4-alkyl- (oxa-C2-C4-alkyl)n, mit n = 1 bis 5, und Amino-C2-Cι2-alkyl, oder Mischungen von Melaminen I, und
(B) 0,1 bis 10 Mol-%, bezogen auf (A) und (B) , unsubsti- tuierten oder mit Resten, ausgewählt aus der Gruppe aus C1-C9-Alkyl und Hydroxy, substituierten Phenolen, mit zwei oder drei Phenolgruppen substituierten Cι-C4-Alkanen, Di (hydroxyphenyl) sulfone oder Mischungen dieser Phenole,
Formaldehyd oder Formaldehyd-liefernden Verbindungen, wo¬ bei das Molverhältnis von Melaminen zu Formaldehyd im Be- reich von 1 : 1,15 bis 1 : 4,5 liegt.
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-Hydro- xyisopropylamino-Gruppe substituierte Melamine wie 2- (2-Hydroxy- isopropylamino) -4, 6-diamino-l, 3, 5- triazin, 2, 4-Di- (2-hydroxyiso- propylamino) -6-amino-1, 3 , 5-triazin, 2,4, 6-Tris- (2-hydroxyiso¬ propylamino) -1, 3 , 5-triazin, mit der 5-Hydroxy-3-oxa-pentylamino- Gruppe substituierte Melamine wie 2- (5-Hydroxy-3-oxa-pentyla- mino) -4, 6-diamino-l, 3, 5-triazin, 2 , 4-Di- (5-hydroxy-3-oxa- pentyl- amino) -6-amino-l, 3, 5-triazin, 2,4, 6-Tris- (5-hydroxy-3-oxa-penty- lamino) -1, 3, 5-triazin, mit der 6-Aminohexylamino-Gruppe substi¬ tuierte Melamine wie 2- (6-Aminohexylamino) -4 , 6-diamino-l, 3, 5-tri- azin, 2, 4-Di- (6-aminohexylamino) -6-amino- 1, 3 , 5-triazin, 2, 4, 6-Tris- (6- aminohexylamino) -1, 3, 5- triazin oder Gemische die- ser Verbindungen, beispielsweise ein Gemisch aus 10 Mol-%
2- (5-Hydroxy-3-oxa-pentylamino)-4, 6-diamino-l, 3, 5-triazin, 50 Mol-% 2, 4-Di- (5-hydroxy~3-oxa-pentylamino) -6-amino-l, 3, 5-triazin und 40 Mol-% 2, 4, 6-Tris- (5-hydroxy-3- oxa-pentylamino) -1,3, 5-tri- azin.
Als bevorzugte Phenole kommen in Betracht Phenol, 4-Methyl-phe- nol, 4-tert. -Butyl-phenol, 4-n-Octyl-phenol, 4-n-Nonyl-phenol, Brenzcatechin, Resorcin, Hydrochinon, 2, 2-Bis (4-hydroxyphe¬ nyl)propan, 4, 4' -Dihydroxydiphenylsulfon, 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 bei der Umsetzung mit (A) und (B) Formaldehyd liefernden Verbin¬ dungen, beispielsweise als oligomeren oder polymeren Formaldehyd in fester Form wie Paraformaldehyd, 1, 3 , 5-Trioxan oder 1, 3, 5, 7-Tetroxocan ein.
Für die Herstellung von Fasern verwendet man zweckmäßig 1 bis 50, vorzugsweise 5 bis 15 und insbesondere 7 bis 12 Mol-% des substi- tuierten Melamins sowie 0,1 bis 9,5, bevorzugt 1 bis 5 Mol-% ei¬ nes der oben angeführten Phenole oder Mischungen derselben.
B. Als Naturfasern setze 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 modifi¬ ziert oder behandelt 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 Rohstoff Wolle festgelegt. Im Sinne dieser Erfindung sind unter Wolle alle groben und feinen Tierhaare zu verstehen.
Des weiteren können Melaminharzfasern die üblichen Zusatz¬ stoffe wie Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente', Metallpulver und Mattierungsmittel enthalten oder bereits gefärbt sein. Aber auch die Naturfasern können vor der Verarbeitung gefärbt und mit Spinnhilfsmitteln versehen sein.
Das Vermischen der beiden Faserarten geschieht in der Regel auf üblicher. Fasermisch-Apparaturen wie sie in Vliesstoffe, Georg Thieme Verlag, beschrieben sind. Man geht üblicherweise aus von Stapelfasern einer üblichen Länge von 1 bis 20 cm. Diese werden in der Regel über eine Fördereinrichtung einer Karde zugeführt und dort vorgemischt. Die Vermischung wird dann im allgemeinen in einer Krempelanlage vervollständigt. Die erhaltene watteförmige Bahn wird dann üblicherweise zu Garnen oder Vliesen weiterverarbeitet, wobei die in der Tex¬ tilindustrie üblichen Verfahren angewandt werden können.
Diese Garne, Vliese oder Gewebe können dann je nach Anwen¬ dungsgebiet zu verschiedenartigen textilen oder nicht-texti- len Gebilden weiterverarbeitet werden wie beispielsweise zu Handschuhen und Brandschutzanzügen sowie zu Lösch- und Brand¬ schutzdecken.
Solche Mischgarne oder Vliese bzw. Artikel aus diesen Mischungen zeichnen sich durch einen hervorragenden Tragekom¬ fort aus. Das herausragende Merkmal ist jedoch, daß die Garne, Gewebe oder Vliese mit Melaminharzfaseranteilen von mindestens 50 bis 60 Gew. -% nicht brennen, wobei die Naturfa¬ sern ohne jegliche Ausrüstung eingesetzt werden können.
Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft eine Fasermischung aus
(a) 10 bis 90, bevorzugt von 30 bis 70 Gew. -Teilen Melaminharz¬ fasern
(b) 90 biε 10, bevorzugt von 70 bis 30 Gew. -Teilen Naturfasern und
(c) 2 bis 25, bevorzugt von 5 bis 15 Gew. -Teilen, bezogen auf (a) und (b) ,
sonstiger Fasern.
Als sonstige Fasern kann man Fasern aus nicht brennbaren oder schwer entflammbaren Materialien wie m- und p-Ararniden, Glas, Polyimiden, Polybenzimidazolen, Kohlenstoff, preoxidiertes Poly- acrylnitril sowie Fasern aus thermoplastischen Kunststoffen wie hochfestes Polyethylen, Polypropylen, Polyestern, Polyamiden, Po¬ lyvinylchlorid oder Polyvinylalkoholen einsetzen.
Nach bisherigen Beobachtungen kann man durch den Zusatz der son¬ stigen Fasern Vliese und Gewebe herstellen, die höhere Festigkei¬ ten aufweisen als Vliese und Gewebe ohne die sonstigen Fasern ohne daß dabei das Brandverhalten negativ zu beeinflussen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform betrifft Fasermischungen aus
(a) 10 bis 90, bevorzugt von 30 bis 70 Gew. -Teilen Melaminharz- fasern
(b) 90 bis 10, bevorzugt von 70 bis 30 Gew. -Teilen Naturfasern
(c) gegebenenfalls 2 bis 25, bevorzugt von 5 bis 15 Gew. -Teilen, bezogen auf (a) und (b) , sonstiger Fasern wie oben beschrie¬ ben, und (d) von 0,1 bis 5, bevorzugt von 0,5 bis 2, Gew. -Teilen, bezogen auf die Summe von (a) ->■ (b) -<- (c) , Metallfasern oder leitfä¬ hige Polymerfasern.
Als Metallfasern kann man beispielsweise solche auf Basis von nicht-rostendem Stahl einsetzen.
Als leitfähige Polymerfasern kann man solche mit einem Kern aus Polyamid, Polyester und einem leitfähigen Überzug einsetzen sowie metallbeschichtete Melaminharzfasern wie in der EP-A 528 192 be¬ schrieben, bevorzugt solche mit einem Kern aus Polyester.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform setzt man metallbe¬ schichtete Melamin-Harzfasern ein, bevorzugt Aluminium-beschich- tete Melamin-Harzfasern, worunter auch Mischungen aus unbe¬ schichteten und metallbeschichteten Melamin-Harzfasern zu verste¬ hen sind. Insbesondere kann man in an sich bekannter Weise auf die Melamin-Harzfasern beispielsweise Aluminium als Folie oder eine Aluminium-bedampfte Folie aufkleben, oder die Melamin-Harz- fasern im Hochvakuum mit Aluminium bedampfen. Üblicherweise wählt man die Schichtdicke der Metall-, insbesondere der Aluminium- Schicht, im Bereich von 10 bis 150 μm, bevorzugt von 50 bis 100 μm.
Die Metallierung erfolgt in der Regel durch Aufdampfen von Metall auf das Gewebe im Hochvakuum (siehe Ulimanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, 3. Aufl., Bd. 15, S. 276 und dort zitierte Literatur) . Auch ist es möglich, auf das Gewebe dünne Metall¬ folien aufzukleben. Derartige Metallfolien bestehen in der Regel aus einer polymeren Trägerfolie, die mit einem dünnen Metallfilm beschichtet ist. Sie enthalten vorzugsweise einen polymeren Trä¬ ger auf Polyesterbasis. Die metallisierten Folien können ent¬ sprechend der TL 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. Gentex Corp., Carbondale PA, USA; CF. Ploucquet GmbH & Co, D-89522 Heidenheim; Darmstädter GmbH, D-46485 Wesel) .
Darüber hinaus ist es möglich, die erfindungsgemäßen Gewebe aus metallisierten Garnen herzustellen. Derartige Garne sind vorzugs¬ weise mit Aluminium in Schichtdicken im Bereich von 10 - 100 μm beschichtet. Solche Garne sind beispielsweise in Anlehnung an die in DE-AS 27 43 768, DE-A 38 10 597 oder EP-A 528 182 beschriebe¬ nen Verfahren herstellbar.
Mischungen aus 50 Gew. -% Basofil und 50 Gew. -% nicht mit Flamm- 5 schütz ausgerüsteter Baumwolle erfüllen nach pr EN 532 die Anfor¬ derungen für den Index 2 der begrenzten Flammenausbreitung nach pr EN 533. Eine Mischung aus 60 Gew.-% Basofil und 40 Gew. -% nicht mit Flammschutz ausgerüstete Baumwolle erreicht nach DIN 54336 bzw. 66083 die Brennklasse sb.
10
Gewebe aus den erfindungsgemäßen Mischungen eignen sich sehr gut für Schutzanzüge beim Schweißen und bei der Stahlerzeugung, ins¬ besondere zum Schutz gegen konvektive Hitze, Strahlungswärme so¬ wie flüssige Metallspritzer.
15
Erfindungsgemaße Gewebe oder Vliese, die aus den erfindungs¬ gemaßen thermoplastischen Fasern enthaltenden Fasermischungen hergestellt werden, kann man nach üblichen Verfahren zu Form¬ teilen wie Schutzhauben zur Wärmeisolierung verarbeiten, wobei 20 die thermoplastischen Fasern in der Regel als Bindefasern wirken.
Des weiteren kann man die erfindungsgemäßen Fasermischungen zur Herstellung von Garnen und Bändern in an sich bekannter Art und Weise verwenden. 25
Beispiele
Beispiel 1
30 Auf einer Ringspinnmaschine wurden Garne mit einer Stärke von 50 tex aus einer Mischung aus 60 Gew.-% Melamin-Harzfasern (BASOFIL ® von BASF; hergestellt analog zu dem Beispiel aus der EP-A 624 665) und 40 Gew. -% nicht mit Flammschutzmitteln behan¬ delte Baumwolle (aus Rußland, mit einer mittleren Länge von
35 32 mm) 2fach hergestellt. Anschließend wurde aus dem so herge¬ stellten Garn ein Gewebe mit einem Flächengewicht von 310 g/m2 mit einer Köperbindung 2/2 produziert. Das so hergestellte Gewebe wurde nach DIN 54336 geprüft und die Kennwerte für das Brennver¬ halten textiler Erzeugnisse nach DIN 66083 festgestellt. Das
40 erfindungsgemäß hergestellte Gewebe erreichte die Brennklasse st,.
Zum Vergleich: Ein entsprechend hergestelltes Gewebe aus Baum¬ wolle brennt unter den Prüfbedingungen vollständig ab, so daß eine Einstufung in eine Brennklasse nicht möglich ist. 45 Beispiel 2
Aus einer Mischung aus 50 Teilen Melamin-Harzfasern (wie in Bei¬ spiel 1) und 50 Teilen nicht mit Flammschutzmitteln behandelte Baumwolle (wie in Beispiel 1) wurde ein Nadelvlies mit einem Flächengewicht von 400 g/m2 herstellt (durch Vernadeln mit einer Maschine der Fa. Pilo) . Das so herstellte Vlies wurde wie in Bei¬ spiel 1 beschrieben auf sein Brandverhalten untersucht. Ergebnis: das Vlies konnte in die Brandklasse ≤b eingestuft werden.
In einem Streifenzugversuch in Anlehnung an DIN 53857 wurde eine Höchstzugkraft des Vlieses von 520 N ermittelt.
Beispiel 3
Aus einer Mischung aus 45 Teilen Melamin-Harzfasern (wie in Bei¬ spiel 1) und 45 Teilen nicht mit Flammschutzmitteln behandelte Baumwolle (wie in Beispiel 1) sowie 10 Teilen Polypropylenfasern (15 mm Länge, 15 μm Durchmesser) wurde ein Nadelvlies mit einem Flächengewicht von 400 g/m2 hergestellt (durch Vernadeln mit einer Maschine der Fa. Pilo) . Das so hergestellte Vlies wurde bei 200°C kalandriert. Anschließend wurde das kalandrierte Vlies analog zu dem Verfahren in Beispiel 1 auf sein Brandverhalten untersucht. Ergebnis: das Vlies konnte in die Brandklasse Sb eingestuft wer- den. Im StreifZugversuch wurde in Anlehnung an DIN 53857 eine Höchstzugkraft des kalandrierten Vlieses von 740 N ermittelt.
Beispiel 4
Beispiel 3 wurde mit der Mischung aus Beispiel 2 wiederholt. Die Höchstzugkraft des kalandrierten Vlieses betrug 620 N.
Beispiel 5
Aus einer Mischung bestehend aus 60 Gew. -% Basofil ® (wie in Bei¬ spiel 1) und 40 Gew. -% nicht mit Flammschutzmitteln behandelter Baumwolle (wie in Beispiel 1) wurde nach dem Rotorspinnverfahren ein Garn mit einer Stärke von 50 tex hergestellt. Anschließend wurde ein 2 -fach Zwirn auf einer üblichen Zwirnmaschine herges- teilt. Aus diesem Zwirn wurden auf einer üblichen Fingerstrick¬ handschuhmaschine Fingerhandschuhe hergestellt. Das Gewicht je Handschuh betrug 54 g. Das Flächengewicht betrug 800 g/m2. Nach der Europanorm EN 702 wurde bei einer Kontakttemperatur von 250°C eine Schwellwertzeit von 14,6 see gemessen. Zum Vergleich wurde ein Handschuh mit gleichem Gewicht aus para- Aramid geprüft. Bei gleicher Kontakttemperatur wurde eine Schwellwertzeit von nur 8,9 see ermittelt.
Beispiel 6
Auf einer Ringspinnmaschine wurden Garne mit einer Stärke von Nm32/2 aus einer Mischung von 64 Gew. -% Melamin-Harzfaser (Basofil® von BASF), 35 Gew.-% handelsüblicher Neuseelandwolle sowie 1 Gew.-% Stahlfaser (Durchmesser 6 μm, 36 mm Länge) herge¬ stellt. Aus diesem Garn wurde anschließend ein Gewebe mit einem Flächengewicht von 275 g/m2 mit einer Leinwandbinάung hergestellt.
Ausgewählte Prüfungen nach DIN EN 531:1995, Schutzkleidung für hitzeexponierte Industriearbeiter
1. Begrenzte Flammenausbreitung nach DIN EN 532:1995
Weiterbrennen zu den Ober- und Seitenkanten nein
Lochbildung nein
Brennendes oder schmelzendes
Abtropfen nein
Nachbrennzeit 0 Sekunden Nachglühzeit 0 Sekunden
Das Gewebe erfüllte damit bei weitem die Anforderungen nach der DIN EN 531, (Code-Buchstabe A) . In dieser Norm sind für die Nach¬ brennzeit und die Nachglühzeit sogar jeweils 2 Sekunden erlaubt.
2. Konvektive Kitze nach DIN EN 367:1992
HTI-Wert 6 Sekunden
Das Gewebe erreichte die Leistungsstufe Bl der DIN EN 531:1995
3. Strahlungs-Hitze nach DIN EN 366:1993
t2-Wert 20 Sekunden
Das Gewebe erreichte die Leistungsstufe Cl nach DIN EN 531:1995 Flüssige Eisen-Spritzer nach DIN EN 373:1993
Masse an Eisen, die keine Schädi¬ gung der PVC-Folie hervorrief 62 g
Das Gewebe erreichte die Leistungsstufe El nach DIN EN 531:1995
Prüfungen nach DIN EN 470-1: 1995, Schutzkleidung für Schweißen und verwandte Verfahren
Prüfwert gefordert nach Norm
1. Zugfestigkeit Kette 550 N > 300 N nach ISO 5081 Schuß 490 N > 300 N
2. Weiterreißfestig - Kette 54 N > 15 N keit nach ISO 4674 Schuß 48 N > 15 N
3. Maßänderung nach Kette -2,5 % < ± 3 % ISO 6330/5077 Schuß -0,7 % < ± 3 %
4. Einwirkung gegen kleine Metallspritzer nach DIN EN 348:1992 Anzahl der Metalltropfen, die eine Temperaturerhöhung auf der Probenrückseite um 40 K verursachen
33 > 15

Claims

Patentansprüche
1. Fasermischung, enthaltend
(a) 10 bis 90 Gew.-Teile Melaminharzfasern und
(b) 90 bis 10 Gew.-Teile Naturfasern.
2. Fasermischung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermischung (c) 2 bis 25 Gew.-Teile, bezogen auf die Summe aus (a) und (b) , sonstige Fasern enthält.
3. Fasermischung, enthaltend
(a) 10 bis 90 Gew.-Teile Melaminharzfasern,
(b) 90 bis 10 Gew.-Teile Naturfasern sowie gegebenenfalls
(c) 2 bis 25 Gew.-Teile, bezogen auf die Summe aus (a) und (b) , sonstige Fasern und
(d) 0,1 bis 5 Gew.-Teile, bezogen auf die Summe aus (a) , (b) und (c) , Metallfasern oder leitfähige Polymerfasern.
4. Fasermischung gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man metallbeschichtete Melamin-Harzfasern oder Mischungen aus unbeschichteten und metallbeschichteten Mela¬ min-Harzfasern als Komponente (a) einsetzt.
5. Verfahren zur Herstellung einer Fasermischung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3 nach üblichen Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man
(a) 10 bis 90 Gew.-Teile Melaminharzfasern und
(b) 90 bis 10 Gew.-Teile Naturfasern sowie gegebenenfalls
(c) 2 bis 25 Gew.-Teile, bezogen auf die Summe aus (a) und (b) , sonstige Fasern und gegebenenfalls
(d) 0,1 bis 5 Gew.-Teile, bezogen auf die Summe aus (a) , (b) und (c) , Metallfasern oder leitfähige Polymerfasern
vermischt.
6. Verwendung der Fasermischung nach den Ansprüchen 1 bis 3 oder hergestellt nach Anspruch 4 zur Herstellung von Geweben, Vliesen, Garnen, Bändern, Formteilen insbesondere Handschuhe, Brandschutzanzüge, Lösch- und Brandschutzdecken, Schweißer- Schutzkleidung und Kleidung zum Schutz gegen konvektive Hitze, Strahlungswärme sowie flüssige Metallspritzer.
7. Verwendung von Melaminharzfasern zur Herstellung von Fasermi¬ schungen gemäß den Ansprüchen 1 bis 3.
8. Handschuhe, Brandschutzanzüge, Lösch- und Brandschutzdecken, hergestellt gemäß der Verwendung nach Anspruch 6.
9. Schweißerschutzkleidung und Kleidung zum Schutz gegen konvek- tive Hitze, Strahlungswärme sowie flüssige Metallspritzer ge¬ mäß der Verwendung nach Anspruch 6.
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