Diese Erfindung bezieht sich auf Gewebe, die bei Schutzkleidungen nützlich sind, insbesondere bei Kleidungen, welche als Einsatzkleidung bekannt sind und für Feuerwehrleute von Nutzen sind; solche Gewebe und Kleidungen finden ihren Einsatz aber auch bei industriellen Anwendungen, dort wo Arbeiter einer Verschleiß bewirkenden und mechanisch harten Umgebung ausgesetzt sein können, wo ein Feuer- und Flammschutz benötigt wird. Die Kleidungen, welche Mäntel, Überanzügen, Jacken und/oder Hosen umfassen, liefern Schutz gegen Feuer, Flammen und Hitze.

Die meisten Einsatzkleidungen, die gewöhnlich von den Feuerwehrmännern in den Vereinigten Staaten verwendet werden, umfassen drei Lagen, von denen eine jede eine unterschiedliche Funktion erfüllt. Es gibt ein äußeres Hüllgewebe, das aus einer gegenüber von Flammen resistenten Aramidfaser hergestellt ist, wie etwa aus Poly(meta-phenylenisophthalamid) (MPD-I) oder Poly(paraphenylenterephthalamid) (PPD-T) oder aus Mischungen von diesen Fasern mit gegenüber von Flammen resistenten Fasern wie etwa Polybenzimidazole (PBI). Angrenzend an das Gewebe der äußeren Hülle liegt eine Feuchtigkeitsbarriere und die üblichen Feuchtigkeitsbarrieren enthalten ein Laminat aus einer Crosstech^®-PTFE Membran auf einem gewebten MPD-I/PPD-T Substrat oder aber ein Laminat aus Neopren auf einem faserigen, gewebten Polyester-/Baumwollsubstrat. Angrenzend an die Feuchtigkeitsbarriere liegt eine isolierende, thermische Auskleidung, welche im Allgemeinen eine Watte aus hitzebeständigen Fasern umfasst.

Die äußere Hülle dient als anfänglicher Flammschutz, während das thermische Futter und die Feuchtigkeitsbarriere gegen die Hitzebelastung schützen.

Da die äußere Hülle eine primäre Abwehr liefert, ist es wünschenswert, dass diese Hülle dauerhaft ist und dass sie dazu in der Lage ist dem Verschleiß standzuhalten und nicht zu zerreißen oder in rauen Umgebungen zerschnitten zu werden. Diese Erfindung liefert solch ein Gewebe, welches gegenüber von Flammen resistent ist und welches verbesserte Eigenschaften gegen Zerreißen, Zerschneiden und Verschleißen aufweist.

Es gibt eine Anzahl von Geweben, welche nach dem Stand der Technik auf diesem Gebiet beschrieben worden sind und welche blanke Stahldrähte und Stahlcord verwenden, vorwiegend in der Form von gepanzerten Geweben. Zum Beispiel offenbart WO 9727769 (Bourgois et al.) ein schützendes Textilgewebe, welches eine Vielzahl von Stahldrähten aufweist, die zusammen verzwirnt bzw. verdreht sind. WO 200186046 (Vanassche et al.) offenbart ein Gewebe, welches Stahlelemente umfasst, die dazu benutzt werden, um einen Schnittwiderstand oder eine Verstärkung für Schutztextilien zu liefern. Die Stahlelemente bestehen entweder aus einem einzelnen Stahldraht, aus einem Bündel von nicht verdrehten Stahldrähten oder aus einem Cord von verdrehten Stahlfasern. GB 2324100 (Soar) offenbart ein Schutzmaterial, welches aus einem verdrehten, aus vielen Strängen bestehenden Kabel hergestellt ist, welches zu einer oder zu mehreren Lagen aus Kevlar^® genäht werden kann, um ein einheitliches Material zu bilden. Die Verwendung eines blanken Metalldrahtes ist eine wahre Herausforderung hinsichtlich der Verarbeitung sowie ein Problemen hinsichtlich der Ästhetik der Kleidung (Komfort und Tragegefühl) und ein solcher Einsatz ist daher unerwünscht.

U.S. 4470251 (Bettcher) offenbart ein schnittresistentes Garn, welches hergestellt wird durch Verwinden einer Anzahl von synthetischen Fasergarnen, wie etwa von Nylon und Aramid, herum um einen Kern von Strängen aus einem rostfreien Stahldraht und aus einer synthetischen Faser von hoher Festigkeit, wie etwa aus Aramid, sowie eine Sicherheitskleidung, welche aus dem verzwirnten Garn hergestellt ist.

U.S. 5119512 (Dunbar et al.) offenbart ein Schutzgewebe, welches aus einem schnittresistenten Garn hergestellt ist, welches zwei nicht ähnliche, nicht metallische Fasern umfasst, wobei mindestens eine derselben flexibel und inhärent schnittresistent ist und wobei die andere derselben einen Härtegrad von über drei auf der Mohs-Härteskala aufweist.

U.S. 5482763 (Shaffer) offenbart ein leichtgewichtiges, reißfestes Gewebe, welches zusammengesetzt ist aus einem Hintergrundgewebe und aus einem verstärkenden, kontinuierlichen Filamentgarn aus Meta-Aramid mit einem vergleichbaren Denierwert. Das daraus resultierende, verstärkte Gewebe weist eine um mindestens 50 % erhöhte Reißfestigkeit gegenüber derjenigen des Hintergrundgewebes auf.

Die vorliegende Erfindung ist ausgerichtet auf einen gewebten Stoff, der für eine Schutzkleidung nützlich ist und der aus Garnkomponenten hergestellt ist, welche umfassen: eine Körpergewebegarnkomponente, die Garne aus feuerresistenten Fasern aufweist, und eine schnittresistente, eine Laufmasche aufhaltende Garnkomponente, wobei die schnittresistente, eine Laufmasche aufhaltende Garnkomponente ein schnittfestes Garn mit einer synthetischen Stapelfaserumhüllung und einem anorganischen Kern umfasst, wobei die die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente eine um mindestens 50 % höhere Zugfestigkeit aufweist als die Körpergewebegarnkomponente, wobei die Körpergewebegarnkomponente und die die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente, eine jede aus mindestens einem Garn besteht und wobei eine jede Garnkomponente sich von der benachbarten Garnkomponente durch ein Ineinanderverweben von senkrecht zueinander verlaufenden Garnkomponenten unterscheidet. Die Stapelfaserumhüllung des schnittresistenten Garnes der die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponente umfasst vorzugsweise Stapelfasern, welche aus Poly(p-phenylenterephthalamid) hergestellt sind und der anorganische Kern umfasst vorzugsweise Metallfasern. Die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente kann auch ein texturiertes oder ein endloses Bauschgarn enthalten. Die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente enthält vorzugsweise Fasern, welche sowohl schnittfest als auch feuerfest sind, und die bevorzugte Faser, welche über diese beiden Qualitäten verfügt, ist eine Faser aus Poly(p-phenylenterephthalamid). Zusätzlich kann die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente Nylonfasern in einer Menge von bis zu 20 Gewichtsprozent der die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponente enthalten. Die Körpergewebekomponente gemäß dieser Erfindung enthält Garne aus feuerfesten Fasern, und vorzugsweise umfasst sie, zusätzlich zu den feuerfesten Fasern, Nylonfasern in einer Menge von bis zu 20 Gewichtsprozent der Körpergewebegarnkomponente.

Die Körpergewebegarnkomponente und die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente umfassen vorzugsweise einzelne oder gezwirnte Kettgarne und Füll- bzw. Schussgarne in dem Gewebe und dabei ist eine jede fünfte bis eine jede neunte orthogonale Kettfaden- und Füllgarnkomponente vorzugsweise eine schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente. Weiterhin kann die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente ein texturiertes Garn oder ein Endlosbauschgarn enthalten.

Diese Erfindung ist auch ausgerichtet auf ein Verfahren zum Herstellen eines Webstoffes, welcher für eine Schutzkleidung nützlich ist und welcher aus Kettgarn- und Füllgarnkomponenten hergestellt wird, wobei das Verfahren als Schritte umfasst: ein Weben eines Gewebes aus einer Körpergewebegarnkomponente, welche Garne aus den flammfesten Fasern umfasst, und ein Einfügen in das Webprodukt, an einer jeden fünften bis einer jeden neunten Kettfaden- und/oder Füllgarnkomponente, einer schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponente, die ein schnittfestes Garn mit einer synthetischen Stapelfaserumhüllung und mit einem anorganischen Kern umfasst, wobei die die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente eine um mindestens 50 % größere Zugfestigkeit aufweist als die Körpergewebegarnkomponente.

1 ist eine Illustration von einigen der möglichen Garnkomponenten in der Schussrichtung, getrennt durch ein Ineinanderverweben von senkrecht zueinander verlaufenden Kettgarnkomponenten in dem Gewebe gemäß dieser Erfindung.

2 ist eine Illustration eines schnittfesten Garnes mit einer Stapelfaserumhüllung/und einer anorganischen Kernkonstruktion.

3 ist eine Illustration einer Ausführungsform des Gewebes dieser Erfindung.

4 ist eine Illustration einer anderen Ausführungsform des Gewebes dieser Erfindung.

Die Gewebe gemäß dieser Erfindung weisen in Kombination eine verbesserte Schnittfestigkeit und eine verbesserte Reißfestigkeit gegenüber den Geweben nach dem bisherigen Stand der Technik auf und sie verfügen vorzugsweise über eine verbesserte Verschleißfestigkeit. Die Gewebe werden unter Einsatz von bekannten Maschinen zum Weben von Stoffen gewebt und sie können in eine Schutzkleidung und in Kleidungen von verschiedenen Typen eingefügt werden. Diese Gewebe haben typischerweise ein Gewicht in dem Bereich von 136 bis 407 Gramm pro Quadratmeter (4 bis 12 Unzen pro Quadratyard) und sie können irgendein orthogonales Gewebe sein, jedoch sind ein Leinwandgewebe und ein 2 × 1 Twillgewebe die bevorzugten Gewebeformen.

Diese Erfindung umfasst zwei Typen von Garnkomponenten, eine Körpergewebegarnkomponente und eine schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente mit einem darin eingefügten schnittfesten Garn. So wie hierin auf dasselbe Bezug genommen wird, kann eine Garnkomponente ein Garn, ein Mehrfachgarn oder eine Kombination von Garnen oder eine Kombination von Mehrfachgarnen sein. Im Allgemeinen ist eine jede Garnkomponente, welche in einer Richtung eines Webstoffes verlegt ist, unterschiedlich von der angrenzenden Garnkomponente in dieser selben Richtung infolge eines Ineinanderverwebens von senkrecht zueinander verlaufenden Garnkomponenten. In einem Leinwandgewebe zum Beispiel sind die Kettfäden- und Füll- bzw. Schussgarnkomponenten ineinander verwebt, wobei die Kettgarnkomponenten über und unter den Füllgarnkomponenten vorbei laufen, wobei sich eine jede Füllgarnkomponente von der angrenzenden Füllgarnkomponente abgrenzt und unterscheidet. In gleicher Weise alternieren angrenzende Kettgarnkomponenten die Richtung des Ineinanderverwebens mit dem Füllgarn; das heißt, eine erste Kettgarnkomponente verläuft über eine Füllgarnkomponente und eine zweite angrenzende Kettgarnkomponente verläuft unter derselbe Füllgarnkomponente hindurch. Diese Vorgehensweise des alternierenden Ineinanderverwebens wird durch das Gewebe hindurch dupliziert, was die klassische Struktur eines Gewebes mit Leinwandbindung erzeugt. Daher grenzen die Füllgarnkomponenten auch eine jede Kettgarnkomponente von den angrenzenden Kettgarnkomponenten ab. In einem Twillgewebe werden die Kettgarn- und die Füllgarnkomponenten ebenso interpretiert, selbst wenn es weniger tatsächliches Ineinanderverweben von Kettgarn- und Füllgarnkomponenten gibt. In einem 2 × 1 Twillgewebe bedeutet die versetzte, gestaffelte Struktur des Ineinanderverwebens von diesem Gewebe, dass eine Kettgarnkomponente über mehr als eine Füllgarnkomponente hinweg verläuft und dass sie in einer periodischen Anordnung direkt benachbart zu einer anderen Kettgarnkomponente in dem Gewebe liegt. Die Kettgarn- und Füllgarnkomponenten sind jedoch noch gegenseitig voneinander abgegrenzt, sogar wenn sie in dem Gewebe versetzt oder gestaffelt angeordnet sein können, und die Garnkomponenten können durch eine Prüfung klar identifiziert werden.

Typischerweise wird der größere Teil des Gewebes aus Körpergewebegarnkomponenten hergestellt und diese Komponenten umfassen normalerweise Garne, welche flammfeste Fasern enthalten. Der Ausdruck "flammfeste Fasern" bedeutet, so wie er hierin verwendet wird, Stapel- oder Filamentfasern aus Polymeren, welche sowohl Kohlenstoff als auch Wasserstoff enthalten und welche auch andere Elemente wie etwa Sauerstoff und Stickstoff enthalten können und welche einen LOI-Wert von 25 und darüber aufweisen. Geeignete flammfeste Fasern enthalten Poly(m-phenylenisophthalamid) (MPD-I), Poly(p-phenylenterephthalamid) (PPD-T), Polybenzimidazole (PBI), Polyphenylenbenzobisoxazol (PBO) und/oder Vermischungen oder Mischungen aus diesen Fasern. Für eine verbesserte Verschleißfestigkeit können die Körpergewebegarnkomponenten zusätzlich zu den flammfesten Fasern bis 20 Gewichtsprozent an Nylonfasern aufweisen, vorzugsweise weniger als 10 Gewichtsprozent. Die Körpergewebegarnkomponenten sind vorzugsweise Stapelgarne, welche 60 Gewichtsprozent einer PPD-T Faser und 40 Gewichtsprozent einer PBI Faser enthalten. Die bevorzugte Form und Größe der Körpergewebegarnkomponente ist ein Mehrfachgarn der oben angegebenen Zusammensetzung mit einer linearen Dichte von 738 bis 562 Dtex (d.h. mit einer Baumwollzahl in dem Bereich von 16/2 bis 21/2).

Die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente des Gewebes ist nützlich wenn es darum geht, das Gewebe sowohl mit einer Schnittfestigkeit als auch mit einer Zerreißfestigkeit auszustatten, und sie weist eine um mindestens 50 % größere Zugfestigkeit auf als die Zugfestigkeit einer Körpergewebegarnkomponente. Die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente enthält mindestens ein schnittfestes Garn mit einer synthetischen Stapelfaserumhüllung und mit einem anorganischen Kern und sie kann zusätzlich auch ein kontinuierliches, synthetisches Multifilamentgarn enthalten. Man bevorzugt es, wenn die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente solche Fasern enthält, die feuerfest sind. Geeignete feuerfeste Fasern enthalten umfassen jene, die aus Aramiden hergestellt sind wie etwa aus Poly(p-phenylenterephthalamid) (PPD-T), Poly(m-phenylenisophthalamid) (MPD-I) und aus anderen Polymeren von hoher Festigkeit wie etwa Polyphenylenbenzobisoxazol (PBO) und/oder Vermischungen oder Mischungen dieser Fasern. Die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente enthält vorzugsweise 1 bis 3 kontinuierliche Filamentgarne. Wenn ein Garn für die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente verwendet wird, dann muss dieses eine Garn eine um mindestens 50 % höhere Zugfestigkeit aufweisen als eine Körpergewebegarnkomponente; wenn drei Garne für die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente verwendet werden, dann müssen die kombinierten drei Garne eine Zugfestigkeit aufweisen, welche um mindestens 50 % oder mehr höher liegt als diejenige der Körpergewebegarnkomponente. Wenn mehr als ein Garn als die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente verwendet wird, dann können die Garne zusammen verzwirnt werden oder sie können ohne ein Verzwirnen verwendet werden. Der Gesamtdenierwert der schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponente liegt in dem Bereich von 222 dtex bis 1666 dtex (200 Denier zu 1500 Denier) und der Denierwert von kontinuierlichen Filamentgarnen, die für den Gebrauch in der schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponente geeignet sind, liegt in dem Bereich von 222-1111 dtex (200-1000 Denier). Die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente kann, um die Verschleißfestigkeit zu verbessern, auch bis zu 20 Prozent Nylonfasern aufweisen, dies entweder in Kombination mit oder zusätzlich zu dem feuerfesten Garn.

Die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente des Gewebes gemäß dieser Erfindung enthält mindestens ein Garn, das eine Umhüllung-/Kernkonstruktion aufweist, in welcher die Umhüllung synthetische Fasern enthält und der Kern anorganische Fasern enthält. Die Fasern in der Umhüllung setzen sich aus synthetischen Stapelfasern zusammen, denn sie erzeugen ein bequemeres Garn. Vorzugsweise umfassen die synthetischen Fasern in der Umhüllung schnittfeste Fasern, die irgendeine Anzahl von Fasern enthalten können, welche hergestellt sind aus Poly(p-phenylenterephthalamid) (PPD-T) und aus anderen Polymeren von hoher Festigkeit wie etwa Polyphenylenbenzobisoxazole (PBO) und Vermischungen oder Mischungen derselben. Es wird vorgezogen, dass die schnittfesten Fasern auch feuerfest sein sollen, und die bevorzugte flammfeste und schnittfeste Faser ist die PPD-T Faser. Die Umhüllung kann auch einige Fasern aus anderen Materialien enthalten, dies in dem Ausmaß, wie eine verringerte Schnittfestigkeit auf Grund der anderen Materialien noch toleriert werden kann. Die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente kann um die Verschleißfestigkeit zu verbessern, auch bis zu 20 Prozent Nylonfasern aufweisen, kombiniert mit oder zusätzlich zu den schnittfesten Fasern.

Der Kern des Umhüllungs-/Kerngarns enthält mindestens eine anorganische Faser. Anorganische Fasern, die in dem Kern nützlich sind, umfassen Glasfasern oder Fasern, die aus Metall oder aus Metalllegierungen hergestellt sind. Der Metallfaserkern kann aus einer einzelnen Metallfaser oder aus mehreren Metallfasern bestehen, je nach dem wie es für eine spezielle Situation erforderlich oder erwünscht ist. Die bevorzugte Kernfaser ist eine einzelne Metallfaser, die aus rostfreiem Stahl hergestellt wird. Unter Metallfasern sind Fasern oder Drähte gemeint, die aus einem duktilen Metall wie etwa aus rostfreiem Stahl, Kupfer, Aluminium, Bronze und dergleichen hergestellt sind. Die Metallfasern bestehen allgemein aus kontinuierlichen Drähten und sie betragen 10 bis 150 Mikrometer im Durchmesser, und vorzugsweise betragen sie 25 bis 75 Mikrometer im Durchmesser.

Die Stapelfasern, die in der Umhüllung enthalten sind, können um den Metallfaserkern herumgewickelt oder herumgesponnen sein. Wenn sie herumgewickelt werden, dann liegen die Stapelfasern allgemein in der Form von Stapelfasern vor, die durch bekannte Mittel locker konsolidiert oder gesponnen sind, etwa durch Ringspinnen, Kettspinnen, Luftstrahlspinnen, Offenendspinnen und dergleichen; und dann werden sie um den Metallkern in einer Dichte herumgewickelt, die ausreichend ist, um den Kern wesentlich zu bedecken. Wenn sie gesponnen werden, dann wird die Stapelfaserumhüllung direkt über dem Metallfaserkern hergestellt durch irgendein geeignetes Verfahren des Umhüllungs-/Kernspinnverfahrens wie etwa durch das DREF-Spinnen oder das so genannte Murata Strahlspinnen oder durch irgendein anderes Verfahren des Kernspinnens. Die flammfesten PPD-T Stapelfasern, die in der Umhüllung vorhanden sind, weisen einen Durchmesser von 5 bis 25 Mikrometer auf und sie können eine Länge von 2 bis 20 Zentimeter aufweisen, vorzugsweise von 4 bis 6 Zentimeter. Sobald die Stapelfasern erst einmal um den Kern herumgewickelt oder herumgesponnen worden sind, dann weisen diese Umhüllungs-/Kerngarne mit dem bevorzugten Metallfaserkern im Allgemeinen 1 bis 50 Gewichtsprozent Metall mit einer linearen Gesamtdichte von 100 bis 5000 dtex auf.

Die 2 ist eine Illustration eines schnittfesten Garns 7, das in der schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponente dieser Erfindung verwendet werden kann. Das Garn besteht aus einer Stapelfaserumhüllung 9, die um eine anorganische Kernfaser 8 herum angeordnet ist. Die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente dieses Gewebes kann aus einer Kombination von Mehrfachgarnen hergestellt werden, obwohl nur eines der Garne in dieser Kombination von Mehrfachgarnen erforderlich ist, um die Umhüllungs/Kernkonstruktion zu ergeben. Wenn zum Beispiel die schnittfeste Garnkomponente drei Garne haben soll, dann können diese drei Garne das eine mit dem anderen verdrillt oder verzwirnt werden, um ein Mehrfachgarn zu bilden. Jedoch muß nur eines der drei Garne die Umhüllungs-/Kernkonstruktion haben. Auf ähnliche Weise können zum Beispiel dann, wenn die schnittfeste Garnkomponente vier Garne haben soll, diese vier Garne gepaart werden und alsdann gegenseitig um sich herum verdrillt oder verzwirnt werden, um zwei Mehrfachgarne zu bilden. Jedoch muß nur eines der vier Garne die Umhüllungs-/Kernkonstruktion haben. Mehrfachgarne sind Garne, die mit nur einem kleinen Ausmaß an Verdrehung, normalerweise in dem Bereich von 5 bis 10 Verdrehungen oder Torsionen pro 2,54 cm (Zoll), zusammengebracht werden. Dieses niedrige Ausmaß an Verdrehung liefert ein konsolidiertes und ausgewogenes Garn, ohne dass dabei das eine Garn mit dem anderen Garn ganz abgedeckt oder umwickelt wird.

Die restlichen Garne in der schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponente können nahezu irgendeine Konstruktion aufweisen, aber es ist erwünscht, dass sie sich überwiegend aus feuerfesten Materialien zusammensetzen, um so die feuerfeste Beschaffenheit des Kleides aufrechtzuerhalten. Spezifisch gesehen können diese restlichen Garne aus Stapelfasern aus Aramid oder aus kontinuierlichen Aramidfilamenten hergestellt werden und sie können andere Fasern und Materialien enthalten. Jedoch muss anerkannt werden, dass die Flammfestigkeit und/oder die Schnittfestigkeit des Gewebes durch das Vorhandensein von solchen anderen Materialien vermindert werden können. Typischerweise können diese restlichen Garne eine lineare Dichte in dem Bereich von 200 bis 2000 dtex aufweisen und die einzelnen Filamente oder Fasern weisen eine lineare Dichte von 0,5 bis 7 dtex auf, vorzugsweise von 1,5 bis 3 dtex.

Die bevorzugte Konstruktion des schnittfesten Garns, welches in der schnittfesten, die Laufmasche aushaltenden Garnkomponente verwendet wird, ist ein Mehrfachgarn, das aus zwei Umhüllungs-/Kerngarnen hergestellt ist, wobei für ein jedes Garn die Umhüllung aus einer PPD-T Stapelfaser besteht, welche eine Schnittlänge von 48 mm aufweist (1,89''), und wobei der Kern aus einem rostfreien Stahlfilament besteht, welches 38,1 Mikrometer (1,5 mil) im Durchmesser aufweist. Das bevorzugte Garn weist eine lineare Dichte von 738-562 dtex auf [d.h. es weist eine Baumwollzahl in der Größe von 16/2 bis 21/2 (664-506 Denier) auf]. Wahlweise und um eine verbesserte Verschleißfestigkeit zu liefern, können die Umhüllungs-/Kerngarne zusätzlich zu der flammfesten, schnittfesten Faser in der Umhüllung bis zu 10 Gewichtsprozent und soviel wie 20 Gewichtsprozent Nylon umfassen, dies bezogen auf das Gewicht der Umhüllungsfaser.

Wenn die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente ein kontinuierliches synthetisches Multifilamentgarn enthält, dann ist dieses Garn vorzugsweise texturiert oder es ist ein kontinuierliches Bauschfilamentgarn, und die bevorzugte Faser für dieses Garn ist eine 666 dtex (600 Denier) PPD-T Faser, die eine lineare Dichte von 1,7 decitex pro Filament aufweist (1,5 Denier pro Filament, dpf). Das in dieser schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponente verwendete, kontinuierliche Multifilamentgarn wird texturiert oder gebauscht, um die Filamente untereinander zu vermischen und um eine willkürlich verflochtene Schleifenstruktur in dem Garn zu erzeugen. Ein nach dem Stand der Technik bekanntes Verfahren, welches dies erreicht, ist das so genannte Luftstrahltexturieren, bei welchem unter Druck gesetzte Luft oder irgendein anderes Fluid verwendet wird, um das Filamentbündel neu zu ordnen und um Schleifen und Krümmungen entlang der Länge des Garnes zu erzeugen. Bei einem typischen Verfahren wird das zu bauschende Multifilamentgarn in eine Texturierdüse eingespeist, dies mit einer größeren Geschwindigkeit als es aus der Düse entfernt wird. Die unter Druck gesetzte Luft trifft auf das Filamentbündel auf, wodurch Schleifen erzeugt werden und die Filamente in einer willkürlichen Anordnung miteinander verflochten werden. Für die Zwecke dieser Erfindung ist es wünschenswert, eine Voreilgeschwindigkeit von 14 bis 25 % mit einem nutzbaren Bereich in der Größenordnung von 5 bis 30 % zu haben. Die Verwendung eines Bauschverfahrens mit dieser Voreilgeschwindigkeit erzeugt ein zusammen vermischtes Garn, das ein höheres Gewicht pro Einheitslänge, oder Denier, aufweist als das Garn, das man der Texturierdüse zugeführt hat. Es ist herausgefunden worden, dass die Gewichtszunahme pro Einheitslänge in dem Bereich von 3 bis 25 Gewichtsprozent liegen sollte, wobei Zunahmen in dem Bereich von 10 bis 18 Gewichtsprozent bevorzugt werden. Man hat herausgefunden, dass das Bauschgarn, das bei der Herstellung des Gewebes gemäß dieser Erfindung am nützlichsten ist, vorzugsweise in dem Bereich von 222 bis 1111 dtex (200 bis 1000 Denier) liegt und stärker bevorzugt in dem Bereich von 333 bis 666 dtex (300 zu 600) Denier. Die Schleifen und Verflechtungen erzeugen ein kontinuierliches Filamentgarn, das einige Oberflächenmerkmale aufweist, welche ähnlich sind wie die eines gesponnenen Stapelgarns.

Die 1 ist eine sehr vereinfachte Illustration von einigen der möglichen Füllgarnkomponenten, die voneinander getrennt sind durch ein dazwischen gewebte senkrecht verlaufende Kettgarnkomponenten. Die Körpergarnkomponenten 1, die zum Beispiel aus einer Ansammlung von Stapelgarnen hergestellt sind, werden getrennt gezeigt gegenüber von solchen Elementen wie andere Körpergarnkomponenten und schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponenten 3 mit Hilfe der dazwischen gewebten Kettgarnkomponente 6. Eine mögliche schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente 3 wird gezeigt mit eine bevorzugte Kombination von Typen von Garnen, nämlich texturierte, kontinuierliche Filamentgarne und ein Mehrfachgarn, das hergestellt worden ist aus zwei schnittfesten Kerngarnen mit Stapelumhüllung/anorganischem Kern, wobei der anorganische Kern in diesen Garnen nicht maßstabsgetreu gezeigt wird, sondern zum Zwecke der Illustration vergrößert ist. Die Körpergewebegarnkomponente 1 kann aus einer Kombination von einzelnen Garnen und/oder von Mehrfachgarnen erstellt worden sein. Ähnliche Typen von Garnkomponenten können vorzugsweise in der Kettrichtung vorhanden sein und sie sind dies auch.

Der Webstoff gemäß dieser Erfindung liegt typischerweise vorwiegend in der Form von Körpergarnkomponenten vor, mit lediglich genug der schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponenten, um es dem Gewebe zu ermöglichen, sich entsprechend dem beabsichtigten Verwendungszweck des Gewebes zu verhalten. Es ist wünschenswert, schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponenten sowohl in der Kettrichtung als auch in der Schussrichtung zu haben. Weiterhin ist es wünschenswert, die schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponenten gleichmäßig überall durch das Gewebe hindurch sowohl in der Kettrichtung als auch in der Schussrichtung zu verteilen, so dass die Lebensdauer, die von der schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponente verliehen wird, gleichmäßig quer über das ganze Gewebe hinweg vorhanden ist. Weiter glaubt man, dass die nützlichsten Gewebe hergestellt werden, wenn die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente so in dem Gewebe verteilt ist, dass sie jede fünfte bis jede neunte orthogonale Kettfaden- und Füllgarnkomponente in dem Gewebe darstellt, wobei der bevorzugte Abstand eine schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente als jede siebte Kettfaden- und Füllgarnkomponente aufweist. Wenn ein hoher Prozentsatz der Körpergewebegarnkomponenten aus Stapelgarnen hergestellt ist, dann wird es wünschenswert sein, alle kontinuierlichen Filamente, die in der die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponente verwendet werden, zu bauschen oder zu texturieren. Die 3 ist eine Illustration einer Ausführung des Gewebes gemäß dieser Erfindung, bei welchem die Kettfaden- und Füllgarnkomponenten weit von einander getrennt gezeigt werden und für die Illustrationszwecke vereinfacht dargestellt sind. Die schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponenten 10 werden sowohl in der Kettrichtung als auch in der Schussrichtung gezeigt und sie sind als jede achte Komponente in dem Gewebe vorhanden. Die Körpergewebegarnkomponenten 11 werden sowohl in der Kettrichtung als auch in der Schussrichtung zwischen den schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponenten gezeigt.

Bei einer anderen Ausführung dieser Erfindung wird der Webstoff gemäß dieser Erfindung aus Körpergewebegarnkomponenten und schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponenten hergestellt, wobei eine jede schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente eine um mindestens 50 % größere Zugfestigkeit aufweist als eine jede Körpergewebegarnkomponente, wobei die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente ein Garn mit einer synthetischen Stapelfaserumhüllung und mit einem anorganischen Kern umfasst, und die schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponenten sind nur in der Kettrichtung oder in der Schussrichtung des Gewebes vorhanden. Die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente kann auch ein kontinuierliches Multifilamentgarn enthalten, welches gebauscht oder texturiert sein kann. Die 4 ist eine Illustration dieses Gewebetyps. Die schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponenten 10 sind nur in der Kettrichtung gezeigt und alle anderen Kettgarne sind Körpergewebegarnkomponenten 11. Die in der Schussrichtung gezeigten Garnkomponenten sind alle Körpergewebegarnkomponenten 11.

Diese Erfindung ist ausgerichtet auf ein Verfahren zum Herstellen des Gewebes gemäß dieser Erfindung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: ein Weben eines Gewebes aus einer Körpergewebegarnkomponente und ein Einfügen in das Gewebe, an einer jeden fünften bis jeden neunten Kettfaden- und Füllgarnkomponente, einer schnittfesten, die Laufmasche aufhaltenden Garnkomponente, die ein Garn mit einer synthetischen Stapelfaserumhüllung und mit einem anorganischen Kern umfasst, wobei die schnittfeste Garnkomponente eine um mindestens 50 % größere Festigkeit aufweist als die Körpergewebegarnkomponente.

Die Gewebe gemäß dieser Erfindung sind nützlich für Schutzkleidungen und sie können in diese mit eingearbeitet werden, insbesondere in Kleidungen, die als Einsatzkleidung bekannt sind, welche für Feuerwehrleute nützlich sind. Diese Kleidungen finden Verwendung auch in industriellen Anwendungen, wo Arbeiter einer abnutzenden und mechanisch rauen Umgebung ausgesetzt sein können, wo ein Feuer- und Flammschutz benötigt wird. Die Kleidungen können Mänteln, Anzügen, Jacken, Hosen, Umhüllungen, Schürzen und anderen Typen von Kleidungen umfassen, bei welchen ein Schutz gegen Feuer, Flammen und Hitze erforderlich ist.

Die vorausgesagte Schutzleistung eines Gewebes bei Hitze- und Flammeinwirkung wird gemessen unter Verwendung des "Thermal Protective Performance Test" NFPA 2112 (thermischer Schutzleistungstest). Eine Flamme wird auf einen Abschnitt eines Gewebes gerichtet, welches in einer horizontalen Position unter einem spezifizierten Hitzefluss (typischerweise 84 kW/m²) montiert ist. Der Test misst die von der Quelle durch die Probe hindurch übertragene Wärmeenergie unter Verwendung eines Kupfermesskalorimeters und es besteht kein Zwischenraum zwischen dem Gewebe und der Wärmequelle. Der Testendpunkt ist durch die Zeit gekennzeichnet, die erforderlich ist, um eine vorhergesagte Hautverbrennungsverletzung vom zweiten Grad zu erreichen, wobei ein von Stoll & Chianta entwickeltes, vereinfachtes Modell verwendet wird, siehe "Transactions New York Academy Science", 1971, 33 S. 649-670. Der Wert, der einer Probe in diesem Test zugeordnet wird und der als der TPP-Wert bezeichnet wird, ist die Gesamtwärmeenergie, die erforderlich ist, um den Endpunkt zu erreichen, oder der TPP-Wert stellt die Zeitdauer der direkten Aussetzung gegenüber der Wärmequelle dar, die bis zum Erreichen der vorausgesagten Brandverletzung erforderlich ist, multipliziert mit dem einfallenden Wärmestrom. Höhere TPP-Werte bezeichnen eine bessere Isolierungsleistung. Eine aus drei Lagen bestehende Testprobe wird so hergestellt, dass sie aus einem äußeren Schalengewebe (vorliegende Erfindung), aus einer Feuchtigkeitsbarriere und aus einer thermischen Auskleidung besteht. Die Feuchtigkeitsbarriere besteht aus Crosstech^®, das an einem 2,7 oz/yd² (92 Gramm/Quadratmeter) Substrat aus Nomex^®/Kevlar^®-Faser befestigt ist, und die thermische Auskleidung besteht aus drei 1,5 oz/yd² (51 Gramm/Quadratmeter) Wirkfaservliesschichten, die zu einer 3,2 oz/yd² (108 Gramm/Quadratmeter) Verstärkungseinlage aus einer Nomex^® Stapelfaser gesteppt sind.

Die Verschleißfestigkeit wird unter Anwendung der ASTM-Methode D3884-80 bestimmt, mit Hilfe eines H-18 Rades und einer 500 g Belastung auf einem Taber-Verschleißfestigkeitsgerät, welches von Teledyne Taber, 455 Bryant St., North Tonawanda, N.Y. 14120, erhältlich ist. Die Taber-Verschleißfestigkeit wird wiedergegeben als Anzahl der Zyklen bis zum Versagen.

Die Schnittfestigkeit wird gemessen unter Anwendung der Methode des "Standard Test Method for Measuring Cut Resistance of Materials Used in Protective Clothing" ("Standardtestverfahren zum Messen der Schnittfestigkeit von Materialien, welche in Schutzkleidungen verwendet werden", ASTM Standard F 1790-97. Bei der Durchführung des Tests wird eine Schneidkante unter einer spezifischen Krafteinwirkung einmal quer über eine Probe gezogen, die auf einem Dom montiert ist. Bei mehreren verschiedenen Kräfteeinwirkungen wird die Entfernung des Ziehens von dem Anfangskontakt bis zu dem Durchschneiden aufgezeichnet, und es wird ein Diagramm erstellt, das die Kraft als eine Funktion der Entfernung bis zu dem Durchschneiden aufträgt. Aus dem Diagramm wird die Kraft für ein Durchschneiden bei einer Entfernung von 25 Millimetern bestimmt und dieselbe wird normalisiert, um die Konsistenz mit der Lieferung von Schneidklingen zu validieren. Die normalisierte Kraft wird als die Schnittfestigkeitskraft wiedergegeben. Die Schneidkante besteht aus einer rostfreien Stahlmesserklinge mit einer scharfen Kante von 70 Millimeter Länge. Die Schneidklingelieferung wird kalibriert, indem man eine Belastung von 400 g auf einem Kalibrierungsmaterial aus Neopren am Beginn und am Ende des Tests verwendet. Eine neue Schneidkante wird für einen jeden Schnitttest verwendet. Die Probe besteht aus einem rechteckigen Stück eines Gewebeschnittes von 50 × 100 Millimeter unter Vorspannung von 45 Grad gegenüber den Kett- und Schussrichtungen. Der Dorn ist ein abgerundeter, elektrisch leitfähiger Stab mit einem Radius von 38 Millimetern, und die Probe wird auf denselben montiert unter Verwendung eines doppelseitigen Bandes. Die Schneidkante wird quer über das Gewebe auf dem Dorn in einem richtigen Winkel zu der Längsachse des Dorns gezogen. Das Durchschneiden wird aufgezeichnet, wenn die Schneidkante einen elektrischen Kontakt mit dem Dom herstellt.

Die Reißfestigkeitmessung basiert auf ASTM D 5587-96. Dieses Testverfahren betrifft die Messung der Reißfestigkeit von Textilgeweben durch die Trapezoidprozedur unter Verwendung einer aufzeichnenden Zugspannungstestmaschine von dem Typ der „konstanten Geschwindigkeit der Dehnung" (CRE = constant-rate-of-extension-type). Die Reißfestigkeit, so wie sie mit diesem Testverfahren gemessen wird, erfordert, dass der Riss vor dem Testbeginn eingeleitet wird. Die Probe wird am Zentrum der kleinsten Basis des Trapezes aufgeschlitzt, um den Riss zu starten. Die nicht parallelen Seiten des markierten Trapezoides werden festgeklemmt in parallelen Klemmbacken einer Zugspannungstestmaschine. Die Trennung der Klemmbacken wird kontinuierlich erhöht, um eine Kraft auszuüben und damit den Riss sich quer über die Probe ausbreiten zu lassen. Gleichzeitig wird die entwickelte Kraft aufgezeichnet. Die Kraft zum Fortsetzen des Risses, wird berechnet ausgehend von autographischen Chartaufzeichnungsgeräten oder von Datensammelsystemen auf der Basis von Mikroprozessoren. Zwei Berechnungen für die Trapezoidreißfestigkeit werden geliefert: die Kraft mit dem Einzel-Spitzenwert und der Durchschnitt der fünf Kräfte mit dem höchsten Spitzenwert. Für die Beispiele dieses Patentes wird das Verfahren der Kraft mit dem Einzel-Spitzenwert verwendet.

Die Greiffestigkeitsmessung, die eine Bestimmung der Bruchfestigkeit und der Dehnung des Gewebes oder anderer Schichtmaterialien darstellt, beruht auf ASTM D5034. Eine 100-mm (4,0 Zoll) breite Probe wird zentral in Klemmen einer Zugspannungstestmaschine befestigt und es wird eine Kraft so lange ausgeübt, bis die Probe zerreist. Die Werte für die Zerreißkraft und die Dehnung der Testprobe werden von den Maschinenskalen oder von einem Computer erhalten, welcher eine Schnittstelle mit der Zugspannungstestmaschine aufweist.

Dieses Beispiel illustriert das Gewebe gemäß dieser Erfindung, das eine schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente verwendet, welche ein schnittfestes Garn enthält, das einen rostfreien Stahldrahtkern und eine PPD-T/Nylon Stapelfaserumhüllung aufweist. Die Stapelfaserumhüllung besteht aus einer Mischung von 90 Gewichtsprozent PPD-T Stapelfasern (Kevlar^® Faser 1,7 decitex pro Filament (1,5 Denier pro Filament, dpt)), 48 mm (1,89 Zoll), erhältlich von E. I. du Pont de Nemours & Co., Inc.) und von 10 Gewichtsprozent Nylonstapelfasern (Nylon Typ T200, 1,1 dpf und 38 mm (1,5 Zoll), erhältlich von E. I. du Pont de Nemours & Co., Inc. Der Stahldraht ist 38,1 Mikrometer (1,5 mil) im Durchmesser groß.

Die PPD-7- und die Nylonfasern werden durch eine Standardkardiermachine geleitet, die bei der Verarbeitung von kurzen, mittels des Ringspinnens gesponnenen Stapelgarnen verwendet wird, um ein kardiertes Faserband herzustellen. Das kardierte Faserband wird unter Verwendung des Zwei-Stich-Ziehverfahrens (Vorkrempel-/Feinkrempelziehen) zu einem gezogenen Faserband verarbeitet und auf einer Vorspinnmaschine verarbeitet, um einen Strang aus einem Vorgespinst herzustellen. Das Vorgespinst wird dann einer Spinnmaschine mit einem Stahldraht zugeführt, um eine Garnstruktur Umhüllung/Kern herzustellen. Die Stränge aus Umhüllung-Kern werden hergestellt mittels des Ringspinnens zweier Enden des Vorgespinsts und durch ein Einfügen des Stahlkernes unmittelbar vor der Verdrehung. Das Vorgespinst weist ungefähr 5900 dtex (1 Strangzählung) auf. In diesem Beispiel wird der Stahlkern zwischen den beiden gezogenen Vorgespinstenden zentriert, unmittelbar vor den abschließenden Streckwa lzen. 369 dtex (16/1 cc) Stränge werden hergestellt unter Verwendung eines 3,5 Torsionsverstärkers für einen jeden Gegenstand. Der einzelne Strang von 369 dtex (16/1 cc) wird dann zu 738 dtex (16/2 cc) verzwirnt, um ein stabiles Garn für ein weiteres Verfahren des Webens herzustellen.

Ein im Handel erhältliches ringgesponnenes Garn, welches PPD-T- und PBI-Fasern enthält (1,7 decitex pro Filament (1,5 Denier pro Filament, dpf), 51 mm (2 Zoll)) und bei welchem diese Fasern in einem Mischungsverhältnis 60/40 vorhanden sind, ist erhältlich bei Pharr Yarns, Inc., 100 Main Street, McAdenville, NC für den Gebrauch in der Körpergewebegarnkomponente.

Ein 2360 dtex (5/2) schnittfestes, die Laufmasche aufhaltendes Gewebe mit Leinwandbindung wird hergestellt, wobei die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente (CRRYC = cut resistant ripstop yarn component) aus 2 Garnen der Umhüllungs/Kern PPD-T/Nylonfaser und aus dem oben erwähnte Stahlgarn besteht, welche zusammen verzwirnt werden. Eine jede Körpergewebegarnkomponente (BFYC) enthält eines der verzwirnten PPD-T/PBI Garne. In der Kett- und Schussanordnung hat man für die 5/2 Konstruktion CRRYC/BFYC/BFYC/BFYC/BFYC/BFYC/CRRYC. Das Gewebe wird alsdann in einem Ofen während einer Zeitdauer von 5 Minuten auf 265 °C erhitzt. Die Wärmebehandlung bringt das Nylon dazu zu schrumpfen, um die Verschleißfestigkeit des Gewebes weiter zu verbessern.

In diesem Beispiel wird ein im hohen Maße verschleißfestes und schnittfestes Gewebe mit Leinwandbindung für den thermischen Schutz hergestellt. PPD-T-, PBI- und Nylonstapelfasern, die mit jenen identisch sind, die in dem Beispiel 1 verwendet worden sind, werden in Prozentsätzen von 50%, 40% bzw. 10% gemischt und sie werden durch eine Standardkardiermachine geleitet, die für die Verarbeitung von kurzen, mittels des Ringspinnens gesponnenen Stapelgarnen verwendet wird, um kardierte Faserbänder herzustellen. Das kardierte Faserband wird unter Verwendung des Zwei-Stich-Ziehverfahrens (Vorkrempel/Feinkrempelziehen) zu einem gezogenen Faserband verarbeitet und auf einer Vorspinnmaschine verarbeitet, um ein Vorgespinst aus einem Strang herzustellen. Das Vorgespinst wird dann einer Spinnmaschine zugeführt. Das Vorgespinst weist ungefähr 5900 dtex (1 Strangzählung) auf. 369 dtex (16/1 cc) Stränge werden hergestellt unter Verwendung eines 3,5 Torsionsverstärkers für einen jeden Gegenstand. Der einzelne Strang von 369 dtex (16/1 cc) wird dann zu 738 dtex (16/2 cc) verzwirnt, um ein stabiles Garn für ein weiteres Verfahren des Webens herzustellen. Diese Mehrfachgarne werden die Körpergewebegarnkomponenten in dem Gewebe. Eine jede Körpergewebegarnkomponente enthält eines der Mehrfachgarne.

Die schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente wird von einem schnittfesten Garn einer Stapelfaserumhüllung aus PPD-T/Nylon und von einem rostfreien Stahldrahtkern hergestellt, genauso wie in dem Beispiel 1, zusammen mit einem 666 dtex (600 Denier) Garn, das ein texturiertes, kontinuierliches PPD-T Filamentgarn ist.

Das 7x2, die Laufmasche aufhaltende Gewebe mit Leinwandbindung wird aus diesen zwei Komponenten hergestellt, wobei der Körper der Gewebefläche mit Leinwandbindung aus den Körpergewebegarnkomponenten hergestellt wird, während an jeder 8-ten Kett- und Füllkomponente eine schnittfeste, die Laufmasche aufhaltende Garnkomponente eingefügt wird. Das resultierende Gewebe weist eine hohe Festigkeit, Schnitt- und Verschleißfestigkeit auf.