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Dokumentenidentifikation DE60014756T2 09.02.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001052316
Titel Mehrfachkomponenten Garn und Verfahren zur dessen Herstellung
Anmelder Supreme elastic Corp., Hickory, N.C., US
Erfinder Kolmes, Nathaniel H., Hickory, North Carolina, US;
Benfield, Danny Ray, Hickory, North Carolina, US;
Moore, Della Bonnell, Hickory, North Carolina 28602, US;
Morman, Jr., George Marion, Moravian Falls, North Carolina 28654, US;
Phillips, Richie Darnell, Hickory, North Carolina 28601, US;
Pritchard, Eric, Hickory, North Carolina 28601, US
Vertreter WINTER, BRANDL, FÜRNISS, HÜBNER, RÖSS, KAISER, POLTE, Partnerschaft, 85354 Freising
DE-Aktenzeichen 60014756
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 11.05.2000
EP-Aktenzeichen 003039690
EP-Offenlegungsdatum 15.11.2000
EP date of grant 13.10.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.02.2006
IPC-Hauptklasse D02G 3/44(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse D02G 3/04(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Fachgebiet nichtmetallischer schnitt- und abriebbeständiger Verbund-Garne und im Weiteren auf witschaftliche Garnkombinationen zur Verwendung in der Herstellung von Verbund-Garnen, und im Besonderen auf die Anwendung von Luftverwebungstechnologien zur Herstellung solcher kombinierter Garne.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich (desweiteren) auf Verbund-Garne, welche in der Herstellung von verschiedenen Arten von Schutzkleidung, wie schnitt- und stichbeständigen Handschuhen, Schürzen, und Handschuheinsätzen verwendbar sind. Die Herstellung solcher Verbund-Garne und Kommbinationen unter Verwendung von nichtmetallischem, inhärent schnittbeständigen Materialien unter Verwendung von Wickeltechniken ist Stand der Technik. Zum Beispiel können diese Garne eine Kernanordnung aufweisen, welche einen oder mehrere Stränge umfassen, die parallel aufgelegt werden können, oder welche alternativ einen ersten Kernstrang umfassen, welcher von einem oder mehreren zusätzlichen Kernsträngen umwickelt ist. Ein repräsentatives Beispiel solcher Garneinfügungen ist in den Patenten US 5,177,948, US 5,628,172, US 5,845,476 und US 5,119,512 offenbart. Die Verbund-Garne, welche oben beschrieben sind können auf standardmäßigen Handschuh-Herstellungsmaschinen gestrickt werden, wobei die Wahl der jeweiligen Maschine teilweise von der Größe des Garnes abhängig ist.

Umwicklungsverfahren sind kostspielig, weil sie relativ langsam sind, und oft getrennte Umwicklungsschritte auf unterschiedlichen Maschinen mit dazwischenlegenden Windungsschritten durchlaufen werden müssen. Weiter benötigen jene Verfahren eine erhöhte Menge an Garn pro Einheitslänge des Fertigerzeugnisses abhängig von der Windungszahl der Umwicklung. Im Allgemeinen gilt, je größer die Windungszahl pro Einheitslänge desto größer sind die Kosten, welche damit verbunden sind das Verbund-Garn herzustellen. Wenn das Garn, welches gewickelt wird eine Hochleistungsfaser ist, können diese Kosten recht hoch sein.

Gestrickte Handschuhe, welche einen relativ hohen Prozentsatz an Hochleistungsfasern aufweisen, zeigen keine weiche Handfläche und neigen dazu, steif zu sein. Es wird angenommen, dass dieses Merkmal aus der inhärenten Steifheit der Hochleistungsfasern folgt. Es ergibt sich daraus, dass die spürbare Resonanz für den Träger reduziert wird, welches insbesondere deshalb sehr unerwünscht ist, da die Handschuhe typischerweise zum Fleischschneiden unter Einsatz von scharfen Klingen benutzt werden.

Es ist wünschenswert durch ein Verfahren diese Eigenschaften von schnittbeständigen und nichtschnittbeständigen Garnsträngen durch den Einsatz von weniger teuren und Zeit verbrauchenden Techniken zu verbessern, um einzelne kombinierte Stränge zu bilden, während die Eigenschaften der resultierenden daraus hergestellten Garne und Erzeugnisse maximiert sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein schnittbeständiges Verbund-Garn und ein Verfahren zur Herstellung eines schnittbeständigen Verbund-Garns, wie es im Wesentlichen in US-A-5,177,948 offenbart wird, und wie es in der Präambel nach Anspruch 1 bzw. 20 definiert ist.

Übereinstimmend mit der vorliegenden Erfindung, wird ein schnittfestes Verbund-Garn, wie es in dem kennzeichnenden Abschnitt nach Anspruch 1 beschrieben ist, und ein Verfahren der Herstellung eines schnittbeständigen Verbund-Garns, wie es in dem kennzeichnenden Abschnitt nach Anspruch 20 beschrieben ist, vorgesehen.

Die vorliegende Erfindung sieht die Herstellung von schnittbeständigen Verbund-Garnen durch intermittierendes Luftverweben eines oder mehrerer Fäden eines schnittbeständigen Materials mit einem oder mehreren Fäden eines nichtschnittbeständigen Materials oder einer Glasfaser vor. Das entstandene kombinierte Garn ist als solches in der Stoffherstellung verwendbar oder zusammen mit anderen Garnen zur Herstellung von Handschuhen, welche eine überraschende Weichheit, Hand und eine spürbare Resonanz aufweisen.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung von nichtmetallischen schnittbeständigen kombiniertem Garn einschließlich der Schritte, eine Vielzahl von Garnsträngen einer Garn-Luftverwebemaschine zu zuführen, um einzelne verbundene Garnstränge zu bilden, welche entlang der Stranglänge Anfügungspunkte aufweisen, worin die Vielzahl von Strängen folgendes einschließt:

  • (i) mindestens einen nichtmetallischen, aus einem inhärent schnittbeständigen Material bestehenden Strang;
  • (ii) mindestens einen nichtmetallischen, aus einem nichtschnittbeständigen Material oder Glasfaser bestandenen Strang; und
  • (iii) mindestens einen aus einem Multifaserstrang bestehenden Strang.

Die Erfindungen ermöglicht es einem Fachmann den Vorteil der Fähigkeiten eines nichtschnittbeständigen Fadenstranges und/oder Glasfaserstranges auszunutzen, um eine Verstärkung einer schnittbeständigen Hochleistungsfaser zu verschaffen, ohne dass es eines teuren Umwicklungsverfahrens bedarf. Der Ansatz der Luftverwebung erlaubt es, das sowohl schnittbeständige, als auch nichtschnittbeständige Stränge und/oder Glasfasermaterialien in einer Anzahl unterschiedlicher Kombinationen je nach den vorhandenen Materialien und den erwünschten Merkmalen des Fertigerzeugnisses verbunden werden. Diese Kombination kann durch (diese Erfindung) mit weniger Herstellungsschritten erreicht werden als, als mit den herkömmlichen erforderlichen Verfahren zur Vorbereitung eines kombinierten, schnittbeständigen Garns.

Zwei oder mehr Stränge sind miteinander luftverwebt, um einen einzelnen Verbund-Strang oder ein Garn zu bilden, welches entlang der gesamten Länge des einzelnen Verbund-Strangs Anfügungspunkte hat. Die Verbund-Garne der Erfindung können in der Herstellung von Gegenständen wie schnittbeständigen Kleidungsstücken allein eingesetzt werden, oder sie können mit einem anderen parallelen Garn während Herstellung verbunden werden. Alternativ können die Verbund-Garne als ein Kerngarn in Verbund-Garnen benutzt werden, wobei ein erster Mantelstrang über die Verbund-Stränge in einer ersten Richtung gewickelt wird. Eine zweiter Mantelstrang kann vorgesehen werden, um über den ersten Mantelstrang in einer zweiten Richtung, welche der ersten entgegengesetzt ist gewickelt zu werden.

Verfahren zur Behandlung von Garnen mit Luftdüsen sind Stand der Technik. Einige dieser Behandlungen werden benutzt, um texturierte Garne herzustellen. Der Begriff " texturieren " bezieht sich im Allgemeinen auf einen Prozeß des Kräuselns, der Bildung von zufälligen Schleifen, oder anderweitiger Modifizierung kontinuierlichen Garns, um seine Abdeckfähigkeit, Dämmung, Wärme, Isolierung, und/oder Feuchtigkeitsaufnahme zu vergrößern. Weiter kann das Texturieren für eine unterschiedliche Oberflächentextur sorgen, um eine dekorative Wirkungen zu erreichen. Im Allgemeinen betrifft dieses Verfahren das hindurchführen von Garn, welches durch ein turbulentes Gebiet einer Luftdüse mit einer höheren Rate zugeführt wird, als es auf der Ausgangsseite der Düse abgezogen wird z.B. Überfütterung(sverfahren). In einem Ansatz wird die Garnstruktur von der Luftdüse geöffnet, Schleifen werden darin gebildet, und die Struktur wird darauf beim Verlassen der Düse wieder geschlossen. Einige Schleifen können im Garn und ändere können auf der Oberfläche des Garnes ineinandergreifen, je nach der Vielfalt der Prozeßzustände und der Struktur der benutzten Luftdüsentexturisierungsausstattung. Typische Luftdüsentexturisierungsvorrichtungen und Prozesse werden in U.S.- Patent 3,972,174 offenbart.

Eine andere Art von Luftdüsenbehandlung wird benutzt, um Multifadengarne zur Verbesserung ihrer Verarbeitbarkeit zusammenzupressen. Flache Multifadengarne werden während der Weboperationen einer Anzahl von Drücken ausgesetzt. Diese Drücke können die Zwischenfadenbindekraft (Interfadenkohäsion) zerstören und können Fadenbrüche verursachen. Diese Brüche können zu kostspieligen gebrochenen Enden führen. Zunehmende Zwischenfadenbindekraft ist in der Vergangenheit von der Verwendung von Klebstoffen wie Leim erreicht worden. Allerdings hat es die Luftverdichtung Textilherdstellern ermöglicht, die sich zusätzlich mit der Verwendung von Leim verbundenen Bearbeitungsschwierigkeiten und Kosten zu umgehen. Die Verwendung der Luftverdichtung für hochfeste und nicht hochfeste Garne wird in U.S.-Patenten 5,579,628 und 5,518,814 offenbart. Das Endprodukt dieser Prozesse zeigt typischerweise einige Anzahl von Verwindungen.

Andere Ausführungen, wie U.S.-Patente 3,824,776; 5,434,003 und 5,763,076 und frühere darin erwähnte Patente, bezeichnen das Unterwerfen eines oder mehrerer Multifasergarne einem querenden Luftstrom mit minimaler Überfütterung, um gegenseitig beabstandete Abschnitte oder Knoten zu bilden, welche durch Abschnitten von im wesentlichen unverwickelten Fäden abgetrennt werden. Diese periodische Verwicklung verleiht dem Garn Kohärenz, ohne dass das Garn verdreht werden muß. Manchmal werden in früheren Ausführungen Garne, welche diese Merkmale besitzen als "verwickelte" Garne bezeichnet.

Während periodische Luftverwickelung von Multifadengarnen dazu eingesetzt wird, um Garnkohärenz zu verleihen, ist die Anwendung dieses Konzepts zur Verflechtung verschiedener Garne, einschließlich eines schnittbeständigen Garn-Bestandteiles, nicht erkannt worden, noch sind die resultierenden Vorteile und Eigenschaften von Verbund-Garnen erkannt worden, welche aus der Anwendung dieser Technologie folgen.

Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird jetzt eine Ausführungsform der Erfindung anschaulichen gemacht werden, in welcher:

1 eine Schemazeichnung der Struktur des Verbund-Garnes ist, welches die vorliegende Erfindung verkörpert;

2 eine Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform eines Verbund-Garnes in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist, welches einen einzelnen Kernstrang eines Verbund-Garns und zwei Mantelsträngen hat;

3 eine Zeichnung einer alternativen Ausführungsform eines Verbund-Garnes in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist, welche zwei Kernstränge und zwei Mantelstränge aufweist;

4 eine Zeichnung einer alternativen Ausführungsform eines Verbund-Garnes in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist, welche einen einzelnen Kernstrang und einen einzelne Mantelstrang aufweist; und

5 eine Zeichnung einer Schutzkleidung in Form eines Handschuhs ist, in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.

Der Begriff "Faser", wie er hierin benutzt, verweist auf einen grundsätzlichen in der Verarbeitung von Garnen und Stoffen benutzten Bestandteil. Im Allgemeinen ist eine Faser ein Bestandteil, welcher eine Längenabmessung hat, welche viel größer ist als sein Durchmesser oder Breite. Dieser Begriff schließt ein Band, Streifen, Heftdraht und andere Formen von gehackten, geschnittenen oder diskontinuierlicher Faser und dergleichen, welche einen regelmäßigen oder unregelmäßigen Querschnitt hat, ein. "Faser" schließt auch eine Vielzahl irgendeines vorgenannten (Begriffs) oder eine Kombination mit dem vorgenannten (Begriff) ein.

Der hierin benutzte Begriff "Hochleistungsfaser" bezeichnet eine Klasse von Fasern, welche eine hohe Dauerhaftigkeit aufweisen, welche sie für solche Anwendungen auszeichnet, wo hoher Abriebfestigkeit und/oder Schnittwiderstandfähigkeit wichtig ist. Typischerweise weisen Hochleistungsfasern einen sehr hohen Grad von molekularer Orientierung und Kristallinität in der endgültigen Faserstruktur auf.

Der Begriff "Faden", wie hierin benutzt, verweist auf eine Faser von unbestimmter oder extremer Länge, wie es natürlicherweise in Seide vorkommt. Dieser Begriff bezieht sich auch auf in u.a. Extrusionsprozessen hergestellte Fasern. Individuelle eine Faser bildende Fäden können irgendeinen Querschnitt aus einer Vielfalt von Querschnitten wie z.B. gezackte oder crenulare, bohnenförmige oder andere aufweisen.

Der Begriff "Garn", wie er hierin benutzt wird, verweist auf einen kontinuierlichen Faden von textilen Fasern, Fäden oder einem Material, welches in einer Form zum Stricken, Weben oder eine andere Art von Verflechtung um einen textilen Stoff zu bilden geeignet ist. Garn kann in einer Vielzahl von Formen vorkommen, welches einschließt, ein gesponnenes Garn, welches üblicherweise aus von Drehung zusammengebundenen Spinnfasern besteht; ein Multidrahtgarn, welches aus vielen kontinuierlichen Fäden oder Strängen besteht; oder ein Monodrahtgarn, welches aus einem einzelnen Strang besteht.

Der Begriff "Verbund-Garn", wie hierin benutzt, bezieht sich auf ein Garn, welches aus einem schnittbeständigen Strang besteht, welcher an periodischen Punkten durch Luftverwebung der Strangbestandteile mit nichtschnittbeständigen Strang und/oder einem Glasfaserstrang kombiniert ist.

Der Begriff, "kombiniertes Garn", wie er hierin benutzt wird, verweist auf ein Garn, welches aus einem mit einem oder mehreren mit Deckengarnen umwickelten Kerngarn besteht.

Der Begriff "Luftverwebung" (air interlacing), wie er hierin benutzt wird, bezieht sich auf eine Anwendung einer Luftdüse zur Kombination einer Vielzahl von Strängen eines Garns zu einem Garn und damit zur Bildung eines periodisch zusammengemischten Stranges, wie z.B. eines Verbund-Garns. diese Behandlung wird manchmal als "Luftanheftung" (air tacking) bezeichnet. Bei der "Luftverwebung" und dem hierin synonym benutzen Begriff, durchlaufen benachbarte Fäden eines schnittbeständigen Garns und eines nichtschnittbeständigen Garns und/oder einer Glasfaser, wobei mindestens einer der Stränge ein Multifaserstrang ist, mit minimaler, z. B. weniger als 10%iger Überfütterung, eine Verflechtungszone, in welcher ein Luftstrom periodisch im allgemeinen senkrecht zum Weg der Stränge gerichtet ist. Wenn die Luft sich auf die benachbarten Faserstränge auswirkt, werden die Stränge dabei von der Luftdüse gepeitscht und werden an beabstandeten Zonen oder Knoten vermischt oder verflochten. Das resultierende kombinierte Garn, wird durch periodische luftverflochtene Abschnitte oder Knoten charakterisiert, in denen die Fasern der Strängen verwebt oder aneinander "angeheftet" sind, getrennt von Segmenten von nichtverflochtenen benachbarten Fasern.

Ein einzelnes, kombiniertes Garn 10, welches die vorliegende Erfindung verkörpert, wird in 1 schematisch veranschaulicht. Das kombinierte Garn kann in Kombination mit anderen Garnsträngen benutzt werden, um ein schnittbeständiges kombiniertes Garn zu bilden, und schließt mindestens einen aus einem inhärent schnittbeständigen Material bestehenden Strang 12 ein und mindestens einen Strang 14 ,welcher von einem nichtschnittbeständigen Material oder Glasfaser umwickelt ist. Die schnittbeständigen und nichtschnittbeständigen oder Glasfaserstränge 12, 14 sind miteinander verwebt, um periodisch entlang der Länge des einzelnen Verbund-Garnes 10 Anfügungspunkte 13 zu bilden. Der eine oder der andere der Stränge 12, 14 ist ein Multifaserstrang. Die Stränge 12, 14 können luftverflochten sein unter Verwendung bekannter, für diesen Zweck gedachter Geräte. Ein geeignetes Gerät benutzt das SlideJet-FT System mit vorhandener Wirbelkammer von Heberlein Faser Technology, Inc. Dieses Gerät akzeptiert mehrere laufende Garnstränge und setzen die Garne einer Vielzahl von Luftströme aus, so dass die Fäden des Multifadengarns einheitlich ineinandergeschlungen oder mit einem gedrehten Garn über der Länge des Garnes verschlungen sind. Diese Behandlung verursacht auch periodische Verflechtungen der Garnstränge, um Anfügungspunkte zwischen den Garnsträngen entlang ihrer Längen zu bilden. Diese Anfügungspunkte sind, je nach der Texturisierungsvorrichtung und der benutzten Garnstrangkombination, normalerweise durch nichtverflochtene Stränge auf einer Länge von zwischen etwa 0,32 cm bis etwa 2,54 cm (etwa 0.125 und etwa 1.00 Zoll) getrennt.

Die Anzahl von Garnsträngen pro Einheitslänge eines Verbund-Garnes sind stark von den Größen, so wie die Anzahl und Zusammensetzung der ins Gerät zugeführten Garnstränge abhängig. Die Anwendung der vorliegenden Erfindung schließt nicht die Verwendung von Garn/Strang Überfütterung in die Luftverwebungsvorrichtung ein. Der in der Luftverwebungsvorrichtung benutze Luftdruck sollte nicht so hoch sein, dass er die Struktur des gesponnenen Garnes zerstört, welches in der Anwendung der vorliegenden Erfindung benutzt wird.

Das in 1 dargestellte kombinierte Garn kann allein oder verbunden mit anderen Strängen benutzt werden, um eine Vielfalt von Verbund-Garnstrukturen zu schaffen.

Bei der in 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform schließt das kombinierte Garn 20 ein kombiniertes Kerngarn 22 ein, welches, wie bereits oben in Bezug auf das Garn 10 beschrieben, gebildet ist, (und) mit einem ersten Mantelstränge 24 umwickelt ist. Die Mantelstrang 24 wird in einer ersten Richtung um den Kernstrang 22 gewickelt. Ein zweiter Mantelstrang 26 wird in einer zu der Wickelrichtung des ersten Kernstrangs 24 entgegengesetzten Richtung um den ersten Kernstrang 24 gewickelt. Jeder erste Mantelstrang 24 oder zweite Mantelstrang 26 kann mit einer Wickelrate zwischen ungefähr 3 bis 16 Umwicklungen pro 2,54 cm (pro Zoll), bevorzugt jedoch mit einer Wickelrate zwischen ungefähr 8 und 14 Umwicklungen pro 2,54 cm ( pro Zoll) umwickelt werden. Die Windungszahl pro Einheitslänge (Zoll). Welche Windungszahl für das jeweilige kombinierte Garn gewählte wird, hängt von einer Vielfalt von Faktoren ab, einschließlich, aber nicht beschränkend, der Zusammensetzung und dem Denier der Stränge, der Art der Winklungsvorrichtung, welche benutzt wird um das kombinierte Garn herzustellen, und die Endverwendung der aus dem Verbund-Garn hergestellten Artikel.

In 3 ist ein alternatives kombiniertes Garn 30 dargestellt, welches ein, in Übereinstimmung mit der Beschreibung des Garns 10 hergestelltes, erstes kombiniertes Kerngarn 32 in 1 umfaßt, welches parallel zu einem zweiten Kernstrang 34 gelegt ist. Diese zweisträngige Kernstruktur wird mit einem ersten Mantelstrang 36 in einer ersten Richtung umwickelt, welcher in oder gegen den Uhrzeigersinn verlaufen kann. Alternativ kann das kombinierte Garn 30 einen zweiten Mantelstrang 38, welcher in einer Richtung entgegen der Wickelrichtung ersten Mantelstrang 36 um die Mantelstränge 36 gewickelt ist, einschließen. Die Auswahl der Wicklungen pro Einheitslänge (Zoll) für jeden der ersten und zweiten Mantelstränge 36, 38 kann nach den gleichen Kriterien gewählt werden, wie sie für das in 2 illustrierte kombinierte Garn beschrieben sind.

Eine alternative Ausführungsform 40 wird in 4 veranschaulicht. Diese Ausführungsform schließt ein Verbund-Kerngarn 42 ein (ähnlich 22 oder 32), welches mit einem einzelnen Mantelstrang 44 umwickelt ist. Dieser Mantelstrang wird um das Kerngarn mit einer Wickelrate zwischen ungefähr 8 und 16 Wicklung pro 2,54 cm (pro Zoll) gewickelt. Die Wickelrate wird sich je nach dem Denier des Kernes und Mantelsträngen und dem Material aus dem es hergestellt wurde, verändern. Es ist deutlich geworden, dass eine Vielzahl von Kernmantelkombinationen je nach dem, vorhandenen Garn, in Abhängigkeit der Güte des Enderzeugnisses und der vorhandenen Verarbeitungseinrichtung gewünschten Merkmalen gemacht werden kann. Zum Beispiel können mehr als zwei Stränge eine Kernkonstruktion bilden und es können mehr als zwei Mantelstränge benutzt werden. Der inhärent schnittbeständige Strang 12, wie in 1 illustriert, kann aus jeder nach dem Stand der Technik bekannten Hochleistungsfaser erzeugt werden. Diese Fasern schließen vorzugsweise ein extended-chain Polyäthylen ein (manchmal als "ultrahigh molecular weight -Polyäthylen" bezeichnet), ohne aber auf extended-chain-Polyolefin beschränkt zu sein, wie z.B. von Allied Signal hergestellte Spectra®-Faser; ein Aramid, wie die von DuPont De Nernours hergestellte Kevlar® -Faser; und eine Flüssigkristallpolymerfaser, wie die von Hoescht Celanese hergestellte Vectran®-Faser. Eine andere geeignete inhärent schnittbeständige Faser schließt Certran® M von Hoescht Celanese ein. Diese und andere schnittbeständige Fasern können in jeder kontinuierlichen Multifaserform oder als ein gesponnenes Garn benutzt werden. Im Allgemeinen wird angenommen, dass diese Garne einen besseren Schnittwiderstand aufzeigen, wenn sie in der Form einer kontinuierlichen Multifaserform benutzt werden.

Der Denier der inhärent schnittbeständigen, zur Herstellung des Verbundes oder der Verbund-Garn-Bestandteile 10 benutzten Stränge, kann irgendeinen kommerziell verfügbaren Dernier innerhalb des Bereiches zwischen ungefähr 70 und 1200 sein, wobei ein Denier zwischen ungefähr 200 und 700 bevorzugt wird.

Die nichtschnittbeständigen Stränge 14 können aus einem von einer Vielzahl von verfügbaren Naturfasern oder künstlich hergestellten Fasern bestehen. Die letzteren umfassen Polyester, Nylon, Acetat, Reyon, Baumwolle, Polyesterbaumwollmischungen, und/oder Glasfaser. Die künstlich hergestellten Fasern aus dieser Gruppe können in irgendeiner kontinuierlichen Form, Multifaserform oder in gesponnener Form verarbeitet werden. Der Denier dieser Garne kann irgendeine kommerziell vorhandene Größe zwischen ungefähr 70 und 1200 Denier sein, wobei ein Denier zwischen ungefähr 140 und 300 bevorzugt wird.

Die Mantelstränge der in den 24 dargestellten Ausführungsformen können aus einem inhärent schnittenbeständigen Material in Zusammensetzung mit einem nichtschnittbeständigen Material, Glasfaser oder Kombinationen daraus, je nach der jeweiligen Anwendung, bestehen. In der Ausführungsform mit zwei Mantelsträngen besteht zum Beispiel der erste Mantelstrang aus einem inhärent schnittbeständigen Material und der zweite Mantelstrang aus einem nichtschnittbeständigen Material, wie Nylon oder Polyester. Diese Anordnung gestattet es, dass das Garn gefärbt werden kann oder ein Garn herzustellen, das besondere Ausliefereigenschaften beim Enderzeugnis aufweist.

Ein Glasfaserstrang oder -stränge können in das Verbund-Garn einbegriffen sein. Die Glasfaser kann sowohl ein E-Glas oder ein S-Glas aus entweder einem kontinuierlichen Faden oder gesponnene Fäden sein. Vorzugsweise haben die Glasfaserstränge ein Denier zwischen ungefähr 200 und ungefähr 2,000. Glasfasern dieses Typs werden sowohl von Corning als auch von PPG hergestellt und haben verschiedene Eigenschaften, wie relativ hohe Zähigkeit von ungefähr 12 zu ungefähr 20 Gramm pro Denier, und Widerstandfähigkeit gegen die meisten Säuren und Laugen, sind Widerstandfähig gegen Bleich und Lösungsmittel, und sind Beständigfähig gegen Umgebungsbedingungen wie Schimmel und Sonnenlicht und sehr abrieb- und alterungsbeständig. In der Praxis werden für die vorliegende Erfindung einige unterschiedliche Größen von üblicherweise vorhandenen Glasfasersträngen, wie in Tabelle 1 unten beschrieben, benutzen:

Tabelle 1

Die Größenbezeichnungen in der Tabelle zum Bezeichnen der Glasfasern entsprechen dem Stand der Technik. Diese Glasfaserstränge können einzeln oder in Kombination je nach dem jeweiligen Anwendungsbereich des Endprodukts benutzt werden. In einem die Allgemeinheit nicht beschränkenden Beispiel können entweder ein einzelner D-225 oder zwei G-450-Strängen benutzt werden, wenn ein Gesamtdenier von ungefähr 200 für den Glasfaseranteil des Kernes gewünscht wird. Geeignete Glasfaserstränge werden von Owens-Corning und von PPG-Industries hergestellt.

Damit kann das die Erfindung verkörpernde Erzeugnis folgendes sein: 1) ein kombiniertes Garn, 2) ein Verbund-Garn, welches gebildet wird, indem man das kombinierte Garn umwickelt oder 3) ein Verbund-Garn, welches gebildet wird, indem man benachbarte Stränge eines Verbund-Garnes mit einem anderen Garn zusammengeführt hat. In jedem Fall sollte der umfassende Denier des Garnes normalerweise zwischen ungefähr 215 bis ungefähr 2400 Denier sein, und vorzugsweise ungefähr 1200 Denier oder weniger sein, wenn das Garn als ein Strickgarn auf konventionellen Handschuhstrickmaschinen benutzt werden soll.

Die unten angefügte Tabelle 2 veranschaulicht beispielhafte Mischungen aus schnitfbeständigen und nichtschnittbeständigen Garnen, welche in einem Prozess der Luftverwebung verbunden werden. Jedes der Beispiele in Tabelle 2 wurde unter Einsatz des Heberlein SlideJet-FT 15 hergestellt unter Einsatz des P312-Kopfes. Die SlideJet-Einheit bläst Luft mit einem Druck zwischen über 20,68*104 und 55,16*104Pa (über 30 und 80 psi), bevorzugt jedoch mit einem Luftdruck zwischen über 27,58*104 und 34,47*104Pa (über 40 und 50 psi) ein. Vorzugsweise weist die Luftversorgung einen Ölgehalt von weniger als 2 ppm auf, und ist wünschenswerterweise ölfrei. Die Terminologie "X" in der Beschreibung der Garn-Bestandteile bezieht sich auf die Anzahl der Stränge eines jeweiligen Bestandteiles, benutzt, um ein jeweiliges Beispiel zu bilden. Die Spalte "Bemerkungen" zeigt die näherungsweise Größe der Strickmaschine; auf der ein jeweiliges Beispiel gestrickt werden kann. Es soll leicht verstanden werden, dass zwei kleinere Garnstränge aus Tabelle 2 zusammen einer Strickmaschine anstatt eines größeren Garnes zugeführt werden können.

Tabelle 2

Jede der oben dargestellten Ausführungsformen umfaßt mindestens einen schnittbeständigen Strang, mindestens einen Glasfaserstrang und mindestens einen nichtschnittbeständigen Strang. Die Glasfaserstränge sehen eine Stoßdämpfungswirkung vor, welche die Schnittfestigkeit der Hochleistungsfaser verbessert. Vorteilhaft ist, dass diese Wirkung ohne den Zeitaufwand und Kostenaufwand erzielt wird, welche notwendig ist die Hochleistungsfaser um die Glasfaserstränge zu verwickeln.

Es ist zu beobachten, dass der Luftstrom, welcher benutzt wird, um die individuellen Verbund-Garn-Bestandteile zu verweben, die Glasfaserstränge in den oben genannten Beispielen nicht beschädigt. Die Glasfaserstränge brechen unter der Kraft des stoßenden Luftstromes ohne die Anwesenheit eines zusätzlichen Nichtglasfaserstrangs oder -strängen, welche die Verflechtung befördern. Typischerweise wurden die brüchigen Glasfaserstränge parallel zu anderen Strängen eingesetzt, ohne dass eine Verbindung zwischen den Glasfasersträngen und den anderen Strängen bestand. Dazu ist anzumerken, dass der Einsatz von Glasfaser als Umwickelungsstränge nicht erfolgreich war. Aufgrund ihrer Brüchigkeit haben die Glasfasern nicht die nötige Biegefestigkeit, welche nötig bei den bisher bekannten Handschuhfabrikationsmaschinen notwendig ist, sondern müssen zuvor umwickelt oder irgendwie durch ein anderes Garn geschützt zu werden. Die vorliegende Erfindung bietet ein Verfahren mit einer Kosteneinsparung, um Glasfaserstränge in eine Verbund-Garnstruktur ohne Bedarf für einen oben genannten Schutz zusammenzufügen.

Die folgenden Beispiele zeigen die Vielfalt der Verbund-Garne, welche durch die Verbund-Garn-Bestandteile aus Tabelle 2 erzielt werden können. Das kombinierte Garn stellt in jedem Beispiel den Kernstrang dar. Die bestimmten Verbund-Garn-Bestandteile stellen die Erfindung in einer beispielhaften Weise dar, und dieses soll nicht so verstanden werden, dass sie den Anwendungsbereich der Erfindung einschränken.

Tabelle 3

In jedem der Beispiele 10–16A kann ein zusätzlicher Kernstrang in die Garnstruktur eingefügt werden. Die Auswahl des Materials und der Größe des zweiten Kernstrangs kann sich je nach den gewünschten Merkmalen des fertigen Verbund-Garns verändern. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit schließen geeignete Stränge die Verwendung eines jeden, zur Herstellung eines schnittbeständigen geeigneten Verbund-Garnes ein.

Die Verbund-Garne, welche die vorliegende Erfindung verkörpern, können ohne die Benutzung von Glasfasersträngen gebildet werden. Tabelle 4 unten stellt zusätzliche Ausführungsformen des luftverwebten Garns dar, welche unter der Benutzung des vorliegenden Ansatzes gebildet wurden:

Tabelle 4

In Beispiel 17 führen die Acrylstränge die gleiche Funktion aus, wie diese durch die Glasfasern in den Beispielen in Tabelle 2 erfüllt wurden. Wie die Glasfaser stellt das Acryl eine weiche Unterstützungsfläche für die Hochleistungsfaser zur Verfügung, welche es somit schwieriger macht, die Hochleistungsfaser zu schneiden. Allerdings, im Gegensatz zur Glasfaser, sind das Acryl und die Polyesterbestandteile nicht brüchig, und widerstehen dem Verwebungsluftstrom ohne Schaden.

Jedes der Beispiele aus Tabelle 4 kann mit einem Einzelstrangmantel, als auch mit einem Mehrstrangmantel in ähnlicher Weise wie in Tabelle 3 ausgeführt werden. In einer bevorzugten Verkörperung schließt der Mehrstrangmantel einen Basis- oder einen ersten Mantelstrang bestehend aus einer 650 Denier Spectra-Faser und -Deckschicht oder einen zweiten Mantelstrang aus einem 1000 Denier Polyester ein. Andere Mantelstranganordnungen können je nach der Endanwendung des Garns und den erwünschten Merkmalen für das fertiggestellte Garn benutzt werden.

Kombinierte Garne der vorliegenden Erfindung können auch aus Verflechtung eines schnittbeständigen Strangs mit Glasfasersträngen gebildet werden. Das resultierende kombinierte Garn kann dann mit einem oder mehr zusätzliches Garnenden, wie z. B. nichtschnittbeständige Polyestergarnen, während des Strickens verbunden werden. Tabelle 5 stellt zusätzliche Ausführungsformen- von Verbund-Garnen dar, welche unter der Benutzung dieses Ansatzes gebildet worden sind, welche alle auf einer sieben Nadeln pro 2,54 cm (pro Zoll) Strickmaschine verarbeitet werden können:

Tabelle 5

Bezugnehmend auf 5 wird ein entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellter Handschuh 60 veranschaulicht. Überraschenderweise wurde herausgefunden, dass die gestrickten Handschuhe, welche das vorliegende verflochtene Garn benutzen, flexibler sind, und dem Träger eine besser spürbare Resonanz verschaffen, bei der Vorhaltung eines vergleichbaren Schnittwiderstands. Es ist anzunehmen, dass diese unerwartete Leistungsfähigkeit auf die Tatsache zurückgeht, dass der Ansatz der Luftverwebung einen Wicklungsschritt beseitigt, welcher zur Steifheit des fertigen Verbund-Garns beiträgt. Tabellen 6 und 7 vergleichen zwei Typen von Handschuhen, zum einen einen Handschuh, welcher im Umwickelverfahren hergestellt worden ist , und zum anderen Handschuhe, zu deren Herstellung ein Garn entsprechend der vorliegenden Erfindung benutzt worden ist (Handschuh II).

Tabelle 6 verdeutlicht die in dem jeweiligen Handschuh benutzte Verbund-Garnkonstruktion. Der Kern des Garnes in Handschuh I wurde unter Benutzung von drei im Wesentlichen parallelen Strängen hergestellt. Diese Kernstränge wurden mit einem ersten Mantelstrang und einem zweiten Mantelstrang umwickelt. Der Kern des Handschuhs II wurde durch das Luftverknüpfen der zusammenstellten Garnbestandteile hergestellt, entsprechend der vorliegenden Erfindung. Tabelle 7 vergleicht die Handschuhe auf Basis der Weichheit, des Handgefühls und der spürbare Resonanz. Der Begriff der "spürbare Resonanz" verweist auf die Rückwirkung, welche ein Träger verspürt wenn man kleine Gegenstände greift und manipuliert. Jedem Merkmal ist eine Rangordnung von 1 bis 5 zugewiesen worden, wobei Rang 1 unakzeptabel und Rang 5 exzellent bedeutet.

Tabelle 6
Tabelle 7

Es kann gezeigt werden, dass das verwobene Garn der vorliegenden Erfindung im Vergleich herkömmlichen Handschuhen zu einer deutlichen Leistungssteigerung führt. Dieses Ergebnis erhält man auch, wenn das verflochtene Garn nur im Kern einer Verbund-Konstruktion benutzt wird und mit zusätzlichen Garnsträngen umwickelt wird.

In einer alternativen Ausführungsform, wird ausschließlich das kombinierte Garn benutzt, um ein schnittbeständiges Kleidungsstück herzustellen. Ein Handschuh wurde auf einer Shima-Strickmaschine unter Benutzung eines entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellten Garns gestrickt. Die Strickeigenschaften des Garnes waren akzeptabel und es wird angenommen, dass das Garn eine akzeptable Schnittfestigkeit aufweist. Allerdings hatte der entstandene Handschuh eine "haarige" äußere Erscheinung. Es ist anzunehmen, dass dieses durch den exponierten Glasfaseranteil des Garns hervorgerufen wird. Während anzunehmen ist, dass dieser Handschuh einen annehmbaren Schnittwiderstand aufweist, werden Kunden die äußere Erscheinung als weniger wünschenswert empfinden. Der Zusatz von mindestens einem Mantelstrang gestaltet die äußere Erscheinung ansprechender. Es wird erwartet, dass Ausführungsformen wie jene in den Beispielen 17–21 eine annehmbarere äußere Erscheinung, ohne Notwendigkeit der Verarbeitung eines weiteren Mantelstrangs ergeben werden.

In einer anderen alternativen Ausführungsform wird das kombinierte Garn der vorliegenden Erfindung als ein Umwickelstrang in einer Verbund-Garnkonstruktion benutzt. Diese Ergebnisse für die jenigen Beispiele, welche Glasfaser enthalten, sind unerwartet, weil man bisher annahm, dass aus Glasfaser hergestellte Garnstränge zum Umwickeln ungeeignet sind. Die Verwendung des Luftverwebungsverfahrens erlaubt die Aufnahme von Glasfaser in einem Wickelstrang. Wünschenswerterweise werden Umwicklungsstränge, welche Glasfasern einschließen entsprechend der vorliegenden Erfindung mit einem zusätzlichen Strang abgedeckt.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden ist, soll verständlich sein, dass Modifikationen und Abweichungen vorgenommen werden können, ohne vom Anwendungsbereich dieser Erfindung abzuweichen, welche in den angehangenen Ansprüchen definiert ist.


Anspruch[de]
  1. Ein kombiniertes Garn bestehend aus:

    a) einem ersten nicht-metallischen Strang (12) eines schnittresistenten Materials; und

    b) einem zweiten nicht-metallischen Strang (14) eines nicht-schnittresistenten Materials oder einer Glasfaser,

    dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Stränge (12, 14) miteinander an periodisch aufeinander folgenden Punkten (13) entlang der Länge des Stranges luftverwebt sind, und dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden Stränge ein Multi-Faser-Strang ist.
  2. Garn nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Stränge (12, 14) ein Kerngarn (22, 32, 42) formen, welches einen ersten Mantelstrang (24, 36, 44) aufweist, welcher in einer vorgegebenen Richtung um das Kerngarn gewickelt ist.
  3. Garn nach Anspruch 2, wobei dieses weiterhin einen zweiten Mantelstrang (26, 38) aufweist, welcher entgegen der Wickelrichtung des ersten Mantelstrangs (24, 36) um das Kerngarn (22, 32) gewickelt ist.
  4. Garn nach Anspruch 2 oder 3, wobei der oder jeder der Mantelstränge (26, 38, 24, 36) aus einem Material aus der Gruppe von ultrahoch-molekular-gewichtiger Polyethylen, Aramid, hochfestem Flüssigkristallpolymer, Polyester, Nylon, Acetat, Reyon, Baumwolle, Poliolefin und Glasfaser besteht.
  5. Garn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der zweite nicht-schnittresistente Strang (14) aus Materialien aus der Gruppe von Polyester, Nylon, Acetat, Reyon, Baumwolle und Polyester-Baumwolle-Gemisch besteht.
  6. Garni nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei jeder der ersten schnittresistenten Stränge (12) und der zweiten nicht-schnittresistenten Stränge (14) einen Dernier von etwa 70 bis etwa 200 aufweist.
  7. Garn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, welches weiterhin einen dritten Strang aus einer Glasfaser aufweist und mit dem ersten schnittresistenten Strang (12) und dem zweiten nicht-schnittresistenten Strang (14) luft-verwebt ist.
  8. Garn nach Anspruch 7, wobei der Glasfaserstrang einen Dernier von etwa 200 bis etwa 2000 aufweist.
  9. Garn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der erste schnittresistente Strang (12) aus einem Material aus der Gruppe von ultrahochmolekular-gewichtigem Polyethylen, Aramid, hochfestem Flüssigkristallpolymer besteht.
  10. Garn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die periodisch aufeinander folgenden Punkte zwischen 0,32 cm und 2,54 cm (0,125 Zoll und 1,000 Zoll) voneinander entfernt liegen.
  11. Garn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der oder jeder der ersten schnittresistenten Stränge (12) einen Dernier von etwa 70 bis etwa 1200 aufweist.
  12. Garn nach Anspruch 2, wobei das Kerngarn ein erstes Kerngarn (32) aufweist, dessen erster schnittresistenter Strang (12) einen Dernier von etwa 70 bis etwa 1200 aufweist, und dessen zweiter nicht schnittresistenter Strang (14) einen Dernier von etwa 70 bis etwa 1200 aufweist.
  13. Garn nach Anspruch 12, welches weiterhin ein zweites Kerngarn (34) neben dem ersten Kerngarn (32) aufweist.
  14. Garn nach Anspruch 12 und 13, wobei der erste schnittresistente Strang (12) ein Dernier zwischen etwa 200 bis 700 aufweist.
  15. Garn nach Anspruch 12 bis 14, wobei der zweite nicht schnittresistente Strang (14) ein Dernier zwischen ungefähr 140 und 300 aufweist.
  16. Garn nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei mindestens ein Mantelstrang (24, 36, 34) um den luft-gewebten schnittresistenten Strang und dem nicht-schnittresistenten Strang (12, 14) mit zwischen 3 und 16 Wicklungen (pro Zoll) pro 2,54 cm gewickelt ist und z. B. zwischen 8 und 14 Wicklungen (pro Zoll) pro 2,54 cm aufweist.
  17. Garn nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei der zweite Mantelstrang (26, 28) um mindestens einen ersten Mantelstrang (24, 36) mit zwischen 3 und 16 Wicklungen (pro Zoll) pro 2,54 cm gewickelt ist und z. B. zwischen 8 und 14 Wicklungen (pro Zoll) pro 2,54 cm aufweist.
  18. Ein schnittresistentes Gewebe, konstruiert aus dem Garn nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
  19. Gewebe nach Anspruch 18, wobei das Gewebe ein Handschuh, eine Handschuh-Einsatz oder eine Schürze ist.
  20. Ein Verfahren zur Herstellung eines schnittresistenten kombinierten Garns, bestehend aus der Positionierung eines ersten nicht-metallischen Strangs (12) eines schnittresistenten Materials angrenzend an einen zweiten nicht-metallischen Strang (14) eines nicht-schnittresistenten Materials oder einer Glasfaser, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Stränge (12, 14) aus einem Multi-Faser-Material besteht, und das Verfahren das Stoßen eines Luftstroms gegen den Strang (12, 14) an periodisch auftretenden Punkten (13) beinhaltet, um die Stränge zu verflechten zur Bildung eines kombinierten Garns.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der erste Strang (12) aus einem Material aus der Gruppe von ultrahoch-molekular-gewichtigem Polyethylen, Aramid und hochfestem Flüssigkristallpolymer besteht.
  22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei der zweite Strang (14) aus einen Material besteht aus der Gruppe von Polyester, Nylon, Acetat, Reyon, Baumwolle und Poliolefine.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei die periodisch auftretenden Punkte (13) zwischen 0.32 cm und 2.54 cm (0.125 und 1,000 Zoll) voneinander entfernt sind.
  24. Verfahren nach einem Ansprüche 20 bis 23, welcher weiter einen Schritt der Umhüllung eines ersten Mantelstrangs (24, 36, 44) entlang einer ersten Richtung um das kombinierte Garn aufweist.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, welche weiter den Schritt umfasst, dass kombinierte Garn mit einem zweiten Mantelstrang (26, 36) zu umwickeln, dessen Wickelrichtung der Wickelrichtung eines ersten Mantelstrangs (24, 36) entgegengesetzt ist.
  26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, wobei jeder der Mantelstränge aus einem Material besteht, welches aus der Gruppe von ultrahoch-molekulargewichtiger Polyethylen, Aramid, hochfestem Flüssigkristallpolymer, Polyester, Nylon, Acetat, Reyon, Baumwolle, Poliolefine und Glasfaser ausgewählt ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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