DE102016004421A1

DE102016004421A1 - Textilien mit Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und im sichtbaren Licht

Info

Publication number: DE102016004421A1
Application number: DE102016004421.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander Dietel; Viola Schneider; Andy Weck; Michael Brinkmann; Helmut Mörs
Original assignee: Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr
Current assignee: Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr
Priority date: 2016-04-12
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2017-10-12

Abstract

Die Erfindung betrifft Textilien mit Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und sichtbaren Licht und bezieht sich auf das Problem das Textilien bzw. Flächengewebe aber auch Gurtbänder für den militärischen Einsatz, bedingt durch tarnerische Anforderungen zusätzlich zum farbigen Erscheinungsbild im sichtbaren (VIS) Spektralbereich, speziellen Anforderungen im Nahen Infrarotbereich (NIR) erfüllen müssen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst indem eine Textile mit Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und im sichtbaren Licht, umfassend mindestens ein erstes Garn und ein zweites Garn, wobei das erste Garn mindestens einen ersten Fasertyp und einen zweiten Fasertyp eines ersten Faserverhältnisses umfasst, wobei das zweite Garn mindestens einen ersten Fasertyp und einen zweiten Fasertyp eines zweiten Faserverhältnisses umfasst, wobei der erste Fasertypeine Chemiefaser ist und der zweite Fasertyp eine spinnrußgefärbte Faser ist, wobei das erste Garn (1) und das zweite Garn (2) zu einer Musterung (M) verwebt sind und farblich bedruckt sind.

Description

Die Erfindung betrifft Textilien mit Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und sichtbaren Licht und bezieht sich auf das Problem das Textilien bzw. Flächengewebe aber auch Gurtbänder für den militärischen Einsatz, bedingt durch tarnerische Anforderungen zusätzlich zum farbigen Erscheinungsbild im sichtbaren (VIS) Spektralbereich, speziellen Anforderungen im Nahen Infrarotbereich (NIR) erfüllen müssen. Insbesondere im NIR ist eine Anpassung des Helligkeitsniveaus und der Strukturierung an die mittlere Helligkeit und die Struktur des Einsatzhintergrundes essentiell wichtig, um Detektion zu vermeiden.
Bei textilen Trägermaterialien ist die Auswahlmöglichkeit der verwendbaren Farbstoffe von der Kombination der Faserchemie und der Farbstoffchemie abhängig. Mit dieser Kombination wird das Remissionsverhalten im NIR ausgehend von der Grundremission des textilen Grundmaterials auf die notwendigen Abstufungen eingestellt. Dies geschieht durch Auswahl geeigneter Farbstoffe und in der Praxis zusätzlich noch durch die Verwendung von IR absorbierenden Pigmenten, in der Regel Ruß. Diese Pigmente werden normalerweise appliziert und mit einem Bindersystem an den textilen Fasern fixiert, was sich in schlechten Reibechtheitswerten der Farben sowie mangelnder Waschpermanenz negativ bemerkbar macht. Dahingegen ist bei webtechnischer Erzeugung der Tarnmusterung keine farbselektive Modifikation des Remissionsniveaus im NIR durch das Aufbringen der Rußpigmente möglich, was tarnerisch jedoch zwingend notwendig ist.
Die Schrift US 5798304 offenbart ein Tarnmuster, welches nur bei Infrarotlicht sichtbar ist. Das Tarnmuster ist im sichtbaren Licht nicht zu erkennen. Ein textiles Erzeugnis, welches eine Farbe oder Muster haben kann, wird mit einer rußhaltigen Pigmentpaste, welche ein Natriumalginat-Verdickungsmittel enthält, das mit Natriumcarbonat gepuffert ist, gemäß einem Tarndruck in einer Menge von x Gew.-% mittels Siebdruck bedruckt. Das Tarnmuster weist x Bereiche von unterschiedlicher Reflexion auf, wobei die Bereiche im Wesentlichen gleiche Flächeninhalte haben.
Die Schrift US 7008694 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Chemiefasern, die mit einem Rußanteil versehen werden, um die NIR Signatur zu beeinflussen. Die Chemiefasern können farbig sein. Über die Konzentration des Rußanteils an der Chemiefaser lässt sich der NIR Reflexionsgrad einstellen. Das bedeutet, durch die Herstellung unterschiedlicher Chemiefasern mit unterschiedlichen Rußkonzentrationen lässt sich ein textiles Tarnmuster im NIR erzeugen. Das bedeutet aber auch, dass für jeden NIR-Reflexionsgrad eine extra Faserproduktion notwendig ist.
Das Aufbringen des Rußanteils mittels Bindesystem bedingt schlechte Reibechtanteile und ist nicht ausreichend permanent. Bei webtechnischer Musterung ist dieses Verfahren nicht farbselektiv.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine farbselektive Einstellung des Remissionsverhaltens der Tarndruckfarben im NIR mit zusätzlichen hohen Reibechtheiten und sehr guter Permanenz bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Textile mit Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und sichtbaren Licht, umfassen mindestens ein erstes Garn und ein zweites Garn. Jedes Garn ist genau auf einen Farbton und dem zugehörigen NIR-Level eingestellt. Das hat den Vorteil, dass eine Musterung des Textils mit Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und sichtbaren Licht gewebt werden kann. Ein Aufbringen von Rußanteilen mittels Bindesystem entfällt. Somit werden eine hohe Reibechtheit und eine sehr gute Permanenz erreicht. Das erste Garn umfasst mindestens einen ersten Fasertyp und einen zweiten Fasertyp eines ersten Faserverhältnisses. Das zweite Garn umfasst mindestens ein ersten Fasertyp und einen zweiten Fasertyp eines zweiten Faserverhältnisses. Über das Faserverhältnis wird das Remissionsverhalten im nahen Infrarotlicht des Garns bezüglich der Garnfarbe eingestellt. Der erste Fasertyp ist eine Chemiefaser und der zweite Fasertyp ist eine spinnrußgefärbte Faser. Die Chemiefaser hat den Vorteil, dass schon im Herstellungsprozess der Faser die Möglichkeit der Einlagerung von zusätzlichen weiteren modifizierenden Substanzen (z. B. Flammschutzmittel), die die Eigenschaften permanent verändern, eingearbeitet werden können. Spinnrußgefärbte Fasern sind Chemiefasern, bei denen im Herstellungsprozess Ruß eingearbeitet wurde. Durch Einbringung von Ruß ist die Steuerung des Remissionsverhaltens gegeben. Eine weitere Verbesserung des Remissionsverhaltens eines Textils im nahen Infrarot- und im sichtbaren Licht lässt sich dadurch erreichen, dass mehr als zwei Garne mit unterschiedlichen Faserverhältnissen als gefärbte Garne zu einer Musterung verwebt sind, um eine Multi-Tarnmusterung bereitzustellen. Somit lassen sich einfach und kostengünstig anspruchsvolle Multitarnmuster verweben. Es weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, ungefärbte Garne mit unterschiedlichen Remissionsverhalten im NIR zu verweben, um ein Multi-Tarnmuster im NIR zu erhalten und im Anschluss mit einer Multi-Tarnmusterung für das sichtbare Licht zu bedrucken. Damit kann das Remissionsverhalten im NIR-Licht (= Tarnwirksamkeit) vom Remissionsverhalten im sichtbaren Licht (= visuelle Farberscheinung) entkoppelt werden.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Prinzipzeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen ersten Fasertyp und einen zweiten Fasertyp im Querschnitt. Der Querschnitt des ersten Garns zeigt das erste Faserverhältnis. Der Querschnitt des zweiten Garns zeigt das zweite Faserverhältnis.
2 eine Musterung auf einer Textile, die aus einem ersten Garn und einem zweiten Garn besteht. Die Musterung hat durch den Aufbau der Garne G1 und G2 ein Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und im sichtbaren Licht.
Um eine Textile bzw. ein Flächengewebe mit einem Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und sichtbaren Licht bereitzustellen, werden speziell aufgebaute Garne, wie in 1 gezeigt, verwendet. Ein Garn besteht dabei aus mindestens einem ersten Fasertyp F1 und einem zweiten Fasertyp F2. Der erste Fasertyp F1 ist eine Chemiefaser. Chemiefasern haben den Vorteil, dass sie schon im Herstellungsprozess für den erforderlichen Einsatzzweck permanent modifiziert werden können. Der zweite Fasertyp F2 ist eine spinnrußgefärbte Faser. Spinnrußgefärbte Fasern sind Chemiefasern, bei denen im Herstellungsprozess Ruß eingearbeitet wurde. Durch Einbringung von Ruß ist die Steuerung des Remissionsverhaltens gegeben. Denkbar wäre für F1 auch die Verwendung von Naturfasern anstatt von Chemiefasern. Allerdings sind Naturfasern im Einsatz mechanisch nicht so widerstandsfähig wie Chemiefasern. Hingegen ist der Tragekomfort von Naturfasern gegenüber Chemiefasern hinsichtlich ihrer Feuchteaufnahme und ihres Feuchtetransportvermögens positiv hervorzuheben. Ein Garn hat ein bestimmtes Faserverhältnis. Das Faserverhältnis definiert sich über F1/F2. Im vorliegendem Ausführungsbeispiel beträgt das Faserverhältnis A = 20/7 und das Faserverhältnis B = 8/19. Je geringer das Faserverhältnis, bzw. je höher der Anteil der spinnrußgefärbten Fasern im Garn ist, desto größer ist die Dämpfung der spektralen Reflektion im Nahen Infrarot und dies zusätzlich nahezu unabhängig von der Farberscheinung in dem für das menschliche Auge sichtbaren Bereich des Lichtes. Dies rührt daher, dass die eingebrachte Menge an Ruß im Verhältnis zur Gesamtpolymermenge auch bei hohen Rußmengen dennoch klein ist, was ein weiterer Vorteil im Gegensatz zu nachträglich drucktechnisch aufgebrachtem Ruß mittels Bindesystemen ist, was durchaus zu visuell erkennbaren Trübungen der Farberscheinung führt. Bei spinnrußgefärbten Chemiefasern ist der Ruß gleichmäßig in den Fasern (F2) verteilt, die wiederum anteilig als sogenannte intime Mischung mit dem Anteil F1 zu einem Garn versponnen sind. Dabei wird die tarnerische Notwendigkeit der Nachstellung der mittleren Helligkeit zur Einsatzumgebung durch die jeweiligen farbigen Anteile im sichtbaren Bereich erreicht, im Nahen Infrarot wird die Helligkeit und kontrastliche Strukturierung durch den Rußanteil gesteuert.
Um in einem textilen Flächengewebe ein Tarnmuster im nahen Infrarotbereich zu erhalten, werden die Garne G1 und G2, wie in 2 gezeigt, zu einem bestimmten Muster verwebt. In unbedrucktem Zustand erscheint dieses Webmuster im visuellen Spektralbereich einfarbig unifarben, da die „NIR-Musterung” ja nur im Nahen Infrarot, also z. B. bei Betrachtung im Nachtsichtgerät/Restlichtverstärker erkennbar ist. Anschließend wird das Muster farblich bedruckt, um die Tarnwirksamkeit im sichtbaren Bereich einzustellen. Dabei kann die aufgedruckte Farbe vom eingestellten Tarnmuster im nahen Infrarotbereich entkoppelt sein.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden mehr als zwei Garne mit unterschiedlichem Faserverhältnis verwebt. Die verwendeten Garne sind dabei vorgefärbt. Die Färbung entspricht der Remission im nahen Infrarot. Das bedeutet, dass die Färbung der Garne gekoppelt ist mit der Remission im nahen Infrarot. Dadurch sind Multi-Tarnmusterungen möglich. Hier werden also bereits bei der Garnherstellung die Farbe im sichtbaren Bereich und das Remissionsverhalten im nahen Infrarot eingestellt. Die Multi-Tarnmusterung entsteht also direkt beim Weben.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden zwei oder mehrere farblose Garne verwebt. Erst im Anschluss wird das Flächengewebe mit einer Multi-Tarnmusterung bedruckt. In diesem Fall ist die Musterung im sichtbaren Bereich wiederum nicht zwangsläufig identisch mit der im nahen Infrarot, sondern entkoppelt.
Bezugszeichenliste

F1

erster Fasertyp

F2

zweiter Fasertyp

G1

erstes Garn

G2

zweites Garn

A

erstes Faserverhältnis

B

zweites Faserverhälnis

M

Musterung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5798304 [0003]
US 7008694 [0004]

Claims

Textile mit Remissionsverhalten im nahen Infrarot- und im sichtbaren Licht, umfassend mindestens ein erstes Garn (G1) und ein zweites Garn (G2), wobei das erste Garn (G1) mindestens einen ersten Fasertyp (F1) und einen zweiten Fasertyp (F2) eines ersten Faserverhältnisses (A) umfasst, wobei das zweite Garn (G2) mindestens einen ersten Fasertyp (F1) und einen zweiten Fasertyp (F2) eines zweiten Faserverhältnisses (B) umfasst, wobei der erste Fasertyp (F1) eine Chemiefaser ist und der zweite Fasertyp (F2) eine spinnrußgefärbte Faser ist, wobei das erste Garn (1) und das zweite Garn (2) zu einer Musterung (M) verwebt sind und farblich bedruckt sind.
Textile mit Remissionsverhalten nach Anspruch 1, wobei mehr als zwei Garne mit unterschiedlichen Faserverhältnissen als gefärbte Garne zu einer Musterung (M) verwebt sind, um eine Multi-Tarnmusterung im sichtbaren und nahen Infrarotlicht bereitzustellen.
Textile mit Remissionsverhalten nach vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Multi-Tarnmusterung im nahen Infrarotlicht mit einer Multi-Tarnfarbenmusterung bedruckt ist.