AT11231U1 - Gewebeaufbau für schutzbekleidung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gewebeaufbau (10) für eine Schutzbekleidung für Einsatzkräfte mit einem Oberstoff (2) sowie einer Nässesperre (4), wobei die Nässesperre (4) über eine Klimamembran (40) verfügt, die auf einem Futterstoff (3) unlösbar angeordnet ist, wobei zwischen Oberstoff (2) und Nässesperre (4) ein zusätzliches Gewebe (5) angeordnet ist.

Description

österreichisches Patentamt AT 11 231 U1 2010-07-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Gewebeaufbau für eine Schutzbekleidung für Einsatzkräfte mit einem Oberstoff sowie einer Nässesperre, wobei die Nässesperre über eine Klimamembran verfügt, die auf einem Futterstoff unlösbar angeordnet ist.

[0002] Mehrlagige Kleidungsstücke mit einem Oberstoff, einer Nässesperre und einem Futterstoff werden häufig in der Industrie sowie von Einsatzkräften, wie zum Beispiel Militär, Polizei oder der Feuerwehr getragen. Oftmals müssen diese Kleidungsstücke hitzefest, schwerentflammbar und reißfest sein, dürfen kein Wasser, wie Löschwasser oder Regen durchlassen, sollen aber Feuchtigkeit, die durch das Schwitzen entsteht, vom Körper des Trägers nach außen abgeben.

[0003] Üblicherweise ist der Oberstoff aus einem hitzefesten und schwerentflammbaren Material gefertigt, während die Nässesperre zwischen Oberstoff und Futterstoff angeordnet ist und einen zweilagigen Aufbau aufweist. Hierbei ist eine Klimamembran auf einem Trägerstoff aufgebracht, die einerseits von außen eindringende Feuchtigkeit wie Regen oder Löschwasser von der Haut des Trägers fernhält und andererseits auf der Haut entstehende Feuchtigkeit an die äußere Oberfläche des Kleidungsstückes transportiert. Zu diesem Zweck ist die Klimamembran der Nässesperre zum Oberstoff hin angeordnet, während das Trägermaterial der Nässesperre zum Futterstoff hin angeordnet ist. Der Futterstoff ist gegebenenfalls mit einem zusätzlichen Vlies versteppt.

[0004] Ein derartiger Gewebeaufbau weist üblicherweise ein spezifisches Gewicht von 600 g/m2 oder mehr sowie einen Wasserdampfdurchgangswiderstand Ret von 25 - 30 m2Pa/W auf. Dieser Ret-Wert ist ein Maß für die Atmungsaktivität des Materials, wobei mit geringeren Werten eine höhere Atmungsaktivität erzielt wird. Eine höhere Atmungsaktivität des Materials verringert den Hitzestress, wodurch insbesondere ein Kreislaufzusammenbruch durch Überhitzung, beispielsweise an heißen Tagen und bei Brandeinsätzen im Innenbereich, vermieden wird. Gleichzeitig ist es jedoch notwendig, die Wasserdichtigkeit der Schutzbekleidung zu erhalten oder zu verbessern, ebenso wie den Wärmeübergang. Wie wichtig dieser Ret-Wert ist, ist beispielsweise in der EN 343:2007 (Schutzbekleidung gegen Regen) dokumentiert. Hier wurden drei Klassen geschaffen: [0005] Klasse 1 (schlechteste Klasse): Ret > 40 m2Pa/W,

[0006] Klasse 2: 20 < Ret < 40 m2Pa/W

[0007] Klasse 3: Ret < 20 m2Pa/W

[0008] Hierbei hat eine Schutzbekleidung gemäß Klasse 1 eine nur begrenzte Tragedauer.

[0009] Um den Tragekomfort zu verbessern, wurden für Einsatzkräfte, an deren Schutzkleidung keine hohen Anforderungen hinsichtlich der Hitzefestigkeit gestellt werden, Gewebeaufbauten der eingangs erwähnten Art entwickelt, bei welcher die Klimamembran direkt auf den Futterstoff laminiert wird, um das spezifische Gewicht der Schutzbekleidung auf 380 bis 450 g/m2 zu senken. Eine derartige Schutzbekleidung weist zudem üblicherweise einen besseren Ret-Wert gegenüber den oben beschriebenen zumindest dreilagigen Gewebeaufbauten auf. Dieser im Wesentlichen zweilagige Gewebeaufbau gemäß dem Stand der Technik erfüllt im allgemeinen die Bedingungen für die Leistungsstufe 3 nach der EN 343:2007. Allerdings ist ein derartiger Gewebeaufbau aufgrund seiner zu geringen Hitzebeständigkeit für die Schutzbekleidung beispielsweise für die Feuerwehr nicht geeignet.

[0010] Da Schutzbekleidung für die Brandbekämpfung nach EN 469:2005 hohe Anforderungen an die Isolation des Materialaufbaus stellt und dadurch naturgegeben die Atmungsaktivität darunter leidet, wurde bei der Festlegung des Ret in der EN 469 darauf Rücksicht genommen und die beste Klasse mit Ret < 30 m2Pa/W festgelegt. Würden die Ret-Grenzwerte der Leistungsklassen nach EN 343:2007 auch in der EN 469:2005 gefordert sein, wäre die Bereitstellung von Schutzbekleidung für die Feuerwehr nach EN 469:2005 nicht oder nur in einem sehr 1/7 österreichisches Patentamt AT 11 231 U1 2010-07-15 eingeschränktem Bereich möglich.

[0011] Neuartige Gewebekonstruktionen verbessern zwar die Atmungsaktivität auf ca. 20 m2Pa/W, ohne dabei jedoch eine wesentliche Verbesserung der Werte für die Wärmeübergänge Xf und Xr zu erzielen.

[0012] Die EN 367 beschreibt den Wärmeübergang Xf bei Flammeinwirkung, wobei in einer ersten Leistungsstufe (ist laut Trag Vorschrift der meisten Landesfeuerwehrverbänden ausschließlich für die Schutzhose vorgesehen) der Hitzetransferindex HTI24 ^ 9,0 Sekunden und HTI24 - HTI12 > 3 s betragen muss, während in der höheren Leistungsstufe 2 ein HTI24 > 13,0 s und HTI24 - HTI12 > 4 s zu erreichen ist.

[0013] Der HTI12 bzw. HTI24 bezeichnet jene Zeit, in der sich die Temperatur auf der Rückseite eines Materialaufbaus von der Umgebungstemperatur (zumeist 25°C) um 12°C bzw. 24°C erhöht, wenn an der Vorderseite eine Flamme an das Material gehalten wird. Da bei einer Temperaturerhöhung um 12°C üblicherweise der Träger der Schutzkleidung einen ersten Schmerz verspürt und bei einer Temperaturerhöhung um 24°C die ersten Brandverletzungen auftreten, ist insbesondere die Differenz der beiden Werte ein Maß für jene Zeit, die dem Träger der Schutzkleidung zur Verfügung steht, sich aus einem Gefahrenbereich zu entfernen, sobald er einen ersten Schmerz aufgrund von beispielsweise Flammeneinwirkung verspürt.

[0014] Die EN ISO 6942 betrifft den Wärmeübergang Xr bei Strahlungseinwirkung, wobei in der Stufe 1 (laut Tragvorschrift der meisten Landesfeuerwehrverbände ausschließlich für die Schutzhose vorgesehen) ein Strahlungshitzetransferindex RHTI40 £ 10,0 s und RHTI24 - RHTh2 > 3 s und in der Stufe 2 ein RHTI40 > 18,0 s und RHTI24 - RHTI« £ 4 s zu erreichen sind.

[0015] Der Wasserdampfdurchgangswiderstand ist ebenso in der EN 31092 geregelt, wobei in der Leistungsstufe 1 ein Ret-Wert von > 30 m2Pa/W und in der Leistungsstufe 2 von < 30 m2Pa/W gefordert sind.

[0016] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Material zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile des bekannten Stands der Technik beseitigt, wobei der Gewebeaufbau ein geringeres spezifisches Gewicht bei erhöhtem Schutz vor Brandverletzungen aufweist.

[0017] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gewebeaufbau der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass zwischen Oberstoff und Nässesperre eine zusätzliche Schicht angeordnet ist. Diese zusätzliche Schicht, beispielsweise ein Gewebe mit hohem Volumen bei gleichzeitig geringem Gewicht, bewirkt eine erhöhte Hitzefestigkeit des Gewebeaufbaus, insbesondere wird eine Erhöhung des Hitzetransferindex und des Strahlungshitzetransferindex erzielt. Damit ist es den Einsatzkräften auch bei hohen Temperaturen möglich, länger am Einsatzort zu verweilen. Da erfindungsgemäß zwischen dem Oberstoff und der auf dem Futterstoff angeordneten Klimamembran ein zusätzliches Gewebe oder Gestrick angeordnet ist, bleibt bei Verletzung des Oberstoffes, beispielsweise beim Aufreißen des Oberstoffes an scharfkantigen Gegenständen, der durch das zusätzliche Gewebe oder Gestrick geschaffene Luftpolster erhalten, so dass hier eine weitere Verbesserung des Hitzeschutzes bei gleichzeitiger Verbesserung der Atmungsaktivität erzielt wird. Gleichzeitig ist auch die mechanisch empfindliche Klimamembran geschützt und die Wasserdichtigkeit des Gewebeaufbaus bleibt erhalten.

[0018] In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die zusätzliche Schicht ein Gestrick, das vorteilhafter Weise ein spezifisches Gewicht von maximal 150 g/m2 aufweist. Durch Verwendung eines gestrickten Materials nimmt das Gewicht des erfindungsgemäßen Gewebeaufbaues nur geringfügig im Hinblick auf das Gewicht eines Materialaufbaus gemäß dem Stand der Technik zu. Des weiteren weist das Gestrick naturgemäß eine unregelmäßige Oberfläche auf, wodurch ein zusätzlicher Luftpolster gebildet wird, der wiederum einen positiven Einfluss auf den Hitzeschutz ausübt.

[0019] Vorteilhafterweise weist der erfindungsgemäße Gewebeaufbau ein spezifisches Gewicht von < 500 g/m2 auf, um einen verbesserten Tragekomfort bei gleichbleibender oder verbesserter Hitzefestigkeit zu erzielen. 2/7 österreichisches Patentamt AT 11 231 U1 2010-07-15 [0020] Der oben beschriebene Gewebeaufbau eignet sich insbesondere für die Verwendung zur Herstellung von Schutzbekleidung für Einsatzkräfte, insbesondere für die Herstellung von Feuerwehrjacken und Feuerwehrhosen mit erhöhter Atmungsaktivität und verbessertem Hitzeschutz bei gleichzeitig höherem Tragekomfort durch das geringere spezifische Gewicht.

[0021] Im Folgenden wird anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen mit zugehörigen Figuren die Erfindung näher erläutert. Darin zeigen [0022] Fig. 1a einen dreilagigen Gewebeaufbau gemäß dem Stand der Technik, [0023] Fig. 1b einen zweilagigen Gewebeaufbau gemäß dem Stand der Technik, und [0024] Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Gewebeaufbau.

[0025] Der dreilagige Gewebeaufbau 1 gemäß Fig. 1a wird üblicherweise bei der Herstellung von Schutzkleidung für Einsatzkräfte insbesondere für die Brandbekämpfung eingesetzt. Er weist gemäß dem Stand der Technik einen Oberstoff 2 und einen Futterstoff 3 auf, wobei eine Nässesperre 4 zwischen Oberstoff 2 und Futterstoff 3 angeordnet ist. Das Futtergewebe 3 ist hierbei zumeist zusätzlich beispielsweise mit einem Thermovlies versteppt (nicht gezeigt).

[0026] Die Nässesperre 4 verfügt über eine Klimamembran 40, die dem Oberstoff 2 zugewandt ist. Diese Klimamembran 40 ist auf einen Trägerstoff 41 auflaminiert, der der Klimamembran 40 die notwendige mechanische Festigkeit gibt. Ein derartiger Schichtaufbau 1 von unterschiedlichen Materialien weist üblicherweise einen Wasserdampfdurchgangswiderstand (Ret) von etwa 25 bis 30 m2Pa/W auf. Die Wärmübergänge Xf, Xr derartiger Schichtaufbauten betragen üblicherweise: HTI24 = 18 -19 s RHTI24 = 21 - 22 s HTI24 - HTI12 = 6 s RHTI24 - RHTI12 = 6 - 7 s [0027] Das spezifische Gewicht dieses Gewebeaufbaus 1 beträgt hierbei an die 600 g/m2 oder mehr.

[0028] In der Fig. 1b ist ein weiterer Gewebeaufbau T nach dem Stand der Technik dargestellt, bei welchem die Klimamembran 40 direkt auf dem Futterstoff 3 angeordnet ist. Eine mit diesem Gewebeaufbau T hergestellte Schutzbekleidung weist zwar ein geringes spezifisches Gewicht 380 bis 450 g/m2 auf und erfüllt auch die Leistungserfordernisse für die Atmungsaktivität, allerdings machen die erzielbaren Werte für die Hitzebeständigkeit den Einsatz dieses Gewebeaufbaus T für Schutzkleidung für die Brandbekämpfung unmöglich (siehe auch nachstehende Tabelle A).

[0029] Bisher wurde dieser Nachteil durch die Verwendung eines zusätzlichen Thermofutters (nicht dargestellt), das zwischen der Nässesperre 4 und dem Träger der Schutzkleidung angeordnet ist, beseitigt. Dies führt jedoch zu einer drastischen Reduktion der Atmungsaktivität sowie zu einer signifikanten Erhöhung des spezifischen Gewichts, sodass im Bereich der Schutzbekleidung für die Brandbekämpfung die ursprünglichen Vorteile dieses Gewebeaufbaus T praktisch wieder zunichte gemacht werden und kein Vorteil mehr gegenüber dem Gewebeaufbau 1 nach Fig. 1a zu erlangen ist.

[0030] Im Unterschied hierzu weist der erfindungsgemäße Gewebeaufbau 10 nach Fig. 2 trotz eines geringeren spezifischen Gewichts die erforderliche Hitzebeständigkeit sowie eine ausgezeichnete Atmungsaktivität auf. Hierbei ist zwischen dem Oberstoff 2, z.B. Nomex® (einem Aramidgewebe) und der Nässesperre 4, bei welcher die Klimamembran 40 beispielsweise mittels Punktverklebung mit dem Futterstoff 3, beispielsweise einem Mischgewebe aus Viskose und Aramid oder aber einem Gewebe aus reinem Aramid, unlösbar verbunden ist, ein Gestrick 5 angeordnet. Dieses Gestrick 5 wirkt als Isolationsgewebe bzw. Abstandshalter und erhöht einerseits den Wärmewiderstand bzw. die Hitzetransferindizes HTI und RHTI, während sich die Atmungsaktivität bzw. der Wasserdampfdurchgangswiderstand Ret um 10 bis 30% gegenüber eines Gewebeaufbaues gemäß Fig. 1a verbessert.

[0031] Das Gestrick 5, das bevorzugterweise ebenfalls aus einem schwerentflammbaren Mate- 3/7 österreichisches Patentamt AT 11 231 U1 2010-07-15 rial gefertigt ist, weist bevorzugterweise eine Rippenstruktur auf, ebenso kann durch geeignete Stricktechnik eine Waffelstruktur oder eine 3D-Optik erzielt werden, sodass das Gestrick 5 ein großes Volumen bei geringem Gewicht aufweist. Auf diese Weise wird im Gestrick 5 selbst sowie in den Zwischenräumen zwischen Gestrick 5 und Nässesperre 4 bzw. Oberstoff 2 ein Luftpolster gebildet, der insbesondere die Hitzeeinwirkung auf den Träger der Schutzbekleidung sinken lässt. Des Weiteren schützt das Gestrick 5 die darunter liegende Nässesperre 4, wenn der Oberstoff 2 beispielsweise zerrissen wird oder durch Flammkontakt aufbricht. Es ist bevorzugt aus einem hitzeresistenten Material gefertigt und hält insbesondere auch mechanischen Belastungen stand.

[0032] Die nachstehende Tabelle A stellt die erzielten Werte mit den unterschiedlichen Gewebeaufbauten 1, T, 10 für die Hitzebeständigkeit sowie der Atmungsaktivität bzw. dem spezifischen Gewicht dar, aus welcher deutlich ersichtlich ist, dass der erfindungsgemäße Gewebeaufbau 10 einen deutlich verbesserten Ret-Wert (entsprechend der Leistungsklasse 3) bei im wesentlichen gleichen HTI- bzw. RHTI-Werten gegenüber den Standardprodukten aufweist. 4/7 österreichisches AT 11 231 U1 2010-07-15 Patentamt

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Claims (5)

1. österreichisches Patentamt AT 11 231 U1 2010-07-15 Ansprüche 1. Gewebeaufbau (10) für eine Schutzbekleidung für Einsatzkräfte mit einem Oberstoff (2) sowie einer Nässesperre (4), wobei die Nässesperre (4) über eine Klimamembran (40) verfügt, die auf einem Futterstoff (3) unlösbar angeordnet ist, und zwischen Oberstoff (2) und Nässesperre (4) eine zusätzliche Schicht (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Schicht (5) ein Gestrick ist.
2. 2. Gewebeaufbau (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Schicht (5) ein Gestrick mit großem Volumen bei gleichzeitig geringem Gewicht ist.
3. 3. Gewebeaufbau (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestrick ein spezifisches Gewicht von maximal 150 g/m2 aufweist.
4. 4. Gewebeaufbau (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gekennzeichnet durch ein spezifisches Gewicht von < 500 g/m2.
5. 5. Verwendung eines Gewebeaufbaus (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Schutzbekleidung für Einsatzkräfte, insbesondere von Feuerwehrjacken und -hosen. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 6/7