DE10049418C1

DE10049418C1 - Temperierbares Element für funktionelle Schutzkleidung und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE10049418C1
Application number: DE2000149418
Authority: DE
Inventors: Rolf Arnold; Evelin Hufnagl; Monika Seeger; Claus Herold
Original assignee: Saechsisches Textilforschungsinstitut STFI eV
Current assignee: Saechsisches Textilforschungsinstitut STFI eV
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2020-10-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein temperierbares Element für funktionelle Schutzkleidung aus einer Textilstruktur mit als Bindungselement Schuß eingearbeiteten Schläuchen zur Heizung und Kühlung, die bei der Herstellung eines regulären Gestrickes mittels getrennter Fadenführer intermittierend in den Bereich zwischen vorderem und hinterem Nadelbett eingelegt und durch Bindungselemente der Gestrickstruktur eingebunden werden. Das erfindungsgemäße temperierbare Textilelement ermöglicht eine hochproduktive Fertigung auf bekannten Flachstrickmaschinen in einem Arbeitsgang, wobei eine variierbare Anordnung von unterschiedliche Parameter aufweisenden Schläuchen in jedem einzelnen abgepaßten Formteil für die Schutzkleidung möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein temperierbares Element für funktionelle Schutzkleidung, bestehend aus einer Textilstruktur mit als Bindungselement Schuß eingearbeiteten Schläuchen zur Heizung und Kühlung und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Elementes.

Kälte- und Wärmeschutzkleidung aus Textilstrukturen mit integrierten Schläuchen zur Führung eines Wärmeträgermediums sind bereits bekannt. Die verwendeten Schläuche werden teilweise noch in kostenintensiver Handarbeit in die Schutzkleidung eingearbeitet oder wie in der US 3 430 688, die einen Hitzeschutzanzug für Astronauten zeigt, der ein aufwendiges, in Handarbeit verschlungenes System von Kühlschläuchen enthält.

In der DE 41 13 679 C2 wird ein temperierbares Kleidungsstück beschrieben, bei dem mehrere Schlauchstücke vorgesehen sind, die sich in Längsrichtung des Stoffes, der ein gestricktes Stretchmaterial ist, erstrecken. Die Schlauchstücke sind bezüglich des Stoffes in Querrichtung im gleichen Abstand voneinander über den überwiegenden Teil ihrer Länge sinusförmig gewellt angeordnet, wobei benachbarte Schlauchstücke in nahezu gleichem Abstand voneinander angeordnet und phasengleich gewellt sind. Die Befestigung der Schlauchteile erfolgt in der bevorzugten Ausführung maschinell mittels Zickzackstich, wobei ein erster Faden auf der dem Schlauch zugewandten Seite des Stoffes durch einen zweiten Faden festgelegt ist, der auf die andere Seite des Stoffes durchgezogen ist, um den Schlauch auf seiner gesamten Länge in der gewünschten Lage zu halten. Das Befestigen kann auch durch Ankleben oder Verschweißen mit dem Stoff erfolgen.

Des weiteren ist aus der DE 28 46 139 A1 ein Außenanzug mit separater Kopfhaube, Jacke und Hose zur Verminderung der Wärmezufuhr von außen bekannt, der eine Wasserdampfsperre und Isolationsschicht besitzt. Der dazugehörige Innenanzug dient als Wärmetauscher. In parallel geschalteten Kunststoffschläuchen längs der Körperoberfläche erfolgt über einen Zwischenkälteträger deren Kühlung. Ein entsprechendes Wärmetauscherprinzip ist einbezogen.

Bei einem Kühlanzug nach DE 39 33 579 C1 wird ein perforiertes Schlauchsystem verwendet, bei dem die blind endenden Schlauchführungen als eine zwischen der Hautschicht und der mit einer saugfähigen Gewebestruktur ausgestatteten Auflage verlaufende Zwischenlage ausgebildet sind und die Schlauchführungen vom Schulterbereich des Anzugträgers ausgehend längs ihrer Streckenführung in die Auflage mündende Poren aufweisen, deren Öffnungsquerschnitte sich mit zunehmender vertikaler Entfernung vom Kühlmittelbehälter verengend ausgebildet sind.

Weiterhin beschreibt die DE 41 25 649 A1 einen Schutzanzug mit integrierten Schläuchen, der aus einem Polyestergewebe aus hochreißfesten, dichten Garnen besteht, bei dem ein loses Fremdbelüftungssystem installiert ist, durch das aus einer Druckluftquelle Frischluft in den hermetisch geschlossenen Schutzanzug durch ein Außenventil mit Mindestdruckregelung einblasbar ist, das über eine lösbare Schlauchverbindung zu einem Innenverteilring leitet, von dem aus in Führungslaschen herausnehmbar gehaltene Schläuche in den Bein-, Arm und Kopfbereich führen. Dieser Anzug ist vorzugsweise für Arbeiten in Räumen mit Kontaminationsgefahr vorgesehen.

Diese bisher bekannten Strukturen für Schutzanzüge erfordern einen hohen Fertigungsaufwand mit mehreren Prozeßstufen, verursachen erhebliche Kosten und sind mit Einschränkungen im Tragekomfort behaftet.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine temperierbare Verbundstruktur für funktionelle Schutzkleidung zu schaffen, die kostengünstig mit extrem niedrigem Materialverlust vollständig vorgefertigt hergestellt werden kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, den Kälte- oder Hitzeschutz in beliebig ausgewählten Bereichen der Schutzkleidung zu gewährleisten, um den Tragekomfort der Schutzkleidung zu verbessern, ohne die Schutzwirkung einzuschränken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem temperierbaren Element nach den in Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen gelöst. Weitere vorteilhafte Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße temperierbare Textilelement ist ein reguläres Gestrickteil mit integrierten Schläuchen zur Führung des Wärme- oder Kälteträgermediums. Es ermöglicht eine hochproduktive Fertigung auf bekannten Flachstrickmaschinen in einem Arbeitsgang. Bei der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen temperierbaren Elementes gibt es eine Reihe von Variationsmöglichkeiten, die in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen besonders vorteilhaft sein können und nicht auf die beschriebene Lösung beschränkt sind. Besonders vorteilhaft ist die variierbare Anordnung von unterschiedliche Parameter sufweisenden Schläuchen in jedem einzelnen abgepaßten Formteil für die Schutzkleidung. Die das Temperierungssystem bildenden Schläuche sind in einem Gestrick hoher Elastizität eingebunden. Auch die Waschbarkeit zur Erfüllung der hygienischen Ansprüche ist gewährleistet und die Schnittgestaltung der Schutzkleidung kann funktionsgerecht erfolgen. Die Erfindung umfaßt somit eine kostengünstige textile Lösung, die mit hoher Effizienz für die Herstellung funktionsgerechter Kälte- und Wärmeschutzkleidung einsetzbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 die Prinzipdarstellung eines RR-Gestrickteiles mit mäanderförmig eingebundenem Schlauch innerhalb der regulären Gestrickränder,

Fig. 2 die Detaildarstellung zur Schlaucheinbindung in einem RR-Gestrick.

Die Fig. 1 zeigt ein auf einer Rechts/Rechts-Flachstrickmaschine hergestelltes formgerechtes Gestrickteil, das aus den Maschen 1 und dem in Querrichtung verlaufenden Schlauch 2 besteht. Die Maschenstruktur kann anwendungsbezogen aus Naturfaserstoffen, synthetischen Faserstoffen oder Mischungen von beiden bestehen. Der Schlauch 2 ist in dem regulären Gestrick durch Maschen 1 als durchgehehender Paralellelschuß im Abstand mäanderförmig eingebunden. Die Einbindung des Schlauches 2 erfolgt durch die Maschen 1a, 1b beider Gestrickseiten, wodurch die Schlauchabschnitte 2' wechselweise von Maschen der vorderen und hinteren Gestrickseite partiell abgedeckt sind oder wenigstens durch Maschen 1a, 1b einer Gestrickseite innerhalb einer RR-Maschenreihe im Abstand. Möglich ist auch, den Schlauch 2 zwischen zwei Rechts/Links-Gestrickflächen einzubinden, die alternierend durch Rechts/Rechts-Maschenreihen verbunden sind.

Durch Variation von Feinheit und Faserstoff des Textilmaterials für die Maschenstruktur sowie Durchmesser, Material und Abstand des eingearbeiteten Schlauches 2 lassen sich temperierbare Elemente mit unterschiedlichen textiltechnologischen und wärmetechnischen Parametern herstellen. Abhängig vom konkreten Anwendungsfall können der Schlauchdurchmesser und die Schlauchlänge variert werden, wobei der Durchmesser Einfluß auf die Länge des eingebundenen Schlauches im jeweils hergestellten temperierbaren Element nimmt. Der Schlauchdurchmesser wird im wesentlichen von der erforderlichen Schutz wirkung für das entsprechende Einsatzgebiet bestimmt. Der Abstand zwischen den eingebundenen Schlauchabschnitten 2' ist ebenfalls varrierbar. Verwendet werden vorzugsweise Schläuche aus Silikon oder PVC mit unterschiedlichen Durchmessern.

Die Umkehrpunkte 3 des Schlauches 2 liegen innerhalb der regulär ausgebildeten Gestrickränder 4. In einer anderen Ausführungsform kann der Schlauch 2 auch außerhalb der Gestrickränder 4 schlaufenförmig überstehen. Die Lage der Umkehrpunkte 3 und deren Abstand zu den jeweiligen Gestrickrändern 4 ist im wesentlichen abhängig von der Art der Schutzkleidung und den speziellen Erfordernissen hinsichtlich Schutzwirkung und Konfektionierbarkeit.

Mit dem RR-Strickverfahren ist es möglich, das temperierbare Element entsprechend den Konturen des Konfektionsteiles zu stricken, so daß die einzeln gefertigten Gestrickteile ohne aufwendigen Zuschnitt und den damit verbundenen Materialabfall konfektioniert werden können. Auch die Umkehrstellen der Schläuche lassen sich im R/R-Strickprozeß problemlos einarbeiten. Ferner kann innerhalb des R/R-Gestrickes bedarfsweise die Struktur des Gestricks variiert werden, ebenso können sowohl für die Schläuche 2 als auch für die Fäden, aus denen die Maschen 1 in einem Gestrick bestehen, unterschiedliche Materialien eingesetzt werden.

Die Unter- und/oder Oberseite des temperierbaren Elementes können durch geeignete Flächengebilde, beispielsweise Gewebe, Gewirke, Gestricke, Vliestoffe oder dgl. abgedeckt werden. Das temperierbare Element kann bei entsprechender Konfektion mit einer herkömmlichen Arbeitskleidung kombiniert werden, die komplett oder auch nur an bestimmten Körperbereichen mit dem temperierbaren Element ausgestsattet ist.

Die abstehenden Schlauchenden 5, 6 der einzelnen temperierbaren Elemente werden zusammengeführt an ein geeignetes Heiz- oder Kühlsystem angeschlossen. Beim Einsatz der Schutzkleidung wird das Heiz- oder Kühlmedium in einem geschlossenen System in den eng anliegenden Schläuchen über die Körperoberfläche leitet und führt ihr entweder Wärme zu oder nimmt von ihr Wärme auf. Im Heizfall erfolgt durch Abgabe der Wärme eine Verringerung der Temperatur des Wärmeträgermediums, die durch Nachheizen ausgeglichen wird, bevor der Wärmeträger erneut durch die Schläuche gepumpt wird. Im Kühlfall wird die abzuführende Wärme vom Kälteträger aufgenommen, der sich dadurch erwärmt. Nach Rückkühlung wird das Kühlmedium mit der vorgegebenen Eintrittstemperatur erneut in den Kreislauf gepumpt. Die Vorzunehmende Temperierung ist im wesentlichen abhängig von den Umgebungsbedingungen, der Außenisolation, der Schwere der Arbeit und der Paßform der Schutzkleidung. In Abhängigkeit davon werden die Art, Temperatur und Durchflußmenge des Heiz- oder Kühlmediums gewählt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch den Einsatz einer bekannten Rechts/Rechts- Flachstrickmaschine realisiert, bei der die einzuarbeitenden Schläuche zur Heizung und Kühlung mittels getrennter Fadenführer intermittierend in den Bereich zwischen vorderem und hinterem Nadelbett eingelegt und durch Bindungselemente der Gestrickstruktur eingebunden werden. Der Schlauch wird in vorteilhafter Weise durch ein Fadenführerrohr vorgelegt, das dem eigentlichen Fadenführer für die Maschenbildung voreilt. Vorgesehen ist auch, mit zwei Schlauchfadenführern zu arbeiten. Damit ist es möglich, zwei getrennte hydraulische Kreise zu betreiben. Je nach gewählter Gestrickart und den gewünschten Gestrickeigenschaften kann die Einbindung der Schläuche durch Maschen oder Henkel erfolgen.

Zur Erzeugung von Gestrickabschnitten mit differenzierter Wärmestromdichte können die Schlauchfadenführer über eine unterschiedliche Anzahl von Arbeitstakten verweilen, wodurch der Achsabstand der Schläuche beeinflußt wird. Zur Erzeugung schlauchfreier Ränder, die z. B. für das Zusamennnähen von Gestrickteilen notwendig sind, können die Schlauchfadenführer innerhalb der Gestrickbreite umkehren. Für das Einbringen von Schlauchanschlüssen im Randbereich ist es zweckmäßig, daß die Schlauchfadenführer außerhalb der Gestrickbreite umkehren. Die dadurch entstehenden schlaufenförmigen Schlauchabschnitte können nach einem Durchschneiden für hydraulische Anschlüsse genutzt werden.

Für das Einarbeiten von Schläuchen mit größerem Durchmesser ist es zweckmäßig, die Schläuche unterhalb der Abschlagkanten zwischen zwei vorher gebildeten RL- Gestrickflächen einzulegen. Nach dem Schlaucheintrag erfolgt ein Verbinden der Gestrickflächen durch RR-Maschen oder Henkel. Um das Einarbeiten extrem dicker Schläuche zu realisieren, wird nach dem Ausbilden von RL-Maschenreihen für den Schlaucheintrag wenigstens ein Nadelbett abgesenkt und nach erfolgter Schlauchvorlage wieder angehoben. Die Schlauchvorlage erfolgt hierbei während des Schlittenstillstandes. Nachfolgend wird durch RR-Maschen oder Henkel der Schlauch eingebunden.

Je nach gewünschter Gestrickstruktur kann auf einem oder zwei Nadelbetten mit Nadelzug gearbeitet werden. Hierdurch ist es möglich, den Bedeckungsgrad des Schlauches mit Textilmaterial entsprechend den Anforderungen zu variieren. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht die Anwendung von Garnen aus Naturfaserstoffen, synthetischen Faserstoffen oder Mischungen aus beiden vor.

Claims

1. Temperierbares Element für funktionelle Schutzkleidung, bestehend aus einer Textilstruk tur mit als Bindungselement Schuß eingearbeiteten Schläuchen zur Heizung und Kühlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche (2) in ein reguläres Gestrick formgerecht durch Bindungselemente der Maschenstruktur (1) eingebunden sind

2. Temperierbares Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche (2) als Bindungselement Schuß in ein Rechts/Rechts-Gestrick eingebunden sind

3. Temperierbares Element nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche (2) als durchgehende Parallelschüsse im Abstand (a) mäanderförmig eingebunden sind

4. Temperierbares Element nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche (2) als Parallelschüsse über Teilbreiten im Abstand mäanderförmig eingebunden sind

5. Temperierbares Element nach Ansprüch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den Parallelschüssen unterschiedlich sind

6. Temperierbares Element nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche (2) im Abstand von den regulär ausgebildeten Warenrändern (4) umkehren

7. Temperierbares Element nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche (2) am Umkehrpunkt der Schlauchmäander schlaufenförmig an den Gestrickrändern (4) überstehen

8. Temperierbares Element nach Ansprüch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche (2) zwischen zwei Rechts/Links-Gestrickflächen eingebunden sind, die alternierend durch Rechts/Rechts-Maschenreihen oder Henkel verbunden sind

9. Temperierbares Element nach Ansprüch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in ein Rechts/Rechts-Gestrick eingebundenen Schläuche (2) wenigstens von den Maschen (1a, 1b) einer Gestrickseite innerhalb einer Gestrickreihe im Abstand eingebunden sind

10. Temperierbares Element nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestrickstruktur aus Naturfaserstoffen, synthetischen Faserstoffen oder Mischungen von beiden besteht

11. Verfahren zur Herstellung eines temperierbaren Elementes für funktionelle Schutzkleidung, bestehend aus einer Textilstruktur mit als Bindungselement Schuß eingearbeiteten Schläuchen zur Heizung und Kühlung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Rechts/Rechts-Flachstrickmaschine bei der Herstellung eines regulären Gestrickes Schläuche (2) mittels getrennter Fadenführer intermittierend in den Bereich zwischen vorderem und hinterem Nadelbett eingelegt und durch Bindungselemente der Gestrickstruktur eingebunden werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlaucheintrag durch mehrere Schlauchfadenführer erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbindung durch Maschen oder Henkel erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchfaden führer über eine unterschiedliche Anzahl von Arbeitstakten verweilen.

15. Verfahren nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchfaden führer innerhalb der Gestrickbreite umkehren.

16. Verfahren nach Anspruch 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchfaden führer außerhalb der Gestrickbreite umkehren.

17. Verfahren nach Anspruch 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchfaden führer beim Legevorgang den Fadenführern für das Textilmaterial voreilen und mit diesen gemeinsam vom Schlitten bewegt werden.

18. Verfahren nach Anspruch 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchfaden führer separat angetrieben werden

19. Verfahren nach Anspruch 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche unterhalb der Abschlagkanten zwischen zwei Rechts/Links-Gestrickflächen eingelegt werden, die nachfolgend durch Rechts/Rechts-Maschen oder Henkel miteinander verbunden werden

20. Verfahren nach Anspruch 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander auf dem vorderen und hinteren Nadelbett Rechts/Links-Maschenreihen gebildet werden, dann ein Nadelbett abgesenkt, die Schläuche während des Schlittenstillstandes zwischen die Abschlagkanten gelegt, danach das Nadelbett wieder gehoben und die eingelegten Schläuche durch Bildung von Rechts/Rechts-Maschen oder Henkeln eingebunden werden

21. Verfahren nach Anspruch 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oder in beiden Nadelbetten mit Nadelzug gearbeitet wird.

22. Verfahren nach Anspruch 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß reihenweise wechselnd nur die Nadeln eines Nadelbettes arbeiten.

23. Verfahren nach Anspruch 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Textilmaterialien Garne aus Naturfaserstoffen, synthetischen Faserstoffen oder Mischungen von beiden verarbeitet werden.