DE19829975B4 - Schutzmaterial gegen chemische Gifte und Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung - Google Patents

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Abstract

Wasserdampfdurchlässiges, flächiges Schutzmaterial, umfassend einen luftdurchlässigen, textilen Träger und eine darauf applizierte, geschlossene, nichtporöse wasserdampfdurchlässige Sperr- und Haftschicht, auf welcher Adsorbentien auf Basis von Aktivkohle haften, wobei die Sperr- und Haftschicht als Dispersion eines wasserdampfdurchlässigen, maskierten Isocyanats, welches mit einem Diamin vernetzt ist, auf dem luftdurchlässigen, textilen Träger aufgetragen ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schutzmaterial gegen chemische Gifte und ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung für die Herstellung von Schutzanzügen gegen chemische Kampfstoffe.
  • Schutzanzüge gegen chemische Kampfstoffe, die für einen längeren Einsatz unter den verschiedensten Bedingungen gedacht sind, dürfen beim Träger zu keinem Hitzestau führen. Man verwendet deshalb hauptsächlich luftdurchlässige Materialien.
  • In den meisten Fällen sind entweder im Schnitt ca. 0,5 mm große Aktivkohleteilchen (Kügelchen) an auf einem Träger aufgedruckten Klebehäufchen gebunden, oder aber es kommt ein retikulierter PU-Schaum, der mit einer Kohlepaste imprägniert ist, als Adsorptionsschicht, die durch einen "Außenstoff" ergänzt wird, zur Anwendung. Gelegentlich findet man auch Verbundstoffe, die ein Aktivkohlevlies beinhalten.
  • Aus größerer Höhe fallende, insbesondere eingedickte Kampfstofftröpfchen können unter Umständen bis in die Adsorptionsschicht eindringen und diese örtlich überfordern. Um solches zu vermeiden, wurden auch Sperrschichten gegen Flüssigkeiten eingebaut, die z. B. aus einer mikroporösen, sehr dünnen Teflonmembran bestehen. Es wurden auch kompakte, wasserdampfdurchlässige Beschichtungen vorgeschlagen. In einem besonderen Fall wird ein wasserdampfdurchlässiges, präpolymeres, mit einem Amin zu vernetzendes maskiertes Isocyanat vorgeschlagen, welches gleichzeitig die Rolle einer Sperrschicht sowie die eines Klebers für die Adsorbentien übernimmt. Abgesehen davon, daß es sich beim Kleber um ein hochviskoses Produkt handelte, welches sich nicht in dünner Schicht auftragen läßt, konnte das tiefe Eindringen in den textilen Träger nicht vermieden werden, so daß der textile Charakter total verloren ging und das fertige Schutzmaterial für den gedachten Zweck ungeeignet war.
  • Die auf die Patentinhaberin selbst zurückgehende DE 39 39 373 C2 betrifft ein Material für Schutzanzüge und ein Verfahren zu seiner Herstellung, wobei auf einer auf einem luftdurchlässigen textilen Träger laminierten, mikroporösen Teflonmembran zusätzlich eine punktförmige Klebstoffschicht auf Basis eines Polyurethans aufgebracht ist, an der kugelförmige Adsorbentien haften. Die Teflonmembran weist eine mikroporöse Struktur auf und fungiert als Sperrschicht gegenüber chemischen Stoffen, wobei es nicht vorgesehen ist, die Sperrschicht gleichzeitig als Haftschicht für die Adsorbentien auszubilden.
  • Weiterhin betrifft die ebenfalls auf die Patentinhaberin selbst zurückgehende DE 38 15 720 A1 ein Verfahren zur Herstellung wasserdichter, aber wasserdampfdurchlässiger Flächengebilde, wobei ein Film eines thermoplastischen Kunstharzes zunächst auf ein Umkehr- bzw. Trennpapier aufgerakelt wird, dieser Film dann mit dem Papier thermisch auf einen Textilträger kaschiert, anschließend mit diesem vollflächig verschweißt wird und schließlich nach Abkühlung das Papier abgezogen wird. Eine zusätzliche Beaufschlagung des Flächengebildes mit Adsorbentien ist in diesem Dokument nicht vorgesehen.
  • Die DE 694 14 007 T2 betrifft Verbundmaterialien für Bekleidungsstücke, die eine Polymerschicht und hierin eingelagerte Absorptionsmittelpartikel zur Erhöhung der Wasserdampfdurchlässigkeit umfassen. Es werden Absorptionsmittelpartikel sowie hydrophile Partikel eingesetzt, die durch Absorption eines großen Volumens einer wäßrigen Flüssigkeitsquelle quellen und die Form eines Gels einnehmen können. Das Material besitzt keine Adsorptionsmittel (Adsorbentien), so daß Giftstoffe nicht durch Adsorption unschädlich gemacht werden können.
  • Schließlich betrifft die DE 195 19 869 A1 ein mehrlagiges, luftdurchlässiges, dekontaminierbares Schutzmaterial, insbesondere für die Herstellung von luft- und wasserdurchlässigen ABC-Schutzanzügen, wobei als Adsorbens ein mit einem Katalysator imprägniertes, auf ein textiles, luftdurchlässiges Trägermaterial aufkaschiertes Aktivkohlematerial in Form von Aktivkohlefasern oder -kugeln eingesetzt wird. Eine Ausstattung des in diesem Dokument beschriebenen Schutzmaterials mit einer wasserdampfdurchlässigen, aber luftundurchlässigen Sperrschicht ist dabei nicht vorgesehen.
    •
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schutzmaterial herzustellen, welches geschmeidig ist, eine hohe Schutzwirkung (Kapazität) aufweist und bei guter Atmungsaktivität eine Sperrschicht gegen das Durchschlagen flüssiger Kampfstoffe besitzt, die gleichzeitig Regen- und Windschutz bietet.
  • Zur Lösung der zuvor geschilderten Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung ein wasserdampfdurchlässiges, flächiges Schutzmaterial gemäß Anspruch 1 vor. Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Sachunteransprüche.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schutzmaterials gemäß Patentanspruch 12. Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Verfahrensunteransprüche.
  • Schließlich ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Schutzmaterials zur Herstellung von Schutzanzügen gemäß Anspruch 16.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wurde also gelöst durch die Verwendung einer Dispersion eines präpolymeren, maskierten, wasserdampfdurchlässigen Isocyanats, dem ein Diamin als Vernetzer zugefügt ist. Um eine ausreichende Lagerfähigkeit zu garantieren, ist die Reaktivität der maskierten Isocyanatgruppe ein sorgfältiger Kompromiß, andererseits dürfen die hydrophilen Segmente nur zu einer mäßigen Quellung des Polymers führen. Derartige Dispersionen lassen sich als sehr dünner Strich auftragen (25 bis 50 g Trockensubstanz pro m2) und dringen nur wenig in den textilen Träger, der bevorzugterweise hydro- und oleophobiert ist, ein.
  • Diese Beschichtung wird ohne zu vernetzen getrocknet, so daß auf dem Träger eine sehr klebrige, geschlossene Schicht entsteht, die mit körnigen Adsorbentien bestreut wird. Dank der hohen Anfangshaftung bleiben die Adsorbentien haften, wo sie auftreffen. Der Kleber wird anschließend bei ca. 160 ° bis 180 °C vernetzt, wobei die Adsorbentien gleichzeitig angepreßt werden (z. B. Flachkalander). Bei vorsichtigem Aufstreuen der Adsorbentien können diese auch direkt auf die ungetrocknete, nasse Dispersion aufgestreut werden. Danach sollte die Ware getrocknet werden, ohne die jetzt sehr klebrige Beschichtung zu vernetzen. In diesem Stadium kann die Ware bereits problemlos gehandhabt werden, da auf grund der hohen Klebrigkeit die Adsorbentien gut haften. Die Vernetzung bei ca. 160 ° bis 180 °C geschieht vorteilhaft auf einer Flachkaschiermaschine, wobei das gleichzeitige Anpressen der Adsorbentien an der Beschichtung zu einer sehr guten Haftung führt. Bei der Vernetzung der Haftmaße auf dem Flachkalander kann man die Adsorbentien mit einer leichten Abdeckung versehen, die mit Hilfe von aufgedruckten Schmelzkleberpunkten zum Haften gebracht wird.
  • Das erfindungsgemäß verwendete Adsorbens ist Aktivkohle, insbesondere Kugelkohle mit einem mittleren Durchmesser von 0,3 bis 1 mm, vorzugsweise 0,5 mm, und einer inneren Oberfläche von 800 bis 1.500 m2/g, insbesondere 1.000 bis 1.200 m2/g. Allerdings können auch für besondere Zwecke poröse Polymere, wie sie beispielsweise unter dem Namen SORBATHENE® angeboten werden, Ionenaustauscher, hydrophile Zeolithe sowie imprägnierte Aktivkohle eingesetzt werden. Statt der körnigen Adsorbentien können auch Aktivkohle-Flächengebilde (z. B. Vliese, Gewirke, Gewebe ...) mit ca. 20 bis 100 g/m2 eingesetzt werden.
  • Bei einer Beschichtungsauflage von 25 g/m2 – diese braucht man, um eine gute Haftung der Adsorbentien zu erreichen – erreicht man je nach Material eine Wasserdampfdurchlässigkeit von bis zu 8.000 g/m2 pro 24 h, gemessen nach der Methode des umgekehrten Bechers. Die guten Trageeigenschaften werden durch die Pufferwirkung der Aktivkohle noch zusätzlich verbessert. Bei Verwendung der bereits erwähnten Kugelkohle sind Auflagen von ca. 200 g/m2 üblich, so daß bei einem Schweißausbruch etwa 40 g Feuchtigkeit gespeichert werden können, die dann durch die Beschichtung hindurch wieder nach außen abgegeben werden. Ein Schutzanzug kann also theoretisch etwa 150 g Feuchtigkeit speichern.
  • Die Wasserdampfdurchlässigkeit einer kompakten, also nichtporösen Beschichtung beruht immer auf dem Vorhandensein hydrophiler Segmente. Um einen guten Feuchtetransport bei nur mäßiger Quellung zu erzielen, sollten die hydrophilen Bereiche zwar zahlreich sein, aber nur ein mittleres wasserbindendes Vermögen aufweisen. Bei einer Dicke von 20 μm sollte die Wasserdampfdurchlässigkeit nahe 10.000 g/m2 pro 24 h liegen und die Quellung höchstens 30 % betragen. Eine geeignete Dispersion wäre das Versuchsprodukt der Bayer AG, IMPRAPERM VP LS2394.
    •

Claims (16)

  1. Wasserdampfdurchlässiges, flächiges Schutzmaterial, umfassend einen luftdurchlässigen, textilen Träger und eine darauf applizierte, geschlossene, nichtporöse wasserdampfdurchlässige Sperr- und Haftschicht, auf welcher Adsorbentien auf Basis von Aktivkohle haften, wobei die Sperr- und Haftschicht als Dispersion eines wasserdampfdurchlässigen, maskierten Isocyanats, welches mit einem Diamin vernetzt ist, auf dem luftdurchlässigen, textilen Träger aufgetragen ist.
  2. Schutzmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien mit einem leichten textilen Flächengebilde abgedeckt sind, insbesondere wobei das textile Flächengebilde mittels einer diskontinuierlich aufgebrachten Schmelzkleberschicht, vorzugsweise mittels aufgedruckten Schmelzkleberpunkten, an den Adsorbentien haftet.
  3. Schutzmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens körnige Aktivkohle, vorzugsweise eine Kugelkohle mit einem mittleren Durchmesser von 0,3 bis 1 mm, vorzugsweise 0,5 mm, und mit einer inneren Oberfläche von 800 bis 1.500 m2/g, vorzugsweise 1.000 bis 1.200 m2/g, ist.
  4. Schutzmaterial nach Anspruch 3, wobei die Kugelkohle mit einer Auflage von etwa 200 g/m2 aufgebracht ist.
  5. Schutzmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens ein Aktivkohleflächengebilde, insbesondere ein Vlies, Gewirke oder Gewebe, insbesondere mit einem Flächengewicht von 20 bis 100 g/m2, ist.
  6. Schutzmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens eine Imprägnierung trägt.
  7. Schutzmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperr- und Haftschicht hydrophile Segmente und/oder Bereiche aufweist.
  8. Schutzmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperr- und Haftschicht mit einer Auflage von 25 bis 50 g/m2, bezogen auf die Trockensubstanz, aufgetragen ist.
  9. Schutzmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdampfdurchlässigkeit der Sperr- und Haftschicht bei einer Schichtdicke von 20 μm etwa 10.000 g/m2 pro 24 h beträgt und/oder daß die Quellung der Sperr- und Haftschicht höchstens 30 % beträgt.
  10. Schutzmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdampfdurchlässigkeit des Schutzmaterials bei einer Beschichtungsauflage der Sperr- und Haftschicht von 25 g/m2, bezogen auf die Trockensubstanz, bis zu 8.000 g/m2 pro 24 h beträgt.
  11. Schutzmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der textile Träger vorzugsweise hydro- und oleophobiert ist.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Schutzmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein luftdurchlässiger, textiler Träger mit einer Dispersion eines wasserdampfdurchlässigen, präpolymeren, maskierten Isocyanats beschichtet wird, die Beschichtung getrocknet, aber nicht vernetzt wird, die so erhaltene, sehr klebrige Schicht mit Adsorbentien beaufschlagt wird und die Vernetzung der Beschichtung unter Andrücken der Adsorbentien bei 160 bis 180 °C durchgeführt wird.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Schutzmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein luftdurchlässiger, textiler Träger mit einer Dispersion eines wasserdampfdurchlässigen, präpolymeren, maskierten Isocyanats beschichtet wird, das nasse beschichtete Material mit Adsorbentien beaufschlagt und die Beschichtung, ohne zu vernetzen, getrocknet wird und die Vernetzung unter Andrücken der Adsorbentien bei 160 bis 180 °C durchgeführt wird.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Schutzmaterials nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien bei dem letzten Arbeitsgang mit einer leichten textilen Schicht abgedeckt werden, die durch einen diskontinuierlich aufgebrachten Schmelzkleber an den Adsorbentien haftet.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Schutzmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein luftdurchlässiger, textiler Träger mit einer Dispersion eines wasserdampfdurchlässigen, präpolymeren, maskierten Isocyanats beschichtet wird, das nasse beschichtete Material mit Adsorbentien bestreut, getrocknet und gleichzeitig vernetzt wird.
  16. Verwendung eines Schutzmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Herstellung von Schutzanzügen gegen chemische Kampfstoffe.
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