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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein hitzebeständiges Gewebe für den Einsatz
bei der Brandbekämpfung,
aus dem die von Feuerwehrleuten an einer Brandstelle getragenen
Feuerschutzanzüge
gefertigt werden können.
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Das
JP S62-34765 (Kokoku) offenbart ein derartiges herkömmliches
hitzebeständiges
Gewebe. Gemäß 2 weist
dieses Gewebe eine Gummischicht auf, die auf die Oberfläche eines
aus einer Aramidfaser o. ä.
gefertigten Trägergewebes
aufgebracht ist. Ein Polyesterfilm mit an seinen Außenseiten
aufgedampften Aluminiumfilmen ist durch eine erste Klebeschicht
mit der Oberfläche
der Gummischicht verbunden. Ein Tetrafluorethylen-Copolymerfilm
ist mittels einer zweiten Klebeschicht mit der Außenseite
des Bedampfungsfilms verbunden.
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Bei
diesem herkömmlichen
für die
Brandbekämpfung
verwendeten feuerbeständigen
Gewebe wird zur besseren Verarbeitbarkeit der Faser ein Polyesterfilm
verwendet, auf den zur besseren Wärmereflektion durch Vakuum-Bedampfung
erzeugte Auflagefilme aufgebracht sind. Wenn das feuerbeständige Gewebe
jedoch zu einem Feuerschutzanzug vernäht wird, ist der Polyesterfilm
Spannungen ausgesetzt, durch die die Auflagefilme brechen und sich
am Saum von dem Polyesterfilm lösen,
was wiederum die Wetterbeständigkeit
und die Gewebestruktur verschlechtert. Zur Vermeidung dieser Nachteile
wird der als Schutzschicht dienenden Tetrafluorethylen-Copolymerfilm auf
die Oberfläche
des mit den Auflagefilmen versehenen Polyesterfilms verklebt.
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Ein
weiteres herkömmlich
Gewebe zum Einsatz bei der Brandbekämpfung ist in der JP 9-19512 (Kokai)
offenbart. Hier ist (vgl. 3)
auf die Oberfläche
eines Trägergewebes
eine Schicht aus synthetischem Gummi aufgebracht, deren Oberfläche wiederum
durch eine Klebeschicht mit einer hitzereflektierenden Schicht verbunden
ist. Diese Schicht besteht aus einem Tetrafluorethylen-Copolymerfilm, dessen
innere Oberfläche
durch Koronaentladung behandelt wurde, und einem durch Vakuumbedampfung
erhaltenen Film aus Aluminium o. ä., der über eine Grundierungsschicht
auf die Innenfläche
aufgebracht wird.
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Bei
diesem feuerbeständigen
Gewebe zum Einsatz bei der Brandbekämpfung gemäß 3 sind das Gewicht des Trägergewebes
und des synthetischen Gummis reduziert, um das Gesamtgewicht des
Gewebes zu verringern. Weiterhin fehlt der in 2 gezeigte Polyesterfilm, so dass ein
weiches Gewebe mit verbesserter Feuerbeständigkeit erhalten wird. Stattdessen
wird ein Tetrafluorethylen-Copolymerfilm – der bei
herkömmlichen
Geweben als Schutzschicht verwendet wurde – als Trägerschicht für einen
Auflagefilm verwendet. D. h. nachdem die innere Oberfläche des
Tetrafluorethylen-Copolymerfilms durch Koronaentladung behandelt
wurde, wird auf diese über
eine Grundierungsschicht ein Auflagefilm aufgebracht. Dann wird
der Tetrafluorethylen-Copolymerfilm durch eine Klebeschicht mit
einem Trägergewebe
verbunden.
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Dieses
in 3 gezeigte herkömmliche
hitzebeständige
Gewebe für
den Einsatz in der Brandbekämpfung
weist eine verbesserte Struktur auf, indem z. B. ein Tetrafluorethylen-Copolymerfilm
verwendet wird, um das Gewebe weicher zu machen und die Feuerbeständigkeit
zu verbessern. Die Oberfläche
des Copolymerfilms wird durch Koronaentladung behandelt, um ein
ausreichendes Maß an
Klebkraft zwischen dem Copolymerfilm und dem aufgedampften Film
zu erhalten. Der aufgedampfte Film wird auf den Copolymerfilm über die
aus einem synthetischen Harz bestehende Grundierungsschicht aufgebracht;
die so hergestellte hitzereflektierende Schicht 15 wird
auf das Trägergewebe
geklebt. Hierdurch erhält
dieses eine zum Erhalt der nötigen
Hitzereflektion ausreichende Reflektionseigenschaft. Da jedoch der
Hitzewiderstand synthetischen Harzes gering ist, entstehen in einem
solchen herkömmlichen
hitzebeständigen
Stoff bei hohen Temperaturen Risse, und durch die geringe Reflektionseigenschaft wird
die Hitze nicht mehr so stark reflektiert.
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Weiterhin
haben die in 2 und 3 gezeigten herkömmlichen
hitzebeständigen
Stoffe den Nachteil, dass sie relativ dick und schwer sind, weil sich
auf der Oberfläche
des Trägergewebes
eine Gummischicht befindet.
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Bei
den herkömmlichen
hitzebeständigen Geweben
wird ein Kleber verwendet, der aus Akrylharz, einem Urethanharz
oder einem Ethylenvinylacetatharz mit Zusatz von Flammenhemmstoff
besteht. Als Flammenhemmstoff sind z. B. Aluminiumhydroxid, Antimonhydroxid
oder eine Brom- oder Phosphorverbindung geeignet. Hierdurch wird
jedoch das Problem der geringen Klebkraft bei hohen Temperaturen
nicht gelöst.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes hitzebeständiges Gewebe zum
Einsatz in der Brandbekämpfung
anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 oder 2 angegebene Erfindung
gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in dem Unteranspruch
angegeben.
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Bei
der Erfindung kann durch die Plasmabehandlung der inneren Oberfläche oder
beider Oberflächen
eines Fluorharzfilms die Grundierungsschicht weggelassen werden,
was die Klebkraft zwischen dem Fluorharzfilm und einem im Vakuum
aufgedampften Film verbessert; so wird ebenfalls die Hitzebeständigkeit
des Auflagefilms und seine Hitzereflektivität verbessert.
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Vorzugsweise
wird als Kleber für
das Trägergewebe
ein Silikongummikleber verwendet. Hierdurch wird auch dann die Wasserbeständigkeit
verbessert, wenn die synthetische Gummischicht fehlt. Das erfindungsgemäße Gewebe
ist also dünner
und leichter als ein herkömmliches
hitzebeständiges
Gewebe und außerdem
weicher.
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Die
vorliegende Erfindung gibt ein hitzebeständiges Gewebe für den Einsatz
in der Brandbekämpfung
an, bei dem zumindest eine innere Oberfläche eines Fluorharzfilms mit
Plasmaentladung behandelt wird, ein aus einem hellen (reflektierenden) Metall
wie z. B. Aluminium hergestellter Vakuum-gedampfter Film auf die
behandelte Oberfläche
des Fluorharzfilms aufgebracht wird, und der Vakuumgedampfte Film
auf der behandelten Fläche
mit einer äußeren Fläche eines
Trägergewebes
unter Verwendung eines Klebstoffes verbunden wird, um auf der äußeren Oberfläche des
Trägergewebes
eine hitzereflektierende Schicht zu bilden.
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Die
vorliegende Erfindung gibt auch einen hitzebeständigen Stoff zur Brandbekämpfung an,
bei dem ein Vakuum-gedampfter Film eines hellen (reflektierenden)
Metalls, wie z. B. Aluminium, auf eine äußere Oberfläche eines Trägergewebes über eine Klebeschicht
aufgetragen wird; und ein Fluorharzfilm mit einer durch Plasmaentladung
behandelten Klebefläche
mit dem Vakuum-gedampften Film mit Hilfe eines Klebstoffes verklebt
wird, um auf der Außenfläche des
Trägergewebes
eine hitzereflektierende Schicht zu bilden.
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Wie
oben beschrieben, ist bei dem hitzebeständigen Gewebe für den Einsatz
in der Brandbekämpfung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Auflagefilm auf zumindest die innere Oberfläche des Fluorharzfilms
aufgebracht, nachdem diese durch Plasmaentladung behandelt wurde.
Hierdurch wird die Klebkraft zwischen dem Fluorharzfilm und dem Vakuum-gedampften
Film verbessert. Da keine Grundierungsschicht verwendet wird, kann
weiterhin die so gebildete hitzereflektierende Schicht eine Abschwächung der
Helligkeit verhindern, was sonst aufgrund der in der Grundierungsschicht
erzeugten Risse geschehen würde.
Dadurch wird verhindert, dass die Hitzereflektivität bei hohen
Temperaturen abnimmt. Da auf der Oberfläche der hitzereflektierenden
Schicht keine entflammbare synthetische Harzschicht verwendet wird,
entflammt das Gewebe weniger leicht.
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Die
Verwendung eines Sikongummiklebers zum Verbinden des Trägergewebes
und des Vakuum-gedampften Films kann die Feuerbeständigkeit und
die Flammenhemmung verbessern. Auch bei Weglassen der synthetischen
Gummischicht lässt sich
die Wasserbeständigkeit
erhalten. Hierdurch wird das Gewebe außerdem leichter und weicher.
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Im
Vergleich zu herkömmlichen
Geweben kann bei dem erfindungsgemäßen Gewebe die Gesamtzahl der
verwendeten Schichten um mindestens zwei reduziert werden, nämlich um
eine Grundierungsschicht und eine synthetische Gummischicht, wodurch
weniger Herstellungsschritte erforderlich sind und die Produktivität erhöht werden
kann.
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Zusätzlich wird
durch die Verwendung von Silikongummikleber bei hohen Temperaturen
die Klebkraft erhöht
und die Flammenbildung gehemmt, ohne dass ein toxischer Zusatz,
wie z. B. Antimonoxid oder eine organische Halogenverbindung, verwendet
werden muss. Weiterhin verhindert der wasserabstoßende Silikongummi
das Eindringen von Wasser in das Gewebe.
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Im
Folgenden wir die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei
wird auf die bevorzugte Ausführungsform
Bezug genommen. Es zeigen:
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1 einen
vergrößerten teilweisen
Querschnitt durch das hitzebeständige
Gewebe für
den Einsatz in der Brandbekämpfung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 einen
vergrößerten teilweisen
Querschnitt durch ein herkömmliches
hitzebeständiges Gewebe
für den
Einsatz in der Brandbekämpfung; und
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3 einen
vergrößerten teilweisen
Querschnitt durch ein weiteres herkömmliches hitzebeständiges Gewebe
für den
Einsatz in der Brandbekämpfung.
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1 ist
ein vergrößerter teilweiser
Querschnitt durch ein hitzebeständiges
Gewebe für
den Einsatz in der Brandbekämpfung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Das
hitzebeständige
Gewebe der vorliegenden Ausführungsform
weist die folgende Struktur auf.
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Wie
in 1 gezeigt, ist ein Trägergewebe 16 aus einem
hitzebeständigen
Mischgewebe, das aus gesponnener Aramidfaser des Meta-Typs und einer
Aramidfaser des Para-Typs gewoben ist, hergestellt, wobei das Trägergewebe
ein Flächen-Gewicht von
160 g/m2 hat. Diese Zusammensetzung erhöht den Feuerwiderstand
und die physikalische Festigkeit des Gewebes.
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Auf
die Oberfläche
des Trägergewebes 16 ist eine
hitzereflektierende Schicht 17 aufgebracht, die mit diesem über einen
Silikongummikleber 18 verklebt ist. Die Silikongummikleber-Schicht
ist vorzugsweise ca. 20 bis 80 μm
dick. Wenn die Dicke der Silikongummikleberschicht 18 diesen
Bereich überschreitet,
wird das Gewebe hart. Wenn die Dicke der Silikongummikleberschicht 18 den
Bereich unterschreitet, kann zwischen der hitzereflektierenden Schicht 17 und
dem Trägergewebe 16 keine
ausreichende Klebkraft erzielt werden. Der Silikongummikleber 18 verbessert
die Wasserbeständigkeit
und verringert die Entflammbarkeit, wodurch die in 3 dargestellte
synthetische Gummischicht – die
herkömmlich
für die
Wasserbeständigkeit
nötig war – in der
vorliegenden Ausführungsform
weggelassen werden kann. Daher ist das hitzebeständige Gewebe der vorliegenden
Ausführungsform
weicher als das in 3 dargestellte. Weiterhin ist
das hitzebeständige Gewebe
der vorliegenden Ausführungsform
um das Gewicht der Schicht aus synthetischem Gummi, d. h. um ca.
150 g/m2, leichter als das herkömmliche
hitzebeständige
Gewebe.
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Die
hitzereflektierende Schicht 17 gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst einen Fluorharzfilm (vorzugsweise einen Tetrafluorethylen-Copolymerfilm) 19.
Die äußere Oberfläche 19a und
die innere Oberfläche 19b des
Fluorharzfilms 19 werden durch Plasmaentladung behandelt,
und Aluminiumpartikel werden im Vakuum auf die behandelten Oberflächen aufgedampft,
um die Auflagefilme 20 und 21 zu bilden. Der Fluorharzfilm 19 weist
eine Dicke von 25 μm
auf, während
jeder der Vakuumgedampften Filme 20 und 21 eine
Dicke von ca. 0,05 μm
hat.
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Da
die Grundierungsschicht weggelassen ist, können sich in dieser auch keine
Risse bilden, die eine verringerte Reflektivität zur Folge hätten. So wird
verhindert, dass die Hitzereflektivität der Vakuum-gedampften Filme 20 und 21 abgeschwächt wird.
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Bei
der Plasmaentladung wird ein Material unter Verwendung von entladungsinduziertem
Plasma in der Atmosphäre
eines spezifischen Gases bei 1,0 × 10–1 bis
1,0 × 10–2 Torr
abgesetzt. Wenn Aluminiumpartikel nach diesem Verfahren auf einen
Tetrafluorethylen-Copolymerfilm aufgebracht werden, lässt sich
eine hohe Klebkraft erzielen und die Helligkeit bzw. die Hitzereflektivität kann soweit
erhöht
werden, dass das Material einen Hitzebeständigkeitstest übersteht.
Dies ist nicht der Fall, wenn die Bedampfung durch Koronaentladung
erfolgt. Als spezifisches Gas können
z. B. Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Kohlendioxid und eine Mischung
dieser Gase verwendet werden.
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Mit
dem hitzebeständigen
Gewebe der vorliegenden Ausführungsform
wurde ein Hitzereflektionstest durchgeführt. Ein erstes Muster mit
einer Breite von 8 cm und einer Länge von 15 cm wurde aus dem
hitzebeständigen
Gewebe der ersten Ausführungsform
vorbereitet, bei welcher ein Auflagefilm nur auf der inneren Oberfläche des
Fluorharzfilms 19 ausgebildet war. Ein zweites Muster mit
einer Breite von 8 cm und einer Länge von 15 cm wurde aus dem hitzebeständigen Gewebe
der ersten Ausführungsform
vorbereitet, bei welcher der Auflagefilm auf beiden Oberflächen des
Fluorharzfilms 19 ausgebildet war. Beide Muster wurden
zum Erhitzen in einem Abstand von 2,54 cm (1 Inch) von einem Infraroterhitzer mit
einer Temperatur von 1600°C
angeordnet. Nach 10 sec wurde das Aussehen des ersten Musters,
bei dem der Auflagefilm sich nur auf der inneren Oberfläche des
Fluorharzfilms 19 befand, untersucht. Nach 40 sec
wurde das Aussehen des zweiten Musters, bei dem sich der Auflagefilm
auf beiden Oberflächen des
Fluorharzfilms 19 befand, untersucht. An den Außenflächen beider
Muster waren keine Anormalitäten erkennbar.
Außerdem
wurde ein Hitzdurchlässigkeitstest
durchgeführt.
Dabei wurden zwei Muster mit den gleichen Abmessungen und der gleichen
Struktur wie beim ersten Versuch verwendet, an denen jeweils Filterpapier
befestigt war. Jedes Muster wurde zum Erhitzen in einem Abstand
von 2,54 cm (1 Inch) vor einem Infraroterhitzer mit einer Temperatur
von 1600°C
angeordnet. Nach 10 sec wurde das Aussehen des Papierfilters
des ersten Musters geprüft,
bei dem der Auflagefilm sich nur auf der inneren Oberfläche des
Fluorharzfilms 19 befand. Nach 40 sec prüfte man
das Erscheinungsbild des Papierfilters des zweiten Musters, bei
dem der Auflagefilm sich auf beiden Oberflächen des Fluorharzfilms 19 befand.
In Bezug auf das Aussehen der an dem ersten und dem zweiten Muster
angebrachten Papierfilter war keine Anormalität festzustellen. Diese Tests
wurden innerbetrieblich durchgeführt.
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Im
Folgenden wird eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines hitzebeständigen Gewebes
zur Verwendung bei der Brandbekämpfung beschrieben.
Bei diesem Gewebe wird ein Vakuum-gedampfter Film eines hellen (reflektierenden) Metalls,
wie z. B. Aluminium, auf eine Außenfläche eines Trägergewebes
durch eine feuerfeste Klebschicht (z. B. bestehend aus Urethanharz
unter Zusatz eines Flammenhemmers) aufgebracht. Dann wird ein Fluorharzfilm
mit einer durch Plasmaentladung behandelten Verbindungsfläche unter
Verwendung eines Klebers auf den im Vakuum gedampften Film geklebt,
um eine hitzereflektierende Schicht auf der Außenfläche des Trägergewebes zu bilden.
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Bei
den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen wird vorzugsweise
ein Silikongummikleber als Flammenhemmer verwendet.
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Bei
jeder der oben genannten Ausführungsformen
ist auf beide Oberflächen
eines Fluorharzfilms ein hell-glänzendes
Metall aufgetragen. Jedoch kann der erfindungsgemäße Vakuum-gedampfte Film
ausschließlich
auf der inneren Oberfläche
eines Fluorharzfilms ausgebildet sein. In diesem Fall muss die äußere Oberfläche des
Fluorharzfilms nicht durch Plasmaentladung behandelt werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird der aus hellem Metall bestehende
Vakuumgedampfte Film entweder nur auf der inneren Oberfläche oder
auf beiden Oberflächen
eines Tetrafluorethylen-Copolymerfilms unter Verwendung von vorzugsweise
Titan-, Zinn- oder Chrompulver (anstelle von Aluminiumpulver) ausgebildet.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann der durch Plasmaentladung behandelte
Film ein beliebiger Fluorharzfilm sein. Jedoch wird vorzugsweise
ein Tetrafluorethylen-Copolymerfilm
verwendet.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist das Material des Trägergewebes
nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Z.
B. kann das Trägergewebe
ausschließlich
aus einer Aramidfaser des Para-Typs bestehen. In diesem Fall wird das
Trägergewebe
leichter. Weiterhin können
vorzugsweise Materialien mit hohem Flamm- und Hitzewiderstand und
physikalischer Festigkeit für
das Trägermaterial
verwendet werden.