-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein textiles Flächengebilde in Form eines Verbundmaterials,
insbesondere zum Schutz gegenüber
biologischen und chemischen Schadstoffen und Giften, wie biologischen
und chemischen Kampfstoffen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1. Das erfindungsgemäße textile
Flächengebilde
bzw. Verbundmaterial eignet sich insbesondere zur Verwendung für die Herstellung
von Schutzmaterialien aller Art, wie z. B. Schutzanzügen, Schutzhandschuhen,
Schutzschuhen (z. B. Schutzstiefeln) und anderen Schutzbekleidungsstücken sowie
Schutzabdeckungen (z. B. für Krankentransporte),
Schlafsäcken
und dergleichen, sowohl für
den militärischen
als auch für
den zivilen Bereich, insbesondere für den ABC-Einsatz. Weiterer Gegenstand
der vorliegenden Erfindung sind die vorgenannten Schutzmaterialien
selbst.
-
Aktivkohle
ist aufgrund ihrer recht unspezifischen adsorptiven Eigenschaften
das am meisten angewandte Adsorbens. Gesetzliche Auflagen, aber auch
das steigende Bewußtsein
der Verantwortung für
die Umwelt führen
zu einem steigenden Bedarf an Aktivkohle. Des weiteren kommt Aktivkohle
auch zur Anwendung in Schutzmaterialien gegen chemische und biologische
Schadstoffe und Gifte
-
Aktivkohle
wird im allgemeinen durch Carbonisierung (synonym auch als Schwelung
oder Pyrolyse bezeichnet) und anschließende Aktivierung kohlenstoffhaltiger
Verbindungen bzw. Materialien erhalten, wobei solche Verbindungen
bzw. Materialien bevorzugt werden, die zu ökonomisch vernünftigen Ausbeuten
führen.
Denn die Gewichtsverluste durch Abspalten flüchtiger Bestandteile beim Carbonisieren und
durch den Abbrand beim Aktivieren sind erheblich. Während bei
der Carbonisierung die Umwandlung des kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials
zu Kohlenstoff erfolgt, d. h. mit anderen Worten das Ausgangsmaterial
verkohlt wird, wird bei der nachfolgenden Aktivierung ein gezielter
Abbrand der Aktivkohle vorgenommen, um die Porosität zu erhöhen und
somit die Zunahme der inneren Oberfläche (Porenvolumen) zu bewirken
und folglich die Leistungsfähigkeit der
Aktivkohle zu steigern. Die Beschaffenheit der erzeugten Aktivkohle – fein-
oder grobporig, fest oder brüchig – hängt auch
vom Ausgangsmaterial ab. Übliche
Ausgangsmaterialien sind z. B. Kokosnußschalen, Holzabfälle, Torf,
Steinkohle, Peche, Polymere, aber auch Kunststoffe, die unter anderem
bei der Herstellung von Aktivkohlegeweben eine Rolle spielen. Für weitere
Einzelheiten zur Herstellung von Aktivkohle kann beispielsweise
verwiesen werden auf H. v. Kienle und E. Bäder, Aktivkohle und ihre industrielle
Anwendung, Enke Verlag Stuttgart, 1980.
-
Aktivkohle
wird in verschiedenen Formen verwendet. So kennt man Aktivkohle
in Form von Pulverkohle, Splitterkohle, Kornkohle, Formkohle und Kugelkohle
sowie in Form von Aktivkohlefasern, insbesondere in Form von Flächengebilden
aus Aktivkohlefasern. Solche Aktivkohlefaserflächengebilde kommen beispielsweise
bei der Herstellung von Schutzmaterialien aller Art, wie sie zuvor
genannt worden sind, zum Einsatz.
-
Die
Herstellung von Aktivkohlefaserflächengebilden ist beispielsweise
in der WO-A-98/041678 bzw. der hieraus hervorgehenden
EP 0 966 558 B1 bzw.
DE 698 09 718 T2 oder
in der WO-A-01/70372 und in der
DE 196 47 366 A1 beschrieben. Dabei wird im
allgemeinen so vorgegangen, daß ein
textiles Flächengebilde
aus einem geeigneten carbonisierbaren Ausgangsmaterial (z. B. Cellulose,
Viskose, Baumwolle, Polyacrylnitril etc.) durch einen Carbonisierungs-
und Aktivierungsofen geführt
wird, wobei die maximale Bahnbreite des einsetzbaren Ausgangsmaterials
durch die Ofendimensionen beschränkt
ist. Bei der Carbonisierung mit nachfolgender Aktivierung kommt
es zudem zu einer erheblichen Schrumpfung des Materials, so daß das Endprodukt, d.
h. das fertige carbonisierte und aktivierte Aktivkohlefaserflächengebilde,
im Vergleich zum Ausgangsmaterial eine deutlich geringere Bahnbreite
aufweist, wobei, je nach Herstellungsprozeß, Schrumpfungswerte des Endprodukts
im Vergleich zum Ausgangsmaterial von bis zu 30 % oder mehr herstellungsbedingt
auftreten.
-
Mit
für diese
Zwecke üblichen
Carbonisierungs- und Aktivierungsöfen können im allgemeinen keine Aktivkohlefaserflächengebildebahnen
mit einer Bahnbreite über
120 cm gefertigt werden. Dies führt zu
dem entscheidenden Nachteil einer schlechten konfektionstechnischen
Ausnutzung von zum Teil unter 60 % dieses Materials, wenn es für die Herstellung
der vorgenannten Schutzmaterialien (z. B. ABC-Schutzanzüge und dergleichen)
verarbeitet bzw. geschnitten wird.
-
Es
ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Material
bereitzustellen, das die zuvor geschilderten Nachteile des Standes
der Technik zumindest weitgehend vermeidet bzw. abschwächt.
-
Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung
eines Materials in Form eines Aktivkohlefaserflächengebildes mit größerer Bahnbreite,
so daß eine
verbesserte konfektionstechnische Ausnutzung bei der Herstellung
der vorgenannten Schutzmaterialien (z. B. Schutzanzüge und dergleichen)
ermöglicht
wird.
-
Zur
Lösung
des zuvor geschilderten Problems schlägt die vorliegende Erfindung
ein textiles Flächengebilde
in Form eines Verbundmaterials gemäß Anspruch 1 vor. Weitere,
vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen textilen Flächengebildes
sind Gegenstand der diesbezüglichen
Unteransprüche.
-
Weiterer
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Schutzmaterialien, insbesondere
Schutzanzüge,
Schutzhandschuhe, Schutzschuhe (z. B. Schutzstiefel) und andere
Schutzbekleidungsstücke sowie
Schutzabdeckungen (z. B. für
Krankentransporte), Schlafsäcke
und dergleichen, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen textilen
Flächengebildes
hergestellt sind bzw. das erfindungsgemäße textile Flächengebilde
aufweisen. Somit ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch
die Verwendung des erfindungsgemäßen textilen
Flächengebildes
zur Herstellung der vorgenannten Schutzmaterialien.
-
Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist – gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung – somit ein gas-, wasser- und
wasserdampfdurchlässiges
textiles Flächengebilde
in Form eines Verbundmaterials, insbesondere zum Schutz gegenüber biologischen
und chemischen Schadstoffen und Giften, wie biologischen und chemischen
Kampfstoffen, welches eine textile Trägerschicht umfaßt, auf die
zwei Flächenstücke aus
Aktivkohlefasern aufkaschiert sind derart, daß sich Ränder der beiden Aktivkohlefaserflächenstücke berühren bzw. überlappen, wobei
die beiden Aktivkohlefaserflächenstücke durch die
textile Trägerschicht
miteinander verbunden sind und auf diese Weise eine quasi durchgängige, einheitliche
Aktivkohlefaserflächenschicht
gebildet ist.
-
Auf
diese Weise ist es möglich,
Aktivkohlefaserflächengebilde
beliebiger Breite zu erzeugen, die aus einzelnen Aktivkohlefaserflächenstücken bestehen
bzw. zusammengesetzt sind, deren jeweilige Breite wiederum durch
den Herstellungsprozeß vorgegeben
bzw. beschränkt
ist. Die einzelnen Aktivkohlefaserflächenstücke werden also nahtlos und
wirksam über
eine textile Trägerschicht
miteinander verbunden. An den Übergangsstellen
zwischen jeweils zwei Aktivkohlefaserflächenstücken berühren sich die jeweils benachbarten
Ränder
bzw. Kanten zweier Aktivkohlefaserflächenstücke über die gesamte Berührungslänge, wobei
die Berührung
der benachbarten Ränder
bzw. Kanten zweier Aktivkohlefaserflächenstücke derart ausgebildet sein
kann, daß entweder
die betreffenden Ränder
bzw. Kanten der beiden Aktivkohlefaserflächenstücke bündig aneinander anliegen oder
aber überlappen.
Auf diese Weise wird eine effiziente Verbindung von zwei oder mehr
Flächenstücken aus
Aktivkohlefasern zu einem Gesamtaktivkohlefaserflächengebilde
beliebig einstellbarer Flächendimension
bzw. Flächenausdehnung ermöglicht.
-
Wenn
aus diesem Material dann Schutzmaterialien der zuvor genannten Art
hergestellt werden (z. B. Schutzanzüge, Schutzhandschuhe, Schutzschuhe
etc.), führt
dies zu einer erheblich verbesserten konfektionstechnischen Ausnutzung,
insbesondere beim Zuschneiden des Materials bei der Herstellung
der zuvor genannten Schutzmaterialien. Insbesondere kann der konfektionstechnische
Ausnutzungsgrad – im
Vergleich zu den einzelnen Aktivkohlefaserflächenstücken – auf über 90 % gesteigert werden,
d. h. mehr als 90 % des erfindungsgemäßen textilen Flächengebildes
kann bei seiner Verarbeitung zu den vorgenannten Schutzmaterialien
ausgenutzt werden, während
nur weniger als 10 % Verschnitt bzw. nicht verwertbares Restmaterial
verbleibt. Im Gegensatz hierzu liegt der konfektionstechnische Ausnutzungsgrad
bei einzelnen, d. h. nicht miteinander verbundenen Aktivkohlefaserflächenstücken zum
Teil nur unter 60 %.
-
Weitere
Vorteile, Eigenschaften, Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung
dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Es zeigt:
-
1A eine
schematische, explosionsartige Darstellung eines textilen Flächengebildes
nach der vorliegenden Erfindung gemäß einer ersten Ausführungsform,
wonach die Ränder
der beiden verbundenen bzw. zusammengeführten Flächenstücke aus Aktivkohlefasern einander
berühren
und bündig
zueinander abschließen
bzw. bündig
aneinander anliegen,
-
1B eine
schematische, explosionsartige Darstellung eines textilen Flächengebildes
nach der vorliegenden Erfindung gemäß einer zweiten, alternativen
Ausführungsform,
wonach die Ränder
der beiden verbundenen bzw. zusammengeführten Flächenstücke aus Aktivkohlefasern miteinander überlappen.
-
1A und 1B zeigen
jeweils eine schematische, explosionsartige Darstellung eines textilen
Flächengebildes 1 nach
der vorliegenden Erfindung. Das erfindungsgemäße textile Flächengebilde 1,
welches insbesondere zum Schutz gegenüber biologischen und chemischen
Schadstoffen und Giften, wie z. B. biologischen und chemischen Kampfstoffen,
geeignet ist, ist in der Art eines textilen Verbundstoffes bzw.
Laminats aus einer Mehrzahl von Schichten bzw. Lagen 2, 3, 4, 5 aufgebaut.
Das textile Flächengebilde 1 weist
eine textile Trägerschicht 2 auf,
auf die ein erstes Flächenstück 3 aus
Aktivkohlefasern und ein zweites Flächenstück 4 aus Aktivkohlefasern
aufkaschiert bzw. auflaminiert ist, d. h. die beiden Aktivkohlefaserflächenstücke 3, 4 sind
dauerhaft mit der textilen Trägerschicht 2 verbunden.
Das Aufkaschieren bzw. Auflaminieren der beiden Aktivkohlefaserflächenstücke 3, 4 auf
die Trägerschicht 2 erfolgt
derart, daß einerseits
die beiden Flächenstücke 3, 4 durch
die Trägerschicht 2 miteinander
verbunden sind und andererseits die Ränder bzw. Kanten der beiden
Flächenstücke 3, 4 einander
berühren und/oder überlappen,
vorzugsweise über
die gesamte Länge
der berührenden
bzw. überlappenden
Ränder
bzw. Kanten.
-
Unter
dem Begriff "Kaschieren" – erfindungsgemäß synonym
auch als "Laminieren" bezeichnet – wird insbesondere
das Verbinden von zwei oder mehr Lagen oder Schichten mit Hilfe
geeigneter Kaschiermittel (z. B. Klebstoffe) verstanden (vgl. Römpp, Chemielexikon,
10. Auflage, Band 3, 1997, Georg Thieme Verlag Stuttgart/New York,
Seite 2088, Stichwort: "Kaschieren").
-
Gemäß einer
ersten Ausführungsform,
wie sie in 1A dargestellt ist, berühren sich
die beiden Flächenstücke 3, 4 derart,
daß ihre
betreffenden Ränder
bzw. Kanten entlang der gesamten Berührungslänge bündig aneinander anliegen, d.
h. keine Lücke
zwischen den beiden über
die Trägerschicht 2 verbundenen
Flächenstücke 3, 4 entsteht.
Auf diese Weise entsteht eine einheitliche, durchgehende Aktivkohlefaserflächenschicht
aus den beiden Flächenstücken 3, 4.
Damit gewährleistet
ist, daß die
beiden Flächenstücke 3, 4 entlang
der gesamten Länge
der sich jeweils berührenden
Ränder
bzw. Kanten bündig bzw.
dicht aneinanderliegen, werden die beiden Flächenstücke 3, 4 vorzugsweise
unmittelbar vor ihrer Aufkaschierung auf die Trägerschicht 2 zugeschnitten,
so daß die
aneinanderliegenden Ränder
bzw. Kanten der Aktivkohlefaserflächenstücke 3, 4 zueinander
kompatibel sind und bündig
aneinander angrenzen bzw. anliegen.
-
Gemäß einer
zweiten, alternativen Ausführungsform,
wie sie in 1B dargestellt ist, erfolgt das
Aufkaschieren der Aktivkohlefaserflächenstücke 3, 4 auf
die textile Trägerschicht 2 derart,
daß die
aneinander angrenzenden Ränder
bzw. Kanten der beiden Flächenstücke 3, 4 überlappen,
wobei die Flächenstücke 3, 4 gleichzeitig
dauerhaft mit der textilen Trägerschicht 2 verbunden
sind und über
diese Trägerschicht 2 miteinander
verbunden sind. In der Ausschnittvergrößerung des markierten Bereichs
von 1B ist eine Ecke des Flächenstücks 4 nur zu Zwecken
der Veranschaulichung als hochgeklappt dargestellt; selbstverständlich liegt
im fertigen Material 1 selbst diese Ecke des Flächenstücks 4 unmittelbar
auf dem Flächenstück 3 flächig auf.
Denn auch bei dieser Ausführungsform
entsteht eine einheitliche, durchgängige Aktivkohlefaserflächenschicht, welche
aus den beiden Aktivkohlefaserflächenstücken 3, 4 zusammengesetzt
ist. Bei dieser Ausführungsform
können
die beiden Flächenstücke 3, 4 im Überlappungsbereich
zusätzlich
miteinander verbunden sein, insbesondere durch Verklebung, vorzugsweise
durch punktförmigen,
diskontinuierlichen Klebstoffauftrag in Form von nichtzusammenhängenden Kleberpunkten,
wie nachfolgend noch beschrieben. Bei dieser Ausführungsform
ist es vorteilhaft, wenn die beiden überlappenden Flächenstücke 3, 4 zu
jeweils 0,1 % bis 20 %, insbesondere 0,1 % bis 10 %, vorzugsweise
0,1 % bis 5 %, ihrer jeweiligen Gesamtfläche miteinander überlappen;
auf diese Weise ist einerseits eine gute Verbindung der beiden Flächenstücke 3, 4 zu
einer durchgehenden Aktivkohlefaserflächenschicht gewährleistet,
und andererseits geht durch die relativ geringe Überlappung nicht übermäßig viel
Material verloren.
-
Bei
beiden Ausführungsformen,
wie sie zuvor geschildert worden und in den 1A und 1B dargestellt
sind, sind die beiden Flächenstücke 3, 4 durch
die textile Trägerschicht 2 miteinander verbunden.
Im allgemeinen resultiert eine nahtlose Verbindung der beiden Flächenstücke 3, 4 zu
einer durchgängigen
Aktivkohlefaserschicht.
-
Das
Aufkaschieren der beiden Flächenstücke 3, 4 auf
die Trägerschicht 2 erfolgt
vorteilhafterweise durch Verklebung. Vorzugsweise erfolgt die Verklebung
jeweils durch einen diskontinuierlichen Klebstoffauftrag in Form
von nichtzusammenhängenden
Kleberpunkten. Der Begriff "Kleberpunkte" bezeichnet erfindungsgemäß insbesondere
sehr kleine Klebstofftröpfchen
oder -häufchen,
die auf die zu verklebenden Lagen bzw. Schichten aufgebracht sind, und
zwar ohne einander zu berühren.
-
Gemäß einer
besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, wie sie in
den 1A und 1B dargestellt
ist, kann auf die der textilen Trägerschicht 2 jeweils
gegenüberliegenden
Seiten des ersten sowie des zweiten Flächenstücks 3, 4 außerdem eine
textile Abdeckschicht 5 aufkaschiert bzw. auflaminiert
sein. Vorzugsweise sind die beiden Flächenstücke 3, 4 mit
dieser Abdeckschicht 5 verklebt. Dies geschieht insbesondere
durch jeweils einen diskontinuierlichen Klebstoffauftrag in Form
von nichtzusammenhängenden
Kleberpunkten, wie zuvor beschrieben. Bei dieser besonderen Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung sind die beiden Flächenstücke 3, 4 zusätzlich durch
die Abdeckschicht 5 miteinander verbunden. Das Vorhandensein
einer Abdeckschicht 5 hat den Vorteil, daß einerseits
die Verbindung der beiden Aktivkohlefaserflächenstücke 3, 4 stabilisiert
wird und andererseits die beiden Aktivkohlefaserflächenstücke 3, 4 bei
ihrer Verwendung, insbesondere in Schutzmaterialien, wie z. B. Schutzanzügen, vor übermäßiger Beanspruchung
geschützt werden,
so daß die
Aktivkohlefasern im wesentlichen keinem übermäßigem Abrieb ausgesetzt sind.
-
Vorzugsweise
sind die beiden Flächenstücke 3 und 4 jeweils,
jeweils bezogen auf eine Seite der Flächenstücke 3 und 4,
zu höchstens
30 %, insbesondere zu höchstens
25 %, vorzugsweise zu höchstens
20 %, ganz besonders bevorzugt zu höchstens 15 %, mit Klebstoff
bedeckt, um eine gute Verbindung mit der textilen Trägerschicht 2 und
der gegebenenfalls vorhandenen Abdeckschicht 5 bei gleichzeitig guter
Gas-, Wasser- und Wasserdampfdurchlässigkeit zu gewährleisten.
Mit anderen Worten ist jede der beiden Seiten bzw. Oberflächen der
Aktivkohlefaserflächenstücke 3 und 4 zu
mindestens 70 %, insbesondere zu mindestens 75 %, vorzugsweise zu
mindestens 80 %, ganz besonders bevorzugt zu mindestens 85 %, frei
von Klebstoff und somit für
die zu adsorbierenden biologischen und chemischen Schadstoffe und
Gifte frei zugänglich.
Auf diese Weise wird einerseits eine gute Adsorptionseffizienz und
-kapazität
und andererseits eine gute Gas-, Wasser- und Wasserdampfdurchlässigkeit
gewährleistet.
Dennoch ist der Verbund ausreichend stabil, um den mechanischen
Beanspruchungen bei seiner Verwendung, insbesondere beim Tragen
von Schutzanzügen,
standzuhalten. Im allgemeinen genügt es zur Herstellung eines
stabilen und mechanisch belastbaren Verbunds, daß der Klebstoff in solchen
Mengen aufgetragen ist, daß er
die beiden Flächenstücke 3 und 4 jeweils,
jeweils bezogen auf eine Seite bzw. Oberfläche der Flächenstücke 3 und 4,
zu 5 % bis 30 %, insbesondere zu 10 % bis 25 %, vorzugsweise zu 10
% bis 20 %, bedeckt. Auf diese Weise wird auch eine gute Gas-, Wasser-
und Wasserdampfdurchlässigkeit
erreicht, was insbesondere bei der Verwendung des erfindungsgemäßen textilen
Flächengebildes 1 in
Schutzanzügen
und anderen Schutzbekleidungsstücken
deren Tragekomfort erhöht.
-
Zu
diesem Zweck wird der Klebstoff, jeweils bezogen auf eine Seite
der Flächenstücke 3 und 4, im
allgemeinen mit einem Flächengewicht
(Trockengewicht) von jeweils 5 bis 30 g/m2,
insbesondere 5 bis 25 g/m2, vorzugsweise
10 bis 20 g/m2, aufgetragen. Die vorgenannten
Angaben beziehen sich auf jeweils eine der beiden Seiten bzw. Oberflächen der Aktivkohlefaserflächenstücke 3 und 4;
der Gesamtklebeauftrag, bezogen jeweils auf das gesamte Flächenstück 3 oder 4,
d. h. auf beide Seiten bzw. beide Oberflächen der Flächenstücke 3 oder 4,
ist folglich doppelt so hoch.
-
Vorteilhafterweise
ist der Klebstoff auf die textile Trägerschicht 2 und/oder
die Flächenstücke 3, 4 und/oder
die gegebenenfalls vorhandene Abdeckschicht 5 aufgedruckt,
insbesondere in Form eines regelmäßigen oder unregelmäßigen Rasters
oder Musters, vorzugsweise in Form eines unregelmäßi gen, insbesondere
computerberechneten Rasters oder Musters derart, daß im Gebrauchszustand
des textilen Flächengebildes 1 eine
Gassenbildung und somit ein Durchschlagen von biologischen und chemischen
Schadstoffen und Giften durch das textile Flächegebilde 1 bzw.
die Aktivkohlefaserschicht 3, 4 vermieden wird.
Im allgemeine können
derartige Raster bzw. Muster für
den Klebstoffauftrag computerunterstützt bzw. computergesteuert
berechnet und aufgetragen werden (sogenanntes CP-Klebstoffraster
bzw. Computer-Point-Klebstoffraster).
Dies ist dem Fachmann an sich bekannt.
-
Der
Klebstoff zur Fixierung der Aktivkohlefaserflächenstücke 3, 4 an
die textile Trägerschicht 2 bzw.
an die gegebenenfalls vorhandene Abdeckschicht 5 kann beispielsweise
durch eine Schablone aufgedruckt sein, deren lichter Durchmesser
der Löcher
für den
Klebstoffauftrag 5 bis 1.000 μm,
insbesondere 100 bis 575 μm,
vorzugsweise 100 bis 300 μm,
beträgt;
dies ist der kleinste Durchmesser der Löcher der Schablone, durch die
der Klebstoff beim Auftragen durch die Schablone hindurchgedrückt ist. Aufgrund
der Eigenschaften des Klebstoffes, insbesondere dessen Viskosität, und der
Eigenschaften der zu verklebenden Substrate (d. h. textile Trägerschicht 2,
Aktivkohlefaserflächenstücke 3, 4 und
gegebenenfalls Abdeckschicht 5), insbesondere deren Oberflächenspannung
und deren Benetzbarkeit mit dem Kleber, sowie aufgrund des Anpreßdrucks,
mit dem die einzelnen Schichten zu einem Verbund kaschiert bzw.
laminiert werden, sind die auf den zu verklebenden Substraten bzw.
Schichten im fertigen textilen Flächengebilde 1 vorhandenen
Kleberpunkte deutlich größer als
der lichte Durchmesser der Löcher
der Auftragsschablone; die Größe der Kleberpunkte
im fertigen Material 1 kann in weiten Bereichen variieren,
und im allgemeinen liegt sie im Bereich von 100 bis 10.000 μm, insbesondere
500 bis 5.000 μm,
bezogen auf den mittleren Durchmesser eines Klebstoffpunktes.
-
Was
den zur Verklebung verwendeten Klebstoff als solchen anbelangt,
so kommen alle dem Fachmann an sich bekannten, für diese Zwecke verwendbaren
Klebstoffe in Betracht. Besonders geeignet sind thermoplastische
Klebstoffe. Ebenfalls besonders geeignet sind reaktive, insbesondere
isocyanatreaktive Klebstoffe, die nach dem Vernetzen und Aushärten zu
polyurethanbasierten Verklebungen führen.
-
Die
erfindungsgemäß eingesetzten
Aktivkohlefaserflächenstücke 3, 4 sind
im allgemeinen Aktivkohlefaserflächengebilde.
Bei diesen Aktivkohlefaserflächengebilden
kann es sich beispielsweise um Gewebe, Gewirke, Gestricke, Gelege,
Vliese, Non-Wovens oder Verbundstoffe jeweils aus Aktivkohlefasern
handeln. Bevorzugterweise werden als Aktivkohlefaserflächengebilde
für die
Flächenstücke 3, 4 Aktivkohlefasergewebe
eingesetzt; dies führt
zu den erfindungsgemäß besten
Ergebnissen.
-
Die
Aktivkohlefaserflächengebilde
der Flächenstücke 3, 4 können in
ihren Flächengewichten
in weiten Bereichen variieren. Im allgemeinen kommen Aktivkohlefaserflächengebilde
mit Flächengewichten von
50 bis 250 g/m2, insbesondere 50 bis 200
g/m2, vorzugsweise 80 bis 180 g/m2, besonders bevorzugt 90 bis 150 g/m2, zum Einsatz. Hierbei werden üblicherweise
Aktivkohlefaserflächengebilde
mit einer Dicke von 0,1 bis 10 mm, insbesondere 0,2 bis 0,8 mm,
vorzugsweise 0,3 bis 0,5 mm, verwendet.
-
Besonders
gute mechanische Stabilitäten bei
gleichzeitig hoher Adsorptionskapazität bzw. -effizienz werden erreicht,
wenn die Aktivkohlefasern des ersten und/oder des zweiten Flächenstücks 3, 4 aus carbonisierter
und aktivierter Cellulose oder Viskose und/oder carbonisiertem und
aktiviertem Polyacrylnitril bestehen; besonders gute Ergebnisse
werden mit Aktivkohlefasern aus carbonisiertem und aktiviertem Polyacrylnitril
erzielt, welche die beste mechanische Stabilität gewährleisten.
-
Die
mechanische Stabilität
der Aktivkohlefaserflächengebilde
der Flächenstücke 3, 4 kann
noch dadurch gesteigert werden, daß die Aktivkohlefaserflächengebilde
aus sogenannten Filamentfasern, d. h. aus nichtgesponnenen Endlosfasern,
bestehen. Unter dem Begriff der Filament- bzw. Endlosfasern versteht
man insbesondere auf chemisch-technischem Wege nach verschiedenen
Verfahren erzeugte, praktisch endlose Fasern als Bestandteil von
Textilerzeugnissen entsprechend DIN 60 001 T1 2 (10/1990); für weitere
diesbezügliche
Einzelheiten kann beispielsweise auf Römpp Chemielexikon, 9. Auflage,
Band 2, 1997, Seite 1336, Stichwort: "Filament", verwiesen werden. Zwar können erfindungsgemäß grundsätzlich auch
Aktivkohlespinnfasern zur Anwendung kommen, jedoch sind aus den
vorgenannten Gründen,
insbesondere aufgrund der verbesserten mechanischen Stabilität, Filamentfasern erfindungsgemäß bevorzugt.
-
Die
mechanische Stabilität
der Aktivkohlefaserflächenstücke 3, 4 kann
noch dadurch verbessert werden, daß die Aktivkohlefasern einen
Titer (synonym auch als Feingehalt oder Feinheitsgrad bezeichnet),
berechnet als Gewichtsangabe pro Länge, von mindestens 0,9 Denier,
insbesondere von mindestens 1,0 Denier, vorzugsweise von mindestens
1,1 Denier, bevorzugt im Bereich von 0,8 bis 1,2 Denier, besonders
bevorzugt im Bereich von 1,0 bis 1,2 Denier, aufweisen.
-
Zu
Gewährleistung
einer guten mechanischen Stabilität weisen die Aktivkohlefasern
der Flächenstücke 3, 4
im allgemeinen ein längenbezogenes
Gewicht im Bereich von 1,0 bis 2,0 g/m, insbesondere 1,2 bis 1,8
g/m, vorzugsweise 1,4 bis 1,6 g/m, auf.
-
Bevorzugterweise
besitzen die Aktivkohlefasern der Flächenstücke 3, 4 eine
Zugstärke
bzw. Reißfestigkeit
von mehr als 1,6 g/Denier, vorzugsweise von mehr als 1,8 g/Denier.
Bevorzugt liegt die Bruchdehnung bzw. die maximale Dehnbarkeit der Aktivkohlefasern
der Flächenstücke 3, 4 bei
mehr als 8 %, bezogen auf ihre Eigenlänge. Dies gewährleistet eine
gute mechanische Belastbarkeit.
-
Zu
Zwecken der Erhöhung
des Tragekomforts einerseits und zu Zwecken der Verbesserung der
Dehn- bzw. Belastbarkeitseigenschaften der Aktivkohlefasern der
Flächenstücke 3, 4 und
somit des gesamten erfindungsgemäßen textilen
Flächengebildes 1 andererseits
besitzen die Aktivkohlefasern einen gewissen Feuchtigkeitsgehalt,
der im allgemeinen 5 bis 15 %, bezogen auf das Aktivkohlefasergewicht,
beträgt.
-
Aus
den vorgenannten Gründen
ist es bevorzugt, wenn die Aktivkohlefasern der Flächenstücke 3, 4 eine
Dichte von mindestens 1,2 g/cm3, insbesondere
von mindestens 1,3 g/cm3, insbesondere von
mindestens 1,4 g/cm3, und von bis zu 2,0
g/cm3, aufweisen.
-
Um
auch für
den militärischen
Einsatz besonders geeignet zu sein, ist es vorteilhaft, wenn die Aktivkohlefasern
der Flächenstücke 3, 4 nur
schwer entflammbar sind, insbesondere einen sogenannten Limited
Oxygen Index (L.O.I.) von mindestens 50 % aufweisen. Die flammhemmenden
Eigenschaften können
noch dadurch verstärkt
werden, daß den
Aktivkohlefasern entweder flammhemmende Substanzen zugesetzt oder
aber die Aktivkohlefasern flammhemmend imprägniert sein können.
-
Um
eine gute Adsorptionsleistung bzw. -effizienz zu gewährleisten,
sollten die Aktivkohlefasern der Flächenstücke 3, 4 eine
innere Oberfläche
(BET) von mindestens 800 m2/g, insbesondere
von mindestens 900 m2/g, vorzugsweise von
mindestens 1.000 m2/g, bevorzugt im Bereich
von 800 bis 2.000 m2/g, insbesondere im
Bereich von 1.000 bis 1.500 m2/g, aufweisen.
-
Erfindungsgemäß als Flächenstücke 3, 4 geeignete
Aktivkohlefaserflächengebilde,
welche die zuvor genannten Eigenschaften aufweisen, sind im Handel
erhältlich.
Beispielsweise werden erfindungsgemäß geeignete Aktivkohlefaserflächengebilde
von den Firmen CCTeks bzw. Challenge Carbon Technology Co., Ltd.
und TCT Taiwan Carbon Technologies, Taiwan, vertrieben.
-
Erfindungsgemäß geeignete
Aktivkohlefaserflächengebilde
können
auch nach der WO-A-98/041678 bzw. der hieraus hervorgehenden
EP 0 966 558 B1 bzw.
DE 698 09 718 T2 oder nach der
WO-A-01/70372 hergestellt werden, wobei der gesamte Offenbarungsgehalt
der vorgenannten Druckschriften hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen
ist.
-
Zur
Erhöhung
der Adsorptionseffizienz bzw. -leistung besteht die Möglichkeit,
daß die
Aktivkohlefasern der Flächenstücke 3, 4 mit
mindestens einem Katalysator imprägniert sind. Erfindungsgemäß geeignete
Katalysatoren sind beispielsweise Enzyme und/oder Metalle, insbesondere
Metallionen, vorzugsweise Kupfer-, Silber-, Cadmium-, Platin-, Palladium-,
Zink- und/oder Quecksilberionen. Die Menge an Katalysator(en) kann
in weiten Bereichen variieren; im allgemeinen beträgt die Menge
an Katalysator(en) 0,05 bis 12 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%,
besonders bevorzugt 2 bis 8 Gew.% , bezogen auf die Aktivkohlefasern.
-
Was
die textile Trägerschicht 2 und
die gegebenenfalls vorhandene Abdeckschicht 5 des erfindungsgemäßen textilen
Flächengebildes 1 anbelangt,
so sind diese im allgemeinen als textile Trägerschichten bzw. als Textilien,
insbesondere als textile Flächengebilde,
ausgebildet. Der Begriff "textil" bzw. "Textilien" wird erfindungsgemäß in diesem
Zusammenhang und in der gesamten Beschreibung sehr weit verstanden,
insbesondere im Sinne der DIN 60000: 1969-01. Für weitere diesbezügliche Einzelheiten
kann beispielsweise verwiesen werden auf Römpp Chemielexikon, 10. Auflage,
Band 6, 1999, Seiten 4477 bis 4483, insbesondere Stichworte: "Textilien", "Textilfasern" und "Textilverbundstoffe".
-
Beispiele
für als
textile Trägerschicht 2 bzw. textile
Abdeckschicht 5 verwendbare textile Flächengebilde sind z. B. textile
Gewebe, Gewirke, Gestricke, Gelege, Vliese, Non-Wovens, Textilverbundstoffe
und dergleichen. Dabei können
die Trägerschicht 2 und
die Abdeckschicht 5 gleiche oder unterschiedliche Flächengewichte
aufweisen.
-
Die
Flächengewichte
der Trägerschicht 2 und
der gegebenenfalls vorhandenen Abdeckschicht 5 können in
weiten Bereichen variieren; im allgemeinen liegen ihre Flächengewichte
im Bereich von 10 bis 100 g/m2, insbesondere
15 bis 75 g/m2. Hierdurch wird das Flächengewicht
des textilen Flächengebildes 1 insgesamt
deutlich reduziert.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung sind die textile Trägerschicht 2 und die
gegebenenfalls vorhandene Abdeckschicht 5 jeweils als leichte Textilvliese
mit Flächengewichten
von etwa 25 bis etwa 35 g/m2 ausgebildet.
-
Wie
zuvor beschrieben, sind die textile Trägerschicht 2 sowie
die Aktivkohlefaserflächenstücke 3, 4 und
die Abdeckschicht 5 wasser- und wasserdampfdurchlässig sowie
gasdurchlässig,
insbesondere luftdurchlässig,
ausgebildet und aufgrund des punktförmigen Kleberauftrags zur Fixierung
der einzelnen Schichten auch das textile Flächengebilde 1 insgesamt.
Insbesondere bei der Herstellung von Schutzmaterialien, wie Schutzbekleidungsstücken, ausgehend
von dem erfindungsgemäßen textilen Flächengebilde 1 wird
auf diese Weise ein erhöhter Tragekomfort
erzielt.
-
Durch
die erfindungsgemäß vorgesehene Kaschierung
der Aktivkohlefaserflächenstücke 3, 4 auf
die textile Trägerschicht 2 lassen
sich durchgängige
bzw. kontinuierliche Aktivkohlefaserflächengebilde beliebiger Flächenausdehnung
bzw. -dimension, insbesondere beliebiger Breite, erzeugen. Dies ist
insbesondere bei der Weiterverarbeitung der erfindungsgemäßen textilen
Flächengebilde 1 von
großem
Vorteil: Bei der Herstellung von Schutzmaterialien, beispielsweise
Schutzbekleidungsstücken,
wie Schutzanzügen,
ausgehend von den erfindungsgemäßen textilen
Flächengebilden 1 kommt
es zu einer verbesserten konfektionstechnischen Ausnutzung, insbesondere
beim Zuschneiden der einzelnen Stücke. Der konfektionstechnische
Ausnutzungsgrad läßt sich
auf diese Weise auf über
90 % steigern, während
bei üblichen
Aktivkohlefaserflächengebildebahnen
des Standes der Technik eine relativ schlechte konfektionstechnische
Ausnutzung von zum Teil nur unter 60 % erreicht wird.
-
Ausgehend
von dem erfindungsgemäßen textilen
Flächengebilde 1 lassen
sich also großflächig und
nahtfrei Aktivkohlefaserflächengebilde
beliebiger Flächendimensionierung
herstellen.
-
Das
erfindungsgemäße textile
Flächengebilde 1 läßt sich
insbesondere zur Herstellung von Schutzmaterialien aller Art, insbesondere
von Schutzanzügen,
Schutzhandschuhen, Schutzschuhen (z. B. Schutzstiefeln) und anderen
Schutzbekleidungsstücken
und von Schutzabdeckungen und Schlafsäcken und dergleichen, insbesondere
für zivile
und militärische
Zwecke, vorzugsweise für
den ABC-Einsatz, verwenden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung
sind somit auch die auf diese Weise erzeugten Schutzmaterialien
selbst.
-
Die
erfindungsgemäßen, wie
zuvor geschildert ausgebildeten textilen Flächengebilde, insbesondere zum
Schutz gegenüber
biologischen und chemischen Schadstoffen und Giften, wie biologischen
und chemischen Kampfstoffen, lassen sich nach einem Verfahren herstellen,
bei dem ein erstes bahnförmiges
Flächengebilde
aus Aktivkohlefasern und ein zweites bahnförmiges Flächengebilde aus Aktivkohlefasern
hergestellt und auf eine textile Trägerschicht aufkaschiert werden,
wobei das zweite bahnförmige
Flächengebilde
aus Aktivkohlefasern quer zur Längserstreckung
versetzt zum ersten Flächengebilde
auf die textile Trägerschicht
aufkaschiert wird, so daß sich
Längsränder der
beiden bahnförmigen
Aktivkohlefaserflächengebilde
berühren
bzw. miteinander überlappen
und die beiden bahnförmigen
Aktivkohlefaserflächengebilde
durch die textile Trägerschicht
miteinander verbunden werden. Im allgemeinen erfolgt das Aufkaschieren
der beiden Bahnen aus Aktivkohlefasern auf die textile Trägerschicht gleichzeitig,
weil dies eine lückenlose
Zusammenführung
der beiden Bahnen auf dem Trägermaterial
gewährleistet.
-
Für weitere
Einzelheiten zu dem Verfahren kann auf obige Ausführungen
zu dem erfindungsgemäßen textilen
Flächengebilde
verwiesen werden, welche in bezug auf das Verfahren entsprechend
gelten.
-
Entsprechend
den beiden Ausführungsformen
bzw. Ausgestaltungsformen des textilen Flächengebildes nach der vorliegenden
Erfindung kann das Verfahren zu seiner Herstellung nach zwei Ausführungsformen
bzw. Varianten durchgeführt
werden:
Nach einer ersten Variante des Herstellungsverfahrens
werden die beiden bahnförmigen
Flächengebilde
aus Aktivkohlefasern derart zusammengeführt bzw. auf die textile Trägerschicht
aufkaschiert bzw. auflaminiert, daß sie sich entlang ihrer Kanten
bzw. Ränder
berühren,
jedoch nicht überlappen,
d. h. entlang ihrer Berührungskanten
bzw. -ränder
bündig
aneinander anliegen. Um dies zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn
die beiden zu verbindenden bahnförmigen
Aktivkohlefaserflächengebilde
unmittelbar vor ihrer Aufkaschierung auf die textile Trägerschicht
zugeschnitten werden derart, daß die
sich berührenden Kanten
bzw. Ränder
der beiden bahnförmigen
Flächengebilde
zueinander kompatibel sind. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen,
daß die
beiden bahnförmigen
Flächengebilde
aus Aktivkohlefasern zunächst
geringfügig überlappend
zusammengeführt werden
und unmittelbar vor ihrer Aufkaschierung auf die textile Trägerschicht
der Überlappungsbereich derart
eingeschnitten wird, daß die
Berührungskanten
bzw. -ränder
der zusammenzuführenden
beiden bahnförmigen
Flächengebilde
in bezug zueinander kompatibel sind bzw. bündig aneinander anliegen.
-
Die
zweite, verfahrenstechnisch ein wenig einfacher durchzuführende Variante
besteht darin, die beiden bahnförmigen
Aktivkohlefaserflächenstücke derart
unmittelbar vor der Kaschierung auf die textile Trägerschicht
zusammenzuführen,
daß sie entlang
ihrer berührenden
Ränder
bzw. Kanten überlap pen
und überlappend
auf die textile Trägerschicht aufkaschiert
werden, so daß sie
auch im resultierenden Endprodukt überlappend auf die textile
Trägerschicht
aufkaschiert verbleiben. Im Vergleich zu der ersten Variante des
Herstellungsverfahrens bietet die zweite Variante des Herstellungsverfahrens
den Vorteil, daß die
beiden zusammenzuführenden
Bahnstücke
vor dem Aufkaschieren nicht zurechtgeschnitten werden zu brauchen,
so daß ein
Arbeitsgang bzw. Verfahrensschritt entfällt. Für weitere diesbezügliche Einzelheiten
kann auf obige Ausführungen
in bezug auf das erfindungsgemäße textile
Flächengebilde verwiesen
werden, die hier entsprechend gelten.
-
Nach
Aufkaschieren der beiden bahnförmigen
Flächengebilde
aus Aktivkohlefasern auf die textile Trägerschicht kann – gegebenenfalls
nach Aufkaschierung einer zusätzlichen
Abdeckschicht auf die der Trägerschicht
gegenüberliegenden
Seite der bahnförmigen
Flächengebilde – das resultierende Material
zu einem erfindungsgemäßen textilen
Flächengebilde
verarbeitet bzw. zugeschnitten werden.
-
Nach
dem Stand der Technik können
dagegen Aktivkohlefaserflächengebilde,
insbesondere Aktivkohlegewebe im allgemeinen nicht mit einer Bahnbreite über 120
cm gefertigt werden, was zu einer schlechten konfektionstechnischen
Ausnutzung von zum Teil nur unter 60 % führt. Mit der vorliegenden Erfindung
ist es nunmehr möglich,
nutzbare Bahnbreiten in beliebiger Flächendimensionierung auch weit über 120
cm zu erzeugen, um den konfektionstechnischen Ausnutzungsgrad auf über 90 %
zu steigern. Mit der erfindungsgemäßen Technologie ist es somit
erstmals möglich,
unter anderem Aktivkohlegewebe auf Aktivkohlefaserbasis in Bahnbreiten von über 120
cm und deutlich mehr zu fertigen.
-
Nach
dem zuvor geschilderten Herstellungsverfahren werden also gemäß einer
typischen Ausführungsform
zwei Bahnen von Aktivkohlefaserflächengebilden, insbesondere
Aktivkohlegeweben, in einem Prozeß so zusammengeführt, daß eine nahtlose überbreite
Bahnware entsteht; dies wird dadurch erreicht, daß die Bahnen
entweder überlappend
auf die Trägerschicht
laminiert werden oder vor der Lamination so geschnitten werden,
daß die
Kanten nahtlos dicht aneinander bzw. bündig geführt werden.
-
Weitere
Ausgestaltungen, Abwandlungen und Variationen der vorliegenden Erfindung
sind für den
Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne weiteres erkennbar und
realisierbar, ohne daß er
dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verläßt.