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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Stoff für eine Schutzbekleidung aus
flammhemmendem Material. Die Erfindung betrifft insbesondere einen
Stoff für
Schutzbekleidung für
höchste
Anforderungen im Bereich schwerer Flammschutz in Verbindung mit
Verbesserung der Gebrauchseigenschaften hinsichtlich der Optik nach
dem Waschen und der Möglichkeit
der flexiblen Farbgestaltung, sowie guter Abweisung von Flüssigkeiten
in Verbindung mit einer hohen Luftdurchlässigkeit zur Verbesserung des
Tragekomforts.
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Stand der Technik
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Für zahlreiche
Berufe ist schwer brennbare, hochtemperaturbeständige Schutzbekleidung eine
unbedingte Notwendigkeit; ohne diese Bekleidung können manche
Berufe nicht ausgeübt
werden. Zu diesen zählen Feuerwehrmann,
Polizist, bestimmte Militär-spezifische
Berufe, Chemiearbeiter, Schweißer,
Rennwagenpiloten, Erdöl-
und Erdgastechniker, Pyro- und
Sprengstofftechniker und dergleichen. Die für solche Schutzkleider am häufigsten
verwendeten Stoffe werden aus Aramidfasern gefertigt und können zusätzlich noch
flammfest ausgerüstet
oder mit anderen schwerbrennbaren Materialien kombiniert werden.
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EP-A-0 913 170 beschreibt
eine entzündungssichere
Schutzjacke aus einem flammabweisenden Oberstoff und einem nicht
brennbaren Innenfutter in Kombination, so dass eine Wärmeabstrahlung
und zur Kühlwirkung
eine gute Luftzirkulation ermöglicht
wird. Die Stoffkombinationen bestehen aus überwiegenden Anteilen von Nomex
®,
Spinnfasergeweben wie Teijinconex
® und
geringen Anteilen Paraaramid Spinnfasergeweben wie Technora
®.
Solcherart gefertigte Schutzanzüge
bieten zwar einen ausgezeichneten Flammschutz, beinhalten aber einen
schlechten Tragekomfort, weil sie in Folge der vielen Aramid-Stofflagen und Isolierschichten
plump, steif und schwer werden.
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In
FR 2 701 893 wird ebenfalls
eine Schutzjacke als Schutzbekleidung für Schweißer präsentiert, wobei der Schutz
vor Schweißperlen,
Schweißfunken
und glühenden
Metallteilen erfolgen soll. Diese Schutzkleidung ist vorwiegend
aus Baumwollgeweben gefertigt, in welche auch Nomex
®-Fasern
eingearbeitet sind und ist damit trageleichter. Die Schutzwirkung
gegen Flammeinwirkung ist aber eher beschränkt.
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US 5,701,606 beschreibt
eine feuerresistente, wasserabstoßende Jacke aus einer flammhemmenden, scheuerfesten äußeren Schicht
und einer zellartig angeordneten inneren Schaumschicht auf Nomex
®-Gewebe als
Unterlage aufgebracht. Die Außenschicht
besteht aus Aramid- oder Benzimidazolfasern. Dieses Stoffgebilde
weist zwar eine gute Flammfestigkeit auf, aber auf Grund der vielen
Stoffschichten und der dadurch resultierenden Stoffdicke ein nicht
komfortables Tragbefinden.
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US-A-4,583,247 beschreibt
ein wärmeisolierendes
Kleidungsstück,
das aus einer Verbund-Zwischenfutterlage
aus porösem
Material hergestellt ist, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit und hohe Elastizität aufweist.
Eine Schicht aus flexiblem, reflektierendem Material ist auf der
Außenseite
mit porösem
Material verbunden.
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Die
US-A-4,897,886 beschreibt
ein Bekleidungsstück
für Feuerwehrleute,
das eine Außenschicht,
eine Zwischenschicht und eine Innenschicht aufweist. Zwischen zwei
der Schichten des Kleidungsstücks
sind Abstandselemente vorgesehen, um Lufträume zwischen den Lagen des
Kleidungsstücks
vorzusehen. Diese Ausführung
zielt darauf ab, die Wärmeschutzleistung
ohne signifikante Erhöhung
des Gewichts des Kleidungsstücks
zu steigern.
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Die
US-A-5,136,723 offenbart
ein Kleidungsstück
für Feuerwehrleute,
enthaltend eine äußere Ummantelung
bzw. Hülle,
eine Feuchtigkeitsbarriere in der Ummantelung und eine innere Wärmebarriere.
Die äußere Ummantelung
kann aus Nomex
®-
oder Kevlar
®-Fasern
hergestellt sein. Die Feuchtigkeitsbarriere kann aus Nomex
®-Fasern
hergestellt sein und die Wärmebarriere
kann ein Schutz- oder Gesichtstuch aus Nomex
® oder
Kevlar
® aufweisen.
Das Ziel dieses Dokuments ist die Förderung und Unterstützung der
Wasserdampfabgabe (Schweiß)
von der Innenseite zur Außenseite
des Kleidungsstücks
ohne Verzicht auf Wärmeschutzleistung.
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In
US 5,299,602 wird ein leichtes
und gut tragfähiges,
flammhemmendes textiles Gebilde aus Nomex
®- oder
Kevlar
®-Geweben
vorgestellt, wobei die Gewebebahnen in Falten angeordnet sind. Diese
Textilie bildet die Außenschicht
zu einer Flammschutzkleidung. Sie sind oft nicht genügend fest
gefertigt und lassen sich schwer verarbeiten.
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Die
US-A-4,892,757 betrifft
ein Feuerdämm-Textilmaterial,
enthaltend eine Trägereinrichtung
und ein Gewebe bzw. eine Textilie, um in einem ersten Zustand eine
Abdeckung und in einem zweiten Zustand eine Feuerdämmung oder
-barriere vorzusehen.
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EP 1 441 612 B1 offenbart
ein mehrlagiges Verbundfolienmaterial zur Herstellung von Schutzkleidung für Feuerwehrleute,
wobei durch Weben oder Stricken eine Struktur mit zwei überlagerten
Seiten gebildet wird, die intermittierend miteinander verbunden
sind, und bei welchem eine der Lagen eine Schrumpfung unter Wärmewirkung
aufweist, und die Verbindung zwischen den Lagen ausgeführt ist
durch eine intermittierende Verbindungen einer Auswahl von Fäden, um
die Taschen zu bilden.
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EP 1 441 613 B1 offenbart
einen Textilkomplex zur Wärmeisolierung,
der aus zwei Schichten besteht, die durch Fäden verbunden sind. Die Fäden haben
die natürliche
Tendenz sich derart zu legen, dass die Beabstandung zwischen den
Schichten kleiner als die Länge
der Fäden
ist. Unter Wirkung von Wärme
werden die Verbindungsfäden
aufgerichtet und die Beabstandung zwischen den Schichten vergrößert sich.
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Mit
US 4,814,222 werden Poly(m-phenylenisophthalamid)-Fasern
beansprucht, welche zusätzlich noch
mit nicht brennbaren Additiven in Gegenwart eines Quellmittels behandelt
werden. Diese Fasern besitzen einen hohen Antiflammwert und werden
zu Geweben für
Flammschutzkleider verarbeitet, welche aber wegen des hohen spezifischen
Gewichts der Gewebe steif und schwer wirken und damit keinen genügenden Tragekomfort
bieten.
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Bei
den oben beschriebenen Geweben kommt es beim späteren Einsatz bzw. der Pflegebehandlung häufig zur „Entmischung", die sich in einer
unsauberen faserigen Gewebeoberfläche und verstärkter Pillbildung auf
der Oberfläche äußert. Die
Gebrauchseigenschaften hinsichtlich der Optik nach dem Waschen und
der Möglichkeit
der flexiblen Farbgestaltung sind verbesserungswürdig. Außerdem führt ein hohes Flächengewicht der
verwendeten Materialien zu einem geringen Tragekomfort.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Material für Schutzbekleidung
für höchste Anforderungen
im Bereich schwerer Flammschutz in Verbindung mit Verbesserung der
Gebrauchseigenschaften hinsichtlich der Optik nach dem Waschen und
der Möglichkeit
der flexiblen Farbgestaltung bereitzustellen. Weiterhin sollte eine
Verdichtung der Gewebeaußenseite
zur besseren Abweisung von Flüssigkeiten
in Verbindung mit einer höheren
Luftdurchlässigkeit
und geringerem Flächengewicht
zur Verbesserung des Tragekomforts erfolgen. Es sollte zu keiner „Entmischung" beim späteren Einsatz
bzw. der Pflegebehandlung kommen, die sich in einer unsauberen faserigen
Gewebeoberfläche
und verstärkter
Pillbildung auf der Oberfläche äußert. Das Schutzkleidungsgewebe
soll alle erforderlichen Schutzfunktionen erfüllen, die durch DIN EN Normen,
wie z.B. DIN EN 469, für
Feuerwehrbekleidung gefordert sind.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Gewebeaufbau gelöst, in dem zwar die Materialmischung
in der Ganzheit bestehen bleibt, die Verteilung im Gewebeverbund
allerdings so erfolgt, dass möglichst
keine Faserentmischung möglich
ist. Bei diesem Gewebeaufbau handelt es sich um ein mehrschichtiges
textiles Flächengebilde,
welches wenigstens zwei, punktuell und/oder linienförmig und/oder
flächig
miteinander verbundene, separate Schichten umfasst, deren Kett-
und Schussfäden
Aramid-Garne oder Aramid-Zwirne oder Aramid-Filamentgarne oder Garne
aus Mischfasern, die Polybenzimidazolfasern, Polyamidimidfasern
und Aramidfasern enthalten, umfasst, und dadurch gekennzeichnet
ist, dass das textile Flächengebilde
ein Flächengewicht
von weniger als 260 g/m2 aufweist und die
Schichten durch eine Spezial-Doubleface-Bindung
oder ein Spezial-Doubleface-Gestrick oder ein Spezial-Doubleface-Gewirk miteinander
verbunden sind, wobei keine durchgehenden Verbindungslinien zwischen
den Schichten bestehen.
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Die
Erfindung betrifft daher ein mehrschichtiges textiles Flächengebilde
zur Verwendung als Stoff für eine
Schutzbekleidung gegen Störlichtbogen,
welches die Norm IEC 61482-1:2007-01/ENV 50354:2001 Klasse 1 4 kA erfüllt.
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In
den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung enthalten.
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Bei
den Schichten handelt es sich bevorzugt unabhängig voneinander um Gewebe,
Gestricke oder Gewirke.
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Die
Aramid-Garne oder -Zwirne oder -Filamentgarne enthalten bevorzugt
Fasern, die ausgewählt
sind aus der Gruppe, bestehend aus Poly(m-phenylenisophthalamid)-Fasern
(z.B. Nomex®),
Poly(p-phenylenterephthalamid)-Fasern (z.B. Kevlar®),
flammhemmend modifizierten Fasern, flammhemmend ausgerüsteten Fasern
oder Gemischen daraus.
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Das
mehrschichtige textile Flächengebilde
kann ein Beimischung von bis zu 3 Gew.-% Effektfasern (engl.: effect
fibers) in verschiedenen Einzelfasertitern enthalten. Bei den Effektfasern
kann es sich beispielsweise um Antistatikfasern, z.B. um polyamidummantelte
Carbonfasern, handeln.
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Die
textilen Flächengebilde
werden bevorzugt in Breiten von 100 cm bis 200 cm gefertigt.
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In
zweilagigen erfindungsgemäßen textilen
Flächengebilden
beträgt
das Aufbauverhältnis
zwischen den beiden Lagen bevorzugt zwischen 1:1 und 1:10.
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Die
erfindungsgemäßen mehrschichtigen
textilen Flächengebilde
können
zu Bekleidungsstücken
zum Schutz gegen Hitze-, Flammen- und Lichtbogeneinwirkung verarbeitet
werden.
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In
diesen Bekleidungsstücken
enthält
die außen
liegende Schicht des textilen Flächengebildes
bevorzugt Aramid-Garne oder -Zwirne oder -Filamentgarne aus Poly(mphenylenisophthalamid)-Fasern,
da diese Fasern farblich variabel sind.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 ist
eine Darstellung der Patrone FRANZ NF2
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Die
vorliegende Erfindung wird durch das folgende Ausführungsbeispiel
verdeutlicht, welches nicht einschränkend zu verstehen ist.
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Beispiel
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Ein
beispielhaftes erfindungsgemäßes textiles
Flächengebilde
hat folgende Merkmale:
| Flächengewicht: | 195
g/m2 |
| Breite: | 160
cm |
| Material: | Garn
auf Basis: |
| | 75%
Poly(m-phenylenisophthalamid) |
| | 23%
Poly(p-phenylenterephthalamid) |
| | 2%
polyamidummantelte Carbonfaser |
| Farbe: | blau |
| Garnfeinheit: | Nmz 70/2 |
| Bindungsart: | Spezial-Doubleface-Bindung „Fire Shield" |
| | (Patrone
FRANZ NF 2 (siehe Figur 1), das Verhältnis zwischen |
| | Kette
und Schuss beträgt
2:1) |