DE3210070C2

DE3210070C2 - Schutzmaterial

Info

Publication number: DE3210070C2
Application number: DE3210070A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Mitomi; Eiji Yoshimura; Hideki Komagata
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1981-03-20
Filing date: 1982-03-19
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2002-03-20
Also published as: DE3210070A1; GB2096536A; NL188911C; NL8201181A; US4500581A; GB2096536B; NL188911B; JPS57156036A; JPH0157619B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Material zum Schutz des mensch lichen Körpers vor schädlichen oder giftigen chemischen Substanzen, wie z. B. Phosphor enthaltenden Agrikultur- Chemikalien.

Wenn z. B. Phosphor enthaltende Agrikultur-Chemikalien durch Verstreuen auf Reisfeldern verwendet werden, leiden die Arbeiter unter der schädlichen oder giftigen Einwirkung der Chemikalien durch die Haut. Um diese schädliche oder giftige Wirkung zu vermeiden, tragen die Arbeiter gewöhnlich eine besondere Arbeitskleidung, d. h. eine Schutzkleidung zum Schutz vor den Chemikalien.

Das Material zur Herstellung der Schutzkleidung muß zwei Funktionen erfüllen, nämlich einmal eine Schutzwirkung und andererseits gute Tragbarkeit, d. h. zwei Funktionen, die einander widersprechen. Wo nur die Schutzfunktion gefordert wird, ist ein gummierter Stoff brauchbar, der jedoch vom Gesichtspunkt der Tragbarkeit nicht zweckmäßig ist, weil er zu schwer und zu wenig weich ist. Aufgrund mangelnder Gas permeabilität verhindert er außerdem die Abgabe von Schweiß und Ausdünstungen, so daß der menschliche Körper unter Wärmestau leidet.

Zur Überwindung dieser Nachteile ist vorgeschlagen worden, in die Schutzkleidung einen Luftstrom mit Hilfe eines Gebläses einzuleiten, um den Druck innerhalb der Schutzkleidung gegenüber der Umgebung zu erhöhen. Dieser Vorschlag verringert jedoch nicht das Gewicht der Schutzkleidung, so daß die Tragbarkeit zu wünschen übrig läßt.

Aus der DE 28 29 599 A1 ist ein Verbundmaterial für Schutz bekleidungen bekannt, welches aus einer äußeren Schicht aus Textilgewebe, einer darunter befindlichen Schicht aus Mineral fasern und einer weiteren Schicht aus Schaumstoff, dessen Poren mit Aktivkohleteilchen besetzt sind, besteht. Dieses in erster Linie für den Schutz gegen die extreme Wärmestrahlung von Kernwaffenexplosionen konzipierte Material ist als Schutz bekleidung z. B. gegen flüssige Agrikultur-Chemikalien in effektiv und unpraktisch.

In der US 3 783 085 ist ein Verbundmaterial für Schutz bekleidungen gegen chemische Schadstoffe beschrieben, welches aus zwei unterschiedlichen Textilschichten und einer Zwischen schicht besteht, die aus einer Mischung von Aktivkohlepulver und einem ebenfalls pulverförmigen thermoplastischen Klebstoff zusammengesetzt ist. Bei diesem Verbundmaterial wird jedoch das Eindringen flüssiger Schadstoffe in die Aktivkohle- Zwischenschicht nicht wirksam verhindert.

Eine schädliche oder giftige chemische Substanz liegt gewöhn lich als Dampf oder in flüssigem Zustand vor. Daher sollte das zur Herstellung der Schutzkleidung verwendete Material (im folgenden: "Schutzmaterial") verhindern, daß eine schädliche oder giftige chemische Substanz ins Innere durchdringt. Gleichzeitig solle eine problemlose Abgabe von Schweiß oder Körperausdünstungen sowie eine leichte Ableitung der Körper wärme möglich sein. Weiter sollte es von geringem Gewicht, dünn und weich sein, um eine gute Tragbarkeit zu gewähr leisten. Außerdem ist es zweckmäßig von ausgezeichneter mechanischer Festigkeit, wie Zug- und Reißfestigkeit, um eine wiederholte Verwendung zuzulassen. Es ist auch günstig, wenn es stark wasser- und ölabweisend ist und gleichzeitig gute Adsorptionseigenschaften über längere Zeit besitzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schutzmaterial bereitzustel len, das nicht nur hinsichtlich seiner Schutzfunktion gegen über gasförmigen und flüssigen Substanzen, sondern auch bezüglich der Tragbarkeit befriedigt und ausgezeichnete physikalische Eigenschaften besitzt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Schutzmaterial mit den im Hauptanspruch genannten Merkmalen. Zweckmäßige Ausgestaltungen dieses Schutzmaterials sind Gegenstand der Unteransprüche.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Testvorrichtung zur Durchführung des Tropftests; d. h. der Prüfung des Eindringens eines Flüssigkeitstropfens in das Schutzmaterial;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch ein erfin dungsgemäßes Schutzmaterial in Form eines Doppel florgewebes;

Fig. 3 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schutzmaterials mit zusätzlichen äußeren und inneren Stoffschichten.

Das erfindungsgemäße Schutzmaterial umfaßt eine Träger schicht, deren eine Oberfläche eine Flaum-, Flor- oder Schlingenschicht (im folgenden kurz: "Oberflächenschicht") aufweist. Die andere Oberfläche der Trägerschicht ist mit einer Aktivkohleschicht verbunden. Die Dichte des Verbunds von Trägerschicht und Oberflächenschicht beträgt 0,08 bis 0,30 g/cm³, während die Dichte der Oberflächenschicht 0,05 bis 0,20 g/cm³ beträgt. Der Verbund aus Trägerschicht und Oberflächen schicht besitzt außerdem vorzugsweise gute Gaspermeabilität, einen hohen Wärmeübertragungswert und zweckmäßig auch wasser- und ölabstoßende Eigenschaften.

Die Flaumschicht kann zum Beispiel durch Nadeln oder nach ähnlichen Verfahren hergestellt werden, wobei die durch schnittliche Flaumlänge vorzugsweise nicht weniger als 0,3 mm beträgt. Der Ausdruck "Florschicht" bedeutet sowohl eine Schicht aus Fasern oder Fäden, die auf der Oberfläche eines gewebten oder gewirkten Stoffes systematisch in Schlingen gelegt sind, als auch ein Material, bei welchem die gebildeten Schlingen aufgeschnitten sind.

Das erfindungsgemäße Schutzmaterial hat ausreichende Gasper meabilität und kann schädliche oder giftige chemische Sub stanzen im dampfförmigen Zustand wirksam in der Aktivkohle schicht adsorbieren. Der Verbund aus Trägerschicht und Oberflächenschicht dient dazu, das Eindringen von flüssigen chemischen Substanzen zu verhindern. Dabei wird eine flüssige chemische Substanz durch den Verbund, insbesondere die Oberflächenschicht, aufgenommen und dort verdampft, worauf die verdampfte chemische Substanz durch die Aktivkohleschicht adsorbiert wird. Wenn der Verbund wasser- und ölabstoßende Eigenschaften aufweist, wird dieser Abfangeffekt noch wesent lich verstärkt. Die Adsorptionsfähigkeit der Aktivkohleschicht nimmt nämlich wesentlich ab, wenn sie mit einer chemischen Substanz in flüssigem Zustand in Berührung kommt, was durch den erfindungsgemäßen Verbund von Trägerschicht und Ober flächenschicht wirksam verhindert wird.

Das erfindungsgemäße Material ist leicht und weich und führt deshalb zu keiner Beeinträchtigung der Tragbarkeit. Es hat gewöhnlich ein Gewicht von nicht mehr als 500 g/m², vorzugs weise nicht mehr als 300 g/m³. Seine Dicke ist vorzugsweise höchstens 3 mm, insbesondere höchstens 2 mm, um die gewünschte Weichheit und Wärmeübertragung sicherzustellen. Die Gaspermea bilität sollte nicht weniger als 500 ml/cm² × min, vorzugs weise nicht weniger als 700 ml/cm² × min bei einer Druckdiffe renz von 1,27 cm Wassersäule betragen, um so einen Wärmestau wirksam zu verhindern.

Versuchspersonen in Schutzbekleidung, die aus Schutzmateria lien mit verschiedenen physikalischen Eigenschaften herge stellt war, gingen mit einer Geschwindigkeit von 5 km/h in einer Luftströmung von 0,1 m/s bei 30°C und einer relativen Feuchte von 70%. Dabei entwickelte sich innerhalb von 30 Minuten nach Versuchsbeginn ein erheblicher Wärmestreß, wenn die Schutzmaterialien einen Wärmeübertragungswert von höch stens 10 kcal/m² × h × °C (bestimmt gemäß JIS L-1018) hatten. Der Pulsschlag der Versuchspersonen erhöhte sich von etwa 75/min bei Versuchsbeginn auf mehr als etwa 150/min, und die rektal gemessenen Temperaturen lagen über 39°C. Da dies ein äußerst gefährlicher Zustand ist, wurde der Versuch abgebro chen. Eine Analyse der Versuchsergebnisse bestätigte, daß es zur Ermöglichung eines mehr als zweistündigen Arbeitens (was der Mindestzeit entspricht, die für übliches Ausbringen landwirtschaftlicher Chemikalien notwendig ist) unter Bedin gungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit erforderlich ist, daß das Schutzmaterial einen Wärmeübertragungswert nicht unter 10 kcal/m² × h × °C, vorzugsweise nicht unter 15 kcal/m² × h × °C, und nach 1 h eine Permeabilität für Wasserdampf nicht unter 10%, vorzugsweise nicht unter 20% (bestimmt gemäß JIS L-1018) hat. Diese Bedingungen können erreicht werden, wenn das Schutzmaterial die oben genannten physikalischen Eigenschaften hat. Ferner sollte das Schutzmaterial zweckmäßig Feuchtigkeit absorbierende Eigenschaften besitzen. Alle diese Forderungen werden durch das erfindungsgemäße Schutzmaterial erfüllt.

Wenn die Aktivkohleschicht als Stoff vorliegt, dann beträgt ihre Gaspermeabilität vorzugsweise nicht mehr als 15 000 ml/cm² × min, um gute Adsorptionseigenschaften zu gewährleisten. Um weiterhin sicherzustellen, daß die Gaspermeabilität des gesamten Schutzmaterials bei einem Wert nicht unter 500 ml/cm² × min liegt, hat die Aktivkohleschicht vorzugsweise eine Gaspermeabilität von nicht weniger als 700 ml/cm² × min, da Überlagerungen berücksichtigt werden müssen. Wenn zum Beispiel zwei Stoffbahnen mit unterschiedlichen Gaspermeabilitäten zwischen 200 und 20 000 ml/cm² × min zusammengelegt werden, dann wird die Gaspermeabilität des Stoffes mit der geringeren Gaspermeabiltiät um etwa 25 bis 40% verringert. Ein Stoff, der auf einen anderen Stoff mit einer Mindest-Gaspermeabilität von 700 ml/cm² × min aufgelegt werden soll, muß daher eine Gaspermeabilität von 700 ml/cm² × min oder mehr haben.

Die Oberflächenschicht des erfindungsgemäßen Schutzmaterials hat eine geringere Dichte als der Verbund von Trägerschicht und Oberflächenschicht, damit eine chemische Substanz in flüssigem Zustand nicht ein- oder hindurchdringen kann. Die Beziehung zwischen der Dichte und der Gaspermeabilität ist sehr eng. Wenn die Dichte mehr als 0,30 g/cm² beträgt, wird die Gaspermeabilität niedriger als 700 ml/cm² × min. Die Dichte wird gemäß JIS L-1018 bestimmt.

Das Verhindern des Eindringens einer chemischen Substanz in flüssigem Zustand kann durch den Tropftest gemessen werden. Dieses Testverfahren ist in Fig. 1 erläutert. Eine zu testende Stoffbahn 13 wird auf eine durchsichtige Glasplatte 12, die auf ihrer Oberfläche eine dünne Schicht 11 aus rotem Eisenoxid aufweist, so aufgelegt, daß die Flaum-, Flor- oder Schlingen schicht (Oberflächenschicht) nach oben zeigt. Aus verschiede nen Höhen wird dann die mit einem Farbstoff oder Pigment gefärbte chemische Substanz (z. B. Chloroform) aus einem Tropfer 14 getropft und so die Verhinderung des Eindringens ausgewertet. Bei einem relativ dünnen und dichten Stoff mit kurzer Flaum- oder Schlingenlänge mit einer Dichte von 0,30 g/cm³ oder mehr (wobei die Dichte der Oberflächenschicht über 0,20 g/cm³ beträgt), breitet sich der Tropfen aus und dringt in kurzer Zeit durch Kapillarwirkung durch die Fäden bzw. Fasern hindurch, selbst wenn er aus relativ geringer Höhe von nur etwa 1 cm herabfällt. Bei einem gewirkten oder gewebten Stoff, der durch besonders enge Verbindung harter Zwirne hergestellt worden ist und eine Dichte von 0,40 g/cm³ oder mehr hat, tritt die Kapillarwirkung nicht so leicht ein, und zum Eindringen und Ausbreiten des Tropfens ist deutlich längere Zeit erforderlich. In diesem Fall wird jedoch die Gaspermeabilität vermindert. Bei einem Stoff mit einer Dichte unter 0,08 g/cm³ dringt der Tropfen durch den Stoff ungeachtet der Stellung des Tropfers hindurch. Somit gestattet dieser Test eine Bewertung, wie eine aufgetropfte chemische Substanz durch Kapillarwirkung zur Unterseite des Stoffes durchdringt. Ein Stoff, bei dem dieses Hindurchdringen erst beim Auftropfen aus größerer Höhe erfolgt, kann mit einer besseren Schutz wirkung gegen Ein- oder Hindurchdringen bewertet werden.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Schutzmaterials, ins besondere wenn dieses wasser- oder ölabstoßende Eigenschaften hat, wird der Tropfen der chemischen Substanz auf der Ober flächenschicht zurückgehalten und diffundiert dann allmählich bis zur Trägerschicht, wobei der Tropfen während dieser Zeit ohne Hindurchdringen bis zur Unterseite verdampft. Die verdampfte chemische Substanz wird schnell von der Aktivkohle schicht adsorbiert, selbst wenn sie durch die Stoffschicht bis zur Unterseite hindurchgedrungen ist. Um dies zu verhindern, beträgt die Dichte des Verbunds von Trägerschicht und Ober flächenschicht 0,08 bis 0,30 g/cm³, vorzugsweise 0,10 bis 0,25 g/cm³, und die Dichte der Oberflächenschicht 0,05 bis 0,20 g/cm³, vorzugsweise 0,07 bis 0,15 g/cm³. Wenn die Dichte des Verbunds unter 0,08 g/cm³ oder die Dichte der Oberflächen schicht unter 0,05 g/cm³ liegt, kann kein ausreichender Abschirmeffekt gegen die Tropfen der chemischen Substanz erzielt werden, so daß diese schnell durch die Stoffschicht hindurchdringen. Ein Verbund mit der oben genannten Dichte zeigt zweckmäßig auch eine staubabschirmende Wirkung.

Der Verbund kann aus jedem relativ bauschigen, leichten Stoff mit guter Dimensionsstabilität bestehen, der zu Mustern geschnitten werden kann. Ein solcher Stoff ist zum Beispiel eine gerauhte Wirkware, ein Florgewebe oder ein Boucle-Stoff. Bei letzteren kann der Schlingenanteil die Schlingenstruktur von zwei oder mehreren Schichten unterschiedlicher Dichte um fassen. Wie in Fig. 2 anhand eines Florgewebes mit doppeltem Riet gezeigt ist, weist die Schicht 21 nur Schlingen auf, die aus den Platinenmaschen der Frontfäden bestehen, während die Schicht 22 daneben noch Schlingen aufweist, die aus den Platinenmaschen der Rückfäden bestehen. So ist die Schlingen dichte der Schicht 22 höher als die der Schicht 21, so daß - selbst wenn die chemische Substanz in flüssigem Zustand durch die Schicht 21 hindurchdringt - sie von der Schicht 22 aufgehalten werden kann. Ein Vliesstoff ist nicht günstig, weil seine Festigkeit relativ gering und seine Weichheit ungenügend sind. Außerdem dringt eine flüssige chemische Substanz leicht durch diesen hindurch.

Um einer Stoffschicht wasser- oder ölabstoßende Eigenschaften zu verleihen, kann der Stoff mit jedem dazu geeigneten Mittel in an sich bekannter Weise behandelt werden. So kann er zum Beispiel in eine Lösung eines handelsüblichen silicon- oder fluorhaltigen Mittels in einem geeigneten Lösungsmittel eingetaucht und dann getrocknet und fixiert werden. Die auf dem Stoff abzuscheidende Menge des Mittels liegt gewöhnlich nicht unter 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Stoffgewicht.

Die Kohleschicht kann hergestellt werden, indem man Aktivkoh lepulver oder -granulat auf einer Trägerschicht zusammen mit einem thermoplastischen Klebstoff in pulverförmigem Zustand oder als Vliesstoff unter Wärmeanwendung fixiert. Die Schicht wird vorzugsweise aus einem Stoff gebildet, der Aktivkohlefa sern mit einer spezifischen Oberfläche von 600 bis 2500 m²/g enthält. Die Dicke der Aktivkohleschicht ist vorzugsweise nicht größer als 3 mm.

Die Herstellung des Aktivkohlefasern enthaltenden Stoffes aus Fasermaterialien, wie Baumwolle, Hanf, regenerierten Cellulo sefasern, Polyvinylalkoholfasern, Acrylharzfasern, aromati schen Polyamidfasern, Formaldehydharzfasern, Ligninfasern, Phenolharzfasern oder Petroleumpechfasern, kann nach üblichen Methoden erfolgen. Das Fasermaterial wird, gegebenenfalls nach Aufbringen eines geeigneten Flammschutzmittels, bei einer Temperatur von höchstens 400°C einer Flammfestbehandlung unterworfen, worauf bei einer Temperatur von 500 bis 1000°C carbonisiert und aktiviert wird. Von den verschiedenen Fasermaterialien sind regenerierte Cellulosefasern, Phenol harzfasern und Acrylharzfasern besonders günstig, weil die erhaltenen Aktivkohlefasern gute physikalische Eigenschaften, wie mechanische Festigkeit und Adsorption, zeigen. Die Aktivierungsbehandlung erfolgt gewöhnlich in einer Atmosphä re, die ein aktivierendes Gas, wie Wasserdampf oder Kohlendi oxid, in einer Menge von 10 bis 70 Vol.-% enthält, wobei auf eine Temperatur über 700°C erhitzt wird. Nach der Carbonisie rung und Aktivierung können die Aktivkohlefasern zu einem Stoff geformt werden, vorzugsweise wird jedoch das Fasermate rial in Form eines gewebten oder gewirkten Stoffes oder eines Vliesstoffes der Carbonisierung und Aktivierung unterworfen. Bei entsprechender Wahl von Aktivierungstemperatur, Dauer, Konzentration des aktivierenden Gases usw. erhält man Aktiv kohlefasern mit einer spezifischen Oberfläche von 600 bis 2500 m²/g.

Der Aktivkohlefaserstoff ist gasdurchlässig und kann zu einem Filz oder Stoff geformt werden. Im Hinblick auf eine leichte Aufbringung der Stoffschicht auf die Trägerschicht, die Schwierigkeit des Entfernens der Fasern, der geringen Dichte, Weichheit usw. ist ein gewebter oder gewirkter Stoff aus Aktivkohlefasern besonders günstig. Besonders vorteilhaft ist der Aktivkohlestoff in gewirkter Form, weil die den Stoff bildenden Garne in diesem eine große Formfreiheit haben. Daher ist er weicher als ein gewebter Stoff. Da seine Dehnung selbst nach Carbonisierung und Aktivierung hoch ist, kann sich eine daraus hergestellte Schutzkleidung gut dem Körper des Trägers anpassen. Weiter hat er eine größere Porosität und bessere Luftdurchlässigkeit als ein gewebter Stoff, so daß er Schweiß, Körperausdünstungen und Wärme leichter durch die Kleidung nach außen freigibt. Bei der Carbonisierung und Aktivierung zeigt das Rohmaterial weiter die Neigung zu einer erheblichen Volumen- oder Flächenschrumpfung. Bei einem gewebten Stoff mit hoher Dichte, der eine hohe gegenseitige Kohäsion aufweist, kann die Schrumpfung während der Carbonisierung und Aktivie rung nicht genügend ausgeglichen werden, so daß an der Oberfläche Falten oder wellenartige Verziehungen auftreten. Bei einem gewirkten Stoff, in dem die Garne eine größere Freiheit haben und die gegenseitige Kohäsion geringer ist, kann die Schrumpfung gut ausgeglichen werden, so daß die Oberflächen flach und glatt sind. Weiterhin ist bei der Beschichtung mit anderen Materialien die Bildung von Spannun gen unvermeidlich. Bei einem gewirkten Stoff mit hoher Dehnung ergibt sich kaum eine lokale Spannungskonzentration, so daß die Verarbeitung leicht ohne Risse oder Brüche durchgeführt werden kann.

Die Verbindung der Trägerschicht und des Aktivkohlefaser stoffes als Aktivkohleschicht kann zum Beispiel durch Ver wendung eines thermoplastischen Klebstoffes in Form eines Vliesstoffes mit einem Gewicht von 50 g/m² oder weniger erfolgen. Der thermoplastische Klebstoff hat zweckmäßig einen niedrigen Schmelzpunkt, um eine Erhöhung der Dichte des Verbundes aufgrund eines Zusammendrückens der Oberflächen schicht während des Erhitzens oder der Preßfixierung zu vermeiden. So liegt der Schmelzpunkt des thermoplastischen Klebstoffes vorzugsweise nicht über 150°C, insbesondere nicht über 120°C. Als Harzmaterial für den thermoplastischen Klebstoff kann man zum Beispiel jedes handelsübliche Ester-, Amid- oder Vinylacetatharz verwenden. Besonders günstig ist ein Harz mit hoher Lösungsmittelbeständigkeit. Es können auch beliebige andere Verfahren zum gegenseitigen Verbinden angewandt werden.

Die wesentlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Schutz materials sind der Verbund aus Trägerschicht und Oberflächen schicht als Stoffschicht und ein Aktivkohlefaserstoff als Aktivkohleschicht, die integral miteinander verbunden werden. Zur praktischen Anwendung kann das kombinierte Produkt durch Aufbringen eines Stoffes auf jeder der Oberflächen des kombinierten Produktes verstärkt werden. So kann man zum Beispiel einen Stoff als Außenstoffschicht auf den Verbund und einen weiteren Stoff als Innenstoffschicht auf den Aktivkohle faserstoff aufbringen. Diese äußeren und inneren Stoffschich ten können aus jeder natürlichen Faser (z. B. Baumwolle oder Hanf) oder synthetischen Fasern (wie Polyester, Polyamid, regenerierte Cellulose) hergestellt werden und in übliche Form gebracht werden, zum Beispiel als gewebter oder nicht gewebter Stoff, Filz oder Wirkware. Der Stoff für die äußere Stoff schicht wird vorzugsweise mit wasser- oder ölabstoßenden Eigenschaften versehen und hat eine Dicke von 0,1 bis 1,5 mm. Er besteht gewöhnlich aus synthetischen Fasern. Der Stoff für die innere Stoffschicht ist vorzugsweise feuchtigkeitsabsor bierend und hat eine Dicke von 0,1 bis 1,5 mm. Er besteht gewöhnlich aus natürlichen oder synthetischen Fasern, vorzugs weise natürlichen Fasern. Die äußere und innere Stoffschicht können jeweils auch aus zwei oder mehreren Stoffbahnen gebildet werden.

Eine typische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schutz materials ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei steht ein vorzugs weise wasser- und ölabstoßende Eigenschaften aufweisender synthetischer Faserstoff 31 als äußere Stoffschicht in Kontakt mit einer Flaum- oder Florschicht 32 eines Verbundes 33. Der Verbund 33 weist vorzugsweise wasser- und ölabstoßende Eigenschaften mindestens an der Flaum- oder Floroberfläche 32 auf und ist integral mit einem Aktivkohlefaserstoff 34 als Aktivkohleschicht auf der anderen Oberfläche kombiniert. Der Aktivkohlefaserstoff 34 steht seinerseits mit einem Naturfa serstoff 35 in Kontakt, der feuchtigkeitsabsorbierende Eigenschaften aufweist. Mit einem solchen Schutzmaterial kann man eine Schutzbekleidung herstellen, indem man den Syn thesefaserstoff 31 als Außenschicht benutzt, der mit der Atmosphäre in Kontakt ist, während der Naturfaserstoff 32 die Innenschicht darstellt und mit dem Körper des Trägers in Berührung steht.

Die folgenden Beispiele zeigen praktische und bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Die Gaspermeabilität wird jeweils gegenüber Luft gemessen. Die Stoffdicke wurde gemäß JIS L-1018 gemessen; d. h. die Stoff dicke in mm wurde an mindestens 5 Punkten mit einer Dickenmeß vorrichtung unter einer anfänglichen Belastung von 7 g/m² (wenn keine Flaum- oder Floroberfläche vorliegt) oder 3 g/m² (im Falle einer Flaum- oder Floroberfläche) 10 s gemessen, worauf der Durchschnittswert berechnet wurde.

Die Dicke der Flaum- oder Florschicht wurde wie folgt be stimmt: die Stoffdicke (mit einer Flaum- oder Floroberfläche) wurde wie oben gemessen. Nach Eliminierung der Flaum- oder Florschicht durch Scheren oder Abbrennen wurde die Dicke des erhaltenen Stoffes (ohne Flaum- oder Floroberfläche) wie oben gemessen. Dann wurde die Differenz der gemessenen Werte berechnet.

Die Dichte wurde nach der folgenden Formel bestimmt:

D = W/1000 × T

wobei D die Dichte in g/cm³ ist; W das Gewicht in g/m² und T die Dicke in mm.

Beispiel 1

Unter Verwendung einer Doppelriet-Trikotwirkmaschine wurden texturierte Polyestergarne mit Effektzwirn (75 den; 24 Fäden) und solche mit 20 den und 8 Fäden jeweils vollständig auf Vorder- und Rückriet aufgebracht, um ein Kettengewirke mit einer Vordertextur von 1-0/3-4 und einer Rücktextur von 1-0/1-2 zu stricken. Dann wurde das Gewirke in Maschinen richtung zur Bildung eines Schlingenflors verstreckt, um ein Florgewebe zu erhalten. Das erhaltene Gewirke wurde gefärbt, mit einem fluorhaltigen Mittel wasser- und ölabstoßend gemacht, getrocknet und bei 150°C ausgehärtet, wodurch das Mittel entsprechend einem Feststoffgehalt von 2 Gew.-% darauf abgeschieden wurde. Das so erhaltene Gewirke hatte eine Dicke von 0,98 mm, ein Gewicht von 115 g/m², eine Dichte des Verbundes von 0,117 g/cm³ und eine Dichte der Florschicht von 0,092 g/cm³. Die Gaspermeabilität lag bei 8300 ml/cm² × min bei einer Druckdifferenz von 1,27 cm Wassersäule. Die gemäß JIS L-1006 bestimmte Wasserabstoßung betrug 100.

Unter Verwendung - einer ringförmigen Interlock-Wirkmaschine wurden gesponnene Garne aus regenerierter Cellulosefaser (Einzelgarn = 2,0 den; 40′s/l) zu einem runden Interlock- Gewirke mit einem Gewicht von 125 g/cm², einer Bruchdehnung von 85% in der Breite und von 140% im Schuß und einer Gasper meabilität von 7650 ml/cm² × min gewirkt. Dieses Gewirke wurde gewaschen und dann in eine wäßrige Lösung von Diammoniumhydro genphosphat eingeweicht und getrocknet. Das so behandelte Gewirke mit Diammoniumhydrogenphosphat als Flammschutzmittel in einer Menge von 10 Gew.-% wurde in einer inerten Atmosphäre 30 Minuten auf 280°C erhitzt und ergab einen flammfest ausgerüsteten Faserstoff mit einem Kohlenstoffgehalt von 68 Gew.-%. Der Faserstoff wurde beginnend bei 280°C in einer inerten Atmosphäre 90 Minuten auf 880°C erhitzt und der erhaltene carbonisierte Stoff wurde in einer Atmosphäre, die 20 Vol.-% Wasserdampf enthielt, 2 Stunden auf 880° zur Aktivierung erhitzt. Der so hergestellte aktivierte Kohlefa serstoff hatte eine flache tadellose Oberfläche ohne Knitter oder Verziehungen mit den folgenden physikalischen Eigen schaften: Gewicht 51 g/m²; spezifische Oberfläche 1400 m²/g; Dicke 0,42 mm; Gaspermeabilität 9800 ml/cm² × min; Bruchdeh nung 52% in Maschinenrichtung und 108% in Querrichtung.

Das wie oben erhaltene Gewirke und der Aktivkohlefaserstoff wurden mit einem thermoplastischen Klebstoff in Form eines Vliesstoffes mit einem Schmelzpunkt von 118°C unter Wärme einwirkung durch eine Heizwalze miteinander verbunden, so daß der Aktivkohlefaserstoff mit der Rückseite des Gewirkes verbunden war. Auf die Floroberfläche des Gewirkes wurde ein Synthesefaserstoff von 80 g/m² als Außenstoffschicht und auf die Oberfläche des Aktivkohlefaserstoffes ein Baumwollstoff von 39 g/m² als Innenstoffschicht aufgebracht. Auf diese Weise erhielt man ein Schutzmaterial mit zufriedenstellender Gaspermeabilität, mechanischer Festigkeit und Weichheit und den folgenden physikalischen Eigenschaften: Dicke 1,93 mm; Gewicht 300 g/m²; Gaspermeabilität 2895 ml/cm² × min.

Unter Verwendung dieses Schutzmaterials wurde Schutzkleidung hergestellt und einem Tretmühlentest unterworfen. Beim Gehen mit einer Geschwindigkeit von 5 km/h bei einer Temperatur von 30°C, einer relativen Feuchte von 70% und einem Luftstrom von 0,1 m/s zeigte das Schutzmaterial einen Wärmeübertragungswert von 45 kcal/m² × h × °C und eine Feuchtigkeitspermeabilität nach 1 h von 53%. Dadurch zeigten sich beim Träger selbst nach ständigem, mehr als 6stündigem Tragen keine physiologischen Beschwerden.

Zur Bestimmung des Gasadsorptionsverhaltens des Schutzmateri als wurden verschiedene Tests durchgeführt. Gemäß JIS K-1474 betrug die Sättigungsadsorption von Tetrachlorkohlenstoff 39 g/m². Das Schutzmaterial wurde in Ringform von 10 cm Durch messer geschnitten und in ein Gebläserohr eingesetzt. Von einer Seite wurde Luft von 20°C, die 10 ppm Tetrachlorkohlen stoff enthielt, mit einer Geschwindigkeit von 2 cm/s zugeführt und die Tetrachlorkohlenstoff-Konzentration in der durch das Schutzmaterial hindurchgehenden Luft wurde gemessen. Die Konzentration der gasförmigen Substanz am Ausgang betrug nicht mehr als 0,01 ppm. Diese Wirkung hielt 2 Stunden an.

Ferner wurde der Permeationswiderstand eines Florgewebes gegen eine aufgetropfte Flüssigkeit untersucht, d. h. die Dämpf wirkung gegen die Fallenergie des Flüssigkeitstropfens. Unter Verwendung der in Fig. 2 gezeigten Testvorrichtung wurde mit einem Farbstoff gefärbter Tetrachlorkohlenstoff aus ver schiedener Höhe auf die Floroberfläche des Schutzmaterials fallen gelassen, um die Permeabilität zu bestimmen. Dieses Florgewebe zeigte eine ausgezeichnete Dämpfwirkung und selbst bei einem Fall aus einer Höhe von 30 cm drang der Tropfen nicht bis zur Aktivkohlefaserschicht vor. Somit wurde der Tetrachlorkohlenstoff verdampft, während er in Tropfenform in der Florschicht gehalten wurde. Selbst bei einem Fall aus 50 cm Höhe wurde das Material nicht durchdrungen, obwohl ein leichtes Durchsickern des Tropfens auf den Aktivkohlefaser stoff festgestellt wurde.

Beispiel 2

Mit Polyestergarnen aus gekräuseltem Effektzwirn (150 den; 30 Fäden) als Schlingengarn und Nylon 6-Florgarnen aus Effekt zwirn (70 den; 24 Fäden) als Grundgarn wurde ein rundgewirkter Einfachvelour hergestellt. Das erhaltene Gewirke wurde mit einem fluorhaltigen Mittel wasser- und ölabstoßend gemacht, das in einer Feststoffmenge von 1,8 Gew.-% abgeschieden wurde. Das erhaltene Gewirke hatte ein Gewicht von 236 g/m², eine Dicke von 1,82 mm, eine Dichte von 0,130 g/cm³, eine Dichte der Florschicht von 0,093 g/cm³ und eine Gaspermeabilität von 4120 ml/cm² x min bei einer Druckdifferenz von 1,27 cm Wassersäule und eine Wasserabstoßung von 100.

Ferner wurde ein Webstoff aus einem Spinngarn aus einem Phenol-Novolakharz (Einzelgarn 1,5 den; 18′s/l) mit einem Gewicht von 136 g/m² in einer inerten Atmosphäre 20 Minuten auf 300°C erhitzt und dann zur Carbonisierung in einer inerten Atmosphäre 2 Stunden auf 900°C erhitzt. Der carbonisierte Stoff wurde dann in einer 25 Vol.-% Wasserdampf enthaltenden Atmosphäre während 3 Stunden zwecks Aktivierung auf 900°C erhitzt. Der erhaltene Aktivkohlefaserstoff hatte ein Gewicht von 55 g/cm², eine spezifische Oberfläche von 1800 m²/g, eine Dicke von 0,40 mm und eine Gaspermeabilität von 4420 ml/cm² × min. Der Aktivkohlefaserstoff wurde auf die Rückseite eines Gewirkes mit einem Polyamid-Klebstoff in Form eines Vlies stoffes unter Wärmeanwendung mittels Heizwalze aufgebracht. Das so erhaltene Schutzmaterial hatte ein Gewicht von 312 g/m², eine Dicke von 2,19 mm und eine Gaspermeabilität von 3095 ml/cm² × min. Seine Tetrachlorkohlenstoff-Sättigungsmenge durch Adsorption betrug 72 g/m².

Das Schutzmaterial wurde zu einer Ringform von 10 cm Durch messer geschnitten und in ein Gebläserohr eingesetzt. Luft von 20°C mit einem Tetrachlorkohlenstoffgehalt von 10 ppm wurde von einer Seite des Gebläserohres mit einer Geschwindigkeit von 2 cm/s eingeleitet, und die durch das Schutzmaterial hindurchgehende Tetrachlorkohlenstoff-Konzentration der Luft wurde gemessen. Am Ausgang betrug sie nur 0,01 ppm. Diese Schutzwirkung hielt 3,7 h an. Der Eindringwiderstand des verstärkten Gewirkes gegen den fallenden Tetrachlorkohlen stofftropfen wurde wie in Beispiel 1 bestimmt. Bei einer Fallhöhe von mehr als 60 cm wurde ein leichtes Durchsickern der Flüssigkeit bis zur Aktivkohlefaserschicht festgestellt. Bei einer Fallhöhe von höchstens 50 cm wurde keinerlei Eindringen des Materials festgestellt.

Vergleichsbeispiel 1

Durch Verwendung von Baumwollgarn von 30′s/l als Kette und Baumwollgarn von 10′s/l als Schuß wurde ein Twillwebstoff von 3/1 hergestellt, der mit einem fluorhaltigen Mittel in einer Menge von 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Harz, behandelt wurde, um ihn wasser- und ölabstoßend zu machen. Der erhaltene gewebte Stoff hatte ein Gewicht von 230 g/m², eine Dicke von 0,57 mm, eine Dichte von 0,40 g/cm³, eine Gaspermeabilität von 500 ml/cm² × min und eine Wasserabstoßung von 90. Der in Beispiel 1 verwendete Aktivkohlefaserstoff wurde auf den erhaltenen gewebten Stoff mit dem in Beispiel 1 verwendeten Klebstoff mittels Heizwalze beschichtet. Auf das erhaltene beschichtete Produkt wurden jeweils die in Beispiel 1 ver wendeten Stoffe aus Synthesefaser bzw. Baumwolle aufgebracht. Das so erhaltene Schutzmaterial hatte ein Gewicht von 415 g/m², eine Dicke von 1,52 mm und eine Gaspermeabilität von 290 ml/cm² × min. Die Gaspermeabilität des Schutzmaterials war ebenso gut wie in Beispiel 1. Der Eindringwiderstand gegen den fallenden Tropfen war jedoch gering. Wurde zum Beispiel Tetrachlorkohlenstoff aus einer Höhe von nur 5 cm fallen gelassen, so drang der Tropfen vollständig und leicht ein.

Vergleichsbeissiel 2

Ein genähter Vliesstoff wurde aus Nylon 6-Fasern (2 den) mit einem Gewicht von 100 g/m² und einer Dicke von 1,70 mm hergestellt und mit einem fluorhaltigen Mittel in einer Menge von 2,0 Gew.-% beschichtet, um ihn wasser- und ölabstoßend zu machen. Der erhaltene Vliesstoff hatte eine Dichte von 0,60 g/m³ und eine Gaspermeabilität von 4680 ml/cm² 3 × min. Auf die Rückseite dieses Vliesstoffes wurde eine Mischung aus pulver förmiger Aktivkohle (spezifische Oberfläche 700 m²/g; Teil chengröße 100 bis 180 µm) und einem thermoplastischen pulver förmigen Polyester-Klebstoff (Teilchengröße höchstens 25 µm) in einem Gewichtsverhältnis von 70 : 30 einheitlich in einer Menge von 60 g/m² aufgebracht, worauf mittels einer Heizpresse zur Fixierung der Aktivkohleteilchen erhitzt wurde. Der Eindringwiderstand des so erhaltenen Schutzmaterials gegen einen fallenden Tetrachlorkohlenstofftropfen war sehr schlecht. Wurde zum Beispiel Tetrachlorkohlenstoff aus einer Höhe von nur höchstens 5 cm fallen gelassen, so drang der Tropfen leicht ein.

Claims

1. Schutzmaterial, umfassend eine Trägerschicht, deren eine Oberfläche eine Flaum-, Flor- oder Schlingenschicht aufweist, welche eine geringere Dichte als der Verbund von Trägerschicht und Flaum-, Flor- oder Schlingenschicht hat, sowie eine Aktivkohleschicht, die mit der anderen Oberfläche der Trägerschicht verbunden ist, wobei die Dichte der Flaum-, Flor- oder Schlingenschicht 0,05 bis 0,20 g/cm³ und die Dichte des Verbunds von Trägerschicht und Flaum-, Flor- oder Schlingenschicht 0,08 bis 0,30 g/cm³ beträgt.

2. Schutzmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Verbunds von Trägerschicht und Flaum-, Flor- oder Schlingenschicht 0,10 bis 0,25 g/cm³ und die Dichte der Flaum-, Flor- oder Schlingenschicht 0,07 bis 0,15 g/cm³ beträgt.

3. Schutzmaterial gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Verbund von Trägerschicht und Flaum-, Flor- oder Schlingenschicht eine Dicke von 0,3 bis 2,8 mm hat.

4. Schutzmaterial gemäß Anspruch 1-3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Flaum-, Flor- oder Schlingenschicht eine Dicke von 0,1 bis 2,6 mm hat.

5. Schutzmaterial gemäß Anspruch 1-4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Verbund von Trägerschicht und Flaum-, Flor- oder Schlingenschicht wasser- und ölabweisend ist.

6. Schutzmaterial gemäß Anspruch 1-5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schlingenschicht aus zwei Schichten besteht.

7. Schutzmaterial gemäß Anspruch 1-6, dadurch gekenn zeichnet, daß es ein Gewicht von nicht mehr als 500 g/m² besitzt.

8. Schutzmaterial gemäß Anspruch 1-7, dadurch gekenn zeichnet, daß es eine Dicke von nicht mehr als 3 mm hat.

9. Schutzmaterial gemäß Anspruch 1-8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Gaspermeabilität nicht weniger als 500 ml/cm² × min beträgt.

10. Schutzmaterial gemäß Anspruch 1-9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aktivkohleschicht aus Aktivkohlefasern, besteht.

11. Schutzmaterial gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohlefaser eine spezifische Oberfläche von 600 bis 2500 m²/g hat.

12. Schutzmaterial gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohlefasern in gewirkter Form vorliegen.

13. Schutzmaterial gemäß Anspruch 1-12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aktivkohleschicht eine Gaspermeabilität von nicht mehr als 15 000 ml/cm² × min aufweist.

14. Schutzmaterial gemäß Anspruch 1-13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aktivkohleschicht eine Dicke von 0,2 bis 2,7 mm hat.

15. Schutzmaterial gemäß Anspruch 1-14, dadurch gekenn zeichnet, daß es zusätzlich eine Stoffschicht aus synthetischen Fasern auf der Flaum-, Flor- oder Schlin genschicht und eine Stoffschicht aus Naturfasern auf der Aktivkohleschicht aufweist.