DE4310110A1

DE4310110A1 - Mehrlagiges, textiles, gasdurchlässiges Filtermaterial gegen chemische Schadstoffe

Info

Publication number: DE4310110A1
Application number: DE19934310110
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Stelzmueller; Hans-Joachim Dipl Ing Toepfer; Gerhard Dipl Ing Staebler; Thomas Dipl Ing Stoll
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 1992-07-07
Filing date: 1993-03-27
Publication date: 1994-01-13
Also published as: EP0649332A1; WO1994001198A1; DE59302285D1; EP0649332B1; ATE136806T1; US5731065A; ES2089831T3

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrlagiges, textiles, gasdurchläs siges Filtermaterial gegen chemische Schadstoffe und insbeson dere Filter- und Schutzmaterialien für die Herstellung von Flä chenfiltern und Schutzanzügen für den zivilen und militärischen Bereich.

Bisher bekannte Filtermaterialien der eingangs beschriebenen Art weisen einen textilen Trägerstoff auf, auf dem über Klebe mittelraster Adsorberkugeln, insbesondere Aktivkohlekugeln auf geklebt sind, welche gegebenenfalls durch eine gasdurchlässige Schutzschicht vor einem vorzeitigen Abrieb geschützt werden.

Ferner sind Filtermaterialien bekannt, bei denen auf den texti len Trägern mit einem Kleberaster ein aktivierte Kohlenstoffasern enthaltendes Gewebe aufgeklebt ist.

Nachteilig beim Stand der Technik ist, daß die Verheftung des textilen Trägerstoffes mit dem aktivierten Kohlenstoffmaterial unzureichend ist und darüberhinaus die eigentliche Adsorptions schicht, die den aktivierten Kohlenstoff enthält, einer mecha nischen Belastung, wie sie beispielsweise beim Tragen von Schutzanzügen aus dem Schutzmaterial vorkommt, nur ungenügend widersteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs beschriebene Filter material so weiterzuentwickeln, daß vorstehend genannte Nach teile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Filtermate rial erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dieses eine erste Lage als textile Trägerschicht aufweist, welche mit einer zweiten Lage, die in Form einer flächigen Klebeschicht vorhanden ist, verbunden ist. Ferner weist das erfindungsgemäße Filtermaterial eine auf der zweiten Lage aufgebrachte und mit dieser flächig verbundene dritte Lage auf, welche eine textile, aktivierte Kohlenstoffasern enthaltende Flächenschicht umfaßt.

Diese dritte Lage kann von einer vierten Lage in Form einer flächigen Klebeschicht zusätzlich geschützt werden, welche auf der dritten Lage, gegenüberliegend zur zweiten Lage, aufge bracht und mit dieser flächig verbunden ist.

Obwohl bei den Klebeschichten extrem dünne Klebeschichten, ins besondere in Form von Gespinnsten, Vliesen, Folien etc., ver wendet werden können, reicht insbesondere die vierte Lage als Klebeschicht aus, die dritte Lage mit der textilen, den akti vierten Kohlenstoff enthaltenden Flächenschicht zusätzlich zu stabilisieren und gegen Abrieb zu schützen. Erstaunlicherweise bietet die vierte Lage nicht nur eine ausreichende mechanische Schutzwirkung gegen Abrieb, sondern führt zusätzlich auch noch in Kooperation mit der zweiten Lage in Form einer flächigen Kle beschicht zu einer Verfestigung der zwischen den beiden Lagen gehaltenen dritten Lage, so daß diese großenteils, unabhängig von ihrer eigenen mechanischen Stabilität, ganz im Hinblick auf ihre Schutzwirkung hin ausgewählt und in dem Schutzmaterial verwendet werden kann.

Ein besonders geeignetes Klebeschichtmaterial liegt bei ge schlitzten Klebefilmfolien vor, die als eine Art trockener Schmelzkleber wirken.

Das Klebeschichtmaterial wird vorzugsweise aus einem thermo plastischen Kunststoff hergestellt, wobei hier insbesondere auf die Kunststoffe Pvc, Polyurethan, Polyester und Polyamid hinge wiesen wenden kann. Wichtig bei den Klebeschichten ist, daß sie ausreichend gasdurchlässig sind, das heißt, daß die Folien ins besondere eine Perforierung, vorzugsweise eine Mikroperforie rung, aufweisen, welche beim thermischen Verbinden bzw. beim thermischen Aktivieren der Klebeschicht im Verarbeitungsprozeß erhalten bleibt.

Neben den zuvor beschriebenen Klebeschichtmaterialien eignet sich besonders gut eine aufkaschierte offenporige Schaumstoff schicht, die neben der Kleberfunktion gleichzeitig durch die Schaumstruktur die Funktion einer Schutzschicht gegen mechani sche Verletzungen der textilen, aktivierte Kohlenstoffasern enthaltenden Flächenschicht übernimmt. Für den Aufkaschiervor gang wird vorzugsweise ein Flammkaschierverfahren eingesetzt, wobei sich sehr genau die Dicke der beim fertigen Produkt ver bleibenden Schichtdicke - und damit Schutzwirkung der Schaum stoffschicht - vorgeben läßt. Die Dicke der Schaumstoffschicht kann so gewählt werden, daß das flächige Filtermaterial in ei nem Nachbearbeitungsschritt unter Anwendung von Wärme und Druck bleibend verformbar ist.

Außerdem eignen sich retikulierte Schaumstoffmaterialien als Klebeschichtmaterialien, welche neben der Kleberfunktion außerdem, vor allem im Kontakt mit Flüssigkeiten, eine Filterfunktion ausüben. Eine mechanische Schutzwirkung bieten die retikulierten Schaumstoffmaterialien außerdem.

Bei Schutzmaterialien wird bevorzugt auf der außenliegenden Seite retikulierter Schaumstoff als Klebeschicht verwendet, während auf der Innenseite, also der der Haut zugewandten Seite, bevorzugt offenporiger Schaumstoff verwendet wird.

Erstmalig wird hier vorgeschlagen, das Flammkaschierverfahren bei der Herstellung von Textilien zu verwenden, die bei der Herstellung von Bekleidung eingesetzt werden.

Die textile Flächenschicht, welche die aktivierten Kohlenstoffasern enthält, kann prinzipiell nach unterschiedlichen Techno logien gefertigt sein, beispielsweise entsprechend der Lehre der EP 0 079 488 B1, der EP 0 230 097 A2 oder auch der DE 33 25 644 C2.

Bei diesen Technologien handelt es sich um Gewebe, welche akti vierte Kohlenstoffstapelfasern umfassen, wobei in der zuerst genannten EP 0 079 488 Gewebe aus einem Mischgarn aus textilen Stapelfasern bekannt sind, welche einen Anteil an Aktivkohle- Stapelfasern enthalten, der zwischen 5 und 75 Gew.-% liegt. Der Anteil der Stapelfasern, der nicht aus Aktivkohle-Stapelfasern besteht, ist hierbei im wesentlichen für die Stabilität des Mischgarnes bzw. des daraus gebildeten Gewebes verantwortlich.

Alternativ ist eine Verarbeitung gemäß der EP 0 230 097 A2 vor stellbar, wo aktivierte Kohlenstoffasern mit einem weiteren textilen Material vernadelt sind und damit eine Art flächige Filzlage bilden.

Die dritte hiervon verschiedene Art wird durch die DE 33 25 644 C2 gebildet, wo ein Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser verwendet wird.

Bei der zuletzt genannten Art von Faser bzw. textilem Flächen schichtmaterial ist die höchste Adsorptionsaktivität zu erwar ten, wobei jedoch gleichzeitig darauf hinzuweisen ist, daß die mechanische Festigkeit dieser Art von Adsorberschicht gegenüber den beiden anderen geringer ausfällt.

Diese textile Flächenschicht mit den aktivierten Kohlenstoffasern kann als Gewebe, Filz, Gewirke, Vlies etc. vorgelegt werden. Wie bereits zuvor ausgeführt, ist es aufgrund des er findungsgemäßen Aufbaus nicht notwendig, daß die textile Flä chenschicht mit den aktivierten Kohlenstoffasern eine besondere mechanische Festigkeit aufweist, da ihr diese durch die sie gegebenenfalls beidseitig flächig deckenden Klebeschichten verliehen wird.

Die drei, vier oder mehr Lagen werden bei der Produktion zu einem Stapel zusammengeführt und passieren als Stapellage eine Heizzone, die vorzugsweise durch Heizwalzen gebildet wird. In der Heizzone wird der Klebstoff der zweiten und vierten (wenn vorhanden) Lage aktiviert und sorgt so für eine flächige Verbindung des Stapels.

Beim Flammkaschieren der Schaumstoffschichten wird zunächst die textile Trägerschicht mit einer Schaumstoffschicht kaschiert und nachfolgend in einem weiteren Kaschiervorgang auf diese Doppellage auf seiten der freien Schaumstoffschicht die texti le, aktivierte Kohlenstoffasern enthaltende Flächenschicht auf kaschiert. Alternativ können aber auch die drei Lagen, nämlich die textile Trägerschicht, die Schaumstoffschicht und die Flä chenschicht, gemeinsam verarbeitet werden und gleichzeitig in einem Verfahrensschritt zusammengeführt werden, wobei dann die beiden Kaschiervorgänge gleichzeitig ablaufen.

Je nach den beim flammkaschieren gewählten Bedingungen läßt sich die Schaumstofflagendicke während eines Kaschiervorgangs gezielt reduzieren und somit dem Verwendungszweck des fertigen Filtermaterials in vielfacher Hinsicht anpassen, beispielsweise im Hinblick auf den Wärmedurchgangswert, Luftdurchlässigkeit, Schutzwirkung gegen mechanische Einwirkungen etc.

Schließlich kann bei einer bevorzugten Ausführungsform vorge sehen sein, daß eine fünfte Lage in Form eines mikroporösen, gasdurchlässigen, jedoch flüssigkeitsdichten Materials als wei tere Schutzschicht vorgesehen ist. Diese kann im wesentlichen lose auf dem Stapel der Lagen eins bis vier aufliegen oder aber flächig mit der vierten Lage verbunden sein.

Vorzugsweise wird die textile Trägerschicht (erste Lage) aus einem luftdurchlässigen, reißfesten und dimensionsstabilen Material hergestellt. Die textile Trägerschicht kann somit die mechanischen Eigenschaften für das Filtermaterial insgesamt, insbesondere Reißfestigkeit und Dehnungsfestigkeit, definieren, wobei insbesondere die Dimensionsstabilität des Materials und ein entsprechend kleiner Wert der elastischen Dehnung des Mate rials sicherstellt, daß die zu schützende textile, aktivierte Kohlenstoffasern enthaltende Flächenschicht nicht über das zu lässige Maß im Gebrauch der Filtermaterialien gedehnt wird.

Vorzugsweise weist im Hinblick auf diese gewünschten Eigen schaften die textile Trägerschicht eine Reißfestigkeit von < 300 N auf. Im Hinblick auf die elastische Dehnung ist ge wünscht, daß die textile Trägerschicht einen Wert von < 12% aufweist. Die üblichen Materialien, die zur Herstellung der textilen, aktivierte Kohlenstoffasern enthaltenden Flächen schichten zur Verfügung stehen, halten eine elastische Dehnung von < 12% problemlos aus. Danach wirkt die elastische Dehnbar keit der textilen Trägerschicht für die weitere Dehnung limi tierend und verhindert so ein Zerreißen der textilen, aktivier te Kohlenstoffasern enthaltenden Flächenschicht innerhalb des Filtermaterials.

Die textile Trägerschicht, deren wesentliche Aufgabe zuvor in dem Verleihen einer Dimensionsstabilität und einer bestimmten Reißfestigkeit für das Filtermaterial liegt, kann mit einem sehr geringen Flächengewicht von beispielsweise 30 g/m² bis 150 g/m² ausgewählt sein, so daß es wenig zum Flächengewicht des Filtermaterials beiträgt, andererseits aber voll die oben defi nierten Funktionen erfüllt.

Die Gasdurchlässigkeit der textilen Trägerschicht, sofern diese nur in ihrer Trägerfunktion für das Filtermaterial von Bedeu tung ist, sollte vorzugsweise zwischen 100 bis 500 l/(dm²·min) betragen.

Soll das Filtermaterial als Schutzmaterial in Schutzkleidung Verwendung finden, ergeben sich Anwendungsfälle, wo die textile Trägerschicht bevorzugt aus einem Mikrofasergewebe hergestellt ist, welches zwar gasdurchlässig ist, jedoch vor Windbelastun gen schützt. Hier ist dann die Gasdurchlässigkeit wesentlich geringer als zuvor definiert, nämlich bei ca. 10 bis 30 l/ (dm²·min). Vorzugsweise weist die Trägerschicht dann gleichzei tig den Vorteil der Wasserdichtheit auf, und zwar bis zu einer Wassersäule von mindestens 500 mm, bevorzugt mindestens 1000 mm. Die Trägerschicht kann hier gleichzeitig als obere Schicht oder Abdeckschicht fungieren.

Das Mikrofasergewebe verhindert, daß Flüssigkeit bis zur akti vierte Kohlenstoffasern enthaltenden Flächenschicht vordringt, die aktivierten Kohlenstoffasern benetzt und damit die Aufnah mefähigkeit und Filterwirkung für Schadgase herabsetzt.

Die Schaumstoffschicht im fertigen Filtermaterial weist vor zugsweise eine Dicke von bis 0,7 mm auf, weiter bevorzugt im Bereich von ca. 0,3 mm bis ca. 0,5 mm.

Der Wärmeisolationswert des dreilagigen Filtermaterials liegt, insbesondere bei der Verwendung des Filtermaterials als Schutz material für Schutzkleidung, vorzugsweise bei 70·10³ m² K/W. Auf die dritte Lage, die von der textilen, aktivierte Koh lenstoffasern enthaltenden Flächenschicht gebildet wird, kann mit einer vierten Lage in Form einer offenporigen Schaumstoff schicht als weitere, die Festigkeit des Filtermaterials und insbesondere der mechanischen Unempfindlichkeit der Flächen schicht verbessernde Lage versehen sein, die dann vorzugsweise ebenfalls per Flammkaschierung aufkaschiert ist. Bevorzugt wirkt in diesem Fall, daß die zweite Schaumstoffschicht zusam men mit einer zweiten textilen Lage aufkaschiert ist, so daß letztendlich ein sechslagiges Schichtmaterial erhalten wird. Die doppelt vorhandenen textilen Lagen und Schaumstoffschichten können entweder gleich oder verschieden voneinander sein, je nach Einsatzzweck des Filtermaterials.

Insbesondere können die Schaumstoffschichten eine unterschied liche Dicke aufweisen, je nachdem, ob sie beispielsweise bei einem Schutzmaterial für Schutzbekleidung nach innen oder nach außen zu liegen kommen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorge sehen, daß die erste und/oder die zweite Schaumstoffschicht wärmeverformbar ist und nach dem Wärmeformschritt eine im we sentlichen selbsttragende Struktur für das Filtermaterial bil det. Damit können z. B. Filtermaterialien grober Oberfläche her gestellt werden, welche in der Schnittansicht eine Zick-Zack- Struktur aufweisen, oder es können Filtermaterialien mit einer bestimmten Form ausgebildet werden, die das Filtermaterial als kompletten Filtereinsatz in Filtergeräten geeignet machen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 ein vierlagiges erfindungsgemäßes Filtermaterial;

Fig. 1a ein Verfahrensablaufdiagramm betreffend das Filter material von Fig. 1;

Fig. 2 ein sechslagiges erfindungsgemäßes Filtermaterial;

Fig. 2a ein Verfahrensablaufdiagramm betreffend das Filter material von Fig. 2;

Fig. 3 ein fünflagiges erfindungsgemäßes Filtermaterial; und

Fig. 3a und 3b Verfahrensablaufdiagramme betreffend das Filtermate rial von Fig. 3.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes mehrlagiges textiles Filtermaterial, welches als Schutzmaterial in Schutzbekleidung verwendbar ist, wobei mit dem Bezugszeichen 1 eine erste, tex tile Lage als Trägerschicht bezeichnet ist, mit dem Bezugszei chen 2 eine mit der ersten Lage flächig verbundene zweite Lage in Form einer flächigen Klebeschicht, mit dem Bezugszeichen 3 eine auf der zweiten Lage aufgebrachte und mit dieser flächig verbundene dritte Lage, welche eine textile, aktivierte Kohlen stoffasern enthaltende Flächenschicht umfaßt, und mit dem Be zugszeichen 4 eine vierte Lage, welche ebenso wie die zweite Schicht 2 eine flächige Klebeschicht darstellt, welche auf der dritten Lage gegenüberliegend zur zweiten aufgetragen und mit dieser flächig verbunden ist.

Bevorzugt weist die Trägerschicht 1 eine Webstruktur auf, wäh rend die Klebeschichten 2 und 4 entweder aus einem relativ dichten Klebstoff-Fasergespinst, -Vlies, -Gewebe oder derglei chen hergestellt sind, dabei jedoch gasdurchlässig sind, oder aber in Form einer Folie vorgelegt werden, welche eine Perfora tion aufweisen, die auch nach dem Klebeprozeß im wesentlichen erhalten bleibt. Die dritte Lage 3 wird hier durch eine Adsorp tionsschicht gebildet, welche aus einem Gewebe besteht, das aus einem Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser hergestellt ist, wie dies in der DE 33 25 644 C2 beschrieben ist.

Die als Deckschicht fungierende vierte Lage 4 wird wieder durch ein PU-Klebevlies oder -Klebefolie gebildet und kann aus dem selben Material bestehen, wie die zweite Lage.

Als Folien eignen sich insbesondere auch solche Folien, welche in regelmäßiger Verteilung punktförmige Materialverdichtungen aufweisen.

Die Trägerschicht 1, vorwiegend ein Gewebe, Gewirke oder Ge strick, mit einem Flächengewicht von 50 bis 1000 g/m², vorzugs weise 100 bis 400 g/m², sollte eine Luftdurchlässigkeit von 10 bis 1000 l/min×100 cm² aufweisen, hauptsächlich jedoch von 100 bis 400 l/min×100 cm², gemessen bei 1 mbar Unterdruck.

Die Adsorptionsschicht 3 kann entweder aus Spinngarnen, die wiederum aus aktivierten Kohlestoffasern oder aus Filamentgar nen, die wiederum aus aktivierten Kohlestoffen bestehen können, hergestellt sein, oder aber die Adsorptionsschicht 3 wird in einem zweiten Arbeitsgang in einer Wasserdampfatmosphäre bei 800°C aktiviert.

Ebenso kann die Adsorptionsschicht 3 aus Spinnfasergarn aus kohlenstoffhaltigen Werkstoffen, insbesondere auf Basis von voroxidiertem Polyacrylnitril, entweder aus 100% oder in Mi schung mit einer anderen Spinnfaser vergleichbarer Länge gebil det werden. Das daraus erhaltene Mischgarn besteht zu 10 bis 90 Gew.-% aus kohlestoffhaltigem Fasermaterial, vorwiegend 30 bis 70 Gew.-%, und im übrigen aus textilen Spinnfasern, insbesondere aus Naturfasern oder Chemiefasern, die wiederum aus natürlichen Polymeren, organisch- oder anorganischer Basis oder syntheti schen Werkstoffen bestehen können, insbesondere Baumwolle, Wol le, Seide, Polyamid, Polyester, Polyacryl, Aramide oder Visko se-Fasern. Die hierbei versponnenen Fasern liegen statistisch gesehen gleichmäßig verteilt im Garnkern vor. Diesen Fasern können entweder flammhemmende Substanzen zugesetzt sein oder aber sie können in einem zusätzlichen Ausrüstungsprozeß flamm hemmend imprägniert werden. Diese Fasern haben vorzugsweise einen Feinheitsbereich von 0,4 bis 7 dtex, vorwiegend 0,8 bis 2 dtex, und eine Stapellänge von 10 bis 100 mm, vorwiegend von 30 bis 60 mm. Diese Fasern können entweder glatt oder gekräuselt sein.

Entweder wird die Faser aktiviert oder das Garn oder ein fertiges textiles Flächengebilde. Die spezifische Oberfläche der Adsorptionsschicht 3 sollte von 100 bis 2000 m²/g betragen, vorzugsweise 800 bis 1200 m²/g.

Die aus diesen Werkstoffen gesponnenen Garne können entweder nach klassischen Spinnverfahren, wie etwa dem Ringspinnverfah ren, oder aber nach neueren Spinnverfahren, wie OE-Rotorspin nen, OE-Friktionsspinnen, Zwirnspinnen, Nitscheln (Selftwist), Umwindeverfahren, Falschdrahtverfahren, Verkleben/Verschweißen oder Verfilzen, hergestellt werden.

Fig. 1a zeigt anhand eines Blockdiagramms einen bevorzugten Verfahrensablauf zur Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Fil termaterials. Dabei werden die einzelnen vier Lagen 1, 2, 3 und 4 zunächst zusammengeführt und als vierlagiger Stapel der Vor richtung zum Klebekaschieren zugeführt. Als Ergebnis erhält man das mehrlagige, flächig miteinander verklebte Stapelmaterial 1/2/3/4.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Filtermaterialien, welche als einen Grundaufbau eine Kombination von drei Lagen umfaßt, nämlich einer Träger- oder Deckschicht, einer Weichschaumlage und einer Aktivkohlefasern beinhaltenden Flächenschicht. Dieser Grundauf bau wird in den Fig. 2 und 3 für zwei verschiedene Anwen dungsfälle variiert, wie dies im folgenden beschrieben wird.

In Fig. 2 ist ein sechslagiger Aufbau eines Filtermaterials dargestellt, das eine Trägerschicht 1a umfaßt, welche bei spielsweise aus einem Polyester-Gewirke (Kettstuhlware) herge stellt sein kann und im vorliegenden Fall ein Flächengewicht von ca. 40 g/m² aufweist. Nachfolgend ist eine Membran 2a als zweite Lage auf der Basis von hydrophilem Polyurethan angeord net, die mittels Umkehrbeschichtung mit einem Flächengewicht von ca. 40 g/m² auf die Trägerschicht 1a aufgetragen ist. Vor zugsweise wird hierfür Impraperm der Firma Bayer AG verwendet. Diese Membran 2a ist flüssigkeitsdicht bis über 700 mm Wasser säule.

Als dritte Lage wird im Flammkaschierverfahren eine Schaum stoffschicht 3a aufgebracht, welche aus Polyurethan, einem Po lyurethan-Ether-Weichschaum oder einem Polyurethan-Ester- Weichschaum gebildet sein kann. Vorzugsweise wird hier ein Ma terial mit einer Rohdichte von 42 kg/m³ verwendet. Die Stauch härte dieses Materials beträgt 4,9 kPa, die Zahl der Zellen pro cm 17 ± 3. Die Dicke des Ausgangsmaterials beträgt bei diesem Beispiel 1,6 mm, die Einsatzdicke 0,3 mm. Vorzugsweise ist die dritte Lage flammhemmend ausgerüstet.

Als vierte Lage wird eine Flächenschicht 4a aus einem vollstän dig karbonisierten und aktivierten Viskose-Gewebe verwendet, in diesem Beispiel mit einem Flächengewicht von 120 g/m², eine Dicke von 0,45 mm und einer spezifischen inneren Oberfläche von 1000 bis 1200 m²/g.

Als fünfte Lage ist auf der Flächenschicht 4a eine Kleber schicht 5a in Form eines hydrophilen Kleberstrichs (Polyure than-Basis) aufkaschiert, und zwar mit einem Flächengewicht von ca. 8 g/m². Als letzte Schicht in Form einer Deckschicht 6a wird ein Obergewebe aufgebracht, welches selbstverständlich auch durch eine gewirkte oder gestrickte textile Lage ersetzt werden kann. Im vorliegenden Beispiel wird ein Köpergewebe verwendet (65% Viskose, 35% Nomex) mit einem Flächengewicht von ca. 260 g/m².

Durch die Einbeziehung einer geeigneten Membran in den Aufbau des Filtermaterials können bei Gewährleistung einer ausreichen den Wasserdampfdurchlässigkeit die Schutzeigenschaften eines Schutzbekleidungssystemes aus dem beschriebenen Material gegen über chemischen Schadstoffen erheblich verbessert werden, so daß ein Einsatz solcher Systeme auch für Zwecke möglich wird, die mit bisher bekannten permeablen Schutzbekleidungssystemen nicht abzudecken waren und deshalb allein mit isolierenden (z. B. gummierten) Schutzanzügen bewältigt werden mußten. Durch die Wasserdampfdurchlässigkeit der Membran können gegenüber isolierenden Schutzbekleidungssystemen die physiologischen Tra geeigenschaften noch spürbar verbessert und somit längere Tra gezeiten erreicht werden. Durch Verwendung des beschriebenen Materialaufbaus können derartige Schutzbekleidungssysteme, z. B. insbesondere auch für ABC-Abwehrpersonal (von Detektions-, De kontaminationseinheiten, etc.) der Streitkräfte und im Zivil schutz sowie als Kampfbekleidung von Bordpersonal der Marine (Kampfanzug See mit integriertem ABC-Schutz), eingesetzt werden.

Besondere Bedeutung hat für das Aufkaschieren der Schaumstoff schichten das Flammkaschierverfahren, das gemäß der vorliegen den Erfindung erstmalig bei der Herstellung von Schutzmateria lien zur Herstellung von Bekleidung eingesetzt wird. Der Ein satz von Schaumstoffschichten als Klebeschichten wird wegen der oben beschriebenen Vorteile bevorzugt, die insbesondere im Zu sammenhang mit dem Flammkaschierverfahren zum Tragen kommen.

Fig. 2a zeigt ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für das in Fig. 2 gezeigte Produkt in Form eines Blockschemas.

Zunächst wird auf die Trägerlage 1a mit einem Umkehrbeschich tungsverfahren eine Membran 2a aus hydrophilem Polyurethan auf getragen.

Diese modifizierte Trägerlage 1a/2a wird mit der Schaumstoff schicht 3a und der Flächenschicht 4a aus karbonisiertem Visko segewebe in einem Verfahrensschritt zusammengeführt und in ei nem gemeinsamen Flammkaschierschritt miteinander verbunden. Das so erhaltene Mehrlagenmaterial 1a/2a/3a/4a wird mit einem hy drophilen Kleberstrich 5a versehen und mit der Deckschicht 6a zusammengeführt und in einem Klebekaschierschritt zum Produkt 1a/2a/3a/4a/5a/6a flächig verbunden.

Fig. 3 zeigt einen andersgearteten Aufbau, bei dem auf eine Trägerschicht 1b, die ein Gewebe, Gestrick, Gewirk etc. sein kann, eine Polyurethan-Weichschaum-Schicht 2b (auf der Basis von Polyurethan-Ethern oder Polyurethan-Estern) aufgebracht ist. Auf diese Doppellage wird eine Flächenschicht 3b aufge bracht, welche Aktivkohlefasern enthält. Auf dieses dreilagige Material kann wiederum eine PU-Weichschaumschicht 4b und auf diese nachfolgend eine Deckschicht 5b aufkaschiert werden, oder aber die Schichten 4b und 5b werden bereits vorher durch einen Kaschiervorgang miteinander verbunden und dann als Doppellage auf die Dreifachlage aus den Lagen 1b, 2b und 3b aufkaschiert.

Der so geschaffene Materialaufbau gewährleistet die erforderli che hohe Schutzkapazität des Schutzbekleidungssystems gegenüber chemischen Schadstoffen bei gleichzeitiger weiterer erheblicher Verbesserung des Mikroklimas unter dem Schutzanzug. Durch die so erreichten erheblich günstigeren physiologischen Trageeigen schaften eignet sich das Material insbesondere für Schutzbe kleidungssysteme, die

- bei Bedarf als über die normale Uniform zu tragende Schutzanzüge ( "Overgarment"),
- als Heereskampfanzüge mit integriertem ABC-Schutz für klimatisch heiße Regionen bzw.
- als Schutzbekleidung im Zivil- und Bevölkerungsschutz o. ä.

verwendet werden können.

Durch die Möglichkeiten zur Variierung der einzelnen Material schichten können im Rahmen des aufgezeigten Materialaufbaus so wohl universell einsetzbare als auch spezifischen Kundenbedürf nissen entsprechende Schutzbekleidungssysteme abgedeckt werden.

Vorstehend beschriebene Verfahrensführungen sind zusammengefaßt in Form von Blockdiagrammen in den Fig. 3a und 3b gezeigt.

Gemäß dem in Fig. 3a gezeigten Verfahren wird zunächst die Trägerlage 1b aus einem Leinwandgewebe (65% Viskose, 35% No mex) mit einem Flächengewicht von ca. 150 g/m² mit der offenpo rigen Schaumstoffkaschierschicht 2b (Polyurethan-Ethertype) mit einer Rohdichte von 42 kg/m³, einer Stauchhärte von 4,9 kPa, 17 ± 3 Zellen pro cm, einer Warendicke von 1,6 mm und einer Ein satzdicke von 0,3 mm in einem Flammkaschierschritt flächig ver bunden.

Die flammkaschierte Trägerlage 1b/2b wird im folgenden Schritt mit der Flächenschicht 3b (100% aktivierte Kohlenstoffasern) mit einem Flächengewicht von ca. 120 g/m², einer Dicke von 0,45 mm und einer inneren spezifischen Oberfläche von 1000-1200 m²/g zusammengeführt und flammkaschiert.

Die Dreifachlage 1b/2b/3b erhält auf seiten der Flächenschicht 3b eine Kleberbeschichtung 4b aus hydrophilem Polyurethan mit einem Flächengewicht von ca. 8 g/m² und wird dann mit der Deck schicht 5b zusammengeführt. Die Deckschicht besteht hier bevor zugt aus nicht gewobenem Material (Sontara-Spinnvlies) aus Nomex/Kevlar mit einem Flächengewicht von ca. 31 g/m². Diese aufeinanderliegenden Lagen werden miteinander in einem abschließenden Klebekaschierschritt flächig miteinander zum Endprodukt 1b/2b/3b/4b/5b verbunden.

Alternativ können gemäß der in Fig. 3b gezeigten Verfahrens führung die Schichten 4b und 5b in einem Flammkaschierschritt zusammengeführt und verbunden werden. Das Material der Schicht oder Lage 4b ist in diesem Fall ein flammkaschierfähiger Schaumstoff, wie er bereits für die Lage 2b verwendet wurde. Danach wird die Dreifachlage 1b/2b/3b (vgl. Fig. 3a) mit der Doppellage 4b/5b in einem vierten Flammkaschierschritt zum Pro dukt 1b/2b/3b/4b/5b verbunden.

Claims

1. Mehrlagiges, textiles, gasdurchlässiges Filtermaterial gegen chemische Schadstoffe mit einer ersten Lage als textile Trägerschicht, mit einer mit der ersten Lage flächig verbundenen zweiten Lage in Form einer flächigen Klebeschicht, und mit einer auf der zweiten Lage aufge brachten und mit dieser flächig verbundenen dritten La ge, welche eine textile, aktivierte Kohlenstoffasern enthaltende Flächenschicht umfaßt.

2. Filtermaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ei ne vierte Lage in Form einer flächigen Klebeschicht, welche auf der dritten Lage, gegenüberliegend zur zwei ten, aufgebracht und flächig verbunden ist.

3. Filtermaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite und gegebenenfalls auch die vierte Lage aus einem Klebefasergespinst, -vlies, -ra ster, einer Klebstoffolie, einem Klebstoffgewebe, -ge wirk oder dergleichen gebildet ist.

4. Filtermaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebeschichtmaterial ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polyamid und/oder Polyester, ist.

5. Filtermaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite und gegebenenfalls die vierte Lage eine auf die benachbarte Lage(n) im Flammkaschier verfahren aufkaschierte offenporige Schaumstoffschicht ist.

6. Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die textile Flächenschicht die akti vierten Kohlenstoffasern in einem Gemisch mit weiteren Fasern, insbesondere als Stapelfasern zu einem Mischgarn verarbeitet, umfaßt.

7. Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die textile Flächenschicht im we sentlichen ausschließlich aus aktivierten Kunststoffa sern besteht.

8. Filtermaterial nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die textile Flächenschicht eine Gewebe-, eine Filz-, eine Gewirk-, eine Gestrick- oder eine Vliesstruktur aufweist.

9. Filtermaterial nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine fünfte Lage in Form eines mikroporösen, gasdurchlässigen, jedoch flüs sigkeitsdichten Materials benachbart zur vierten Lage angeordnet und mit dieser gegebenenfalls flächig verbun den ist.

10. Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine fünfte Lage in Form ei ner Membran auf der Basis von einem hydrophilen Polyure thanpolymeren, vorzugsweise mit einem Wasserdampf durchgang von 2000 g/(m²·24 h), benachbart zur vierten Lage angeordnet und mit dieser flächig verbunden, gege benenfalls auf diese im Umkehrbeschichtungsverfahren aufgetragen ist.

11. Filtermaterial nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die textile Trägerschicht aus luftdurchlässigem, reißfestem und dimensionsstabilem Material hergestellt ist.

12. Filtermaterial nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die textile Trägerschicht eine Reißfestigkeit von < 300 N aufweist.

13. Filtermaterial nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die textile Trägerschicht eine elastische Dehnung von < 12% aufweist.

14. Filtermaterial nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß die textile Trägerschicht ein Flächengewicht von ca. 30 g/m² bis 150 g/m² aufweist.

15. Filtermaterial nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchlässigkeit der textilen Trägerschicht 100 bis 500 l/(dm²·min) beträgt.

16. Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß die textile Trägerschicht ein Mikrofasergewebe ist.

17. Filtermaterial nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchlässigkeit der textilen Trägerschicht ca. 10 bis 30 l/(dm²·min) beträgt und daß die Träger schicht bis zu einer Wassersäule von mindestens 500 mm, bevorzugt mindestens 1000 mm, wasserdicht ist.

18. Filtermaterial nach einem der Ansprüche 5 bis 17, da durch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffschicht im fer tigen Filtermaterial eine Dicke von ca. 0,3 mm bis ca. 0,5 mm aufweist.

19. Filtermaterial nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeisolationswert des dreilagigen Filtermaterials 70·10³ m² K/W ist.

20. Filtermaterial nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die dritte Lage eine vierte Lage in Form einer (gegebenenfalls zweiten) of fenporigen Schaumstoffschicht aufkaschiert ist.

21. Filtermaterial nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaumstoffschicht zusammen mit einer zweiten textilen Lage aufkaschiert ist.

22. Filtermaterial nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite textile Lage gleich oder ver schieden von der ersten textilen Lage ausgebildet ist.

23. Filtermaterial nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die zwei te Schaumstoffschicht wärmeverformbar ist (sind) und ei ne selbsttragende Struktur des Filtermaterials bilden.

24. Verwendung eines Filtermaterials gemäß einem der Ansprü che 1 bis 23 zur Herstellung von Filtern für die Frisch luftzufuhr in Kraftfahrzeugen.

25. Verwendung eines Filtermaterials gemäß einem der Ansprü che 1 bis 23 als Schutzmaterial bei der Herstellung von Schutzanzügen für den zivilen und/oder militärischen Be reich.

26. Filtereinsatz für Belüftungsanlagen von Kraftfahrzeugen, hergestellt unter Verwendung eines Filtermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 23.

27. Filtereinsatz nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial in einem Wärmeformschritt geformt ist.

28. Filtereinsatz nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial als selbsttragendes Bauteil aus gebildet ist.

29. Filtereinsatz nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial mit einer die Eigenstabilität verbessernden Struktur, insbesondere Rippen- oder Sickenstruktur, ausgebildet ist.

30. Schutzanzug, hergestellt unter Verwendung von Filterma terialien gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 als Schutz material.

31. Schuheinlegesohlen, hergestellt unter Verwendung von Filtermaterialien gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23.