DE4415372A1 - Schutzvorrichtung für Menschen zur Abschirmung gegen elektromagnetische Hochfrequenzfelder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für Men­ schen zur Abschirmung gegen elektromagnetische Hoch­ frequenzfelder mit einem in Anzugform den Menschen um­ gebenden Trägermaterial, das mit abschirmenden Fasern, Garnen oder zusätzlichen abschirmenden Bestandteilen versehen ist.

Bekanntlich werden hochfrequente Wellen, z. B. Mikro­ wellen, höherer Leistung zunehmend für kommerzielle und militärische Zwecke eingesetzt. Dies betrifft z. B. Mikrowellen in der Nachrichtentechnik, in der Naviga­ tion von Flugzeugen und Schiffen, die Erwärmung von Speisen, die Trocknung von Gütern und dergleichen.

Darüber hinaus können auch im hochfrequenten Bereich arbeitende Sender, vor allem im Nahbereich, Personen durch elektromagnetische Felder mit höherer Leistungs­ dichte gefährden. Dies betrifft z. B. Personen, die im Mega- und Giga-Hertz-Bereich sendende bzw. arbeitende Geräte bedienen oder warten müssen und die sich hierzu in deren elektromagnetischen Feldern bewegen. Dies be­ trifft z. B. auch die Wartung und/oder die Reparatur von Antennenanlagen.

Durch die eingangs genannte Schutzvorrichtung soll verhindert werden, daß derartige hochfrequente und energiereiche Strahlungen Schädigungen im menschlichen Organismus hervorrufen. Die Wirkung der elektromagne­ tischen hochfrequenten Wellen auf die Zellstruktur ist im wesentlichen eine Wärmewirkung, auch thermische Wirkung genannt. Wird nun eine Wärmeeinwirkung durch Strahlung überschritten, die der menschliche Körper normalerweise durch eine Absonderung von Schweiß regu­ lieren kann, kann es zu schädlichen Wärmeeinflüssen durch die elektromagnetischen Wellen auf den Organis­ mus kommen.

Ionisierende Strahlen in einem Frequenzspektrum ober­ halb des Lichtbereiches, z. B. Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen, sind so energiereich, daß sie eine Schädigung in den Molekülen der Zellgewebe verursachen können. So stellten z. B. Biologen und Forscher bei Tierversuchen fest, daß bei wenig durchblutenden Orga­ nen die schädigende Strahlungsdichte bereits bei 5 mW/cm² liegt. Dabei wurde festgestellt, daß eine Lei­ stungsflußdichte von 10 mW/cm² bei der Absorption im Menschen bereits eine dem Grundumsatz vergleichbare Heizleistung von 1 W/kg ergibt.

Bekannt sind z. B. Trägermaterialien in Anzugform, die als textiles Netz mit Silber und einer nachträglichen Kautschuk-Beschichtung ausgebildet sind. Ebenso sind Netze mit eingelagerten Metallfolien bekannt.

Im allgemeinen wurde stets versucht, durch ein Einwe­ ben von Metallfasern oder Metalldrähten, z. B. VA-Kurz­ fasern, Kupfer-Filamente, verzinnte Kupferfäden, mit Kupfer ummantelte Polyester Filamentgarne und derglei­ chen, ausreichende Schirmdämpfungswerte zu erhalten. Aufgrund der Anfälligkeit der Metallfilamente, insbe­ sondere gegen Bruch, oder Herausarbeiten der Metallfa­ sern während des praktischen Gebrauches sind derartige Trägermaterialien jedoch nur bedingt geeignet.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Trägermaterialien mit Metallschichten lag darin, daß keine ausreichende Korrosionsbeständigkeit und/oder Abriebfestigkeit ge­ geben war. Häufig kam es zu Oxydationen, wodurch die Schutzwirkung der Metalle entsprechend beeinträchtigt worden ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, eine wirksame Schutzvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die nicht nur eine hohe Ab­ schirmung gibt, sondern darüber hinaus, die gute prak­ tische und für einen Arbeitseinsatz erforderliche Ei­ genschaften besitzt, wie z. B. eine gute Abriebbestän­ digkeit, eine Waschbarkeit und Atmungsfähigkeit bzw. Luftdurchlässigkeit.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge­ löst.

Während durch die mit einer Silberschicht ummantelten Polyamidfasern oder -garne eine sehr gute Abschirmwir­ kung erreicht wird, sichert die Ummantelung dieser Fa­ sern bzw. Garne durch eine Polymerschicht eine ent­ sprechende Stabilität bzw. schützt das Polymer das Garn bzw. die Fasern und das Silber gegenüber Umwelt­ einflüssen. Darüber hinaus wird auf diese Weise eine Waschbarkeit und eine Abriebfestigkeit erreicht. Dabei ist lediglich darauf zu achten, daß keine geschlossene Schicht bzw. kein geschlossenes Trägermaterial durch die Ummantelung mit einer Polymerschicht erzielt wird, damit eine Atmungsfähigkeit gegeben bleibt. Es wird lediglich eine Ummantelung der Fasern oder Garne durchgeführt. Zwischen den Garnen oder Fasern verblei­ ben Zwischenräume bzw. Poren.

Durch die Polymerschicht wird darüber hinaus eine gute Temperaturbeständigkeit und eine hohe Kälteflexibili­ tät erreicht. Hinzu kommt, daß damit eine Beständig­ keit gegen schwache Säuren, Alkalien und Elektrolytlö­ sungen, z. B. durch Schweißabsonderungen, erreicht wird. Darüber hinaus erhält das Trägermaterial bzw. das Basismaterial eine gute Licht-, Wetter-, Alte­ rungs- und Hydrolyse-Beständigkeit.

Trotz der Polymerbeschichtung bleibt eine hohe Reflexion des Metalles, nämlich der Silberschicht erhalten. Darüber hinaus wird die Leitfähigkeit des Trägermateriales nicht verhindert.

Wesentlich ist auch, daß durch die Polymerbeschichtung eine Silbersulfidbildung verhindert wird.

Versuche in der Praxis haben gezeigt, daß eine gute Haftung der Polymerschicht auf der Silberschicht bei einer sehr guten Abriebfestigkeit erreicht wird. Das auf diese Weise gebildete Trägermaterial ist nicht nur waschbar, sondern auch chemisch reinigungsfähig.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Basismateriales bzw. Trägermateriales kann in vorteilhafter Weise da­ durch erfolgen, daß auf Polyamidfasern bzw. Polyamid­ garnen, die bereits mit einer Silberschicht vollflä­ chig metallisiert worden sind, in einem Antragsverfah­ ren ein vernetzendes Polymer, z. B. Polydimethylsilo­ xan-Polyacrylat aufgetragen wird.

Statt dessen kann auch eine Beschichtung durch Foular­ dierung erfolgen. Eine Foulardierung ist eine Art Tauchbad mit Walzen, über die die Garne bzw. das Gewe­ be, Geflecht, Vlies oder dergleichen geführt werden.

Anschließend werden die mit der Polymerschicht verse­ henen Fasern oder Garne nach dem Trocknungsvorgang kurzzeitig auf eine Temperatur zwischen 160 und 180°C erhitzt, wodurch eine Vernetzung erfolgt. Bei der Ver­ netzung erfolgt eine chemische Umwandlung, wobei die Radikale des Polymer aufspringen und zu größeren Grup­ pen vernetzen. Auf diese Weise ergibt sich ein struk­ turmäßig verändertes stabiles Material.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand einer Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 Prinzipdarstellung eines Schutzanzuges;

Fig. 2 stark vergrößert einen Ausschnitt aus einem Trägermaterial für einen Schutzanzug.

Als Basismaterial für den Schutzanzug dienen Polyamid­ fasern oder Polyamidgarne 1, die auch unter dem Waren­ zeichen Nylon, als 6.6 Ripstopgewebe oder auch als so­ genannte Fallschirmseide bekannt sind. Ein derartiges Gewebe wird mit 35 Gew.% einer reinen Silberschicht 2 vollflächig überzogen und damit metallisiert, d. h. je­ de einzelne Faser des Gewebes besitzt eine komplette Silberummantelung in einer sehr guten Haftung. Das auf diese Weise geschaffene Gewebe kann eine Gewichtsklas­ se um ca. 50 g/m² aufweisen.

Auf dieses Gewebe, das z. B. als Webware, als Vlies oder Wirkware ausgebildet sein kann, wird über ein An­ tragsverfahren pro Seite ca. 2 bis 5 g/m² (trocken) ein vernetzendes Polydimethylsiloxan-Polyacrylat auf­ getragen, wobei die Silberschicht 2 durch die damit entstehende Polymerschicht 3 versiegelt wird.

Die Aufbringung kann auch durch eine sogenannte Fou­ lardierung erfolgen.

Nach einem Trocknungsvorgang wird das Gewebe kurzzei­ tig auf Temperaturen von 160 bis 180°C erhitzt, um eine Vernetzung zu erreichen.

Aus der stark vergrößerten Darstellung der Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Porengröße des Gewebes so gewählt ist, daß auch nach einer Beschichtung mit der Polymer­ schicht 3 noch genügend Freiraum bzw. Poren zwischen den einzelnen Fasern bzw. Garnen verbleibt, damit eine Atmungsaktivität erhalten bleibt.

Das auf diese Weise hergestellte Trägermaterial wird nun so zu einem Schutzanzug konfektioniert, daß eine einwandfreie Abschirmung des Menschen durch eine Ganz­ körperkonfektion erreicht wird.

Vorzugsweise wird man einen einteiligen Schutzanzug 4 in Overall-Form vorsehen, der an den geeigneten Stel­ len mit einem vernickelten Reißverschluß 5 versehen ist. Selbstverständlich sind im Bedarfsfalle auch ver­ nickelte Klettverschlüsse möglich.

Zur Einhaltung der Abschirmung darf der Schutzanzug 4 keine weiten Ärmel- und Hosenenden aufweisen, damit die Strahlung nicht eindringen kann. Aus diesem Grunde wird man die Ärmel- und Hosenenden durch Reißver­ schlüsse oder Gummizüge entsprechend eng halten.

Zu beachten ist auch, daß in Trennbereichen des Anzu­ ges eine Überlappung von Trägermaterialien vorzusehen ist, im allgemeinen von wenigstens 15 cm. Andernfalls müßten entsprechende Klebestreifen verwendet werden.

Aus diesem Grunde wird man auch die Handschuhe 6 und Socken 7 aus dem gleichen Material wie den Schutzanzug 4 und entsprechend lang mit Stulpen und Gummizug aus­ bilden. Für eine gute Haltbarkeit wird man die Socken im allgemeinen mit doppelter Laufsohle ausbilden. Schuhe 8 müssen elektrisch leitend, z. B. mit entspre­ chend ausgebildeten PVC-Sohlen versehen sein, damit sie sich nicht elektrostatisch aufladen.

Über dem Schutzanzug 4 ist im Kopfbereich ein Schutzhelm oder eine Haube 9 vorzusehen, der bzw. die aus dem gleichen Material besteht wie der Schutzanzug 4. Der Schutzhelm 9 bzw. die Haube ist durch einen Ge­ sichtsschutz 10 zu verschließen und im Schutzanzug mit großer Überlappung innen zu integrieren.

Als Gesichtsschutz bzw. Gesichtsfeld 10 wird ein mit Metall ummanteltes Gittergewebe oder Gitterstäbe 11 verwendet.

Der Schutzanzug 4 wird im allgemeinen als Unteranzug getragen werden, über den normale Arbeitsanzüge gezo­ gen werden, damit der Schutzanzug 4 gegen Beschädigun­ gen, wodurch die Abschirmwirkung beeinträchtigt würde, geschützt ist.

Selbstverständlich könnte der Schutzanzug 4 jedoch auch durch eine entsprechende Kombination mit einem herkömmlichen Arbeitsanzug bzw. einem außen angebrach­ ten Material auch einstückig als kompletter Arbeitsan­ zug ausgebildet werden.

Versuche in der Praxis haben gezeigt, daß mit dem er­ findungsgemäßen Schutzanzug sehr gute Abschirmwirkun­ gen erzielt wurden. So wurde festgestellt, daß die durchschnittliche Schutzwirkung mehr als 40 dB für den elektrischen Feldschutz beträgt, unter 500 MHz sogar 60 dB. Für die Messungen des elektrischen Feldes wur­ den Dipol-Antennen benutzt, die auf die Hauptfrequen­ zen eingestellt waren. Die Messung wurde dabei in ho­ rizontaler und vertikaler Position bzw. Polarisierung in Höhen vom 1,25 m und 1,80 m vorgenommen.

Für die Messung des magnetischen Feldes wurden Schlau­ fenantennen benutzt, wobei ebenfalls in horizontaler und vertikaler Position bzw. Polarisierung gemessen wurde. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß der Schutzanzug 4 Schutz bietet bei:
10 MHz = 15 dB
100 MHz = 25 dB
500 MHz = 40 dB
für magnetische Felder.

Die Schirmdämpfung für elektromagnetische Strahlung ist in einem Frequenzbereich von 100 MHz bis 100 GHz wirksam, wobei die Mindestschirmdämpfung 20 dB beträgt.

Selbstverständlich sind die vorstehend genannten Werte nur als Beispiele anzusehen. Die erzielten Werte kön­ nen entsprechend den örtlichen Gegebenheiten, der Aus­ bildung des Schutzanzuges 4, der Frequenzen und der­ gleichen unterschiedlich sein.

Claims (19)

1. Schutzvorrichtung für Menschen zur Abschirmung ge­ gen elektromagnetische Hochfrequenzfelder mit ei­ nem in Anzugform den Menschen umgebenden Trägerma­ terial, das mit abschirmenden Fasern, Garnen oder zusätzlichen abschirmenden Bestandteilen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Basismaterial für das Trägermaterial oder das Trägermaterial selbst Polyamidfasern oder -garne (1) aufweist, das mit einer Silberschicht (2) vollflächig ummantelt ist, und daß außenseitig über der Silberschicht (2) eine Polymerschicht (3) aufgebracht ist, die die mit dem Silber metalli­ sierten Fasern oder Garne versiegelt.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamidfasern (1) mit einer Schicht von 30 bis 40%, vorzugsweise 35 Gew.%, reinem Silber um­ mantelt sind.

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyamid 6.6 Ripstopgewebe verwendet ist.

4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Basismaterial bzw. Trägermaterial ein Gewicht von ca. 40 bis 60 g/m², insbesondere 50 g/m², auf­ weist.

5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als äußere Schicht vernetzendes Polymer verwendet ist.

6. Schutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymer Polydimethylsiloxan-Polyacrylat ver­ wendet ist.

7. Schutzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Anzug (4) erforderliche Reißverschlüsse (5) vernickelt sind.

8. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Anzug (4) vorgesehene Klettverschlüsse vernickelt sind.

9. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Trennbereichen des Anzuges (4) Überlappungen vorgesehen sind.

10. Schutzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappungen wenigstens 15 cm betragen.

11. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Handschuhe (6) ebenfalls Polyamidfasern oder -gar­ ne (1) aufweisen, die mit einer Silberschicht (2) voll flächig ummantelt sind, und daß außenseitig über dem Silberschicht (2) eine Polymerschicht (3) aufgebracht ist, die die mit dem Silber metalli­ sierten Fasern oder Garne versiegelt.

12. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Socken (7) vorgesehen sind, die ebenfalls Polya­ midfasern oder -garne (1) aufweisen, die mit einer Silberschicht (2) vollflächig ummantelt sind und daß außenseitig über der Silberschicht (2) eine Polymerschicht (3) aufgebracht ist, die die mit dem Silber metallisierten Fasern oder Garne ver­ siegelt.

13. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzhelm oder eine Haube (9) vorgesehen ist, die ebenfalls Polyamidfasern oder -garne (1) auf­ weist, die mit einer Silberschicht (2) vollflächig ummantelt sind, und daß außenseitig über der Sil­ berschicht (2) eine Polymerschicht (3) aufgebracht ist, die die mit dem Silber metallisierten Fasern oder Garne versiegelt.

14. Schutzvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzhelm bzw. die Haube (9) mit einem Ge­ sichtsfeld (10) aus rostfreiem Metallgitter verse­ hen ist, und daß der Schutzhelm bzw. die Haube (9) geschlossen und im Schutzanzug (4) mit Überlappung integriert ist.

15. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Schuhe (8) vorgesehen sind, die elektrisch leitend sind.

16. Verfahren zum Herstellen einer Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf vollflächig außenseitig mit einer Silber­ schicht (2) ummantelte Polyamidfasern oder -garne (1) Polymer über ein Antragsverfahren beidseitig aufgetragen werden, wobei die Silberschicht (2) versiegelt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß pro Seite ca. 2 bis 5 g/m² eines vernetzenden Po­ lymers aufgetragen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung der mit einer Silberschicht (2) versehenen Polyamidfasern oder -garne (1) mit Po­ lymer durch Foulardierung erfolgt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Beschichtung mit Polymer eine kurzzeitige Erhitzung auf eine Temperatur zwischen 160 und 180°C zur Vernetzung durchgeführt wird.