DE69410450T2 - Schutzschild - Google Patents

Schutzschild

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schutzkörper zum Einsatz in Kleidung, insbesondere in Kleidungsstücken, die den menschlichen Körper vor Schnitt- oder sonstigen Verletzungen durch Kettensägen oder sonstigen scharfen Motorgeräten schützen sollen. Der Schutzkörper enthält mehrere textile Schichten und soll vornehmlich als Einsteckstück in einem Kleidungsstück Verwendung finden.
  • Als Schutz gegen Kettensägen und sonstige scharfe Motorgeräte sind schon verschiedene Konstruktionen für Schnittschutzeinlagen bekannt. Noch am Anmeldetag dieser Erfindung wird von der US-amerikanischen Forstverwaltung gemäß deren Bericht mit der Bezeichnung "Neuer Beinschutz fürs Kettensägen" vom August 1982 (Veröffentlichungsnummer ED & T 9102) ein Schutzkörper verwendet und empfohlen, der aus zwei Schichten 352er Gewebe aus Kevlar , zwei Schichten Nadelvlies aus Kevlar und zwei Außenschichten aus dem Nylon Cordura besteht, wobei die Gewebe und Nadelvliese aus Keviar in Wechselfolge angeordnet sind (Kevlar ist das Warenzeichen der Firma E.I. du Pont de Nemours für deren Aramidfaser). In dem Forest Service- Bericht aus dem Jahre 1982 heißt es auch, daß zwar 2 oder 3 Schichten einer Raschelware aus Kevlar/Nylon untersucht wurden, daß diese Muster jedoch keine günstigen Benotungen erhielten. Weitere kommerziell erhältliche Schutzkörper bestehen unter anderem aus mindestens sechs Schichten eines Polyesterkettengewirkes (erhältlich von Engtex unter den Produktbezeichnungen "Swedepro" und "Stihl") oder aus sieben Schichten eines Nylonkettengewirkes (erhältlich von Elvex Corporation unter der Produktbezeichnung "Prolar"). Gemäß der US-PS Nr. 4.280.342 besteht ein Schutzkörper aus einem Kettengewirk, dessen beide Schichten durch Polfäden verbunden sind. Gemäß der US-PS Nr. 4.279.956 besteht ein Schutzkirper aus einem Verbundstoff mit mindestens zwei übereinander angeordneten Lagen, die entlang voneinander beabstandeten, im wesentlichen parallel angeordneten Streifen zu einer einzigen Schicht verwoben sind.
  • Gemäß der US-A-4457985 enthalten Ballistikschutzgegenstände, wie Westen und Helme, ein Netz aus Polyolefinfasern, z.B. Polypropylenfasern mit einem Zugmodul von mindestens etwa 145 g/dtex (160 gld) und einer Feinheits festigkeit von mindestens etwa 7,2 g/dtex (8 g/d). Das Fasernetz, bei dem es sich um ein Gewebe, eine Maschenware, ein verfestigtes Fasernetz, einen Verbundstoff oder um ein laminiertes Gebilde handeln kann, ist ausreichend dick ausgeführt, um die Energie eines Geschosses aufzunehmen.
  • Aus der US-A-4280342 ist bereits eine Schnittschutzeinlage oder -kleidung für das Arbeiten mit Kettensägen oder sonstigen scharfen Geräten bekannt.
  • Angesichts der zunehmenden Geschwindigkeit und Schneidkraft von Kettensägen und sonstigen scharfen Motorgeräten besteht jedoch weiterhin ein Bedarf an einem leichten, flexiblen Schutzkörper, der einen verbesserten Schutz bietet.
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen leichten und flexiblen Schutzkörper als Verletzungsschutz gegen Schnittwunden und sonstige Verletzungen bereitzustellen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Schutzkörper aus mindestens drei Hybridflächenschichten aus jeweils mindestens einer hochfesten Faser mit einem Zugmodul von mindestens etwa 145 g/dtex (160 Gramm/Denier) und einer Feinheitsfestigkeit von mindestens etwa 6,36 g/dtex (7 Gramm/Denier) und mindestens einer Grundfaser, wobei es sich bei der Hybridflächenschicht um eine Konstruktion aus der Reihe Kulierware aus der hochfesten Faser und der Grundfaser, Kettengewirk aus der hochfesten Faser und der Grundfaser, Kettengewirk aus der Grundfaser mit Eintrag der hochfesten Faser und Nähwirkstoff handelt.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Beinschutz mit dem oben beschriebenen Schutzkörper zum Tragen beim Kettensägen.
  • Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Erfindungsgemäß versteht man unter Faser sowohl Schnitt- bzw. Kurzfasern, d.h. Stapelfasern, als auch Endlosfasern.
  • Garn bezeichnet ein aus einer Monofilamentfaser durch Zusammenführung mehrerer Endlosfilamente oder durch Verspinnen von Stapeln hergestellten kontinuierlichen Strang mit einer Längendimension, die die Querdimensionen von Breite und Dicke bei weitem übertrifft.
  • Ein wirksamer Schutzkörper sollte neben einem ausreichenden Schutz auch Waschbarkeit, Fallverhalten und Tragekomfort bieten. Was die Waschbarkeit angeht, so sollte der Schutzkörper auch nach einer Wäsche gemäß der AATTC-Prüfmethode 96-1988 oder AATCC-Prüfmethode 158-1985 die an ihn gestellten Anforderungen erfüllen.
  • Der Schutzkörper wird aus mehreren verschiedenen textilen Flächenschichten hergestellt. Bei jeder Flächenschicht handelt es sich um eine Hybridfläche aus einer hochfesten Faser und mindestens einer anderen Faserart, wobei diese andere Faserart erfindungsgemäß als Grundfaser bezeichnet wird. Unter dem Begriff Hybridfläche ist ein textiles Flächengebilde aus mindestens zwei verschiedenartigen Fasertypen zu verstehen, in dem jeder Fasertyp mindestens einen Teil der Konstruktion bildet. Aufgrund dieser einzigartigen Konstruktion kann auch ein leichter und flexibler Schutzkörper einen wesentlich besseren Schutz bieten.
  • Erfindungsgemäß versteht man unter dem Ausdruck hochfeste Faser eine Faser mit einem Zugmodul von mindestens etwa 160 Gramm/Denier, vorzugsweise von mindestens etwa 500 Gramm/Denier, und einer Feinheitsfestigkeit von mindestens 7 Gramm/Denier, vorzugsweise von mindestens etwa 18 Gramm/Denier und besonders bevorzugt von mindestens etwa 22 Gramm/Denier. Zu einsetzbaren hochfesten Fasern zählen Fasern aus kettenverlängertem Polyolefin, insbesondere Fasern aus kettenverlängertem Polyethylen (ECPE), Aramidfasern, Polyvinylalkoholfasern, Polyacrylnitrilfasern und Fasern aus flüssigkristallinen Copolyestern.
  • In der US-PS Nr. 4.457.985 werden solche Fasern aus kettenverlängertem Polyethylen und Polypropylen allgemein erörtert, wobei der Inhalt jener Patentschrift insoweit durch Bezugnahme in diese inkorporiert sei, wie sie der vorliegenden nicht widerspricht. Im Falle von Polyethylen haben geeignete Fasern ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von mindestens 150.000, bevorzugt von mindestens einer Million und besonders bevorzugt zwischen zwei Millionen und fünf Millionen. Die Herstellung solcher Fasern aus kettenverlängertem Polyethylen kann durch Heranzüchtung in Lösung gemäß der US-PS Nr. 4.137.394 von Meihuzen et al. oder gemäß der US-PS Nr. 4.356.138 von Kavesh et al., erteilt am 26. Oktober 1982, oder durch Filamentspinnen aus einer Lösung unter Bildung einer Gelstruktur gemäß der Deutschen Offenlegungsschrift Nr. 3.004.699 und GB Nr. 2051667 und vor allem gemäß der US-PS Nr. 4.413.110 erfolgen. Dabei bedeutet der Begriff Polyethylen im Sinne der Erfindung ein überwiegend lineares Polyethylenmaterial, gegebenenfalls mit geringen Anteilen an Kettenverzweigungen oder Comonomeren von höchstens 5 modifizierenden Einheiten pro 100 Kohlenstoffatomen der Hauptkette sowie gegebenenfalls beigemischten Anteilen von höchstens 50 Gew.-% an einem oder mehreren Polymeradditiven wie Alken-1-Polymeren, insbesondere niederdichtes Polyethylen, Polypropylen oder Polybutylen, Copolymeren mit Monoolefinen als Hauptmonomeren, oxidierten Polyolefinen, Polyolefinpfropfcopolymeren und Polyoxymethylenen oder an niedermolekularen Additiven wie Antioxidantien, Gleitmitteln, UV-Absorbern, Farbmitteln und dergleichen, auf die alle hiermit Bezug genommen wird. Je nach Herstellungsverfahren, Streckverhältnis und -temperaturen sowie anderen Bedingungen kann man diesen Filamenten verschiedenste Eigenschaften verleihen. Die Feinheitsfestigkeit der Filamente sollte dabei mindestens 13,6 g/dtex (15 Gramm/Denier), vorzugsweise mindestens 18,18 g/dtex (20 Gramm/Denier), besonders bevorzugt mindestens 22,7 g/dtex (25 Gramm/Denier) und ganz besonders bevorzugt mindestens 27,3 g/dtex (30 Gramm/Denier) betragen. Ebenso liegt der Zugmodul der Filamente, gemessen auf der Zugversuchsmaschine Instron, bei mindestens 272,7 g/dtex (300 Gramm/Denier), vorzugsweise bei mindestens 454,5 g/dtex (500 Gramm/Denier) und besonders bevorzugt bei mindestens 909 g/dtex (1000 Gramm/Denier) und ganz besonders bevorzugt bei mindestens 1090,9 g/dtex (1200 Gramm/Denier). Dabei sind diese Höchstwerte für Zugmodul und Feinheitsfestigkeit in der Regel nur unter Anwendung von Lösungswachstums- oder Gelfilamentverfahren erzielbar. Dabei liegt der Schmelzpunkt für viele der Filamente über dem des zugrundeliegenden Polymers. So hat zum Beispiel hochmolekulares Polyethylen vom Molekulargewicht 150.000, eine Million und zwei Millionen in der Regel einen Substanzschmelzpunkt von 138ºC, während die aus diesen Materialien hergestellten hochorientierten Polyethylenfilamente einen um etwa 70 bis etwa 13ºC höherliegenden Schmelzpunkt aufweisen. Die gegenüber der Polymersubstanz kristalline Einheitlichkeit und höhere Kristallorientierung der Filamente zeigt sich also als kleine Schmelzpunkterhöhung.
  • Ebenso kann man hochorientierte Filamente aus kettenverlängertem Polypropylen mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von mindestens 200.000, bevorzugt von mindestens einer Million und besonders bevorzugt von mindestens zwei Millionen verwenden. Um aus solchem kettenverlängerten Polypropylen ziemlich stark orientierte Filamente zu erhalten, kann man sich der Verfahren gemäß den verschiedenen obengenannten Druckschriften und vor allem des Verfahrens der US-PS Nr. 4.413.110 bedienen. Da es sich bei dem seitenständige Methylgruppen enthaltenden Polypropylen um ein weit weniger kristallines Material als Polyethylen handelt, liegen die bei Polypropylen erreichbaren Feinheitsfestigkeitswerte in der Regel wesentlich unter den entsprechenden Werten für Polyethylen. Daher liegt der geeignete Feinheitsfestigkeitswert bei mindestens 7,2 g/dtex (8 Gramm/Denier), bevorzugt bei mindestens 10 g/dtex (11 Gramm/Denier). Der Zugmodul für Polypropylen beträgt mindestens 145 g/dtex (160 Gramm/Denier), vorzugsweise mindestens 181,8 g/dtex (200 Gramm/Denier). Durch das Orientierungsverfahren steigt der Schmelzpunkt des Polypropylens in der Regel um einige Grad an, so daß das Polypropylenfilament vorzugsweise einen Hauptschmelzpunkt von mindestens 168ºC, besonders bevorzugt von mindestens 170ºC, aufweist. Die besonders bevorzugten Bereiche der oben beschriebenen Parameter können vorteilhafterweise verbesserte Gebrauchseigenschaften beim Enderzeugnis ergeben. Der Einsatz von Fasern mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von mindestens etwa 200.000 bei Einhaltung der bevorzugten Bereiche für die oben beschriebenen Parameter (Modul und Feinheitsfestigkeit) kann vorteilhafterweise verbesserte Gebrauchseigenschaf ten beim Enderzeugnis ergeben.
  • Hochzugmodulige Fasern aus hochmolekularem Polyvinylalkohol (PV-OH) werden in der US-PS Nr. 4.440.711 von Y. Kwon et al. beschrieben, wobei der Inhalt jener Patentschrift insoweit durch Bezugnahme in diese inkorporiert sei, wie sie der vorliegenden nicht widerspricht. Bei Fasern aus hochmolekularem PV-OH sollte das gewichtsmittlere Molekulargewicht mindestens etwa 200.000 betragen. Besonders geeignete PV-OH-Fasern sollten einen Modul von mindestens etwa 272,7 g/dtex (300 Gramm/Denier), eine Feinheitsfestigkeit von mindestens etwa 6,36 g/dtex (7 Gramm/Denier), vorzugsweise von mindestens etwa 9 g/dtex (10 Gramm/Denier), besonders bevorzugt von etwa 12,7 g/dtex (14 Gramm/Denier) und ganz besonders bevorzugt von mindestens etwa 15,5 g/dtex (600 Gramm/Denier) sowie eine Brucharbeit von mindestens 8 Joule/Gramm aufweisen. PV-OH-Fasern mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von mindestens etwa 200.000, einer Feinheitsfestigkeit von mindestens etwa 9 g/dtex (10 Gramm/Denier), einem Modul von mindestens etwa 272,7 g/dtex (300 Gramm/Denier) und einer Brucharbeit von etwa 8 Joule/Gramm eignen sich eher zur Herstellung eines Ballistikschutzerzeugnisses. Eine PV-OH-Faser mit solchen Eigenschaften kann man zum Beispiel nach dem Verfahren gemäß der US-PS Nr. 4.599.267 herstellen.
  • Im Falle von Polyacrylnitril (PAN) sollte das gewichtsmittlere Molekulargewicht der PAN-Faser mindestens etwa 400.000 betragen. Eine besonders geeignete PAN-Faser sollte eine Feinheitsfestigkeit von mindestens etwa 9 g/dtex (10 Gramm/Denier) und eine Brucharbeit von mindestens etwa 8 Joule/Gramm aufweisen. Eine PAN-Faser mit einem Molekulargewicht von mindestens etwa 400.000, einer Feinheitsfestigkeit von mindestens etwa 13,6 bis 18,18 g/dtex (15 bis 20 Gramm/Denier) und einer Brucharbeit von mindestens etwa 8 Joule/Gramm ist ganz besonders geeignet, wobei solche Fasern zum Beispiel aus der US-PS 4.535.027 bekannt sind.
  • Im Falle von Aramidfasern eignen sich vornehmlich aus aromatischem Polyamid gebildete Aramidfasern gemäß der US-PS 3.671.542, auf die hiermit Bezug genommen wird. Bevorzugte Aramidfasern haben eine Feinheitsfestigkeit von mindestens etwa 18,18 g/dtex (20 Gramm/Denier), einen Zugmodul von mindestens etwa 363,6 g/dtex (400 Gramm/Denier) und eine Brucharbeit von mindestens etwa 8 Joule/Gramm, und besonders bevorzugte Aramidfasern haben eine Feinheitsfestigkeit von mindestens etwa 18,18 g/dtex (20 Gramm/Denier) und eine Brucharbeit von mindestens etwa 20 Joule/Gramm. Ganz besonders bevorzugte Aramidfasern haben eine Feinheitsfestigkeit von mindestens etwa 18,8 g/dtex (20 Gramm/Denier), einen Modul von mindestens etwa 818,2 g/dtex (900 Gramm/Denier) und eine Brucharbeit von mindestens etwa 30 Joule/Gramm. So sind zum Beispiel die von der Dupont Corporation unter dem Handelsnamen Kevlar 29 und 49 kommerziell hergestellten Polyphenylendiaminterephthalamidfilamente mit mäßig hohen Modul- und Feinheitsfestigkeitswerten besonders zur Herstellung von Ballistikschutzverbundstoffen geeignet. (Dabei betragen die Modul- und Feinheitsfestigkeitswerte für Kevlar 29 454,5 g/dtex (500 Gramm/Denier) bzw. 20 g/dtex (22 Gramm/Denier) und für Kevlar 49 909 g/dtex (1000 Gramm/Denier) bzw. 20 g/dtex (22 Gramm/Denier)). Für die Durchführung dieser Erfindung eignen sich auch die von Dupont unter dem Handelsnamen Nomex kommerziell hergestellten Polymethaphenylenisophthalamidfilamente.
  • Im Falle von flüssigkristallinen Copolyestern sind geeignete Fasern zum Beispiel aus den US-PSen Nr. 3.975.487; 4.118.372 und 4.161.470 bekannt.
  • In der Regel werden die hochfesten Fasern vor dem erfindungsgemäßen Einsatz nach herkömmlichen Verfahren zu gegebenenfalls verwirbelten Garnen verarbeitet. Dabei sollte der Garntiter etwa 220 bis 5280 dtex (200 bis 4800 Denier), vorzugsweise etwa 440 bis 3300 dtex (400 bis 3000 Denier) und besonders bevorzugt etwa 715 bis 1760 dtex (650 bis 1600 Denier) betragen.
  • Bei dem Hybridflächengebilde kann es sich um eine Kulierware, ein Kettengewirk, ein Kettengewirk mit Eintrag oder um einen Nähwirkstoff handeln. Eine Maschenkonstruktion hat sich nämlich als am vorteilhaftesten erwiesen. Denn sie führt nicht nur zu einem leicht zu fertigenden und zu handhabenden leichten, stabilen Flächengebilde, sondern erlaubt auch die Darstellung verschiedenster geometrischer Muster.
  • Bei der Kulierware wird ein Garn aus der hochfesten Faser in Schußrichtung vermascht. Dabei soll das hochfeste Garn im wesentlichen unidirektional verlaufen. Unter unidirektional ist dabei zu verstehen, daß die hochfesten Garne in dem Gestrick bzw. Kuliergewirk so angeordnet sind, daß sie jeweils im wesentlichen gerade sowie im wesentlichen parallel zu den benachbarten hochfesten Garnen verlaufen. Bei der Kulierware sind die hochfesten Garne auf jeweils im wesentlichen parallel zur Längsachse des Flächengebildes in der Schußrichtung angeordnet. Dabei kann die Einarbeitung eines unidirektional angeordneten hochfesten Garns entweder durch eine Schlauchmasche oder durch Eintrag erfolgen. Die Maschenware enthält üblicherweise im Durchschnitt 0,43 bis 2,59, bevorzugt 0,86 bis 2,16 und besonders bevorzugt 1,3 dtex hochfestes Garn/cm (1 bis 6, bevorzugt 2 bis 5 und besonders bevorzugt 3 hochfeste Garne pro Zoll), gemessen in Längsrichtung des Flächengebildes.
  • Aus dem Grundgarn wird eine Maschenkonstruktion gefertigt, die das unidirektionale hochfeste Garn zwar festhält, bei Einwirkung einer Reißkraft aber auch leicht freigibt. Dazu wird das Grundgarn in der Regel mit einer Linksmasche oder einer Schlauchmasche verarbeitet.
  • Ganz besonders bevorzugt ist als Kulierware ein zweikonturiges Gestrick mit nachstehender Folge der Maschenreihen: erste Reihe - Linksmaschen des Grundgarns; zweite Reihe - Schlauchmaschen des Grundgarns, wobei das Grundgarn auf jeder Nadel des vorderen Nadelbetts verstrickt wird; dritte Reihe - Schlauchmaschen des Grundgarns, wobei das Grundgarn auf jeder Nadel des hinteren Nadelbetts verstrickt wird; vierte Reihe - Linksmaschen des Grundgarns; fünfte Reihe - Schlauchmaschen des hochfesten Garns, wobei das hochfeste Garn auf jeder zweiten Nadel des vorderen Nadelbetts verstrickt wird; sechste Reihe - Schlauchmaschen des hochfesten Garns, wobei das hochfeste Garn auf jeder zweiten Nadel des hinteren Nadelbetts verstrickt wird. Für diese Konstruktion besteht das Grundgarn ganz besonders bevorzugt aus Nylon und das hochfeste Garn aus ECPE, insbesondere einem von AlliedSignal Inc. unter dem Warenzeichen Spectra vertriebenen ECPE-Garn. Da auf zwei Nadelbetten gestrickt wird, handelt es sich um ein doppelflächiges Gestrick.
  • Die Herstellung dieses bevorzugten Gestricks kann auf handelsüblichen Flachstrickmaschinen mit mindestens einem Fadenführer und vorderen und hinteren Reihen von Zungennadeln erfolgen. Ganz allgemein erfolgt die Maschenbildung für jede Reihe aufgrund des Zusammenwirkens von Fadenführer und Nadelreihen. Mit anderen Worten, ehe ein Fadenführer quer zu den Nadeinreihen bewegt wird, enthält er schon die zur Maschenbildung erwünschte Garnart und sind die Nadeln schon auf das erwünschte Maschenmuster eingestellt. In diesem Fall kann man zur Herstellung des bevorzugten Gestricks 1 bis 6 Faden führer verwenden.
  • Bei dem Kettengewirk muß es sich insofern um ein dimensional orientiertes Gebilde handeln, als daß mindestens ein Garn aus der hochfesten Faser unidirektional darin angeordnet ist und von einem Kettengewirk aus mindestens einem Garn der Grundfaser festgehalten wird. Zur Erzeugung dieser unidirektionalen Anordnung kann man das hochfeste Garn vermaschen und so ein Kettengewirk aus hochfestem Garn und Grundgarn erhalten. Es ist jedoch bevorzugt, das hochfeste Garn in ein Kettengewirk aus dem Grundgarn einzutragen. Dabei kann die Eintragung in Schußrichtung (90º), Kettrichtung (0º), sowohl Schuß- als auch Kettrichtung (0º und 90º) sowie multiaxial erfolgen. Dabei ist unter multiaxial zu verstehen, daß der Eintrag des hochfesten Garns unter einem von 0º und 90º abweichenden Winkel zu der Laufrichtung des Flächengebildes erfolgt. So kann zum Beispiel ein erstes hochfestes Garn unter einem Winkel von 30º und ein zweites hochfestes Garn unter einem Winkel von 60º eingetragen werden.
  • Dabei wird jedes eingetragene Garn so eingelegt, daß es im wesentlichen gerade verläuft. Je nach der Feinheit der Wirkmaschine und dem Titer des hochfesten Garns können pro Maschenreihe oder -stäbchen mehrere hochfeste Garne eingetragen werden. Dabei kann der Eintrag des hochfesten Garns in jeder zweiten Reihe, in jeder dritten Reihe, in jeder vierten Reihe usw. erfolgen. Vorzugsweise wird ein hochfestes Garn in jede zweite oder dritte Reihe eingetragen.
  • Dabei bildet das Grundgarn das Maschengerüst, das das eingetragene hochfeste Garn festhält. Mit anderen Worten wird ein Grundgarn in Kettrichtung vermascht. Dabei kann es sich bei der Konstruktion aus dem Grundgarn um ein Raschelgewirk oder um ein Trikotgewirk handeln, wobei Raschel bevorzugt wird.
  • Beispielhaft für ein Kettengewirk mit Eintrag ist ein dreischieniges Kettengewirk mit Eintrag des hochfesten Garns in Kettrichtung. Die Fertigung dieses Gewirks kann in der Weise erfolgen, daß eine erste Schiene eine erste Grundgarnmasche erzeugt, eine zweite Schiene eine weitere Grundgarnmasche erzeugt und eine dritte Schiene das hochfeste Garn einträgt.
  • Beim Nähwirkstoff wird aus der hochfesten Faser eine Bahn oder Matte in der Weise gefertigt, daß die hochfeste Faser unidirektional ausgerichtet wird. Bei der Bahn oder Matte kann es sich um ein Gewebe oder um ein Vlies handeln, solange die hochfesten Garne unidirektional ausgerichtet sind. Dabei kann die Bahn oder Matte auch eine Rückenverstärkung enthalten, wobei es sich um ein gegebenenfalls faserverstärktes Harz handeln kann. Die Matte oder Bahn aus der hochfesten Faser wird mit Stichen oder Nähten aus einem Garn der Grundfaser verfestigt. Als Nähwirkstoff kommt ein auf Nähwirkmaschinen des Typs Malimo hergestellter in Frage.
  • In der Regel besteht jede Flächenschicht zu etwa 20 bis 80, vorzugsweise zu etwa 20 bis 50 und besonders bevorzugt zu etwa 20 bis 30 Gewichtsprozent aus den hochfesten Fasern. Der Anteil der hochfesten Fasern kann auch weniger als 20 Gewichtsprozent betragen, wenn der Schutzkörper mehr als 5 Flächenschichten enthält. Dabei richtet sich der Gewichtsanteil des Schutzkörpers an hochfesten Fasern im Einzelfall nach der verwendeten Fasersorte und Maschenkonstruktion.
  • In der Regel beträgt der Volumenanteil jeder Schicht an hochfesten Fasern zwischen etwa 5 bis 95, bevorzugt 15 bis 50 und ganz besonders bevorzugt 15 bis 25 Volumenprozent. Durch die ganz besonders bevorzugten Bereiche werden die Kosten für die hochfeste Faser im Verhältnis zu dem gebotenen Schutz optimiert.
  • Wie bereits oben erwähnt, ist es Aufgabe der Grundfaser, die textile Flächenschicht zu verfestigen und die hochfeste Faser solange zu halten, bis durch ein Gerät wie eine Kettensäge eine Reiß- oder Schneidkraft auf die Flächenschicht ausgeübt wird. Erfindungsgemäß kann man alle Fasertypen einsetzen, die diese Funktion erfüllen können. Die Faser sollte einen niedrigen Titer aufweisen, um am Flächengebilde Gewicht zu sparen, muß schrumpfarm sein, so daß man das Flächengebilde waschen kann, sowie an der Oberfläche ausreichend schlüpfrig gestaltet sein, damit sich die hochfeste Faser bei Einwirkung einer Reißkraft auf die Flächenschicht ohne weiteres herausreißen läßt. Zudem besitzt die Grundfaser in der Regel eine niedrigere Feinheitsfestigkeit als die hochfeste Faser.
  • Beispielhaft für einsetzbare Grundfasertypen sind Polyamid-, Polyester-, Polyacrylnitril-, Polyolefin- und Polyurethan- sowie Naturfasern. Beispiele für mögliche Polyamidfasern sind Nylon 6, Nylon 66, Nylon 4, Nylon 11 und Nylon 6.10. Beispiele für mögliche Polyesterfasern sind Polyethylenterephthalat, Poly-1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat und Poly-p-ethylenoxybenzoat. Beispiele für mögliche Polyacrylnitrilfasern sind Acryl und Modacryl. Beispiele für mögliche Polyolefinfasern sind solche aus niedermolekularem Polyethylen und Polypropylen. Ein Beispiel für eine mögliche Polyurethanfaser ist Elasthan. Beispiele für mögliche Naturfasern sind Cellulose-, Celluloseester- und Proteinfasern. Davon werden Nylon und Polyester bevorzugt. Nylon 6 und Nylon 66 sind besonders bevorzugt, wobei Endlosfilamente aus Nylon 6 und Nylon 66 ganz besonders bevorzugt sind.
  • In der Regel werden die nicht hochfesten Fasern vor dem erfindungsgemäßen Einsatz nach herkömmlichen Verfahren zu gegebenenfalls verwirbelten Garnen verarbeitet. Dabei sollte der Garntiter etwa 44 bis 2200 dtex (40 bis 2000 Denier), vorzugsweise etwa 165 bis 1760 dtex (150 bis 1600 Denier) und besonders bevorzugt etwa 330 bis 924 dtex (300 bis 840 Denier) betragen. Dabei sollte der Titer des nicht hochfesten Garns mindestens 50% des Titers des hochfesten Garns betragen.
  • Das Querschnittsprofil der beiden erfindungsgemäß einzusetzenden hochfesten und nicht hochfesten Fasersorten kann in weiten Bereichen variieren. Die Fasern können kreisförmig, flach oder rechteckig sein oder auch mit einem unregelmäßig oder regelmäßig lappigen Querschnitt ausgestattet sein, bei dem ein oder mehrere unregelmanige oder regelmäßige Lappen von der linearen oder Längsachse des Filaments abstehen. Es ist besonders bevorzugt, daß die Fasern einen im wesentlichen kreisförmigen, flachen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen, ganz besonders bevorzugt ersteres.
  • Der Schutzkörper enthält mindestens drei Flächenschichten. Vorzugsweise kann der Schutzkörper bis zu fünf Flächenschichten aufweisen. Mehr als fünf Flächenschichten sind zwar möglich, mit der zunehmenden Anzahl von Flächenschichten wird der Schutzkörper jedoch schwerer und sperriger und so weniger angenehm zu tragen. Dabei liegt ein wichtiger Vorteil der Erfindung darin, daß man für den erforderlichen Schutz nur drei oder vier Schichten benötigt. Aufgrund einer solchen begrenzten Anzahl von Schichten besitzt der Schutzkörper einen hohen Grad an Flexibilität und reduzieren sich die Kosten und das Gewicht einer den Schutzkörper enthaltenden Schutzkleidung erheblich. Dabei benötigt der Schutzkörper zur Erfüllung der gestellten Anforderungen neben den Maschenstoffen in der Regel keine anderen Arten von Flächengebilden, wie zum Beispiel Geweben. Vielmehr würden zusätzliche Schichten aus anderen Typen von Flächengebilden die Kosten und das Gewicht des Schutzkörpers erhöhen und dazu höchstwahrscheinlich auch noch der Schutzleistung des Schutzkörpers abträglich sein.
  • In einem Schutzkörper können die Flächenschichten jeweils die gleiche oder auch verschiedene Konstruktion aufweisen. Vorzugsweise ist die Konstruktion aller in einem Schutzkörper enthaltenen Schichten gleich.
  • Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schutzkörpers werden die Maschenstoffe schichtweise aneinandergrenzend angeordnet und nach herkömmlichen Verfahren miteinander verbunden. Dazu kann man zum Beispiel die Schichten am Rand zusammennähen oder umstechen.
  • Aus dem erfindungsgemäßen Flächengebilde ist die hochfeste Faser bei Einwirkung einer Reißkraft leicht herausreißbar. Es hat sich nämlich als wesentlich für die Nützlichkeit eines Schutzkörpers herausgestellt, daß die durch die Reißkraft herausgerissene Faser eine hohe Feinheitsfestigkeit besitzt und auch leicht herausreißbar ist. Liegt die Feinheitsfestigkeit unter einem gewissen Niveau, wird die hochfeste Faser von der einwirkenden Reißkraft nicht aus dem Flächengebilde herausgerissen, sondern einfach zerrissen. Bei einer Kettensäge sollen die herausgerissenen hochfesten Fasern nämlich das Kettenrad blockieren und damit zum Stillstand der Kette führen. Dabei werden im wesentlichen alle von der Kettensäge berührten hochfesten Fasern nur teilweise und nicht vollständig aus dem Flächengebilde herausgerissen. Das hochfeste Garn sollte zur besseren Herausreißbarkeit einen niedrigen Reibungsbeiwert aufweisen. Fasern aus kettenverlängertem Polyethylen sind also in dieser Hinsicht wegen deren niedrigerem Reibungsbeiwert von Vorteil. Wichtig ist, daß bei Einwirkung einer Reißkraft jedoch die Grundfasern nicht herausreißbar sein sollten. Herausgerissene Grundfasern beeinträchtigen nämlich die Herausreißbarkeit der hochfesten Fasern.
  • Bildet der Schutzkörper Teil eines umschnallbaren Beinschutzes oder eines anderen Kleidungsstücks zum Tragen beim Kettensägen, erfüllt er bereits mit drei oder vier Flächenschichten die Anforderungen der Norm "Beinschutz fürs Kettensägen" des Amerikanischen Zellstoffverbandes (A.P.A.) in der Neufassung vom Januar 1992, auf die hiermit Bezug genommen wird. Die Prüfung des Schutzkörpers beim Kettensägen erfolgt gemäß dem ASTM-Prüfverfahren Nr. F1414 (Einheitsprüfverfahren zur Bestimmung der Schnittfestigkeit von Unterkörperschutzkleidung fürs Kettensägen). Als Prüfergebnis wird der Bremsgeschwindigkeitsgrenzwert (Threshold Stopping Speed (TSS)) angegeben. Dabei handelt es sich gemäß der Definition des A.P.A. um die höchste Kettensägengeschwindigkeit in Fuß pro Minute (fpm), die beim Fallenlassen der Kettensäge auf den Prüfkörper den Prüfkörper gerade noch nicht durchtrennt. Die A.P.A.-Norm fordert nun, daß bei einer Mindestausgangsgeschwindigkeit der laufenden Kettensäge von 914 m/mm (3000 fpm) die Durchtrennzeit des Prüfkörpers sowohl unter einem Winkel von 45º als auch unter (inem Winkel von 90º zu seiner Längsachse mindestens 1,5 Sekunden beträgt.
  • Der Schutzkörper läßt sich beliebig verformen oder zurechtschneiden, bis er die erwünschte Schnittschutzfläche bietet und sich zur Einarbeitung in ein Kleidungsstück eignet. Kleidungsstücke, die den Schutzkörper enthalten können, sind zum Beispiel Hemden, Westen, Jacken, Schürzen und Hosen. Der Schutzkörper eignet sich insbesondere zum Einsatz in einem umschnallbaren Bein- bzw. Unterkörperschutz, wie einem Vorderbeinschutz, Ringsumbeinschutz, Beinling oder Gamaschenschutz, d.h. einem außen getragenen Kleidungsstück, das gegebenenfalls an einem inneren Kleidungsstück wie der Hose befestigt wird. Der Norm "Beimschutz fürs Kettensägen" des Amerikanischen Zellstoffverbandes (A.P.A.) in der Neufassung vom Januar 1992, auf die hiermit Bezug genommen wird, sind Beispiele für Beinschutzkonstruktio nen und bevorzugte Schnittschutzbereiche zu entnehmen. Weitere Beispiele für Beinschutzkonstruktionen findet man in den US-PSen 5.095.544 und 4.351.065, auf die hiermit Bezug genommen wird.
  • Das Kleidungsstück ist so gestaltet, daß sich der Schutzkörper daran befestigen läßt. Üblicherweise hat das Kleidungsstück eine Tasche zur Aufnahme des Schutzkörpers, wobei der Schutzkörper darin eingesteckt wird. Die Tasche ist dabei gegebenenfalls permanent verschließbar oder auch wieder aufmachbar, so daß der Schutzkörper leicht wieder zu entnehmen ist. Es ist auch möglich, den Schutzkörper zu beziehen oder einzuhüllen und den Bezug bzw. die Hülle an entsprechender Stelle auf das Schutzkleidungsstück auf zunähen.
  • Dabei ist der Schutzkörper so in das Kleidungsstück einzuarbeiten, daß eine darauf auf treffende Schneide mit der hochfesten Faser voraussichtlich unter einem Winkel von ungefähr 90º zu deren Längsachse in Berührung kommt. Bei einem Beinschutz sollte der Schutzkörper so angeordnet sein, daß die unidirektional ausgerichtete hochfeste Faser parallel zur Beinlängsrichtung verläuft.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Schutzkörper aus drei diskreten Kulierwarenschichten. Dabei enthalten die Kulierwarenschichten jeweils ein Spectra -Garn mit einem Titer von 990 dtex (900 Denier) oder 1320 dtex (1200 Denier) als hochfestes Garn und ein Nylongarn mit einem Titer von 924 dtex (840 Denier) als nicht hochfestes Garn. Bei der Maschenkonstruktion handelt es sich um die gleiche 6reihige Konstruktion, die weiter oben bereits als die bevorzugte Kulierwarenkonstruktion beschrieben wurde. Dabei besteht jede Schicht zu etwa 20 Gewichtsprozent aus Spectra -Garn. Die Flächenschichten sind an den Rändern zusammengenäht.
  • Der vorhergehenden Beschreibung kann der einschlägige Fachmann ohne weiteres die wesentlichen Kennzeichen der Erfindung entnehmen und zu deren Anpassung an verschiedene Einsatzbereiche und -bedingungen verschiedene Anderungen und Modifikationen daran vornehmen, ohne von deren Grundgedanken und Schutzbereich abzuweichen.

Claims (9)

1. Schutzkörper als Verletzungsschutz für mindestens einen Teil des menschlichen Körpers aus mindestens drei Hybridflächenschichten aus jeweils mindestens einer hochfesten Faser mit einem Zugmodul von mindestens etwa 145 g/dtex (160 Gramm/Denier) und einer Feinheitsfestigkeit von mindestens etwa 6.36 g/dtex (7 Gramm/Denier) und mindestens einer Grundfaser, wobei es sich bei der Hybridf lächenschicht um eine Konstruktion aus der Reihe Kulierware aus der hochfesten Faser und der Grundfaser, Kettengewirk aus der hochfesten Faser und der Grundfaser, Kettengewirk aus der Grundfaser mit Eintrag der hochfesten Faser und Nähwirkstoff handelt.
2. Schutzkörper nach Anspruch 1, wobei die hochfeste Faser aus der Reihe Faser aus kettenverlängertem Polyolefin, Aramidfaser, Polyvinylalkoholfaser, Polyacrylnitrilfaser und Faser aus flüssigkristallinem Copolyester stammt.
3. Schutzkörper nach Anspruch 2, wobei es sich bei der hochfesten Faser um eine Faser aus kettenverlängertem Polyethylen handelt.
4. Schutzkörper nach Anspruch 1, wobei die hochfeste Faser einen Zugmodul von mindestens etwa 454,5 g/dtex (500 Gramm/Denier) und eine Feinheitsfestigkeit von mindestens etwa 16,36 g/dtex (18 Gramm/Denier) aufweist.
5. Schutzkörper nach Anspruch 1, wobei die Grundfaser aus der Reihe Polyamidfaser, Polyesterfaser, Polyacrylnitrilfaser, Polyolefinfaser, Polyurethanfaser und Naturf aser stammt.
6. Schutzkörper nach Anspruch 5, wobei es sich bei der Grundfaser um eine Polyamidfaser handelt.
7. Schutzkörper nach Anspruch 1, wobei die Kulierware mindestens eine Reihe Links- oder Schlauchmaschen eines Garns aus der Grundfaser und mindestens eine Reihe Schlauchmaschen eines Garns aus der hochfesten Faser enthält.
8. Schutzkörper nach Anspruch 9, wobei es sich bei der Grundfaser um eine Polyamidfaser und bei der hochfesten Faser um eine Faser aus kettenverlängertem Polyethylen handelt.
9. Beinschutz zum Tragen beim Kettensägen mit einem Schutzkörper als Verletzungsschutz für mindestens einen Teil des menschlichen Körpers, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper in einem der vorhergehenden Ansprüche definiert ist.
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