EP1564319A2 - Untertage einsetzbare, aus dauerhaft antistatischem und dauerhaft flammhemmendem Gewebe bestehende Bahn - Google Patents

Untertage einsetzbare, aus dauerhaft antistatischem und dauerhaft flammhemmendem Gewebe bestehende Bahn Download PDF

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EP1564319A2
EP1564319A2 EP05002760A EP05002760A EP1564319A2 EP 1564319 A2 EP1564319 A2 EP 1564319A2 EP 05002760 A EP05002760 A EP 05002760A EP 05002760 A EP05002760 A EP 05002760A EP 1564319 A2 EP1564319 A2 EP 1564319A2
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EP
European Patent Office
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underground
panel according
tapes
fabric panel
electrically conductive
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EP05002760A
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EP1564319B1 (de
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Susanne Schulte-Wantia
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Dr Klaus Schulte Chemisch-Technische Fabrikation GmbH
Original Assignee
Dr Klaus Schulte Chemisch-Technische Fabrikation GmbH
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    • E21F5/00—Means or methods for preventing, binding, depositing, or removing dust; Preventing explosions or fires
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
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    • D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
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    • D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/40—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the structure of the yarns or threads
    • D03D15/44—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the structure of the yarns or threads with specific cross-section or surface shape
    • D03D15/46—Flat yarns, e.g. tapes or films
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    • D03—WEAVING
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/16—Physical properties antistatic; conductive

Definitions

  • the invention relates to an underground usable fabric web Ribbons or threads made of thermoplastic material, which is a sheet-like cloth resulting, interwoven and antistatic equipped.
  • thermoplastic Plastics known that from an electrically conductive network of not consists of metallic, microcrystalline needles. This network is meltable or can be introduced into the melt so that it cools down advantageously crystallized. The corresponding network is then in the Embedded plastic compound and thus wear-resistant, as it is at the Surface of the thread or the ribbon occurs.
  • the DE 198 26 120 C2 provides a tissue under protection, especially for high-strength packaging, d. H. intended for so-called big-bags.
  • the electric non-conductive threads are equipped with a flame retardant additive, while the electrically conductive threads made of a thermoplastic material consist, which either has a conductivity-increasing additive or in which these additives are dispersed or with such Additive coated, these electrically conductive threads at Heat action are shrinkable. By shrinking the electric conductive threads they are to escape the flame, so that also a Type of flame control is achieved.
  • the disadvantage is that at least at corresponding temperatures severely affects the tensile strength of these filaments, if not even going to zero. Especially in underground coal mining is so that the necessary security is not guaranteed.
  • the invention is therefore based on the object to a fabric web which at improved tensile load values also in strong hazardous areas without special additional measures can be.
  • the object is achieved according to the invention in that a part of the bands are formed by dispersing the conductivity increasing additives quasi electrically conductive or a permanent antistatic effect 10 8 to 10 11 ⁇ resulting, while the electrically non-conductive tapes and possibly also the quasi-electrically conductive strips are carried out by Eindispergieren of fire-retardant substances permanently flame retardant.
  • the part of the ribbons, with which the conductivity-increasing additives and the electrically non-conductive part of the ribbon or only the part of the electric non-conductive tapes with flame-retardant substances before or during the melting process of the plastic is equipped. Then, when Flame retardant substances must be used, which are with the Conductivity-increasing substances can not tolerate the second approach be appropriate, namely the only non-conductive tapes with the equip flame-retardant substances.
  • Another expedient embodiment provides that the conductivity increasing additives in the form of non-metallic, microcrystalline, a electrically conductive network resulting needles are introduced into the plastic.
  • These conductivity-enhancing microcrystalline needles bring with them equipped ribbon the necessary conductivity values, where they are with tolerate the flame retardant substances and not their effect affect or vice versa. That's why they are just for use Underground ideally suited, especially as they have no significant impact on the Have strength values.
  • Another optimization provides that the needles in the Plastic melt are introduced so that they on cooling to a crystallize out electrically conductive network. With appropriate quantity addition and with appropriate procedure it is ensured that create star-shaped networks that are interconnected so that the necessary conductivity is given.
  • the part of the quasi-electrically conductive and the part of electrically non-conductive tapes with the tensile strength of the tapes or Threads enhancing additives are equipped, preferably filled accordingly are.
  • This will specifically affect the tensile strength of the entire Tissue taken, where necessary, the possibility exists, the Tensile strength, for example, in the longitudinal direction or in the circumferential direction or in Transverse direction targeted influence.
  • Flamestab NOR 116 can be used as an additive for flame retardancy this product manufactured by the company Ciba is also called “Flame Retardant and UV Stabilizer for Polyolefin Flame Retardant Applications " referred to as. Flamestab NOR 116 is therefore particularly well suited for the case of application provided here, because thus the flame retardancy to realize. These halogen-free substances provide sufficient Heat and UV resistance.
  • the conductivity-increasing additives with a mass fraction from 5 to 20%, preferably 15 to 18% in the melt of the tapes is entered. That the flame retardant additive is with a Flammmasseanteil of 0.5 to 1.8%, preferably 1% of the melt of Ribbon mixed.
  • the appropriate cloth or the fabric web should be in the underground Mining be used, it is advantageous if the forming the cloth Ribbon to an underground support pier or tank or support tubes or sewn to pillows.
  • the corresponding cloth or fabric web is optimal because of the non-metallic, microcrystalline, a electrically conductive net resulting needles in the plastic ensure that can not build up harmful charges because above all a permanent one Corona discharge takes place. The charges are over the fairly large area the fabric web seen distributed, so local concentrations of electrical Charges that can be dangerous are avoided.
  • the areas adjacent to the mountains of the Underground support pillars or support tubes an increased number quasi electric conductive ribbon, preferably 40 to 75%.
  • the Tissue can be used mainly in underground mining since, even if a fire should occur, the fabric does not fire supported, but rather behaves quasi neutral or to extinction contributes to the fire.
  • the equipment of the fabric is supported by an additive in which the needles in the form of a "permanent antistatic agent Ciba Irgastat P 18 and / or P 22 and / or Pebax from Atofina Chemicals "are admixed.
  • the invention is also to be realized in that the Ribbons are provided with a tensile strength-increasing layer.
  • a Such coating may be easier to apply, but not only to think of a coating surrounding the individual ribbons or threads is, but also to a fabric web covering layer. This layer can at the same time also to a possibly desired waterproofness contribute or lead, depending on the strength in which it is applied. It can simultaneously flame retardant and / or antistatic additives be equipped.
  • the number of belts or threads with antistatic equipment can be lower than the number of electrically non-conductive tapes. It is therefore useful according to the invention, when the cloth from which the base material resulting, non-conductive tape is inserted or applied in or on the a coarser fabric cross of quasi-electrically conductive ribbon.
  • a spacing of the individual quasi-electrically conductive strips is provided, which results in an area of ⁇ 100 cm 2 in the grid.
  • the cloth from the the base material constituting, non-conductive tape / threads consists, in the or on the quasi-electrically conductive ribbon and / or threads only in Longitudinal or transverse and at a small distance of ⁇ 30 mm running introduced or applied.
  • This is sufficient, but the distance is smaller, but still the processing is facilitated.
  • Another training provides that the cloth a coating having a "permanent antistatic agent Ciba Irgastat P 18 and / or P 22" is mixed so that the entire coating not only has a sealing effect, but at the same time ensures the necessary electrical discharge. It can thus not to an impairment, d. H. to a charge of Surface areas or even the entire area such as an underground used fabric web, so the necessary security and also Tightness is guaranteed. It is advantageous if the coating only on the side facing away from the mountains of the cloth, this whole or at least largely sealing, is applied, because on the mountain facing Side is not a hazard or charge is harmful and because you are on this way can keep costs down. It is advantageous here Of course, to provide such a coating on both sides of the cloth.
  • the invention is characterized in particular by the fact that in underground mining with its many hazardous areas now also one advantageous to be processed tissue in the form of strips of tissue be used.
  • This fabric panel is permanently antistatic and simultaneously also permanently flame-retardant equipped, so they the special Conditions and conditions in underground mining are sufficient. Furthermore is the permanent effect in terms of flame retardance as well as antistatic of Advantage, because especially in the missions in underground mining not prevented can be that even a high load on the threads or the ribbon or the entire fabric web occurs.
  • Figure 1 shows a commonly used in underground mining Support pillar 1, which between hanging 2 and 3 or lying Route sole 34 and 2 is used and braced to the cavity 7th or to be able to keep the track open for a sufficiently long time.
  • This Support pillar 1 consists of a cloth 10 or a fabric web, the sewn together so that is usually possible with a seam 18. This creates a large diameter hose, in the 5 filling material is filled through the filler neck.
  • With 4 is the foot area and with 6 denotes a support ring in the head area 8 of the support pillar. 1 is arranged.
  • the quasi-electrically conductive strips 11, 12 are enriched is here provided additional contact with the earth or is an option created to quickly reduce charges by B. a corona discharge takes place.
  • FIG. 2 shows an enlarged reproduction of such a fabric web or Cloth 10 from quasi electrically conductive tapes 11, 12, 11 ', 12' and electrically non-conductive tapes 13, 13 ', 14, 14'. It becomes clear that the quasi electrically conductive ribbon 11, 12 and corresponding part 15 a Tissue cross 40 forms, which integrated into the remaining cloth 10 or on this so as to effectively avoid the build-up of charges.
  • FIG. 3 shows a single such thread, which is a ribbon 11 resp. 12 belongs to and equipped with a network 28 needles 24, 25, 26 equipped is that reproduce a flow path 27 due to their network formation. This is very much emphasized to its existence or its course too clarify. In reality, only the individual needles 24, 25, 26 are here too in each case in connection, but not a correspondingly more stable connection corresponding needles 24 to 26. By the nature and training of each Needles is, however, as Figure 3 illustrates, ensured in any case that over they quasi electrically conductive threads or ribbons 11 and 12 available can be made.
  • Figure 5 shows such a fabric sheet or a cloth 10, which on the side 36 is provided with a coating 35 to the cloth 10 and the fabric web accordingly largely waterproof.
  • This coating 35 is in usually equipped with the antistatic additive to here in addition to restrict this area from the emergence of corresponding charges or to avoid.
  • FIG. 6 shows a section through a ribbon 11, 12, 13, 14 or rather by a single thread of such a ribbon, this thread being after the top cut with the the conductivity Increasing additive is equipped and thus become quasi electrically conductive is, while according to Figure 6, a layer 38 is provided on the targeted the Tensile strength of the non-electrically conductive strip 11 or threads is increased. It is also conceivable, corresponding additives in the plastic of the thread 11, 12, 13, 14 bring in, whereby by the list of the Reference numerals 13 and 14 are made clear that these are the tensile strength increasing additives also with in the quasi-electrically conductive threads is brought in.

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Abstract

Für den Einsatz im untertägigen Berg- und Tunnelbau ist eine aus Bändchen 11, 12, 13, 14 bestehende Gewebebahn vorgesehen, wobei es elektrisch leitende und elektrisch nicht leitende Bändchen 11, 12 und 13, 14 gibt, die aber alle durch Eindispergieren von feuerhemmend wirkenden Substanzen und durch vor allem nichtmetallische, mikrokristalline, ein elektrisch leitendes Netz ergebende Nadeln 24, 25, 26 dauerhaft flammhemmend und dauerhaft antistatisch ausgebildet sind. Dadurch sind sie für den untertägigen Bergbau insbesonder geeignet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Untertage einsetzbare Gewebebahn aus Bändchen oder Fäden aus thermoplastischem Kunststoff, die ein flächiges Tuch ergebend, miteinander verwebt und antistatisch ausgerüstet sind.
Bei üblichen aus Kunststofffäden oder auch Bändchen bestehenden Geweben kann es durch Reibung zu einer elektrostatischen Aufladung auf der Oberfläche des Gewebes kommen. Insbesondere in trockener Umgebung können diese elektrostatischen Aufladungen nicht über die Luft abfließen. Bei Kontakt mit Gegenständen, die nicht geerdet werden können oder mit Personen, können sich dann diese Aufladungen so ungünstig entladen, dass Zündfunken hoher Energie überspringen, die letztlich sogar geeignet sind, Gas, Gas-Luft-Gemische oder auch staubhaltige Luftgemische zu zünden und so Explosionen, vor allem im untertägigen Steinkohlenbergbau, auszulösen. Davon abgesehen ist die schlagartige Entladung insbesondere beim Berühren durch Personen ausgesprochen unangenehm und kann zu Unfällen führen. Denkbar sind auch andere Aufladungsgegebenheiten, beispielsweise beim Befüllen von Kunststoffgewebesäcken oder Behältern mit Schüttgut, wobei die elektrischen Ladungen auch auf benachbarte Behälter übergeleitet können.
Aus der EP 0 413 886 A1 ist es bekannt, neben elektrisch nicht leitenden Fäden auch elektrisch leitende Fäden einzuweben, wobei die elektrisch leitenden Fäden elektrisch leitfähigen eindispergierten Kohlenstoff aufweisen. Diese Kunststofffäden bilden sich kreuzend ein Gewebe, das hohe Festigkeitseigenschaften aufweist. Ein Gewebe dieser Art ist für die starken mechanischen Beanspruchungen, wie sie bei der Verwendung derartiger Gewebebehälter häufig vorkommen, gut geeignet. Allerdings weisen sie Ableitwiderstände auf, die dazu führen können, dass sich Ladungen über die gesamte Oberfläche des Gewebes bewegen und sich an einem Punkte sammeln, wo es dann doch wieder zu schlagartigen Entladungen kommen kann. Daher sind diese Gewebe nur einsetzbar, wenn eine Verbindung mit der Erde hergestellt ist, damit entstehende Aufladungen sofort von der Oberfläche des Gewebes auf die Erde überfließen können.
Aus der GB 21 01 559 A1 ist es bekannt, ein solches Gewebe mit Metallfäden anzureichern, über die die elektrostatische Aufladung des Gewebes abgeleitet werden kann. Dabei ist allerdings nachteilig, dass die Metallfäden oder -fasern ein anderes Dehnungsverhalten als die übrigen Fäden aufweisen, sodass es häufig zu Brüchen kommt. Bei Brüchen besteht aber die Gefahr, dass die Metallfäden an der Luft korrodieren, sodass dann die Gefahr von statischen Aufladungen wieder vorhanden ist, ggf. sogar verstärkt. Weiter sind Gewebe bekannt, die insgesamt eine Beschichtung aus einem Antistatikum haben, wobei jedoch eine dauerhaft ableitfähige Sicherung nicht erreicht werden kann. Sie ist vielmehr begrenzt, sodass die Gewebe insbesondere im untertägigen Bergbau nicht einsetzbar sind. Besonders gefährlich dabei ist, dass der beispielsweise durch Abrieb eingetretene Verlust der elektrischen Leitfähigkeit nicht von außen erkennbar ist, sodass Schutzvoraussetzungen vermutet werden, die dann nicht mehr gegeben sind. Entsprechend ist die Gefahr von Unglücken größer als bei Nichtbeschichtung. Ähnliche Probleme treten auch bei quasi leitfähigen Fäden in Form von metallisierten Kunststofffäden auf, wobei derartige Gewebe nur mit hohem Aufwand hergestellt und verarbeitet werden können. Schon das Aufbringen einer metallischen Oberfläche ist auf einen aus einem Kunststoff gebildeten Faden aufwendig und teuer. Darüber hinaus tritt natürlich auch bei einer derartigen Ummantelung ein Reibungsverschleiß auf.
Aus der US-5 871 670 A ist ein antistatisches Additiv für thermoplastische Kunststoffe bekannt, das aus einem elektrisch leitfähigen Netz von nicht metallischen, mikrokristallinen Nadeln besteht. Dieses Netzwerk ist aufschmelzbar bzw. kann in die Schmelze eingebracht werden, sodass es beim Erkalten vorteilhaft auskristallisiert. Das entsprechende Netzwerk ist dann in die Kunststoffmasse eingebettet und damit vorteilhaft verschleißfest, da es an der Oberfläche des Fadens bzw. des Bändchens auftritt.
Grundsätzlich bekannt ist es weiter, derartige ableitfähige Gewebe insbesondere für den Bergbau Untertage auch gleichzeitig flammhemmend auszubilden, wozu in der Regel eine entsprechende Beschichtung auf das Tuch aufgebracht wird. Sie ist allerdings, weil sie auf die Oberfläche aufgebracht wird, nur relativ kurz wirksam. Aus diesem Grunde ist in der DE GM 297 10 701 vorgeschlagen worden, ein Gewebe aus elektrisch nicht leitenden und verteilt dazwischen angeordnete elektrisch leitende Kunststofffäden oder -fasern durch eine Beschichtung und/oder durch einen Flammenschutz im Granulat zusätzlich dauerhaft flammhemmend auszurüsten. Nachteilig ist, dass mit dieser feuerhemmenden Substanz Ruß und Grafit als einen antistatischen Effekt erbringende Substanzen mit eingemischt werden, was schwierig und aufwendig ist. Auf die sonstige Problematik der mit Ruß und Grafit antistatisch ausgerüsteten Kunststofffäden bezüglich der Feuergefahr ist weiter vorne hingewiesen worden.
Die DE 198 26 120 C2 stellt ein Gewebe unter Schutz, das vor allem für hochfeste Verpackungen, d. h. für sog. Big-Bags vorgesehen ist. Die elektrische nicht leitenden Fäden sind mit einem flammhemmenden Zusatzstoff ausgerüstet, während die elektrisch leitenden Fäden aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, der entweder einen die Leitfähigkeit erhöhenden Zusatz aufweist oder in den diese Zusatzstoffe eindispergiert sind oder die mit einem solchen Zusatzstoff beschichtet sind, wobei diese elektrisch leitenden Fäden bei Wärmeeinwirkung schrumpfbar sind. Durch das Schrumpfen der elektrisch leitenden Fäden sollen sie sich der Flamme entziehen, sodass dadurch auch eine Art Flammenbekämpfung erreicht wird. Nachteilig ist aber, dass zumindest bei entsprechenden Temperaturen die Zugfestigkeit dieser Fäden stark beeinträchtigt, wenn nicht sogar gegen Null geht. Gerade im untertägigen Steinkohlenbergbau ist damit die notwendige Sicherheit nicht gewährleistet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gewebebahn zu schaffen, die bei verbesserten Zugbelastungswerten auch in stark explosionsgefährdeten Bereichen ohne besondere Zusatzmaßnahmen eingesetzt werden kann.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass ein Teil der Bändchen durch Eindispergieren von die Leitfähigkeit erhöhenden Additiven quasi elektrisch leitend bzw. eine permanent antistatische Wirkung 108 bis 1011 Ω ergebend ausgebildet sind, während die elektrisch nicht leitenden Bändchen und ggf. auch die quasi elektrisch leitenden Bändchen durch Eindispergieren von feuerhemmend wirkenden Substanzen dauerhaft flammhemmend ausgeführt sind.
Bei derart ausgerüsteten und ausgebildeten Gewebebahnen ist die für den untertägigen Steinkohlenbergbau aber auch für andere explosionsgefährdete Bereiche notwendige Sicherheit vorteilhaft gegeben. Da die für die antistatischen Eigenschaften notwendigen Additive vorteilhaft in die das einzelne Bändchen bildenden Fäden integriert sind und darüber hinaus alle Fäden, die ein solches Bändchen bilden und zusätzlich flammhemmend, zumindest aber die nicht elektrisch leitenden entsprechend gesichert sind, kann eine solche standhafte und für die ausreichende Zeit auch voll wirksame Gewebebahn zur Verfügung gestellt werden. Dabei sind solche feuerhemmend wirkenden Substanzen bzw. flammhemmend wirkenden Substanzen in den Kunststoff für die gesamten Bändchen einzugeben, der sich mit den für die Antistatik wichtigen Additiven "verträgt". Sind alle entsprechenden Fäden bzw. Bändchen entsprechend ausgerüstet, ist für den untertägigen Bergbau aber auch für alle explosionsgefährdeten Bereichen eine Gewebebahn geschaffen, die auf Dauer die notwendigen Sicherheitsvorschriften erfüllt und die darüber hinaus auch die verbesserte Stabilitäts- bzw. Zugfestigkeitswerte erbringt.
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Teil der Bändchen, mit denen die Leitfähigkeit erhöhenden Additiven und der elektrisch nicht leitende Teil der Bändchen oder nur der Teil der elektrisch nicht leitenden Bändchen mit flammhemmenden Substanzen vor oder während des Schmelzvorganges des Kunststoffes ausgerüstet ist. Dann, wenn flammhemmende Substanzen zum Einsatz kommen müssen, die sich mit den die Leitfähigkeit erhöhenden Substanzen nicht vertragen, wird der zweite Lösungsweg zweckmäßig sein, nämlich die nur die nicht leitenden Bändchen mit den die flammhemmenden Substanzen auszurüsten.
Eine weitere zweckmäßige Ausführung sieht vor, dass die die Leitfähigkeit erhöhenden Additive in Form von nicht metallischen, mikrokristallinen, ein elektrisch leitendes Netz ergebende Nadeln in den Kunststoff eingebracht sind. Diese, die Leitfähigkeit erhöhenden mikrokristallinen Nadeln bringen in den damit ausgerüsteten Bändchen die notwendigen Leitfähigkeitswerte, wobei sie sich mit den flammhemmenden Substanzen vertragen und nicht deren Wirkung beeinträchtigen oder umgekehrt. Von daher sind sie gerade für den Einsatz für Untertage bestens geeignet, zumal sie keinen wesentlichen Einfluss auf die Festigkeitswerte haben.
Eine weitere Optimierung sieht vor, dass die Nadeln in die Kunststoffschmelze so eingebracht sind, dass sie beim Abkühlen zu einem elektrisch leitenden Netz auskristallisieren. Bei entsprechender Mengenzugabe und bei entsprechender Verfahrensweise ist sichergestellt, dass sich sternenförmige Netze ergeben, die miteinander verbunden sind, sodass die notwendige Leitfähigkeit gegeben ist.
Um insbesondere im untertägigen Steinkohlenbergbau die notwendigen Zugfestigkeitswerte zu garantieren und ggf. sogar noch zu steigern, sieht die Erfindung vor, dass der Teil der quasi elektrisch leitenden und der Teil der elektrisch nicht leitenden Bändchen mit die Zugfestigkeit der Bändchen oder Fäden erhöhenden Additiven ausgerüstet sind, vorzugsweise entsprechend gefüllt sind. Dadurch wird gezielt Einfluss auf die Zugfestigkeit der gesamten Gewebebahn genommen, wobei bei Bedarf auch die Möglichkeit besteht, die Zugfestigkeit beispielsweise in Längsrichtung oder in Umfangsrichtung oder in Querrichtung gezielt zu beeinflussen.
Als Additiv für die Flammhemmung kann Flamestab NOR 116 eingesetzt werden, wobei dies von der Firma Ciba hergestellte Produkt auch als "Flame Retardant and UV Stabilizer for Polyolefin Flame Retardant Applications" bezeichnet wird. Flamestab NOR 116 eignet sich auch deshalb besonders gut für den hier vorgesehenen Einsatzfall, weil damit die Flammschutzeigenschaften zu verwirklichen sind. Diese halogenfreien Substanzen bringen eine ausreichende Wärme- und UV-Beständigkeit.
Um die jeweils gewünschten und notwendigen Eigenschaften für das im untertägigen Berg- und Tunnelbau einzusetzende Gewebe zu erreichen, ist es notwendig, dass das die Leitfähigkeit erhöhenden Additive mit einem Masseanteil von 5 bis 20 %, vorzugsweise 15 bis 18 % in die Schmelze der Bändchen eingegeben ist. Dass die Flammhemmung erbringende Additiv ist mit einem Flammmasseanteil von 0,5 bis 1,8 % vorzugsweise 1 % der Schmelze der Bändchen zugemischt.
Das entsprechende Tuch bzw. die Gewebebahn soll im untertägigen Bergbau eingesetzt werden, wobei es von Vorteil ist, wenn die das Tuch bildenden Bändchen zu einem Untertagestützpfeiler oder -behälter oder zu Stützschläuchen oder zu Kissen vernäht sind. Das entsprechende Tuch bzw. die Gewebebahn eignet sich optimal, weil durch die nicht metallischen, mikrokristallinen, ein elektrisch leitendes Netz ergebenden Nadeln im Kunststoff dafür sorgen, dass sich schädliche Aufladungen nicht aufbauen können, weil vor allem eine permanente Corona-Entladung stattfindet. Die Ladungen werden über die recht große Fläche der Gewebebahn gesehen verteilt, sodass lokale Konzentrationen von elektrischer Ladung, die gefährlich werden können, vermieden sind.
Eine weitere zweckmäßige Ausbildung sieht vor, dass die Nähte aus den quasi elektrisch leitenden Bändchen oder Fäden bestehen, wobei in den Nähten die Zahl dieser Bändchen oder Fäden stark erhöht ist. Dadurch ergibt sich auch noch zusätzlich eine Art Hauptleiter, über den sich bildende Ladungen gezielt und einfach abgeführt werden können. Die jeweilige Naht bildet dann also vorteilhaft einen durchgehenden Zentralleiter.
Weiter ist es von Vorteil, wenn die am Gebirge anliegenden Bereiche der Untertagestützpfeiler oder Stützschläuche eine erhöhte Anzahl quasi elektrisch leitender Bändchen, vorzugsweise 40 bis 75 % aufweisen. Durch diese gezielte Anhäufung der leitenden Teile bzw. Bändchen im Kopf- und Fußbereich und darüber hinaus durch die Verbindung durch die Naht mit den angehäuften leitenden Fäden bzw. Bändchen ist die Gewähr gegeben, dass auch unter ungünstigen Verhältnissen immer die notwendige Bekämpfung von statischen Aufladungen und ähnlichen Problemen schnell und sicher abgewickelt wird. Die Gewebebahn kann vor allem im untertägigen Bergbau eingesetzt werden, da, selbst wenn einmal ein Brand auftreten sollte, das Gewebe das Feuer nicht unterstützt, sondern vielmehr sich quasi neutral verhält bzw. zu einem Erlöschen des Feuers beiträgt.
Unterstützt wird die Ausrüstung des Gewebes durch ein Additiv, bei dem die Nadeln in Form eines "permanent antistatic Agent Ciba Irgastat P 18 und/oder P 22 und/oder Pebax von Atofina Chemicals" zugemischt sind.
Weiter vorn ist darauf hingewiesen worden, dass es zweckmäßig sein kann, die Bändchen bzw. Fäden mit einem die Zugfestigkeit erhöhenden Additiv zu versehen, wobei die Erfindung auch dadurch zu verwirklichen ist, dass die Bändchen mit einer die Zugfestigkeit erhöhenden Schicht versehen sind. Eine solche Beschichtung ist unter Umständen leichter aufzubringen, wobei nicht nur an eine die einzelnen Bändchen oder Fäden umgebende Beschichtung zu denken ist, sondern auch an eine die Gewebebahn abdeckende Schicht. Diese Schicht kann dabei gleichzeitig auch zu einer ggf. gewünschten Wasserdichtigkeit beitragen oder dazu führen, je nachdem in welcher Stärke sie aufgebracht wird. Sie kann über Zusätze gleichzeitig flammhemmend und/oder antistatisch ausgerüstet werden.
Grundsätzlich bekannt ist es, dass die Zahl der Bänder oder Fäden mit antistatischer Ausrüstung geringer sein kann, als die elektrisch nicht leitenden Bändchen. Zweckmäßig ist es daher gemäß der Erfindung, wenn das Tuch, aus dem das Grundmaterial ergebenden, nicht leitenden Bändchen besteht, in das oder auf das ein gröberes Gewebekreuz von quasi elektrisch leitenden Bändchen eingebracht oder aufgebracht ist. Hier wird ein Abstand der einzelnen quasi elektrisch leitenden Bändchen vorgesehenen, die im Gitter eine Fläche von < 100 cm2 ergibt. Diese elektrisch leitenden Bändchen kreuzen sich, sodass auf jeden Fall sichergestellt ist, dass auftretende Ladungen, unabhängig von der Wirkung der einzelnen Fäden mit der Corona-Entladung schnell und sicher abgebaut werden können.
Je nach Einsatzbereich oder erforderlicher Sicherheit kann es aber auch ausreichen, wenn, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Tuch aus den das Grundmaterial darstellenden, nicht leitenden Bändchen/Fäden besteht, in das oder auf das quasi elektrisch leitende Bändchen und/oder Fäden nur in Längsrichtung oder in Querrichtung und in geringem Abstand von < 30 mm verlaufend eingebracht oder aufgebracht sind. Unter den erwähnten Gegebenheiten reicht dies aus, wobei der Abstand ja geringer ist, dennoch aber das Verarbeiten erleichtert ist.
Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass das Tuch eine Beschichtung aufweist, der ein "permanent antistatic Agent Ciba Irgastat P 18 und/oder P 22" zugemischt ist, sodass die gesamte Beschichtung nicht nur abdichtend wirkt, sondern gleichzeitig auch für die notwendige elektrische Ableitung sorgt. Es kann somit nicht zu einer Beeinträchtigung, d. h. zu einer Aufladung von Flächenbereichen oder gar der ganzen Fläche beispielsweise einer Untertage eingesetzten Gewebebahn kommen, sodass die notwendige Sicherheit und auch Dichtigkeit gewährleistet ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Beschichtung nur auf die dem Gebirge abgewandte Seite des Tuches, dieses ganz oder zumindest weitgehend abdichtend, aufgebracht ist, weil auf der dem Gebirge zugewandten Seite eine Beeinträchtigung bzw. Aufladung nicht gefährdend ist und weil man auf diese Art und Weise die Kosten geringer halten kann. Vorteilhaft ist es dabei natürlich, auf beiden Seiten des Tuches eine solche Beschichtung vorzusehen.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass in untertägigen Bergbau mit seinen vielen Gefährdungsbereichen nunmehr auch ein vorteilhaft zu verarbeitendes Gewebe in Form von Gewebebahnen aus Bändchen eingesetzt werden. Diese Gewebebahn ist dauerhaft antistatisch und gleichzeitig auch dauerhaft flammhemmend ausgerüstet, sodass sie den besonderen Bedingungen und Auflagen im untertägigen Bergbau voll genügt. Darüber hinaus ist die dauerhafte Wirkung bezüglich Flammhemmung wie auch Antistatik von Vorteil, weil gerade bei den Einsätzen im untertägigen Bergbau nicht verhindert werden kann, dass auch eine hohe Belastung der Fäden bzw. der Bändchen bzw. der gesamten Gewebebahn auftritt. Die hier jetzt zum Einsatz vorgesehene Gewebebahn aus Bändchen oder Fäden aus thermoplastischem Kunststoff ist so ausgebildet, dass die für die antistatische Wirkung wichtigen Bändchen die für die Quasi-Leitfähigkeit wichtigen Bestandteile in Form der nicht metallischen, mikrokristallinen, ein elektrisch leitendes Netz ergebende Nadeln auf Dauer ihre Wirkung behalten, d. h. auch dann, wenn diese Gewebebahnen über längere Zeit entsprechend wirksam und sicher sein müssen. Auch die Wasserdichtigkeit ist zu gewährleisten, insbesondere wenn eine Beschichtung aus einem über die notwendige Antistatik und/oder Flammhemmung verfügende Masse besteht. Insgesamt gesehen ist somit eine Lösung vorgegeben, die für alle explosionsgefährdeten Bereiche, insbesondere für den Untertagebergbau optimal geeignet ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
Figur 1
einen Untertagestützpfeiler aus Gewebe mit dauerhaft antistatischem und dauerhaft flammhemmendem Bändchen,
Figur 2
eine Draufsicht auf ein entsprechende Gewebebahn in vergrößerter Wiedergabe,
Figur 3
einen einzelnen Faden bzw. ein Bändchen mit einem deutlich wiedergegebenen mikrokristallinen Netzwerk,
Figur 4
eine untertägige Strecke mit auf dem Ausbau ausgelegten Gewebebahnen,
Figur 5
eine Gewebebahn mit zusätzlicher Beschichtung und
Figur 6
einzelne Fäden im Schnitt mit und ohne die Zugfestigkeit erhöhender Schicht.
Figur 1 zeigt einen im untertägigen Bergbau häufig eingesetzten Unterstützungspfeiler 1, der zwischen Hangendem 2 und Liegendem 3 bzw. Streckensohle 34 und Firste 2 eingesetzt und verspannt ist, um den Hohlraum 7 bzw. die Strecke ausreichend lange offen halten zu können. Dieser Unterstützungspfeiler 1 besteht aus einem Tuch 10 bzw. einer Gewebebahn, die so zusammengenäht ist, dass in der Regel mit einer Naht 18 auszukommen ist. Dadurch entsteht ein einen großen Durchmesser aufweisender Schlauch, in den über den Füllstutzen 5 Baustoff eingefüllt wird. Mit 4 ist der Fußbereich und mit 6 ein Stützring bezeichnet, der im Kopfbereich 8 des Unterstützungspfeilers 1 angeordnet ist.
Bei der Darstellung in Figur 1 sind nur die quasi elektrisch leitenden bzw. die elektrisch leitend gemachten Bändchen 11, 12, 11', 12' bzw. 15 über die gesamte Oberfläche des Unterstützungspfeilers 1 verteilt angedeutet, während die elektrisch nicht leitenden Bändchen 13, 14 bzw. 16 nur in einem kleinen Teilbereich wiedergegeben sind. Es versteht sich, dass sowohl der Teil 15 mit den quasi elektrisch leitenden Bändchen 11, 12 wie auch der Teil 16 mit den elektrisch nicht leitenden Bändchen 13, 14 sich über die gesamte Oberfläche des Unterstützungspfeilers 1 erstreckt. Im Bereich der Naht 18 sind die quasi elektrisch leitenden Bändchen 11, 12 soweit angereichert, dass sich fast ein Stab ergibt, über den eine Entladung bzw. eine Entlastung leicht möglich ist. Von daher ist auch hier das Bezugszeichen 15 zusätzlich angebracht, um dieses quasi zu untermauern.
Das Gebirge 20, das das Hangende 2 bzw. die First und das Liegende 3 bzw. die Streckensohle 34 bildet, trifft im Anliegebereich 21 bzw. 22 mit dem Tuch 10 und den entsprechenden Bändchen 11, 12, 13, 14 zusammen. Da hier ebenfalls die quasi elektrisch leitenden Bändchen 11, 12 angereichert sind, ist hier für einen zusätzlichen Kontakt mit der Erde gesorgt bzw. ist eine Möglichkeit geschaffen, Aufladungen schnell abzubauen, indem z. B. eine Corona-Entladung stattfindet.
Figur 2 zeigt in vergrößerter Wiedergabe ein solche Gewebebahn bzw. Tuch 10 aus quasi elektrisch leitenden Bändchen 11, 12, 11', 12' und elektrisch nicht leitenden Bändchen 13, 13', 14, 14'. Es wird deutlich, dass die quasi elektrisch leitenden Bändchen 11, 12 bzw. entsprechendes Teil 15 ein Gewebekreuz 40 bildet, das in das übrige Tuch 10 integriert oder auf dieses aufgelegt ist, um so das Entstehen von Aufladungen wirksam zu vermeiden.
Figur 3 zeigt einen einzelnen derartigen Faden, der zu einem Bändchen 11 bzw. 12 gehört und der mit ein Netz 28 bildenden Nadeln 24, 25, 26 ausgerüstet ist, die aufgrund ihrer Netzbildung einen Fließweg 27 wiedergeben bzw. vorgeben. Dieser ist sehr stark hervorgehoben, um seine Existenz bzw. seinen Verlauf zu verdeutlichen. In Wirklichkeit sind auch hier nur die einzelnen Nadeln 24, 25, 26 jeweils in Verbindung, nicht aber eine entsprechend stabilere Verbindung entsprechender Nadeln 24 bis 26. Durch die Art und Ausbildung der einzelnen Nadeln ist aber, wie Figur 3 verdeutlicht, auf jeden Fall sichergestellt, dass über sie quasi elektrisch leitende Fäden bzw. Bändchen 11 und 12 zur Verfügung gestellt werden können.
In Figur 4 ist eine ins Gebirge 20 getriebene Strecke 29 wiedergegeben, die über Ausbaubögen 31 abgestützt ist. Um ein möglichst dichtes Anliegen der Ausbaubögen 31 an den Gebirgsschichten 33 bzw. dem Gebirge 20 zu erreichen, ist ein Stützschlauch 30 auf den oberen Teil des Ausbaubogen aufgelegt. Außerdem sind die Gewebebahnen bzw. Tücher 10 erkennbar, die einander ggf. überdeckend ebenfalls auf den Ausbaubogen 31 aufgelegt sind und die im oberen Bereich beispielsweise durch den Stützschlauch auf den Ausbaubogen 31 aufgepresst werden. In der Regel sind diese Tücher 10 bzw. Gewebebahnen auch über den Bereich des Ausbisses des Flözes 32 hinweggezogen, um zu verhindern, dass das relativ feinkörnige Material in die Strecke bzw. den Hohlraum 7 hineinfällt. Nicht gezeigt ist in Figur 4, dass in der Regel zusätzlich zu der Gewebebahn bzw. dem Tuch 10 auch Verzugmatten zum Einsatz kommen, die vom Ausbaubogen 31 gesehen die Gewebebahn bzw. das Tuch 10 abstützen.
Figur 5 zeigt eine solche Gewebebahn bzw. ein Tuch 10, das auf der Seite 36 mit einer Beschichtung 35 versehen ist, um das Tuch 10 bzw. die Gewebebahn entsprechend weitgehend wasserdicht zu gestalten. Diese Beschichtung 35 ist in der Regel mit dem die Antistatik erhöhenden Additiv ausgerüstet, um hier auch in diesem Bereich das Entstehen von entsprechenden Aufladungen einzuschränken bzw. zu vermeiden.
Figur 6 schließlich zeigt einen Schnitt durch ein Bändchen 11, 12, 13, 14 bzw. besser gesagt durch einen einzelnen Faden eines solchen Bändchens, wobei dieser Faden nach dem oberen Schnitt mit dem die Leitfähigkeit erhöhenden Additiv ausgerüstet ist und somit quasi elektrisch leitend geworden ist, während nach Figur 6 eine Schicht 38 vorgesehen ist, über die gezielt die Zugfestigkeit der nicht elektrisch leitenden Bändchen 11 bzw. Fäden erhöht wird. Denkbar ist es dabei auch, entsprechende Additive in den Kunststoff des Fadens 11, 12, 13, 14 hineinzubringen, wobei durch die Aufzählung auch der Bezugszeichen 13 und 14 deutlich gemacht ist, dass diese die Zugfestigkeit erhöhenden Additive eben auch mit in die quasi elektrisch leitenden Fäden hineingebracht wird.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (16)

  1. Untertage einsetzbare Gewebebahn aus Bändchen (11, 12, 13, 14) oder Fäden aus thermoplastischem Kunststoff, die ein flächiges Tuch (10) ergebend, miteinander verwebt sind und von denen ein Teil (16) elektrisch nicht leitend und ein anderer Teil (15) dauerhaft antistatisch, d. h. durch Eindispergieren von die Leitfähigkeit erhöhenden Additiven quasi elektrisch leitend und eine permanent antistatische Wirkung von 108 bis 1011 Ω ergebend ausgebildet sind, wobei die Bändchen (15, 16) oder die Fäden insgesamt oder nur die elektrisch nicht leitenden (16) durch Eindispergieren von feuerhemmend wirkenden Substanzen dauerhaft flammhemmend ausgeführt sind.
  2. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Teil (15) der Bändchen (11, 12) mit den die Leitfähigkeit erhöhenden Additiven und der elektrisch nicht leitende Teil (16) der Bändchen (13, 14) oder nur der Teil (16) mit flammhemmenden Substanzen vor oder während des Schmelzvorganges des Kunststoffes ausgerüstet ist.
  3. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die die Leitfähigkeit erhöhenden Additive in der Form von nicht metallischen, mikrokristallinen, ein elektrisch leitendes Netz (28) ergebenden Nadeln (24, 25, 26) in den Kunststoff eingebracht sind.
  4. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Nadeln (24, 25, 26) in die Kunststoffschmelze so eingebracht sind, dass sie beim Abkühlen zu einem elektrisch leitenden Netz (28) auskristallisieren.
  5. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Teil (15) und/oder der Teil (16) der Bändchen (11, 12, 13) mit die Zugfestigkeit der Bändchen (11, 12, 13, 14) oder Fäden erhöhenden Additiven ausgerüstet sind, vorzugsweise entsprechend gefüllt sind.
  6. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv für die Flammhemmung ein halogenhaltiges und/oder halogenfreies Produkt ist.
  7. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das die Leitfähigkeit erhöhende Additiv mit einem Wasseranteil von 15 bis 20, vorzugsweise 15 bis 18 % in die Schmelze der Bändchen (11, 12, 15) eingegeben ist.
  8. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das die Flammhemmung erbringende Additiv mit einem Wasseranteil von 0,5 bis 1,8 %, vorzugsweise 1 %, der Schmelze der Bändchen (13, 14, 16) zugemischt ist.
  9. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die das Tuch (10) bildenden Bändchen (11, 12, 13, 14) zu einem Untertagestützpfeiler (1) oder -behälter oder zu Stützschläuchen (30) oder zu Kissen vernäht sind.
  10. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Nähte (18) der Stützschläuche (30), der Behälter oder Kissen aus den quasi elektrisch leitenden Bändchen (11, 12, 15) oder Fäden bestehen, wobei in den Nähten die Zahl dieser Bändchen (11, 12, 15) oder Fäden stark erhöht ist.
  11. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die am Gebirge (20) anliegenden Bereich (21, 22) der Untertagestützpfeiler (1) oder Stützschläuche (30) eine erhöhte Anzahl quasi elektrisch leitender Bändchen (11, 12, 15), vorzugsweise 40 bis 75 % aufweisen.
  12. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bändchen (11, 12, 13, 14) mit einer die Zugfestigkeit erhöhenden Schicht (38) versehen sind.
  13. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Tuch (10) aus den das Grundmaterial ergebenden, nicht leitenden Bändchen (13, 14, 16) besteht, in das oder auf das ein groberes Gewebekreuz (40) von quasi elektrisch leitenden Bändchen (11, 12, 15) eingebracht oder aufgebracht ist, die im Gitter eine Fläche von < 100 cm2 ergeben.
  14. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Tuch (10) aus den das Grundmaterial darstellenden, nicht leitenden Bändchen (11, 12, 13, 14)/Fäden besteht, in das oder auf das quasi elektrisch leitende Bändchen (11, 12, 15) und/oder Fäden nur in Längsrichtung oder in Querrichtung und in geringem Abstand von < 30 mm verlaufend eingebracht oder aufgebracht sind.
  15. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Tuch (10) eine Beschichtung (35) aufweist, der ein "permanent antistatic Agent Ciba Irgastat P 18 und/oder P 22" zugemischt ist.
  16. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (35) nur auf die dem Gebirge (20) abgewandte Seite (36) des Tuches (10), dieses ganz oder zumindest weitgehend abdichtend, aufgebracht ist.
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