DE1619202C3

DE1619202C3 - Material für luftdurchlässige Kleidung zum Schutz gegen giftige Flüssigkeiten und Gase

Info

Publication number: DE1619202C3
Application number: DE1619202A
Authority: DE
Inventors: Thomas Spain Huddersfield Crosby; William Michael Halifax Pearson
Original assignee: Bondina Ltd
Current assignee: Freudenberg Nonwovens Ltd
Priority date: 1966-01-04
Filing date: 1966-12-23
Publication date: 1978-05-03
Also published as: DE1619202B2; DE1619202A1; US3502537A; GB1127581A

Description

Die Erfindung betrifft ein Material für luftdurchlässige Kleidung zum Schutz des Trägers gegen giftige Flüssigkeiten und Gase, bestehend aus einem Schichtstoff aus einer gewebten oder gestrickten Stoffschicht und einer nichtgewebten Schicht, der mit einem Bindemittel imprägniert ist, und einer auf einer Seite aufgebrachten bindemittelhaltigen Schicht aus Absorptionskohle. Aus einem solchen Material können Schutz-Bekleidungsgegenstände gefertigt werden, die den Träger gegen Einwirkungen von giftigen Chemikalien oder Stoffen schützen, wie sie beispielsweise

ao in Sprühmitteln enthalten sind, welche unter anderem für landwirtschaftliche Zwecke verwendet werden.

Die Anforderungen, die an ein solches Material

bzw. einen solchen Stoff gestellt werden müssen, sind vielfach sehr gegensätzlich. Aus Gründen der Sicherheit des Trägers darf der Stoff für schädliche Gase bzw. Dämpfe nicht durchlässig und muß gegen Beanspruchung und Abnutzung sehr widerstandsfähig sein. Andererseits muß er gleichzeitig, um bequem getragen werden zu können, luftdurchlässig, biegsam, dünn und leicht sein. Praktisch bedeutet dies, daß ein Stoff geschaffen werden muß, welcher eine Luftdurchlässigkeit von 100 Fuß pro Minute bei einer Druckdifferenz von ca. 25 mm Wassersäule hat.

Nach einem bekanntgewordenen Vorschlag wird ein solches Material als Schichtstoff aus einer nichtgewebten Schicht von synthetischen Fasern und einer Schicht aus einem gewirkten oder gewebten Stoff hergestellt. Dieser Schichtstoff ist durch Behandlung mit einem flüssigkeitsabstoßenden Mittel oleophob und hydrophob gemacht worden und mit einer bindemittelhaltigen Beschichtung aus Absorptionskohle versehen. Dabei wurde lediglich Wert darauf gelegt, daß die Menge des flüssigkeitsabstoßenden Mittels und der Absorptionskohle enthaltenden Beschichtung nicht zu einer ernsthaften Verminderung der Luftdurchlässigkeit des Stoffes ausreichen. Als Bindemittel wird nach diesem Vorschlag Naturkautschuk-Latex in einer alkalischen Beschichtungsmischung verwendet.

Aus der französischen Patentschrift 1041355 ist ein Material für luftdurchlässige Kleidung zum Schutz des Trägers gegen giftige Flüssigkeiten und Gase bekannt. Dieser Schutz kommt durch eine Einlagerung von Kieselerde und Holzkohle zustande, die mit Hilfe einer Lösung aus Viscose oder Acetatcellulose in die Fäden und Stoffe eingelagert werden.

Weiterhin sind gasabsorbierende Textilmaterialien aus den beiden US-Patentschriften 2979157 und 3091550 bekanntgeworden. Danach sind bereits gewebte und nichtgewebte Materialien zur Herstellung von gasabsorbierenden Materialien verwendet worden. Diese sind auch bereits mit einem Acrylharz als Bindemittel versehen worden. Diese Stoffe haben sich allerdings in der Praxis nicht bewährt, da sie nicht in der Lage sind, allen Ansprüchen zu genügen, die in der Praxis gestellt werden. Gewebtes Material allein kann bei einer bestimmten Luftdurchlässigkeit nicht genügend ölabweisend hergestellt werden. Nichtge-

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webtes Material wird nach der Behandlung mit öl- schicht des Materials nach außen weist,
und wasserabweisenden Stoffen so steif, daß es für Die nach außen weisende Schicht nichtgewebten

die Herstellung von Kleidung ungeeignet ist. In glei- Materials hat den Vorteil, daß sich auf ihr niederschlacher Weise konnte aus dem mit Acrylharz getränkten gende oder sonst mit ihr in Berührung kommende Stoff Kleidung bisher nicht hergestellt werden, da die- 5 Tropfen über ihre Oberfläche oder in ihrem Inneren ser nicht die für Kleiderstoffe notwendigen Eigen- verteilen, ohne glatt durch das Material hindurchzuschaften aufwies. Insbesondere war er nicht genügend gehen, wie dies bei einem nach außen gekehrten Geluftdurchlässig, biegsam und leicht genug. Außerdem webe der Fall sein würde. Die im Inneren liegende fehlte dem mit Acrylharz getränkten Stoff die für die gewebte bzw. gestrickte Schicht erzeugt dann die Fe-Absorption unbedingt notwendige Holzkohleschicht, "> stigkeit, die das Material zur Verwendung als Kleiderderen Einlagerung in das Acrylharz für ausgeschlossen stoff befähigt.

erachtet wurde. Statt dessen wurde als Bindemittel Das Aufbringen der Holzkohleschicht auf das

Naturkautschuk-Latex verwendet. Die mit dieser her- Mehrschichtenmaterial muß so erfolgen, daß nur ein gestellte Schicht altert relativ schnell und bröckelt vom geringer Abriebverlust an Holzkohle eintritt. Ein sol-Stoff ab. Dieser verliert dadurch seine antitoxischen ¹S eher Abriebverlust kann z.B. entstehen, wenn die öl- und wasserabweisenden Eigenschaften. Holzkohleschicht in trockenem oder feuchtem ZuAufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, stand mit der gewöhnlichen Kleidung des Trägers der das Material der eingangs genannten Art so zu verbes- Schutzbekleidung in Berührung kommt. Auf keinen sern, daß es die für die Herstellung von Schutzklei- Fall darf die Fähigkeit der Holzkohle, Chemikalien dung notwendigen Eigenschaften aufweist und insbe- ³° zu absorbieren, nennenswert beeinträchtigt werden, sondere luftdurchlässig, biegsam, dünn und leicht ist. Andererseits soll das Material möglichst wenig Ver-

Diese Aufgabe der Erfindung ist bei dem Material steifung erfahren. Das bedeutet, daß das Bindemittel der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch nur eine weiche, dünne Schicht bilden darf,
gelöst, daß das Bindemittel der auf einer Seite des Die Holzkohle wird zweckmäßig zusammen mit

Schichtstoffes aufgebrachten bindemittelhaltigen ³5 dem Polyacrylat-Bindemittel in Form einer wäßrigen Holzkohleschicht ein Polyacrylat ist, welches einen Dispersion auf das Material aufgesprüht, so daß nach Film bildet, der eine mit einem Tukon-Mikrohärte- dem Trocknen eine fest anhaftende Holzkohleschicht Meßgerät gemessene Härte von nicht mehr als 1 be- entstanden ist. Eine solche Dispersion muß stabilisiert sitzt, oder aus diesem Polyacrylat und einem kleineren sein; denn in manchen Fällen ließe sich eine solche Anteil von Naturkautschuk besteht. 30 Dispersion ohne Vorhandensein eines Stabilisators

Das auf diese Weise geschaffene Material ist luft- gar nicht zubereiten bzw. die Dispersion ohne Vordurchlässig, dünn und biegsam. Die Schicht aus Ak- handensein eines Stabilisators gar nicht zubereiten tivkohle fällt weder bei feuchten noch bei trockenen bzw. die Dispersion wäre zu unstabil, um auf das Ma-Bedingungen während des Tragens vom Stoff ab. Ihre terial aufgesprüht werden zu können. Auch wenn der Absorptionsfähigkeit leidet auch nach langer Lager- 35 Stabilisator nur in sehr kleinen Mengen vorhanden zeit nicht und genügt den geforderten Bedingungen. zu sein braucht, kann er doch das Anhaften der HoIz-

Die Luftdurchlässigkeit ermöglicht den für den kohle und des Bindemittels an dem Material und auch Träger einer Schutzbekleidung notwendigen Luftaus- die Gasabsorptionsf ähigkeit der Holzkohleschicht tausch, selbst wenn er völlig anstrengende Arbeit ver- günstig beeinflussen,
richten muß. 40 Erfindungsgemäß besteht das Bindemittel entwe-

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der der nur aus einem Polyacrylat oder aus einem PolyErfindung ist die Holzkohleschicht auf die gewebte acrylat mit einem kleineren Anteil von Naturkauoder gestrickte Stoffschicht aufgebracht. Auf diese tschuk. Das als Bindemittel oder dessen Bestandteil Weise wird insbesondere die Biegsamkeit der Stoff- verwendete Polyacrylat soll eine weiche, filmartige kombination gefördert. Die gewebte Schicht bleibt 45 Schicht bilden. Daher werden Dispersionen von solauch dann biegsam, wenn sie mit der bindemittelhalti- chen Polyacrylaten verwendet, die einen Film bilden, gen Holzkohleschicht getränkt ist. der eine Härte von nicht mehr als 1, gemessen mit

Zweckmäßigerweise wird die Kombination aus ge- dem Tukon-Mikrohärte-Meßgerät, besitzt,
webtem bzw. gestricktem Stoff und nichtgewebtem Zweckmäßig beläuft sich in jedem Falle der Anteil

Stoff dadurch öl- und wasserabweisend gemacht, daß 50 des Polyacrylats auf wenigstens 50 Gewichtsprozent sie mit einer Dispersion eines Fluorkohlenstoffharzes des gesamten Bindemittels. Hat das Bindemittel nebehandelt wird. ben dem Polyacrylat einen kleineren Anteil an Natur-

Bei der Verarbeitung des erfindungsgemäßen Ma- kautschuk, der mit Ammoniak gemischtem Kasein terials zu einem Kleidungsstück wird so vorgegangen, stabilisiert wurde, so lassen sich verhältnismäßig gute daß die Holzkohleschicht auf der Innenseite des Klei- 55 Alterungserscheinungen der Holzkohleschicht erziedungsstückes liegt; denn wenn sie außen liegen würde, len. Naturkautschuk ist ein ausgezeichnetes Bindeentstünde der Nachteil, daß von ihr chemische Stoffe mittel. Durch Altern läßt jedoch seine Haftfähigkeit absorbiert würden. Liegt die Holzkohleschicht dage- rasch nach, so daß die Holzkohle unter Umständen gen innen, so wird die größte Zahl der Tropfen, die schon nach etwa sechs Monaten nach der Fertigung auf das Kleidungsstück gelangen, von dem öl- und 60 nicht mehr haftet. Die Gesamtmenge an Polyacrylat wasserabweisenden Überzug abgehalten, oder die und Naturkautschuk, die zum Festhaften der Holz-Tropfen verteilen sich in der nichtgewebten Material- kohleschicht benötigt wird, braucht nur etwa 15 Geschieht. Auf diese Weise ist die Gefahr einer Sättigung wichtsprozent des Trockengewichtes der Holzkohle zu der Holzkohleschicht vermieden bzw. auf ein Min- betragen. Ein Polyacrylat als einziges Bindemittel ist destmaß herabgesetzt. Für bestimmte Zwecke kann 65 vorzuziehen. Wird ein Polyacrylat als alleiniges Bines jedoch zweckmäßig sein, die Holzkohleschicht auf demittel verwendet, so erfolgt die Stabilisierung der die nichtgewebte Schicht aufzubringen und dann das wäßrigen Dispersion aus Bindemittel und Holzkohle Kleidungsstück so herzustellen, daß die Gewebe- zweckmäßig mit Hilfe eines wasserlöslichen CeIIu-

loseäthers. Wird nämlich Celluloseäther in geeigneter Menge als Stabilisator zugesetzt, so läßt sich eine Holzkohleschicht mit vorzüglicher Gasabsorptionsfähigkeit herstellen, die ein gutes Anhaften der Holzkohle sicherstellt. Der Anteil des Celluloseäthers im Bindemittel sollte so gering wie möglich sein, da große Mengen die Haftfähigkeit, insbesondere unter feuchten Verhältnissen, beeinträchtigen. Zweckmäßig werden nicht mehr als 5 Gewichtsprozent des Holzkohlengewichtes (im Trockenzustand), und zwar normalerweise etwa 0,5 bis 1,5 % zugesetzt. Die in der Regel verwendete Polyacrylatmenge wird 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht der Holzkohle, nicht unterschreiten, andererseits nicht größer sein dürfen als 130%. In vielen Fällen werden 50% ausreichen.

Geeignete wasserlösliche Celluloseäther sind z. B. Methylcellulose, das in verschiedenen Viskositäten erhältlich ist. Besonders geeignet sind Celluloseäther mit einer Viskosität von etwa 100 Centipoise bei 20° C als 2%ige wäßrige Lösung. Diese läßt sich sehr gut bei der Herstellung eines Bindemittels verwenden, dessen Viskosität die Verarbeitung im Sprühverfahren ermöglicht.

Die zur Verwendung kommende aktivierte Holzkohle wird im allgemeinen aus Cocosnußschalen gewonnen und enthält verschiedene Metallverbindungen, z. B. Eisen- und Kupferverbindungen. Es wurde festgestellt, daß nicht nur die Alterungseigenschaften des Naturkautschuk enthaltenden Bindemittels, sondern auch die von der Anwesenheit von Naturkautschuk unabhängige Fähigkeit der Holzkohle, giftige Gase zu binden, verbessert werden können, wenn die Holzkohle zunächst mit einer Säure gewaschen wird, um die erwähnten Metallverbindungen zu beseitigen. Zu diesem Zweck findet Holzkohle Anwendung, die mit heißer, verdünnter Säure gewaschen und so von den Metallverbindungen befreit worden ist. Zweckmäßig wird mit 5%iger Salzsäure bei 95° C gewaschen, anschließend mit Wasser nachgewaschen und schließlich zur Neutralisierung mit verdünnter Ammoniaklösung nachgespült.

Das zur Imprägnierung des Schichtstoffes aus dem gewebten oder gestrickten Stoff und der nichtgewebten Schicht verwendete Bindemittel kann ein ein Acrylharz enthaltendes und nach dem Eindringen an Ort und Stelle (in situ) vulkanisiertes Bindemittel sein. Die Acrylverbindung kann chlorierte Polymere und Antimonoxyde enthalten, wenn Feuerbeständigkeit gewünscht wird.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel geschildert.

Beispiel

Ein Verbundmaterial wird in der Weise hergestellt, daß ein glattes, faseriges Vlies, welches 60 Gramm je qm wiegt und zu 85% aus Polyamidfaserstoff und zu 15% Viskosefasern besteht, auf eine Baumwoll-Polsterunterlage aufgenäht wird, die ein Gewicht von 26 Gramm je qm hat. Dieses Zwischenerzeugnis wird mit der Dispersion eines Bindemittels getränkt, das auf der Grundlage eines Acrylharzes zusammengesetzt ist. Das so imprägnierte Material wird dann getrocknet, vulkanisiert und gewaschen. Danach wird

*5 es mit einer Aluminiumacetatlösung behandelt, getrocknet, erneut gewaschen und dann mit einer Dispersion eines Fluorkohlenstoffharzes behandelt, so daß es einen Überzug erhält, der nach dem Vulkanisieren öl- und wasserabweisend ist. Das Untertauchen des Materials in der Aluminiumacetatlösung mit anschließender Trocknung dient dazu, einen chemischen Belag zu erzeugen, der verhindert, daß der Fluorkohlenstoff tief in das Innere des Materials eindringt; denn nach Möglichkeit soll der Fluorkohlenstoff an der

^a5 Außenfläche bleiben.

Die Holzkohle wird als Dispersion der nachstehenden Zusammensetzung aufgetragen:
In Säure gewaschene trockene
Holzkohle 100 Gew.-Teile

2,5%ige Lösung einer

Methylcellulose 29,2 Gew.-Teile

Polyacrylat 105 Gew.-Teile

Wasser 592 Gew.-Teile

Diese Dispersion wird auf die Baumwollseite des Stoffes aufgesprüht, bis eine Lage gebildet ist, die ein Gewicht von 40 Gramm je qm hat. Dann wird die Dispersion getrocknet. Das fertige Erzeugnis ist luftdurchlässig,· feuerbeständig sowie öl- und wasserabweisend. Die Holzkohle haftet gut an der Baumwollschicht, ist in trockenem und feuchtem Zustand abriebfest und absorbiert vorzüglich giftige Gase. Auch die Alterungseigenschaften der Holzkohleschicht sind zufriedenstellend.

Die Konzentration des Polyacrylate kann auch etwas herabgesetzt werden, so daß das Enderzeugnis eine etwas höhere Gasabsorptionsfähigkeit bekommt, ■ was zwar auf Kosten einer etwas verminderten Haftfähigkeit der Holzkohle geschieht (und umgekehrt). Die vorerwähnte Dispersion läßt aber ausgezeichnete Gesamterfolge erzielen.

Claims

Patentansprüche:

1. Material für luftdurchlässige Kleidung zum Schutz des Trägers gegen giftige Flüssigkeiten und Gase, bestehend aus einem Schichtstoff aus einer gewebten oder gestrickten Stoffschicht und einer nichtgewebten Schicht, der mit einem Bindemittel imprägniert ist, und einer auf einer Seite aufgebrachten bindemittelhaltigen Schicht aus Absorptionskohle,dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel der auf einer Seite des Schichtstoffes aufgebrachten bindemittelhaltigen Holzkohleschicht ein Polyacrylat ist, welches einen Film bildet, der eine mit einem Tukon-Mikrohärte-Meßgerät gemessene Härte von nicht mehr als 1 besitzt, oder aus diesem Polyacrylat und einem kleineren Anteil von Naturkautschuk besteht.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyacrylatmenge bei alleiniger Anwesenheit als Bindemittel der Holzkohleschicht wenigstens 30 Gewichtsprozent des Trokkengewichtes der Holzkohle beträgt.

3. Material nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyacrylat-Bindemittel einen wasserlöslichen Celluloseäther als Stabilisator enthält.

4. Material nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator Methylcellulose ist.

5. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge des Bindemittelgemisches aus Polyacrylat und Naturkautschuk für die Holzkohleschicht wenigstens 15 Gewichtsprozent des Trockengewichtes der Holzkohle beträgt.

6. Material nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittelgemisch mit Ammoniak gemischtes Kasein als Stabilisator enthält.

7. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die bindemittelhaltige Holzkohieschicht auf die gewebte oder gestrickte Stoffschicht aufgebracht ist.

8. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtstoff aus der gewebten oder gestrickten Stoffschicht und der nichtgewebten Schicht mit Polychloropren imprägniert ist und von ihm zusammengehalten wird.

9. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtstoff aus der gewebten oder gestrickten Stoff schicht und der nichtgewebten Schicht mit einem ein Acrylharz enthaltenden Bindemittel imprägniert ist und von ihm zusammengehalten wird.

10. Material nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das aus gewebtem oder gestricktem Stoff und einer nichtgewebten Schicht zusammengesetzte Material mit einem Bindemittel imprägniert ist und von ihm zusammengehalten wird, das ein Polyacrylat, ein chloriertes Polymer und Antimonoxyd enthält.

11. Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtstoff aus der gewebten oder gestrickten Stoffschicht und der nichtgewebten Schicht durch Behandlung mit einem Fluorkohlenstoffharz öl- und wasserabweisend gemacht worden ist.

12. Material nach einem der vorangehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzkohle vor der Verarbeitung mit Säure gewaschen worden ist.