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Die
Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Textilmaterial zum Schutz
gegen Flammen, Strahlungs- und/oder Kontakthitze, mit einer ersten Schicht,
die temperaturbeständige
und/oder nicht schmelzende und/oder flammfeste Fasern aufweist.
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Um
Träger
von Schutzausrüstungen
vor Flammen, Kontakt- oder Strahlungshitze zu schützen, sind
bereits vielfältige
Vorschläge
gemacht worden. So wird beispielsweise in der
DE 195 12 382 beschrieben, wie die
Bekleidung von einem Kühlmittel durchflossen
wird. Solche Systeme sind jedoch nur sehr umständlich umzusetzen. Andere Vorschläge sehen
eingearbeitetes Aluminium zur Hitzereflektion vor, wie es in der
US 5,083,617 ausführlich beschrieben
wird. In der
EP 1 072 703 wird
ein gewebtes Material mit einer gewissen Elastizität beschrieben,
um eine Art Hitzeschutzvorhang zu bilden.
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Die
heute bekannten und in der Anwendung befindlichen Werkstoffe basieren
auf Geweben, Gestricken und Filzen aus temperaturbeständigen und flammfesten
textilen Fasern. Zum Stand der Technik gehören mit einem Faserflor benadelte
Gewebe, die Lamination mit hitzereflektierenden Folien und die Klebekaschierung
mit Filzen. Die Europäische
Norm EN 531 beschreibt die Anforderungen an die Schutzbekleidungen
für hitzeexponierte
Arbeiten. In der EN 388 werden die zu erfüllenden Kriterien für Handschuhe
im Allgemeinen und in der EN 659 die Parameter für Feuerwehrhandschuhe speziell
beschrieben.
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Alle
im Markt befindlichen Materialien basieren auf einem passiven Schutz
durch entsprechende Materialstärken,
die bei einer Beflammung als Isolationsschicht wirken oder Strahlungshitze
reflektieren.
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Aus
der
EP 0 724 848 A1 ist
ein Schutzhandschuh mit einer Außenschicht aus einer hitzebeständigen Textilfaser
mit geringer Wärmeleitfähigkeit,
einer Zwischenschicht aus einer schnitt- und stichfesten Textilfaser
sowie einem hitzebeständigen
Innenfutter mit einer in einer Richtung flüssigkeitsundurchlässigen und
atmungsaktiven Membran bekannt geworden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes textiles Hitzeschutzmaterial
für Schutzbekleidungen
und Handschuhe bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
mehrschichtiges Textilmaterial der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
dass eine zweite Schicht vorgesehen ist, die wärmeabsorbierende Eigenschaften
aufweist. Der Vorteil gegenüber
allen bekannten Materialien liegt darin, dass beim Auftreten von
großer
Hitze Wärmeenergie
aktiv absorbiert werden kann. Durch das aktivierbare Hitzeabsorptionspotential
der zweiten Schicht liegt der Hitzeschutz weit über dem vergleichbarer Materialkombinationen, die
ausschließlich
durch ihre Materialeigenschaften oder Schichtdicke isolieren.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn die zweite Schicht einen flammfesten Schaumstoff
aufweist, der wärmeabsorbierende
Eigenschaften hat. Dabei kann die zweite Schicht vollständig aus
flammfestem Schaumstoff ausgebildet sein oder nur in einigen Abschnitten
flammfesten Schaumstoff aufweisen. Besonders bevorzugt ist es, wenn
der flammfeste Schaumstoff eine endotherme Reaktionscharakteristik
aufweist. Durch den Einbau eines flammfesten Schaumstoffs mit hohem
Raumgewicht (z. B. > 30 kg/m3) und endothermer Reaktionscharakteristik
wird ein Materialverbund erreicht, der bei Hitze- oder Flammeneinwirkung
zunächst
erhebliche Energie verbraucht, um den Schmelzprozess des Schaums
in Gang zu setzen.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
zweite Schicht, insbesondere der flammfeste Schaumstoff, auf die
erste Schicht kaschiert ist, insbesondere auf die erste Schicht
laminiert und/oder flammkaschiert ist. Durch das Verfahren der Flammkaschierung
entfällt
die Notwendigkeit eines Klebstoffes oder Hotmeltpulvers (die in
der Regel exotherm reagieren). Somit bleibt die Atmungsaktivität großflächig erhalten.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist eine dritte Schicht vorgesehen, die temperaturbeständige und/oder
flammfeste und/oder nicht schmelzende Fasern aufweist, wobei die
zweite Schicht zwischen die erste und dritte Schicht eingebettet
ist. Erst nach dem Energieverzehr der zweiten Schicht muss die nach
innen gerichtete dritte Schicht als Hitzeisolator in Anspruch genommen
werden. Diese Lage wirkt gleichzeitig als Barriere gegen eventuelle Schmelzperlen
des Schaumstoffs unter extremer Hitzeeinwirkung.
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Bevorzugt
sind die flammfesten Fasern als Aramidfasern ausgebildet. Da Aramidfasern
auch oberhalb der Degradierungstemperatur (die Faser quillt auf
und karbonisiert bei ca. 370 – 420 °C) nicht schmelzen,
stellen sie bzw. daraus hergestellte Textilschichten einen wirksamen
Schutz dar. Die erste und dritte Schicht können auch schnitt- und/oder stichfeste
Fasern aufweisen. Insbesondere können die
flammfesten Fasern auch schnittfest sein.
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Die
dritte Schicht kann als Filz, Vlies, Gestrick oder Gewebe ausgebildet
sein. Dadurch erhält das
Textilmaterial eine gewisse Elastizität. Angenehme Trageeigenschaften
können
dadurch erzielt werden. Grundsätzlich
gilt, dass ein Material für
persönliche
Schutzausrüstungsgegenstände umso
komfortabler ist, je weicher und leichter das verwendete Material
ist. Und je höher
der erreichte Tragekomfort, desto höher ist auch die individuelle
Bereitschaft, eine entsprechende Ausrüstung tatsächlich zu tragen.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die
Schichten mit einem sich bei einer vorgegebenen Temperatur auflösenden Steppfaden
versteppt. Durch die Versteppung mit einem temperaturabhängig lösenden Steppfaden
wird eine besonders weiche Materialkombination erzielt, die erst
bei Eintritt der Beflammung die volle Schaumstärke erreicht.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird ein Weg aufgezeigt, durch erstmalige
Kombination von Laminations- und Steppverfahren, die Aufgabenstellung mit
einem einzigen Werkstoff zu erfüllen.
Diese erfindungsgemäße Flächenware
kann problemlos zu Schutzhandschuhen oder -bekleidungen konfektioniert
werden.
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Die
Trageeigenschaften können
weiterhin verbessert werden, wenn das Textilmaterial atmungsaktiv
ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Textilmaterial in
einer Richtung flüssigkeitsundurchlässig ist.
Zu diesem Zweck kann eine zusätzliche
Membran vorgesehen sein. Es kann somit ein extrem leichtes, flexibles,
atmungsaktives und hochisolierendes Textilmaterial hergestellt werden, das
bei Schutzbekleidung und Schutzhandschuhen zum Einsatz kommen kann,
wobei Wärmeenergie aktiv
absorbiert werden kann.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
anhand der Figur der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten
zeigt, sowie aus den Ansprüchen.
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Die
einzelnen Merkmale können
je einzeln für
sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten
der Erfindung verwirklicht sein.
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Die
einzige Figur zeigt ein mehrschichtiges Textilmaterial.
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Das
mehrschichtige Textilmaterial 10 weist eine erste Schicht 1 auf,
die eine Oberschicht darstellt und flammfeste Fasern, beispielsweise
Aramidfasern, aufweist. Darunter befindet sich eine zweite Schicht 2,
die einen flammfesten Schaumstoff aufweist, der wärmeabsorbierende
Eigenschaften hat. Insbesondere weist die zweite Schicht 2 eine
endotherme Reaktionscharakteristik auf. Die dritte Schicht 3 ist
ein Filz oder ein Gestrick, das flammfeste Fasern, insbesondere
Aramidfasern aufweist. Wenn aus dem Textilmaterial 10 Schutzkleidung
hergestellt wird, wird die dritte Schicht 3 auf der körperzugewandten
Seite verwendet. Die Schichten 1, 2, 3 sind durch
einen Faden 4 miteinander versteppt. Der Faden 4 löst sich
bei einer vorgegebenen Temperatur selbstständig. Durch die Wahl des Fadenmaterials kann
die Temperatur eingestellt werden, bei der sich der Faden 4 auflöst. Da der
Faden 4 die zweite Schicht 2 in einem Kompressionszustand
hält, dehnt sich
die zweite Schicht 2 aus, sobald sich der Faden 4 unter
Hitzeeinwirkung auflöst.
Durch das Versteppen, für
das auch mehrere Fäden 4 verwendet
werden können,
wird eine geringe Dicke des mehrschichtigen Textilmaterials 10 bewirkt.
Dadurch werden die Trageeigenschaften verbessert, wenn aus dem mehrschichtigen
Textilmaterial 10 Schutzbekleidung hergestellt wird.