DE966231C - Gegen Strahlung und Abstrahlung geschuetzte Kleidung - Google Patents

Description

(WiGBI. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 18. JULI 1957

Die Erfindung bezieht sich auf eine gegen Strahlung und Abstrahlung geschützte, aus einem Gewebe natürlicher oder künstlicher, organischer wie anorganischer Fasern bestehende Kleidung mit einer durch Kathodenzerstäubung oder Vakuumaufdampfung ohne Verwendung porenverklebender Binder aufgebrachten dünnen Metallschicht von einer Dicke zwischen ioo und 5000 AE (1AE = ι Angströmeinheiit = io~"⁸ cm).

Im allgemeinen herrscht die Ansicht vor, daß für Menschen und Tiere ein guter Wärmeschutz ausschließlich durch Umkleiden mit wenig wärmeleitenden Stoffen zu erreichen sei. Für die Kleidung werden daher fast nur Gewebe aus festen, hochmolekularen, organischen Stoffen benutzt, wie sie tierische und pflanzliche, aber auch synthetische Fasern darstellen. In gemäßigten Zonen bei ausschließlich klimatisch bedingten Temperaturen genügt dieser Wärmeschutz bzw. Kälteschutz, der auf der Annahme beruht, daß der Wärmeübergang ausschließlich durch Wärmeleitung und Konvektion erfolgt.

Bei extremen Außentemperaturen, mit denen der Mensch etwa in polaren Gegenden in Berührung kommt, gewinnt jedoch der Wärmeverlust durch Strahlung immer mehr an Bedeutung. Zur Verhinderung der Wärmeabstrahlung sind aber die Eigenschaften der aus tierischen und pflanzlichen organischen Fasern bestehenden Gewebe weniger günstig, da ihr Emissions- und Absorptionsver-

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mögen derart ist, daß sie diesbezüglich einem physikalisch schwarzen Körper mehr gleichen als beispielsweise die Metalle.

Es ist daher nicht verwunderlich, daß schon Vorschläge bekanntgeworden sind, für Kleidungsstücke vorgesehene Gewebe zu metallisieren. Ursprünglich geschah das vor allem durch mechanisches Aufspritzen von Metall oder durch das Aufkaschieren einfacher oder mehrfacher Metallfolien auf das Gewebe, das vorher zur Verbesserung der Haftfestigkeit mit Öl, Firnis oder Lack überstrichen war. Es ist verständlich, daß ein derartiges Gewebe für Bekleidungszwecke wenig brauchbar ist, da die Poren verstopft sind und die Wärmeleitfähigkeit dadurch erhöht wird. Außerdem ist ein solches Gewebe steif und brüchig, es verliert seine ursprüngliche Geschmeidigkeit und fühlt sich kalt an. Dementsprechend fand es fast ausschließlich nur für Dekorationszwecke Anwendung, wo diese Mängel nicht von Belang sind.

Die Metallisierung von Geweben durch Vakuumaufdampfung oder Kathodenzerstäubung ist ebenfalls bereits vorgeschlagen worden; jedoch hängt die Haftfestigkeit der unmittelbar auf den Fasern aufliegenden Metallschichten in hohem Maße von der chemischen Zusammensetzung der Fasern ab, und da Kleidungsstücke bei Gebrauch dauernd durch Reiben und Knittern beansprucht werden, sind die etwa mit geringer Affinität zum Gewebematerial aufgebrachten dünnen Metallschichten einem beträchtlichen Verschleiß ausgesetzt und blättern sehr rasch ab. Dazu kommen noch die chemischen Einflüsse, insbesondere die der Feuchtigkeit in verschiedener Form, welche das Gewebe zum Quellen bringen und dabei auch die Metallschicht lockern.

Mit der Erfindung wird demgegenüber ein Weg gezeigt, der einerseits erlaubt, die Metallschichten haftfest mit den Gewebefasern zu verbinden, andererseits aber klebrige, das Gewebe versteifende Bindeschichten vermeidet. Es war also die Aufgabe zu lösen, unter Erhaltung der porösen Faserstruktur eine das Gewebe gegen Strahlen schützende Schicht aufzubringen, die sehr haftfest und dauerhaft mit den einzelnen Gewebefasern verbunden ist, was beim Aufdampfen einer Metallschicht nur unter gewissen Umständen erreicht wird.

Die Erfindung besteht darin, daß unter der Metallschicht ein unmittelbar vor der Kondensation der Metalle künstlich durch Vakuumaufdampfung oder Kathodenzerstäubung erzeugter, hafterhöhender Zwischenbelag eines chemisch beständigen, wasserunlöslichen Oxyds liegt. Diese hafterhöhende oxydische Zwischenschicht erfüllt ihre Aufgabe schon bei einer Dicke zwischen 10 bis 100 AE. Zu ihrer Herstellung empfehlen sich besonders Aluminium-, Beryllium-, Magnesium-, Titan- und Eisenoxyd sowie Siliziummonoxyd.

Der Vorteil eines solchen Strahlenschutzes ist darin zu sehen, daß die Faserstruktur des Gewebes erhalten bleibt, daß die daraus gefertigte Kleidung bei Bewegungen (Knittern, Falten oder sogar Zerreißen) sich genau so verhält wie das ungeschützte Gewebe und nicht durch aufkaschierte Folien steif wird oder an Knitterstellen der Folien dauernde Formänderungen zeigt. Außerdem erlaubt das Verfahren, die zur Erhöhung der Haftfestigkeit dienende, künstlich erzeugte erste Oxydschicht aus solchem Material und mit solcher Aufdampfgeschwindigkeit herzustellen, daß diese Schicht sehr fest haftet und auch die nötige, durch das Herstellungsverfahren nicht beschränkte Dicke aufweist. Darüber hinaus gibt das Verfahren die Möglichkeit, das aufgedampfte Metall praktisch beliebig (z.B. Kupfer, Silber oder Gold) zu wählen; denn auf seine feste Bindung mit der Gewebefaser braucht keine Rücksicht genommen zu werden, wie es beim einfachen Aufdampfen des schützenden Metalls auf das Gewebe erforderlich ist.

Der Grundgedanke der Erfindung läßt sich in verschiedener Weise verwirklichen. So können die noch nicht verwebten Gespinstfasern tierischer, pflanzlicher oder auch synthetischer, sowohl organischer als auch anorganischer Herkunft, beispielsweise Asbestfasern, Basalt- oder Glaswolle, unter Verwendung der vorgeschlagenen hafterhöhenden Zwischenschichten metallisiert sein, was sich vor allem für größere Gewebe empfiehlt.

Feinere Gewebe lassen sich vorteilhaft nachträglich auf ihre beim Gebrauch nach außen gewandte Fläche unter der erfindungsgemäß erfolgenden Vorpräpairierung metallisieren.

Es soll auch erwähnt werden, daß Häute und Leder nach der Erfindung einen haftfesten, gegen Abstrahlung schützenden Metallbelag erhalten können.

Für die Metallschichten empfehlen sich Dicken von 100 bis 5000 ÄE, vorzugsweise von 500 bis 2000 AE, die in der geforderten Gleichmäßigkeit und Homogenität vor allem durch die bezeichneten Verfahren erzielbar sind. Da die erfindungsgemäß aufgebrachten Oxydschichten sehr dünn sind, beeinflussen sie überhaupt nicht die Ausmaße des Belags und beschweren das Gewebe praktisch nicht.

Wie an sich bekannt, können die meisten gebräuchlichen Metalle auf Kleidungsstücke bzw. auf das Gewebe durch Vakuumaufdampfung oder Kathodenzerstäubung aufgebracht werden. Dem besonderen Zweck entsprechen jedoch am besten die auch in dünnen Schichten glänzenden und hochreflektierenden Metalle, insbesondere Aluminium, wenn man nicht aus anderen Gründen auch Silber, Kupfer oder Gold zum Erzielen einer Schmuckwirkung anwenden will. Aluminium ist übrigens auch wegen seines niedrigen Preises, wegen seiner Korrosionsbeständigkeit und auch wegen der bei ihm nicht besonders in Erscheinung tretenden Oberflächenwanderung der aufkondensierenden Metallatome vorzuziehen. Schließlich besitzt Aluminium im Ultraroten ein hohes Reflexionsvermögen, was für die Erfindung wichtig ist.

Die Aluminiumschicht überzieht sich an der Luft sehr schnell mit einer dünnen Oxydschicht, die eine weitere Oxydation verhindert und somit für den von der Erfindung erstrebten Zweck von Vorteil ist. An Stelle einer natürlich aufgewachsenen

Oxydhaut empfiehlt sich auch das Aufdampfen von Aluminiumoxyd unmittelbar nach dem Metallisieren. Das Oxyd kann außerdem durch Zerstäuben von den mit diesem Oxyd überzogenen Kathodenblechen auf das Gewebe aufgebracht werden.

Die künstliche Oxydhaut hat eine homogenere und glattere Struktur als eine natürliche, so daß in erwünschter Weise die Reflexion weniger diffus ist.

ίο Die Deckschichten, die ebenfalls mit einer Dicke von wenigen AE, also etwa von io bis ioo AE, ihrem Zwecke voll genügen, können jedoch auch aus anderen aufgedampften oder aufgestäubten Metalloxyden bestehen, insbesondere denselben, die für die Zwischenschichten vorgesehen sind.

In der Abbildung wird als Ersatz^für ein zeichnerisch schwer darzustellendes metallisiertes Kleidungsstück eine Gespinstfaser im Querschnitt gezeigt, beispielsweise eine Wollfaser, wie sie in einem erfindungsgemäß vorbehandelten Kleidungsstück vorliegen würde. Dabei bedeutet 1 das Fasermaterial, z. B. Wolle, 2 die Zwischenschicht aus einem Oxyd, z. B. aus Ti O₂, 3 die Metallschicht, z. B. aus Aluminium, - und 4 die Deckschicht, z. B.

aus Al₂O₃. Die Schichten sind natürlich deutlichkeitshalber überhöht gezeichnet.

Trotz der Unebenheit des Gewebes ist die mittlere Normalrichtung der Gesamtoberfläche des zusätzlich reflektierenden Belags nach außen bzw. nach innen gerichtet, wie bereits eine kurze Überschlagbetrachtung zeigt. Damit ist das erwünschte große Reflexionsvermögen nach außen gesichert. Derartig nach der Erfindung durch dünne oxydische Zwischenschichten haftfest mit der Unterlage verbundene Metallschichten schützen nicht nur gegen zu starke Wärmeabstrahlung in kalter Umgebung, sondern auch gegen Wärmestrahlen in heißer Umgebung, beispielsweise beim Arbeiten in der Nähe stark wärmestrahlender Flächen, etwa bei Hochöfen oder bei der Brandbekämpfung. Die hohe Haftfestigkeit ist dabei ein besonders wichtiger Vorteil.

Zwar sind die gemäß der Erfindung strahlungsgeschützten Gewebe vor allem für dickere Oberbekleidung vorgesehen. Aber auch verhältnismäßig dünne Bekleidungsstücke für besondere Zwecke und selbst Unterwäsche können erforderlichenfalls erfindungsgemäß gegen Strahlung und Abstrahlung geschützt werden.

Da die sonst bei extremen Temperaturunterschieden unangenehmen bzw. sogar schmerzhaften Empfindungen bei der Berührung der Haut mit Metallen wegen der Dünne der hier behandelten Metallschicht weitestgehend wegfallen, können die Kleidungsstücke unter Anwendung der erfindungsgemäß vorgesehenen Zwischenschichten auch innenseitig metallisiert sein. Ganze Kombinationen, beispielsweise für Fliegerausrüstungen oder Polarausrüstungen, lassen sich aus erfindungsgemäß metallisiertem Gewebe anfertigen. Die Kleidungsstücke können bei Anwendung des Strahlungsschutzes nach der Erfindung aus dünnerem und leichterem Gewebe bestehen als gewöhnlich, was ein wesentlicher Vorzug ist; denn der durch Strahlung bedingte Anteil des Temperaturausgleichs ist bei ihnen schon weitestgehend vermindert.

Es sei noch erwähnt, daß die erfindungsgemäß ■strahlungsgeschützte Kleidung den Körper des Trägers natürlich auch gegen kürzere Wellenstrahlen schützen kann, wodurch sich weitere Anwendungsgebiete eröffnen, die von großer Bedeutung werden können.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gegen Strahlung und Abstrahlung geschützte, aus einem Gewebe natürlicher oder künstlicher, organischer wie anorganischer Fasern bestehende Kleidung mit einer durch Kathodenzerstäubung oder Vakuumaufdampfung ohne Verwendung porenverklebender Binder aufgebrachten dünnen Metallschicht von einer Dicke zwischen 100 und 5000 AE, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Metallschicht (3) ein unmittelbar vor der Kondensation der Metalle künstlich durch Vakuumaufdampfung oder Kathodenzerstäubung erzeugter, hafterhöhender Zwischenbelag (2) eines chemisch beständigen, wasserunlöslichen Oxyds liegt.

2. Gegen Strahlung und Abstrahlung geschützte Kleidung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß über der Metallschicht (3) ein schützender, aus chemisch beständigen, wasserunlöslichen Oxyden bestehender Deckbelag (4) liegt.

3. Gegen Strahlung und Abstrahlung geschützte Kleidung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe aus Fasern gefertigt ist, die mit einem Belag (2 bzw. 4) nach den Ansprüchen 1 und 2 versehen sind.

4. Gegen Strahlung und Abstrahlung geschützte Kleidung aus einem auf beiden Seiten mit einer Metallschicht versehenen Gewebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbelag (2) auf beiden Seiten des Gewebes aufgebracht ist.

5. Gegen Strahlung und Abstrahlung geschützte Kleidung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der oberste, gegen Korrosion schützende Deck- no belag (4) als auch der hafterhöhende Zwischenbelag (2) entweder aus Aluminiumoxyd oder aus Beryllium-, Magnesium-, Titan- und Eisenoxyd bzw. aus Siliziummonoxyd in einer Stärke von 10 bis 100 AE besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 260 278, 404 954,

456 772; deutsche Patentanmeldung ρ 46 in VII/3b D.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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