EP1564319B1 - 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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EP1564319B1
EP1564319B1 EP05002760A EP05002760A EP1564319B1 EP 1564319 B1 EP1564319 B1 EP 1564319B1 EP 05002760 A EP05002760 A EP 05002760A EP 05002760 A EP05002760 A EP 05002760A EP 1564319 B1 EP1564319 B1 EP 1564319B1
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EP
European Patent Office
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strips
threads
fabric
underground
textile web
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EP05002760A
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EP1564319A3 (de
EP1564319A2 (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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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F5/00—Means or methods for preventing, binding, depositing, or removing dust; Preventing explosions or fires
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/50—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 properties of the yarns or threads
    • D03D15/513—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 properties of the yarns or threads heat-resistant or fireproof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
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    • 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
    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • 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
    • 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 of tapes or threads made of thermoplastic material, resulting in a sheet-like cloth, interwoven with each other and are equipped antistatic.
  • an antistatic additive for thermoplastics that consists of an electrically conductive network of non-metallic, microcrystalline needles. This network can be melted or can be introduced into the melt, so that it advantageously crystallizes out on cooling. The corresponding network is then embedded in the plastic compound and thus advantageously resistant to wear, since it exits only selectively at the surface of the thread or the ribbon.
  • the network is provided as an admixture to the electrically conductive ribbons to increase their conductivity.
  • From the DE 100 48 765 C2 is known as an antistatic, quasi-conductive tissue known whose leakage resistance is greater than 10 8 - 10 11 ⁇ . It has no flame retardant additive, so it must not be used in underground mining and similar vulnerable areas.
  • the DE 198 26 120 C2 protects a fabric, which is intended primarily for high-strength packaging, ie for so-called big-bags.
  • the electrically non-conductive threads are with a flame-retardant, halogen-containing
  • the electrically conductive threads consist of a thermoplastic material which either has a conductivity-increasing additive (to a surface resistance of ⁇ 10 4 ⁇ ) or in which these additives are dispersed or which are coated with such an additive, wherein these electrically conductive threads after the core of this invention are shrinkable when exposed to heat. By shrinking the electrically conductive threads, they should escape the flame, so that a kind of flame control is achieved.
  • the invention is therefore based on the object to provide a fabric web that can be used with improved tensile load values even in highly explosive areas without special additional measures.
  • the tapes or threads are equipped with the tensile strength of the ribbon or thread enhancing additives.
  • specific influence is exerted on the tensile strength of the entire fabric web, wherein, if necessary, it is also possible to selectively influence the tensile strength, for example in the longitudinal direction or in the circumferential direction or in the transverse direction.
  • An optimization provides that the needles are introduced into the plastic melt in such a way that they crystallize out on cooling to an electrically conductive network. With appropriate addition of amounts and with appropriate procedure, it is ensured that there are star-shaped networks that are connected to each other, so that the necessary conductivity is given.
  • the invention provides that the part of the quasi-electrically conductive and the part of the electrically non-conductive strips are filled with the tensile strength of the ribbons or filaments-increasing additives ,
  • the halogen-free product "Flamestab NOR 116" is used according to another embodiment, this product manufactured by Ciba is also referred to as "flame retardant and UV stabilizer for polyolefin flame retardant applications”. Flamestab NOR 116 is therefore particularly well suited for the intended use case, because it allows the flame retardant properties to be optimally realized. These halogen-free substances provide sufficient heat and UV resistance.
  • the conductivity-increasing additive with a mass fraction of 5 to 20%, preferably 15 to 18% entered into the melt of the ribbon is.
  • the flame retardant additive is blended with a Flammmasseanteil of 0.5 to 1.8%, preferably 1% of the melt of the tapes.
  • the corresponding cloth or fabric web should be used in underground mining, and it is advantageous if the band forming the cloth are sewn to an underground support pillars or containers or to support tubes or cushions, the seams of the quasi-electrically conductive ribbon or threads and where the number of these bands or threads is greatly increased in the seams.
  • the corresponding cloth or fabric web is ideal because the non-metallic, microcrystalline, an electrically conductive network resulting needles in the plastic ensure that harmful charges can not build up, especially because a permanent corona discharge takes place. The charges are distributed over the rather large area of the fabric web, thus avoiding local concentrations of electrical charge that can become hazardous.
  • the seams consist of quasi-electrically conductive ribbon, so that in addition to a kind of main conductor results over the forming charges can be selectively and easily dissipated.
  • the respective seam then forms an advantageous one continuous central conductor.
  • Halogen-free flame retardant additives are particularly easy to process.
  • the regions of the underground support pillars or support hoses lying against the mountains have an increased number of quasi-electrically conductive strips, preferably 40 to 75%.
  • the fabric web can be used especially in underground mining, because even if a fire should occur, the fabric does not support the fire, but rather behaves quasi neutral or contributes to the extinguishment of 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 mixed.
  • the tapes or threads with a tensile strength-increasing additive
  • the invention is also to be realized in that the tapes are provided with a tensile strength-increasing layer.
  • a coating is easier to apply, whereby not only a coating surrounding the individual tapes or threads is to be considered, but also a layer covering the fabric web.
  • this layer can also contribute to or lead to a possibly desired water-tightness, depending on the thickness in which it is applied. It can be equipped with flame retardant and / or antistatic additives at the same time.
  • the cloth consists of the non-conducting tapes / threads constituting the base material, into or onto the quasi-electrically conductive tapes and / or threads only in the longitudinal direction or only are introduced or applied extending transversely and at a small distance of ⁇ 30 mm. Under the circumstances mentioned, this is sufficient, the distance being small, but nevertheless the processing is facilitated.
  • a further embodiment provides that the cloth has a coating to which a "permanently antistatic agent Ciba Irgastat P 18 and / or P 22" is mixed, so that the entire coating not only acts sealingly, but at the same time provides the necessary electrical discharge , Thus it can not lead to an impairment, d. H. come to a charge of surface areas or even the entire surface, for example, an underground used fabric web, so that the necessary safety and tightness is guaranteed. It is advantageous if the coating is applied only to the side facing away from the mountains of the cloth, this completely or at least largely sealing, because on the mountain side facing an impairment or charging is not hazardous and because you in this way and ways to keep costs down. It is advantageous, however, 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 an advantageous to be processed fabric in the form of strips of ribbons is used, this fabric is permanently antistatic and at the same time permanently flame retardant equipped so that they the special conditions and Completely complies with requirements in underground mining, whereby the tensile strength of the ribbons is significantly improved by additives.
  • the lasting effect in terms of flame retardancy of all threads as well as anti-static while maintaining the tensile strength of advantage because just in the Inserts in underground mining can not be prevented, that also a high load on the threads or the ribbon or the entire fabric web occurs.
  • the intended for use fabric web of tapes or threads of thermoplastic material is designed so that the important for the antistatic effect tapes contain important for the quasi-conductivity components in the form of non-metallic, microcrystalline, an electrically conductive network resulting needles on Duration retain their effect, ie even if these fabric sheets over a long period must be correspondingly effective and safe.
  • the water-tightness is also to be ensured, in particular if a coating consists of a mass which possesses the necessary antistatic and / or flame-retardant properties.
  • FIG. 1 shows a support pillar 1 commonly used in underground mining, which is used and braced between hanging 2 and 3 or 3 lying down slope sole 34 and ridge 2 in order to keep the cavity 7 and the track sufficiently long open.
  • This support pillar 1 consists of a cloth 10 or a fabric web, which is sewn together so that usually with a seam 18 is to get along. This creates a large diameter exhibiting hose into which is filled over the filler 5 building material.
  • 4 is the foot area and 6 denotes a support ring which is arranged in the head area 8 of the support pillar 1.
  • FIG. 2 shows in an enlarged representation of such a fabric sheet or cloth 10 of quasi-electrically conductive tapes 11, 12, 11 ', 12' and electrically non-conductive tapes 13, 13 ', 14, 14'. It is clear that the quasi-electrically conductive strips 11, 12 and corresponding part 15 forms a fabric cross 40, which is integrated into the rest of the cloth 10 or placed on this, so as to effectively avoid the emergence of charges.
  • FIG. 3 shows a single such thread, which belongs to a ribbon 11 and 12 and which is equipped with a network 28 forming needles 24, 25, 26, which reproduce a flow path 27 due to their network formation. This is very much emphasized in order to clarify its existence or course. In reality, only the individual needles 24, 25, 26 in each case in connection, but not a correspondingly more stable connection corresponding needles 24 to 26. Here are the nature and design of the individual needles but how FIG. 3 clarifies, in any case, ensures that they can be made available over almost electrically conductive threads or ribbons 11 and 12.
  • FIG. 4 is a driven into the mountains 20 distance 29 reproduced, which is supported on Auszubögen 31.
  • a support tube 30 is placed on the upper part of the expansion arch.
  • the fabric webs or wipes 10 can be seen, which are also optionally overlapping each other placed on the expansion arch 31 and which are pressed in the upper region, for example by the support tube on the expansion arch 31.
  • these wipes 10 or fabric webs are also drawn over the region of the outward opening of the seam 32 in order to prevent the relatively fine-grained material from entering the path or the cavity 7 falls into it.
  • drafting mats are also usually used which, viewed from the expansion arch 31, support the fabric web or the cloth 10.
  • FIG. 5 shows such a fabric sheet or a cloth 10 which is provided on the side 36 with a coating 35 to make the cloth 10 and the fabric sheet according to substantially waterproof.
  • This coating 35 is usually equipped with the antistatic additive to limit or avoid the emergence of corresponding charges here in this area.
  • FIG. 6 shows a section through a ribbon 11, 12, 13, 14 or rather by a single thread of such a ribbon, said thread is equipped after the upper section with the conductivity-increasing additive and thus has become quasi electrically conductive, while to FIG. 6 a layer 38 is provided, via which the tensile strength of the electrically non-conductive tapes 11 or threads is selectively increased. It is also conceivable to bring appropriate additives into the plastic of the thread 11, 12, 13, 14, wherein the enumeration of the reference character 13 and 14 made it clear that these tensile strength-increasing additives just in the quasi-electric leading threads is brought in.

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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 werden 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 mit 104 Ω 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 grundsätzlich nur einsetzbar, wenn eine Verbindung mit der Erde hergestellt ist, damit entstehende Aufladungen sofort von der Oberfläche des Gewebes auf die Erde überfließen können. Die elektrisch nicht leitenden Fäden oder Bändchen sind mit einem flammhemmenden, halogenhaltigen Additiv gefüllt oder beschichtet ( DE 198 26 120 A1 ), um das Gewebe auch im untertägigen Bergbau einsetzen zu 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 einer 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 nur punktuell austritt. Gemäß der US 2002/0049631 A1 ist das Netzwerk als Beimischung zu den elektrisch leitenden Bändchen vorgesehen, um deren Leitfähigkeit zu erhöhten. Aus der DE 100 48 765 C2 ist ein als antistatisch, quasi leitend bezeichnetes Gewebe bekannt, dessen Ableitwiderstand größer als 108 - 1011 Ω ist. Es weist keine flammhemmenden Additve auf, sodass es im untertägigen Bergbau und ähnlich gefährdeten Bereichen nicht eingesetzt werden darf.
  • 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. Nur die elektrisch nicht leitenden Fäden sind mit einem flammhemmenden, halogenhaltigen Zusatzstoff ausgerüstet, während demgegenüber die elektrisch leitenden Fäden aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, der entweder einen die Leitfähigkeit erhöhenden Zusatz ( zu einem Oberflächenwiderstand von < 104 Ω) aufweist oder in den diese Zusatzstoffe eindispergiert sind oder die mit einem solchen Zusatzstoff beschichtet sind, wobei diese elektrisch leitenden Fäden nach dem Kern dieser Erfindung 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 ist, wenn nicht sogar gegen Null geht. Es wird davor gewarnt, flammhemmende Zusatzstoffe den leitenden Faden zuzumischen, da deren Festigkeit dadurch wesentlich herabgesetzt würde. Die elektrisch leitenden Fäden sollen daher schrumpfbar ausgebildet sein. 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 durch die Lehre des Anspruches 1 gelöst.
  • 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 Gewebe bildenden Bändchen integriert sind und darüber hinaus alle Bändchen, die ein solches Gewebe bilden und zusätzlich flammhemmend gesichert sind, kann eine solche standhafte und für die ausreichende Zeit auch voll tragende Gewebebahn zur Verfügung gestellt werden. Dabei sind solche feuerhemmend wirkenden Substanzen bzw. flammhemmend wirkenden Substanzen in den Kunststoff für die gesamten Bändchen einzugeben, die sich mit den für die Antistatik wichtigen Additiven "vertragen". Sind alle entsprechenden Fäden bzw. Bändchen entsprechend ausgerüstet, ist für den untertägigen Bergbau aber auch für alle explosionsgefährdeten Bereiche eine Gewebebahn geschaffen, die auf Dauer die notwendigen Sicherheitsvorschriften erfüllt und die darüber hinaus auch verbesserte Stabilitäts- bzw. Zugfestigkeitswerte erbringt. Durch die die Leitfähigkeit erhöhenden Additive in Form von nicht metallischen, mikrokristallinen, ein elektrisch leitendes Netz ergebende Nadeln, die in den Kunststoff eingebracht sind, wird die Leitfähigkeit des Gewebes erhöht. 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. Die Bändchen oder Fäden sind mit die Zugfestigkeit der Bändchen oder Fäden erhöhenden Additiven ausgerüstet. 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.
  • Eine 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 sicher 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 gefüllt sind.
  • Als Additiv für die Flammhemmung wird nach einer weiteren Ausbildung das halogenfreie Produkt "Flamestab NOR 116" eingesetzt, 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 deshalb besonders gut für den hier vorgesehenen Einsatzfall, weil damit die Flammschutzeigenschaften optimal 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 erhöhende Additiv 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, wobei die Nähte aus den quasi elektrisch leitenden Bändchen oder Fäden bestehen und wobei in den Nähten die Zahl dieser Bändchen oder Fäden stark erhöht ist. Das entsprechende Tuch bzw. die Gewebebahn eignet sich optimal, weil 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. Weiter bestehen die Nähte aus quasi elektrisch leitenden Bändchen, so dass sich auch noch zusätzlich eine Art Hauptleiter ergibt, über den sich bildende Ladungen gezielt und einfach abgeführt werden können. Die jeweilige Naht bildet dann also vorteilhaft einen durchgehenden Zentralleiter. Halogenfreie Additive zur Flammhemmung sind besonders gut zu verarbeiten.
  • 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 vom ist darauf hingewiesen worden, dass es zweckmäßig ist, 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.
  • Je nach Einsatzbereich oder erforderlicher Sicherheit kann es 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 nur in Querrichtung und in geringem Abstand von < 30 mm verlaufend eingebracht oder aufgebracht sind. Unter den erwähnten Gegebenheiten reicht dies aus, wobei der Abstand gering 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 aber, 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 wird, Diese Gewebebahn ist dauerhaft antistatisch und gleichzeitig auch dauerhaft flammhemmend ausgerüstet, sodass sie den besonderen Bedingungen und Auflagen im untertägigen Bergbau voll genügt, wobei die Zugfestigkeit der Bändchen durch Additive deutlich verbessert wird. Darüber hinaus ist die dauerhafte Wirkung bezüglich Flammhemmung aller Fäden wie auch Antistatik bei Einhaltung der Zugfestigkeit 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 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 ergebenden Nadeln enthalten, die 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 Bezugs zeichen 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 (12)

  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 ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der dauerhaft antistatische Teil (15) durch Eindispergieren von die Leitfähigkeit erhöhenden Additiven in der Form von nichtmetallischen, mikrokristallinen, ein elektrisch leitendes Netz (28) ergebenden Nadeln (24, 25, 26) quasi elektrisch leitend und eine permanent antistatische Wirkung von 108 bis 1011 Ω ergebend und, dass die Bändchen (11,12,13,14) oder Fäden insgesamt durch Eindispergieren von feuerhemmend wirkenden Substanzen in Form eines halogenfreien Produktes dauerhaft flammhemmend ausgeführt sind und dass die Bändchen (11, 12, 13, 14) oder Fäden mit einem die eine Zugfestigkeit der Bändchen (11,12,13,14) oder Fächen erhöhenden Additiven ausgerüstet sind.
  2. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach Anspruch 1,
    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.
  3. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Teil (15) und der Teil (16) der Bändchen (11, 12, 13) mit die Zugfestigkeit der Bändchen (11, 12, 13, 14) oder Fäden erhöhenden Additiven gefüllt sind.
  4. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Additiv für die Flammhemmung das halogenfreie Produkt "Flamestab NOR 116" eingesetzt ist.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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, wobei die Nähte (18) der Stützschläuche (30), der Behälter oder Kissen aus den quasi elektrisch leitenden Bändchen (11, 12, 15) oder Fäden bestehen und wobei in den Nähten die Zahl dieser Bändchen (11, 12, 15) oder Fäden stark erhöht ist.
  8. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die am Gebirge (20) anliegenden Bereiche (21, 22) der Untertagestützpfeiler (1) oder Stützschläuche (30) eine erhöhte Anzahl quasi elektrisch leitender Bändchen (11, 12, 15), vorzugsweise 40 bis 75 % aufweisen.
  9. 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.
  10. 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 nur in Querrichtung und in geringem Abstand von < 30 mm verlaufend eingebracht oder aufgebracht sind.
  11. 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.
  12. Untertage einsetzbare Gewebebahn nach Anspruch 11,
    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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