DD301589A7 - Flaechengebilde mit sehr hoher adsorptionsfaehigkeit - Google Patents

Abstract

Das erfindungsgemäße Flächengebilde findet vielseitigen Einsatz in der Militärtechnik, beispielsweise zur Herstellung von Schutzbekleidung, die den Menschen vor den Einflußfaktoren von Massenvernichtungsmitteln (Kampfstoffe, Lichtimpuls) schützt, als Filtermaterial, als Detektor- oder Trägermaterial. Es ist Ziel der Erfindung, die Adsorptionsfähigkeit von Flächengebilden, die in Form von Schutzbekleidung den Schutz vor dem Einfluß von Massenvernichtungsmitteln gewährleisten, zu erhöhen und ihre Einsatzgebiete zu erweitern. Die Aufgabe besteht darin, ein neues System eines Flächengebildes mit sehr hoher Adsorptionsfähigkeit zu schaffen. Erfindungsgemäß besteht das Flächengebilde mit einer Luftdurchlässigkeit von 800 bis 5 000 l/h bei 196 Pa, gegebenenfalls aus einem an sich bekannten Trägermaterial und einer gefüllten Schaumfolie, die wiederum nach einem Schaumkoagulationsverfahren hergestellten Polymerschaum und einem Kieselgel kleiner und/oder mittlerer Porenweite, wobei der Kieselgelgehalt 50 bis 300 %, vorzugsweise 180 bis 220 % bezogen auf das Polymersystem beträgt, besteht.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Flächengebilde, das eich durch eine eahr hohe Adsorptionsfähigkeit gegenüber Schadstoffen, inabesondere Dämpfen und Aerosolen chemischer Kampfstoffe, auszeichnet und im Zusammenhang mit einer erwünschten Wasserdampfadsorptlon einen zusätzlichen Schutzeffekt gegenüber dem l.ichtimpuls einer Kernwcffendetonation und eine hoho Flammschutzwirkung aufweist.

Ausgehend von dem hohen Gebrauchswert dieses Flächengebildes (eiten sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten in der Militärtechnik ab, beispielweise zur Herstellung von Schutzkleidung, die den Menschen vor den Einflußfaktoren von Massenvernichtungsmitteln ochützt, als Filtermaterial (Filterventilationsanlagen, Atemschutzfilter, Respiratoren, Kabinenabdichtungon, Luftentfeuchtung), als Detektor- oder Trägermaterial für chemische, physikalische oder physiko-chemische Nachweis- und Aufklärungssysteme für chemische Kampfstoffe.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Verfahren zur Herstellung von Materialien filtrierenden und adsorbierenden Typs sind an sich bekannt. Sie basieren in erster Linie auf imprägnierten Flächengebilden in Form von Geweben, Vliesen, ausgehärteten Polymerschäumen, die mit Chemosorbentien, Adsorbention, in letzter Zeit jedoch fast ausschließlich mit Aktivkohle imprägniert werden. Teilweise wird auch die Möglichkeit der Vei Wendung von carbonisieren und aktivierten Fasern, Fäden bzw. Flächengebilden unterschiedlichen Ursprungs erwähnt, die nach bekannton Verfahren hergestellt werden.

Diesen Materialien haften einige Nachteile bei ihrer Anwendung an: Imprägnierte Materialien mit Chemosorbentien sind instabil, bieten also nur kurzzeitigen Schutz, eine Lagerung über längere Zeiträume ist unmöglich, Hautreizungen beim Träger sind unvermeidbar.

Mit Adsorptionsmittel imprägnierte Vliesstoffe sind steif und brüchig und haben daher sehr schlechte Trageeigenschaften. Die verwendeten Bindemittel setzen die Poren der Adsorbentien zu. Mit Aktivkohle imprägnierte Laminate aus Polymerschaum sind relativ dick- Durch die im allgemeinen lockere Bindung der Aktivkohleteilchen kommt es schnell zu Ausrieselerscheinungen während des Tragens, und das führt ebenso wie bei den imprägnieren Vliesen zum Abbau der Adsorptionselgenschafien. Carbonisierte und aktivierte Flächengebilde sind unabhängig vom Ausgangsmaterial (PAN, Viskose) von äußerst geringer Festigkeit, so daß ein Einsatz als Schutzbekleidung gegenwärtig unmöglich ist. Ein entscheidender Nachteil aller auf Aktivkohlebasis verwendeten Materialien Ist die schwarze Farbe. Sie bewirkt einerseits eine fast 100%ige Lichtstrahlungsadsorption und schließt einige Anwendungsmöglichkeiten z. B. als Detektor oder Trägermaterial für Nachweis- und Aufklärungssysteme aus. Darüber hinaus ist die Herstellung all dieser adsorptionsfähigen Flächengebilde darauf gerichtet, die Adsorptlonseigpnschaften der eingesetzten Adsorbentien zu erhalten. Dies ist äußerst schwierig, da Bindemittel und Polymere die Poron zusetzen und durch andere Technologien nur äußerst lockere Bindungen der Adsorbentien erreicht werden (Ausrieselung).

Ziel der Erfindung

Es Ist Ziel der Erfindung, die Adsorptionsfähigkeit von Flächengebilden, die in Form von Schutzbekleidung den Schutz des Menschen vor den Einflußfaktoren von Massenvernichtungsmitteln gewährleisten, zu erhöhen und Ihre Einsangebiete zu erweitern.

Darlegung des Wesens der Erfindung Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neues System eines Flächengebildes mit sehr hoher Adsorptionefähigkeit zu

schaffen.

Meikmale der Erfindung Erfindungsgemäß besteht das Flächengebllde mit einer Luftdurchi8selj|keit von 800 bis 5000 l/h bei 196 Pa gep/ benenfalls aus

einem an sich bekannton Trägermaterial und einer gefüllten Schaumfolie, die wiederum aus einem nach einem

Schaumkoasulationeverfahren hergestellten Polymerschaum und einem Kieselgel kleinerer bis mittlerer Porenweite, dessen Gehalt 50 bis 300%, vorzugsweise 180 bis 220%, bezogen auf das trockene Polymersystom, beträgt, besteht. Als Trägermaterial werden vorzugsweise Gewebe, Gewirke oder Gestricke auf Basis von Baumwolfe, Polyamld-Poiyester· oder Regeneratselde allein oder als Mischfaser verwendot. Die Verarbeitung kann weiterhin In Verbund· oder Laminatform erfolgen, um dem erfindungsgemäßen Flächengebilde

zusätzliche Eigenschaften zu verleihen.

Die vorzugsweise Schichtdicke des adsorptionsfähigen Flächengebildes beträgt 0,6 Wp 2,6 mm. Die Porenweite des eingesetzten Kieselgels beträgt 2 bis 12 nm, vorzugsweise 3 blv 6nm, das Porenvolumen 0,4 bis 0,9cmVg, die

aktive Innere Oberfläche 260 bis 65OmVg und die Korngrüße bis max. 200um, vorzugsweise Ss 100μιη.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Material hat gegenüber bisher verwendetem völlig neue, insbesondere differenzierte Adsorptionseigenschaften, die ^kennzeichnet sind durch eine veränderte Wasserdampfadsorption Howie durch ein hohes Adsorptionsvermfigan gegenüber chemischen Kampfstoffen auch bei hygroskopischer Feuchtigkeitsabsättigung der Adsorptionsschicht. Selbst weit über die hygroskopischeGteichgewlchtsftiuchte der adsorptionsfähigen Polymerschaumschicht

hinaus, bis zu Wassergeharten von 150% bis 250% zur Trockenmasse der Polymerschaumechlcht ist noch eine ausreichende

Adsorptionsfähigkeit für chemische Kampfstoffe bet immer noch genügender Luftdurchlässigkeit vorhanden. Weitere wesentliche Vorteile gegenüber bereits bekannten technischen Lösungen, insbesondere gegenüber mit Aktivkohle

imprägnierten Flächengebilden, sind die relativ hohe Schweißresistenz, dl» eine körpernahe Tregewetse ohne wesentlichen

Einfluß auf die Adsorptionselgen»chaften zuläßt, die weißo Farbe, die das Licht reflektiert, z. B. vor dem Lichtblitz einer Kernwaffendetonation schützt, und daß wegen der erheblicher. Wasserdtirr, pfaufnahme (z. B. Luftfeuchtigkeit durch hautnaher! Tragen), die bei bekannten technischen Lösungen unerwünscht Ist, ein zusätzlicher Schutzeffekt gegenüber Lichtlmpula und Flammeinwirkung auftritt. Diese Wirkungen sind in der Gesarnthsit für einen Fachmann äußerst überraschend, da bekannt ist, daß Kieselgel als Kanipfstoffadsorbens, z.B. in Schutzausrüstung, keine Bedeutung besitzt und die Adsorptionsfähigkeit durch Feuchtigkeit nicht

entscheidend verschlechtert wird.

Des erfindungsgemäße Material ist leicht waschbar, nach Trocknen im Luftstrom (mehrstündiges Erwärmen oder Durchleiten

trockener Heißluft, 100 bis 130°C) voll einsetzbar, ohne die Ausgangseigenschaften zu verlieren, das mit Kampfstorf beladene

Flächengebilde ist leicht regenerierbar, und es treten überraschenderweise keine Desorptlonserachelnunyen auf. Für die Konfektionierung erforderliche Nahtlöcher schließen sich. Ausführungjbelsplele

1. Bestimmung der Durch&chlagszeit bei Durchströmung vom Kampfstoff-Luft-Gemisch

Probedaten Masse pro Fläche 380 g/m²

Dicke 1,4 mm

Luftdurchlässigkeit 2 200! h"' bei 196 Pa Kieselgelgehalt 220 % zur Polymertrockenmasse Trägermaterial ohne Ausführung Zur Messung der Adsorptionseigenschaften des gemäß Erfindung vorgeschlagenen Materials mit den o.g. Probedaten wurde

durch dieses ein Soman-Luftgemisch mit einer Konzentration von 0,05mg Soman pro I Luft und einer

Strömungsgeschwindigkeit von 10cm pro min gesaugt. Eine Probe (Nr. 1) wer zum Teil mit Wasserdampf angereichert, die Proben Nr.2 und 3 wurden in Wasser gelegt und leicht ausgedrückt, die Probe Nr.4 400h hauteng am Körper getragen. Zur Bestimmung der Durchschlagszeit als Maß für die Adsorptionseigenschafton wurde die durchgeschlagene Somanmenge

ermittelt.

Der Versuch wurde beendet, nachdem sich hinter dem Gewebe eine Somanmenge engesammelt hatte, die dem Konzentrations· Zeit-Prod.ikt Ic · t «= 1 mg · min · I"¹ entspricht. Die Prüftemperatur betrug 299 K. Zum Zeitpunkt der Durchschlagszelt Zc · t = 1 mg · min I'¹ wurden die Proben der Apparatur entnommen, extrahiert und aus

dem Extrakt die adsorbierte Somanmenge bestimmt.

Ergebnis	Wassergehalt	Durchlagezelt	adsorb. Somanmenge
Probe	(%)	(min)	(gm-2)
Nr.	15	600	. 2,88
1	120	230	' 1,04
2	220	190	0,87
3	25	420	2,01
4

2. Bestimmung der Durchschlagszeit von Yperitdampf

Probedaten

gemlß AusfOhrungsbelspiel 1. ι

Die Messung wurde an der Probe Nr. 1 sowie parallel dazu an zwei Vergleichsmustern durchgeführt. ' V1 - Vergleichsmuster 1 - gummiertes, luftundurchlässiges beschichtetes Gewebe mit Hauptanteil Butylkautschuk, welches

zur Herstellung von Isolierender Schutzbekleidung dient.

V2 « Vergleichsmuster 2 - Potylthylenfolie, ca. 140pm, Die Yperhkonzentration, die stlndig auf die Proben einwirkte, entsprach der entsprechend seinen Dampfdruckes vorhandenen Slttigungskonzentratlon bei 301 bis 303 K. Diese Temperatur ist identisch mit der P.üftemporatur. DerZeitpunkt des ersten Durchschlages (Farbumschlag vom Indikator) wurde als Durchschlagszeit notiert.

Ergebnis

Probe-Nr. Durchschlagszeit (min)*

1 420-540

V1 245-320

V2 25- 35

* Von leder Probe wurden 5 Versuche durchgefOhrt Öle hler angegebenen Werte geben Jewell» die minimale bzw. maximale Durchtehlagmit an.

Claims (2)

1. Flächengebilde mit sehr hoher Adsorptionsfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde mit einer Luftdurchlässigkeit von 800 bis 5 000 l/h bei 196Pa, gegebenenfalls aus einem an sich bekannten Trägermaterial und einer gefüllten Schaumfolie, bestehend aus einem nach einem Schaumkoagulationsverfahren hergestellten Polymerschaum und einem Kieselgel kleiner und/oder mittlerer Porenwoite, wobei der Kieselgel-Gehalt 50 bis 300%, vorzugsweise bis 220%, bezogen auf das Polymersystem, beträgt, besteht.

2. Flächengebilde nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Porenweite des Kieselgels 2 bis 12 nm, vorzugsweise 3 bis 6 nm, beträgt.