DE20314754U1 - Multilayer textile filter material is for use in clothing for protection against toxic biological substances and comprises wind-proof, water-repellent membrane - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein mehrlagiges, textiles Filtermaterial gegen chemische und/oder biologische Schadstoffe, insbesondere zur Herstellung von Bekleidungsstücken.The invention relates to a multilayer, textile filter material against chemical and / or biological pollutants, in particular for the manufacture of clothing.
In der
In der
Die
Bei all den bekannten Filtermaterialien wird die Schutzwirkung gegen chemische Schadstoffe durch die Adsorptionswirkung der Aktivkohleschicht erreicht.With all known filter materials is the protective effect against chemical pollutants by the adsorption effect reached the activated carbon layer.
Nachteil dabei ist jedoch, dass die Filterwirkung erheblich reduziert wird, wenn z.B. bei einer Bekleidung der Träger einem Wind ausgesetzt ist.The disadvantage is that the Filter effect is significantly reduced if e.g. in clothing the carrier is exposed to a wind.
Nachteilig ist weiterhin, dass die Filterwirkung erheblich nachlässt bzw. unter Umständen völlig ausfallen kann, wenn die Aktivkohleschicht nass wird. Dies bedeutet, dass sie z.B. gegen flüssige Schadstoffe unwirksam ist und auch bei einem Eindringen von Wasser in ihrer Wirksamkeit gasförmige Schadstoffe auszuscheiden, ebenfalls erheblich reduziert wird, wenn nicht sogar ein vollständiger Ausfall auftritt.Another disadvantage is that the Filter effect decreases significantly or under certain circumstances completely can fail if the activated carbon layer gets wet. This means, that they e.g. against liquid pollutants is ineffective and even if water penetrates into it Effectiveness of gaseous pollutants elimination is also significantly reduced, if not a complete one Failure occurs.
Die Filterwirkung liegt auch im wesentlichen nur gegenüber gasförmigen, organischen Chemikalien vor. Gegenüber anorganischen Chemikalien besteht nur ein beschränkter Schutz.The filter effect is essentially only across from gaseous organic chemicals. Compared to inorganic chemicals there is only a limited one Protection.
Zum allgemeinen Stand der Technik
wird auch auf die
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Filtermaterial zu schaffen, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere das neben der bekannten Technik mit einer Kohlenstoffschutzschicht gegen chemische und/oder biologische Schadstoffe zusätzlich auch noch die Vorteile einer an sich bekannten Membran aufweist.The present invention lies the task of creating a filter material that has the disadvantages of the prior art, in particular in addition to the known Technology with a carbon protective layer against chemical and / or biological Additional pollutants also has the advantages of a membrane known per se.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine flexible, Wind und Wasser abweisende Membran gelöst, die wenigstens eine Barriere gegen biologische Schadstoffe bildet, und mit einer Kohlenstoffschicht, in der Kohlenstoff in Faser- oder Partikelform vorhanden ist, wobei die Kohlenstoffschicht auf der von Schadstoffen zu schützenden Seite der Membran angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved by a flexible, wind and water repellent membrane solved that at least one barrier against biological pollutants and with a carbon layer, in which carbon is present in fiber or particle form, where the carbon layer on the one to be protected from pollutants Side of the membrane is arranged.
Durch den erfindungsgemäßen Verbund wird zum einen eine hohe Sicherheit gegen ein Eindringen von chemischen und biologischen Schadstoffen erreicht und zum anderen im Falle eines Bekleidungsstückes oder auch eines Schlafsackes ein hoher Tragkomfort. So verhindert die Winddichtheit der Membran, dass Wind durch das Filter material hindurchtritt und damit die Wirksamkeit der Kohlenstoffschicht beeinträchtigt. Aufgrund der Wasserdichtheit wird gleichzeitig auch ein Durchnässen oder ein Eindringen von flüssigen Chemikalien in die Kohlenstoffschicht verhindert, was ebenfalls zu einer Wirksamkeitsbeeinträchtigung führen würde.Through the composite according to the invention on the one hand there is a high level of security against the ingress of chemical and biological pollutants reached and secondly in the case an item of clothing or a sleeping bag is very comfortable to carry. So prevented the windproofness of the membrane that wind through the filter material passes through and thus affects the effectiveness of the carbon layer. Because of the waterproofness, there is also a soaking or a penetration of liquid Prevents chemicals in the carbon layer, which also to an impairment of effectiveness to lead would.
Bei einem Eindringen von flüssigen Schadstoffen verteilen sich diese in der Membran und – soweit sie nicht abgeblockt werden – diffundieren so langsam durch, dass sie in einem Aggregatzustand an der Kohlenstoffschicht ankommen, bei der diese wieder wirksam ist. Versuche in der Praxis haben gezeigt, dass das erfindungsgemäße Filtermaterial eine deutlich bessere und vor allen Dingen längere Schutzwirkung als bekannte Filtermaterialien besitzt.If liquid pollutants penetrate these are distributed in the membrane and - unless blocked will - diffuse so slowly through that they are in an aggregate state on the carbon layer arrive at which it is effective again. Try in practice have shown that the filter material according to the invention clearly better and above all longer protective effect as known filter materials.
Bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Membran können diese auch biologische Schadstoffe ausfiltern bzw. für diese eine Barriere bilden. Bei Verwendung von mikroporösen Membranen, wie z.B. Polytetrafluorethylen, ist es hierfür lediglich erforderlich, eine derart kleine Porengröße zu wählen, dass lediglich Wasserdampf durch die kleinen Poren hindurchtritt. Da biologische Schadstoffe im allgemeinen größer sind, werden diese auf diese Weise an einem Durchdringen gehindert.With an appropriate design the membrane can they also filter biological pollutants or for them to form a barrier. When using microporous membranes, such as. Polytetrafluoroethylene, it is only necessary for this small pore size to choose that only Water vapor passes through the small pores. Because biological Pollutants are generally larger, this prevents them from penetrating.
Bei Verwendung von hydrophilen Membranen, wie z.B. Polyester, Polyether, Polyester-Copolymer und dergleichen, liegt zwar keine Mikroporösität vor, aber dünne Schichten in einer Struktur, wobei Wasserdampfmoleküle durch molekulare Bewegungen hindurchtreten können, Wasser hingegen nicht. Auch hier ist eine Barriere gegen biologische Schadstoffe gegeben.When using hydrophilic membranes, such as. Polyester, polyether, polyester copolymer and the like, there is no microporosity, but thin layers in a structure, water vapor molecules by molecular movements can step through Water, however, is not. Again, there is a barrier against biological Given pollutants.
Durch den erfindungsgemäßen Verbund ist es auch möglich, die Kohlenstoffschicht dünner auszugestalten und zwar ohne dass dessen Wirksamkeit darunter leidet. Dies bedeutet, der Tragkomfort im Falle einer Kleidung wird besser. Darüber hinaus ergibt der erfindungsgemäße Verbund als Bekleidung gleichzeitig auch noch einen sehr guten Schutz gegen Witterungseinflüsse aufgrund der Wind- und Wasserdichtheit bei gleichzeitiger Atmungsaktivität.Through the composite according to the invention is it also possible the carbon layer is thinner to design and without affecting its effectiveness. This means that the wearing comfort in the case of clothing improves. About that the composite according to the invention also results as clothing also a very good protection against the effects of weather due to the wind and water tightness combined with breathability.
Durch die Ausgestaltung als flexible Membran wird erreicht, dass es bei Verwendung als Bekleidungsstück nicht reißt, z.B. beim Waschen, Trocknen, oder auch durch die Bewegung des Trägers. Gewebe oder Gewirke aus Aktivkohle können aufgrund ihrer geringen mechanischen Stabilität nicht gewaschen werden, ohne Schaden zu nehmen. Das erfindungsgemäße Filtermaterial mit der Membran gewährleistet jedoch mehrfache Wäschen.The configuration as a flexible membrane ensures that it does not tear when used as an item of clothing, for example when washing, drying, or also due to the movement of the wearer. Because of their low mechanical stability, woven or knitted fabrics made from activated carbon cannot be washed without being damaged. However, the filter material according to the invention with the membrane ensures multiple washes.
Selbstverständlich sind für die Membran auch noch verschiedene andere Materialien möglich, die eine Barriere gegen biologische Schadstoffe bilden, wie z.B. auf Cellophan basierende Materialien, Polyester, Polyether, Polyvenylalkohol, Polyacrylamide, Polyurethane und Mischungen daraus nebst weiteren Materialien.Of course, for the membrane too Various other materials are possible that create a barrier form biological pollutants, e.g. based on cellophane Materials, polyester, polyether, polyvinyl alcohol, polyacrylamides, Polyurethanes and mixtures of these along with other materials.
Die Membran kann hydrophil, hydrophob oder fluoreniert ausgebildet oder entsprechend beschichtet sein.The membrane can be hydrophilic, hydrophobic or be fluorinated or coated accordingly.
Die Kohlenstoffschicht kann aus einem Gewebe oder Gewirk bestehend aus 100 % aktivierten Fasern bestehen oder aber auch aus Aktivkohlekügelchen, die auf ein Trägermaterial aufgetragen wurden. Im ersteren Fall ist das Gewirk / Gewebe gleichzeitig die Schutzschicht. Aktivkohlekügelchen kommen aber nicht als Gewirk oder Gewebe vor, sondern sind deshalb auf ein separates Trägermaterial aufgeklebt.The carbon layer can consist of one Woven or knitted fabrics consist of 100% activated fibers or from activated carbon beads, on a backing were applied. In the former case, the knitted fabric is at the same time the protective layer. Activated carbon beads but do not appear as knitted or woven fabrics, but are therefore on a separate carrier material glued.
Das erfindungsgemäße Filtermaterial kann als Zwei, Drei- oder Mehrschichtlaminat ausgebildet sein, wobei die Membran mit der Kohlenstoffschicht durch eine Laminierung verbunden ist und dabei im Falle eines Dreischichtlaminats gleichzeitig auch die Schutzschicht für die Kohlenstoffschicht auf einer Seite bildet. Auf der anderen Seite der Kohlenstoffschicht liegt ebenfalls eine Laminierung mit einer gesonderten Schutzschicht vor.The filter material according to the invention can be used as Two, three or multi-layer laminate can be formed, the Membrane connected to the carbon layer by lamination and at the same time also in the case of a three-layer laminate the protective layer for forms the carbon layer on one side. On the other hand there is also a lamination with the carbon layer separate protective layer.
Die Ausbildung als Mehrschichtlaminat mit einer Membran oder auch mit zwei Membranen, einer Kohlenstoffschicht und einer oder mehreren Schutzschichten und die Anordnung der einzelnen Schichten kann wahlweise entsprechend den vorgesehenen Anforderungen erfolgen. So kann z.B. die Schutzschicht aus einem textilen Gewebe oder Gestrick aus natürlichem oder synthetischem Material bestehen. Das Gewebe kann gewirkt oder gewebt sein oder auch aus nicht gewebtem Material bestehen. Es kann hydrophob oder hydrophil behandelt sein. Ebenso sollte eine erhöhte Flammbeständigkeit vorgesehen sein. Gleiches gilt für eine antistatische und/oder antibakterielle Behandlung.Training as a multi-layer laminate with a membrane or with two membranes, one carbon layer and one or more protective layers and the arrangement of each Layers can optionally be made according to the intended requirements respectively. For example, the protective layer made of a textile fabric or knitted from natural or synthetic material. The fabric can be knitted or be woven or consist of non-woven material. It can be treated hydrophobic or hydrophilic. Increased flame resistance should also be provided his. The same applies to an antistatic and / or antibacterial treatment.
Für die Laminierung kann eine stellenweise, Punkt in Punkt bzw. Punkt für Punkt oder eine flächige Laminierung vorgesehen sein.For The lamination can be in places, point by point or point for point or a flat Lamination may be provided.
Das erfindungsgemäße Filtermaterial kann für Bekleidungsstücke, jedoch auch für andere Materialien, wie z.B. Schlafsäcke oder Zelte, vorgesehen werden. Als Bekleidungsstücke sind hierfür zweiteilige oder vorzugsweise einteilige Anzüge möglich. Ebenso kommen Handschuhe, Socken, Strümpfe, Schuhe, Schuheinlagen oder Unterwäsche aus dem erfindungsgemäßen Filtermaterial in Betracht.The filter material of the invention can be used for clothing, however also for other materials such as Sleeping bags or tents can be provided. As clothing are for this two-piece or preferably one-piece suits possible. Gloves also come Socks, stockings, shoes, Shoe insoles or underwear from the filter material according to the invention into consideration.
Als Außenschicht kann eine Textillage, z.B. eine Oberware, vorgesehen sein, die hydrophob behandelt ist und/oder derart ausgebildet ist, dass es gegen Infraroterkennung nicht sichtbar ist. Für den sichtoptischen Bereich kann ein entsprechender Tarndruck auf der Textillage vorgesehen sein.A textile layer, e.g. an upper fabric can be provided, which is treated hydrophobically and / or is designed such that it is against infrared detection is not visible. For A corresponding camouflage print can be applied to the visible area the textile layer may be provided.
In vorteilhafter Weise wird man die außenseitige Textillage nicht mit einer darunter liegenden Membran laminieren, sondern z. B. in Form eines Laminates als lose hängender Futterstoff, einem sogenannten Z-Liner, ausbilden. In diesem Falle ist eine weitere Sicherheit gegen mechanische Beschädigungen gegeben, denn eine gleichzeitige Verletzung, z.B. ein Riss, der äußeren Textillage und der darunter liegenden flexiblen Membran ist weniger wahrscheinlich, als bei einer Laminierung.Advantageously, one will outside Do not laminate the textile layer with an underlying membrane, but z. B. in the form of a laminate as a loose hanging lining, one so-called Z-liners. In this case there is another Security against mechanical damage given, because one simultaneous injury, e.g. a crack, the outer textile layer and the one below flexible membrane is less likely than lamination.
In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung bzw. Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kohlenstoffschicht imprägniert ist. Die Imprägnierung kann durch diverse Kunststoffe, wie z.B. Polytetrafluorethylen, oder auch durch Metall erfolgen.In a very advantageous embodiment or A further development of the invention can provide that the carbon layer waterproof is. The impregnation can by various plastics, such as polytetrafluoroethylene, or done by metal.
Insbesondere Imprägnierungen mit Metallionen ergeben einen zusätzlichen Schutz, da sie die Chemisorption von einigen Schadstoffen ermöglichen. Eine Imprägnierung mit Kupfer gibt zusätzlichen Schutz gegen Blausäure, Schwefelwasserstoff, Stickstoffdioxid, Ammoniak, Salzsäure, Schwefeldioxid, Stickoxide, Cyanchlorid. Eine Imprägnierung mit einer Mischung aus Kupfer und Chrom gibt Schutz gegen die Substanzen, die vorstehend genannt sind und gegen Cyanide. Eine Imprägnierung mit Silber gibt zusätzlichen Schutz gegen Schwefelwasserstoff, Phosgen, Phosphin und Arsen. Die Imprägnierungen finden in Bädern statt.In particular impregnation with metal ions result in an additional Protection because they allow the chemisorption of some pollutants. An impregnation with copper there are additional Protection against hydrocyanic acid, Hydrogen sulfide, nitrogen dioxide, ammonia, hydrochloric acid, sulfur dioxide, Nitrogen oxides, cyan chloride. An impregnation with a mixture Made of copper and chrome gives protection against the substances listed above are mentioned and against cyanides. Impregnation with silver gives additional Protection against hydrogen sulfide, phosgene, phosphine and arsenic. The Find impregnations in bathrooms instead of.
Die Imprägnierungen mit den oben angeführten Metallen können in verschiedenen Kombinationen, aber auch – je nach Anwendungsfall – einzeln vorgenommen werden.The impregnation with the metals listed above can in different combinations, but also - depending on the application - carried out individually become.
Anstelle einer Einbettung von aktiven Kohlestoffteilchen in Form von Kügelchen oder in Faserform in ein Gewebe oder Gestrick können diese auch in einen Kunststoffschaum eingebettet sein, wie z.B. in Polyurethanschaum. In diesem Falle wird man sphärisch geformte Kohlestoffpartikel verwenden, die allseits von dem Schaum umgeben und in einer Menge vorhanden sind, dass sie eine Filterschicht bilden. In diesem Falle kann gegebenenfalls sogar eine Schutzschicht auf einer oder beiden Seiten der Kohlenstoffschicht entfallen, wenn der Kunststoffschaum genügend stabil ausgebildet ist.Instead of embedding active ones Carbon particles in the form of spheres or in fiber form in a fabric or knitted fabric, this can also be in a plastic foam be embedded, such as in polyurethane foam. In this case you become spherical Use shaped carbon particles all around the foam surrounded and present in an amount that they are a filter layer form. In this case, there may even be a protective layer omitted on one or both sides of the carbon layer if the plastic foam enough is stable.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und in den nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen.Advantageous further training and Refinements result from the other subclaims and in the exemplary embodiments described below with reference to the drawing.
Es zeigt:It shows:
In der Kohlenstoffschicht
Innenseitig bzw. unter der Kohlenstoffschicht
Die
Ebenso ist es jedoch auch möglich, an
dieser Stelle als Zwischenschicht eine zweite Membran
Auch in diesem Falle sind die beiden
Membrane
Die
Die Membran
Die Laminierung kann auf verschiedene Weise über ein adhäsives Material erfolgen.The lamination can be different Way over an adhesive Material.
In der
Eine weitere Möglichkeit besteht in einer Lamination mit Klebenetzen. In diesem Falle wird das Adhäsiv in Spinnennetzform zwischen die miteinander zu laminierenden Schichten eingebracht. Bei diesem Verfahren wird das Material einem Erwärmungs-/Druckverfahren unterworfen, um eine Aufschmelzung zu erreichen.Another option is one Lamination with adhesive nets. In this case the adhesive is in the form of a spider web introduced between the layers to be laminated together. In this process, the material is subjected to a heating / printing process, to achieve a meltdown.
Ebenso ist eine "reaktive Laminierung" möglich. Dieses Verfahren wird in zwei Schritten durchgeführt. Eine Adhäsivschicht wird auf das Material aufgebracht, anschließend wird eine andere Adhäsivschicht hinzugefügt, wonach die beiden Schichten miteinander reagieren. Die Reaktionszeit kann dabei 1 bis 2 Tage in Anspruch nehmen."Reactive lamination" is also possible. This process is carried out in two steps. An adhesive layer is applied to the material, then another adhesive layer added after which the two layers react with each other. The response time can take 1 to 2 days.
Auch eine sogenannte Siebdruck-Laminierung ist möglich, wobei eine Laminierung über ein Sieb in Gitterform erfolgt.Also a so-called screen printing lamination is possible, being a lamination over a sieve is made in the form of a grid.
Wenn z.B. die äußere lose über dem Verbund liegende Textillage
bzw. Oberware
Die Kohlenstoffschicht kann als Gewebe ausgebildet sein, wodurch sie sehr gute Wasch- und Trockeneigenschaften besitzt. Bis zu 20 oder mehr Wäschen können möglich sein, ohne dass die Schutzwirkung reduziert wird.The carbon layer can be formed as a fabric be, which has very good washing and drying properties. Up to 20 or more washes can possible without reducing the protective effect.
Wenn eine Membran verwendet wird, die hydrophil ist, dann sollte die äußere Textillage hydrophob sein, damit diese nicht nass wird.If a membrane is used which is hydrophilic, then the outer textile layer should be hydrophobic, so that it doesn't get wet.
Nach der Laminierung des Filtermaterials kann
daraus in beliebiger Weise ein Bekleidungsstück hergestellt werden. Selbstverständlich ist
dabei auf eine Dichtheit an den Nähten zu achten. Hierzu wird
auf die älteren
Schutzrechte der Anmelderin verwiesen (
Wenn Kohlenstoff in Form von kleinen Kügelchen als aktiver Kohlenstoff verwendet wird, wird man diesen z.B. in ein Vlies einbringen mit beidseits angeordneten Schutzschichten als Abdeckmaterial und zum Schutz der Kohlenstoffkügelchen.If carbon in the form of small globule is used as active carbon, it will e.g. in insert a fleece with protective layers arranged on both sides as a covering material and to protect the carbon spheres.
Aktivkohle kann in Faserform auch aus einem Gestrick oder Gewebe hergestellt werden. Zur Herstellung der aktiven Kohlestofffasern ist es bekannt, Viskosefasern bzw. ein Viskosegewebe oder -gestrick kontrolliert zu verbrennen und den Verbrennungsprozess dabei so zu steuern, dass Aktivkohle mit extrem feinen Poren gebildet wird, die dann als Filtermaterial wirken.Activated carbon can also be in fiber form be made from a knitted or woven fabric. For the production of active carbon fibers, it is known to use viscose fibers or to burn a viscose fabric or knitted fabric and to control the combustion process so that activated carbon extremely fine pores are formed, which then act as a filter material.
Die Dicke der Kohlenstoffschicht kann zwischen 0,2 bis 1,0 mm, vorzugsweise zwischen 0,4 bis 0,8 mm, betragen.The thickness of the carbon layer can be between 0.2 to 1.0 mm, preferably between 0.4 to 0.8 mm.
Vorteilhafte aktive Oberflächen der Kohlenstoffschicht liegen in einem Bereich von 800 bis 2.000 m2/g, vorzugsweise zwischen 1.000 bis 1.200 m2/g.Advantageous active surfaces of the carbon layer are in a range from 800 to 2,000 m 2 / g, preferably between 1,000 to 1,200 m 2 / g.
Die Porengröße kann in dem Gewebe der Kohlenstoffschicht
Mit den vorstehend genannten Werten bezüglich aktiver Oberfläche, Kohlenstoffschichtdicke und Porengröße haben sich in der Praxis sehr gute Werte erzielen lassen.With the above values in terms of active surface, Carbon layer thickness and pore size have changed in practice have very good values.
Die Kohlenstoffschicht
Die Dicke der Kohlenstoffschicht
Der Schutzanzug
Der Schlafsack
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (2)
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