DE4205648A1 - Schutzmaterial - Google Patents
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Description
Sowohl im militärischen als auch im zivilen Bereich besteht die Notwendigkeit
eines persönlichen Schutzes gegen chemische Gifte. Während der Schutz der
Atemwege und der Augen schon früh durch die Gasmaske realisiert wurde,
bedurfte es einer längeren Entwicklung, um zu einem brauchbaren Schutz für die
Haut gegen hautgängige Gifte zu kommen. Natürlich ist es nicht schwierig, den
Träger mit Hilfe eines Schutzanzuges aus besonders gummiertem oder
beschichtetem Material zu schützen; aber solche Schutzanzüge sind luft- und
feuchtigkeitsundurchlässig und führen unweigerlich zu einem Hitzestau, so daß sie
nur für kurze Einsätze geeignet sind. Das gleiche gilt für Anzüge aus
Schichtmaterialien, die luft- und wasserdampfundurchlässige Folie beinhalten. Es
dauerte bis in die siebziger Jahre, bevor luft- und wasserdampfundurchlässige
Schutzanzüge zur Verfügung standen. Diese Anzüge haben alle eine
flüssigkeitsabweisende Außenschicht und dahinter eine Adsorptionsschicht für die
Dämpfe. Grundsätzlich besteht die Adsorptionsschicht aus Aktivkohle, wobei
mehrere Ausführungsarten vorliegen. So wird beispielsweise eine wässerige
Dispersion eines Binders (Latex) und einer feinvermahlenen Aktivkohle auf ein
Vlies gesprüht bzw. auf einen textilen Träger gedruckt, oder es wird damit ein
retikulierter PUR-Schaum imprägniert. Mit diesen Verfahren lassen sich ca. 40-80 g
Aktivkohle pro m aufbringen. Die zufolge des Binders reduzierte Adsorp
tionskinetik, aber auch die beschränkte Kapazität und die doch recht ungünstigen
Trageeigenschaften, insbesondere die des imprägnierten Schaumes, führten
dazu, daß intensiv nach besseren Lösungen gesucht wurde. Die bekannteste und
weltweit eingeführte bzw. sich in Beschaffung befindende Lösung ist unter dem
Namen SARATOGA bekannt. Das Grundprinzip ist, daß auf einem luftdurchlässigen
Träger Aktivkohlekügelchen mit Hilfe eines speziellen Klebers zum Haften
gebracht werden. Die hohe mögliche Auflage - bis über 200 g Aktivkohle pro m2 -,
die einen optimalen Schutz garantiert und die guten Trageeigenschaften (geringe
physiologische Belastung), aber auch seine Waschbarkeit, haben dazu geführt,
daß SARATOGA heute als das beste zur Verfügung stehende Schutzmaterial
angesehen wird. Alle genannten Systeme basieren auf dem Prinzip der Adsorption
und verwenden Aktivkohle. Dabei kann die Aktivkohle sehr verschiedenen
Ursprungs sein. Steinkohle, Torf, Holz, Pech aber auch Polymere, können zur
Herstellung von Aktivkohle herangezogen werden, wobei für Kugelkohle nur Pech
und karbonisierte poröse Polymere in Frage kommen. In allen Fällen bilden sich
schlitzartige "Poren" aus, deren "innere Oberfläche" durch polykondensierte,
großflächige Aromatsysteme gebildet werden, an welche sich die zu
adsorbierenden Stoffe anlagern. Die Adsorption ist in erster Linie die Folge von
Wechselwirkungen zwischen den Elektronen der Porenwand und jenen des
Adsorbats (van der Waal′sche Kräfte), wobei die Adsorption in engeren Poren
(Einfluß zweier Wände) immer stärker ist, so daß in diesem Fall die Desorption
wenig flüchtiger Stoffe äußerst schwierig ist. Bisher wurde die Verwendung von
Aktivkohle in permeablen Schutzanzügen für unumgänglich gehalten.
Es wurde nun überraschenderweise ein Material gefunden, daß anstelle von
Aktivkohle eingesetzt werden kann: Kügelchen, die durch Emulsions- bzw.
Suspensionspolymerisation von Divinylbenzol und Styrol gewonnen werden.
Jedes der meist 0,3-0,6 mm großen Kügelchen ist ein Agglomerat unzähliger
kleiner Kügelchen. Zwischen diesen befinden sich dem Transport dienende
Hohlräume, während die eigentliche Absorption durch einen Lösungsvorgang in
dem polymeren Material unter leichter Quellung stattfindet.
Diese Absorbertype wird manchmal mit "Gel-Type" bezeichnet und hat keine echte
Porenstruktur, wie sie in "porösen" Polymeren anzutreffen ist. Die Polymerketten
sind so vernetzt, daß sie sich zwar noch etwas entfalten können, aber trotzdem
eine zusammenhängende, dreidimensionale Struktur haben, in die sich andere
Moleküle einlagern können. Es besteht eine gewisse Ähnlichkeit mit einem Gel, wo
in einem dreidimensionalen Gerüst Moleküle eingelagert sind. Allerdings ist der
Vernetzungsgrad dieser Absorber so hoch, daß eine hohe Festigkeit resultiert und
die Aufnahmefähigkeit begrenzt ist. Kleinporige Aktivkohle besitzt für wenig
flüchtige Produkte - dazu gehören hautgängige chemische Gifte und Kampfstoffe -
ein sehr ausgeprägtes Rückhaltevermögen, was natürlich die Desorption
(Dekontamination) erschwert. Das ist ein Vorteil, solange die Möglichkeit der
Dekontamination nicht eine vordergründliche Forderung ist. Großporige Aktivkohle
läßt sich besser desorbieren, kann aber unter ungünstigen Bedingungen (heißes
Klima) adsorbierte Gifte in nicht mehr unbedenklichen Mengen wieder abgeben.
Bei den beschriebenen Absorbern ist das Rückhaltevermögen für viele
Substanzen, worunter die hautgängigen chemischen Kampfstoffe, so bemessen,
daß ein guter Kompromiß zwischen Absorptions- und Desorptionseigenschaften
vorliegt.
Da das Absorptionsmittel nur in Kügelchen von ca. 0,2 bis 1 ,0 mm hergestellt
werden kann, kommt bei einer Verwendung für Schutzstoffe nur die SARATOGA-
Technik in Frage.
Bei der SARATOGA-Technik hat sich das "High Solid" -System der BAYER AG
besonders bewährt. Es handelt sich dabei um eine Mischung eines durch ein Oxim
blockiertes, präpolymeres Polyisocyanat und eines Bi- bzw. Polyamins, welches
nach thermischer Abspaltung der maskierenden Komponente das Isocyanat
vernetzt. Das kurz vor der Vernetzung auftretende Viskositätsminimum trägt zur
guten Haftung der Adsorber auf dem Träger wesentlich bei. Es hat sich
herausgestellt, daß das "High Solid"-System auch für die polymeren Absorber der
Erfindung bestens geeignet ist. Es hat sich weiter gezeigt, daß das "High Solid"-
System mit anderen Latices, insbesondere Polyurethan-Dispersionen, verschnitten
werden kann, wobei die gute Haftung erhalten bleibt.
Auf ein Gewebe mit Flächengewicht von 100 g/m2 und einer Luftdurchlässigkeit
von 500 l/sec. m2 bei 10 mm WS wurde mit Hilfe einer 25 mesh-
Rotationsdruckschablone (Durchlaß 42%) eine Klebermasse, bestehend aus 100
Teilen Impranil HS 62 und 6,2 Teilen Imprafix HSC, in Form kleiner Häufchen
aufgedruckt. Auflage ca. 50 g/m2. Anschließend wurde die Warenbahn mit 0,4-0,6
mm großen Kügelchen des Absorberharzes Sorbathene bestreut, der
Überschuß abgesaugt und der Kleber auskondensiert (Schutzmaterial A).
Der Versuch 1 wurde wiederholt, jedoch wurde die Klebermasse mit einer gleichen
Menge Impranil HS-DW verschnitten, und es wurden noch 15% Wasser
hinzugefügt (Schutzmaterial B).
Die Absorbermenge (Harz) betrug sowohl für A als auch für B 135-140 m2.
Für Vergleichszwecke wurden in gleicher Weise die Materialien C und D
hergestellt, die aber mit aus Pech hergestellten Aktivkohlekügelchen beladen
wurden: Auflage ca. 180 g/m2.
- a) Nato Substrattest (DB3 Methode)
Hier darf der Durchtritt von Schwefellost bei einer Beaufschlagung von 10 g/m2 nach 6 Stunden 4 µg/cm2 nicht überschreiten. Für alle Muster (A, B, C und D) wurden weniger als 0,025 µg gemessen. - b) Gasfest (TNO)
Bei diesem Test wird der 1 ,5 cm2 große Prüfling mit Lost enthaltender Luft bei einer Geschwindigkeit von 1,1 cm/s durchströmt, wobei das Lostangebot 120 µg/h beträgt. Man mißt zuerst nach 30 min. und anschließend nach jeweils einer Stunde die durchgetretene Lostmenge. In allen Fällen (Muster A, B, C und D) betrug diese nach 30 min. 0,5-0,9 µg, anschließend 4-5 µg pro Stunde. Stellen, die mit bloßem Auge als nicht homogen erkannt wurden, wurden nicht berücksichtigt.
Claims (5)
1. Flächenfilter, bestehend aus einem luftdurchlässigen Träger, auf welchem
mittels einer punktförmig als Häufchen aufgedruckten Klebermasse kugelför
mige, nicht karbonisierte polymere Absorber angebracht sind.
2. Flächenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein
textiles Flächengebilde - Gewebe, Gewirk oder Vlies - aus Natur- , Synthese-
oder Naturfasern ist.
3. Flächenfilter nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Klebermasse wenigstens teilweise aus einem maskierten, präpolymeren Di-
bzw. Polyisocyanat, welches mit einem Di- bzw. Polyamin vernetzt wird, be
steht.
4. Flächenfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Absorber einen Durchmesser
von 0,2 bis 1 mm, vorzugsweise um 0,5-0,6 mm haben, durch Emulsions-
bzw. Dispersionspolymerisation hergestellt sind und zu den sogenannten,
insbesondere aus Styrol und Divinylbenzol aufgebauten Geltypen gehören.
5. Schutzanzug, welcher eine Filterschicht nach einem oder mehreren der vor
hergehenden Ansprüchen beinhaltet.
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4205648A1 (de) |
Cited By (5)
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