DD301588A7 - 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 sowie als Trägermaterial z. B. zur Anreicherung von Schadstoffen aus der Luft für den Nachweis. Es ist Ziel der Erfindung, die Adsorptionsfähigkeit von Flächengebilden, die in Form von Schutzbekleidung den Schutz des Menschen vor dem Einfluß von MVM gewährleisten, zu erhöhen. Die Aufgabe der Erfindung 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 aus nach einem Schaumkoagulationsverfahren hergestellten Polymerschaum und einem Kieselgel kleiner und/oder mittlerer Porenweite sowie Aktivkohle in einem Verhältnis Kieselgel zu Aktivkohle wie 1:1 bis 6:1, wobei der Kieselgel-Aktivkohle-Gehalt 50 % bis 300 %, vorzugsweise 160 bis 240 %, bezogen auf das Polymersystem beträgt, besteht.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Flächengebilde, das sich durch eine sehr hohe Adsorptionsfähigkeit gegenüber Schadstoffen, insbesondere Dämpfen und Aerosolen chemischer Kampfstoffe auszeichnet und im Zusammenhang mit einer erwünschten Wasserdampfadsorption einen zusätzlichen Schutzeffela gegenüber dem Lichtblitz von Kernwaffendetonationen und eine hohe Flammschutzwirkung aufweist.

Ausgehend von dem hohen Gebrauchswert dieses Flächengebildes leiten sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten in der Militärtechnik ab, beispielsweise zur Herstellung von Schutzkleidung, die den Menschan vor den Einflußfaktoren von Massenvernichtungsmitteln schützt, als Filtermaterial für Filterventilationsaniagen, Atemschutzfilter, Respiratoren, als Abdichtungmaterial für Kabinen u.a. auch als Trägermaterial in Form von Akkumulatoren zum Anreichern von Schadstoffen aus dor Luft und anschließender chemischer, physikalischer bzw. physikochemlschar Analyse in Aufklärungssystemen 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, Adsorbentien, In letzter Zeit Jedoch fast ausschließlich mit Aktivkohle imprägniert werden. Teilweise wird auch die Möglichkeit der Verwendung von carbonisieren und aktivierten Fasern, Fäden bzw. Flächengebilden unterschiedlichen Ursprungs erwähnt, die nach bokannten Verfahren hergestallt werden. Diesen Materialien haften einige Nachteile bei ihrer Anwendung an: imprägnierte Materialien mit Chemosorbentien nind 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 schlechte Trageeigenschaften. Die verwendeten Bindemittel oetzen die Poren der Adsorbontien :u. Mit Aktivkohle Imprägnierte Laminate aus Polymerschaum sind relativ dick. Durch die prinzipiell lockere Bindung der Aktivkohleteilchen kommt es schnell zu Ausrieselerschelnungen während des Tragens, und das führt ebenso wie bei den imprägnierten Vliesen zum Abbau der Adsorptionseigenschaften. Carbonlsierte und aktivierte Flächengebilde sind unabhängig vom Ausgangsmaterial (PAN, Viskose) von äußerst geringer Festigkeit, so daß ein Einsatz als Schutzbekleidung gegenwärtig unmöglich ist. Die Herstellung all diesor sdsorptionsfähigen Flächengebilde ist daraufgerichtet, die Adsorptionseigenschaften der eingesetzten Adsorbentien zu erhalten. Dies ist äußerst schwierig, da Bindemittel und Polymere die Poren zusetzen und durch andere Technologien nur äußerst lockere Bindungen der Adsorbentien erreicht werden (Ausrieseluny).

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, die Adsorpticnsfählgkeit von Flächengebilden, die In Form von Schutzbekleidung den Schutz des Menschen vor den Einflußfaktoren von Massenvernichtungsmitteln gewährleisten, zu erhöhen und ihre Einsatzgebiete 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.sinss Flächengoblldes mit sehr hoher Adsorptionsfähigkeit zu

schaffen.

Merkmale der Erfindung Erfindunrjsgemäß besteht das Flächengebilde mit einer Luftdurchlässigkeit von 800 bis 5000 l/h bei 196Pa gegobenenfalls aus

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

Schaumkoagulationsverfahren hergestellten Polymerschaum und einem Kieselgol kleiner bic mittlorer Porenweite sowie Aktivkohle Im Verhältnis 2:1 bis 5:1, wobei der Kiesolgel-Aktivkohle-Gehalt 60 bis 300%, vorzugsweise 160 bis 240%, bezogen

auf das trockene Polymersystem beträgt, besteht.

Als Trägermaterial werden vorzugsweise Gewebe, Gewirke oder Gestricke auf Baris von Baumwolle, Polyamid·, Polyester-oder Regeneratselde allein oder al* Mischfaser verwendet. Die Verarbeitung kann weiterhin in Verbund- odor Laminatform erfolgen, um dem erfindungsgemäßen Flächengebilde

zusätzliche Eigenschaften zu verleihen.

Die bevorzugte Schichtdicke des adsorptionsfShlgen FISchengsbildes beträgt 0,6 bis 2,5mm. Die Porenweite des Kieseigels beträgt 2 bis 12nm, die der Aktivkohl« 0,8 bis 1,5nm bei einem Porenvolumen des Kieselgels von

0,4 bis 0,9cm¹ g~' und der Aktivkohle von ca. 0,8 cm¹ g~\ die aktive, Innere Oberfläche liegt beim Kieselgel zwischen 250 bis 6S0m^z g~' und bei Aktivkohle um 800m² g"¹. Die Teilchengröße dos Kieselgele soll vorzugsweise = 100pm, maximal 200Mm, die der Aktivkohle ca. 40 pm betragen.

Das erfindungsgemäK vorgeschlagene Material hat gegenüber bisher verwendeten völlig neue, insbesondere differenzierte Adsorptionseigenschaften, die gekonnzeichnet sind durch eine veränderte Wasserdampfadsorption sowie durch ein hohes Adsorptionsvermögen gegenüber chemischen Kampfstoffen auch bat hygroskopischer Feuchtigkeitsabsättigung der Adsorptionsschicht. Selbst weit über die hygroskopische Glefchgewichtafeuchte der adsorptionsfähigen Polymerschicht

hinaus, bis zu Wassergehalten von 100 bis 800% zur Trockenmasse der Polymerschicht, !st noch eine ausreichende

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

imprägnierten Flächengebilden, ist die relativ hohe Schweißrenistenz, die eine körpernahe Trageweise ohne wesentlichen

Einfluß auf die Adsorptionseigenschaften zuläSt, und daß aufgrund der Wasseraufnahme (z. B. Luftfeuchtigkeit durch hautnahes Tragen), die bei bekannton technischen Lösungen unerwünscht ist, ein zusätzlicher Schutzeffekt gegenüber Lichtimpuls ur.d Flammeinwirkung auftritt. Diese Wirkungen sind in dar Gesamtheit für einen Fachmann äußerst überraschend, da bekannt ist, daß Kieselgel als Kampfstoffadsorbens, z.B. in Schutzausrüstung, keine Bedeutung besitzt und die Adsorptionsfähigkeit durch Feuchtigkeit nicht

entscheidend verschlechtert wlrd-

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

trockener Heißluft, 373 bis 403K [= 100 bis 130X] voll einsotzbar, ohne die Ausgangseigenschafton zu verli&ren, das mit

Kampfstoff beiadene Flächengebilde Ist leicht regenerierbar, und es treten überraschenderweise keine Desorptionserschelnungen auf. Für die Konfektionierung erforderliche Nahtlöcher schließen sich. AusfOhrungsbelsplel Bestimmung der Durchschlagszelt bei Durchströmung vom Kampfstoff-Luft-Gemisch

Probedaten Probe A

Mapse pro Fläche 400gm"²

Dicke 1,1mm

Luftdurchlässigkeit 1100 l/h bei 196Pa Kieselgel-Aktivkohle-Gohalt 240% Polyrnertrockenmasse Verhältnis KieselgehAktivkohle 2:1 Trägermaterial PAS-Gewirke

Probe B

Masse pro Fläche 430g m^:

Dicke 1,2 mm

Luftdurchlässigkeit 1350 l/h bei 196 Pa Kieselgel-Aktivkohle-Gehalt 240% zur Polymertrockenmasse Verhältnis KieselgehAktivkohle 5:1 Trägermaterial PAS-Guwirke Ausführung Zur Messung der Adsorptionseigenschaften bzw. des Rückhaltevermögens des gemäß dor Erfindung vorgeschlagenen Materials mit den o. g. Probedaten wurde durch dieses ein Soman-Luft-Gomisch mit einer Konzentration von 0,05 mg Soman pro Liter Luft und einer Strömungsgeschwindigkeit von 10cm pro min gesaugt. Als Maß für die Adsorptionseigenschaften wurde die Durchschlagszeit ermitte't. Als Durchschlagszeit wurde die Zeit bestimmt,

bei welcher sich hinter dem Gewebe eine Somanmenge angesammelt hatte, die dem Konzontration-Zeit-Produkt,

Xc · t = 1 mg · min I'¹ entspricht. Die Prüftemperatur betrug 299K.

Ergebnis

Probe Durchschlagszeit

A 450 min

B 380min

Claims (2)

1. Flächengebilde mit sehr hoher Adsorptionsfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde eine Luftdurchlässigkeit von 800 bis 5000 l/h bei 196Pa aufweist, gegebenenfalls aus einem an sich bekannten Trägermaterial und einer gefüllten Schaumfolie, bestehend au3 einem nach einem Schaumkoagulationsverfahren hergestellten Polymerschaum und einem Kieselgel kleiner und/oder mittlerer Porenweite sowie Aktivkohle im Verhältnis Kieselgel zu Aktivkohle von 1:1 bis 6:1, wobei der Kieselgel-Aktivkohle-Gehalt 50 bis 300%, vorzugsweise 160 bis 240%, 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 und die der Aktivkohle 0,8 bis 1,5 nm beträgt.