DE4206443C2 - Flexibles Flächenmaterial mit aktiven Partikeln, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung - Google Patents

Flexibles Flächenmaterial mit aktiven Partikeln, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung

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Description

Die Erfindung betrifft ein flexibles Flächenmaterial mit einem luftdurchlässigen, bahnförmigen Träger aus einer Textilbahn, auf dem mittels voneinander beabstandeter, insbesondere aufgedruckter Kleberpunkte aktive, auf Schad- und/­ oder Geruchsstoffe einwirkende und/oder mit diesen reagierende Partikel in im wesentlichen gleichmäßiger Verteilung festgelegt sind. Weiterhin befaßt sich die Er­ findung mit einem Verfahren zur Herstellung eines der­ artigen Flächenmaterials, wobei auf eine flexible, luft­ durchlässige Trägerbahn mittels einer Rasterwalze von­ einander beabstandete Kleberpunkte aufgedruckt und auf die so bedruckte Trägerbahn aktive Partikel, so lan­ ge die Kleberpunkte noch klebrig sind, aufgebracht werden, worauf dann unter Aushärtung des Klebers der Kleberpunkte die Partikel an der Trägerbahn festgelegt werden.
Schließlich ist Gegenstand der Erfindung die Verwen­ dung eines solchen Flächenmaterials.
Flexible Flächenmaterialien der oben erwähnten Art sowie ein gattungsgemäßes Verfahren zu deren Her­ stellung sind beispielsweise aus der EP-B 01 18 618 be­ kannt. Diese Materialien werden in großem Umfange für Schutzbekleidung verwendet. Bei dem aus der EP-B 01 18 618 bekannten Material dient als Träger ein textil­ es Material, wobei die Kleberpunkte mit einer Raster­ walze im Rotations-Siebdruckverfahren aufgedruckt werden. Es ist aber auch bekannt, als Trägermaterial z. B. PU-Schaum einzusetzen, wobei dann allerdings normalerweise zur Befestigung der aktiven Partikel kei­ ne Kleberpunkte verwendet werden, sondern die akti­ ven Partikel mit dem Kleber zu einer Paste vermischt und diese Paste entsprechend auf den Schaum-Träger in einem Streichverfahren aufgebracht wird.
Die Erfindung befaßt sich nun vor allem mit einer Verbesserung der Flächenmaterialien mit aktiven Parti­ keln, bei denen die Kleberpunkte durch Aufdrucken an­ gebracht und anschließend auf den Kleberpunkten akti­ ve Partikel fixiert werden.
Bei den im allgemeinen in diesem Verfahren verwen­ deten Klebern ist der Feinheit der Schablone und damit dem Abstand der Kleberpunkte eine bestimmte Grenze gesetzt. Im allgemeinen kann man nämlich die üblichen Kleber nur mit Schablonen bis herab zu etwa 0,6 mm Lochdurchmesser bei 900 Löchern auf einer Fläche von 2,54 × 2,54 cm2 drucken, um ein Ineinanderlaufen der Kleberpunkte und damit eine erhebliche Verminderung der Luftdurchlässigkeit des Trägermaterials zu vermei­ den.
Auf jedem Kleberpunkt lagern sich dann nestförmig mehrere aktive Partikel an, was dazu führt, daß zwi­ schen benachbarten Kleberpunkten bzw. Partikel-Ne­ stern Bereiche entstehen, in denen keine aktiven Parti­ kel vorhanden sind. Durch diese Bereiche können dann Schad- oder insbesondere Giftstoffe ungefiltert bzw. un­ beeinflußt strömen, was vor allem dann, wenn das Flä­ chenmaterial als Schutz gegen starke Gifte eingesetzt werden soll, fatale Folgen haben kann.
Besonders gefährliche Auswirkungen kann dieser Ef­ fekt bei Verwendung des Flächenmaterials für Schutz­ bekleidung gegen chemische Kampfstoffe haben, da bei Bekleidung entsprechend elastisch dehnbare Trägerma­ terialien eingesetzt werden müssen, um die erforderli­ che Beweglichkeit des Trägers des Schutzanzuges zu gewährleisten. Insbesondere im Knie-, Ellenbogen- und Gesäßbereich kann es dabei zu Dehnungen von bis zu 50% kommen, wodurch die Zwischenräume zwischen den Partikel-Nestern entsprechend erheblich vergrö­ ßert werden, was zu einer wesentlich größeren Durch­ lässigkeit für Luft- und Kampfstoffe führt und somit die Schutzwirkung des Anzuges, zumindest bereichsweise, stark herabsetzt.
Der Erfindung liegt deswegen die Aufgabe zugrunde, ein Flächenmaterial der eingangs erwähnten Art und ein Herstellungsverfahren hierfür vorzuschlagen, welches es gestattet, das Trägermaterial in der an sich bekannten Weise konventionell mit Kleberpunkten und aktiven Partikeln zu versehen, trotzdem jedoch zu gewährlei­ sten, daß zwischen den Partikel-Nestern auch dann, wenn das Material unter Umständen erheblich gedehnt wird, keine zu großen, für Schad- oder Kampfstoffe durchlässigen Abstände verbleiben, wobei die Herstel­ lung des Flächenmaterials ohne erheblichen, zusätzli­ chen Aufwand möglich sein soll.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das gattungsgemäße Flächenmaterial derart auszubilden, daß der bahnförmige Träger aus ei­ ner durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Textilbahn aus synthetischer Maschenware besteht und nach dem Aufbringen der Kleberpunkte durch Wärmebehandlung geschrumpft ist, wobei die Kleberpunkte einen Durchmesser von wenigstens 0,3 mm und die Partikel eine Größe von 0,05 bis 2 mm aufweisen.
Das Material gemäß der Erfindung zeichnet sich also dadurch aus, daß die Gesamt-Oberfläche des Trägers zum Zeitpunkt der Aufbringung, insbesondere des Auf­ druckens der Kleberpunkte, größer ist als beim fertigen Flächenmaterial. Dadurch wird erreicht, daß die Parti­ kel-Nester, die ja erzeugt werden, wenn der Träger sei­ ne größeren Flächen-Abmessungen besitzt, beim ferti­ gen Produkt näher zusammengerückt sind, wobei infolge geeigneter Wahl der Abmessungen und Anordnung der Kleberpunkte und des Trägers gegebenenfalls sogar er­ reicht werden kann, daß die Partikel-Nester praktisch ohne größeren Abstand aneinander anschließen. Dies gewährleistet, daß zwischen den Partikel-Nestern Schadstoffe nicht hindurchströmen können ohne mit den aktiven Partikeln in Berührung zu kommen. Es wird auf diese Weise ein ungewollter Durchbruch von Gift- bzw. Kampfstoffen weitgehend verhindert. Trotzdem bleibt die erforderliche Luftdurchlässigkeit erhalten, weil ja die Trägerbahn nicht nur im Bereich zwischen den Kleberpunkten sondern auch im Bereich der Kle­ berpunkte selbst schrumpft, so daß der gesamte, von Kleberpunkten bedeckte Oberflächen-Anteil des Trä­ gers auch nach der Verminderung der Fläche, d. h. beim Endprodukt, gegenüber dem Ausgangszustand, d. h. der größeren Fläche des Trägers, praktisch gleich ist. Die Oberflächen-Verminderung des Trägers kann hierbei zusätzlich einen günstigen Effekt derart bewirken, daß sich die Kleberpunkte mit den aktiven Partikeln verwöl­ ben, somit eine gleichsam dreidimensionale Verformung erfahren, wodurch die Verweilzeit für die Schadstoffe im Bereich der aktiven Partikel vergrößert und damit die Wirksamkeit des Flächenmaterials verbessert wird.
Der angestrebte Effekt kann erreicht werden, indem man als Träger ein schrumpfendes Materi­ al verwendet, welches erst nach dem Aufbringen der Kleberpunkte der Wärmebehandlung unterzogen wird.
Als Textilbahn kommen unterschiedliche Maschenwaren aus den verschiedensten synthetischen Werkstoffen, z. B. aus Polyester, Polyamid, Polyacryl, oder Mischungen hieraus, in Frage. Be­ sonders günstig ist es, wenn der bahnförmige Träger von einer texturierten Ma­ schenware gebildet ist.
Der bahnförmige Träger besteht vor allem dann, wenn er für die Bekleidungszwecke verwendet werden soll, zweckmäßig aus einem dehnbaren Werkstoff, und zwar kann ein dehnbarer Werkstoff auch dann verwen­ det werden, wenn die Trägerbahn schrumpfbar ist, um ein entsprechendes Nachgeben des Materials bei Bekleidung zu gewährleisten. Als dehnba­ rer Werkstoff kommen Materialien aller möglichen tex­ tilen Bindungen, z. B. Raschelware, in Betracht. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn der dehnbare Werkstoff ein Gewirk oder Gestrick ist.
Eine ausreichend gute Haftung der aktiven Partikel läßt sich dann erzielen, wenn die Kleberpunkte von ei­ nem Schmelzkleber, einem Dispersionskleber, einem lö­ sungsmittelarmen Reaktionskleber oder einem Ge­ misch von zumindest zwei derartigen Klebern gebildet sind. Besonders günstig ist es allerdings, wenn der Kle­ ber ein kaltvernetzender Acrylharz-Kleber, vorzugs­ weise ein solcher aus einer Acrylharz-Dispersion und einen Vernetzer auf der Basis von Natriumcarbonat und/oder Natriumbicarbonat ist. Die Verwendung eines kaltvernetzenden Acrylharz-Klebers hat den Vorteil, daß mit ihm auch temperaturempfindliche aktive Parti­ kel an dem Träger festgelegt werden können. Bei Ein­ satz eines Klebers aus einer Acrylharz-Dispersion und einem Vernetzer auf der Basis von Natriumcarbonat und/oder Natriumbicarbonat ist die Möglichkeit gege­ ben, die Haftung leicht alkalischer Partikel an Trägern zu verbessern.
Die aktiven Partikel sind nach der Erfindung vorzugs­ weise Adsorber-Partikel, insbesondere Kugel-Adsor­ ber, oder solche Partikel, die mit Schadstoffen chemisch reagieren oder für eine solche Reaktion als Katalysato­ ren wirken.
Die Adsorber-Partikel können beispielsweise Aktiv­ kohle, aber auch synthetische Adsorber sein.
Um besonders gute Reaktionsbedingungen zwischen den aktiven Partikeln und den Schadstoffen zu gewähr­ leisten, gleichzeitig aber auch zu erreichen, daß hinrei­ chend viele Partikel in günstiger Konfiguration auf dem Träger angebracht werden können, wird nach der Erfin­ dung vorgeschlagen, daß die aktiven Partikel eine Grö­ ße von 0,05 bis 2 mm, insbesondere eine Größe von weniger als 0.25 mm aufweisen, wobei es besonders günstig ist, wenn die aktiven Partikel angenähert kugel­ förmig sind und einen Durchmesser von 0,1 bis 0,25 mm besitzen.
Es bedarf keiner näheren Erläuterung, daß für die Herstellung des Flächenmaterials gemäß der Erfindung eine Vielzahl von Verfahrensmöglichkeiten gegeben ist.
Zur Vermeidung der vorerwähnten Probleme wird deswegen erfindungsgemäß bei einem gattungsgemä­ ßen, beispielsweise aus der EP-B 01 18 618 bekannten Verfahren vorgeschlagen, dieses zur Herstellung des Flächenmaterials gemäß der Erfindung derart weiterzu­ bilden, daß zuerst die Kleberpunkte und die aktiven Partikel auf eine bei Wärmeeinwirkung schrumpfende Trägerbahn aus synthetischer Maschenware aufgebracht werden und daß dann die Trägerbahn mit dem Kleber und den akti­ ven Partikeln einer Wärmebehandlung unterzogen wird, die zu einer Schrumpfung der Trägerbahn und gleichzeitig zu einer Aushärtung des Klebers führt.
Dieses Verfahren kann grundsätzlich mit den an sich bekannten Maschinen ausgeführt werden, da ja auch bisher schon das mit dem Kleber bedruckte und die aktiven Partikel aufweisende Material zur Aushärtung des Klebers durch eine Trockenkammer geführt werden mußte. Bei einem Vorgehen nach der Erfindung muß lediglich die Möglichkeit geboten werden, daß das Flä­ chenmaterial beim Austritt aus der Trockenkammer trotz der Schrumpfung der Trägerbahn einwandfrei ge­ führt und ggf. aufgewickelt wird, was jedoch ohne we­ sentlichen zusätzlichen maschinellen Aufwand möglich ist.
Günstigerweise wird bei dem vorstehend erläuterten Verfahren als Trägerbahn eine texturierte, sog. "Inter­ lock"-Maschenware aus Polyester verwendet die einer Wärmebehandlung bei 150 bis 170°C während 3 bis 5 Minuten unterzogen wird, wodurch sich eine Schrumpfung der Trägerbahn von bis 50% erreichen läßt. Unter einer "Interlock"-Maschenware versteht man eine doppelflächige Kulierware, bei der durch eine "Zwischenmaschenbindung" zwei 1/1 Rippwaren kom­ biniert sind, wobei auf beiden Warenseiten nur rechte Maschen sichtbar sind, weil sich die linken Seiten aller Maschen im Inneren des Gestricks finden.
Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, daß das Flächenmaterial insbesondere zur Herstellung von Schutzanzügen gegen gasförmige und flüssige Schad- und/oder Geruchsstoffe verwendet wird.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Er­ findung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Beispieles für die Herstellung eines Materials nach der Erfindung.
Beispiel
Als bahnförmiger Träger wird "Interlock"-Rohware Tlg. 40 aus 100% Polyester, texturiert, dtex 30 mit einem Rohgewicht von ca. 55 g/m2 verwendet. Es handelt sich dabei um aus Schlauchware durch entsprechende Vor­ behandlung erzeugte Bahnware in laufmaschenfester Bindung in einer Breite von etwa 135 cm.
Auf dieses Material wird mittels einer 30-mesh-Ra­ sterwalze, d. h. einer Rasterwalze mit 900 Löchern von etwa 0,6 mm Durchmesser je Flächeneinheit von 2,54 × 2,54 cm2 Klebstoff aufgebracht, wobei eine Ra­ sterwalze mit einer Schablonenstärke von 0,2 bis 0,3 mm verwendet wird. Vorzugsweise setzt man eine Raster­ walze mit sechseckigen Löchern ein. Der Lochdurch­ messer der als Rasterwalze dienenden Schablone be­ trägt etwa 560 µm. Hierdurch erhält man einen punkt­ förmigen Kleberaufdruck mit Punkten eines Durchmes­ sers von etwa 0,7 mm bei einer Bedeckung von etwa 60% der Oberfläche der Trägerbahn mit Kleber.
Als Kleber wird ein solcher aus einer Acrylharz-Di­ spersion und einem Vernetzer auf der Basis von Natri­ umcarbonat und Natriumbicarbonat verwendet. Es han­ delt sich dabei um einen Kleber, der bereits bei niedri­ gen Temperaturen im alkalischen Bereich vernetzt, so daß leicht alkalische Partikel sehr gut fixiert werden können.
Der Kleber kann beispielsweise wie folgt zusammen­ gesetzt sein:
980 bis 990 Gew.-Teile Acrylharz-Dispersion wie sie z. B. unter der Bezeichnung Tubvinyl® 647 D angeboten werden,
5 bis 10 Gew.-Teile Natriumcarbonat,
5 bis 10 Gew.-Teile Natriumbicarbonat,
Verdickungsmittel Zusatz (in zur Einstellung der für den Druck erforderlichen Viskosität notwendiger Menge).
Bei derartigen Klebern erfolgt die Vernetzungsreak­ tion in an sich von Expoxidharzen her bekannter Weise, nämlich durch Polyaddition, wobei keine störenden Ne­ benprodukte, beispielsweise Formaldehyd, frei werden.
Nach dem Aufdrucken der Kleberpunkte werden ak­ tive Partikel, insbesondere kugelförmige natürliche oder synthetische Aktivkohle mit einem durchschnittli­ chen Durchmesser von 0,23 mm, im Überschuß aufge­ streut. Die Partikel haften an den noch nicht durch Ver­ netzung ausgehärteten Kleberpunkten, wobei nach Ent­ fernung des Adsorberpartikel-Überschusses ca. 1000 Ad­ sorber/cm2 auf der Trägerbahn verbleiben.
Die derart mit Kleberpunkten und Adsorberpartikeln belegte Trägerbahn wird dann im Trockenkanal einer dreiminütigen Wärmebehandlung bei 170°C unterzo­ gen. Dabei schrumpft das die Trägerbahn bildende Ma­ terial aufgrund thermischer Schrumpfeffekte derart, daß seine Fläche nach der Temperaturbehandlung etwa 35% geringer ist als die ursprüngliche Fläche. Dies be­ deutet gleichzeitig, daß die Adsorberbelegung pro Flä­ cheneinheit um ca. 50% steigt oder, ausgehend von der oben genannten ursprünglichen Adsorberauflage von ca. 1000 Adsorbern/cm2 eine Steigerung auf ca. 1500 Adsorber/cm2 erfolgt.
Während des Durchlaufes durch den Trockenkanal erfolgt gleichzeitig eine Vernetzung der Kleberpunkte, so daß das Flächenmaterial beim Verlassen des Troc­ kenkanales sowohl entsprechend geschrumpft als auch die Adsorberpartikel hinreichend fest an dem bahnför­ migen Träger fixiert sind.
Die den Trockenkanal verlassende Filtermaterial- Bahn kann dann noch mit einer Abdeckung, beispiels­ weise aus einem thermoplastischen Vlies, auf der Seite, auf der die aktiven Partikel vorhanden sind, versehen werden, um übermäßigen Abrieb der aktiven Partikel beim Tragen zu vermeiden. Zum Aufbringen des ther­ moplastischen Polyester-Vlieses wird das Flächenmate­ rial gemeinsam mit dem Vlies zwischen zwei beheizten Walzen hindurchgeführt, was den weiteren Vorteil hat, daß eine zusätzliche Anpressung der Partikel gegen die Kleberpunkte und die Trägerbahn erfolgt und dadurch die Haftung der Partikel weiter verbessert wird.
Das so hergestellte Material wird dann in üblicher Weise, z. B. als Innenschicht von Schutzanzügen, weiter verarbeitet und konfektioniert.

Claims (10)

1. Flexibles Flächenmaterial mit einem luftdurchlässigen, bahnförmigen Träger aus einer durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Textilbahn aus synthetischer Maschenware, auf dem mittels voneinander beabstandeter, insbesondere aufgedruckter Kleberpunkte eines Durchmessers von wenigstens 0,3 mm aktive, auf Schad- und/oder Geruchsstoffe einwirkende und/oder mit diesen reagierende Partikel einer Grösse von 0,05 bis 2 mm in im wesentlichen gleichmässiger Verteilung festgelegt sind, wobei der Träger nach dem Aufbringen der Kleberpunkte und der Partikel durch Wärmebehandlung geschrumpft ist.
2. Flächenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bahnförmige Träger von einer texturierten Maschenware gebildet ist.
3. Flächenmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleberpunkte von einem Schmelzkleber, einem Dispersionskleber, einem lösungsmittelarmen Reaktionskleber oder einem Gemisch von zumindest zwei derartigen Klebern gebildet sind.
4. Flächenmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber ein kaltvernetzender Acrylharzkleber, vorzugsweise ein solcher aus einer Acrylharz-Dispersion und einem Vernetzer auf der Basis von Natriumcarbonat und/oder Natriumbicarbonat, ist.
5. Flächenmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Partikel Adsorberpartikel, insbesondere Kugeladsorber, umfassen.
6. Flächenmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Partikel solche sind, die mit Schadstoffen chemisch reagieren oder für eine solche Reaktion als Katalysatoren wirken.
7. Flächenmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Partikel eine Grösse von weniger als 0,25 mm aufweisen, vorzugsweise angenähert kugelförmig mit einem Durchmesser von 0,1 bis 0,25 mm sind.
8. Verfahren zur Herstellung eines Flächenmaterials nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf eine flexible, luftdurchlässige Trägerbahn mittels einer Rasterwalze voneinander beabstandete Kleberpunkte aufgedruckt und auf die so bedruckte Trägerbahn aktive Partikel solange die Kleberpunkte noch klebrig sind aufgebracht werden, worauf dann unter Aushärtung des Klebers der Kleberpunkte die Partikel an der Trägerbahn festgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst die Kleberpunkte und die aktiven Partikel auf eine bei Wärmeeinwirkung schrumpfende Trägerbahn aus synthetischer Maschenware aufgebracht werden, und dass dann die Trägerbahn mit dem Kleber und den aktiven Partikeln einer Wärmebehandlung unterzogen wird, die zu einer Schrumpfung der Trägerbahn und gleichzeitig zu einer Aushärtung des Klebers führt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerbahn eine texturierte Interlock- Maschenware aus Polyester verwendet wird und eine Wärmebehandlung bei 150 bis 170°C während 3 bis 5 Minuten erfolgt.
10. Verwendung eines Flächenmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung von Schutzanzügen gegen gasförmige und flüssige Schad- und/oder Geruchsstoffe.
DE4206443A 1992-02-29 1992-02-29 Flexibles Flächenmaterial mit aktiven Partikeln, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung Expired - Fee Related DE4206443C2 (de)

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