DE10240548C5 - Adsorption material, process for its preparation and its use - Google Patents
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Abstract
Adsorptionsmaterial (1), insbesondere für die Herstellung von Schutzmaterialien, aufweisend:
– ein flächiges Trägermaterial (2),
– eine luftundurchlässige, wasserdampfdurchlässige Sperrschicht (3) mit einer Dicke von 1 bis 500 μm, welche gegenüber Flüssigkeiten, Aerosolen sowie chemischen Giften und Kampfstoffen undurchlässig ist oder zumindest deren Durchtritt verzögert, und
– eine Adsorptionsschicht (4) auf Aktivkohlebasis,
• wobei die Sperrschicht (3) als kontinuierliche, geschlossene Schicht auf dem Trägermaterial (2) aufgebracht ist und gleichzeitig als Haftschicht für die auf der dem Trägermaterial (2) abgewandten Seite der Sperrschicht (3) angeordnete Adsorptionsschicht (4) dient und
• wobei die Sperrschicht (3) als ein mehrschichtiges Laminat und/oder als ein mehrschichtiger Verbund aus drei miteinander verbundenen Schichten oder Lagen ausgebildet ist, wobei das Laminat oder der Verbund eine Kernschicht auf Basis eines Polymers auf Cellulose- oder Polyurethangrundlage und zwei mit der Kernschicht verbundene äußere Schichten auf Basis eines Polyurethans aufweist.Adsorption material (1), in particular for the production of protective materials, comprising:
A flat carrier material (2),
- An impermeable, water vapor permeable barrier layer (3) having a thickness of 1 to 500 microns, which is impermeable to liquids, aerosols and chemical poisons and warfare agents or at least delays their passage, and
An activated carbon based adsorption layer (4),
Wherein the barrier layer (3) is applied as a continuous, closed layer on the carrier material (2) and at the same time serves as an adhesive layer for the adsorption layer (4) arranged on the side of the barrier layer (3) remote from the carrier material (2) and
Wherein the barrier layer (3) is formed as a multilayer laminate and / or as a multilayer composite of three interconnected layers, the laminate or composite comprising a cellulosic or polyurethane based core layer and two having the core layer having bonded outer layers based on a polyurethane.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Adsorptionsmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für die Herstellung von Schutzmaterialien wie Schutzanzügen, Schutzhandschuhen, Schutzabdeckungen (z. B. für Krankentransporte) und dergleichen, insbesondere für den ABC-Einsatz, sowie Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung in den zuvor genannten Schutzmaterialien.The present invention relates to an adsorbent material according to the preamble of
Es gibt eine Reihe von Stoffen, die von der Haut aufgenommen werden und zu schweren körperlichen Schäden führen. Als Beispiele seien das blasenziehende Lost (Gelbkreuz) und das Nervengift Sarin erwähnt. Menschen, die mit solchen Giften in Kontakt kommen können, müssen einen geeigneten Schutzanzug tragen bzw. durch geeignete Schutzmaterialien gegen diese Gifte geschützt werden.There are a number of substances that are absorbed by the skin and cause serious physical injury. Examples include the blistering Lost (yellow cross) and the nerve agent sarin. People who can come into contact with such toxins must wear a suitable protective suit or be protected by suitable protective materials against these toxins.
Grundsätzlich gibt es drei Typen von Schutzanzügen: Die luft- und wasserdampfundurchlässigen Schutzanzüge, die mit einer für chemische Gifte undurchlässigen Gummischicht ausgestattet sind und sehr schnell zu einem Hitzestau führen, die luft- und wasserdampfdurchlässigen Schutzanzüge, die den höchsten Tragkomfort bieten, und schließlich Schutzanzüge, die mit einer Membran ausgestattet sind, die zwar Wasserdampf, nicht aber die erwähnten Gifte hindurchlassen.Basically, there are three types of protective suits: the air- and water-vapor-tight protective suits, which are equipped with a chemical poisons impermeable rubber layer and very quickly lead to heat build-up, the air and water vapor permeable protective suits, which offer the highest comfort, and finally protective suits, which are equipped with a membrane that let through water vapor, but not the aforementioned toxins.
Schutzanzüge gegen chemische Kampfstoffe, die für einen längeren Einsatz unter den verschiedensten Bedingungen gedacht sind, dürfen beim Träger zu keinem Hitzestau führen. Daher verwendet man hauptsächlich luftdurchlässige Materialien.Protective suits against chemical warfare agents, which are intended for prolonged use in a wide variety of conditions, must not lead to heat accumulation in the wearer. Therefore, one mainly uses air-permeable materials.
Die luftdurchlässigen, permeablen Schutzanzüge besitzen im allgemeinen eine Adsorptionsschicht mit Aktivkohle, welche die chemischen Gifte sehr dauerhaft bindet, so daß auch von stark kontaminierten Anzügen für den Träger keinerlei Gefahr ausgeht. Der große Vorteil dieses Systems ist, daß die Aktivkohle auch an der Innenseite zugänglich ist, so daß an Beschädigungen oder sonstigen undichten Stellen eingedrungene Gifte sehr schnell adsorbiert werden. Unter extremen Bedingungen, beispielsweise wenn ein Tropfen eines eingedickten Giftes aus größerer Höhe auf eine etwas offene Stelle des Aussenmaterials auftritt und bis zur Kohle durchschlägt, kann die Kohleschicht aber örtlich kurzzeitig überfordert sein.The air-permeable, permeable protective suits generally have an adsorption layer with activated carbon, which binds the chemical poisons very permanently, so that no danger arises even from heavily contaminated suits for the wearer. The great advantage of this system is that the activated carbon is also accessible on the inside, so that any damage to damaged or other leaks penetrated poisons are adsorbed very quickly. Under extreme conditions, such as when a drop of a thickened poison from a greater height occurs on a slightly open position of the outer material and penetrates to the coal, the carbon layer can be locally overwhelmed but temporarily.
Die Adsorptionsschicht in den zuvor beschriebenen, luftdurchlässigen, permeablen Schutzanzügen ist in den meisten Fällen derart ausgestaltet, daß entweder im Durchschnitt bis zu circa 1,0 mm große Aktivkohleteilchen an auf einem Träger aufgedruckte Klebehäufchen gebunden sind oder aber daß ein retikulierter PU-Schaum, der mit einer ”Kohlepaste” (d. h. Bindemittel und Aktivkohle) imprägniert ist, als Adsorptionsschicht zur Anwendung kommt, wobei die Adsorptionsschicht im allgemeinen durch einen ”Außenstoff” (d. h. ein Abdeckmaterial) ergänzt wird und an der dem Träger zugewandten Innenseite durch ein leichtes textiles Material abgedeckt ist. Gelegentlich findet man aber auch Verbundstoffe, die ein Aktivkohleflächengebilde, so z. B. ein Aktivkohlevlies, beinhalten.The adsorption layer in the previously described, air-permeable, permeable protective suits is in most cases designed such that either on average up to about 1.0 mm large activated carbon particles are bound to adhered to a carrier Klebehäufchen or that a reticulated PU foam, the impregnated with a "carbon paste" (ie, binder and activated carbon) is used as the adsorption, wherein the adsorption layer is generally supplemented by an "outer" (ie, a cover) and covered on the inner side facing the carrier by a light textile material is. Occasionally, however, there are also composites containing an activated carbon sheet, such. As an activated carbon nonwoven include.
Des weiteren kommen Schutzanzüge zum Einsatz, welche mit einer Membran ausgestattet sind, die zur Erhöhung des Tragekomforts zwar wasserdampfdurchlässig ausgebildet ist, aber gleichzeitig als Sperrschicht gegen Flüssigkeiten, insbesondere Giftstoffe, wirkt. Ein solches Material ist beispielsweise in der
Die aus dem Hause der Anmelderin selbst stammende deutsche Offenlegungsschrift
Die gleichermaßen aus dem Hause der Anmelderin selbst stammende deutsche Offenlegungsschrift
Die mit den in der
Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Adsorptions- bzw. Schutzmaterial bereitzustellen, das die zuvor geschilderten Nachteile vermeidet und sich insbesondere für die Herstellung von ABC-Schutzmaterialien wie Schutzanzügen, Schutzhandschuhen, Schutzabdeckungen und dergleichen eignet.It is now the object of the present invention to provide an adsorptive or protective material which avoids the disadvantages described above and is particularly suitable for the production of ABC protective materials such as protective suits, protective gloves, protective covers and the like.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Adsorptionsmaterial, insbesondere zur Verwendung in Schutzmaterialien wie Schutzanzügen, Schutzhandschuhen, Schutzabdeckungen und dergleichen, zu schaffen, welches – neben einer wasserdampfdurchlässigen, den Durchgang insbesondere von chemischen Kampf- und Giftstoffen (z. B. Hautgiften) stark verzögernden Membran – eine Adsorptionsschicht auf Aktivkohlebasis enthält. Dabei ist auch eine gewisse Gewichtseinsparung des Adsorptionsmaterials angestrebt.Another object of the present invention is to provide an adsorption material, in particular for use in protective materials such as protective suits, protective gloves, protective covers and the like, which contains an activated carbon-based adsorption layer in addition to a water-vapor-permeable membrane which strongly retards the passage of, in particular, chemical war and toxic substances (eg skin toxins). In this case, a certain weight saving of the adsorption material is desired.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Adsorptionsmaterials, insbesondere zur Verwendung in Schutzmaterialien wie Schutzanzügen, Schutzhandschuhen, Schutzabdeckungen und dergleichen, welches einen hohen Tragekomfort gewährleistet.Another object of the present invention is to provide an adsorbent material, especially for use in protective materials such as protective suits, protective gloves, protective covers and the like, which ensures high wearing comfort.
Schließlich besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, das Adsorptionsmaterial, welches Gegenstand der aus dem Hause der Anmelderin selbst stammenden deutschen Offenlegungsschrift
Zur Lösung der zuvor geschilderten Aufgabenstellung schlägt die vorliegenden Erfindung ein Adsorptionsmaterial gemäß Anspruch 1 vor. Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Adsorptionsmaterials sind Gegenstand der Unteransprüche (Ansprüche 2 bis 35).To solve the above-described problem, the present invention proposes an adsorption material according to
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Adsorptionsmaterials, wie sie in den Ansprüchen 36 und 37 beschrieben sind.Another object of the present invention are methods for preparing the adsorbent material according to the invention, as described in claims 36 and 37.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Adsorptionsmaterials zur Herstellung von Schutzmaterialien, insbesondere von Schutzanzügen, Schutzhandschuhen, Schutzabdeckungen (z. B. für Krankentransporte) und dergleichen, vorzugsweise für den ABC-Einsatz, wie sie in den Ansprüchen 38 und 39 beschrieben ist.Another object of the present invention is the use of the adsorbent material according to the invention for the production of protective materials, in particular protective suits, protective gloves, protective covers (eg for patient transport) and the like, preferably for ABC use, as described in claims 38 and 39 is.
Bei dem erfindungsgemäßen Adsorptionsmaterial ist die Sperrschicht als ein mehrschichtiges Laminat bzw. als ein mehrschichtiger Verbund ausgebildet, wobei das Laminat bzw. der Verbund insbesondere aus drei miteinander verbundenen Schichten oder Lagen besteht. Gemäß einer Ausgestaltung kann das Laminat bzw. der Verbund eine Kernschicht auf Basis eines Polymers auf Polyurethanbasis und zwei mit der Kernschicht verbundene äußere Schichten ebenfalls auf Polyurethanbasis umfassen, d. h. also aus drei miteinander verbundenen Schichten oder Lagen jeweils auf Polyurethanbasis bestehen. Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann das Laminat bzw. der Verbund z. B. eine Kernschicht auf Basis eines Polymers auf Cellulosegrundlage und zwei mit der Kernschicht verbundene äußere Schichten auf Basis eines Polyurethans umfassen, wobei die Kernschicht auf Basis des Polymers auf Cellulosegrundlage als 1 bis 100 μm, insbesondere 5 bis 50 μm, vorzugsweise 10 bis 20 μm dicke Membran ausgebildet sein kann und die zwei mit der Kernschicht verbundenen äußeren Schichten auf Basis eines Polyurethans jeweils als 1 bis 100 μm, insbesondere 5 bis 50 μm, vorzugsweise 5 bis 10 μm dicke Membran ausgebildet sein können.In the adsorption material according to the invention, the barrier layer is formed as a multilayer laminate or as a multilayer composite, wherein the laminate or the composite consists in particular of three interconnected layers or layers. According to one embodiment, the laminate or composite may comprise a core layer based on a polyurethane-based polymer and two outer layers also bonded to the core layer also based on polyurethane, i. H. So consist of three interconnected layers or layers each based on polyurethane. According to another embodiment, the laminate or the composite z. Example, a core layer based on a cellulose-based polymer and two bonded to the core layer outer layers based on a polyurethane, wherein the core layer based on the cellulose-based polymer as 1 to 100 .mu.m, in particular 5 to 50 .mu.m, preferably 10 to 20 microns thick membrane can be formed and the two connected to the core layer outer layers based on a polyurethane in each case as 1 to 100 .mu.m, in particular 5 to 50 microns, preferably 5 to 10 microns thick membrane can be formed.
Wie zuvor beschrieben, kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das erfindungsgemäße Adsorptionsmaterial eine Sperrschicht auf Basis eines Polymers auf Cellulosegrundlage umfassen. Wie zuvor beschrieben, ist die Sperrschicht dabei als ein mehrschichtiges Laminat bzw. als ein mehrschichtiger Verbund aus drei miteinander verbundenen Schichten bzw. Lagen ausgebildet, wobei bei dieser Ausführungsform die Kernschicht auf Basis eines Polymers auf Cellulosegrundlage und die zwei mit der Kernschicht verbundenen äußeren Schichten auf Basis eines Polyurethans ausgebildet sind; die auf dem Trägermaterial aufgebrachte, erste äußere polyurethanbasierte Schicht des Laminats bzw. Verbunds dient dabei gleichzeitig als Haftschicht sowohl für die Kernschicht als auch für das Trägermaterial, und die auf die Kernschicht aufgebrachte, zweite äußere polyurethanbasierte Schicht des Laminats bzw. Verbunds dient gleichzeitig als Haftschicht für die auf der dem Trägermaterial abgewandten Seite der Sperrschicht aufgebrachte Adsorptionsschicht. Die Verwendung von Polymeren auf Cellulosebasis für die Ausbildung der Sperrschicht, nämlich als Kernschichtmaterial und vorzugsweise im Verbund mit den zwei polyurethanbasierten Außenschichten, hat eine Reihe von Vorteilen: Zum einen sind Cellulose und Cellulosederivate ausgezeichnete Sperrschichtmaterialien insbesondere gegenüber chemischen Schad- bzw. Giftstoffen, wie z. B. Kampfstoffen (Lost etc.), und werden von diesen Materialien nicht angegriffen bzw. aufgelöst, und zum anderen verhindern die polyurethanbasierten Außenschichten eine Migration bzw. Diffusion der in der Kernschicht gegebenenfalls vorhandenen Weichmacher und dämpfen außerdem das durch die cellulosebasierte Kernschicht bedingte, beim Tragen als Schutzmaterial auftretende Knistern.As described above, according to one embodiment of the present invention, the adsorbent material of the present invention may comprise a cellulosic based polymer-based barrier layer. As described above, the barrier layer is thereby formed as a multilayer laminate or a multilayer composite of three interconnected layers, in this embodiment the core layer based on a cellulose-based polymer and the two outer layers connected to the core layer Base of a polyurethane are formed; the first outer polyurethane-based layer of the laminate or composite applied to the carrier material simultaneously serves as an adhesive layer for both the core layer and the carrier material, and the second outer polyurethane-based layer of the laminate or composite applied to the core layer simultaneously serves as an adhesive layer for the on the carrier material facing away from the barrier layer applied adsorption. The use of cellulose-based polymers for the formation of the barrier layer, namely as core layer material, and preferably in combination with the two polyurethane-based outer layers, has a number of advantages: First, cellulose and cellulose derivatives are excellent barrier materials, especially to chemical pollutants such , As warfare agents (Lost, etc.), and are not attacked or dissolved by these materials, and on the other hand, the polyurethane-based outer layers prevent migration or diffusion of optionally present in the core layer plasticizers and also attenuate the condition caused by the cellulose-based core layer in the Wear crackling as protective material.
Besonders homogene, gleichmäßige Sperrschichten werden erhalten, wenn man nach dem sogenannten ”Umkehrverfahren” arbeitet, d. h. wenn man die die Sperrschicht bildende Masse (z. B. eine PU-Dispersion) zunächst auf eine entfernbare bzw. abziehbare Trennschicht (z. B. silikonisiertes oder gewachstes Papier) aufträgt, anschließend trocknet und gegebenenfalls vernetzt und dann hierauf eine weitere Schicht aufträgt, die dann mit dem Trägermaterial verklebt werden kann. Nach Entfernen der Trennschicht kann man dann auf die zuvor mit der Trennschicht bedeckte Seite des Films (d. h. also auf die vom Trägermaterial abgewandte Seite des Films) eine weitere Schicht (z. B. eine PU-Dispersion) aufbringen, welche gleichzeitig als Haftschicht für die anschließend aufzubringende Adsorptionsschicht dient. Nach Aufbringen der Adsorptionsschicht sowie Trocknung und Vernetzung des Sperrschichtmaterials, gegebenenfalls unter Aufbringung eines Abdeckmaterials, resultiert dann ein erfindungsgemäßes Adsorptionsmaterial. Die zuvor beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich somit zur Ausbildung mehrlagiger Sperrschichten in Form eines Verbunds bzw. Laminats, z. B. Sperrschichten aus drei miteinander verbundenen bzw. verklebten Polyurethanschichten bzw. -lagen.Particularly homogeneous, uniform barrier layers are obtained when working according to the so-called "reversal process", ie when the mass forming the barrier layer (eg a PU dispersion) is first applied to a removable or peelable release layer (eg siliconized or waxed paper), then dried and optionally cross-linked and then applied on this, a further layer, which can then be bonded to the substrate. After removal of the release layer can then on the previously with the Separating layer-covered side of the film (ie, on the side facing away from the carrier material of the film) apply a further layer (eg., A PU dispersion), which also serves as an adhesive layer for the subsequently applied adsorption. After application of the adsorption layer and drying and crosslinking of the barrier layer material, optionally with the application of a covering material, an adsorption material according to the invention then results. The above-described embodiment of the method according to the invention is thus suitable for forming multilayer barrier layers in the form of a composite or laminate, for. B. barrier layers of three interconnected or bonded polyurethane layers or layers.
Zur Herstellung erfindungsgemäß vorgesehener polyurethanbasierter Sperrschichten wird bevorzugt eine wäßrige Dispersion aus einem präpolymeren, maskierten bzw. blockierten Isocyanats (z. B. IMPRAPERM® VP LS 2329 der Bayer AG Leverkusen) und einem isocyanatreaktivem Vernetzer (z. B. IMPRAFIX® VP LS 2330 der Bayer AG Leverkusen) eingesetzt. Weitere erfindungsgemäß ebenfalls geeignete Dispersionen sind z. B. in der
Das erfindungsgemäße Adsorptionsmaterial weist im allgemeinen eine Sperrschicht mit einer extrem hohen Wasserdampfdurchlässigkeit von mindestens 20 l/m2 pro 24 h bei einer Dicke von 50 μm auf (gemessen nach der ”Methode des umgekehrten Bechers” und bei 25°C). Hierdurch wird bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Adsorptionsmaterials in Schutzmaterialien, wie z. B. in Schutzanzügen, Schutzhandschuhen, Schutzabdeckungen und dergleichen, ein besonders hoher Tragekomfort gewährleistet.The adsorption material according to the invention generally has a barrier layer with an extremely high water vapor permeability of at least 20 l / m 2 per 24 hours at a thickness of 50 microns (measured according to the "inverted cup method" and at 25 ° C). This is when using the adsorption material according to the invention in protective materials, such. As in protective suits, protective gloves, protective covers and the like, ensures a particularly high level of comfort.
Das Trägermaterial, die Adsorptionsschicht und das gegebenenfalls vorhandene Abdeckmaterial setzen die Wasserdampfdurchlässigkeit des Adsorptionsmaterials zwar insgesamt – im Vergleich zur reinen Sperrschicht – etwas herab; die Wasserdampfdurchlässigkeit des Adsorptionsmaterials insgesamt ist dennoch sehr hoch und beträgt mindestens 10 l/m2 pro 24 h bei einer Dicke der Sperrschicht von 50 μm (bei 25°C).The support material, the adsorption layer and the optionally present cover material set the water vapor permeability of the adsorption material while a total - compared to the pure barrier layer - something down; the water vapor permeability of the adsorption material as a whole is still very high and is at least 10 l / m 2 per 24 h with a thickness of the barrier layer of 50 microns (at 25 ° C).
Die guten Trageeigenschaften werden bei Verwendung einer Adsorptionsschicht auf Aktivkohlebasis durch die Pufferwirkung der Aktivkohle noch zusätzlich verbessert. Bei Verwendung beispielsweise von Aktivkohlekügelchen als Adsorbensmaterial für die Adsorptionsschicht sind Auflagen von bis zu circa 250 g/m2 oder mehr üblich, so daß z. B. bei einem Schweißausbruch etwa 40 g/m2 Feuchtigkeit gespeichert werden können, die dann durch die Sperrschicht hindurch wieder nach außen abgegeben werden können. Ein auf Basis eines solchen Materials hergestellter Schutzanzug kann also theoretisch etwa 150 g Feuchtigkeit speichern.The good wearing properties are further improved by using an activated carbon-based adsorption layer by the buffer effect of the activated carbon. When using, for example, activated carbon beads as the adsorbent material for the adsorption layer runs of up to about 250 g / m 2 or more are common, so that z. B. at a sweat break about 40 g / m 2 of moisture can be stored, which can then be discharged through the barrier layer back to the outside. Thus, a protective suit made on the basis of such a material can theoretically store about 150 g of moisture.
Die Wasserdampfdurchlässigkeit einer kompakten, also nichtporösen bzw. kontinuierlichen (geschlossenen) Sperrschicht beruht immer auch auf dem Vorhandensein hydrophiler Segmente. Um einen guten Feuchtetransport bei nur mäßiger Quellung zu erzielen, sollten die hydrophilen Bereiche zwar zahlreich sein, aber nur ein mittleres wasserbindendes Vermögen aufweisen.The water vapor permeability of a compact, ie non-porous or continuous (closed) barrier layer is always based on the presence of hydrophilic segments. In order to achieve good moisture transport with only moderate swelling, the hydrophilic areas should indeed be numerous, but have only a medium water-binding capacity.
Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Sperrschicht handelt es sich also um eine hochwasserdampfdurchlässige Schicht, deren Durchlässigkeit für Gifte bzw. Kampfstoffe aber gering ist. Von der Sperrschicht aufgenommene Feuchtigkeit erhöht die Sperrwirkung. Die Quellbarkeit in Wasser sollte aber höchstens 35% betragen.The barrier layer provided according to the invention is thus a layer which is permeable to high water vapor but whose permeability to poisons or warfare agents is low. Moisture absorbed by the barrier increases the barrier effect. The swellability in water should be at most 35%.
Für die Ausbildung der Adsorptionsschicht können unterschiedliche Adsorbentien zum Einsatz kommen, wie sie in den Ansprüchen 25 bis 30 definiert sind. Bei der Verwendung von diskreten Aktivkohleteilchen, vorzugsweise in Kornform (”Kornkohle”) oder Kugelform (”Kugelkohle”), für die Ausbildung der Adsorptionsschicht haben diese vorzugsweise mittlere Durchmesser der Aktivkohleteilchen von < 0,5 mm, vorzugsweise < 0,4 mm, bevorzugt < 0,35 mm, besonders bevorzugt < 0,3 mm, ganz besonders bevorzugt ≤ 0,25 mm, jedoch mindestens 0,1 mm; die kleineren Aktivkohleteilchen sind für Anwendungen bevorzugt, bei denen eine gute Adsorptionskinetik und ein geringes Gewicht des Adsorptionsmaterials gefordert ist, während die größeren Aktivkohleteilchen insbesondere dann zum Einsatz kommen, wenn eine größere Adsorptionskapazität gefordert ist.For the formation of the adsorption different adsorbents can be used, as defined in claims 25 to 30 are used. When using discrete particles of activated carbon, preferably in granular form ("granular carbon") or spherical form ("spherical carbon"), for the formation of the adsorption layer, these preferably have average diameters of the activated carbon particles of <0.5 mm, preferably <0.4 mm <0.35 mm, more preferably <0.3 mm, most preferably ≦ 0.25 mm, but at least 0.1 mm; the smaller particles of activated carbon are preferred for applications where good adsorption kinetics and light weight of the adsorbent material are required, while the larger activated carbon particles are used especially when greater adsorption capacity is required.
Weitere Vorteile, Eigenschaften, Aspekte und Merkmale des erfindungsgemäßen Adsorptionsmaterials ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Es zeigt:Further advantages, properties, aspects and features of the adsorption material according to the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment shown in the drawing Embodiment of the present invention. It shows:
Weitere Ausgestaltungen, Abwandlungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne weiteres erkennbar und realisierbar, ohne daß er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verläßt.Further embodiments, modifications and variations of the present invention will be readily apparent to those skilled in the art upon reading the description and practicable without departing from the scope of the present invention.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht, welche die vorliegende Erfindung jedoch keinesfalls beschränken.The present invention will be illustrated by the following embodiments, which by no means limit the present invention.
Ausführungsbeispiele:EXAMPLES
Beispiel 1 (Vergleich):Example 1 (comparison):
Auf einen oleophobierten Außenstoff (Trägermaterial) wird in einer Menge von etwa 60 g/m2 eine Dispersion eines maskierten bzw. blockierten Diisocyanats mit dem dazugehörigen Vernetzer (Diisocyanat: IMPRAPERM® VP LS 2329 der Bayer AG Leverkusen und Vernetzer: IMPRAFIX® VP LS 2330 der Bayer AG Leverkusen) aufgerakelt und bei etwa 100°C getrocknet. Bei der Trocknung bildet sich ein geschlossener, klebriger Film eines präpolymeren Polyurethans, der einerseits nach seiner Vernetzung das direkte Durchschlagen von Giftstoffen bzw. Kampfstoffen verhindert bzw. deren Eindringen stark verzögert und dabei diese über eine größere Fläche verteilt.At a oleophobicized outer material (carrier material) is present in an amount of about 60 g / m 2, a dispersion of a masked or blocked diisocyanate with the appropriate crosslinking agent (diisocyanate: Impraperm ® VP LS 2329, Bayer AG Leverkusen and crosslinking agent: Imprafix ® VP LS 2330 Bayer AG Leverkusen) and dried at about 100 ° C. During drying, a closed, sticky film of a prepolymeric polyurethane is formed, which on the one hand, after its crosslinking, prevents the direct penetration of toxins or warfare agents or greatly retards their penetration while distributing them over a larger area.
Auf diesem klebrigen Film wird dann die Adsorptionsschicht aufgebracht. Die Adsorptionsschicht kann entweder aus einem Aktivkohlegewebe oder sonstigen Aktivkohleflächengebilden mit einem Flächengewicht von vorzugsweise 50 bis 100 g/m2 oder aus diskreten Aktivkohlekügelchen mit mittleren Durchmessern ≤ 0,3 mm in einer Menge von etwa 100 g/m2 bestehen.The adsorption layer is then applied to this sticky film. The adsorption layer may consist of either an activated carbon fabric or other activated carbon sheets having a basis weight of preferably 50 to 100 g / m 2 or discrete activated carbon beads having average diameters ≤ 0.3 mm in an amount of about 100 g / m 2 .
Anschließend wird die Adsorptionsschicht mit einem leichten Textil (circa 15 bis 30 g/m2), welches mit Hilfe eines Schmelzkleberwebs aufkaschiert wird, abgedeckt. Bei dieser Kaschierung muß die Temperatur mindestens 160°C erreichen, um die blockierten Isocyanatgruppen freizusetzen und die Vernetzung zu starten.Subsequently, the adsorption layer is covered with a light textile (about 15 to 30 g / m 2 ), which is laminated with the aid of a melt adhesive web. In this lamination temperature must reach at least 160 ° C to release the blocked isocyanate groups and start the cross-linking.
Es resultiert ein erfindungsgemäßes Adsorptionsmaterial mit einer luftundurchlässigen, wasserdampfdurchlässigen Sperrschicht auf Basis einer PU-Membran, die bei 25°C eine Wasserdampfdurchlässigkeit von mindestens 20 l/m2 pro 24 h bei einer Dicke von 50 μm aufweist und gleichzeitig als Haftmasse für die auf der vom Trägermaterial abgewandten Seite der Sperrschicht angeordnete Adsorptionsschicht (Aktivkohleflächengebilde bzw. diskrete Aktivkohlekügelchen) dient. Das auf diese Weise hergestellte Adsorptionsmaterial eignet sich insbesondere zur Herstellung von Schutzmaterialien aller Art, insbesondere zur Herstellung von Schutzanzügen, Schutzhandschuhen, Schutzabdeckungen und dergleichen.The result is an inventive adsorbent material with an air-impermeable, water vapor-permeable barrier layer based on a PU membrane, which has a water vapor permeability of at least 20 l / m 2 per 24 h at a thickness of 50 microns at 25 ° C and at the same time as an adhesive for on the Adsorption layer (activated carbon sheets or discrete activated carbon beads) arranged on the side of the barrier layer facing away from the carrier material is used. The adsorption material prepared in this way is particularly suitable for the production of protective materials of all kinds, in particular for the production of protective suits, protective gloves, protective covers and the like.
Beispiel 2 (erfindungsgemäß):Example 2 (according to the invention):
Auf ein silikonisiertes Papier wird in einer Menge von etwa 15 g/m2 eine Dispersion eines maskierten bzw. blockierten Diisocyanats mit dem dazugehörigen Vernetzer (Diisocyanat: IMPRAPERM® VP LS 2329 der Bayer AG Leverkusen und Vernetzer: IMPRAFIX® VP LS 2330 der Bayer AG Leverkusen) aufgerakelt und bei etwa 160°C bis etwa 180°C zu einem Film getrocknet und vernetzt. Auf diesen getrockneten und vernetzten Film wird erneut in einer Menge von etwa 15 g/m2 die zuvor genannte Dispersion aufgerakelt und bei etwa 100°C getrocknet. Bei der Trocknung bildet sich ein geschlossener, klebriger Film eines präpolymeren Polyurethans. Auf den noch klebrigen Film bringt man einen oleophobierten Außenstoff (Trägermaterial) auf, vernetzt das Ganze durch Erwärmen auf Temperaturen zwischen etwa 160°C und etwa 180°C und entfernt anschließend das silikonisierte Papier.Impraperm ® VP LS 2329, Bayer AG Leverkusen and crosslinking agent: In a siliconized paper, a dispersion of a masked or blocked diisocyanate with the appropriate crosslinking agent (diisocyanate is used in an amount of about 15 g / m 2 Imprafix ® VP LS 2330 from Bayer AG Leverkusen) and dried at about 160 ° C to about 180 ° C to a film and crosslinked. Onto this dried and crosslinked film, the above-mentioned dispersion is again knife-dried in an amount of about 15 g / m 2 and dried at about 100 ° C. During drying, a closed, tacky film of a prepolymeric polyurethane is formed. An oleophobized outer material (support material) is applied to the still sticky film, the whole is crosslinked by heating to temperatures between about 160 ° C. and about 180 ° C. and then the siliconized paper is removed.
Anschließend wird auf die zuvor mit dem silikonisierten Papier bedeckte Seite des zuvor erzeugten Polyurethanfilms erneut in einer Menge von etwa 15 g/m2 die zuvor genannte Dispersion aufgerakelt und bei etwa 100°C getrocknet, so daß sich ein geschlossener, klebriger Film eines präpolymeren Polyurethans bildet, auf den anschließend die Adsorptionsschicht aufgebracht wird. Die Adsorptionsschicht kann entweder aus einem Aktivkohlegewebe oder sonstigen Aktivkohleflächengebilden mit einem Flächengewicht von vorzugsweise 50 bis 100 g/m2 oder aus diskreten Aktivkohlekügelchen mit mittleren Durchmessern ≤ 0,3 mm in einer Menge von etwa 100 g/m2 bestehen. Dann wird die Adsorptionsschicht mit einem leichten Textil (circa 15 bis 30 g/m2), welches mit Hilfe eines Schmelzkleberwebs aufkaschiert wird, abgedeckt. Bei dieser Kaschierung muß die Temperatur mindestens 160°C erreichen, um die blockierten Isocyanatgruppen freizusetzen und die Vernetzung zu starten.Subsequently, on the previously covered with the siliconized paper side of the previously produced polyurethane film again in an amount of about 15 g / m 2, the aforementioned dispersion is knife-dried and dried at about 100 ° C, so that a closed, tacky film of a prepolymeric polyurethane forms, on which then the adsorption layer is applied. The adsorption layer may consist of either an activated carbon fabric or other activated carbon sheets having a basis weight of preferably 50 to 100 g / m 2 or discrete activated carbon beads having average diameters ≤ 0.3 mm in an amount of about 100 g / m 2 . Then the adsorption layer is covered with a light textile (about 15 to 30 g / m 2 ), which is laminated with the aid of a melt adhesive web. In this lamination temperature must reach at least 160 ° C to release the blocked isocyanate groups and start the cross-linking.
Es resultiert ein erfindungsgemäßes Adsorptionsmaterial mit einer im wesentlichen luftundurchlässigen, wasserdampfdurchlässigen Sperrschicht auf Basis einer dreischichtigen PU-Verbundmembran bzw. eines dreischichtigen Laminats mit einer Wasserdampfdurchlässigkeit von mindestens 20 l/m2 pro 24 h bei einer Dicke von 50 μm und bei 25°C. Das auf diese Weise hergestellte Adsorptionsmaterial eignet sich insbesondere zur Herstellung von Schutzmaterialien aller Art, insbesondere zur Herstellung von Schutzanzügen, Schutzhandschuhen, Schutzabdeckungen und dergleichen.The result is an inventive adsorbent having a substantially impermeable, water vapor-permeable barrier layer based on a three-layer PU composite membrane or a three-layer laminate having a water vapor permeability of at least 20 l / m 2 per 24 h at a thickness of 50 microns and at 25 ° C. The adsorption material prepared in this way is particularly suitable for the production of protective materials of all kinds, in particular for the production of protective suits, protective gloves, protective covers and the like.
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Legal Events
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8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
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Effective date: 20110616 |
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Representative=s name: VON ROHR PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT MBB, DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140301 |