[0001] Die Erfindung betrifft einen modularen Schutzanzug zum Schutz vor gesundheitsschädlichen
Substanzen.
[0002] Im Stand der Technik sind Schutzanzüge, mit denen die jeweiligen Träger vor gesundheitsschädlichen
atomaren, biologischen und/oder chemischen Substanzen geschützt werden sollen, bekannt.
Die Schutzanzüge sollen verhindern, dass die gesundheitsgefährdenden Substanzen an
den Körper des Trägers gelangen, und zwar unabhängig davon, ob die Substanzen in flüssiger
Form, gasförmig oder als Aerosol vorliegen.
[0003] Im Stand der Technik sind für entsprechende Schutzanzüge im Wesentlichen zwei grundsätzliche
Konstruktionsprinzipien bekannt.
[0004] Bei dem einen Konstruktionsprinzip, welches bspw. in der
DE 195 47 795 A1 gezeigt ist, umfasst der Schutzanzug eine vollkommen undurchlässige Schicht. Auch
wenn mit dieser vollkommen undurchlässigen Schicht die schädlichen Substanzen vom
Träger ferngehalten werden können, weisen entsprechende Schutzanzüge den Nachteil
auf, dass sie die natürliche Regulierung des Wärme- und Stoffhaushaltes des Körpers
des Trägers stark behindern. Um die Einsatzfähigkeit des Trägers aufrechtzuerhalten
werden daher mit Filtern versehene Gebläse eingesetzt, die für eine Durchlüftung des
Schutzanzugs und insbesondere zum Abtransport von Körperwärme und -Feuchtigkeit des
Trägers sorgen. Die Filter sorgen dabei dafür, dass schädliche Substanzen aus der
Umgebung nicht in den Schutzanzug gelangen. Nachteilig an diesem Stand der Technik
ist, dass das Gebläse unabhängig von den Umgebungsbedingungen zwingend und dauerhaft
erforderlich ist. Insbesondere müssen Gebläse, Filter und ggf. Batterien zum Betrieb
des Gebläses vom Träger des Schutzanzuges dauerhaft mit herumgetragen werden.
[0005] Bei dem anderen Konstruktionsprinzip, bspw. gemäß
EP 1 308 186 B1, weist der Schutzanzug einen Mehrschichtenaufbau auf, bei dem den einzelnen Schichten
unterschiedliche Funktionen zukommen. Insbesondere ist in der fest mit einer wasserabweisenden
aber atmungsaktiven Oberware verbundene Futterware des Schutzanzuges eine Membran
als Sperrschicht gegen gesundheitsschädliche Substanzen eingearbeitet. Die Membran
kann auf Zellulose basieren, wodurch eine Vielzahl, jedoch nicht alle gesundheitsgefährdenden
Substanzen abgehalten werden können. Die grundsätzlich ebenfalls bekannte Abwehr von
gesundheitsgefährdenden Substanzen mithilfe von Aktivkohle kommt bei entsprechenden
Schutzanzügen regelmäßig nicht zum Einsatz, da die Aktivkohle auch durch nicht-gesundheitsgefährdende
Substanzen gesättigt wird, womit sie letztendlich ihre Schutzwirkung verliert. Die
Überprüfung des Sättigungsgrades und oder die Regeneration von in Futterware eingearbeitete
Aktivkohle-Membranen ist - sofern überhaupt möglich - sehr aufwendig und kostenintensiv.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schutzanzug zum Schutz gegen gesundheitsschädliche
Substanzen zu schaffen, bei denen die Nachteile aus dem Stand der Technik nicht mehr
oder nur noch in vermindertem Umfang auftreten.
[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Schutzanzug gemäß dem Hauptanspruch. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0008] Demnach betrifft die Erfindung einen modularen Schutzanzug zum Schutz gegen gesundheitsschädliche
Substanzen umfassend wenigstens zwei unverbunden übereinander liegende Bekleidungsschichten,
wobei die außen liegende Bekleidungsschicht flüssigkeitsabweisend ist, und die innen
liegende Bekleidungsschicht eine mehrlagige Laminatanordnung mit zwei Decklagen und
wenigstens einer dazwischenliegenden Innenlage zum Abhalten von gesundheitsschädlichen
Substanzen umfasst, wobei die innen liegende Bekleidungsschicht wasserdampf- und wärmedurchlässig
ausgestaltet ist.
[0009] Der erfindungsgemäße Schutzanzug zeichnet sich durch seinen modularen Aufbau mit
wenigstens zwei Bekleidungsschichten auf, wobei die beiden Bekleidungsschichten jeweils
unterschiedliche Schutzfunktionen ausüben, strukturell jedoch nicht miteinander verbunden
sind.
[0010] Die außen liegende Bekleidungsschicht ist grundsätzlich flüssigkeitsabweisend, insbesondere
wasser- und ölabweisend, um gesundheitsschädliche Substanzen in flüssiger Form möglichst
weitgehend von der innen liegenden Bekleidungsschicht und dem Träger des Schutzanzuges
fernzuhalten. Die außen liegende Bekleidungsschicht ist vorzugsweise atmungsaktiv,
sprich wasserdampfdurchlässig. Je nach Einsatzzweck des Schutzanzuges kann wahlweise
aber auch vollkommen undurchlässig sein, wobei aufgrund der Modularität des Schutzanzuges
lediglich die außen liegende Bekleidungsschicht zu wechseln ist. In der Regel handelt
es sich bei der außen liegenden Bekleidungsschicht um Oberware, die entsprechend widerstandsfähig
gegen mechanische Belastung ausgestaltet werden kann.
[0011] Der Schutz gegen gesundheitsschädliche Substanzen, die unmittelbar durch die äußere
Bekleidungsschicht hindurchtreten, bspw. weil diese wasserdampfdurchlässig ist oder
Beschädigungen wie Löcher oder Risse aufweist, oder an ggf. freiliegenden Rändern
der außen liegenden Bekleidungsschicht zwischen die innen liegende und außen liegende
Bekleidungsschicht eindringen, wird über die innen liegende Bekleidungsschicht realisiert.
Dazu weist die innen liegende Bekleidungsschicht eine Laminatanordnung auf, mit der
gesundheitsschädliche Substanzen abgehalten werden können. Die Laminatanordnung kann
dabei eine oder mehrere Innenlagen umfassen, wobei unterschiedlichen Ausgestaltungen
der einzelnen Innenlagen im Hinblick auf den vorgesehenen Einsatzzweck bzw. die zu
erwartenden abzuhaltenden Substanzen ausgestaltet sein können. So kann eine Innenlage
bspw. auf Aktivkohle-Basis ausgestaltet sein, die grundsätzlich permeabel ist, bei
der jedoch nahezu alle gesundheitsschädliche Substanzen bei Durchtritt durch die Aktivkohle-Innenlage
solange durch Adsorption zurückgehalten werden, bis die Aktivkohle gesättigt ist.
Auch ist eine Innenlage auf Zellulose-Basis möglich, die lediglich semi-permeable
ist, wodurch ein Großteil von bekannten gesundheitsschädlichen Substanzen aufgehalten
werden kann. Eine Innenlage auf Zellulose-Basis bietet außerdem zuverlässigen Schutz
vor gesundheitsschädlichen Substanzen, die in flüssiger Form oder als Aerosol auf
die innen liegende Bekleidungsschicht auftreffen. Durch eine beispielhafte Kombination
einer Innenlage auf Zellulose-Basis mit einer Aktivkohle-Innenlage können die jeweiligen
Vorteile beider Innenlagen-Ausgestaltungen erreicht werden. Dabei kann ein zweilagiger
Aufbau realisiert werden, oder es wird eine kombinierte Innenlage mit Aktivkohle und
Zellulose geschaffen. Es ist selbstverständlich auch möglich, alternativ oder zusätzlich
andere zur Abhaltung von gesundheitsschädlichen Substanzen geeignete Innenlagen vorzusehen.
[0012] Weist die Laminatanordnung eine Innenlage auf, die nach einer gewissen Zeit gesättigt
ist bzw. eine Sättigung der Adsorptionsleistung aufweist, kann die Innenlage durch
entsprechende Behandlung nur der innen liegenden Bekleidungsschicht ggf. regeneriert
oder aber durch eine neue innen liegende Bekleidungsschicht ersetzt werden. In beiden
Fällen kann aufgrund der Unverbundenheit der beiden Bekleidungsschichten die äußere
Bekleidungsschicht unverändert bleiben und problemlos mit einer regenerierten oder
neuen innen liegenden Bekleidungsschicht weiter- bzw. wiederverwendet werden. Da die
Funktion der innen liegenden Bekleidungsschicht auf die Abhaltung von gesundheitsschädlichen
Substanzen beschränkt ist, ist die innen liegende Bekleidungsschicht vergleichsweise
kostengünstig herstellbar, sodass insbesondere auch bei sich verbrauchenden Innenlagen
eine Einmalverwendung der innen liegenden Bekleidungsschicht in Betracht kommt. Um
eine verfrühte Sättigung zu vermeiden, ist die innen liegende Bekleidungsschicht vor
ihrer Verwendung vorzugsweise vakuumverpackt.
[0013] Da die innen liegende Bekleidungsschicht regelmäßig keinen besonderen, von außen
einwirkenden mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, können die innen liegende Bekleidungsschicht
und insbesondere die die Laminatanordnung begrenzenden Deckschichten auf den Tragekomfort
hin optimiert werden. Insbesondere können die Deckschichten textile Deckschichten
sein, deren Oberfläche bspw. im Hinblick auf gute Hautverträglichkeit gewählt sein
kann.
[0014] Unabhängig von der tatsächlichen Ausgestaltung der Laminatanordnung ist die innen
liegende Bekleidungsschicht erfindungsgemäß wasserdampf- und wärmedurchlässig ausgestaltet,
sodass der körperphysiologische Thermohaushalt von der innen liegenden Bekleidungsschicht
möglichst wenig beeinflusst wird. Dazu weist die innen liegende Bekleidungsschicht
vorzugsweise eine Wasserdampfdurchgangswiderstand von höchstens 8
m2·
Pa/
W, weiter vorzugsweise von höchstens 6
m2·
Pa/
W, besonders bevorzugt von höchstens 4
m2·
Pa/
W auf. Auch ist bevorzugt, wenn der Wärmedurchgangswiderstand der innen liegenden Bekleidungsschicht
höchstens 50·10
-3m2·
K/
W, vorzugsweise höchstens 40·10
-3m2·
K/
W, weiter vorzugsweise höchstens 30·10
-3m2·
K/
W beträgt.
[0015] Um einen guten Tragekomfort der innen liegenden Bekleidungsschicht zu gewährleisten,
weist die innen liegende Bekleidungsschicht eine maximale Dicke von kleiner gleich
2 mm, vorzugsweis kleiner gleich 1,7 mm, vorzugsweise kleiner gleich 1,4 mm auf.
[0016] Zur Reduzierung von Übergängen im Bereich der innen liegenden Bekleidungsschicht,
durch die ggf. gesundheitsschädliche Substanzen an die Haut des Trägers gelangen könnten,
ist die innen liegende Bekleidungsschicht vorzugsweise mit integrierten Füßlingen,
Schutzschuhen, einer Kapuze, einem Schlauchkragen und/oder Schutzhandschuhen ausgestattet.
Dadurch können auch Hände, Füße, Hals und/oder Kopf (mit Ausnahme des Gesichtsfeldes)
durch die innen liegenden Bekleidungsschicht geschützt werden.
[0017] Die innen liegende und/oder außen liegende Bekleidungsschichten sind vorzugsweise
flammhemmend und/oder antistatisch ausgestaltet.
[0018] Insbesondere wenn die außen liegende Bekleidungsschicht wasserdampfdurchlässig ist,
sodass der modulare Schutzanzug insgesamt als atmungsaktiv gelten kann, sind die beschriebene
außen liegende und innen liegende Bekleidungsschichten häufig ausreichend. Bei besonders
herausfordernden klimatischen Bedingungen, falls aufgrund eines bestimmten Einsatzzweckes
eine vollkommen undurchlässige außen liegende Bekleidungsschicht gewählt wird und/oder
aufgrund starker körperlicher Belastung des Trägers, kann zwischen außen liegender
und innen liegender Bekleidungsschicht wenigstens bereichsweise eine Distanzlage zur
Luftführung zwischen den beiden Bekleidungsschichten angeordnet sein. Die Distanzlage
ist dabei mit keiner der benachbarten Bekleidungsschichten verbunden, sodass sie flexibel
und bspw. abhängig von den herrschenden klimatischen Bedingungen und/oder der körperliches
Belastung des Trägers vorgesehen oder weggelassen werden kann. Durch die Distanzschicht
wird eine Luftbewegung unmittelbar über der innen liegenden Bekleidungsschicht ermöglicht,
welche den Abtransport von durch die innen liegende Bekleidungsschicht hindurchtretenden
Wasserdampf und somit die Temperaturregulation des Körpers des Trägers begünstigt.
Eine unmittelbare Schutzfunktion vor gesundheitsschädlichen Substanzen ist bei der
Distanzlage nicht erforderlich und regelmäßig auch nicht vorgesehen.
[0019] Um die Temperaturregulation weiter zu begünstigen, kann ein Sauggebläse zur Erzeugung
eines Luftstroms in der Distanzlage vorgesehen sein. Mit diesem Sauggebläse wird eine
Konvektion von Luft durch die Distanzlage erzwungen, wobei das Sauggebläse die in
der Distanzlange befindlichen Luft ansaugt, die dann durch "neue" Luft ersetzt wird.
Die "neue" Luft kann entweder durch die äußere Bekleidungsschicht in die Distanzlage
gelangen, sofern diese atmungsaktiv ausgestaltet ist, oder es sind besondere Zuströmungsöffnungen
in der äußeren Bekleidungsschicht vorgesehen, die ggf. auch mit Flüssigkeits-und/oder
Staubfiltern o.ä. ausgestaltet sein können. Letzteres ist insbesondere für Schutzanzüge
mit vollkommen undurchlässiger außen liegender Bekleidungsschicht relevant.
[0020] Bei der Distanzlage kann es sich insbesondere um ein Abstandsgewirk und/oder ein
Abstandsgewebe handeln. Zum Schutz des Gewirks bzw. des Gewebes kann die Distanzlage
noch textile Deckschichten aufweisen.
[0021] Bei den gesundheitsschädlichen Substanzen kann es sich insbesondere um atomare, biologische
oder chemische Schadstoffe handeln. Der erfindungsgemäße Schutzanzug kann insbesondere
ein ABC-Schutzanzug sein.
[0022] Die Erfindung wird nun anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- Figur 1:
- eine schematische Darstellung der einzelnen Komponenten eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen modularen Schutzanzuges; und
- Figur 2a, b:
- schematische Schnittansichten verschiedener Konfigurationen des modularen Schutzanzuges
gemäß Figur 1.
[0023] Der in Figur 1 dargestellte modulare Schutzanzug 1 ist als Fliegerbekleidung für
einen Kampfpiloten ausgebildet. Demzufolge ist die äußere Bekleidungsschicht 10 als
Kampfpilotenanzug konfektioniert und weist eine widerstandsfähige Außenseite auf.
Die äußere Bekleidungsschicht 10 ist aus einem atmungsaktiven bzw. wasserdampfdurchlässigen,
im Übrigen aber flüssigkeits-, insbesondere wasser- und ölabweisenden Material gefertigt.
[0024] Der Schutzanzug 1 umfasst weiterhin eine innen liegende, wasserdampf- und wärmedurchlässige
Bekleidungsschicht 20, deren Aufbau nachfolgend in Zusammenhang mit Figur 2 noch erläutert
wird. Die innen liegende Bekleidungsschicht 20 umfasst eine Hose 24, ein Oberteil
25 mit Schlauchkragen 26, Füßlinge 27 und Handschuhe 28. Die einzelnen Komponenten
der innen liegende Bekleidungsschicht 20 sind so ausgeführt, dass sie im getragenen
Zustand an den Übergangsstellen einander überlappen, um ein Eindringen von gesundheitsschädlichen
Substanzen durch Zwischenräume zu vermeiden. Der Schlauchkragen dient als Übergang
zum Helm 40, womit auch im Übergang zwischen Schutzanzug 1 und Helm 40 ein Eindringen
von gesundheitsschädlichen Substanzen verhindert werden kann.
[0025] Optional kann zwischen der innen liegende Bekleidungsschicht 20 und der außen liegenden
Bekleidungsschicht 10 noch eine Distanzlage 30 angeordnet werden, die - wie in Figur
1 dargestellt - als sog. Shorty ausgeführt sein kann, sich also insbesondere nicht
über die Arme und die gesamte Länge der Beine der als Overalls ausgestalteten innen
liegende Bekleidungsschicht 20 erstreckt. An der Distanzlage 30, deren genauer Aufbau
noch anhand Figur 2a erläutert werden wird, ist ein Sauggebläse 31 vorgesehen, mit
die in der Distanzlage 30 enthaltene Luft herausgesaugt werden kann.
[0026] Zum Anlegen des Schutzanzugs 1 zieht ein Pilot zunächst die Komponenten 24-28 der
innen liegende Bekleidungsschicht 20 an, wobei es unerheblich ist, ob er dabei noch
zusätzliche Unterwäsche trägt oder die innen liegende Bekleidungsschicht 20 als Unterwäsche
dienen soll. Anschließend kann er wahlweise die Distanzlage 30 überstreifen, bevor
er den eigentlichen Kampfanzug als äußere Bekleidungsschicht 10 anlegt. Zum Abschluss
zieht der Pilot noch Helm 40, Überhandschuhe und Stiefel an. Der Helm 40 ist dabei
mit geeignetem Schutz vor gesundheitsschädlichen Substanzen ausgestattet. Für die
Stiefel und die Überhandschuhe ist es ausreichend, wenn diese flüssigkeitsabweisend
sind - der Schutz vor gesundheitsschädlichen Substanzen im Bereich der Füße und Hände
ist durch die Füßlinge 27 und Handschuhe 28 der innen liegenden Bekleidungsschicht
20 gewährleistet.
[0027] In Figur 2 sind beispielhaft Querschnitte durch den modularen Schutzanzug 1 gemäß
Figur 1 im angelegten Zustand dargestellt, wobei Figur 2a den Schutzanzug 1 mit angelegter
Distanzlage 30, Figur 2b den Schutzanzug 1 ohne Distanzlage 30 zeigt. In Figur 2 sind
die einzelnen Bekleidungsschichten 10, 20, 30 außerdem beabstandet dargestellt, um
die erfindungsgemäß vorgesehen strukturelle Unverbundenheit untereinander zu verdeutlichen.
Im Realfall liegen die Bekleidungsschichten 10, 20, 30 selbstverständlich unmittelbar
aufeinander auf.
[0028] Die äußere Bekleidungsschicht 10 besteht - wie bereits ausgeführt - aus atmungsaktivem,
flüssigkeitsabweisendem Material.
[0029] Die innen liegende Bekleidungsschicht 20 umfasst eine Laminatanordnung 21 23 mit
zwei textilen Decklagen 22 aus Baumwolle und/oder Kunstfaser und einer dazwischen
angeordneten Innenlage 23. Die Innenlage 23 umfasst Aktivkohle, die aufgrund ihrer
Adsorptionswirkung Schutz vor gesundheitsschädlichen Substanzen bietet. Die Laminatanordnung
21 ist atmungsaktiv, sodass die innen liegende Bekleidungsschicht 20 eine Wasserdampfdurchlässigkeit
von 4
m2·
Pa/
W aufweist. Der Wärmeleitwiderstand der innen liegenden Bekleidungsschicht beträgt
30· 10
-3m2·
K/
W, deren Gesamtdicke 1,4 mm. Aufgrund des Aktivkohle in der Laminatanordnung 21 ist
die innen liegende Bekleidungsschicht 20 zur Einmalnutzung vorgesehen und muss nach
einer vorgegebenen Tragedauer ausgetauscht werden.
[0030] Die nur optional vorzusehende Distanzlage 30 (vgl. Figur 2a) umfasst ein Abstandsgewirk
32, welches zwischen zwei luftdurchlässigen textilen Deckschichten 33 angeordnet ist.
Aufgrund des Abstandsgewirkes 32 kann sich die Luft zwischen der außen liegenden und
der innen liegenden Bekleidungsschicht 10, 20 auch in Richtung parallel zu den Schichten
10, 20 bewegen, um so bspw. über das Gebläse 31 (vgl. Figur 1) herausgesogen zu werden.
Luft kann dann durch die atmungsaktive äußere Bekleidungsschicht 10 nachströmen.
[0031] Sämtliche Schichte - sowohl die innen liegende und die außen liegende Bekleidungsschichten
10, 20, als auch die Distanzlage 20 - sind antistatisch und flammhemmend ausgestaltet,
was durch geeignete Materialauswahl erreicht werden kann.
1. Modularer Schutzanzug (1) zum Schutz gegen gesundheitsschädliche Substanzen umfassend
wenigstens zwei unverbunden übereinander liegende Bekleidungsschichten (10, 20), wobei
die außen liegende Bekleidungsschicht (10) flüssigkeitsabweisend ist, und die innen
liegende Bekleidungsschicht (20) eine mehrlagige Laminatanordnung (21) mit zwei Decklagen
(22) und wenigstens einer dazwischen angeordneten Innenlage (23) zum Abhalten von
gesundheitsschädlichen Substanzen umfasst, wobei die innen liegende Bekleidungsschicht
(20) wasserdampf- und wärmedurchlässig ausgestaltet ist.
2. Schutzanzug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen außen liegender und innen liegender Bekleidungsschicht (10, 20) wenigstens
bereichsweise eine Distanzlange (30) zur Luftführung zwischen den beiden Bekleidungsschichten
(10, 20) angeordnet ist, wobei die Distanzlange (30) mit keiner der benachbarten Bekleidungsschichten
(10, 20) verbunden ist.
3. Schutzanzug nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Sauggebläse (31) zur Erzeugung eines Luftstroms in der Distanzlage (30) vorgesehen
ist.
4. Schutzanzug nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Distanzlagen (30) ein Abstandsgewirk (32) und/oder ein Abstandsgewebe umfasst.
5. Schutzanzug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Laminatanordnung (21) der innen liegenden Bekleidungsschicht (20) eine oder mehrere
Innenlagen auf Aktivkohle-und/oder Zellulose-Basis umfasst.
6. Schutzanzug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Decklagen (22) der innen liegenden Bekleidungsschicht (20) textile Decklagen (24)
sind.
7. Schutzanzug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die innen liegende Bekleidungsschicht (20) eine Wasserdampfdurchlässigkeit von höchstens
8m2·Pa/W, vorzugsweise von höchstens 6m2·Pa/W, weiter vorzugsweise von höchstens 4m2·Pa/W aufweist.
8. Schutzanzug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wärmeleitwiderstand (20) der innen liegenden Bekleidungsschicht höchstens 50·10-3m2·K/W, vorzugsweise höchstens 40·10-3m2·K/W, weiter vorzugsweise höchstens 30· 10-3m2·K/W beträgt.
9. Schutzanzug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die innen liegende Bekleidungsschicht (20) eine maximale Dicke von kleiner gleich
2 mm, vorzugsweis kleiner gleich 1,7 mm, vorzugsweise kleiner gleich 1,4 mm aufweist.
10. Schutzanzug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die innen liegende Bekleidungsschicht (20) Füßlinge (27), Schutzschuhe, Handschuhe
(28), einen Schlauchkragen (26) und/oder einer Kapuze umfasst.
11. Schutzanzug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die innen liegende und/oder außen liegende Bekleidungsschicht (10, 20) flammhemmend
und/oder antistatisch ausgestaltet ist.