3-D-Textilien schützen vor extremen Hitzebelastungen

Die ideale Ergänzung zu konventionellen Schutzbekleidungen sind funktionalisierte, so genannte dreidimensionale Unterbekleidungen. Diese neu entwickelte Schutzkleidung besteht aus einem mehrschichtigen Aufbau, wobei die unterschiedlichen Schichten dann eben verschiedene Funktionen übernehmen. Die zentrale Rolle kommt dabei einem Abstandgestrick zu.

Die Schutzwirkung dieses Abstandsgestricks basiert zum einen auf der Vermeidung von Hautkontakt zu den darüber liegenden Schichten der Schutzkleidung, um Verbrühungen durch den eigenen Körperschweiß zu verhindern und zum anderen wird ein Kühleffekt durch einen Feuchteabtransport erzeugt. Das Gestrick funktioniert besonders gut, indem lokal unterschiedliche Steifigkeiten erzeugt werden. Die Steifigkeit kann über den Polfaden maschinenseitig maschengenau eingestellt und im Prozess flexibel gewechselt werden.

In Deutschland sind rund 10 Prozent der Erwerbstätigen an ihren Arbeitsplatzen hohen Temperaturen ausgesetzt, schreiben die Autoren Lukas Lechthaler, Kristina Simonis, Marie-Isabel Popzyk, Christoph Peiner, Thomas Gries vom Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA), Aachen sowie Markus Tutsch von STS Textiles GmbH & Co. KG, Grunbach in ihrem Fachartikel in Technische Textilien. Und ergänzen: Neben starker körperlicher Anstrengung kann eine erhöhte Umgebungstemperatur zur einer Erhöhung der Körpertemperatur und damit zu lebensbedrohlichen Hitzeschocks (ab 40° C Körpertemperatur) fuhren. Dieser Gefahr kann und muss mit der Verwendung geeigneter Schutzkleidung begegnet werden. Es zeigt auch die Notwendigkeit der Entwicklung neuer Materialien.

Ein neuer Ansatz beim Hitzeschutz

Im Rahmen des Forschungsprojekts „Entwicklung von hitzeexponierten Arbeitsschutz-Textilien“ liegt der Fokus auf den tieferen Bekleidungsschichten. In der Regel wird konventionelle Baumwollunterwäsche zur Aufsaugung der Feuchtigkeit verwendet, wahrend die äußeren Schichten vor Hitzestrahlung und Verbrennungen schützen. Die Baumwolle liegt dabei direkt auf der Haut auf und kann aufgrund ihres guten Absorptionsverhaltens große Mengen Feuchtigkeit aufnehmen und speichern. Das Problem dabei ist, dass die gespeicherte Feuchtigkeit durch Aufheizung von Außen, die nicht durch Schutzkleidung abgefangen wird, zu einer starken Erwärmung führt. Dadurch kann es tatsächlich zu Verbrühungen und Überhitzungen durch den eigenen Körperschweiß kommen.

Der Anteil dieser Hitzeschäden an allen Arbeitsunfällen liegt für hitzeexponierte Arbeitsplatze in Deutschland bei etwa 50 Prozent. Ziel ist es, durch Verwendung der 3D-Unterwäsche diesen Anteil auf 10 Prozent zu reduzieren.

Insbesondere druckbelastete Stellen werden dazu lokal verstärkt, um einen Kontakt von Haut und der darüber liegenden Schicht der Schutzbekleidung zuverlässig zu unterbinden. In hochbelasteten Bereichen wie Knie, Ellenbogen oder Schultern, müssen daher lokale Verstärkungen über steifere, den Abstand haltende Polfäden eingesetzt werden. Eine Möglichkeit die Steifigkeit des Polfadens im laufenden Produktionsprozess zu wechseln, gibt es jedoch nach aktuellem Forschungsstand nicht.