Wasserdichte Membran

Hoher Tragekomfort wird auch beim Handschutz zunehmend zum Schlüsselfaktor. Eigentlich scheint es selbstverständlich, den Händen als wichtigsten Greifwerkzeugen des Menschen besondere Aufmerksamkeit...

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Hoher Tragekomfort wird auch beim Handschutz zunehmend zum SchlüsselfaktorEigentlich scheint es selbstverständlich, den Händen als wichtigsten Greifwerkzeugen des Menschen besondere Aufmerksamkeit und gezielten Schutz zukommen zu lassen. Die Praxis beweist das Gegenteil. Handschutz ist zwar Bestandteil der persönlichen Schutzausrüstung, die in den EU-Normen formulierten Mindestanforderungen beschränken sich jedoch weitgehend nur auf die reine Schutzfunktion. Dabei definiert sich ein geeigneter Schutzhandschuh zunehmend auch über sein ergonomisches und physiologisches Leistungspotenzial.Gerade im Hinblick auf den letzteren Einflussfaktor leistet die Verwendung von Membranen heute einen entscheidenden Beitrag. In der Arbeitswelt spielt das Thema Handschuhe immer noch eine untergeordnete Rolle. Schlechte Erfahrungen mit minderer Qualität führen nicht selten dazu, dass das Tragen von Handschuhen generell abgelehnt wird. Bemängelt werden neben eingeschränkter Beweglichkeit und Taktilität fehlender Nässeschutz sowie unzureichendes Wärme- und Feuchtemanagement des Handschuhmaterials.Dabei sind gerade die Hände, wenn sie ungeschützt sind, im Arbeitsprozess vielfältigen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Resultat des fehlenden oder falschen Handschutzes sind dann Berufskrankheiten der Hände.Die Tatsache, dass Handverletzungen nach wie vor an der Spitze der gewerblichen Unfälle stehen, macht die Bedeutung des Handschutzes durch geeignete Schutzhandschuhe deutlich.Vielzahl an Normen bildet Grundlage für PrüfungenHeute gibt es eine Vielzahl an Normen, die die Grundlage für die Prüfung und Zulassung eines Handschuhs als Teil der persönlichen Schutzausrüstung (PSA) bilden. Sie sind entstanden als Ergebnis der Zusammenarbeit zwischen Gesetzgebung, Industrie und Forschung und wurden im Zuge der Europäisierung weiter ausgebaut.Neben allgemeinen Anforderungen an Handschuhe (EN 420) geht es dabei in erster Linie um den Schutz der Hände vor Schädigungen durch Umweltbelastungen wie Schutz vor Chemikalien und Mikroorganismen (EN 374), Schutz vor mechanischen Einwirkungen (EN 381, EN 388, EN 1082) sowie Schutz vor thermischen und ionisierenden Risiken (EN 407, EN 421, EN 511, EN 659). Damit betreffen die in diesen Normen aufgeführten Mindestanforderungen primär nur den Schutz der Träger vor Gefährdungspotenzialen am Arbeitsplatz. Sie beinhalten dagegen keine Anforderungen an das physiologische Leistungspotenzial des Handschuhs.Dabei sind gerade physiologische Eigenschaften wie Wasserdichtigkeit, Wärmeisolation und Atmungsaktivität des verwendeten Materials - neben bestmöglicher Taktilität und Schutzfunktion - von entscheidendem Einfluss für den Tragekomfort des Schutzhandschuhs und damit letztlich auch für seine Akzeptanz beim Träger.Die Ansprüche an den Tragekomfort von Schutzhandschuhen sind erheblich gewachsen. Zum einen sind auf der Trägerseite die Anforderungen an die Gesundheitsorientierung der Handschuhe größer geworden. Bloße Sicherstellung der primären Schutzfunktion genügt heute nicht mehr. Gefordert wird in erster Linie ein Handschuh, der neben der Schutzfunktion auch Nässe- und Kälteschutz bietet, denn mit nassen und eventuell noch kalten Händen wird Arbeiten zur Qual und schließlich unmöglich.Darüber hinaus sollte er über ein abgestimmtes Wärme- und Feuchtemanagement verfügen und die thermoregulierenden Wirkprinzipien der Haut, die für Gesundheit und Wohlbefinden verantwortlich sind, bestmöglich unterstützen. Zum anderen gewinnt Komfort auch auf Beschafferseite stetig an Bedeutung. Schutzhandschuhe, die nur einen bestimmten Schutzbereich abdecken oder die für verschiedene Arbeitssituationen gewechselt werden müssen, werden dagegen immer weniger toleriert. Hinzu kommt, dass Sicherheitshandschuhe häufig aus Komfortmängeln abgelehnt werden und daraus resultierende Verletzungen sowie Fehlzeiten durchaus vermeidbar wären.Ein dritter Aspekt liegt in dem zunehmenden Wissensstand der Träger und Beschaffer über Funktionsmaterialien und deren Leistungsprofil. Positive, eigene Erfahrungen im Freizeit- und Sportbereich setzen dabei zunehmend Maßstäbe auch in der Arbeitswelt.Alle diese Entwicklungen verdeutlichen die Notwendigkeit, den Komfortaspekt stärker in der Normierung zu berücksichtigen und aktiv in den Anforderungskatalog der einzelnen Normen zu integrieren. Nicht Tragepflicht, sondern Tragefreude sollte das Ziel der Normierung sein. Wo bei der PSA für Schutzbekleidung gestiegene Anforderungen an den physiologischen Komfort bereits zu einer spezifischen Ausgestaltung der EN-Normeninhalte geführt hat, wird auch im Handschuhbereich allmählich die Einsicht gewonnen, sich dieser Herausforderung zu stellen.Eines bleibt jedoch zu berücksichtigen: Der Einbau des Komfortaspektes in die einzelnen Normen ist nur sinnvoll, wenn die Industrie diesem Anspruch durch geeignete Materialentwicklungen und Verarbeitungstechnologien auch gerecht werden kann.Komfortabler Handschutz sollte wasserdicht seinKomfortabler Handschutz sollte wasserdicht sein. Diese Dichtigkeit muss sowohl über das verwendete Material als auch über die Konstruktion des Handschuhs dauerhaft gewährleistet sein. Gerade die Vielzahl der Nähte beim Handschuh stellt besonders hohe Anforderungen an die Verarbeitung.Ebenso unverzichtbar ist eine hohe und zuverlässige Atmungsaktivität. Hände übernehmen eine wichtige Funktion bei der Wärmeregulierung des Körpers. Sie sind mit rund 10% an der Wärmeableitung des Körpers beteiligt. Dabei wirken die Finger ähnlich wie Kühlrippen des Kühlers eines Fahrzeugmotors.Verglichen mit anderen Körperregionen verfügen sie über einen extrem hohen Anteil an aktiven Schweißdrüsen (Bild 1). Dieser natürliche Verdunstungsprozess muss durch das Handschuhmaterial unterstützt werden. Andererseits dürfen die Hände auch nicht kalt werden, sonst sind sie in ihrer feinmotorischen Leistungsfähigkeit eingeschränkt. Ausgehend von einer mit rund 25 °C vergleichsweise geringen Komforttemperatur der Hände, führen bereits geringe Temperaturschwankungen dazu, dass die feinmotorische Leistungsfähigkeit rapide abnimmt.Bereits unterhalb von 15 °C steigt die Unfallhäufigkeit erheblich. Aber auch bei hohen Temperaturen über 25 °C nimmt dieses Risiko speziell bei Männern extrem schnell zu. Damit muss sowohl der Isolierung als auch der Atmungsaktivität besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Material und Konstruktion sind so zu wählen, dass entstehender Körperschweiß schnell und effektiv an die Außenluft weitergegeben wird. So kann unangenehmer Feuchtestau im Handschuh vermieden werden, der bei hohen Außentemperaturen zu Überhitzung und bei niedrigen zu Unterkühlung führt.Eine dritte wichtige komfortbestimmende Größe bei Handschuhen ist die Passform. Der Handschuh sollte sich durch Elastizität genau der Anatomie der Hand anpassen und neben ausreichender Bewegungsfreiheit bestmögliche Griffsicherheit zulassen. Die Fertigung von Handschuhen ist sehr aufwendig und enthält auch heute noch einen hohen Anteil an Handarbeit.Obwohl das Angebot an Schutzhandschuhen mittlerweile vielfältig ist, gelingt es heute nur wenigen Anbietern, effektiven Schutz mit physiologischem Tragekomfort und ergonomischer Passform zu verbinden. Mit der Entwicklung der Gore-Tex-Insert-Technologie ist es der W. L. Gore & Associates GmbH in Zusammenarbeit mit ihren Partnerkonfektionären gelungen, eine Produktlösung zu realisieren, die diesen Ansprüchen erstmals zuverlässig und dauerhaft gerecht wird. Basis dieser Technologie ist die Gore-Tex-Membran, die über besondere physiologische Eigenschaften verfügt.Mikroporöse Membran aus PolytetrafluorethylenDiese Membran ist eine mikroporöse, nur 0,02 mm dicke, hydrophobe Kunststoffmembran aus Polytetrafluorethylen (PTFE) mit semipermeablen Eigenschaften. Sie lässt Wassertropfen nicht eindringen, erlaubt aber Schweiß in Form von Wasserdampfmolekülen nach außen zu entweichen. Aufgrund einer Porengröße, die 20 000-mal kleiner ist als ein Wassertropfen, bietet sie dauerhaften Nässeschutz selbst unter hohem Druck.Gleichzeitig ist die Membran in höchstem Maße atmungsaktiv, denn ihre Poren sind rund 700-mal größer als ein Wasserdampfmolekül. Körperfeuchte (Schweiß) kann problemlos nach außen entweichen, unangenehmer Hitzestau im Innern des Handschuhs wird somit verhindert. Dieses ,,automatisierte" Handling des menschlichen Schweißes ist die entscheidende Komponente für das Wohlfühlmanagement in einem Gore-Tex-Handschuh.Zusätzlich schützt die Membran auch vor Wind und Zugluft, weil sich auftretender Wind in ihrer dreidimensionalen Heckenstruktur verfängt und nicht in Körpernähe vordringt. Der gefürchtete Windchill-Effekt, der reale Temperaturen durch Windanströmung kälter erscheinen lässt, findet nicht statt. Das Mikroklima auf der Haut wird nicht zerstört, die Hände bleiben selbst bei Kälte und Sturm angenehm warm. Darüber hinaus ist diese Membran dauerhaft knickstabil, auch bei niedrigen Temperaturen, und bleibt selbst bei Temperaturen bis 260 °C intakt.Um sie in Handschuhen einzusetzen, wird die Membran laminiert, das heißt mit einem Trägermaterial fest verbunden. Im Unterschied zu anderen Nässesperren aus Polyester oder Polyurethan wird dieses Laminat bereits von Gore als Insert in Handschuhform vorgefertigt. Mittels Nählaschen beziehungsweise Netzkleber lässt es sich dann vom Konfektionär in den Handschuh ,,einbauen", ohne dass es durch Nadelstiche beschädigt und in seinen Schutzeigenschaften eingeschränkt wird.Im Arbeitsschutz sind dabei zwei Varianten von Gore-Tex-Inserts für Schutzhandschuhe zu unterscheiden: Beim 3-Lagen-Insert wird das Laminat zwischen Außenmaterial und Innenfutter des Handschuhs eingebaut. Beim Direct-Grip-Insert wird die Membran dagegen direkt auf den Futterstoff laminiert, was ein zusätzliches Futter überflüssig macht und die Griffsicherheit noch entscheidend verbessert.Hohes fachliches Können der Produzenten wichtigDie Einarbeitung solcher vorgefertigter Inserts in einen Schutzhandschuh erfordert hohes fachliches Können von den Produzenten. Damit die Erhaltung der Funktion der Membran auch dauerhaft und zuverlässig gewährleistet ist, arbeitet Gore ausschließlich mit dafür lizensierten Konfektionspartnern zusammen, die strengste Qualitäts- und Verarbeitungsvorgaben erfüllen müssen. Prototypen werden im hauseigenen Labor überprüft und freigegeben, wenn der Anspruch an die Qualität sichergestellt ist.Auch während der Produktion sind umfangreiche Qualitätsprüfungen vorgeschrieben. So werden sowohl die Konstruktion (Liner-Pull-Test) als auch die Wasserdichte (Whole-Glove-Leak-Test) und die Atmungsaktivität der Handschuhe überprüft (Bild 5). Im Gegenzug dafür bietet Gore als Lizenzgeber das nötige fertigungstechnische Know-how sowie einen Vor-Ort-Support beim Kunden während der Produktion.Der diffizile Aufbau eines Schutzhandschuhs mit einem Gore-Tex-Insert ist am Beispiel eines Feuerwehrhandschuhs (Bild 6) zu erkennen.Mehr als 20 Arbeitsschritte sind dafür nötig: Zunächst wird die Außenschicht des Handschuhs gefertigt. Im Falle hochwertiger Feuerwehrhandschuhe ist dies eine Aramidfaser oder wasserabweisend behandeltes Leder, das bei Hitzeeinwirkung nur gering schrumpft. Das Insert, das auf ein Innenfutter laminiert ist, wird vorgefertigt angeliefert. Bei diesem Handschuh wird es für zusätzlichen Schutz vor Schnittverletzung und Hitzeeinwirkung mit einem Kevlar-Gewebe verstärkt. Auf der Handinnenfläche befindet sich ein hauchfeiner Thermokleber. Das Insert wird mit den dafür vorgesehenen Nählaschen mit dem Obermaterial verbunden. Das geschieht, damit die Membran nicht durch das Nähen perforiert und damit undicht wird und auch wegen der Beweglichkeit im Handschuh.Nach dem Wenden des Handschuhs wird er auf die 90 °C ,,heiße Hand", eine Metallform, aufgezogen. Dabei verbindet sich der Kleber mit dem Außenmaterial des Handschuhs und verleiht dem Innenleben zusätzlich festen Sitz. Aber auch Falten und Nähte werden geglättet und das Außenmaterial besonders im Fingerbereich ergonomisch ausgeformt. Dieses spezielle Insert, das immer dann eingesetzt wird, wenn es um extreme Taktilität geht, heißt ,,Direct Grip". Durch die Laminierung auf das Innenfutter werden Lagen eingespart, die Atmungsaktivität verbessert und der Montageaufwand reduziert. Tests bestätigen, dass die Fingerbeweglichkeit damit um 40% verbessert werden kann.Die Anforderungen an Schutzhandschuhe, neben der reinen Schutzfunktion und ergonomischer Passform auch physiologischen Tragekomfortaspekten gerecht zu werden, nehmen beim Anwender stetig zu. Dass die Industrie heute durchaus in der Lage ist, auch im Arbeitsschutz komfortable Produkte anzubieten, belegt die hohe Akzeptanz von Schutzhandschuhen mit semipermeabler Membranausstattung. Voraussetzung ist jedoch, dass die zugrunde liegende Verarbeitungstechnologie diese Anforderungen auch über den gesamten Konfektionsprozess dauerhaft und zuverlässig sicherstellen kann.Die deutlich höhere Trageakzeptanz des Handschutzes mit Membranausstattung, der weit über die Minimalanforderungen der aktuellen Normen hinausgeht, zeigt sich schon heute in einer erhöhten Nachfrage seitens der Anwender. Mittelfristig wird sie auch die Normenvorgaben im Handschuhbereich beeinflussen. Erste Ansätze bestehen bereits: So wurde beispielsweise im Anforderungskatalog des Entwurfs der Bayern-Spezifikation für Feuerwehrhandschuhe vom Frühjahr 2001 erstmals die Einarbeitung einer wasserdichten und atmungsaktiven Membran vorgeschrieben.