Schutzschild Kunststoff
24.04.2021
Ob in Deutschland, Frankreich, den Vereinigten Staaten von Amerika, in Kolumbien, Chile oder Hongkong, die Bilder gleichen sich im Grunde allerorten: Wo Menschen auf die Straße gehen und gegen Staat und Regierung aufbegehren, wo es zu Kriminalität und körperlichen Auseinandersetzungen kommt, rufen Polizeikräfte zur Ordnung auf. Um sich bei gewaltsamen Auseinandersetzung zu schützen, tragen die Beamten Schutzbekleidung. Kunststoffe spielen als wirksame Protektoren eine zentrale Rolle.
Ritter im Mittelalter mussten sich im Kampf nicht allein schweißtreibend unter Aufbringung größter Körperkraft mit gewichtigen Waffen gegen Angriffe zu Wehr setzen. Obendrein waren ihre Leiber in behäbige, viele Kilogramm schwere eiserne Rüstungen gewandet, die es den Trägern alles andere als leicht machten, sich behände zu bewegen. Man war darauf gefasst, manchen Körpertreffer ein- und wegzustecken, bevor der eigene Waffeneinsatz beim Gegner Wirkung zeigen konnte.
Wenn sich heutzutage Polizeikräfte rüsten, eine Demonstration aufzulösen oder gegen Hooligans vorzugehen, umhüllen sie sich nicht in schwergewichtige eiserne Körperpanzer. Sie bedienen sich einer leichten, jedoch funktionalen und in Sachen Protektion höchst leistungsfähigen Bekleidung, die, je nach Ausstattung, sogar in der Lage ist, sensible Körperpartien vor der zerstörerischen Wirkung von aus Pistolen und Gewehren abgefeuerten Projektilen zu schützen.
Oberstes Ziel ist es, Sicherheit und körperliche Unversehrtheit zu wahren und es den Beamten zu ermöglichen, rasch und flexibel auf neue Situationen und Gefahrenlagen zu reagieren. Kunststoffe spielen dabei eine wichtige, wenn nicht gar zentrale Rolle.
Welche Polymerwerkstoffe in der Schutzausrüstung etwa der deutschen Polizei zum Einsatz kommen und welches Anforderungsprofil das eingesetzte Material zu erfüllen hat, darüber hüllen sich die hiesigen Behörden in Schweigen. Aus taktischen Gründen, wie es in einer Antwort vom Landesamt für Zentrale Polizeiliche Dienste in Nordrhein-Westfalen (NRW) heißt, aus Gründen der Eigensicherung.
Diesem Ansinnen tragen wir von der Messe Düsseldorf und dem K-online-Redaktionsteam Rechnung. Bei aller gebotenen Zurückhaltung wollen wir es dennoch nicht versäumen, einen Blick auf einige wertvolle, weil höchst effektive Ausrüstungsgegenstände zu werfen, bei denen Polymerwerkstoffe im hoheitlichen Dienst als wirksame Protektoren zum Einsatz kommen und Leib und Leben von Polizeikräften auf der Straße und bei der Kriminalitätsbekämpfung schützen.
Wenn es ein Körperteil gibt, das eines besonderen Schutzes bedarf, dann ist es der Kopf. Vorbeugen heißt die Devise, und wer Schaden abwenden will, trägt einen Helm – auf dem Fahrrad oder dem Motorrad, in hochalpinem Gelände oder bei der Arbeit im Hoch- und Tiefbau. Gleiches gilt für den Polizeieinsatz. Der Polizeihelm unterscheidet sich allerdings von jenen, die im Straßenverkehr, im Job oder beim Sport genutzt werden, obgleich alle Helme ein zentrale Aufgabe erfüllen, nämlich die Gesundheit des Träger zu bewahren.
Wird der Kopf durch einen Sturz oder Schlag in Mitleidenschaft gezogen, drohen Schwindel, Übelkeit, und Kopfschmerzen – typische Beschwerden einer Gehirnerschütterung. Auch schwerwiegendere Verletzungen gepaart mit Bewusstlosigkeit bis hin zu komplizierten und lebensgefährlichen Schädelbrüchen sind denkbar und möglich, worunter die Handlungsfähigkeit leidet beziehungsweise gänzlich zum Erliegen kommt. Wird das Gehirn irreparabel geschädigt, drohen Koma und Tod.
Den Kopf vor von außen einwirkenden physikalischen Kräften zu schützen und den Beamten auch unter erschwerten Bedingungen seinen Dienst verrichten zu lassen, dazu tragen Polizeihelme in erheblicher Weise bei. Sie sind, je nach Einsatzweck, so konzipiert und aufgebaut, dass sie nicht nur Stoß- und Schlagwirkungen gegen den Kopf abmildern und somit Schädel und Gehirn vor schwerwiegenden Verletzungen schützen. Auch gegen Geschosse unterschiedlicher Art, ob geworfen oder aus einer Hand- oder Langwaffe abgefeuert, entfalten Polizeihelme eine besondere, je nach Ausführung mehr oder weniger umfangreiche Schutzwirkung. Bei einem Schusswaffengebrauch, womit die Polizei im Einsatz gegen Kriminelle stets zu rechnen hat, gegen den Kopf, kann bereits ein Treffer verheerend wirken.
Was der Markt an unterschiedlichen ballistischen Schutzhelmen zu bieten hat, lässt sich anhand der darin verarbeiteten Materialien näher erläutern. Dabei gilt, dass Polymerwerkstoffe helfen, Helme extrem leicht im Gewicht zu halten, was sich günstig auf die Handhabung und den Tragekomfort auswirkt, und den Träger gleichzeitig einigermaßen gegen Spreng- und Splitterwirkungen nach Explosionen zu schützen. Eine zentrale Funktion erfüllt hierbei der Aramidfaserverbund, der sich wie ein für beschleunigte Körper schwer zu durchdringendes Sicherheitsnetz über den Helm spannt.
Die Ballistik als „Lehre von den geworfenen Körpern“ ist ein Teilbereich der Physik und beschreibt die Vorgänge, die einen Körper betreffen, der sich in einem Schwerefeld und durch ein Medium wie Luft bewegt. [Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Ballistik]
Das Wort Aramid ist ein Kürzel, dass sich aus den Worten Aromatische Polyamide (PA) zusammensetzt. Besser bekannt sind sie unter Handelsnamen wie Nomax oder Kevlar (DuPont). Aramide sind Flüssigkristallpolymere (FKP), was meint, dass das Polymer in der Schmelze oder gelöst über eine gewisse Ordnung in puncto Aufbau und Struktur verfügt. Aromatische Polyamide zeigen auf molekularer Ebene eine Stäbchenstruktur, und sie lassen sich zu Fasern verspinnen, die nicht nur robust gegenüber Nässe und Hitze sind, sondern zudem sowohl extrem zugfest als auch verformungsstabil sind. In puncto Protektion lässt sich sagen: Trifft ein Projektil auf den Faserverbund eines Aramidgewebes, reagiert es wie das Netz im Zirkus, in das der Hochseilartist nach dem Verlust des Gleichgewichts stürzt, ohne mit schwerwiegenden Verletzungen rechnen zu müssen. Das Netz fängt den Artisten auf und dehnt sich dabei in Fallrichtung aus. Hierbei absorbiert und neutralisiert es die kinetische beziehungsweise Bewegungsenergie und schwingt dann wieder in die Ausgangsposition zurück. Ähnlich verhält es sich bei einem Aramidgewebe und einem Schusswaffenprojektil.
Während der Artist unverletzt bleibt, ist das Gefahrenpotenzial für den Beamten noch nicht gebannt, wird er von einer Kugel getroffen. Das Aramidfasernetz mag zwar die durchschlagende Wirkung eines Geschosses abbremsen und damit hemmen, in Gänze neutralisieren kann der Kunststoff sie jedoch nicht. Um die Traumatiefe zu reduzieren und damit die Schuss hemmende Wirkung zu erhöhen, lässt sich einerseits die Anzahl der Lagen von Aramidfasergewebe übereinander erhöhen und anderseits das Aramidgewebe mit anderen Werkstoffen, einer Harzmatrix etwa oder einem geeigneten Metall, kombinieren. Zum Beispiel mit Titanlegierungen, wie sie auch als Konstruktionswerkstoffe in der Luft- und Raumfahrttechnik eingesetzt werden. Auch sie kommen in ballistischen Polizeihelmen zum Einsatz. Titan ist leicht im Gewicht, dafür aber relativ dünnwandig in hohen Festigkeitsstufen verfügbar. Die Kombination von Aramid, hochleistungsfähigem Polyethylen (PE, "Dyneema") und Titan ermöglicht große Sicherheit gepaart mit einem hohen Tragekomfort ballistischer Polizeihelme.
Eine vergleichbare Art von Werkstoffverbund findet man in oftmals fälschlicher Weise als kugelsicher bezeichneten Westen. Fälschlicherweise deshalb, weil das Gewebe infolge des Aufschlags eines Geschosses Schaden nimmt. Bei einer erneuten Schusswirkung auf exakt dieselbe Stelle (was vergleichsweise unwahrscheinlich ist und daher eher selten vorkommt) können die Fasern brechen und durchlässig werden. Vermeintlich kugelsichere Westen sind allenfalls schusshemmend, wie es der Ballistikexperte beschreibt.
Um die schusshemmende Wirkung einer Weste respektive eines Bekleidungsstücks zu erhöhen, sie sozusagen dem Bedarf und Einsatzzweck anzupassen, wird Aramidgewebe mit anderen Werkstoffen kombiniert. Man bedient sich beispielsweise keramischer Materialien, um die fatale Wirkung von sogenannten Hartkerngeschossen abzumildern. Ein Hartkerngeschoss ist ein Projektil mit hoher Durchschlagskraft, das meist aufgrund der panzerbrechenden Wirkung verwendet wird. Um die Wirkung von Weichkerngeschossen zu hemmen, die beim Auftreffen dazu neigen, sich zu verformen, können mehrere Lagen Aramidgewebe in Kombination mit Hochleistungspolyethylen hinreichend sein.
Nebenbei bemerkt: Aus physiologischer Sicht (und in Abhängigkeit von der eingesetzten Munition) braucht es einen Festkörper, sozusagen als Prallbock für das Projektil, in einer Weste nicht per se, weil die lebenswichtigen Organe tiefer im Rumpf liegen und durch das Weichgewebe (Haut, Fett, Muskeln etc.) vergleichsweise gut verpackt und geschützt sind. Mehrere Lagen Aramidfasergewebe übereinander genügen oft schon, um Schussverletzung wirksam zu verhindern. Inzwischen gibt es auch Bekleidungsstücke, die vollends schusshemmend sind, denen man diese Eigenschaft allerdings nicht ansieht – Kunststoff sei Dank.
Apropos: Was wäre der Ritter ohne Visier und Schild? Auch ballistische Schutzhelme lassen sich mit Visieren ausstatten, die einem mit 430 Metern pro Sekunden anfliegenden Projektil vom Kaliber 9 Millimeter standhalten und gleichzeitig innenseitig nicht beschlagen und gegen Kratzer geschützt sind. Auch hier nimmt ein Kunststoff eine zentrale Rolle ein, nämlich Polycarbonat. Dieser Polymerwerkstoff blickt auf eine bewegte Geschichte und hat sich in der Verwendung als Sicherheitsglas seit geraumer Zeit einen Namen gemacht. Dessen Werkstoffeigenschaften, auf den Punkt gebracht: bruchstabil und leicht im Gewicht, führten zu seiner Verwendung als Hauptwerkstoffkomponente in dem von der Polizei bei Demonstrationen eingesetzten taktischen Schutzschild. Wenn es allerdings darum geht, auch einem Beschuss mit scharfer Munition standzuhalten, kommen tragbare ballistische Schilde zum Einsatz, die aus kugelsicherem verpressten hergestellt und mit hochabriebfesten Polyamid beschichtet sind. - In puncto Sicherheitstechnik führt eben kein Weg am Einsatz von Kunststoffen vorbei.
https://www.polizeipraxis.de/ausgaben/2016/detailansicht-2016/artikel/titan-aramid-helm-fuer-die-polizei-in-nrw.html