AT11853U1

AT11853U1 - FABRIC CONSTRUCTION FOR A PROTECTIVE CLOTHING

Info

Publication number: AT11853U1
Application number: AT0030410U
Authority: AT
Inventors: Otmar Schneider
Original assignee: Otmar Schneider
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2011-06-15
Also published as: DE202011100215U1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gewebeaufbau (10) für eine Schutzbekleidung für Einsatzkräfte mit einem Oberstoff (2) sowie einem Futterstoff (3), wobei zwischen Oberstoff (2) und Futterstoff (3) eine zusätzliche Schicht (4) mit großem Volumen bei gleichzeitig geringem Gewicht angeordnet ist.The invention relates to a fabric construction (10) for a protective clothing for emergency forces with an outer fabric (2) and a lining material (3), wherein between the outer fabric (2) and lining material (3) an additional layer (4) with a large volume and low weight is arranged.

Description

österreichisches Patentamt AT 11 853 U1 2011-06-15Austrian Patent Office AT 11 853 U1 2011-06-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Gewebeaufbau für eine Schutzbekleidung für Einsatzkräfte mit einem Oberstoff sowie einem Futterstoff.Description: [0001] The invention relates to a fabric construction for protective clothing for emergency personnel with an outer fabric and a lining material.

[0002] Mehrlagige Kleidungsstücke mit einem Oberstoff und einem Futterstoff werden häufig in der Industrie sowie von Einsatzkräften, wie zum Beispiel Militär, Polizei oder der Feuerwehr getragen. Oftmals müssen diese Kleidungsstücke hitzefest, schwerentflammbar und reißfest sein, dürfen kein Wasser, wie Löschwasser oder Regen durchlassen, sollen aber Feuchtigkeit, die durch das Schwitzen entsteht, zumindest teilweise vom Körper des Trägers nach außen abgeben.Multi-layered garments with an outer fabric and a lining fabric are often worn in the industry and by emergency services, such as military, police or the fire department. Often, these garments must be heat-resistant, flame retardant and tear resistant, must not let water, such as fire water or rain, but should at least partially release moisture from the sweat, from the wearer's body to the outside.

[0003] Üblicherweise ist der Oberstoff aus einem hitzefesten und schwerentflammbaren Material gefertigt, während der Futterstoff gegebenenfalls mit einem zusätzlichen Vlies versteppt ist.Usually, the outer fabric is made of a heat-resistant and flame-retardant material, while the lining material is optionally quilted with an additional fleece.

[0004] Nach erfolgter Risikoanalyse entschied sich z.B. der österreichische Bundesfeuerwehrverband dazu, Einsatzschutzbekleidung im Hosenbereich mit einem verringerten Schutzniveau (nach EN 469 Schutzklasse Xf 1, Xr1, Y1, Z2) als Mindestanforderung für den Einsatz bei den Österreichischen Freiwilligen Feuerwehren zu empfehlen. In diesem Fall ist die Anforderung an den Hitzedurchgang geringer als in Leistungsstufe 2 gefordert und die Wasserdichtheit ist (wenn keine Nässesperre verwendet wird) nicht gegeben und erfüllt somit nur die Leistungsstufe Y1. Der Wasserdampfdurchgangswiderstand ist aus Gründen des Tragekomfort, und weil er durch den geringen Materialaufbau leichter zu erreichen ist, auf Leistungsstufe 2 festgelegt.After risk analysis, e.g. the Austrian Federal Armed Forces Association to recommend protective clothing in the trouser area with a reduced level of protection (according to EN 469 protection class Xf 1, Xr1, Y1, Z2) as a minimum requirement for use by the Austrian volunteer fire departments. In this case, the heat passage requirement is lower than required in performance level 2, and the watertightness is absent (if no wet stopper is used), thus satisfying only the power level Y1. The water vapor resistance is for reasons of comfort, and because it is easier to achieve due to the low material composition, set to power level 2.

[0005] Ein derartiger Gewebeaufbau (EN 469:2005+A1:2006 Xf 1, Xr1, Y1, Z2) weist üblicherweise ein spezifisches Gewicht von 450 g/m2 oder mehr sowie einen Wasserdampfdurchgangswiderstand Ret von 6-8 m2Pa/W auf. Dieser Ret-Wert ist ein Maß für die Atmungsaktivität des Materials, wobei mit geringeren Werten eine höhere Atmungsaktivität erzielt wird. Eine höhere Atmungsaktivität des Materials verringert den Hitzestress, wodurch insbesondere ein Kreislaufzusammenbruch durch Überhitzung, beispielsweise an heißen Tagen und bei Brandeinsätzen im Innenbereich, vermieden wird. Die Wasserdichtigkeit (bei EN 469:2005+A1:2006 Y1) der Schutzbekleidung ist damit jedoch nicht gegeben. Der Wärmeübergang (Strahlung und Flamme) ist bei Leistungsstufe Xf1 und Xr1 um ca. 50% gegenüber der Schutzstufe 2 geringer. Wie wichtig dieser Ret-Wert ist, ist beispielsweise in der EN 343:2007 (Schutzbekleidung gegen Regen) dokumentiert. Hier wurden drei Klassen geschaffen: [0006] Klasse 1 (schlechteste Klasse): Ret > 40 m2Pa/W,Such a fabric construction (EN 469: 2005 + A1: 2006 Xf 1, Xr1, Y1, Z2) usually has a specific gravity of 450 g / m2 or more and a water vapor transmission resistance Ret of 6-8 m2Pa / W. This Ret value is a measure of the breathability of the material, with lower values resulting in greater breathability. A higher breathability of the material reduces the heat stress, which in particular a circuit breakdown by overheating, for example, on hot days and indoor firefighting is avoided. The waterproofness (in EN 469: 2005 + A1: 2006 Y1) of the protective clothing is therefore not given. The heat transfer (radiation and flame) at power level Xf1 and Xr1 is about 50% lower compared to protection level 2. How important this Ret value is is, for example, documented in EN 343: 2007 (protective clothing against rain). Here three classes were created: Class 1 (Worst Class): Ret > 40 m2Pa / W,

[0007] Klasse 2: 20 < Ret < 40 m2Pa/WClass 2: 20 < Ret < 40 m2Pa / W

[0008] Klasse 3: Ret < 20 m2Pa/WClass 3: Ret < 20 m2Pa / W

[0009] Die EN 367 beschreibt den Wärmeübergang Xf bei Flammeinwirkung, wobei in einer ersten Leistungsstufe (ist laut Trag Vorschrift des Österr. Bundesfeuerwehrverband als Mindestanforderung an Feuerwehrschutzbekleidung ausschließlich für die Schutzhose vorgesehen) der Hitzetransferindex HTI24 £ 9,0 Sekunden und HTI24 - HTI12 > 3 s betragen muss.The EN 367 describes the heat transfer Xf at flame exposure, being in a first performance level (according to Trag regulation of the Federal Fire Brigade Association as a minimum requirement for firefighter protective clothing intended exclusively for the protective pants), the heat transfer index HTI24 £ 9.0 seconds and HTI24 - HTI12 > 3 s must be.

[0010] Der HTI12 bzw. HTI24 bezeichnet jene Zeit, in der sich die Temperatur auf der Rückseite eines Materialaufbaus von der Umgebungstemperatur (zumeist 25°C) um 12°C bzw. 24°C erhöht, wenn an der Vorderseite eine Flamme an das Material gehalten wird. Da bei einer Temperaturerhöhung um 12°C üblicherweise der Träger der Schutzkleidung einen ersten Schmerz verspürt und bei einer Temperaturerhöhung um 24°C die ersten Brandverletzungen auftreten, ist insbesondere die Differenz der beiden Werte ein Maß für jene Zeit, die dem Träger der Schutzkleidung zur Verfügung steht, sich aus einem Gefahrenbereich zu entfernen, sobald er einen ersten Schmerz aufgrund von beispielsweise Flammeinwirkung verspürt.The HTI12 or HTI24 refers to the time in which the temperature on the back of a material structure from the ambient temperature (usually 25 ° C) by 12 ° C and 24 ° C increases when a flame on the front Material is kept. Since the wearer of the protective clothing usually experiences a first pain when the temperature rises by 12 ° C. and the first burn injuries occur when the temperature rises by 24 ° C., the difference between the two values is a measure of the time available to the wearer of the protective clothing is to move away from a danger area as soon as he feels a first pain due to, for example, flame exposure.

[0011] Die EN ISO 6942 betrifft den Wärmeübergang Xr bei Strahlungseinwirkung, wobei in der Stufe 1 (laut Trag Vorschrift des Österr. Bundesfeuerwehrverband als Mindestanforderung an Feuerwehrschutzbekleidung ausschließlich für die Schutzhose vorgesehen) ein Strahlungshitzetransferindex RHTI40 £ 10,0 s und RHTI24 -RHTI12 > 3 s zu erreichen sind. 1/6 österreichisches Patentamt AT 11 853 U1 2011-06-15 [0012] Der Wasserdampfdurchgangswiderstand ist ebenso in der EN 31092 geregelt, wobei in der Leistungsstufe 1 ein Ret-Wert von > 30 m2Pa/W und in der Leistungsstufe 2 von < 30 m2Pa/W gefordert sind. Durch den geringeren Materialaufbau bei Schutzklasse 1 ist es Stand der Technik, dass diese Schutzhosen die Anforderungen der Klasse 2 nach EN 469:2005 Wasserdampfdurchgangswiderstand entsprechen.The EN ISO 6942 relates to the heat transfer Xr in the event of exposure to radiation, wherein in the stage 1 (according to Trag regulation of the Österr. Bundesfeuerwehrverband as a minimum requirement for firefighter clothing exclusively for the protective pants provided) a radiation heat transfer index RHTI40 £ 10.0 s and RHTI24 -RHTI12 > 3 s can be reached. The water vapor resistance is also regulated in EN 31092, wherein in the power stage 1 a Ret value of > > 30 m2Pa / W and in power level 2 of < 30 m2Pa / W are required. Due to the lower material structure with protection class 1, it is state of the art that these protective pants meet the requirements of class 2 according to EN 469: 2005 water vapor resistance.

[0013] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Material zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile des bekannten Stands der Technik beseitigt, wobei der Gewebeaufbau ein geringeres spezifisches Gewicht bei erhöhtem Schutz vor Brandverletzungen aufweist.It is therefore an object of the invention to provide a material which eliminates the disadvantages of the known prior art, wherein the tissue structure has a lower specific weight with increased protection against burn injuries.

[0014] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gewebeaufbau der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass zwischen Oberstoff und Futterstoff eine zusätzliche Schicht angeordnet ist. Diese zusätzliche Schicht, beispielsweise ein Gewebe mit hohem Volumen bei gleichzeitig geringem Gewicht, bewirkt eine erhöhte Hitzefestigkeit des Gewebeaufbaus, insbesondere wird eine Erhöhung des Hitzetransferindex und des Strahlungshitzetransferindex erzielt. Damit ist es den Einsatzkräften auch bei hohen Temperaturen möglich, länger am Einsatzort zu verweilen. Da erfindungsgemäß zwischen dem Oberstoff und dem Futterstoff ein zusätzliches Gewebe oder Gestrick angeordnet ist, bleibt bei Verletzung des Oberstoffes, beispielsweise beim Aufreißen des Oberstoffes an scharfkantigen Gegenständen, der durch das zusätzliche Gewebe oder Gestrick geschaffene Luftpolster erhalten, so dass hier eine weitere Verbesserung des Hitzeschutzes bei gleichzeitiger Verbesserung der Atmungsaktivität erzielt wird.This object is achieved by a fabric structure of the type mentioned above in that between the outer fabric and lining an additional layer is arranged. This additional layer, for example a high-volume fabric with a low weight, causes increased heat resistance of the fabric structure, in particular an increase in the heat transfer index and the radiation heat transfer index is achieved. This makes it possible for the task forces, even at high temperatures, to stay longer on site. Since according to the invention an additional fabric or knitted fabric is arranged between the outer fabric and the lining material, the air cushion created by the additional fabric or knit fabric remains intact when the outer fabric is damaged, for example when the outer fabric tears at sharp-edged objects, so that here a further improvement of the heat protection while improving breathability.

[0015] In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die zusätzliche Schicht ein Gestrick, das vorteilhafter Weise ein spezifisches Gewicht von maximal 150 g/m2 aufweist. Durch Verwendung eines gestrickten Materials nimmt das Gewicht des erfindungsgemäßen Gewebeaufbaues gegenüber herkömmlichen Aufbauten an Gewicht nicht zu, sondern es wird noch verringert, da durch diesen Aufbau der Oberstoff ein geringeres m2-Gewicht haben kann. Des weiteren weist das Gestrick naturgemäß eine unregelmäßige Oberfläche auf, wodurch ein zusätzlicher Luftpolster gebildet wird, der wiederum einen positiven Einfluss auf den Hitzeschutz ausübt.In a particularly preferred embodiment of the invention, the additional layer is a knitted fabric which advantageously has a specific weight of at most 150 g / m 2. By using a knitted material, the weight of the fabric construction according to the invention does not increase in weight compared to conventional structures, but it is even further reduced because, by this construction, the outer fabric can have a lower m2 weight. Furthermore, the fabric naturally has an irregular surface, whereby an additional air cushion is formed, which in turn exerts a positive influence on the heat protection.

[0016] Vorteilhafterweise weist der erfindungsgemäße Gewebeaufbau ein spezifisches Gewicht von £ 450 g/m2 auf, um einen verbesserten Tragekomfort bei gleichbleibender oder verbesserter Hitzefestigkeit zu erzielen.Advantageously, the fabric structure according to the invention has a specific weight of 450 g / m 2 in order to achieve improved comfort with constant or improved heat resistance.

[0017] Der oben beschriebene Gewebeaufbau eignet sich insbesondere für die Verwendung zur Herstellung von Schutzbekleidung für Einsatzkräfte, insbesondere für die Herstellung von Feuerwehrjacken und Feuerwehrhosen mit erhöhter Atmungsaktivität und verbessertem Hitzeschutz bei gleichzeitig höherem Tragekomfort durch das geringere spezifische Gewicht.The fabric structure described above is particularly suitable for use in the production of protective clothing for emergency personnel, in particular for the production of firefighter jackets and firefighter pants with increased breathability and improved heat protection at the same time higher comfort by the lower specific weight.

[0018] Im Folgenden wird anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen mit zugehörigen Figuren die Erfindung näher erläutert. Darin zeigen [0019] Fig. 1 einen zweilagigen Gewebeaufbau gemäß dem Stand der Technik, [0020] Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Gewebeaufbau, und [0021] Fig. 3 eine Abbildung eines Gestricks.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to non-limiting embodiments with associated figures. FIG. 1 shows a prior art two-ply fabric construction, FIG. 2 shows a fabric construction according to the invention, and FIG. 3 shows an illustration of a knit fabric. [0021] FIG.

[0022] In der Fig. 1 ist ein Gewebeaufbau 1 nach dem Stand der Technik dargestellt, bei welchem der Oberstoff 2 aus einem hitzefesten Material, üblicherweise Aramid oder Ara-mid/Viskose FR-Mischungen hergestellt ist. Des weiteren ist ein Futterstoff 3 vorgesehen. Eine mit diesem Gewebeaufbau 1 hergestellte Schutzbekleidung weist ein spezifisches Gewicht von etwa 450 g/m2 auf und erfüllt auch die Leistungserfordernisse für die Atmungsaktivität Z2 nach EN 469, allerdings erlauben die erzielbaren Werte für den Hitzedurchgang (Flamme und Strahlung) den Einsatz dieses Gewebeaufbaus 1 für Schutzkleidung für die Brandbekämpfung nur im beschränkten Maße, (siehe auch nachstehende Tabelle A).In Fig. 1, a fabric structure 1 is shown according to the prior art, in which the outer fabric 2 is made of a heat resistant material, usually aramid or Ara-mid / viscose FR mixtures. Furthermore, a lining material 3 is provided. A protective garment made with this fabric construction 1 has a specific gravity of about 450 g / m 2 and also meets the performance requirements for breathability Z 2 according to EN 469, however the achievable values for the heat transfer (flame and radiation) allow the use of this fabric construction 1 for Protective clothing for fire fighting only to a limited extent, (see also table A below).

[0023] Im Unterschied hierzu weist der erfindungsgemäße Gewebeaufbau 10 nach Fig. 2 trotz eines geringeren spezifischen Gewichts eine verbesserte Hitzebeständigkeit sowie eine ausge- 2/6 österreichisches Patentamt AT 11 853 U1 2011-06-15 zeichnete Atmungsaktivität auf. Hierbei ist zwischen dem Oberstoff 2, z.B. Nomex® (einem Aramidgewebe) und Futterstoff 3, beispielsweise einem Mischgewebe aus Viskose und Aramid oder aber einem Gewebe aus reinem Aramid, ein Gestrick 4 angeordnet. Dieses Gestrick 4 wirkt als Isolationsgewebe bzw. Abstandshalter und erhöht einerseits den Wärmewiderstand bzw. die Hitzetransferindizes HTI und RHTI, während sich die Atmungsaktivität bzw. der Wasserdampfdurchgangswiderstand Ret gegenüber eines Gewebeaufbaues gemäß Fig. 1 nur geringfügig (im Bezug auf den max. Wert, bei Klasse 2) verschlechtert.In contrast to this, the fabric structure 10 according to the invention has, according to FIG. 2, improved heat resistance in spite of a lower specific weight and a pronounced breathability. Here, between the outer fabric 2, e.g. Nomex® (an aramid fabric) and lining material 3, for example, a blended fabric of viscose and aramid or a fabric of pure aramid, a knitted fabric 4 arranged. This knitted fabric 4 acts as an insulating fabric or spacer and on the one hand increases the heat resistance or the heat transfer indices HTI and RHTI, while the respiratory activity or the water vapor transmission resistance Ret compared to a fabric construction according to FIG. 1 only slightly (with respect to the maximum value at Class 2) deteriorates.

[0024] Das Gestrick 4, das bevorzugterweise ebenfalls aus einem schwerentflammbaren Material gefertigt ist, weist bevorzugterweise eine Rippenstruktur auf, ebenso kann durch geeignete Stricktechnik eine Waffelstruktur oder eine 3D-Optik erzielt werden, sodass das Gestrick 4 ein großes Volumen bei geringem Gewicht aufweist. Auf diese Weise wird im Gestrick 4 selbst sowie in den Zwischenräumen zwischen Gestrick 4 und Futterstoff 3 bzw. Oberstoff 2 ein Luftpolster gebildet, der insbesondere die Hitzeeinwirkung auf den Träger der Schutzbekleidung sinken lässt. Es ist bevorzugt aus einem hitzeresistenten Material gefertigt und hält insbesondere auch mechanischen Belastungen stand.The fabric 4, which is preferably also made of a flame-retardant material, preferably has a rib structure, as well as a waffle structure or 3D optics can be achieved by suitable knitting technique, so that the fabric 4 has a large volume with low weight. In this way, an air cushion is formed in the fabric 4 itself and in the interstices between the fabric 4 and 3 lining material or outer fabric 2, which can sink in particular the effect of heat on the wearer of the protective clothing. It is preferably made of a heat-resistant material and in particular withstands mechanical stresses.

[0025] In der Fig. 3 ist ein derartiges Gestrick 4 dargestellt. Es weist eine strukturierte Oberfläche mit bahnenartigen Rippen 41 auf, wodurch das gewünschte Volumen mit einer Vielzahl von Zwischenräumen zur Bildung von Luftpolstern erhalten wird.In Fig. 3, such a fabric 4 is shown. It has a textured surface with web-like ribs 41, whereby the desired volume is obtained with a plurality of spaces for forming air cushions.

[0026] Die nachstehende Tabelle A stellt die erzielten Werte mit den unterschiedlichen Gewebeaufbauten 1, 10 für die Hitzebeständigkeit sowie der Atmungsaktivität bzw. dem spezifischen Gewicht dar, aus welcher deutlich ersichtlich ist, dass der erfindungsgemäße Gewebeaufbau 10 deutlich verbesserte HTI- bzw. RHTI-Werte, bei gleichzeitig nur gering erhöhtem Ret-Wert, jedoch deutlich geringerem Gewicht gegenüber den Standardprodukten aufweist.Table A below represents the values obtained with the different fabric structures 1, 10 for the heat resistance and the respiratory activity or the specific gravity, from which it can be clearly seen that the fabric structure 10 according to the invention has markedly improved HTI or RHTI properties. Values, at the same time only slightly increased Ret value, but significantly lower weight compared to the standard products.

[0027] Selbstverständlich können die einzelnen Schichten des erfindungsgemäßen Gewebe-aufbaus aus unterschiedlichen Fasern gefertigt sein. Besonders vorteilhaft ist jedoch, dass insbesondere der Oberstoff aus einem hitzefesten oder/und schwerentflammbaren Material wie beispielsweise Aramid, Aramidmischgewebe oder Polybenzimidazolfasern (PBI), aromatisches Polyamid (z.B.: Kermel®) gefertigt ist. 3/6 österreichisches Patentamt AT 11 853 U1 2011-06-15Of course, the individual layers of the tissue structure according to the invention may be made of different fibers. It is particularly advantageous, however, that in particular the outer fabric is made of a heat-resistant and / or flame-resistant material such as aramid, Aramidmischgewebe or Polybenzimidazolfasern (PBI), aromatic polyamide (for example: Kermel®). 3/6 Austrian Patent Office AT 11 853 U1 2011-06-15

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Claims

Austrian Patent Office AT 11 853 U1 2011-06-15 Claims 1. Fabric construction (10) for a protective clothing for emergency personnel with an outer fabric (2) and a lining material (3), characterized in that between outer fabric (2) and lining material (3) an additional layer (4) is arranged with a large volume with low weight.

2. fabric structure (10) according to claim 1, characterized in that the additional layer (4) has a specific gravity of at most 150 g / m2.

3. fabric structure (10) according to claim 1 or 2, characterized in that the additional layer (4) is a knitted fabric.

4. fabric structure (10) according to claim 3, characterized in that the fabric is made of a heat-resistant, flame-retardant material, preferably made of aramid or Ara-mid / viscose FR mixtures.

5. fabric construction (10) according to one of claims 1 to 4 characterized by a specific weight of < 450 gsm.

6. fabric structure (10) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outer fabric made of aramid fibers or of an aramid / viscose FR mixture and the lining material of a blended fabric of viscose and aramid or pure Aramidgewebe are made.

7. Use of a fabric structure (10) according to any one of claims 1 to 6 for the production of protective clothing for emergency personnel, in particular of firefighter jackets and pants. For this 1 sheet drawings 5/6