CA2600255C

CA2600255C - Fire protection fabric

Info

Publication number: CA2600255C
Application number: CA 2600255
Authority: CA
Inventors: Laurent Thiriot
Original assignee: Kermel SNC
Current assignee: Kermel SNC
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2012-04-03
Anticipated expiration: 2026-03-14
Also published as: JP2008533321A; WO2006097620A1; ES2346688T3; AU2006224461A1; AU2006224461B2; CA2600255A1; US20080153374A1; ATE469999T1; DE602006014662D1; FR2883134A1; JP4885941B2; FR2883134B1; NZ560449A; EP1859088A1; EP1859088B1

Abstract

The invention concerns a protective fabric of surface mass less than 300 g/m2 designed to form the outer layer of a fire protection garment, for example a garment for fireman. It consists of warp yarns and weft yarns belonging to at least two types of fire-resistant yarns, namely a first meta-aramide type of yarns (K), a second high modulus para-aramide type of yarns (P) having along their length color shade variations, and optionally, warp-wise, a third para-aramide type of yarns having no color shade variations but sensitive to ultraviolet rays. It comprises 15 to 50 % of yarns of the second and optionally of the third type. Its weave, preferably double warp face, is determined such that, on the outside of the fabric, the warp yarns of the second and optionally of the third type are almost totally concealed.

Description

TISSU DE PROTECTION CONTRE LE FEU
La présente invention concerne le domaine de la protection contre le feu. Elle concerne plus particulièrement un tissu de protection destiné à
former la couche extérieure d'un vêtement de protection contre le feu par exemple d'un vêtement de pompier.
La sécurité des hommes est un critère primordial dans l'évolution technique de notre société. Dans le domaine du feu, on cherche en particulier à ce que les personnes qui interviennent dans la lutte contre les incendies soient le plus possible protégées pour éviter ou tout au moins limiter les accidents graves. C'est ainsi que les producteurs textile ont développé des matériaux spécifiques de protection contre le feu, à savoir des fibres thermostables ou thermoréactives, des étoffes réalisées à partir des dites fibres et des vêtements confectionnés à partir de ces étoffes.
S'agissant des fibres couramment utilisées dans la confection de vêtements de protection contre le feu, on connaît notamment des fibres nommées aramides, que ce soit para-aramides ou méta-aramides, par exemple, la fibre Kermel qui appartient à la famille chimique des polyamides imides, par exemple la fibre Nomex qui est un polymétaphénilèneisophtalamide.
On connaît également les fibres commercialisées sous les appellations Kevlar , Twaron et Technora 0.
Il convient de souligner qu'un vêtement pour sapeur pompier doit, en plus de ses propriétés au feu, répondre aux mêmes exigences esthétiques que tout autre vêtement, en particulier avoir un aspect visuel extérieur qui soit acceptable ou tout au moins reproductible d'un vêtement à l'autre.
Or il existe sur le marché des matériaux qui seraient particulièrement intéressants pour la réalisation de tissus extérieurs pour vêtements de protection au feu, s'agissant de leur résistance mécanique et de leur résistance thermique, mais qui présentent un risque majeur de défaut d'un point de vue esthétique. Par exemple, il s'agit de fils de type FABRIC FOR PROTECTION AGAINST FIRE
The present invention relates to the field of protection against fire. It relates more particularly to a protective fabric intended for form the outer layer of a fire protection garment by example of a firefighter's clothing.
The safety of men is a primary criterion in evolution technical aspect of our society. In the field of fire, we seek particular that those involved in the fight against fires are protected as much as possible to avoid or at least to limit serious accidents. This is how textile producers developed specific fire protection materials, namely thermostable or thermoreactive fibers, fabrics made from said fibers and garments made from such fabrics.
As regards the fibers commonly used in the manufacture of protective clothing against fire, fiber is particularly known named aramids, whether para-aramids or meta-aramids, by example, the Kermel fiber which belongs to the chemical family of imide polyamides, for example Nomex fiber which is a polymétaphénilèneisophtalamide.
The fibers marketed under the Kevlar, Twaron and Technora 0 names.
It should be emphasized that a firefighter's clothing must, in addition to its fire properties, meet the same requirements aesthetic than any other clothing, especially having a visual appearance exterior which is acceptable or at least reproducible of a garment to the other.
However, there are on the market materials that would be particularly interesting for producing external fabrics for fire protection clothing, with regard to their mechanical resistance and their thermal resistance, but which pose a major risk of defect from an aesthetic point of view. For example, these are type wires

2 para-aramide haut module qui présentent une variation de teinte sur leur longueur. Sans vouloir apporter d'explication scientifique à ce phénomène, il est possible de penser que ces variations sont dues aux traitements qui interviennent lors de la fabrication de tels fils.
De ce fait, pour la réalisation d'un tissu de protection destiné à
former la couche extérieure d'un vêtement de protection contre le feu, on met en oruvre des fils de type para-aramide qui ne présentent pas un tel défaut, par exemple les fils commercialisés sous les appellations Kevlar@, Twaron et Technora . Cependant, ces fils présentent un autre inconvénient qui réside dans le fait qu'ils sont sensibles aux ultraviolets, et que, lorsqu'ils sont teints, ils présentent des coloris de mauvaise solidité à
la lumière. C'est pourquoi, ces fils de para-aramide sont de plus en plus souvent mis en oeuvre dans des tissus de type double étoffe, en faisant en sorte que lesdits fils soient disposés sur la face interne de la couche extérieure du vêtement, c'est-à-dire la face qui n'est pas directement exposée à la lumière et aux ultraviolets. Cette mise en osuvre présente un inconvénient majeur qui consiste à devoir augmenter la masse surfacique du tissu si l'on choisit une proportion relativement élevée de fils de type para-aramide, par exemple des tissus faisant au moins 300 g/m2 si l'on veut de l'ordre de 50% de fils de type para-aramide. Par contre si l'on veut maintenir une masse surfacique plus conventionnelle, par exemple de 220 g/mz, il faut baisser de manière importante la proportion de fils de type para-aramide, par exemple 10 % de fils para-aramide.
Le but de la présente invention est de proposer un tissu de protection apte à former la couche extérieure d'un vêtement de protection contre le feu, qui pallie les inconvénients cités ci-dessus.
Il s'agit d'un tissu de protection, ayant une masse surfacique inférieure à 300 g/mz, de préférence comprise entre 180 et 260 gr/m2 qui est constitué d'au moins deux types de fils résistants au feu, à savoir un premier type de fils de type méta-aramide, un second type de fils de type para-aramide haut module présentant sur leur longueur des variations de 2 high modulus para-aramid which exhibit a variation of hue on their length. Without wishing to provide a scientific explanation for this phenomenon, it is possible to think that these variations are due to treatments that involved in the manufacture of such son.
Therefore, for the realization of a protective fabric intended for form the outer layer of a fire protection garment, one uses para-aramid-type yarns that do not exhibit such defect, for example the yarns marketed under the names Kevlar @, Twaron and Technora. However, these threads present another disadvantage that they are sensitive to ultraviolet light, and that, when dyed, they present colors of bad solidity to the light. That's why, these para-aramid threads are growing often used in fabrics of the double fabric type, while making so that said wires are arranged on the inner face of the layer outer part of the garment, that is to say the face that is not directly exposed to light and ultraviolet light. This implementation presents a major disadvantage of having to increase the mass per unit area of fabric if a relatively high proportion of type yarns is chosen para-aramid, for example tissues of at least 300 g / m 2 if on the order of 50% of para-aramid type yarns. On the other hand, if we wants to maintain a more conventional surface mass, for example of 220 g / m2, the proportion of para-aramid type, for example 10% para-aramid son.
The object of the present invention is to propose a fabric of protection capable of forming the outer layer of a protective garment against fire, which overcomes the disadvantages mentioned above.
This is a protective fabric, having a mass per unit area less than 300 g / m 2, preferably between 180 and 260 g / m 2 which consists of at least two types of fire-resistant yarns, namely a first type of meta-aramid type yarn, a second type of type yarn high-modulus para-aramid with variations in their length

3 teinte et éventuellement, en chaîne, un troisième type de fils de type para-aramide ne présentant pas ces variations de teinte, mais sensibles aux ultra-violets ; ce tissu comporte de 15 à 50 % de fils du second type et éventuellement du troisième type et son armure est déterminée en sorte que, sur la face extérieure du tissu, les fils de chaîne du second et éventuellement du troisième type sont presque totalement masqués.
Ainsi, selon la disposition particulière de la présente invention, il est possible d'obtenir un tissu de protection de masse surfacique classique et qui comporte une grande proportion de fils de para-aramide, notamment de fils haut module non sensible aux ultra violets qui, malgré la variation de teinte inhérent à ce type de fil, présente un aspect esthétique acceptable.
En effet, le demandeur a pu constater que la variation de teinte sur la longueur n'est pas rédhibitoire quand la trame est apparente sur la couche extérieure, contrairement à ce qui a été observé s'agissant de la chaîne.
Ceci peut s'expliquer quant on considère que les fils de chaîne sont prélevés, lors l'ourdissage, sur des bobines de lots de fabrication différents, de sorte que la juxtaposition des fils de chaîne prélevés de ces bobines et comportant des coloris différents peut générer une rayure sur toute la longueur de la pièce, ce qui constitue un défaut rédhibitoire.
De plus, même si toutes les bobines du cantre d'ourdissage sont du même lot, la variation de teinte va se traduire par un aspect visuel différent entre le début et la fin de la pièce, ce qui se répercutera sur les vêtements confectionnés avec ladite pièce : un même vêtement pourra présenter des variations d'aspect si les panneaux découpés pour la confection sont prélevés dans des zones éloignées de la même pièce ou encore deux vêtements auront des aspects visuels différents selon que les panneaux utilisés pour leur confection proviennent du début ou de la fin de la pièce.
Par contre, dans le cadre de la trame, le contraste de coloris ne concerne que la largeur du tissu, généralement entre 1,50 m et 1,60 m 3 hue and possibly, in chain, a third type of para-aramid does not present these variations of hue, but sensitive to ultraviolet; this fabric comprises from 15 to 50% of son of the second type and possibly of the third type and his armor is determined so that on the outer side of the fabric, the warp threads of the second and possibly of the third type are almost completely masked.
Thus, according to the particular provision of the present invention, it is possible to obtain a conventional mass-protection fabric and which has a large proportion of para-aramid threads, in particular high modulus son not sensitive to ultra violet which, despite the variation tint inherent to this type of yarn, has an aesthetic appearance acceptable.
Indeed, the plaintiff has found that the variation of hue on the length is not crippling when the frame is apparent on the outer layer, contrary to what has been observed with regard to the chain.
This can be explained when we consider that the warp threads are taken during warping on reels of production batches different, so that the juxtaposition of the warp threads taken from these coils and having different colors can generate a scratch on the entire length of the room, which is a crippling defect.
Moreover, even if all the coils of the warping creel are same lot, the hue variation will result in a different visual appearance between the beginning and the end of the room, which will affect the clothes made with the said piece: the same garment may have variations in appearance if the panels cut for confection are collected in distant areas of the same room or two clothing will have different visual aspects depending on whether the panels used for making them come from the beginning or the end of the piece.
On the other hand, as part of the frame, the color contrast does not relates that the width of the fabric, usually between 1.50 m and 1.60 m

4 puisque c'est le même fil de trame qui croise les fils de chaîne sur toute cette largeur. Eventuellement il est d'ailleurs possible, avec un mélangeur de trame, d'utiliser plusieurs bobines à tour de rôle pour constituer les duites et réduire ainsi l'effet de la variation de coloris des fils de trame par un mélange statistique.
Par ailleurs, s'agissant des fils de para-aramide, ne présentant pas de variations de teinte mais plus sensibles aux ultraviolets, ils ne sont mis en oeuvre qu'en chaîne et le fait qu'il soient presque totalement masqués évite le problème de dégradation due à l'action de la lumière et des ultraviolets.
Dans une variante de réalisation, les fils du second et éventuellement du troisième type représentent de 30 à 50 % des fils de chaîne et les fils du second type de 30 à 50 % des fils de trame.
Dans une variante de réalisation, les fils du premier et du second type font de l'ordre de 12 à 16 tex X 2.
Dans une variante de réalisation, le tissu en question présente une armure de base ayant en chaîne l'agencement suivant : un fil du premier type, un fil du second type et deux fils du premier type et en trame une alternance de fils du premier et du second type.
Dans ce mode de réalisation, il a été possible de réaliser un tissu de protection ayant une masse surfacique de l'ordre de 220 gr/m2 et ayant une proportion finale de 66,3 % de fibres de méta-aramide, de 33 % de fibres de para-aramides, haut module à variation de coloris sur sa longueur et de 0,7 % de fibres anti-statiques. Il est à souligner que s'agissant des fils du premier type, les fibres de méta-aramide sont généralement mélangées avec un faible pourcentage de fibres anti-statiques, notamment des fibres de type Belltron ou autres fibres, dissipatrices de charge ou conductrices.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation d'un tissu de protection ayant une masse surfacique inférieur à 300 g/mz, destiné à former la couche extérieure d'un vêtement pour sapeur pompier, illustré par les figures 1 et 2 représentant deux armures de base pour ledit tissu de type armure double face chaîne.
Dans le premier exemple, les fils du premier type sont des fils du 4 since it's the same weft thread that crosses the warp threads over any this width. Possibly it is also possible, with a mixer frame, to use several coils in turn to constitute the pick up and thus reduce the effect of the color variation of the weft threads by a statistical mixture.
Moreover, in the case of para-aramid yarns, which do not have variations in hue but more sensitive to ultraviolet light, they are not in the chain and the fact that they are almost completely masked avoids the problem of degradation due to the action of light and ultraviolet.
In an alternative embodiment, the wires of the second and possibly of the third type represent from 30 to 50% of the chain and the second type of son from 30 to 50% of the weft son.
In an alternative embodiment, the son of the first and second type are in the range of 12 to 16 tex X 2.
In an alternative embodiment, the subject fabric has a basic armor with the following pattern: a thread of the first type, a wire of the second type and two wires of the first type and in alternation of sons of the first and second type.
In this embodiment, it has been possible to produce a fabric with a mass per unit area of around 220 gr / m2 and having a final proportion of 66.3% of meta-aramid fibers, 33% of para-aramid fibers, high color variation module on its length and 0.7% of anti-static fibers. It should be emphasized that in the case of yarns of the first type, the meta-aramid fibers are usually mixed with a small percentage of static, in particular Belltron fibers or other fibers, load dissipators or conductive.
The present invention will be better understood on reading the description of exemplary embodiments of a protective fabric having a surface mass of less than 300 g / m 2, intended to form the layer outer shell of a firefighter's clothing, illustrated by FIGS.
2 representing two basic armor for said armor-like fabric double sided chain.
In the first example, the sons of the first type are sons of the

5 type méta-aramide de titrage 14,3 tex X 2 (plus couramment dénommés Nm 70/2) composés de 99 % de fibres méta-aramides connues sous la dénomination Kermel et 1% de fibres anti-statiques.
Les fils du second type sont des fils de type para-aramide de titrage 14,3 tex X 2, haut module, présentant des variations de coloris sur leur 1o longueur. Il s'agit par exemple de fils connus sous la dénomination Rusar . Il peut également s'agir de fils connus sous la dénomination Armos , SVMO ou AuTx-HT O. Il s'agit de fils de filaments continus.
Comme indiqué sur la figurel dans ce premier exemple, le motif d'ourdissage est de 3 fils de type méta-aramide (K pour KERMEL ) pour un fil de type para-aramide (P pour para-aramide).
Quant au motif de tramage, il est d'un fil de méta-aramide (K) pour un fil de para-aramide (P).
La contexture du tissu est de 52 X 22 fils /cm.
Sa masse surfacique est de l'ordre de 220 gr/m2, avec une 2 0 proportion finale de 66,3 % de fibres méta-aramides, 33 % de fibres para-aramides et 0,7 % de fibres anti-statiques.
Dans cet exemple de réalisation, dans chaque motif unitaire (4 x 4) ayant l'armure illustré, les fils de chaîne de type para-aramide haut module se trouvent alternativement visibles en face endroit et en face envers selon un rapport de 1 pour 3. En pratique, avec ce genre d'armure, il s'avère que le fil de chaîne en méta-aramide(K) qui se trouve le plus à
gauche du motif d'armure va avoir tendance à passer par-dessus le fil de chaîne en para-aramide (P) ce qui fait que le dit fil de chaîne est en réalité
quasiment totalement masqué sur la face endroit du tissu.
II est à noter que si, pour la chaîne, il est préférable d'utiliser des fils retors à deux bouts du fait d'une meilleure tissabilité, il est possible pour la 5 meta-aramid titration type 14.3 tex X 2 (more commonly referred to as Nm 70/2) composed of 99% meta-aramid fibers known as denomination Kermel and 1% of anti-static fibers.
The yarns of the second type are para-aramid type titration yarns 14.3 tex X 2, high modulus, showing color variations on their 1o length. This is for example son known as Rusar . It may also be son known under the name Armos, SVMO or AuTx-HT O. These are continuous filament yarns.
As shown on the figurel in this first example, the pattern of warping is 3 son of meta-aramid type (K for KERMEL) for a para-aramid type wire (P for para-aramid).
As for the dithering pattern, it is of a meta-aramid (K) yarn for a para-aramid yarn (P).
The texture of the fabric is 52 X 22 threads / cm.
Its surface density is of the order of 220 gr / m2, with a The final proportion of 66.3% of meta-aramid fibers, 33% of para-aramids and 0.7% of anti-static fibers.
In this exemplary embodiment, in each unitary pattern (4 × 4) having the armor shown, the para-aramid type warp yarns module are alternately visible in front and opposite back in a ratio of 1 to 3. In practice, with this kind of armor, it turns out that the meta-aramid (K) warp yarn which is the most left of the armor pattern will tend to go over the wire of para-aramid chain (P) so that the said warp is actually almost completely hidden on the face of the fabric.
It should be noted that if, for the chain, it is preferable to use wires twisted at both ends because of better fabricability, it is possible to the

6 trame d'utiliser des fils simples. Par exemple pour des fils de titrage de 14,3 tex x 2 en chaîne, on utilise en trame des fils simples de 29,4 tex.
Le second exemple diffère du premier par l'armure de base, du type armure double-face chaîne, qui est illustrée à la figure 2, dans lequel le motif d'ourdissage est aussi de trois fils de type méta-aramide pour un fil de type para-aramide et le motif de tramage est aussi d'un fil de type méta-aramide pour un fil de type para-aramide.
Dans ce second exemple, dans chaque motif unitaire (4 x 6) les fils de chaîne de type para-aramide se trouvent alternativement visibles en face endroit et en face envers selon un rapport de 1 pour 2, mais comme dans le premier exemple le fil de chaîne en méta-aramide (K) qui se trouve le plus à gauche du motif d'armure à tendance à passer par-dessus le fil de chaîne en para-aramide (P) qui lui est immédiatement adjacent, ce qui fait que, sur la face endroit du tissu, le fil de chaîne en para-aramide est quasiment totalement masqué.
Dans ces deux exemples, tous les fils de chaîne et de trame en para-aramide peuvent être du second type mais on peut aussi avoir tous les fils de chaîne en para-aramide du troisième type.
Ainsi, pour le fil de chaîne en para-aramide (P) il devrait être possible d'utiliser des fils plus classiques de type Kevlar Twaron ou Technora O puisqu'étant quasiment totalement masqués, il ne devraient pas être directement sous l'effet des ultraviolets et de la lumière. Cette variante présente un avantage financier puisque ces fils plus classiques sont moins coûteux que les fils de type para-aramide précités présentant des variations de teinte sur leur longueur. Cependant elle peut présenter un inconvénient sur le plan de la résistance mécanique du tissu du fait d'une moindre résistance des fils plus classiques qui, pour les finesses de fils souhaitables, sont, sur le marché, des filés de fibres alors que les fils précités à variation de teinte sur la longueur sont des fils multi filamentaires (à filaments continus) de plus grande résistance.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation 6 frame to use single wires. For example, for titration son of 14.3 tex x 2 in warp, we use in weft single threads of 29.4 tex.
The second example differs from the first by the basic armor, of the type double-sided armor warp, which is illustrated in Figure 2, in which the warping pattern is also three-wire meta-aramid type for a wire of para-aramid type and the dithering pattern is also of a type wire meta-aramid for a para-aramid type yarn.
In this second example, in each unitary pattern (4 x 6) the wires of para-aramid type chain are alternately visible in front and back side in a ratio of 1 to 2, but as in the first example, the meta-aramid (K) warp yarn finds the leftmost of the armor pattern tends to go over the para-aramid (P) warp thread which is immediately adjacent to it, this which makes, on the face of the fabric, the para-aramid warp is almost completely hidden.
In these two examples, all the warp and weft threads in para-aramid can be of the second type but one can also have all the para-aramid warp yarns of the third type.
So, for the para-aramid (P) warp yarn it should be possible to use more traditional Kevlar Twaron type yarns or Technora O since they are almost completely masked, they should not not be directly under the effect of ultraviolet and light. This variant presents a financial benefit since these more conventional threads are less expensive than the aforementioned para-aramid type yarns presenting color variations along their length. However, she can present a disadvantage in terms of the mechanical strength of the fabric of fact of a lesser resistance of the more classic threads which, for the finesse of desirable yarns, are on the market fiber yarns while aforementioned hue variation over the length are multi wires filaments (continuous filaments) of greater strength.
The present invention is not limited to the embodiments

7 décrits et illustrés à titre d'exemples non exhaustifs. En particulier, il est possible d'envisager d'autres armures, par exemple une armure dans laquelle le motif d'ourdissage est de quatre fils du premier type pour un fil du second type et le motif de tramage d'un fil du premier type pour un fil du second type, pour une meilleure densité et un meilleur masquage des fils du second type en chaîne, tout en restant dans les masses surfaciques souhaitées et avec une proportion de l'ordre de 30 % des fils du second type. 7 described and illustrated as non-exhaustive examples. In particular, it is possible to consider other armor, for example an armor in which the warping pattern is four yarns of the first type for a yarn of the second type and the dithering pattern of a wire of the first type for a wire of the second type, for better density and better masking of son of the second type in chain, while remaining in the surface masses desired and with a proportion of about 30% of the sons of the second type.

Claims

1. Protective fabric having an basis weight of less than 300 g/m2 intended to form the outer layer of a garment protection against fire, for example a suit for a sapper firefighter, characterized in that it consists of warp threads and weft yarns belonging to at least two types of yarns resistant to fire, namely a first type of yarn of the meta-aramid type, a second type of yarn of high modulus para-aramid type having color variations along their length, and possibly, in warp, a third type of para-aramid yarn does not presenting no color variations but sensitive to ultraviolet, in that it comprises from 15 to 50% of son of the second and optionally of the third type and in that the weave of said fabric is of the double-sided chain type and is determined such that, on the outer face of the fabric, the warp threads of the second and possibly of the third type are almost totally masked.

2. Fabric according to claim 1 characterized in that all the yarns of para-aramid warp and weft are of the second type.

3. Fabric according to claim 1 characterized in that all the yarns of para-aramid chain are of the third type.

4. Fabric according to one of claims 1 to 3 characterized in that the son of the second type and possibly of the third type represent 30 to 50% of the warp yarns and the yarns of the second typically 30 to 50% of the weft yarns.

5. Fabric according to one of claims 1 to 4 characterized in that the yarns of the first and second type are of the order of 24 to 32 tex in one or two ends.

6. Fabric according to one of claims 1 to 5 characterized by a basic weave, presenting a warping pattern of three threads of the first type for a yarn of the second type, and a weft pattern of a thread of the first type for a thread of the second type.

7. Fabric according to claim 6 making the order of 220 g / m2 and having a final proportion of 66.3% meta-aramid, 33%
para-aramid and 0.7% anti-static fibers.

8. Fabric according to one of claims 1 to 5, characterized by a base weave, featuring a four-ply warp pattern from the first type for a yarn of the second type and a weft pattern of a thread of the first type for a thread of the second type.