EP1299013A1 - Tissu de protection thermique - Google Patents

Tissu de protection thermique

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Publication number
EP1299013A1
EP1299013A1 EP01956593A EP01956593A EP1299013A1 EP 1299013 A1 EP1299013 A1 EP 1299013A1 EP 01956593 A EP01956593 A EP 01956593A EP 01956593 A EP01956593 A EP 01956593A EP 1299013 A1 EP1299013 A1 EP 1299013A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
yarns
fibers
aramid
fabric
continuous filaments
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01956593A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Frédérique FAVIER
Jean Pôl KAHN
Jean-Olivier Dejardin
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Europrotect France
Original Assignee
Europrotect France
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D31/00—Materials specially adapted for outerwear
    • A41D31/04—Materials specially adapted for outerwear characterised by special function or use
    • A41D31/08—Heat resistant; Fire retardant
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/02—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
    • D10B2331/021—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides aromatic polyamides, e.g. aramides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3179—Woven fabric is characterized by a particular or differential weave other than fabric in which the strand denier or warp/weft pick count is specified

Definitions

  • the present invention relates to a thermal protection fabric, in particular a fabric which can be used for the production of clothing used by the fire brigade.
  • An intervention textile jacket generally comprises an outer layer consisting of an aramid fabric or equivalent, a sealing barrier laminated on a non-fire felt, an insulation system consisting of a knitted fabric or an aramid felt or equivalent and an inner lining.
  • Such a jacket has a number of disadvantages in use.
  • Such a jacket is very heavy, and poses problems of ergonomics and ease of wearing due to the stacking of several layers. Finally, such a jacket is difficult to maintain, and can present appearance problems after washing.
  • para-aramid multifilaments are very sensitive to hydrolysis. They can not withstand the washing conditions in an aqueous medium, they therefore quickly lose their mechanical performance, and become more sensitive to abrasion, thereby causing fibrillation. which is a deterioration of the thread resulting in the appearance of a whitish pollution on the fabric.
  • Para-aramid multifilaments are sensitive to ultraviolet radiation and to part of the visible spectrum, for wavelengths between 300 and 450 nm, in the presence of which they fairly quickly lose their original mechanical properties.
  • the object of the invention is to provide a thermal protection fabric having good qualities of thermal protection and mechanical protection, resistant to washing well and having a good surface appearance after washing, resistant to radiation, such as ultraviolet rays. , and offering a satin or shiny surface appearance making it possible to identify the wearer of a garment produced using such a fabric in poor visibility conditions, in particular during intervention in a smoky area.
  • the thermal protection fabric which it concerns, comprising a weave of warp threads in one direction and of weft threads in the perpendicular direction, is characterized in that it comprises, in one direction, threads made up alternating continuous filaments and spun fibers, and in the other direction, threads made from spun fibers, the various continuous filaments and spun fibers being made of non-flammable and non-fusible materials.
  • the continuous filaments are made of meta-aramid, as known under the brand Nomex,
  • the yarns of fibers associated alternately with the continuous filaments are made of meta-aramid, as known under the brand
  • the yarns formed by yarns of fibers in the other direction include meta-aramid fibers, as known under the brand Nomex and para-aramid fibers, as known under the brand Keviar.
  • the combination of continuous filaments and fiber yarns in one direction of the fabric with fiber yarns in the other direction provides very good thermal protection, while providing the fabric with excellent mechanical properties.
  • the para-aramid fibers are arranged in a core and the meta-aramid fibers are arranged in cover.
  • the yarns are produced from yarns of fibers comprising approximately 1/3 of para-aramid fibers and 2/3 of meta-aramid fibers.
  • the different threads in the two directions are combined so as to form a complex double-faced weave of satin type, such that the outer face of the fabric is composed essentially of continuous filaments and the inner face is mainly composed of fiber yarns.
  • the surface thus formed has a very shiny appearance compared to that obtained with fiber yarns, this effect giving rise to excellent reflection by radiant heat.
  • this shiny surface allows the wearer of the garment to be easily identified in the middle of smoke, fire or in the dark, since the continuous filaments reflect light, unlike the traditional outer layers which remain dull.
  • this smooth outer layer improves ease of wearing by reducing the friction of the different parts of the jacket during movements relative to each other.
  • the maintenance of the garment is facilitated, since during its use, the outer layer does not form a gripping surface, the dust and debris not coming not stick to this surface.
  • the yarns of fibers dispersed among the continuous filaments in one direction bind to the yarns in the other direction on the rear face of the fabric, and they are more important than the continuous filaments.
  • the yarns of fibers present on the rear face of the fabric have a higher count than the continuous filaments, they provide a relief effect with the formation of thickeners which, once in contact with the second layer of the textile complex, delimit an air space which contributes to the thermal insulation of the garment.
  • the threads in one direction, are constituted by an alternation of continuous filaments and yarns of fibers in proportions of 5 to 1.
  • Electrostatic properties can be obtained in this type of fabric by a combination of dissipative or electrostatic wires or fibers in either direction.
  • This fabric comprises warp threads made up of continuous filaments of meta-aramid, of Nomex type, of 220 dtex title and of threads of meta-aramid fibers, of Nomex type of title Nm 60/2 in the proportion of 5 to 1. , and weft yarns made of spun fibers of Nm 55/2 titer made using the core yarn technique, composed of around 33% pararamid fibers of the Keviar type in the core and 67% meta fibers Nomex type aramid on the cover, the weave being of the satin type with the filaments on the right side, while the fiber yarns mainly appear on the reverse side where they are linked with the weft threads to form a reinforcement grid, the fabric possibly undergoing a waterproofing type finishing treatment making it possible to provide characteristics of repellency.
  • this fabric can be combined with an intermediate layer constituted by a membrane laminated on a felt and an inner layer constituted by a lining.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

Tissu comportant une armure de fils de chaîne dans une direction et de fils de trame dans la direction perpendiculaire. Ce tissu comprend, dans une direction, des fils constitués d'une alternance de filaments continus et de filés de fibres, et dans l'autre direction, des fils réalisés à partir de filés de fibres, les divers filaments continus et filés de fibres étant réalisés en des matériaux non feu et non fusibles.

Description

TISSU DE PROTECTION THERMIQUE
La présente invention a pour objet un tissu de protection thermique, notamment un tissu pouvant être utilisé pour la réalisation de vêtements utilisés par les sapeurs-pompiers.
Les vestes textiles d'intervention des sapeurs-pompiers sont obtenues par assemblage de plusieurs couches de matériaux visant à apporter un niveau de protection conforme à des normes, notamment la norme EN469 en vigueur en Europe. Une veste textile d'intervention comprend généralement une couche extérieure constituée par un tissu en aramide ou équivalent, une barrière d'étanchéité contrecollée sur un feutre non feu, un système d'isolation constitué d'un tricot ou d' un feutre en aramide ou équivalent et une doublure intérieure. Un tel type de veste présente à l'utilisation un certain nombre d'inconvénients.
Une telle veste est très lourde, et pose des problèmes d'ergonomie et d'aisance au porter en raison de l'empilage de plusieurs couches. Enfin, une telle veste est difficile à entretenir, et peut présenter des problèmes d'aspect après lavage.
Le document US 5 299 602 décrit un tissu extérieur pour veste de sapeur-pompier, dont la chaîne comporte des filaments continus de méta-aramide (connu sous la marque Nomex) alternés avec des multifilaments para-aramide, tel que connu sous la marque Keviar, et une trame comprenant des filés de fibre méta-aramide de type Nomex alternés avec des multifilaments para-aramide de type Keviar, le tout étant lié par une armure de type croisé.
L'emploi de multifilaments para-aramide de type Keviar en chaîne, à raison d'un fil sur deux, présente des inconvénients pour les raisons suivantes :
- Il est connu et démontré que les multifilaments de para- aramide sont très sensibles à l'hydrolyse. Ils supportent mal les conditions de lavage en milieu aqueux, ils perdent de ce fait rapidement leurs performances mécaniques, et deviennent plus sensibles à l'abrasion entraînant de ce fait une fibrillation qui est une détérioration du fil se traduisant par l'apparition d'une pollution blanchâtre sur le tissu.
- Les multifilaments de para-aramide sont sensibles aux rayonnements ultraviolets et à une partie du spectre visible, pour des longueurs d'onde comprises entre 300 et 450 nm, en présence desquels ils perdent assez rapidement leurs propriétés mécaniques d'origine.
- Economiquement, l'utilisation de multilaments de para-aramide entraîne un surcoût important lors de la réalisation de ce tissu comparativement à l'utilisation d'un autre type de matière.
Le but de l'invention est de fournir un tissu de protection thermique possédant de bonnes qualités de protection thermique et de protection mécanique, résistant bien au lavage et possédant un bon aspect de surface après lavage, résistant bien aux rayonnements, tels que les rayons ultraviolets, et offrant un aspect de surface satiné ou brillant permettant d'identifier le porteur d'un vêtement réalisé à l'aide d'un tel tissu dans de mauvaises conditions de visibilité, notamment lors de l'intervention dans une zone enfumée.
A cet effet, le tissu de protection thermique qu'elle concerne, comportant une armure de fils de chaîne dans une direction et de fils de trame dans la direction perpendiculaire, est caractérisé en ce qu'il comprend, dans une direction, des fils constitués d'une alternance de filaments continus et de filés de fibres, et dans l'autre direction, des fils réalisés à partir de filés de fibres, les divers filaments continus et filés de fibres étant réalisés en des matériaux non feu et non fusibles. Suivant une possibilité :
- les filaments continus sont réalisés en méta-aramide, tel que connu sous la marque Nomex,
- les filés de fibres associés en alternance aux filaments continus sont réalisés en méta-aramide, tel que connu sous la marque
Nomex, et
- les fils constitués par des filés de fibres dans l'autre direction comprennent des fibres de méta-aramide, tel que connu sous la marque Nomex et des fibres de para-aramide, tel que connu sous la marque Keviar. La combinaison des filaments continus et des filés de fibre dans une direction du tissu avec des filés de fibre dans l'autre direction procure une très bonne protection thermique, tout en assurant au tissu d'excellentes propriétés mécaniques.
Les très bonnes performances mécaniques des fils constitutifs de ce tissu permettent de réaliser un tissu possédant des propriétés mécaniques équilibrées.
Suivant une forme de réalisation de ce tissu, les fibres de para- aramide sont disposées en âme et les fibres de méta-aramide sont disposées en couverture. Avantageusement, les fils sont réalisés à partir de filés de fibres comprenant environ 1 /3 de fibres de para-aramide et 2/3 de fibres de méta-aramide.
Cet agencement est avantageux, dans la mesure où les fibres de para-aramide procurent au tissu des propriétés mécaniques élevées, sans risque de problème de fibrillation, ni de perte de résistance, puisque les fibres de para-aramide sont protégées par les fibres de méta-aramide disposées en couverture.
Selon une forme avantageuse d'exécution de ce tissu, les différents fils dans les deux directions sont combinés de façon à former une armure complexe double face de type satin, telle que la face extérieure du tissu soit composée essentiellement de filaments continus et la face intérieure soit composée essentiellement de filés de fibres.
La présence de filaments continus sur la face extérieure du tissu permet d'obtenir une surface close, lisse et uniforme, puisque les filaments constitutifs de chacun des fils ont tendance à s'étaler et à occuper le maximum de surface disponible, entraînant de ce fait la formation d' une barrière au flux de chaleur radiante.
La surface ainsi formée est d'apparence très brillante par rapport à celle obtenue avec des filés de fibres, cet effet entraînant une excellente réflexion à la chaleur radiante. En outre, cette surface brillante permet au porteur du vêtement d'être facilement identifiable au milieu de fumée, de feu ou dans l'obscurité, puisque les filaments continus réfléchissent la lumière, contrairement aux couches extérieures traditionnelles qui restent mates.
De plus, cette couche extérieure lisse améliore l'aisance au porter en diminuant les frictions des différentes parties de la veste lors des mouvements les unes par rapport aux autres. Enfin, grâce à la présence de filaments continus du côté extérieur du tissu, l'entretien du vêtement est facilité, puisqu'au cours de son utilisation, la couche extérieure ne forme pas une surface d'accrochage, la poussière et les débris ne venant pas se coller sur cette surface.
Dans la mesure où une proportion importante de filés de fibres apparaissent majoritairement sur la face arrière du tissu, ils participent à la résistance à la propagation de la flamme.
Avantageusement, les filés de fibres dispersés parmi les filaments continus dans une direction, se lient avec les fils de l'autre direction sur la face arrière du tissu, et ils sont de titre plus important que les filaments continus. Dans la mesure où les filés de fibres présents sur la face arrière du tissu possèdent un titre plus important que les filaments continus, ils procurent un effet de relief avec la formation de surépaisseurs qui, une fois en contact avec la deuxième couche du complexe textile, délimitent un espace d'air qui participe à l'isolation thermique du vêtement.
Afin de procurer au tissu un aspect le plus fermé possible sur sa face extérieure, les fils, dans une direction, sont constitués par une alternance de filaments continus et de filés de fibres dans des proportions de 5 pour 1 .
Des propriétés électrostatiques peuvent être obtenues dans ce type de tissu par combinaison de fils ou de fibres dissipateurs ou électrostatiques dans l'une ou l'autre des directions.
Il est donné, ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation d'un tissu selon l'invention.
Ce tissu comprend des fils de chaîne constitués de filaments continus de méta-aramide, de type Nomex, de titre 220 dtex et de filés de fibres de méta-aramide, de type Nomex de titre Nm 60/2 dans la proportion de 5 pour 1 , et des fils de trame en filés de fibres de titre Nm 55/2 réalisés selon la technique du fil à âme, composé d'environ 33 % de fibres para- aramide de type Keviar en âme et de 67 % de fibres de méta-aramide de type Nomex en couverture, l'armure étant de type satin avec les filaments sur la face endroit, alors que les filés de fibres apparaissent majoritairement sur la face envers où ils sont liés avec les fils de trame pour former une grille de renfort, le tissu subissant éventuellement un traitement de finition de type imperméabilisation permettant de fournir des caractéristiques de déperlance. Pour former un complexe à trois couches pouvant être utilisé pour la réalisation d'un vêtement de protection, par exemple pour sapeurs- pompiers, ce tissu peut être associé à une couche intermédiaire constituée par une membrane contrecollée sur un feutre et une couche intérieure constituée par une doublure.
Un assemblage, tel que défini précédemment, a été testé et montre d'excellentes performances thermiques en comparaison aux complexes connus comportant quatre couches avec une couche extérieure réalisée 100 % en aramide ou équivalent. Il est donc possible de faire l'économie d'une couche dans l'assemblage, tout en assurant une excellente protection du porteur, et en lui procurant une meilleure aisance. En outre, l'effet satiné facilite l'entretien du vêtement, et participe à l'identification et au repérage du porteur dans de mauvaises conditions d'environnement extérieur, telles que de la fumée ou l'obscurité. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce tissu, décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes demeurant dans le cadre des revendications. C'est ainsi notamment que d'autres matériaux à caractère non feu et non fusible peuvent être utilisés, tels que appartenant aux familles des aramides, des polyimides, des polybenzimidazoles, des polybenzazoles.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Tissu de protection thermique comportant une armure de fils de chaîne dans une direction et de fils de trame dans la direction perpendiculaire, caractérisé en ce qu'il comprend, dans une direction, des fils constitués d'une alternance de filaments continus et de filés de fibres, et dans l'autre direction, des fils réalisés à partir de filés de fibres, les divers filaments continus et filés de fibres étant réalisés en des matériaux non feu et non fusibles.
2. Tissu selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les filaments continus sont réalisés en méta-aramide, tel que connu sous la marque Nomex.
3. Tissu selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les filés de fibres associés en alternance aux filaments continus sont réalisés en méta-aramide, tel que connu sous la marque Nomex.
4. Tissu selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les fils constitués par des filés de fibres dans l'autre direction comprennent des fibres de méta-aramide, tel que connu sous la marque Nomex et des fibres de para-aramide, tel que connu sous la marque Keviar.
5. Tissu selon la revendication 4, caractérisé en ce que les fibres de para-aramide sont disposées en âme et les fibres de méta-aramide sont disposées en couverture.
6. Tissu selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les différents fils dans les deux directions sont combinés de façon à former une armure complexe double face de type satin, telle que la face extérieure du tissu soit composée essentiellement de filaments continus et la face intérieure soit composée essentiellement de filés de fibres.
7. Tissu selon la revendication 6, caractérisé en ce que les filés de fibres dispersés parmi les filaments continus dans une direction, se lient avec les fils de l'autre direction sur la face arrière du tissu, et en ce qu'ils sont de titre plus important que les filaments continus.
8. Tissu selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, dans une direction, les fils sont constitués par une alternance de filaments continus et de filés de fibres dans des proportions de 5 pour 1 .
9. Tissu selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans une direction, les fils sont réalisés à partir de filés de fibres comprenant environ 1 /3 de fibres de para-aramide et 2/3 de fibres de méta-aramide.
10. Tissu selon l'ensemble des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu' il comprend des fils de chaîne constitués de filaments continus de méta-aramide, de type Nomex, de titre 220 dtex et de filés de fibres de méta-aramide, de type Nomex de titre Nm 60/2 dans la proportion de 5 pour 1 , et des fils de trame en filés de fibres de titre Nm 55/2 réalisés selon la technique du fil à âme, composé d'environ 33 % de fibres para-aramide de type Keviar en âme et de 67 % de fibres de méta-aramide de type Nomex en couverture, l'armure étant de type satin avec les filaments sur la face endroit, alors que les filés de fibres apparaissent majoritairement sur la face envers où ils sont liés avec les fils de trame pour former une grille de renfort, le tissu subissant éventuellement un traitement de finition de type imperméabilisation permettant de fournir des caractéristiques de déperlance.
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EP (1) EP1299013A1 (fr)
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