BE1019932A5

BE1019932A5 - Ondoordringbare naden voor permeabele cbrn kleding.

Info

Publication number: BE1019932A5
Application number: BE2012/0071A
Authority: BE
Inventors: Lieven Smissaert
Original assignee: Seyntex Nv
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2013-02-05
Also published as: EP2623164B1; DK2623164T3; EP2623164A1

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op beschermkledij in het bijzonder geschikt voor militair gebruik omvattende minstens twee weefsellagen, een eerste buitenweefsel en een tweede binnenweefsel beiden met een gewicht van 25 tot 400g/m2 met het kenmerk dat de beschermkledij voorzien is van stiksels omvattende garen dat oleofoob is. In een tweede aspect heeft onderhavige uitvinding tevens betrekking op een werkwijze voor de productie van dergelijke beschermkledij.

Description

ONDOORDRINGBARE NADEN VOOR PERMEABELE CBRN KLEDING TECHNISCH VELD

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het gebruik van een garen waarbij geen wicking optreed om de stiksels van CBRN kleding ondoordringbaar te maken voor chemische en/of biologische agentia. Verder heeft deze uitvinding betrekking op het gebruik van deze CBRN kleding met dergelijke stiksels voor bescherming tegen chemische en/of biologische agentia.

In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op het ondoorlatend maken van stiksels in CBRN kleding tegen chemische en/of biologische agentia.

ACHTERGROND

Beschermkleding voor militairen die blootgesteld worden aan chemische en/of biologische agentia is algemeen gekend. Dit is de zogenaamde CBRN kleding, wat neerkomt op kleding die bescherming biedt tegen chemische, biologische, radiologische en nucleaire factoren. Deze kleding moet gemaakt worden op een dusdanige manier dat er geen enkel van die schadelijke stoffen het lichaam óf dé onderkleding van de desbetreffende personen kan bereiken.

Er zijn in principe drie types CBRN kleding: lucht en waterdamp ondoordringbare kleding gemaakt met een laag ondoordringbare rubber. Dit type bouwt echter heel snel veel warmte op en is oncomfortabel. Anderzijds bestaat er ook lucht en waterdamp doorlatende kleding die een hoog comfortgevoel geven. Tenslotte is er ook kleding dat bestaat uit 2 lagen. De eerste laag is een buitenweefsel (3) en de tweede laag is een binnenweefsel (5). In het binnenweefsel is een membraan aanwezig die waterdamp-doorlatend is, maar de chemische en/of biologische agentia waarvan sprake niet doorlaat. De werkzame component van het membraan is gebaseerd op actieve kool (4) (poeders of vezels) dat de chemische en/of biologische agentia adsorbeert.

CBRN kleding van dit laatste type, bijvoorbeeld broeken of vesten, zijn geconfectioneerd en vertonen op verschillende plaatsen naden waar er stukken vastgenaaid worden. Ook op andere plaatsen zijn er naden te vinden bij deze beschermkledij, bijvoorbeeld bij ritsen en zakken. Deze dqorstikte plaatsen zijn gekend als het zwakke element in de opbouw van de beschermkleding.

Biologische en/of chemische agentia, bijvoorbeeld mosterdgas, zijn synthetisch van aard. Zij worden niet alleen in vernevelde, maar ook irr vloeibare fase toegépast in het moderne oorlogswezen. Standaard naaigarens vertonen een hoog wicking gedrag. Hierdoor worden chemische en/of biologische agentia door . het naaigaren gemakkelijk opgenomen en verspreid over het garen heen. Dit fenomeen zorgt ervoor dat bij contact de chemische en/of biologische agentia door het naaigaren bij stiksels heen de binnenkant van de CBRN kleding zal. bereiken en dus de bescherming teniet doet.

Het volledig resistent maken van stiksels van geconfectioneerde beschermkledij tegen chemische en/of biologische agentia wordt op dit moment niet in voldoende mate bereikt door het gebruik van de standaard naaigarens.

Verschillende manieren zijn gekend om deze kritieke plaatsen tijdelijk of permanent af te schermen tegen deze gevaarlijke stoffen.

c·

De voor de hand liggende techniek op vandaag om de problematiek van het -stikken door de lagen te omzeilen, is de confectie van buiten weefsel en binnenweefsel gescheiden te doen. Op die manier is er geen doorgestikt garën, dat als transport element voor het strijdmiddel kan zorgen.

US6691326 beschrijft hét gebruik van een speciale ritssluiting voor het beschermen tegen chemische en/of biologische agentia. Er wordt gebruik gemaakt van een speciale coating waardoor de naden als hét ware worden dichtgecoat.

In W02006114122 maakt men het kledingsstuk, in dit geval een kledingsstuk voor de voet, naadloos zodanig dat er geen zwakke plek is in het geheel. Dit wordt gedaan door het uitsnijden in één stuk uit een weefsel. Hierna wordt dit stuk op de juiste plaatsen verlast.

EP1725127 beschrijft het gebruik van verschillende laminaten om doorgestikte naden te bedekken met een extra laag om zo die extra laag als verzegeling te gebruiken tegen chemische en/of biologische agentia. Men beschrijft deze techniek op het gebruik bij beschermkleding voor het lagere gedeelte van een been.

Het nadeel van alle oplossingen die op dit moment gekend zijn, is dat men geen reguliere stiktechnieken kan gebruiken voor de confectie van de CBRN kleding zonder het verlies van comfort of zonder het gebruik van extra materialen. Zonder het stikken door de lagen zijn bepaalde kledingsstukken zoals overalls minder gemakkelijk aan te trekken. Om die reden is gekeken of er toch gebruik kan gemaakt worden van de reguliere stiktechnieken.

Deze uitvinding heeft tot doel de stiksels van CBRN kleding ondoordringbaar te maken tegen chemische en/of biologische agentia. Dit wordt gedaan aan de hand van een naaigaren dat behandeld is zodanig dat er geen wicking optreedt, waarbij er dus geen opname en verspreiding is van vloeistoffen doorheen het naaigaren.

SAMENVATTING

Tot dit doel verschaft de uitvinding een beschermkledij in het bijzonder geschikt voor militair gebruik omvattende minstens twee weefsellagen, een eerste buitenweefsel en een tweede binnenweefsel beiden met een gewicht van 25 tot 400g/m2 met het kenmerk dat de beschermkledij voorzien is van stiksels omvattende garen dat oleofoob is.

Het oleofobe garen zorgt ervoor dat er geen wicking kan optreden bij de stiksels en dat er geen transport is van chemische en/of biologische agentia door het naaigaren bij stiksels. Op deze wijze wordt het mogelijk gemaakt om stiksels toe te passen bij het maken van militaire beschermkledij zonder het moéten gebruiken van extra materialen om de stiksels tegen doorslag te beschermen en ..... zonder het verlies van comfort.

In een voorkeursuitvoering zal het oleofobe garen vezels omvatten gekozen uit de groep van polyester, katoen, polyamide viscose, vlas of mengsels van twee of meerdere vezels uit deze groep. Meer bij voorkeur is het garen samengesteld uit vezels van polyester en katoen, preferentieel uit 40-60% polyester en 60-40% katoen, meer bij voorkeur in een gelijke ratio.

Het garen heeft preferentieel een gewicht van 20 tot 200 tex, meer bij voorkeur van 30 tot 120 tex. In een voorkeursuitvoering heeft het garen een gewicht van 50 tot 80 tex. Deze uitvoering heeft als voordeel dat het garen een voldoende stevigheid heeft om de stiksels mee te maken.

In een tweede aspect verschaft onderhavige uitvinding een werkwijze voor de productie van beschermkledij, in het bijzonder geschikt voor militair gebruik dat minstens twee weefsellagen omvat, gekenmerkt in dat de beschermkledij voorzien wordt van stiksels omvattende garen die een oleofobe behandeling hebben ondergaan.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

Figuur 1 stelt een vereenvoudigde weergave voor van een CBRN kledingsstuk. Hierop is een assemblagenaad (1) en een opstikkingsnaad (2) te zien.

Figuur 2 stelt een vereenvoudigde weergave voor van een geprefereerde constructie van het textiel lagen materiaal waaruit CBRN kleding bestaat. Dit. bestaat uit een buitenweefsel (3) en een binnenweefsel (5) waarop een membraan aanwezig is met actieve kool (4).

Figuur 3 stelt een vereenvoudigde weergave voor van een assemblagenaad waarbij een naaigaren (6) doorheen de verschillende lagen (3,5) van het textiel lagen materiaal gestikt is.

Figuur 4 stelt een vereenvoudigde weergave voor van een opstikkingsnaad waarbij een naaigaren (6) gebruikt wordt om een element op het textiel lagen (3,5) materiaal te stikken. \

Figuur 5 stelt een vereenvoudigde weergave voor van de doorstikking van het textiel lagen materiaal (3,5) met een naaigaren (6).

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

In een eerste aspect verschaft de uitvinding beschermkledij in het bijzonder geschikt voor militair gebruik omvattende minstens twee weefsellagen, een eerste buitenweefsel en een tweede binnenweefsel beiden met een gewicht van 25 tot 400g/m2 met het kenmerk dat de beschermkledij voorzien is van stiksels omvattende garen dat oleofoob is.

Met de term stiksel wordt in de onderhavige uitvinding een plaats bedoeld van een kledingsstuk waar er een naad is of een doorstikking is. Met de terni naad . wordt in de onderhavige uitvinding een plaats bedoeld waar er een verbinding is gemaakt tussen verschillende weefsellagen met een naaigaren. Met de term doorstikking wordt in de onderhavige uitvinding een plaats bedoeld waar een naaigaren enkel een buitenweefsel en binnenweefsel verbindt.

In een voorkeursvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt er gestikt door het buitenweefsel (3) en het binnenweefsel (5) van CBRN kleding met een garen dat zodanig is gefunctionaliseerd dat de wicking van chemische en/of biologische agentia in het garen onbestaande is.

Met de term wicking wordt in de onderhavige uitvinding de capillaire actie van een vloeistof in een garen bedoeld. Wicking betekent de mogelijkheid van het garen om vloeistof dat in contact komt met het garen te verspreiden in het garen.

Dit heeft als voordeel dat men reguliere stiktechnieken kan gebruiken voor het confectioneren van de weefsels tot CBRN kledingsstukken. Hierdoor is er geen verlies van comfort en moeten er geen extra materialen worden gebruikt.

Het buitenweefsel (3) heeft als doel de chemische en/of biologische agentia in vloeibare vorm af te houden door water en olie afstotend te zijn. Hiervoor kan een weefsel gebruikt worden op . basis van katoen, cellulose acetaat, vlas, linnen, aramide, polyester, polyamide, polyurethaan, viscose, poly(meth)acrylaat, polyolefine, polysulfon, polyethersulfon, polyether ether keton, polyether keton polystyreen, poly para-phenyleen sulfiet, polytetrafluoroethyleen, Polyvinylchloride of copolymeren daarvan en alle mogelijke mengsels van voorgaande; preferentieel wordt katoen, polyester of polyamide en hun mengsels gebruikt; het meest preferentieel wordt katoen gebruikt.

Het buitenweefsel (3) heeft een basisgewicht dat in de range ligt van 25 tot 400 g/m2, of preferentieel in de range van 75 tot 300 g/m2 of het meest preferentieel in de range van 125 tot 250 g/m2.

Het binnenweefsel (5) en het membraan (4) hebben als doel de diffuse doorgang van de damp van chemische en/of biologische agentia te stoppen. Dit gebeurt aan de hand van captatie door een adsorptiemedium dat in het membraan wordt verwerkt. Het adsorptiemedium kan worden geselecteerd uit actieve kool, koolstofvezels, nanovezels, kalk, zeoliet en andere stoffen met een hoog intern oppervlak; preferentieel wordt actieve kool of koolstofvezels gebruikt, het meest preferentieel wordt actieve kool gebruikt.

Het binnenweefsel (5) heeft een basisgewicht dat in de range ligt van 25 tot 400 g/m2, of preferentieel in de range van 50 tot 300 g/m2 of het meest preferentieel in de range van 75 tot 200 g/m2.

Het membraan (4) met het adsorberend medium heeft een basisgewicht dat in de range ligt van 25 tot 300 g/m2, of preferentieel in de range van 50 tot 275 g/m2 of het meest preferentieel in de range van 75 tot 250 g/m2.

Een geschikt naaigaren (6) voor de stiksels is een naaigaren dat geen druppels chemische en/of biologische agentia opneemt en geen wicking vertoont van deze agentia. Hiervoor kan een behandeld garen gebruikt worden op basis van polyester, katoen, polyamide, viscose, vlas en mengsels van twee of meerdere van bovenstaande materialen, of preferentieel wordt een garen gebruikt bestaande uit een mengsel van polyester/katoen in een verhouding die ligt tussen 60/40 en 40/60, of het meest preferentieel wordt een garen gebruikt bestaande uit een mengsel polyester/katoen op een 50/50 verhouding.

Het naaigaren heeft een gewicht dat zich bevindt tussen de 20 en 200 tex, of preferentieel tussen de 30 en 120 tex, of het meest preferentieel tussen de 50 en 80 tex.

De behandeling van het garen moet een oleofobe behandeling zijn waarbij het garen een coating ondergaat via een techniek zoals extrusie coäting, slot coating, foulard coating, roller coating, spray coating of coating door een bad. De meest geprefereerde opzet is het garen coaten via onderdompeling door een bad met een fluorocarbon oplossing, gevolgd door een thermische curing van het garen.

De onderdompeling gebeurt in een bad gedurende een tijd tussen de 10 en 180 minuten, of preferentieel gedurende een tijd tussen 50 en 140 minuten of het meest preferentieel gedurende een tijd tussen 80 en 100 minuten. De fluorocarbonoplossing bestaat uit een concentratie tussen de 1 en 400 ml/l, of preferentieel een concentratie tussen de 5 en 200 ml/l of het meest preferentieel tussen de 20 en 60 ml/l.

Het garen wordt hierna gedroogd op een temperatuur tussen de 50 en 90 °G, preferentieel op een temperatuur tussen de 60 en 80 °C of het meest preferentieel op een temperatuur tussen 65 en 75 °C. Dit gebeurt gedurende een tijd tussen 10 en 50 minuten, preferentieel gedurende een tijd tussen 20 en 40 minuten of het meest preferentieel gedurende een tijd tussen 25 en 35 minuten.

Het zo geappliceerde garen kan een nabehandeling ondergaan waarbij het volledig uitcuren van de fluorcarbon wordt beoogd. Dit euren gebeurt doof het persen van het garen op een heet oppervlak. Het euren gebeurd op een. temperatuur tussen de 110 en 210 °C, preferentieel op een temperatuur tussen de 130 en 190 °C of het meest preferentieel op een temperatuur tussen 150 en 170 °C. Dit gebeurt gedurende een tijd tussen 1 en 60 seconden, preferentieel gedurende een tijd tussen 5 en 30 seconden of het meest preferentieel gedurende een tijd tussen 10 en 20 seconden.

De uitvinding zal nu verder worden toegelicht aan de hand van het volgende voorbeeld, zonder hiertoe overigens te worden beperkt.

Specifieke voorbeelden van naaigarens zijn opgesomd in tabel 1.

Tabel 1

• Met een waterafstotende behandeling wordt hier ëen wasbehandeling bedoeld.

• Met een olieafstotende behandeling wordt een behandeling bedoeld waarbij de garens gefinisht worden met een fluorocarbon oplossing in een bad.

• Met een nabehandeling wordt bedoeld dat het gefinisht garen met een warme plaat van 160 °C in contact wordt gebracht gedurende 15 seconden.

G-01 is een comparatief voorbeeld, een standaard polyester/katoen garen dat niet behandeld is.

De finishing techniek om de garens G-02 tot G-04 te behandelen is via een badcoating in de respectievelijke oplossingen.

Doorslag van chemische en/of biologische agentia door de naden

Voor de doorslag te evalueren zijn 3 verschillende naden getest. Deze naden waren de assemblagenaad (figuur 3), de opstikkingsnaad (figuur 4) en de doorstikking (figuur 5).

Het buitenweefsel (3) dat werd gebruikt was een katoenweefsel van 200 g/m2

Er Werden 2 binnenweefsels gebruikt, met een verschillende belading van actieve kool. Beide binnenweefsels hebben een gewicht van 120 g/m2 en bestaan uit polyester/katoen (50/50). Het eerste binnenweefsel, AK-01, heeft een belading van actieve kool van 200 g/m2. Het tweede binnenweefsel, AK-02, heeft een belading van 100 g/m2 actieve kool.

De doorslag wordt gemeten aan de hand van een permeatie test, de Methyl Rood methode met mosterdgas. In de permeatie test wordt een staal geplaatst bovenop een glazen beker die gevuld is met een methyl rood oplossing. Druppels van 1 μΙ mosterdgas worden bovenaan het testsample geplaatst. Alles wordt verzegeld zodanig dat het mosterdgas niet kan verdampen. De kleurverandering van het Methyl Rood verraadt of er een doorslag is van het mosterdgas door het staal. Er wordt getest op 24 uur. Temperatuur wordt pp 20 °C gehouden, de vochtigheid is omgevingsvochtigheid. Indien er geen doorslag is na 24 uur, wordt er een voldoende resistentie verondersteld.

Tabel 2 toont de resultaten voor doorslag na 24 uur, en dit voor het naadtype assemblagenaad. Een X in de tabel betekent dat dit type garen in combinatie met dit type binnenweefsel geen doorslag van mosterdgas heeft na 24 uur.

Tabel 2

Voor Tabel 2 geldt dat zowel de water- als olieafstotend behandelde garens voldoende performant zijn voor assemblagenaden. Het mosterdgas, en düs andere chemische en/of biologische agentia, wordt voldoende afgehouden.

Tabel 3 toont de resultaten voor doorslag na 24 uur, en dit voor het naadtype opstikkingsnaad. Een X in de tabel betekent dat dit type garen in combinatie met dit type binnenweefsel geen doorslag van mosterdgas heeft na 24 uur.

Tabel 3

Voor Tabel 3 geldt dat enkel G-04 voldoende performant is in combinatie met beide binnenweefsels voor opstikkingsnaden. Het mosterdgas, en dus andere chemische en/of biologische agentia, wordt voldoende afgehouden. Ook garen 03 is voldoende performant in combinatie met binnenweefsel AK-01.

Tabel 4 toont de resultaten voor doorslag na 24 uur, en dit voor een doorstikking. Een X in de tabel betekent dat dit type garen in combinatie met dit type binnenweefsel geen doorslag van mosterdgas heeft na 24 uur.

Tabel 4

Voor Tabel 4 geldt dat enkel G-04 voldoende performant is in combinatie met binnenweefsel AK-01 voor doorstikking. Het mosterdgas, en dus andere chemische en/of biologische agentia, wordt voldoende afgehoudèn.

Wicking gedrag van de garens

De verschillende garens G-01 tot G-04 werden visueel geïnspecteerd aan de hand van ISO 14419. Hierbij werkt gewerkt met oliedruppel nummer 4, omdat dit een equivalent gedrag vertoont als mosterdgas.

Zowel garen G-01 als G-02 zuigen de öliedruppel nummer 4 direct op.

Garen G-03 zuigt oliedruppel nummer 4 ook op, maar na een veel langere tijd. Garen G-04 zuigt oliedruppel nummer 4 niet op.

Tabel 5 toont de snelheid van het wickinggedrag van olie nummer 4 in de verschillende garens.

Tabel 5

Het is duidelijk dat het garentype G-04 geen opname en wickinggedrag vertoond. Dit zorgt ervoor dat er geen doorslag kan zijn van chemische en/of biologische agentia door de naad van de CBRN kleding.

Claims

1. Beschermkledij geschikt voor militair gebruik omvattende minstens twee weefsellagen, een eerste buitenweefsel en een tweede binnenweefsel beiden met een gewicht van 25 tot 400g/m2 met het kenmerk dat de beschermkledij vóórzien is van stiksels omvattende garen dat oleofoob is, waarbij het oleofobe garen uit vezels bestaat gekozen uit de groep van polyester, katoen, polyamide viscose, vlas of mengsels van twee of meerdere vezels uit deze groep.

2. Beschermkledij volgens conclusies 1, waarbij het garen een gewicht heeft van 20 tot 200 tex, preferentieel van 30 tot 120 tex.

3. Beschermkledij volgens conclusie 2, waarbij het garen een gewicht heeft van 50 tot 80 tex.

4. Beschermkledij volgens één van de conclusies 1 tot 3, waarbij het oleofobe garen uit vezels van polyester en katoen is samengesteld, bij voorkeur uit 40-60% polyester en 60-40% katoen.

5. Beschermkledij volgens één van de conclusies 1 tot 4, waarbij het garen voorzien is van fluoro-carbon.

6. Beschermkledij volgens één van de conclusies 1 tot 5, waarbij het garen de assemblagenaad, de opstikkingsnaad en/of de doorstikking vormt.

7. Beschermkledij volgens één van de conclusie 1 tot 6, waarbij het binnenweefsel een membraan met een absorberend medium omvat, gekenmerkt in dat het membraan een gewicht van 25 tot 300 g/m2 bevat.

8. Beschermkledij volgens conclusie 7, met het kenmerk dat het absorberend medium actieve kool is. ^

9. Beschermkledij volgens één van de conclusies 1 tot 8, met het kenmerk dat het buitenweefsel water- en olieafstotend is.

10. Beschermkledij volgens één van de conclusies 1 tot 9, met het kenmerk dat het buitenweefsel een gewicht bezit van 75 tot 300 g/m2, meer preferentieel een gewicht van 125 tot 250g/m2.

11. Beschermkledij volgens één van de conclusies 1 tot 10, met het kenmerk dat het binnenweefsel een gewicht bezit van 50 tot 300 g/m2, meer preferentieel een gewicht van 75 tot 200 g/m2.

12. Beschermkledij volgens één van de conclusies 7 tot 11, met het kenmerk dat het membraan een gewicht bezit van 50 tot 275 g/m2, meer preferentieel een gewicht van 75 tot 250 g/m2.

13. Werkwijze voor de productie van beschermkledij in het bijzonder geschikt voor militair gebruik dat minstens twee weefsellagen omvat, gekenmerkt in dat de weefsellagen/beschermkledij voorzien wordt van stiksels omvattende garen die een oleofobe behandeling hebben ondergaan, waarbij het oleofobe garen uit vezels bestaat gekozen uit de groep van polyester, katoen, polyamide viscose, vlas of mengsels van twee of meerdere vezels uit deze groep.

14. Methode voor de aanmaak van beschermkledij volgens conclusie 13, waarbij het garen, voorzien wordt van een coating met een fluoro-carbon oplossing.