RU2112409C1

RU2112409C1 - Heat-protecting outfit

Info

Publication number: RU2112409C1
Application number: RU97115060A
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Харитонов
Original assignee: Евгений Александрович Харитонов
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 1998-06-10

Abstract

FIELD: outfit used to be worn during working in fire risk zones or under high temperature conditions. SUBSTANCE: heat-protective outfit has at least one piece of overalls with outer layer, inner layer, intermediate heat-insulating layer and hydraulically insulating layer. Outer layer is made from aramide material and inner layer is manufactured from cotton fabric. Hydraulically insulating layer is made from fluorocarbon polymer or silaxan composition and disposed between outer and intermediate heat-insulating layer. Total thickness of outer and hydraulically insulating layers is within the range of 0.02-0.05 of thickness of intermediate heat-insulating layer. EFFECT: increased strength and protective characteristics and reduced weight of protective outfit. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты, в частности к защитному обмундированию от теплового воздействия, и может быть использовано в пожарной охране и при выполнении других работ в зоне огня и высоких температур. The invention relates to personal protective equipment, in particular to protective uniforms from thermal effects, and can be used in fire protection and when performing other work in the fire zone and high temperatures.

Известно защитное обмундирование от теплового воздействия, включающее предмет одежды, содержащий последовательно расположенные наружный слой из арамидного материала, изолирующий слой из текстильного материала, водонепроницаемый слой из микроволокнистой ткани и внутренний слой из текстильного изолирующего материала [2]. Known protective clothing from thermal effects, including a garment containing sequentially arranged outer layer of aramid material, an insulating layer of textile material, a waterproof layer of microfiber fabric and an inner layer of textile insulating material [2].

В известном защитном обмундировании наружный и изолирующие слои образуют воздушную прослойку. Водонепроницаемый слой из микроволокнистой ткани препятствует проникновению влаги из внешней среды к телу человека, но является паропроницаемым. Внутренний слой из текстильного изолирующего материала защищает тело от жара, поскольку принимает на себя микроволокнистую ткань, которая может оплавляться под действием повышенной температуры. К недостаткам известного защитного обмундирования можно отнести ограниченное время его защитного действия от повышенных температур, которое ограничено недостаточными теплоизоляционными свойствами используемых материалов и схемой их расположения. При этом следует отметить, что для обеспечения возможности кратковременного нахождения в зоне огня до температуры 800^oC указанное защитное обмундирование имеет сравнительно большой вес (порядка 300 г/м²), что существенно затруднит действия пожарного в зоне огня из-за дополнительной физической нагрузки на него.In a known protective uniform, the outer and insulating layers form an air gap. The waterproof layer of microfiber cloth prevents the penetration of moisture from the external environment to the human body, but is vapor permeable. The inner layer of textile insulating material protects the body from heat, since it takes on microfiber fabric, which can be melted under the influence of elevated temperature. The disadvantages of the known protective uniforms include a limited time of its protective action against elevated temperatures, which is limited by insufficient thermal insulation properties of the materials used and their layout. It should be noted that to ensure the possibility of short-term stay in the fire zone up to a temperature of 800 ^o C, the specified protective uniforms have a relatively large weight (about 300 g / m ² ), which will significantly complicate the actions of the firefighter in the fire zone due to additional physical load him.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является защитное обмундирование от теплового воздействия, которое включает по меньшей мере один предмет одежды, содержащий наружный слой из арамидного материала, промежуточный теплоизоляционный слой, внутренний слой из хлопчатобумажной ткани и расположенный между наружным и промежуточным теплоизоляционным слоями гидроизоляционный слой из фторполимерной или силоксановой композиции [1]. The closest in technical essence and the achieved technical result is a protective clothing from heat exposure, which includes at least one garment containing an outer layer of aramid material, an intermediate heat-insulating layer, an inner layer of cotton fabric and a waterproofing layer between the outer and intermediate heat-insulating layers a layer of a fluoropolymer or siloxane composition [1].

Указанное защитное обмундирование, выбранное в качестве ближайшего аналога, частично устраняет недостатки описанного выше аналога, поскольку обеспечивает наряду с возможностью кратковременного нахождения в зоне огня до температуры 800^oC длительную работу в защитном обмундировании при повышенных температурах за счет его водонепроницаемости и отвода тепла и влаговыделений от тела человека. К недостаткам известного защитного оборудования от теплового воздействия можно отнести несколько повышенные его весовые характеристики и недостаточную механическую прочность. Указанные параметры являются не менее важными, чем длительность нахождения пожарного в зоне огня, поскольку только оптимизация всех параметров защитного обмундирования (время нахождения в зоне огня, комфортность человека, весовые характеристики обмундирования, прочностные характеристики обмундирования) позволяет повысить комфортность условий работы пожарного, находящегося в зоне огня.The specified protective clothing, selected as the closest analogue, partially eliminates the disadvantages of the analogue described above, since it provides, along with the possibility of short-term stay in the fire zone up to a temperature of 800 ^o C, long-term work in protective clothing at elevated temperatures due to its watertightness and heat and moisture dissipation from human body. The disadvantages of the known protective equipment from thermal effects include its somewhat increased weight characteristics and insufficient mechanical strength. The indicated parameters are no less important than the duration of the firefighter’s stay in the fire zone, since only the optimization of all the parameters of the protective uniform (time spent in the fire zone, human comfort, weight characteristics of the uniform, strength characteristics of the uniform) can improve the comfort of the working conditions of the firefighter in the zone fire.

Изобретение направлено на решение задачи по созданию такого защитного оборудования от теплового воздействия, которое обеспечивало бы наряду с возможностью кратковременного нахождения в зоне огня до температуры 800^oC расширение перечня работ, которые может выполнять пожарный, находящийся в зоне огня, за счет комфортности условий его работы при одновременном обеспечении достаточной механической прочности обмундирования. Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, заключается в снижении веса защитного обмундирования и повышении его прочностных характеристик при одновременном сохранении его защитных параметров.The invention is aimed at solving the problem of creating such protective equipment from heat exposure, which would provide, along with the possibility of short-term stay in the fire zone to a temperature of 800 ^o C, expanding the list of work that a fireman in the fire zone can perform due to the comfort of his working conditions while ensuring sufficient mechanical strength uniforms. The technical result that can be obtained by implementing the invention is to reduce the weight of the protective uniforms and increase its strength characteristics while maintaining its protective parameters.

Поставленная задача решена за счет того, что в защитном обмундировании от теплового воздействия, включающем по меньшей мере один предмет одежды, содержащий наружный слой из арамидного материала, промежуточный теплоизоляционный слой, внутренний слой из хлопчатобумажной ткани и расположенный между наружным и промежуточным теплоизоляционным слоями гидроизоляционный слой из фторполимерной или силоксановой композиции, сумма толщин наружного и гидроизоляционного слоев составляет не менее 0,02 и не более 0,05 от толщины промежуточного теплоизоляционного слоя. The problem is solved due to the fact that in protective clothing from heat exposure, including at least one piece of clothing containing an outer layer of aramid material, an intermediate heat-insulating layer, an inner layer of cotton fabric and located between the outer and intermediate heat-insulating layers of a waterproofing layer of fluoropolymer or siloxane composition, the sum of the thicknesses of the outer and waterproofing layers is not less than 0.02 and not more than 0.05 of the thickness of the intermediate heat stratification layer.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что в защитном обмундировании толщина гидроизоляционного слоя предпочтительно должна составлять не менее 0,10 и не более 0,35 от толщины наружного слоя. Указанное соотношение толщин указанных слоев защитного обмундирования позволяет дополнительно повысить его механическую прочность и снизить вес при условии сохранения оптимальных параметров воздухообмена и гидроизоляции. In addition, the problem is solved due to the fact that in protective clothing the thickness of the waterproofing layer should preferably be at least 0.10 and not more than 0.35 of the thickness of the outer layer. The specified ratio of the thicknesses of these layers of protective clothing allows you to further increase its mechanical strength and reduce weight while maintaining optimal parameters of air exchange and waterproofing.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что в защитном обмундировании толщина внутреннего слоя предпочтительно должна составлять не менее 0,01 и не более 0,05 от толщины промежуточного теплоизоляционного слоя, что позволяет снизить вес защитного обмундирования при условии сохранения его теплоизоляционных характеристик. In addition, the problem is solved due to the fact that in protective clothing the thickness of the inner layer should preferably be at least 0.01 and not more than 0.05 of the thickness of the intermediate heat-insulating layer, which allows to reduce the weight of the protective clothing while maintaining its heat-insulating characteristics.

На чертеже изображен фрагмент защитного обмундирования от теплового воздействия, поперечный разрез. The drawing shows a fragment of protective clothing from heat exposure, a cross section.

Защитное обмундирование от теплового воздействия включает по меньшей мере один предмет одежды, например комбинезон, полукомбинезон, брюки или куртку (на чертеже не изображен), который может иметь специальную форму или приспособления, необходимые для аварийно-пожарного снаряжения. Каждый предмет одежды содержит наружный слой 1 из арамидного материала, промежуточный теплоизоляционный слой 2 и внутренний слой 3 из хлопчатобумажной ткани. В качестве материала для наружного слоя 1 может быть использован, например, арамид или арамидно-тогиленовый материал. В качестве материала для промежуточного теплоизоляционного слоя 2 может быть использован, например, термостойкий нетканый материал из волокон оксалона или любой иглопробивной прокладочный материал из арамидных термостойких волокон. В качестве материала для внутреннего слоя 3 может быть использована, например, байка или любая хлопчатобумажная подкладочная ткань. Между наружным слоем 1 и промежуточным теплоизоляционным слоем 2 расположен гидроизоляционный слой 4, который выполнен из фторполимерной или силоксановой композиции. Пошив защитного обмундирования и соединение указанных слоев между собой может быть осуществлено любым известным способом, например, путем соединения их между собой швейными нитками с высокими физико-механическими свойствами. Толщина (А) наружного слоя 1 в сумме с толщиной (Б) гидроизоляционного слоя 4 должна составлять не менее 0,02 и не более 0,05 от толщины (В) промежуточного теплоизоляционного слоя 2, то есть должно быть выполнено условие, при котором 0,02 В < (А + Б) < 0,05 В. Указанное соотношение между наружным слоем 1, гидроизоляционным слоем 4 и промежуточным теплоизоляционным слоем 2 определено эмпирическим путем. Следует отметить, что при достижении величины суммарной толщины (А + Б) наружного 1 и гидроизоляционного 4 слоев верхнего предела (0,05 В) и выходе за предел указанного ограничения существенно увеличиваются весовые характеристики защитного обмундирования, что приводит к ограничению объема работ, выполняемых пожарным, из-за увеличения физических нагрузок на него. При уменьшении значения суммарной толщины (А + Б) наружного 1 и гидроизоляционного 4 слоев до нижнего предела (0,02 В) и выходе за предел указанного ограничения происходит снижение механической прочности защитного обмундирования и ухудшение его гидроизоляционных характеристик. Так, например, если из условия обеспечения заданного уровня теплозащиты толщина (В) промежуточного теплоизоляционного слоя 2 выбрана равной 6,0 мм, то для достижения указанного выше технического результата суммарная толщина (А + Б) наружного 1 и гидроизоляционного 4 слоев должна составлять не менее 0,12 мм и не более 0,3 мм. Thermal protective clothing includes at least one piece of clothing, such as a jumpsuit, bib overall, trousers or jacket (not shown in the drawing), which may have a special shape or devices necessary for emergency fire equipment. Each garment contains an outer layer 1 of aramid material, an intermediate heat-insulating layer 2 and an inner layer 3 of cotton fabric. As the material for the outer layer 1, for example, aramid or aramid-tohylene material can be used. As a material for the intermediate heat-insulating layer 2 can be used, for example, heat-resistant non-woven material from oxalone fibers or any needle-punched gasket material from aramid heat-resistant fibers. As the material for the inner layer 3 can be used, for example, a bike or any cotton lining fabric. Between the outer layer 1 and the intermediate heat-insulating layer 2 is a waterproofing layer 4, which is made of a fluoropolymer or siloxane composition. Sewing protective clothing and the connection of these layers with each other can be carried out in any known manner, for example, by connecting them together with sewing threads with high physical and mechanical properties. The thickness (A) of the outer layer 1 in total with the thickness (B) of the waterproofing layer 4 should be at least 0.02 and not more than 0.05 of the thickness (C) of the intermediate thermal insulation layer 2, that is, the condition under which 0 , 02 V <(A + B) <0.05 V. The indicated ratio between the outer layer 1, the waterproofing layer 4 and the intermediate thermal insulation layer 2 is determined empirically. It should be noted that when the total thickness (A + B) of the outer 1 and waterproofing 4 layers of the upper limit (0.05 V) is reached and the limit is exceeded, the weight characteristics of the protective uniform significantly increase, which leads to a limitation of the amount of work performed by the firefighter , due to an increase in physical stress on him. When reducing the total thickness (A + B) of the outer 1 and waterproofing 4 layers to the lower limit (0.02 V) and going beyond the specified limit, the mechanical strength of the protective uniforms decreases and its waterproofing characteristics deteriorate. So, for example, if, from the condition of ensuring a given level of thermal protection, the thickness (B) of the intermediate heat-insulating layer 2 is chosen equal to 6.0 mm, then to achieve the above technical result, the total thickness (A + B) of the outer 1 and waterproofing 4 layers should be at least 0.12 mm and not more than 0.3 mm.

Предпочтительно такое выполнение защитного обмундирования, при котором толщина (Б) гидроизоляционного слоя 4 составляет не менее 0,105 и не более 0,353 от толщины (А) наружного слоя 1, то есть целесообразно соблюдение условия, при котором 0,10 А < Б < 0,35 А. Указанное соотношение между толщинами гидроизоляционного слоя 4 и наружного слоя 1 получено эмпирическим путем. Следует отметить, что при выходе величины толщины (Б) гидроизоляционного слоя 4 за верхний предел (0,35 А) указанного соотношения происходит существенное ухудшение воздухообмена, что приводит к ухудшению комфортности работы пожарного в зоне теплового воздействия. При выходе величины толщины (Б) гидроизоляционного слоя 4 за нижний предел (0,10 А) указанного соотношения ухудшаются гидроизоляционные характеристики защитного обмундирования, что приводит к ожогам пожарного из-за повышенной теплопроводности. Так, например, если из условия обеспечения защиты пожарного при работе его непосредственно в пламени толщина (А) наружного слоя 1 защитного обмундирования выбрана равной 0,20 мм, то указанный выше технический результат будет достигнут при толщине (Б) гидроизоляционного слоя 4 не менее 0,02 мм и не более 0,07 мм. Preferably, such a protective uniform is performed in which the thickness (B) of the waterproofing layer 4 is not less than 0.105 and not more than 0.353 of the thickness (A) of the outer layer 1, that is, it is advisable to comply with the condition under which 0.10 A <B <0.35 A. The indicated ratio between the thicknesses of the waterproofing layer 4 and the outer layer 1 is obtained empirically. It should be noted that when the thickness (B) of the waterproofing layer 4 exceeds the upper limit (0.35 A) of the indicated ratio, a significant decrease in air exchange occurs, which leads to a deterioration in the comfort of a firefighter in the heat-affected zone. When the thickness (B) of the waterproofing layer 4 goes beyond the lower limit (0.10 A) of the specified ratio, the waterproofing characteristics of the protective uniforms deteriorate, which leads to fire burns due to increased thermal conductivity. So, for example, if, from the condition of ensuring the firefighter’s protection when working directly in the flame, the thickness (A) of the outer layer 1 of the protective uniform is 0.20 mm, then the above technical result will be achieved with a thickness (B) of the waterproofing layer 4 of at least 0 , 02 mm and not more than 0.07 mm.

Наиболее предпочтительным является такой вариант конструктивного выполнения защитного обмундирования, при котором толщина (Г) внутреннего слоя 3 составляет не менее 0,01 и не более 0,05 от толщины (В) промежуточного теплоизоляционного слоя 2, т.е. наиболее целесообразным является соблюдение условия, при котором 0,01 В < Г < 0,05 В. Указанное соотношение между толщинами внутреннего слоя 3 и промежуточного теплоизоляционного слоя 2 получено эмпирическим путем. Most preferred is such a variant of the construction of protective clothing, in which the thickness (G) of the inner layer 3 is not less than 0.01 and not more than 0.05 of the thickness (B) of the intermediate heat-insulating layer 2, i.e. the most appropriate is the condition under which 0.01 V <T <0.05 V. The indicated ratio between the thicknesses of the inner layer 3 and the intermediate heat-insulating layer 2 is obtained empirically.

Следует отметить, что при выходе значения толщины (Г) внутреннего слоя 3 за верхний предел (0,05 В) указанного соотношения происходит существенное ухудшение весовых характеристик защитного обмундирования, что приводит к снижению маневренности и повышенной усталости при работе пожарного в зоне теплового воздействия. При выходе величины толщины (Г) внутреннего слоя 3 за нижний предел (0,01 В) указанного соотношения ухудшаются теплоизоляционные характеристики защитного обмундирования. Так, например, если из условия обеспечения заданного уровня теплозащиты толщина (В) промежуточного теплоизоляционного слоя 2 защитного обмундирования выбрана равной 6,0 мм, то указанный выше технический результат будет достигнут при толщине (Г) внутреннего слоя 3 не менее 0,06 мм и не более 0,3 мм. It should be noted that when the thickness (G) of the inner layer 3 exceeds the upper limit (0.05 V) of the indicated ratio, a significant deterioration in the weight characteristics of the protective uniform occurs, which leads to a decrease in maneuverability and increased fatigue when the fireman works in the heat-affected zone. When the thickness (G) of the inner layer 3 goes beyond the lower limit (0.01 V) of the indicated ratio, the thermal insulation characteristics of the protective uniforms deteriorate. So, for example, if, from the condition of ensuring a given level of thermal protection, the thickness (B) of the intermediate heat-insulating layer 2 of the protective uniform is 6.0 mm, then the above technical result will be achieved with a thickness (G) of the inner layer 3 of at least 0.06 mm and no more than 0.3 mm.

Защитное обмундирование от теплового воздействия работает следующим образом. Protective clothing from thermal effects works as follows.

При работе пожарного в очаге высокой температуры наружный слой 1 одежды его защитного обмундирования обеспечивает отражение лучистой энергии при подходе пожарного к фронту пламени и защиту при работе его непосредственно в пламени. Расположенный непосредственно за наружным слоем 1 гидроизоляционный слой 4 одновременно обеспечивает защиту пожарного от воздействия высокой температуры, то есть является термостойким, и предохраняет от попадания воды на тело человека. Следующий промежуточный теплоизоляционный слой 2 обеспечивает усиленную тепловую изоляцию пожарного от внешнего воздействия высокой температуры. Внутренний слой 3 одежды защитного обмундирования обеспечивает поглощение и отведение потовыделений и является подкладочным. When a firefighter works in a hot spot, the outer layer 1 of his protective clothing provides reflection of radiant energy when the firefighter approaches the flame front and protects him when working directly in the flame. Located directly behind the outer layer 1, the waterproofing layer 4 simultaneously protects the firefighter from exposure to high temperature, that is, is heat-resistant, and prevents water from entering the human body. The next intermediate thermal insulation layer 2 provides enhanced thermal insulation of the firefighter from external exposure to high temperature. The inner layer 3 of protective clothing uniforms provides absorption and removal of perspiration and is lining.

Claims

1. Thermal protective clothing, comprising at least one garment containing an outer layer of aramid material, an intermediate heat-insulating layer, an inner layer of cotton fabric and a waterproofing layer of a fluoropolymer or silaxane composition located between the outer and intermediate heat-insulating layers, characterized in that the sum of the thicknesses of the outer and waterproofing layers is not less than 0.02 and not more than 0.05 of the thickness of the intermediate heat-insulating layer.

2. The uniform according to claim 1, characterized in that the thickness of the waterproofing layer is not less than 0.10 and not more than 0.35 of the thickness of the outer layer.

3. The uniform according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness of the inner layer is not less than 0.01 and not more than 0.05 of the thickness of the intermediate heat-insulating layer.