TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI FAKULTA TEXTILNÍ

Studijní program: N3106

Studijní obor: 3106T011-82 Textilní a oděvní technologie Zaměření: Oděvní technologie

Hodnocení ochranných oděvů pro svářeče Evaluation of protective clothing for welders

Bc. Renata Kubová KOD/2012/01/01/MS

Vedoucí diplomové práce: Ing. Renáta Nemčoková Rozsah práce a příloh: 100

Počet stran textu: 76 Počet obrázků: 29 Počet tabulek: 20 Počet grafů: 9

Počet stran příloh: 24

Oficiální zadání

Prohlášení

Byla jsem seznámena s tím, že na mou diplomovou práci se plně vztahuje zákon č.121/2000 Sb., o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo.

Beru na vědomí, že Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mých autorských práv užitím mé diplomové práce pro vnitřní potřebu TUL.

Užiji-li diplomovou práci nebo poskytnu-li licenci k jejímu využití, jsem si vědoma povinnosti informovat o této skutečnosti TUL; v tomto případě má TUL právo ode mne požadovat úhradu nákladů, které vynaložila na vytvoření díla, až do jejich skutečné výše.

Diplomovou práci jsem vypracovala samostatně s použitím uvedené literatury a na základě konzultací s vedoucím diplomové práce a konzultantem.

V Liberci dne 19.12.2011

...

Podpis

Poděkování

Ráda bych poděkovala vedoucí mé diplomové práce paní Ing. Renátě Nemčokové za odborné vedení, konzultace a trpělivost, jež mi věnovala při psaní této práce.

Velký dík patří taktéž mé rodině, která mě plně podporovala a byla mi oporou.

V neposlední řadě bych také ráda poděkovala Ing. Třešňákovi za odbornou pomoc při testování v laboratořích nehořlavosti a firmě Sintex a.s. a EnCeTex s.r.o. za poskytnutí materiálů.

ANOTACE

Diplomová práce se zabývá hodnocením ochranných oděvů pro svářeče.

Analyzuje používané materiály pro ochranné oděvy. Popisuje finální nehořlavé úpravy a nehořlavá vlákna.

Popisuje princip testování hořlavosti materiálů, sálavého tepla a termovizního měření, jeho použití a parametry ovlivňující měření, kterými je vzdálenost od měřeného objektu, údaje o okolním prostředí.

V experimentální části jsou provedena měření nehořlavých materiálů a materiálů s finálními úpravami.

Klíčová slova:

ochranné oděvy, nehořlavost, sálavé teplo, termovizní kamera, materiály pro svářeče

ANNOTATION

This thesis deals with the evaluation of protective clothing for welders. It analyzes materials which are used for protective clothing. This describes the final flame-retardant finishes and flame resistant fibers.

The thesis describes the principle of flammability testing of materials, radiant heat and thermovision measurements, its using and the parameters affecting the measurement, which is the distance from the measured object, information about the surrounding environment.

The experimental measurements are made of flame resistant materials and materials flame-retardant finishes.

Keywords:

protective clothing, flame resistance, radiant heat, thermal camera, materials for welders

SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK OOP osobní ochranné prostředky tzv. tak zvaná

ČSN EN Česká technická norma Rh relativní vlhkost

FR flame resistence – nehořlavé

LOI Limiting Oxigen Index – limitní kyslíkové číslo

OBSAH

Úvod ... 9

1 Teoretická část ... 11

1.1Tendence vývoje svářečského oděvu ... 11

1.2Ochranné oděvy ... 12

1.2.1 Ochranné oděvy používané při svařování a příbuzných postupech 13 1.2.1.1 Kukla ... 14

1.2.1.2 Kamaše ... 15

1.2.1.3 Rukávy... 15

1.2.1.4 Rukavice ... 16

1.2.1.5 Zástěra ... 17

1.2.2 Svářečské oděvy ... 17

1.2.2.1 Svářečská bunda ... 18

1.2.2.2 Svářečská kalhoty ... 18

1.3Vlastnosti textilních materiálů ... 19

1.3.1 Klasické materiály ... 19

1.3.1.1 Bavlněné tkaniny ... 19

1.3.1.2 Usně ... 20

1.3.2 Ochranné vlastnosti směsovaných materiálů ... 20

1.3.3 Nehořlavé úpravy ... 20

1.3.3.1 Nehořlavé úpravy na bavlně ... 22

1.3.4 Nehořlavá vlákna a materiály ... 23

1.3.4.1 Aramidová vlákna ... 23

1.4Průzkum trhu materiálů vhodných pro výrobu oděvů pro svářeče ... 30

1.4.1 Materiály firmy EnCeTex s.r.o... 30

1.4.1.1 TenCate Tecapro® ... 30

1.4.1.2 TenCate Tecashield® ... 33

1.4.2 Materiály firmy Sintex a.s. ... 33

1.5Požadované vlastnosti na oděv pro svářeče ... 34

1.5.1 Oděr ... 35

1.5.2 Plošná hmotnost ... 35

1.5.3 Tloušťka ... 36

1.5.4 Ochrana před teplem ... 36

1.6Normy pro testování nehořlavosti ... 36

1.6.1 Zkušební metody hořlavosti ... 37

1.6.1.1 Vertikální testování ... 37

1.6.1.2 Testování pod úhlem 45° a 30° ... 37

1.6.1.3 Horizontální testování ... 37

1.6.2 ČSN EN ISO 15025 ... 38

1.6.3 ČSN EN ISO 6942 (83 2747) ... 41

1.7Hořlavost textilií... 43

1.7.1 Žhnutí ... 43

1.7.2 Zkoušení hořlavosti ... 43

1.8Charakteristika jednotlivých fází hoření ... 43

1.8.1 Reakce po zapálení ... 44

1.8.2 Zapálení ... 44

1.8.3 Hoření ... 44

1.8.4 Tepelný rozklad textilií ... 45

1.9Přenos tepla z lidského těla přes oděvní systém ... 45

1.10 Přenos tepla ... 46

1.10.1 Sálavé teplo ... 48

1.10.1.1 Přenos sálavého tepla ... 48

1.11 Přístroj pro testování teplotního pole v materiálu ... 49

1.11.1 Termovizní kamera... 49

1.12 Emisivita ... 50

2 Experimentální část ... 51

2.1Testování nehořlavosti textilních materiálů v laboratořích TUL ... 51

2.1.1 M233B - SHIRLEY FLAMMABILITY TESTER ... 51

2.1.2 X637 B – PROTECTIVE CLOTHING EQUIPMENT ... 57

2.1.3 Testování metody A ... 58

2.1.4 Testování metody B... 60

2.2Vlastní experiment ... 63

2.2.1 Postup měření ... 63

Závěr ... 69

Použitá literatura: ... 71

Seznam obrázků: ... 74

Seznam grafů: ... 75

Seznam tabulek: ... 75

Seznam příloh: ... 76

9

Úvod

Ochranný oděv pro svářeče je velmi důležitou a nedílnou součástí vybavení pracovníka, který pracuje se svářecí technikou. Většina současných firem se snaží ochránit své zaměstnance kvalitním oblečením a doplňky.

Ochranné oděvy lze zařadit do skupiny technické konfekce. Do této skupiny patří oděvy, které neodpovídají obvyklému používání. Textilie a výrobky chránící uživatele proti: plamenu, teplu. Svářečské jiskry, plameny a elektrické oblouky jsou škodlivé pro každé normální oblečení a jsou opravdu nebezpečné, když oblečením projdou. Proto je velmi důležité zajistit svářeči dostatečnou ochranu pomocí nových materiálů a nových finálních úprav. Důležitým faktorem pro volbu materiálu jsou fyziologické vlastnosti materiálů, snadnost údržby a ochrana uživatele. Materiály použity na ochranné oděvy pro svářeče chrání uživatele před propálením a viditelným zářením. Pracovníci se mohou chránit svářečskou kuklou, svářečskými rukavicemi s manžetou, impregnovaným svářečským oděvem, koženou zástěrou a koženou pracovní obuví.

Dříve než přišla firma DuPont s myšlenkou nehořlavé úpravy Proban, svářeči používali k ochraně svého zdraví pouze materiály čistě bavlněné a chránili se hlavně koženou zástěrou, koženými rukavicemi a koženými botami. Tyto výrobky byly zhotovovány a stále se zhotovují z hovězí štípenky, která zaručuje, že se jiskry nedostanou skrz materiál, useň se jen mírně seškvaří.

Nejčastější finální úpravou nanášenou na ochranné oděvy pro svářeče je nehořlavá úprava a tou může být úprava Proban a Mofos. Proban se nanáší na 100%

bavlnu případně směs PES / Ba. Materiály s touto úpravou jsou určeny pro ochranu

proti požáru a ohni. Chrání pracovníky, kteří jsou vystaveni teplu v úrovni A,B+

(konvenční teplo) C+ (sálavé teplo), proti malým rozstříknutým částicím roztaveného kovu, krátkodobému styku s plamenem a ultrafialovému záření. Nevýhodou je, že při praní se ochranné vlastnosti snižují.

V současné době se na tuzemském trhu nachází pouze jeden výrobce nehořlavých úpletů, je to firma Sintex, a.s. V ČR se od roku 1993 zabývá obchodem s metrovým textilem firma EnCeTex s.r.o. Nabízí tkaniny na profesní a ochranné oděvy od zahraničních výrobců jako je například firmy DuPont a TenCate.

10

V současnosti je na trhu mnoho firem, které se zabývají výrobou ochranných oděvů pro svářeče. Mezi takové firmy patří například Jiří Palička s.r.o., Voženílek pracovní ochranné pomůcky s.r.o., Ruda plus, Vochoc, s.r.o., Altreva spol s.r.o.

a další. Cílem těchto firem je vyrobit takový oděv, který by zajistil dostatečnou ochranu při procesu svařování.

V teoretické části této práce je provedena rešerše zaměřena na nehořlavé materiály a vlákna. Je zde proveden průzkum používaných materiálů na oděvy pro svářeče a přehled norem souvisejících s nehořlavostí materiálů. V diplomové práci jsou testovány nehořlavosti materiálů s nánosem finálních nehořlavých úprav a materiálů nehořlavých vláken. Na základě výsledků testů vynesených do grafů jsou dále vzorky materiálů testovány na sálavé teplo a je navržen experiment sledování teplotního pole v materiálech pomocí termovizní kamery. Z výsledků vyplývá, jaké teploty a kolik sálavého tepla prostoupí skrz vrstvené materiály na tělo svářeče. V neposlední řadě jsou hodnoceny vzorky materiálů metodou A po působení zdroje sálavého tepla.

11

1 Teoretická část

V teoretické části jsou charakterizovány tendence vývoje svářečského oděvu. Je proveden průzkum používaných materiálů na ochranné oděvy a součásti oděvů pro svářeče. Pro práci byly vyhledány normy, které souvisí s nehořlavostí materiálů pro svářeče.

1.1 Tendence vývoje svářečského oděvu

Ještě v 70. letech minulého století vyžadoval trh čtyři základní druhy oblečení:

kalhoty s náprsenkou, bundu do pasu, pánské a dámské haleny. Koncem 80. let a zejména v 90. letech se objevila nová generace svářečů, která s oblibou začala nosit pracovní oblečení jako oblečení pro volný čas. Z pracovního oblečení se díky finálním úpravám novým technologiím a novým materiálům stával ochranný oděv.

Oděvní materiály – tkaniny se neustále vyvíjejí a jejich názvy se mění a mají širší význam pojetí. Ne každý druh materiálu je vhodný pro každý výrobek. Mnohé typy materiálů se postupem času rozvíjí díky novým technologiím. Nové druhy materiálů dostávají různé obchodní názvy, díky kterým se pomocí obchodování začleňují do určitého typu.

Profese svářečů využívají nových typů materiálů, které jsou danému prostředí přizpůsobeny. Na tyto oděvy jsou kladeny vyšší nároky z hlediska zvýšené ochrany organismu a zároveň zajištění dobrých fyziologicko-hygienických vlastností, trvanlivosti i estetického vzhledu.

V současnosti lze jen s těžkostí zařadit vzorek materiálu do známých typů tkanin – bavlnářského, vlnařského či hedvábnického typu.

Důležité je řídit se znalostmi a celkovým konečným dojmem. Nové materiály téměř vždy vycházejí z některých klasických typů tkanin a mají jen nepatrně pozměněné vlastnosti.

Současné módní materiály lze charakterizovat takto:

 Používání nehořlavých úprav na 100 % bavlnu a směsované materiály polyester/bavlna ( Proban, Mofos)

12

 Použití nehořlavých vláken Nomex, Modakryl, Viskózy FR, která jsou odolná proti vysokým teplotám, jsou elektricky nevodivá, mají dobré tepelně izolační vlastnosti, netají ani nekapou, jsou samo-zhášecí

 Mnoho kombinací surovinných materiálů. Komponenty ve tkanině jsou směsovány tak, aby výsledné vlastnosti nejlépe odpovídaly požadavkům zákazníka.

 V současné době se upouští od jednobarevnosti a monotónnosti tkanin.

 Základním materiálem zůstávají usně, které jsou nedílnou součástí ochranných a pracovních oděvů a slouží jako vrchní vrstva oděvů.

- Použití Kevlarových nití pro zajištění pevnosti švů. Například od firmy Amann – K-Tech, N-Tech, Nc-Tech

- Zajištění komfortu pracovníka – prodyšnost, ochrana proti teplu, oděr.

1.2 Ochranné oděvy

Bezpečnost je důležitou součástí každodenního pracovního dne všech dělníků.

Rostoucí obavy týkající se bezpečnosti a ochrany zdraví pracovníků v různých průmyslových odvětvích vyvolaly potřebu a také nutnost řady předpisů a norem na ochranu svářeče a vývoj v oblasti osobních ochranných oděvů. Osobní ochranné pomůcky zahrnují osobní ochranné oděvy a pomůcky jako respirátory a masku na obličej.

Všechny oděvy jsou ochranné do určité míry. Záleží na stupni ochrany u specifických nebezpečí. Druh nebezpečí lze členit na tyto kategorie:

 Chemické

 Tepelné

 Mechanické

 Nukleární

 Biologické

Ochranné oděvy, které jsou vhodné pro jednu specifickou kategorii lze použít v některých případech i pro ostatní kategorie. Závisí to na míře nebezpečí. Nelze spoléhat na nehořlavé a žáruvzdorné vlastnosti materiálů použitých v ochranných oděvech. Materiály jako takové by měly být odolné proti různým druhům působení

13

tepla. Například různé materiály jsou doporučovány proti přestupu tepla prouděním, vedením a sálavým zdrojům tepla. [14]

Svářečské oděvy spadají do kategorie tepelného druhu nebezpečí. Jsou vystaveny sálavému teplu, i když jen krátkodobě a také přestupu tepla prouděním.

Velmi nebezpečné jsou pro svářeče jiskry, které odlétávají od svařovací techniky (elektrod). Toto stálé nebezpečí vede ke zdokonalování technologií výroby nových vláken a materiálů a používání finálních nehořlavých úprav na hotové tkaniny a úplety.

1.2.1 Ochranné oděvy používané při svařování a příbuzných postupech

Ochranné oděvy pro svářeče se skládají z oděvů a součástí znázorněné na obrázku č. 1. Svářečské ochranné oděvy musí úplně pokrývat horní a spodní část trupu, krk, paže a dolní končetiny. Obleky se musí skládat z:

 Jednodílného oděvu, jako jsou např. montérky nebo kombinéza.

 Nebo dvoudílného oděvu, který se sestává z blůzy a kalhot

Blůza dvoudílného obleku musí zajistit minimální překrytí o 20 cm mezi blůzou a nejvyšší částí kalhot. Toto minimální překrytí musí být zachováno ve všech polohách a při pohybech očekávaných během použití. Shoda musí být kontrolována vizuální prohlídkou a praktickou zkouškou například měřením překrytí ve všech polohách a pohybech, které se běžně vyskytují při svařování. [2]

14

Obrázek 1 Ochranné oblečení a součásti svářeče [17]

Svářečské ochranné oděvy mohou být navrženy tak, aby poskytovaly dodatečnou ochranu pro specifické oblasti těla, pokud jsou nošeny spolu s oděvní součástí, jako je například kryt krku, kukly, rukávy, zástěra a kamaše.

Požadavky pro usně – při zkoušení v souladu s ISO 4048;1997, nesmí obsah tuku v usni převyšovat 15 %. [2]

1.2.1.1 Kukla

Součást OOP pokrývající hlavu a krk, který je vyroben z poddajného materiálu.

V současné době jsou kukly vybaveny ADC – technologií, která zajišťuje rovnoměrné ztmavení pří průhledu pod úhlem (vhodné při svařování v polohách) znázorněné na obrázku 2. Povrch kukly bývá stříbrný lesklý. Výsledkem nánosu povrchu je odraz tepla

15

a zvýšení odolnosti kukly při vysokých teplotách. Dále to napomáhá k regulaci teploty uvnitř kukly. [2]

Druhý typ kukly znázorněn na obrázku 3, je kukla zhotovena z textilního materiálu s nehořlavou úpravou, kterou lze použít pod svářečskou masku a kuklu.

Slouží k ochraně krku a vlasů, aby nedocházelo k popálení.

Obrázek 2 Svářečská kukla [4] Obrázek 3 Kukla [27]

1.2.1.2 Kamaše

Odnímatelný kryt určený k ochraně dolní končetiny pod kolenem, který může také krýt vrchní část obuvi znázorněno na obrázku č. 4. Mohou být zapínány pomocí suchého zipu, případně přezek a řemínků. Vyráběny z usně. [2]

Obrázek 4 Svářečské kamaše [27]

1.2.1.3 Rukávy

Bývají vyrobeny z přírodní štípenkové usně vydělávané chromem. Vybaveny pružnou manžetou kolem zápěstí, upevnění pomocí kožených pásků znázorněné na obrázku 5. [3]

16

Obrázek 5 Svářečské rukávy[29]

1.2.1.4 Rukavice

Oděv zhotovený nejčastěji z hověziny, pro vnitřní vrstvu lze využít úplet.

Rukavice znázorněné na obrázku 6 s vnitřní bavlněnou vložkou bývají používány jako zimní svářečské rukavice. V současné době jsou na trhu k dostání i rukavice šité kevlarovou nití, která zaručuje pevnost švů. [27]

Kevlarové nitě firmy Amann zaručují pevnost švů a vysokou tepelnou odolnost.

V řadě Tech X Performace Threads jsou speciální nitě jako např. K-tech, N tech a Nc- tech.

 Nitě K-tech jsou žáruvzdorné, netavící se, samozhášivé šicí nitě, vyráběné z para-aramidových vláken pro vysoké teploty. Bod rozkladu leží u cca. 425° C. Využití je vhodné pro ochranné pracovní oděvy pro svářeče a do horkého prostředí, pracovní rukavice

 Nitě N-tech jsou žáruvzdorné, netavící se, samozhášivé šicí nitě, vyrobené z metal-aramidových vláken, pro použití ve vysokých teplotách. Bod tepelného rozkladu leží u cca. 370° C. Používají se pro ochranné oblečení pro svářeče a do horkého prostředí a především pro pracovní rukavice.

 Nitě Nc-tech jsou žáruvzdorné, samozhášivé šicí nitě, vyrobené z nekonečných matal-aramidových multifilamentů pro použití ve vysokých teplotách. Bod tepelného rozkladu leží u 370° C. [35]

17

Obrázek 6 Svářečské rukavice

1.2.1.5 Zástěra

Znázorněná na obrázku 7 zhotovena z hrubé broušené hovězí štípenky, v některých případech jsou použity kevlar nitě, které zvyšují životnost švů na oděvu.

Slouží jako vrchní oděvní vrstva. Úkolem je chránit uživatele před působením plamene a jisker, které odlétávají od svařovací techniky při procesu svařování.

Obrázek 7 Svářečská zástěra

1.2.2 Svářečské oděvy

Bývají vyrobeny z různých kombinací materiálů. Mohou to být materiály bavlněné s nánosem nehořlavé úpravy Proban nebo nánosem dočasné nehořlavé úpravy Mofos. Další možností jsou směsované materiály bavlna, polyester a antistatické vlákno s nánosem nehořlavé úpravy Proban. V neposlední řadě kombinace aramidových

18

vláken, které jsou trvale nehořlavé, i přesto při působení ohně u nich dochází ke známkám tepelné degradace. Nedílnou součástí bývá převážně kůže.

1.2.2.1 Svářečská bunda

Nejčastěji ušita z kombinace materiálů s nánosem finální nehořlavé úpravy Proban a kůže je přizpůsobena maximálnímu pohodli a bezpečnosti. Rukávy a ramenní časti, které jsou nejvíce vystaveny jiskrám při svařovaní, jsou ušity z kůže 1. jakosti.

Přední a zadní díly jsou vyrobeny z nehořlavého materiálu špičkové technologie Proban. V některých případech použití výrazů 100% FR bavlna. Součástí bundy znázorněné na obrázku 8 jsou vnitřní kapsy, nastavitelné rukávy a stojáček. Švy jsou z Kevlar nití. [4]

1.2.2.2 Svářečská kalhoty

Znázorněné na obrázku 9 bývají rozmanitých střihů buď kalhoty do pasu, nebo s laclem. Kombinace materiálů je rozmanitá, záleží na podmínkách při svařování. Na trhu jsou k dispozici kalhoty celokožené, které jsou odolné jiskrám, nejsou příliš pohodlné, bývají prošívány kevlarovými nitěmi. Další možností je využití bavlněných materiálů, na kterém jsou naneseny finální nehořlavé úpravy Proban případně Mofos.

Častěji se na trhu neobjevují ochranné oděvy s nánosem Proban nehořlavé úpravy na 100% bavlně případně kombinace bavlny /polyesteru. Další možností je kombinace usní s bavlněnou textilií s nehořlavou úpravou. V neposlední řadě se nabízí možnost kombinace materiálů s nehořlavými vlákny, jako jsou například Nomex, Modakryl, Viskóza FR.

19

Obrázek 8 Svářečská blůza [27] Obrázek 9 Svářečské kalhoty [27]

1.3 Vlastnosti textilních materiálů

Navrhování a výroba pracovního oblečení, stupeň zajištění jeho ochranných vlastností a hygieničnosti značně ovlivňují vlastnosti materiálů, z nichž se oděv zhotovuje.

Oděvy by měly být vyrobeny z odolného nehořlavého materiálu, který zajišťuje odolnost proti oděru a chránící proti jiskrám.

1.3.1 Klasické materiály 1.3.1.1 Bavlněné tkaniny

Používají se k výrobě pracovního oblečení pro mnohé profese. Jsou levné, dobře udržovatelné a svými vlastnostmi vyhovují základním hygienickým požadavkům.

Bavlněné tkaniny dobře propouštějí vzduch i páry, takže vytvářejí dobré podmínky pro sdílení tepla mezi člověkem a okolním prostředím. Základní složkou bavlny je celulóza.

Vlastnosti celulózy určují základní vlastnosti bavlněného vlákna. Účinkem vysokých teplot (nad 180 °C) bavlněné vlákno uhelnatí a porušuje se. Slabé zásady za normálních podmínek nevyvolávají změny vlákna, ale při varu v nich ztrácí bavlnářské vlákno svoji pevnost.

20

Bavlněné vlákno je narušováno účinkem kyselin, slunečního záření a vzdušného kyslíku.

Z bavlněných tkanin se vyrábějí pracovní oděvy chránící před zašpiněním a prachem. Schopnost bavlněných tkanin zadržovat prach je dána jejich strukturou a hustotou. Oblečení z bavlněných tkanin se používá také při pracích se zásaditými roztoky (hydroxidy). [5]

1.3.1.2 Usně

Jsou produktem surové kůže. Získává se z kožky, odstraněním chlupů, pokožky, podkožního vaziva a rozpouštěných mezi-vlákenných bílkovin, vyčiněním a úpravou.

Tak se získá useň nepodléhající hnilobě. Po vyschnutí vody netvrdne, mechanickým opracováním měkne, stává se ohybnou. Takto upravená useň přijímá vodu jen kapilárně, jejím působením nebobtná ani se nerozpouští.

Vyrábí se z různých druhů kůží zvířat, hlavně hovězích, koňských, vepřových a kozích. Při svařování je nejčastěji využíváno hovězí usně. Je to vyčiněná kůže bez srsti a chlupů. Při svařování bývá nejčastěji používáno hovězí štípenky- broušené usně.

[6]

1.3.2 Ochranné vlastnosti směsovaných materiálů

I když současný trh poskytuje velkou rozmanitost nehořlavých vláken, je jejich využití pro svářečské ochranné oděvy nákladné. U svářečů není působení ohně dlouhodobé, a proto je výhodnější používání směsovaných materiálů na ochranné oděvy. V průmyslu jsou ochranné oděvy zhotoveny nejčastěji ze směsí FR-bavlny, FR- umělého hedvábí, FR-vlny a neodmyslitelně z nehořlavých vláken. Směsi vláken vykazují vynikající tepelné, chemické a textilní vlastnosti. [14]

1.3.3 Nehořlavé úpravy

Potenciál nebezpečí hořlavých látek a textilu získal velkou pozornost v posledních několika letech. Počet úmrtí v důsledku požárů ve Velké Británii v roce 1987 přinesl řadu předpisů týkajících se nábytku a zařízení v domácnostech a vývoj a použití finálních nehořlavých úprav materiálů.

21

Existuje více než 140 nehořlavý výrobků dodávaných společnostmi v kapalné, práškové a pevné formě a ve formě emulze pro použití na všechny typy vláken.

Chemikálie bývají klasifikovány jako trvanlivé, částečně trvanlivé nebo netrvanlivé.

I když vlákno samotné je důležitým faktorem při předpovídání chování se materiálů v případě požáru, další faktory, které je nutno zvážit jsou: hmotnost textilie a strukturu, vzhled oděvu, použití povrchových úprav a celková montáž oděvu. Dalšími faktory, souvisejícími s používáním ochranných oděvů ve zvláštních případech jsou:

pohodlí, trvanlivost, možnost praní, životnost, vzhled. [14]

Existuje velké množství materiálů a vláken, které jsou samy o sobě nehořlavé, na druhé straně se kvůli hygieničnosti, stále častěji využívají klasické bavlněné materiály, které jsou velmi hořlavé. A proto přišla firma DuPont s velmi dobrou myšlenkou nehořlavé úpravy Proban. Oděvy, které chrání před vysokými teplotami, úlety tekutého kovu a ohněm jsou upravovány povrchovou úpravou materiálů nebo vlákny se sníženou hořlavostí (m-aramid, p-aramid a další) a také konstrukčním řešením oděvu.

Obvykle se používá bavlna nebo viskóza s úpravou pro snížení hořlavosti.

Následná úprava je aplikována buď přímo na vlákno, nebo na tkaninu. Úprava znamená zvýšení výsledné hmotnosti tkaniny nejméně o 30%. Výrobci uvádějí, že v případě dodržení předepsané péče a údržby si materiál udrží sníženou hořlavost po dobu životnosti oděvu (v praxi to znamená např. pravidelné obnovování impregnace během praní). [7]

Nejčastější finální úpravou nanášenou na ochranné oděvy pro svářeče je nehořlavá úprava a tou muže být úprava Proban a Mofos. Proban se nanáší na 100%

bavlnu případně směs PES / Ba. Materiály s touto úpravou jsou určeny pro ochranu proti požáru a ohni. Nevýhodou je, že při praní se ochranné vlastnosti snižují. [1]

Nehořlavé úpravy mohou být trvanlivé, částečně trvanlivé, netrvanlivé.

 Trvanlivé finální nehořlavé úpravy jsou fyzicky obsaženy na povrchu tkaniny nebo jsou začleněny do vlákna. Tyto úpravy by měly vydržet celou dobu životnosti materiálu a neměly by být odstraněny při čištění nebo procesu praní. Nanášení trvanlivých finálních nehořlavých úprav je prováděno současně s nanášením ostatních úprav, jako například

22

změkčováním. Množství nanášených chemikálií je ovlivněno vlastnostmi materiálu a hmotností. Ztráty pevnosti jsou 10 – 30%.

 Částečně trvanlivé nehořlavé úpravy by měly vydržet několikanásobné čištění a praní většinou se uvádí 50 vyprání. Bývají nanášeny za použití vysokých teplot, tak aby látka získala dostatečné samo-zhášecí vlastnosti.

Technologie se provádí postupem napouštění, sušení a kondenzace.

Částečně trvanlivé nehořlavé úpravy jsou nanášeny aplikací chemikálií na materiál prostřednictvím dvou procesů namáčení v lázni. V první lázni jsou materiály impregnovány jedním druhem nehořlavé chemikálie.

Další nehořlavá chemikálie je nanášena v druhé lázni stejným způsobem jaké v předchozí lázni. Ztráty pevnosti jsou 25 – 30%.

 Netrvanlivé nehořlavé úpravy jsou takové, které lze během procesu praní odstranit z povrchu materiálu. Do struktury musí být opakovaně nanášeny nehořlavé vlastnosti. [14]

1.3.3.1 Nehořlavé úpravy na bavlně

Původně byly použity nízko tavící se soli, jako například borax pro zlepšení nehořlavých vlastností bavlny. Bohužel tento druh finální úpravy není odolný praní.

Nehořlavé úpravy pro celulózová vlákna byly založeny na sloučeninách fosfenů.

Sloučeniny obsahující fosfor v kombinaci s dusíkem nebo halogen byly široce používány jako trvale nehořlavé chemikálie pro bavlnu.

 Proban

Je permanentní úprava zaručující nehořlavost tkanin a to i po opakovaném praní.

Dostane-li se textilie s úpravou Proban do styku s plamenem nebo jiskrou, vytvoří se souvislá izolační zuhelnatělá vrstva. Právě tato vrstva chrání uživatele před účinky ohně. Jakmile je zdroj tepla oddálen nebo uhasne, látka upravená Probanem samovolně uhasne a nedochází ani k následnému žhnutí nebo doutnání. Bavlněná textilie s úpravou PROBAN se nesráží, netaví ani v ní nevznikají otvory, kterými by plamen mohl pronikat. Nedochází ani k tvorbě roztavené hmoty, která by mohla přilnout k pokožce člověka. Ochranné zuhelnatění vzniklé působením plamene či jisker opadá při následném praní, případně nošení. Tím oděv splnil svou funkci: poskytl uživateli ochranu v nebezpečí! Úprava Proban byla uvedena na trh v roce 1950 a dnes je světově nejvýznamnější technologií pro výrobu nehořlavých ochranných oděvů. [8]

23

 Mofos

Jedná se o dočasnou nehořlavou úpravu, která je založena na esterifikaci celulózy hydrogen fosforečnanem diamonným za přítomnosti močoviny. Technologie se provádí postupem napouštění, sušení a kondenzace. Teplota při kondenzaci je 145 – 160°C po dobu 12 – 15 minut, vzniklý fosforečnanový ester celulózy vykazuje výborný nehořlavý efekt, který je bez dožehu. Ztráty pevnosti jsou 30 – 40%. [16]

1.3.4 Nehořlavá vlákna a materiály

Jedná se o syntetické tkaniny, u kterých je snížená hořlavost chemickou podstatou materiálu, a nemůže být proto změněna fyzikálně ani chemicky – sníženou hořlavost si tedy udrží po celou dobu životnosti bez ohledu na způsob zacházení.

Fyzikální vlastnosti jako pevnost nebo odolnost proti oděru jsou navíc u těchto materiálů daleko vyšší než u následně upravených přírodních tkanin. Jedná se zpravidla o tzv. meta-aramidy (např. Nomex^®). [9]

Existuje nespočet ohni a plamenu odolných vláken, každé se svými vlastními specifickými vlastnostmi. Následující seznam uvádí FR vlákna nabízená na trhu, která jsou vhodná pro ochranné oděvy svářečů:

1. Aramidy: Kevlar, Nomex, Technora, Conex 2. Modakryl SEF

3. Polyamid- imidy: Kernel 4. Uhlíková vlákna

5. Skleněná vlákna 6. Ocelová vlákna 7. Azbestová 8. FR Modakryl 9. FR Polyester 10. FR viskóza

11. FR – ošetřené bavlny 1.3.4.1 Aramidová vlákna

V současnosti jsou na trhu nabízena aramidová vlákna prostřednictvím firem DuPont z Nizozemska a Teijin z Japonska. Firma DuPont nabízí vlákna Nomex a Kevlar a firma Teijin má v nabídce vlákna Technora a Conex.

24

Aramidy jsou aromatické polyamidy. Aramidová vlákna byla především vyvinuta pro svou vlastní odolnost vůči teplu a plamenu, vysoké pevnosti zvláště Kevlar a Technora.

Nomex, Conex jsou meta-aramidová vlákna znázorněna na obrázku 10. To znamená, že jsou to složeniny metafenylen-izoftalamidů (MPIA) jejich předností je vysoká termická odolnost. Bod tání u tohoto druhu vláken je u Nomex vláken 424°C.

Obrázek 10 Struktura meta-aramidu [33]

Kevlar, Technora a další patří do skupiny para-amidových vláken (p-fenylen- tereftalamidy, zkráceně PPTA) znázorněné na obrázku 11. Bod tání u Kevlaru vláken je 503°C. Vlákna mají vyšší pevnost v tahu a jsou pružnější.

Obrázek 11 Struktura [33]

Aromatické polyamidy jsou odolnější vůči povětrnostním podmínkám, odolnosti vůči plamenu, degradaci vysoce energetických částic a gama záření.

Nomex byl na trh uveden v roce 1961, následovala výroba Kevlaru v roce 1972.

Firma Teijin uvedla na trh vlákna Technora v roce 1985. [14]

 Nomex

Vlákno, které obsahuje minimálně 5 % Kevlaru a patentovaná antistatická vlákna. Tato nejčastěji používaná syntetická, aramidová směs má vynikající vlastnosti, jako je žáruvzdornost, ohnivzdornost, antistatické vlastnosti i ve velmi suchém prostředí a díky Kevlaru i odolností proti oděru.

25

 Kevlar

Para-amidové syntetické vlákno Kevlar je registrováno známkou firmy DuPont.

Materiál obsahující Kevlar poskytuje výbornou ochranu a izolaci proti teplu. [9]

 Kermel

Nehořlavé vlákno charakteristické svou pružností. Využíváno především u ohnivzdorných oděvů, které přicházejí do přímého kontaktu s pokožkou. Vlákno Kermel bývá v pletenině zastoupeno ve100 % nebo v následujících variantách:

Kermel V50 ( 50 % Kermel, 50 % Viskóza FR ) Kermel V70 ( 70 % Kermel, 30 % Viskóza FR )

 Viskóza FR®

Speciální viskózové vlákno znázorněné na obrázku 12. Pod zkratkou FR se skrývá „ nehořlavost“. Viskóza FR® je přírodní vlákno získané ze dřeva. Vlákno, které je vyrobeno z přírodních surovin, má samo-zhášecí látku obsaženu v celém průřezu vláken. Toto vlákno nabízí ochranu před všemi druhy tepla: oheň, sálavé teplo, elektrické oblouky, roztavené kovy a blesk. Hlavním cílem ochranného oděvu je, aby se zabránilo popálení kůže. Skvělé tepelně izolační vlastnosti kombinované s trvalou nehořlavostí tvoří Viskóza FR® tepelně ochranné vlákno. Vlákno chrání před všemi druhy tepla. [10]

Obrázek 12 Průřez vláknem Viskóza FR® [10]

 FR – Flame Resistance – nehořlavé vlákno

Hlavním přínosem nehořlavého (FR) vlákna je, že se samo uhasí, obvykle během několika sekund po odstranění zdroje zapálení. Následným přidáním FR vlákna do oblečení nedochází k popálení uživatele tím, že by pokračoval proces hoření na těle

26

nositele, jako je tomu u běžných pracovních oděvů. Kromě toho FR vlákno také zaručuje tepelnou bariéru, která může sloužit jako návrh pro jednovrstvý nebo vícevrstvý systém, aby se minimalizovalo popálení na kůži, která je pod oděvem FR.

[13]

 Modakryl

Je syntetický kopolymer znázorněn na obrázku 13. Modakrylová vlákna jsou měkká, pevná, pružná a tvarově stálá. Mají vynikající odolnost vůči chemikáliím a rozpouštědlům, jsou nealergenní. To je důvod, proč se využívají při výrobě ochranných oděvů. [11] Využití modakrylových vláken je především u úpletů. Vhodné použití pro úpletová trička, které svářeč využívá jako spodní vrstvu, která je přímo na těle.

Obrázek 13 Modacryl SEF [29]

 Conex® meta-aramid

Conex (TeijinConex) je meta-aramidové vlákno zpomalující hoření a nabízí výborné tepelně odolné vlastnosti. Je to typ aramidových vláken, která jsou velmi odolná teplotám 100 – 250°C (212 – 482 °F), záleží na druhu použití. TeijinConex je synteticky organické vlákno tvořené z polymetafenylových isoftalických aramidů.

Charakteristické vlastnosti Conex®:

- Odolnost vůči vysokým teplotám - Přirozeně nehořlavé

- Použitelné v širokém rozsahu teplot [40]

27

 Bekinox® příze

Kovové vlákno využívané v oděvnictví, zabraňuje výboji elektrického náboje a následnému výbuchu. Využívá se dále ve zdravotnictví a v odvětvích, kde je cílem výrobce zabránit proříznutí oděvu.

 Technora

Aramidové vlákno vyrobené v Japonsku firmou Teijin. Vlákno méně pevné než Kevlar, ale má vyšší odolnost vůči namáhání. Při působení slunečního UV záření se mění přirozená zlatá barva v černou.

Limitní kyslíkové číslo (LOI – Limiting Oxigen Index) základní konstanta sloužící pro posouzení zápalnosti a hořlavosti. Sledovaný parametr je objemová koncentrace kyslíku ve směsi kyslík – dusík. LOI je nejnižší koncentrace kyslíku ve směsi, kdy se zkoušený materiál vznítí a trvale hoří.

Kde O2 je objem kyslíku a N2 objem dusíku.

Nízká hodnota LOI znamená, že materiál hoří i při malém podílu kyslíku ve směsi. [16] Přehled hustoty, pevnosti, tepelné degradace a limitního kyslíkového čísla znázorněn v tabulce 1.

Tabulka 1 Vlastnosti aramidových vláken

Vlákno Označení Hustota g/ccm

Pevnost

cN/dtex

Tažnost

%

Teplota degradace

°C

Limitní kyslíkové

číslo, %

m-aramid Nomex 1,38 5,4 15 424 26

p-aramid Kevlar 1,44 21 3,6 503 24,5

p-aramid Technora 1,39 22,5 4,4 500 25

28

Následující tabulka 2 znázorňuje vlastnosti a chování meta-aramidových Nomex vláken a bavlněných vláken se sníženou trvanlivostí, s nánosem finální nehořlavé úpravy Proban.

Tabulka 2 Srovnání nehořlavých vláken a vlákna s nehořlavou úpravou [31]

Meta-aramidy, Nomex^® Bavlna se sníženou hořlavostí

Podstata snížené hořlavost

inherentní nehořlavost je chemickou podstatou meta- aramidů

snížená hořlavost je dosažena následnou úpravou materiálu Typická hmotnost

tkaniny pro srovnatelnou odolnost proti teplu a plamenu

190 – 240 g.m^-2

(nižší hmotnost oděvu, vyšší komfort)

280 – 340 g.m^-2

(vyšší hmotnost oděvu)

Chování v plamenu při vysoké teplotě

karbonizuje při 380 – 400 °C, po odstranění zdroje tepla nepokračuje v hoření

chemická úprava se odpařuje od cca 150 °C *, materiál ztrácí sníženou hořlavost, vzplane a pokračuje v hoření (může způsobit následné popáleniny)

Uvolňování zplodin v plameni při vysoké teplotě

neuvolňuje zplodiny chemická úprava se odpařuje, tvoří hustý dým (potenciální ohrožení uživatele)

Srážlivost a odolnost proti roztržení působením vysoké teploty

minimální srážlivost a vysoká odolnost proti roztržení (tkaniny s příměsí para- aramidu Kevlar^®)

vyšší srážlivost a nižší odolnost proti roztržení v porovnání s meta- aramidy

Trvanlivost snížené hořlavosti

zaručena po dobu životnosti oděvu bez ohledu na způsob použití a údržby

není zaručena za všech okolností, závisí na způsobu údržby

29 Údržba, praní praní do 95°C (nízká

srážlivost 1-3%), chemické čištění bez omezení

praní do 60°C, vyšší teplota zvyšuje srážlivost, pouze syntetické

detergenty (mýdlové prostředky mohou tvořit hořlavé usazeniny)

Počet pracích cyklů se zaručením snížené hořlavosti

neomezený, snížená hořlavost je inherentní a nedegraduje praním

obvykle 30 – 50 cyklů, praní postupně snižuje funkčnost nehořlavé úpravy

Mechanické opotřebení, odolnost proti oděru

vysoká mechanická pevnost a odolnost proti opotřebení, vysoká životnost oděvů

běžná odolnost proti opotřebení a životnost oděvů

Chemická odolnost nedegraduje působením organických rozpouštědel a nízko koncentrovaných kyselin/ louhů

odolnost proti chemikáliím srovnatelná s přírodními materiály

Antistatické vlastnosti odvádění statického náboje u tkanin s příměsí vodivého vlákna (uhlík, kov)

odvádění statického náboje u tkanin s příměsí

vodivého vlákna (uhlík) Nasákavost nízká nasákavost vlákna

a rychlé odvádění vlhkosti (rychlé schnutí)

vyšší nasákavost vlákna ve srovnání s meta- aramidy

Pořizovací a provozní náklady

vyšší pořizovací náklady, díky nenáročné údržbě a několikanásobné životnosti jsou provozní náklady srovnatelné s oděvy s nehořlavou úpravou

nižší pořizovací náklady, náročnější údržba pro udržení snížené hořlavosti, průměrná životnost oděvu

30

1.4 Průzkum trhu materiálů vhodných pro výrobu oděvů pro svářeče

1.4.1 Materiály firmy EnCeTex s.r.o.

Tato firma se zabývá prodejem materiálů pro výrobu ochranných oděvů. Je to zprostředkovatelská firma, která nakupuje od firmy TenCate z Nizozemska. Zahraniční firma TenCate vyrábí materiály pro všechny možné obory, ať už se jedná o ochranné oděvy pro svářeče, vojenské oděvy, průmyslové textilie nebo různé vesmírné či letecké součástky.

1.4.1.1 TenCate Tecapro®

Tento materiál je vhodný především pro ochranné oděvy používané hlavně při svařování a v hutním průmyslu. Chrání proti ohni a roztavenému kovu. Přehled vzorků materiálu je znázorněn v příloze č.1

Firma pod touto značkou nabízí velké množství produktů, které se liší materiálovým složením:

- TenCate Tecapro^® - BD 3311 a TenCate Tecapro^® - KS 52

Oba materiály jsou vyrobeny ze 100 % bavlny s finální nehořlavou úpravou Proban, liší se pouze plošnou hmotností a vazbou tkaniny.

- Materiál TenCate Tecapro^® - BD 3311

Má plošnou hmotnost 320 g/m² a použitá vazba je kepr 3/1.

- TenCate Tecapro^® - KS 52

Má větší plošnou hmotnost 335 g/m² a je použita saténová vazba 4/1, která zajišťuje vyšší propustnost vzduchu.

Tkaniny zajišťují prodyšnost a mají vynikající absorpci vlhkosti. Chrání před sálavým a konvenčním teplem. Vzorky materiálů byly testovány podle norem EN ISO 11613 A1,A2, B1, C1, E2. 2008 (plamen v průmyslu a tepelná rizika). Materiály lze opakovaně prát až 50 krát. [12]

- TenCate Tecapro^® -XB 100

Materiál vhodný pro výrobu oděvu, který bude chránit svářeče, před sálavým a konvenčním teplem, proti roztavenému kovu. Materiálové složení 75/25%

31

bavlna/para-aramid. Odolnost a stabilita textilie je zajištěna díky para-amidovým vláknům. Použita atlasová vazba 4/1.

- TenCate Tecapro^® - BD 9311

Materiál, který chrání před zvýšeným rizikem úrazu v průmyslu. Materiálové složení 99/1% bavlna/static-control™ (antistatické vlákno) s nánosem finální nehořlavé úpravy Proban. Tkaná v keprové vazbě 3/1 o plošné hmotnosti 320 g/m2. Tkanina se vyznačuje výbornou prodyšností a vynikající absorpcí vlhkosti. Vhodné použití v kovoprůmyslu, chrání před sálavým a konvenčním teplem. Antistatické vlákno zajišťuje ochranu při nebezpečí výbuchu.

- TenCate Tecapro^® - BG 9500

Dalším nabízeným produktem firmy TenCate je TenCate Tecapro^® - BD 9500, který je vhodný zejména pro svářeče. Tento materiál byl testován a vyhodnocen v diplomové práci. Materiálové složení 64/35/1% bavlna/polyester/static-control™

(antistatické vlákno). Opět náleží do skupiny materiálů, kde je použita finální nehořlavá úprava Proban. Vazba 2/2 keprová. Z důvodu zvýšení odolnosti vůči oděru je použito polyesterové vlákno. Materiál zajišťuje ochranu proti teplu a ohni a dále proti obloukovému svařování. TenCate Static-Control ™ je trilobalové vodivé vlákno použité v jádru nitě. Tyto nitě jsou vetkány do tkaniny. Zaručena stálost finální nehořlavé úpravy i po 50-ti praních.

- TenCate Tecapro^® - XB 9340

Na hotovém materiálu byla nanesena finální úprava Proban. Materiálové složení 74/25/1% bavlna/para-aramid/static-control™ zaručuje ochranu proti teplu a plameni, elektrickému oblouku, statické elektřině a kapalným chemikáliím. Vynikající ochrana proti roztavenému kovu a malým odlétávajícím částečkám kovu. Tato tkanina je odolná a stabilní díky použití para-aramidových vláken. Použita finální nehořlavá úprava Proban. [12]

- TenCate Tecapro^® - XC 9001

Vhodný materiál na ochranu proti zvýšenému riziku. Svým materiálovým složením 84/15/1% bavlna/polyamid/static-control™ a Proban finální nehořlavou úpravou zajišťuje ochranu proti teplu a plamenu, kapalnému kovu, statické elektřině

32

a svařování elektrickým obloukem. Směs bavlny a polyamidu zaručuje prodyšnost a odolnost. [12]

Přehled materiálového složení, plošné hmotnosti a požadavků na materiály od firmy TenCate je znázorněn v tabulce 3 a 4.

Tabulka 3 Materiály vhodné pro svářeče pracující s roztaveným kovem

Název výrobku Materiál Složení Plošná hmotnost Požadavky

Povinné

TenCate Tecapro^® - KS 52 bavlna 100 % 335 g/m²

TenCate Tecapro^® - BD 3311 320 g/m²

TenCate Tecapro^® -XB 100 bavlna/ para- aramid

300 g/m²

Tabulka 4 Ochrana proti zvýšenému riziku

Název výrobku Materiál Složení Plošná hmotnost

Požadavky

Povinné Nepovinné

TenCateTecapro^® - BD 9311

bavlna/Static- Control™

99/1% 320 g/m²

TenCate Tecapro^® - BG 9500

bavlna/polyester/

Static-Control™

64/35/1% 350 g/m²

TenCate Tecapro^® - XB 9340

bavlna/para-aramid/

Static-Control™

74/25/1% 340 g/m²

TenCate Tecapro^® - XC 9001

bavlna/polyamid/

Static-Control™

84/15/1% 250 g/m²

EN symboly

- Teplo&plamen EN ISO 11612: 2008 nebo EN 531: 1995 - Elektrický oblouk EN IEC 61482-1-2: 2007

- Svařování EN ISO 11611: 2007 - Anti-static EN 1149-3: 2004

- Tekuté chemikálie EN 13034: 2005

33 - S vysokou viditelností nebo kontrastní barvy - všeobecné požadavky EN 340: 2003 [18]

1.4.1.2 TenCate Tecashield®

materiály jsou vhodné pro výrobu ochranných oděvů, které budou využívány v kovovýrobě, strojírenství, energetice, stavebnictví, vojenské oblasti, ale i pro hasiče.

Textilie slouží především jako ochrana proti teplu a plameni, při svařování elektrickým obloukem, proti statické elektřině, špatnému počasí a tekutým chemikáliím.

- TenCate Tecashield^® - BV 185

Textilie odolná vůči teplu a plameni. Vzhledem k obsahu para-amidových vláken je zajištěna trvanlivost a stabilita materiálu. Vazba keprová 2/1, plošná hmotnost 215 g/m². Začlenění vlákna p140 zajišťuje antistatickou ochranu při nebezpečí výbuchu.

P140 je antistatické vlákno s uhlíkovým jádrem. Toto jádro napomáhá odstranit jiskření oděvu. [12]

1.4.2 Materiály firmy Sintex a.s.

Firma Sintex s.r.o. se zabývá výrobou úpletů. Od roku 2009 byl její sortiment rozšířen o tkaniny, osnovní pleteniny, příze a filtry. Tato firma vyrábí textilní a oděvní materiály volnočasové, nehořlavé, antibakteriální, antistatické, fyziologicky- rychleschnoucí, termoregulační, anti abrazivní.

Pro diplomovou práci byly testovány úplety z nehořlavých vláken a s nehořlavou úpravou. Úplety obsahují příze Nomexu, Conexu, Viskózy FR, Modarcylu, Kevlaru, Technory, Bekinoxu. Z tohoto druhu úpletu lze vyrábět například tyto výrobky – kukly, nehořlavé spodní prádlo, pracovní stejnokroje, ponožky a vnitřní části pracovních rukavic. [20]

- Úplet – Interlok – firemní označení IMC 359 materiálové složení 55 % Modakryl Protex M / 45 % česaná bavlna. Plošná hmotnost 230 g/m². Úplet použit jako první, případně druhá vrstva ve formě trika, spodků.

- Úplet – Oboulícní - firemní označení DTC 436 materiálové složení 55 % Modakryl Protex M/ 45 % česaná bavlna. Plošná hmotnost 182 g/m².

- Úplet – Žebrovaný - firemní označení FSC 525 materiálové složení 50 % Conex/ 50 % Viskóza FR. Plošná hmotnost 135 g/m².

34

- Úplet – Žebrovaný - firemní označení FSC 333 materiálové složení 93%

Conex/ 5 % Technora/ 2 % Bekinox. Plošná hmotnost 185 g/m².

- Úplet – Žebrovaný - firemní označení FSC 332 materiálové složení 50 % Conex/ 50 % Viskóza FR. Plošná hmotnost 172 g/m².

- Úplet – Interlok – firemní označení IMC 300. Používá se jako vnitřní část rukavic nebo oděvů. Materiálové složení tohoto druhu úpletu je 100 % Kevlar (meta – aramid). Nevýhodou u tohoto druhu úpletu je, že degraduje (výskyt barevných fleků). [21] . Vzhledem k tomu, že se tento druh materiálu používá jako vnitřní část rukavic, je degradace materiálu nepodstatná.

Přehled materiálového složení, plošné hmotnosti a požadavků na úplety od firmy Sintex. a.s., je znázorněn v tabulce 5.

Tabulka 5 Přehled úpletů firmy SINTEX,s.r.o.

Název výrobku Materiál Složení Plošná

hmotnost

Interlok – IMC 359 Modarkyl Protex M / bavlna

55/45% 230 g/m²

Oboulícní – DTC 436 Modarkyl Protex M / bavlna

55/45% 182 g/m²

Žebrovaný – FSC 525 Conex / Viskóza FR 50/50% 135 g/m² Žebrovaný – FSC 333 Conex / Technora/

Bekinox

93/521% 185 g/m²

Žebrovaný – FSC 332 Conex / Viskóza FR 50/50% 172 g/m²

Interlok – IMC 300 Kevlar 100 %

1.5 Požadované vlastnosti na oděv pro svářeče

Jsou vlastnosti, které jsou důležité při nošení oděvu a zaručují komfort nositeli.

Mezi tyto uživatelské vlastnosti patří:

 Oděr

 Plošná hmotnost

35

 Tloušťka

 Ochrana před ohněm 1.5.1 Oděr

Je požadovanou vlastností pro ochranné oděvy svářečů, vzhledem k opotřebení a namáhání oděvů při pracovní činnosti a působení tepla a jisker. Při působení tepla na materiály s nánosem finální nehořlavé úpravy Proban dochází k degradaci, křehnutí materiálu a zvyšuje se oděr. U materiálů pro svářeče jsou nejčastěji používány vazby keprové, které zajistí pevnost a sníží oděr.

K oděru dochází při styku plochy textilie s textilií nebo drsným povrchem.

Odírají se jednotlivá vlákna, ulamují se, odpadávají, ucpávají póry textilie, prodírají se vazné body textilie a textilie se rozpadá. [6]

1.5.2 Plošná hmotnost

Plošná hmotnost je definována jako hmotnost známé plochy plošné textilie vztažená k této ploše vyjádřena v gramech na metr čtverečný.

Podle plošné hmotnosti lze rozdělit tkaniny do 3 skupin:

 Lehká

 Středně těžká

 Těžká textilie [6]

Stanovení plošné hmotnosti lze stanovit gravimetricky. Z plošné textilie se odstřihnou přesně po niti (po sloupku a po řádku u pletenin) vzorky o rozměru 100 x 100 mm. Klimatizovaný zkušební vzorek plošné textilie se zváží a vypočítá se jeho plošná hmotnost. [6]

(1)

kde

Mp ….. plošná hmotnost textilie [g/m²]

m …... hmotnost zkušebního vzorku v klimatizovaném stavu [g]

36 S …… plocha zkušebního vzorku [m²]

1.5.3 Tloušťka

Tloušťka materiálu je definována jako vzdálenost mezi přítlačnou deskou a podložkou při stanovením přítlaku a ploše přítlačné čelisti. Přítlak zajišťuje rovnoměrné podmínky pro dané typy materiálů. [6]

1.5.4 Ochrana před teplem

Prvotní funkcí ochranného oděvu proti teplu je minimalizovat, nejlépe však zamezit poškození kůže v důsledku horkého povrchu materiálu, který má svářeč oblečen. Svářeč se chrání před teplem předepsaným ochranným oděvem, který odpovídá normě. V současnosti je oděv pro svářeče vyvinut tak, aby minimalizoval možnosti popálení uživatele.

1.6 Normy pro testování nehořlavosti

Hořlavost textilních materiálů je považována za hlavní příčinu popálení při práci. V roce 1953 a 1967 vedlo znepokojení nad hořlavostí oděvů v domácnosti legislativu k zavedení povinných norem hořlavosti, které by chránily veřejnost před nepřiměřeným rizikem. V roce 1972 byl přijat zákon pro bezpečnost spotřebního zboží a byla založena Komise pro bezpečnost spotřebního zboží (Consumer Product Safety Act) s širokou pravomocí nad ochranou spotřebitele.

V situacích, kdy pracovníci pracují s ohněm, je textilie extrémně zatížená.

Kombinace (směsování) textilií se v těchto situacích vztahuje k pohodlí, času, životnosti materiálu a dalším vlastnostem. Národní asociace protipožární ochrany (National Fire Protection Association/ NFPA) a Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví (National Institute for Occupational Safety and Health/ NIOSH) se zaměřili na potřebu specifických charakteristik u nehořlavých textilií. Tyto charakteristiky mají maximální a stálou ochranu proti teplu a ohni, vysokou tepelnou izolaci, vysokou pevnost, optimální rozměrovou stálost, vysokou odolnost vůči oděru, vynikající omak a stálobarevnost. Při testování nanášení nehořlavých úprav na textilie, lze textilie rozdělit do 4 skupin:

- Vysoce hořlavé - Snadno hořlavé

37 - Hoří s velkými obtížemi

- Nehořlavé

Aby mohly být textilie nehořlavé je zapotřebí vyrábět je z nehořlavých (ohnivzdorných) vláken nebo přidáním povrchové nehořlavé úpravy do tkanin. [14]

1.6.1 Zkušební metody hořlavosti

Zkoušky hořlavosti pro tkaniny mohou být rozděleny do 3 skupin v závislosti na způsobu, kterým je vzorek testován. Obecně platí, že největší zátěží na většinu materiálů, je působení testu, ve kterém je testovaný vzorek ve svislé poloze. Pro celou řadu látek je horizontální testování méně zátěžové, a testování nakloněných vzorků (45°) je nejmenší zátěží. U většiny zkušebních metod je zdrojem vznícení hořlavých plynů metan, a místo zapalování je závislé na umístění vzorku tkaniny. Vlastnosti, které jsou měřeny v průběhu testování hořlavosti: snadné zapálení, hoření, šíření plamene, snadnost uhašení, hustota kouře, rychlost uvolňování tepla a tepelného odporu.

1.6.1.1 Vertikální testování

U této metody jsou vzorky materiálů zavěšeny svisle v držácích v kovovém rámečku určitých rozměrů. Testovaný vzorek je vystaven působení plamene podél spodního okraje po dobu 3 sekund podle předepsaných podmínek. Měří se délka a zbytková doba hoření po odstavení plamene. Metoda se používá při testování norem 5902, 5903 a 5904.

1.6.1.2 Testování pod úhlem 45° a 30°

Vzorek materiálu je umístěn pod úhlem 45°a je vystaven působení otevřeného plamene po předepsanou dobu času. U této metody je měřena rychlost hoření, snadnost zapálení nebo vznícení textilie.

1.6.1.3 Horizontální testování

Metody testování jsou popsány v normách 5900 a 5960. Pro horizontální testování je vzorek materiálu upevněn do horizontálního držáku a vystaven působení plamene po specifikovanou časovou dobu. Rychlosti hoření a průměr otvoru vzorku se měří po určité časové období. Oddělení Ministerstva dopravy používá test horizontálním plamenem k určování hořlavosti automobilových interiérů. [14]

38

Pro testování ochranných oděvů existují různé normy. Pro diplomovou práci byly vybrány 2 normy, podle kterých byly testovány vzorky materiálů od firem Sintex a.s. a EnCeTex s.r.o.. Jednalo se o normy ČSN EN ISO 15025 Ochranné oděvy – Ochrana proti teplu a ohni – Metoda pro omezené šíření plamene. Účelem testování bylo zjištění, zda materiály jsou hořlavé nebo nehořlavé. Druhou normou byla norma ISO 6942 - Ochranné oděvy - Ochrana proti teplu a ohni - Zkušební metoda:

hodnocení materiálu a kombinací materiálů vystavených sálavému teplu. Přehled norem používaných při testování materiálů vhodných pro svářeče je znázorněn v tabulce 6.

Tabulka 6 Přehled norem hořlavosti pro svářeče

Metoda testování Název testu Použitelné materiály

Měřené vlastnosti

Poloha

ČSN ISO 15025 Ochranné oděvy – Ochrana proti teplu a ohni

Tkaniny, pleteniny

Omezené šíření plamene

Horizontální

ČSN ISO 15025 Ochranné oděvy – Ochrana proti teplu a ohni

Tkaniny Pleteniny

Omezené šíření plamene

Vertikální

ISO 6942 Ochranné oděvy – Ochrana proti teplu a ohni

Tkaniny Pleteniny

Hodnocení materiálu a kombinací materiálů vystavených sálavému teplu

Horizontální

1.6.2 ČSN EN ISO 15025

ČSN EN ISO 15025 Ochranné oděvy – Ochrana proti teplu a ohni – Metoda pro omezené šíření plamene.

Principem normy je působení plamene po dobu 10 sekund na povrch nebo spodní hranu vzorku textilie, které jsou orientovány svisle.

39

Zaznamenává se rozšíření plamene a dohořívání plamenem, tvar odpadlé části, plamenné hoření odpadlé části, nebo otvor. Doba dohořívání plamenem a doba dohořívání žhnutím se zaznamenává.

Doba působení plamenem – doba, po kterou plamen působí na zkušební vzorek.

Doba dohořívání plamenem – doba, při které materiál hoří plamenem při předepsaných podmínkách zkoušky, když byl po vznícení odstraněn zdroj plamene.

Dohořívání žhnutím – přetrvávání bezplamenného hoření materiálu po odstranění zdroje zapálení za předepsaných podmínek zkoušky a zastavení žhnutí nebo uhasnutí plamene.

Doba dohořívání žhnutím – doba, při které materiál pokračuje v dohořívání žhnutím při předepsaných podmínkách zkoušky po zastavení hoření a odstranění zdroje zapálení.

Zuhelnatělé zbytky – vznik křehkého zbytku materiálu, když je vystaven působení tepelné energie.

Odpadlá částice – materiál oddělený ze vzorku během zkušebního postupu a padající ze vzorku, který nehoří plamenně

Plamenně hořící částice – materiál, který po oddělení ze vzorku při zkušebním postupu zapálí filtrační papír

Otvor; díra – vzniklý / á ve zkoušeném vzorku o rozměru alespoň 5 mm a mající souvislý obvod způsobený tavením, žhnutím nebo plamenným hořením.

Zkušební přístroje

Zkušební zařízení, držák zkušebního vzorku, plynová hořák, zařízení na měření času, filtrační papír.

Touto normou lze testovat 2 postupy Postup A – zapálení povrchu

Vzorek materiálu se umístí do držáku zkušebního vzorku o velikost 170 x 200 mm. Vystaví se zkoušce plamenem pro dobu 10 sekund a provádí se pozorování a zaznamenává se:

- Zda plamenné hoření postoupí k horní hraně nebo ke kterékoliv ze dvou svislých hran zkoušeného materiálu

40 - Doba dohořívání plamene

- Zda se dohořívání plamenem rozšíří mimo oblast plamene (obvykle zuhelnatělá oblast) do nepoškozené oblasti

- Doba dohořívání žhnutím - Výskyt odpadlé částice

- Zda odpadlá částice zapálí filtrační papír - Zda se objeví díra (viz tabulka 7) [26]

Postup B – zapálení dolní hrany. Tento postup nebyl v diplomové práci testován.

U svářečského oděvu se nepůsobí na dolní hrany, ale do plochy oděvu.

Výsledky testování vzorků je zapotřebí zapsat do tabulky, která je stanovena normou, znázorněno v tabulce 7.

41

Tabulka 7 Protokol naměřených hodnot dle normy ČSN 15 025

Výsledky zkoušky - Testování jedné vrstvy materiálu

Tkanina od firmy Vochoc

Zkušební laboratoř TUL - Katedra oděvnictví

Zkoušku provedl Bc. Renata Kubová

Datum zkoušky 30.6.2011

Typ použitého plynu propan - butan

Materiál 100 % bavlna s trvalou nehořlavou úpravou Proban

Vazba keprová

Gramáž 340 g/m²

Vzorky 170 X 200 mm

Typ zapálení: plocha - spodní hrana do plochy

Norma ČSN EN ISO 15025 (83 2750), BS 532/1995

Zkušební okolní podmínky 21 °C 30 % Rh

Údaje o zkoušce

Doba aplikace plamene 10 s

Orientace zkušebního vzorku

Po osnově Po útku

1 2 3 4 5 6

Doba dohořívání plamenem 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

Doba dohořívání žhnutím 0,8 0.8 0.8 0,9 0,9 0,9

Hořící zbytky X X X X X X

Výskyt zbytků hoření X X X X X X

Vytvoření díry min 5 mm X X X X X X

Plamen dosáhl okraje vzorku X X X X X X

Žhnutí mimo působení plamene X X X X X X

Komentář:

Struktura viditelná. Materiál při styku s plamenem nebo s malými hořícími částicemi pouze zuhelnatí, oheň se dál nešíří. Testování materiálu střiženého po útku má o trochu lepší výsledky než testovaný vzorek materiálu střižený po osnově.

1.6.3 ČSN EN ISO 6942 (83 2747)

ČSN EN ISO 6942 Ochranné oděvy- ochrana proti teplu a ohni - Hodnocení materiálů a kombinací materiálů vystavených sálavému teplu – Odolnost oděvů proti působení sálavého tepla