Fils ignifugés et résistants à la chaleur

Fils ignifugés et résistants à la chaleur
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
Ce bulletin vous aidera à comprendre les propriétés des fibres et fils ignifugés et résistants à la chaleur,
et vous permettra de choisir le fil le mieux adapté à l'application envisagée.
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
Contenu
Types de fibres et leur niveau de résistance au feu
Norme de résistance au feu pour différentes applications de fil
Température d'utilisation maximale des différentes fibres
Comparaison de fils d'aramide
Produits Coats
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
Types de fibres et leur niveau de résistance au feu
Coton
Combustible,
prend feu et
brûle
252 / 485
Polyester
Combustible,
421 / 790
brûle
lentement et
peut s'éteindre
seul(e)
Nylon
Combustible,
449 / 840
brûle
lentement et
peut s'éteindre
seul(e)
Meta Aramid
Ignifugé,
auto-extinguible
une fois retiré
du feu
Para Aramid
Ignifugé,
auto-extinguible
une fois retiré
du feu
Fibre de verre
Ignifugé, ne
brûle pas
-
Quartz
Ignifugé, ne
brûle pas
-
Céramique
Ignifugé, ne
brûle pas
-
Evitez d'utiliser des fils en coton s'il y a un risque de contact avec le feu, car ils continuent à brûler à des
températures relativement faibles. Les fils en nylon ou polyester standard sont combustibles, mais ils
brûlent lentement et peuvent s'éteindre d'eux-mêmes.
Les fils résistants au feu se classent en trois catégories :
1. Fils qui ne brûlent pas
2. Fils qui brûlent au contact du feu, mais s'éteignent tout seuls lorsqu'ils sont retirés des flammes
3. Fils qui brûlent, mais lentement, et qui peuvent s'éteindre tout seuls
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
Types de fils à coudre et leur niveau de résistance au feu
-
Céramique1
/td>
Ne brûle NFPA
pas
701 /
ASTM
E84
-
Quartz
1
Ne brûle NFPA
pas
701 /
ASTM
E84
Glasmo
Tee
Fibre de 1
verre
Ne brûle NFPA
pas
701 /
ASTM
E84
Firefly
Méta-aramide
2
Brûle
NFPA /
dans le EN469
feu,
mais
s'éteint
seul une
fois
retiré
des
flammes
Protos
Para-aramide
2
Brûle
NFPA
dans le
feu,
mais
s'éteint
seul une
fois
retiré
des
flammes
Flame
Master
100 %
3
polyester
corespun
ignifugé
par
traitement
Ne brûle EN
pas
15025
pendant
une
courte
période,
puis
brûle
lentement
et peut
s'éteindre
seul
Epic FR 100 %
3
polyester
Brûle
CFR
lentement 1615 /
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
Astra
FR
corespun
et peut BS EN
s'éteindre 14878:2007
seul
100 %
3
polyester
fibre
coupées
Brûle
CFR
lentement 1615 /
et peut BS EN
s'éteindre 14878:2007
seul
Les produits de la catégorie 1 comprennent : la fibre de verre (encollée et à couverture PTFE), fibre de
verre en silice (quartz) et céramique. Ces produits ne sont pas combustibles et sont donc utiles dans des
produits finis où le risque de feu est élevé (haut fourneau, matelas, etc.).
Les produits de la catégorie 2 comprennent le Kevlar® et le Nomex®. Kevlar® est le nom de marque
d'un para-aramide et Nomex® est le nom de marque d'un méta-aramide. Il s'agit de deux types spéciaux
de nylon. Kevlar® est produit par Du Pont. Twaron® (Acordis) et Technora (Teijin) sont également des
fils para-aramides. Nomex® est également fabriqué par Du Pont. Teijinconex (Teijin) est un autre
méta-aramide. Ces produits sont normalement combustibles, mais ils s'éteignent dès qu'ils sont retirés
des flammes. Ils sont donc utiles dans des utilisations finales où le risque de feu est élevé.
Les produits de la catégorie 2, bien que moins résistants au feu que ceux de la catégorie 1, présentent
des performances de couture nettement supérieures. Ils sont aussi beaucoup plus doux et conviennent
donc mieux aux vêtements de protection et au capitonnage.
Les produits de la catégorie 3 comprennent les fils Coats Epic FR et Astra FR. Il s'agit de fils
combustibles conçus pour limiter la combustion et faciliter l'auto-extinction après le retrait des flammes.
Ces produits sont conformes aux directives de résistance au feu (comme la norme CFR1615 pour les
vêtements de nuit d'enfant).
Test de résistance au feu
Il n'est pas possible de tester la résistance au feu du fil en lui-même. Il doit d'abord être transformé en
tissu. Pour effectuer ces tests, l'idéal est d'utiliser exactement le tissu, le fil et la construction de couture
qui seront mis en œuvre dans le produit fini.
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
Norme de résistance au feu pour différentes
applications de fil
Normes du bâtiment et
uniformes and Building
Code Standards
UBC 8-1 (42-2),
8-2(42-2), 26-1(17-2),
26-3(17-5)
Automobile
FMVSS302
Aviation
FAR 25.853, 25.855
Général (bâtiments,
transport,
ameublement intérieur,
vêtements de
protection)
NFPA 701 : Méthodes
normalisées d'essai
d'inflammabilité pour la
propagation de la
flamme sur textiles et
films
Vêtements de nuit
d'enfant
CFR 1615 : NORME
POUR
L'INFLAMMABILITÉ
DES VÊTEMENTS DE
NUIT D'ENFANT :
TAILLES 0 A 6X (FF
3-71)
CFR 1616 : NORME
POUR
L'INFLAMMABILITÉ
DES VÊTEMENTS DE
NUIT D'ENFANT :
TAILLES 7 A 14 (FF
5-74)
BS EN 14878:2007
(Règlement sur la
sécurité des vêtements
de nuit)
Vêtements de sécurité
EN 531 : Vêtements de
protection contre la
chaleur industrielle
EN 407 : Gants de
protection contre les
risques thermiques
EN 366 : Vêtements de
protection contre la
chaleur et le feu
Méthode d'essai :
évaluation de
matériaux pour
vêtements et
d'assemblages de
matériaux exposés à
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
une source de chaleur
rayonnante
EN 367 : Vêtements de
protection contre la
chaleur et le feu
Méthode d'essai :
Détermination de la
transmission de la
chaleur lors de
l'exposition aux
flammes
EN 373 : Vêtements de
protection contre la
chaleur et le feu
Méthode d'essai :
Détermination de la
résistance des
matériaux aux
projections de métal
fondu
EN 469 : Vêtements de
protection - Exigences
pour les vêtements de
protection des
pompiers
EN 533 : Vêtements de
protection - Protection
contre la chaleur et le
feu - Flammes
contenues
La résistance à la chaleur et la résistance au feu sont deux notions différentes.
Il est cependant possible qu'un fil soit à la fois résistant au feu et à la chaleur. En fait, de nombreux fils
indiqués comme résistants au feu sont également résistants à la chaleur.
En général, les fils à coudre synthétiques (p.ex. nylon, polyester, Kevlar® et Nomex®) offrent une bonne
résistance à la chaleur, qu'ils empêchent mieux de pénétrer que d'autres matériaux comme l'argent ou le
cuivre. Cependant, en cas de hausse de la température, certains polymères (comme le nylon et le
polyester) fondront et perdront leur résistance avant d'autres polymères (comme le Nomex®). Leur
réaction à la chaleur est inhérente à leur composition chimique.
De nombreux fils résisteront à des températures élevées et conserveront leurs bonnes performances de
couture, comme l'aramide, le co-polyamide (P84™), la fibre de verre (encollée et à revêtement PTFE), le
quartz et la céramique. Ces produits restent fonctionnels (dans le cas de la céramique ou du quartz)
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
jusqu'à des températures dépassant 2 000 °F (voir le tableau 4).
Le nylon et le polyester sont thermoplastiques et commencent à ramollir bien en-dessous de leur point de
fusion. Les coutures en nylon et polyester commenceront donc à perdre de la résistance aux alentours de
350 °F, tandis que les coutures d'aramide resteront telles qu'elles sont à température ambiante, même
au-dessus de 500 °F.
Comme l'indique le tableau 4, une bonne résistance à la chaleur nuit aux performances de couture.
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
Température d'utilisation maximale des différentes
fibres
Quartz
1093 /
2000
1093 /
2000
Les
affineurs à
faibles
vitesses
peuvent
rompre
Céramique 1371 /
2500
1371 /
2500
Les
affineurs à
faibles
vitesses
peuvent
rompre
Fibre de
verre
538 / 1000 538 / 1000 Rompt
facilement.
Couverture
PTFE
utilisée
pour les
opérations
compliquées
P84(TM)
260 / 500
260 / 500
Bonne
Méta-aramide
371 / 700
(p.ex.
Nomex®)
204 / 400
Bonne
Para-aramide427 / 800
(p.ex.
Kevlar®)
204 / 400
Bonne
Nylon
177 / 350
121 / 250
Excellente
Polyester
177 / 350
121 / 250
Excellente
Le Centre de technologie de Coats teste actuellement des fils en nylon pour des applications
automobiles. Le fort pourcentage de cuivre qu'ils contiennent sert de dissipateur thermique et améliore
leur résistance à la chaleur, par exemple lors du déploiement d'un airbag.
Gilets pare-balles
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
De nos jours, les fabricants de gilets pare-balles utilisent du Kevlar®. Ce matériau permet de créer une
tenue de protection corporelle plus agréable à porter et plus légère. D'autres matériaux moins chers que
le Kevlar® peuvent le remplacer pour les tenues de protection souples, mais ils sont moins performants
en termes de poids, de confort et/ou de volume.
Pour comprendre comment fonctionne le Kevlar®, imaginez-vous plusieurs bâtons de bois. Vous pouvez
les briser en les prenant un par un, mais s'ils sont attachés en fagot, vous n'y parviendrez pas. Si le
Kevlar® est incorporé dans la trame d'un tissu et porté en couches superposées, la balle rencontre de
nombreuses fils en même temps. Plus le tissage est dense (plus il y a de fils par unité de surface), plus il
est résistant aux balles.
Une balle de petit calibre tirée sur du Kevlar® rencontre moins de fils qu'une grosse balle. Une balle
rapide de petit calibre (présentant la même énergie totale qu'une balle lente de calibre supérieure)
pénétrera plus profondément dans la tenue de protection. Une balle de .357 Magnum tirée par un
revolver est donc plus facile à arrêter qu'une balle de .22 Magnum tirée par un fusil.
Par ailleurs, les balles dures se déforment moins à l'impact et ont un coefficient de pénétration supérieure
à celui des balles moins dures. Une balle déformée rencontrera plus de fils de Kevlar®, qui la stopperont
plus facilement dans sa course.
Fils d'aramide
Il existe deux principaux types de fils d'aramide : le para-aramide (comme le Kevlar®) et le méta-aramide
(comme le Nomex®). Si ces deux produits sont largement utilisés dans les produits censés résister à la
chaleur et au feu, leurs propriétés sont légèrement différentes en termes de performances de la couture.
Le tableau ci-dessous présente les avantages et inconvénients de ces produits.
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
Comparing Aramids
Méta-aramide
Résistant au
feu et à la
chaleur
performances
de couture et
propriétés
physiques
similaires à
celles du nylon
bonne
résistance aux
UV
Résistance
inférieure à
celle du nylon
et très
inférieure à
celle du
para-aramide
coût
Para-aramide
Résistant au
feu et à la
chaleur
faible
extensibilité
ténacité très
élevée
Mauvaise
résistance aux
UV
mauvaise
résistance à
l'abrasion
faible
résistance de
la boucle
L'extensibilité
limitée peut
parfois être un
inconvénient
au niveau du
coût
L'aramide se présente sous plusieurs formes :
•
•
•
Fil à filaments continus : en général, plus le fil est épais, moins il est cher. Par
exemple l'aramide encollée 138 (1500/1) est beaucoup moins chère que
l'aramide encollée 138 (400/4).
Fil à fibres coupées
Rupture sous extension : forme hybride composée de fibres coupées de six
pouces, réalisée par l'étirement et la rupture de fils Kevlar® à filaments continus,
les fibres coupées ainsi obtenues étant ensuite tissées ensemble.
Fil en fibre de verre
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
Outre une excellente résistance à la chaleur, la fibre de verre (en particulier la forme à revêtement PTFE)
présente une résistance chimique élevée. Elle convient donc particulièrement bien à la filtration à
température élevée. Le fil en fibre de verre est également doté d'une grande résistance à la tension.
Cette excellente résistance à la chaleur a pour contrepartie une certaine fragilité et une capacité de
couture réduite. Les finitions telles que le PTFE améliorent les performances de couture.
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
Tableau de produits
Protos
Steel
Acier
Acier
spécial
revêtu de
Kevlar
Isolation
aux fortes
températures
jusqu'à
2 000 °F
Helios
Acier
Acier
Conducteur
inoxydable
revêtu de
Kevlar ou
coton
-
Céramique Lubrifié
Filtration,
conduction
Glasmo
Tee
Fibre de
verre
Encollé
Filtration,
hauts
fourneaux,
matelas,
conduction
Glasmo
PTFE
Fibre de
verre
Revêtement Filtration,
PTFE
hauts
fourneaux,
matelas,
conduction
Firefly
Metaspun
Méta-aramide
Fibres
(p.ex.
coupées
Nomex®) ou lé ou
rupture
sous
extension
Firefly
Metafil
Méta-aramide
Encollé CF Filtrage,
(p.ex.
airbags,
Nomex®)
capitonnage,
gants/chaussures
de
sécurité,
moteurs
électriques
Firefly
Paraspun
Para-aramideFibres
(p.ex.
coupées
Kevlar®)
ou lé ou
rupture
sous
extension
Firefly PF
Para-aramideEncollé CF Airbags
(p.ex.
Vêtements
de
protection
Airbags,
manchons,
gilets
pare-balles
Fils ignifugés et résistants à la chaleur
Kevlar®)
HTF
Co-polyamide
Encollé CF Filtration
P84(TM)
t
Epic FR
polyester
corespun
Lubrifié
Vêtements
de nuit
d'enfant
Astra FR
polyester
fibres
coupées
Lubrifié
Vêtements
de nuit
d'enfant