Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco.

Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco,

quecomprende al menos dos capas, la estructura de tela tiene una relación mínima de Valor de Prestaciones Térmicasfrente al Arco (ATPV) a gramaje de la tela de 250 cal/g, preferiblemente mayor que 350 cal/g, más preferiblementemayor que 500 cal/g que cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1959 - Método de Ensayo Estándarpara Determinar la Clasificación de Arco de Materiales para Prendas de Vestir, y la estructura de tela mantienedicha relación de ATPV a gramaje de la tela a lo largo de al menos 25 ciclos de lavado, cuando se lava de acuerdocon el método AATCC 135 (3, IV, A iii), en donde una primera capa tiene una superficie no tejida enfrentada alrelámpago de arco, y la primera capa no tejida comprende fibras no inherente o inherentemente ignífugas,estando dichas fibras mecánica, química o térmicamente unidas, y estando la primera capa no tejida unida a unasegunda capa seleccionada de una tela cardada sin trama seca, una capa no tejida, una capa tejida, una capatricotada, una red/malla, una capa metalizada, una capa de película de plástico o una combinación de las mismas.

Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco Campo de la invención La presente invención se refiere a una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco, que comprende una o más capas que tienen propiedades ignífugas.

Técnica de antecedentes Un relámpago de arco eléctrico se define como un estado cuando la corriente eléctrica atraviesa gases ionizados en el aire. Es provocado por una falla eléctrica y resulta en una liberación peligrosa de intensa energía en el espacio que rodea al equipo eléctrico.

La energía se libera en forma de una combinación de:

- Calor extremo – las temperaturas pueden alcanzar aproximadamente 19.000 grados Celsius (35.000 grados

Fahrenheit) en menos de un segundo. Esta liberación térmica puede prender fuego en prendas de vestir o 20 materiales textiles inflamables y provocar quemaduras de 1er, 2º o 3º grado a seres humanos.

- La intensa luz puede conducir a una pérdida de visión temporal o permanente para seres humanos que observan el relámpago de arco.

- Ondas de choque acústicas y de presión pueden reventar los tímpanos, colapsar los pulmones o resultar en graves lesiones por impacto para seres humanos.

- Desechos – un relámpago de arco puede propulsar metal fundido y desechos a altas velocidades.

Prendas de vestir ignífugas son llevadas como parte de los sistemas de equipo de protección personal (PPE – siglas en inglés) utilizados para defender y proteger a los trabajadores, quienes, en potencia, podrían estar expuestos a situaciones de relámpago de arco. Se han establecido normas gubernamentales por parte de muchos países que especifican el nivel de prestaciones requeridas con respecto a las prendas de vestir a llevar.

En los EE.UU. las directrices para la seguridad frente al relámpago de arco en el puesto de trabajo se especifican en la norma NFPA 70E – Standard for Electrical Safety in the Workplace (Norma para la Seguridad Eléctrica en el Puesto de Trabajo) . Esta norma especifica dos métodos para determinar las prestaciones frente al relámpago de arco; la norma ASTM F1506 – Standard Performance Specification for Flame Resistant Textile Materials for Wearing Apparel for Use by Electrical Workers Exposed to Momentar y Electric Arc and Related Thermal Hazards (Especificación de Prestaciones Estándar para Materiales Textiles Ignífugos para Uso por Técnicos en Electricidad Expuestos al Arco Eléctrico Momentáneo y Peligros Térmicos Relacionados) y ASTM F1959 – Standard Test Method for Determining the Arc Rating of Materials for Clothing (Método de Ensayo Estándar para Determinar la Clasificación de Arco de Materiales para Prendas de Vestir) .

Utilizando la norma ASTM F1959, las prestaciones frente al relámpago de arco del material se expresa como un Valor de Prestaciones Térmicas frente al Arco (ATPV – siglas en inglés) . Dependiendo del ATPV, la norma NFPA 70E define cuatro categorías diferentes de protección o Categorías de Clasificación de Riesgo (HRC – siglas en inglés) .

ATPV [Cal/cm2] Categoría de Clasificación de Riesgo

4 – 8 1

8 – 25 2

25 – 40 3

> 40 4

En Europa, uno de los métodos principales utilizados para determinar las prestaciones frente al arco es la norma EN 61482-1-2 – Live Working – Protective Clothing Against the Thermal Hazards of an Electric Arc (Trabajos en Tensión – Prendas de Vestir Protectoras frente a los Peligros Térmicos de un Arco Eléctrico) . Este método utiliza

dos corrientes diferentes, de 4 kA y 7 kA, para generar un arco. El nivel de corriente se elige de acuerdo con la clase de protección requerida para las condiciones de uso prácticas definidas por el cliente, siendo más exigentes los ensayos practicados utilizando una corriente de 7 kA. Si la combinación de tiempo requerido y aumento de la temperatura máxima caen por debajo del aumento de temperatura permitido para evitar una quemadura de 2º grado según se define por las curvas de STOLL, entonces el material se clasifica como de Clase 1 utilizando una corriente de ensayo de 4 kA, o de Clase 2 utilizando una corriente de ensayo de 7 kA.

Para proteger a seres humanos frente a la aparición de un relámpago de arco, la vestimenta del PPE totalmente resistente, reutilizable o susceptible a múltiples lavados, actualmente disponible, está hecha típicamente de materiales textiles tradicionales tales como materiales tejidos y tricotados. Existen muchos tipos diferentes de materiales tejidos y tricotados totalmente resistentes disponibles en el mercado, pero caen en dos categorías distintas.

1. Tejidos fabricados utilizando fibras inherentemente ignífugas. Dentro de esta categoría, los materiales se diferencian adicionalmente por el tipo de estructura del tejido, peso y tipos de fibras utilizados.

2. Tejidos fabricados utilizando fibras no ignífugas que son químicamente tratadas después de la formación para proporcionar ignifugancia. Los materiales dentro de esta categoría se diferencian por la estructura del tejido, peso y tipo o tipos químicos utilizados para proporcionar ignifugancia.

La desventaja principal de los actuales materiales tejidos es que las prestaciones frente al relámpago de arco dependen fuertemente del peso del material. Como un ejemplo relacionado con las normas de EE.UU; típicamente los materiales tejidos de una sola capa de peso más ligero disponibles que cumplen el requisito HRC 2 pesan aproximadamente 237 g/m2, e incluso a este peso el ATPV sólo oscila entre aproximadamente 8, 4 y 8, 7 Cal/cm2 (el ATPV mínimo para HRC 2 es > 8 Cal/cm2) . Como un ejemplo relacionado con la norma europea EN 61482-1-2; los materiales actuales que cumplen el requisito de la Clase 2 tienen un gramaje mínimo de aproximadamente 400 g/m2, o utilizan múltiples capas de materiales de peso más ligero para conseguir el nivel de protección.

Para obtener cualquier mejora en el ATPV, el peso del material debe aumentarse adicionalmente. Sin embargo, a medida que aumenta el peso del material, se ven negativamente afectados otros atributos importantes de las prestaciones del material tal como la capacidad de transpiración y permeabilidad y confort.

Sumario de la Invención Un objeto de la presente invención es superar, en su totalidad o en parte, las desventajas e inconvenientes arriba reseñados de la técnica anterior. Más específicamente, es un objeto proporcionar una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco, que tenga unas prestaciones mejoradas frente al relámpago de arco a gramajes menores.

Adicionalmente, es un objeto de la presente invención proporcionar una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco, que cumpla o supere todos los requisitos adicionales o normas de prestaciones para estas aplicaciones tales como ignifugancia, solidez, resistencia al lavado, etc.

Los objetos anteriores, junto con numerosos otros objetos, ventajas y características, que resultarán evidentes a partir de la descripción que figura más abajo, se consiguen mediante una solución de acuerdo con la presente invención, en la que la estructura de la tela tiene una superficie no tejida enfrentada al relámpago de arco, y una parte no tejida de la estructura de la tela comprende fibras inherentemente ignífugas, estando dichas fibras mecánica, química o térmicamente unidas, con lo que la estructura de la tela tiene una relación mínima de Valor de Prestaciones Térmicas frente al Arco (ATPV) a gramaje de la tela de 250 cal/g, preferiblemente mayor que 350 cal/g, más preferiblemente mayor que 500 cal/g, cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1959 -Método de Ensayo Estándar para Determinar la Clasificación de Arco de Materiales para Prendas de Vestir, y la estructura de la tela mantiene dicha relación de ATPV a gramaje de la tela a lo largo de al menos 25 ciclos de lavado, cuando se lava de acuerdo con el método AATCC 135 (3, IV, A iii) .

Con ello, se obtiene una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco que tiene un bajo gramaje y, al mismo tiempo, tiene un ATPV que excede a las telas tejidas de la técnica anterior. Además de ello, la estructura de la tela tiene una superficie no tejida enfrentada al relámpago de arco. El efecto único de la invención consiste en cambiar el mecanismo mediante el cual se consiguen las prestaciones de

un tejido protectoras frente al relámpago de arco. Las prestaciones frente al relámpago de arco de la invención se determinan... [Seguir leyendo]

1. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco, que comprende al menos dos capas, la estructura de tela tiene una relación mínima de Valor de Prestaciones Térmicas frente al Arco (ATPV) a gramaje de la tela de 250 cal/g, preferiblemente mayor que 350 cal/g, más preferiblemente mayor que 500 cal/g que cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1959 - Método de Ensayo Estándar para Determinar la Clasificación de Arco de Materiales para Prendas de Vestir, y la estructura de tela mantiene dicha relación de ATPV a gramaje de la tela a lo largo de al menos 25 ciclos de lavado, cuando se lava de acuerdo con el método AATCC 135 (3, IV, A iii) , en donde una primera capa tiene una superficie no tejida enfrentada al relámpago de arco, y la primera capa no tejida comprende fibras no inherente o inherentemente ignífugas, estando dichas fibras mecánica, química o térmicamente unidas, y estando la primera capa no tejida unida a una segunda capa seleccionada de una tela cardada sin trama seca, una capa no tejida, una capa tejida, una capa tricotada, una red/malla, una capa metalizada, una capa de película de plástico o una combinación de las mismas.

2. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según la reivindicación 1, en donde fibras de la primera capa no tejida son inherentemente ignífugas tales como, pero no limitadas a viscosa FR, meta-aramida, para-aramida, melamina, polibencimidazol (PBI) , fibras modacrílicas o una combinación de los mismos.

3. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según la reivindicación 1, en donde fibras de la primera capa no tejida están hechas de nilón, algodón, viscosa, Lyocell, poliéster o una combinación de los mismos.

4. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según la reivindicación 2 ó 3, en donde la fibras tienen una densidad lineal entre 0, 5 y 5 dtex y una longitud de la fibra cortada entre 12, 5 y 100 mm.

5. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde las primera y segunda capas tienen intervalos de gramajes individuales de 15-200 g/m2.

6. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según la reivindicación 1, en donde la unión mecánica es hidro-enmarañado, enmarañado al aire, enmarañado con vapor, punzonado por agujas, o métodos de unión similares.

7. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la estructura de tela está tratada químicamente para impartir prestaciones ignífugas.

8. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la estructura de la tela está tratada químicamente para potenciar o impartir prestaciones de resistencia al lavado y de resistencia a la abrasión.

9. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la estructura de tela comprende una o más capas adicionales.

10. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según la reivindicación 9, en donde la una o más capas adicionales es o son una tela cardada sin trama seca, una capa no tejida, una capa tejida, una capa tricotada, una red/malla, una capa metalizada, una capa de película de plástico o una combinación de las mismas..

11. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde las capas de la estructura de tela están ligadas mecánicamente tal como mediante hidro-enmarañado, enmarañado al aire, enmarañado con vapor, punzonado por agujas, o métodos de unión similares.

12. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde las capas de la estructura de tela están ligadas química o térmicamente o están pegadas o estratificadas, o por métodos de unión similares.

13. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según la 5 reivindicación 1, en donde la estructura de tela ha sido teñida y/o estampada.

14. Una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la tela tiene un gramaje de 40 a 1000 g/m2.

15. Prenda hecha de una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.

16. Uso de una estructura de tela no tejida de múltiples usos para la protección frente al relámpago de arco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 14 para prendas de vestir, mantas, PPE contra el fuego explosivo, PPE 15 contra la salpicadura de metal fundido, PPE para bomberos, vestimenta, toldos, cortinas, recubrimientos de pisos, prendas de trabajo, usos militares.