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

Un método para fabricar una estructura de tela no tejida de múltiples usos que tiene una relación de Valor de Prestaciones Térmicas frente al Arco (ATPV) a gramaje de la tela mayor que 250 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 que es de una Categoría de Riesgo de Peligros 2 de acuerdo con la norma NFPA 70E -Norma para la Seguridad Eléctrica en el Puesto de Trabajo,

comprendiendo el método las etapas de:

- ensamblar dos o más capas individuales que comprenden una banda de fibras inherentemente resistentes al fuego y que son ensambladas a partir de cualquier combinación de bandas cardadas no tejidas, tendidas en seco, diferentes materiales no tejidos, tricotados, tejidos, de red/malla o de película,

- unir las capas entre sí mediante una combinación de punzonado por agujas e hidroligamiento para formar una tela íntima única.

Una estructura de tela no tejida de mïltiples usos para la protecciïn frente al relïmpago de arco Campo de la invenciïn La presente invenciïn se refiere a una estructura de tela no tejida de mïltiples usos para la protecciïn frente al relïmpago de arco, que comprende una o mïs capas que tienen propiedades ignïfugas.

Tïcnica de antecedentes Un relïmpago de arco elïctrico se define como un estado cuando la corriente elïctrica atraviesa gases ionizados en el aire. Es provocado por una falla elïctrica y resulta en una liberaciïn peligrosa de intensa energïa en el espacio que rodea al equipo elïctrico.

La energïa se libera en forma de una combinaciïn de:

-Calor extremo – las temperaturas pueden alcanzar aproximadamente 19.000 grados Celsius (35.000 grados Fahrenheit) en menos de un segundo. Esta liberaciïn tïrmica puede prender fuego en prendas de vestir o

materiales textiles inflamables y provocar quemaduras de 1er, 2ï o 3er grado a seres humanos.

-La intensa luz puede conducir a una pïrdida de visiïn temporal o permanente para seres humanos que observan el relïmpago de arco.

-Ondas de choque acïsticas y de presiïn pueden reventar los tïmpanos, colapsar los pulmones o resultar en graves lesiones por impacto para seres humanos.

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

Prendas de vestir ignïfugas son llevadas como parte de los sistemas de equipo de protecciïn personal (PPE – siglas en inglïs) utilizados para defender y proteger a los trabajadores, quienes, en potencia, podrïan estar expuestos a situaciones de relïmpago de arco. Se han establecido normas gubernamentales por parte de muchos païses 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 relïmpago 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 Elïctrica en el Puesto de Trabajo) . Esta norma especifica dos mïtodos para determinar las prestaciones frente al relïmpago 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 (Especificaciïn de Prestaciones Estïndar para Materiales Textiles Ignïfugos para Uso por Tïcnicos en Electricidad Expuestos al Arco Elïctrico Momentïneo y Peligros Tïrmicos Relacionados) y ASTM F1959 – Standard Test Method for Determining the Arc Rating of Materials for Clothing (Mïtodo de Ensayo Estïndar para Determinar la Clasificaciïn de Arco de Materiales para Prendas de Vestir) .

Utilizando la norma ASTM F1959, las prestaciones frente al relïmpago de arco del material se expresa como un Valor de Prestaciones Tïrmicas frente al Arco (ATPV – siglas en inglïs) . Dependiendo del ATPV, la norma NFPA 70E define cuatro categorïas diferentes de protecciïn o Categorïas de Clasificaciïn de Riesgo (HRC – siglas en inglïs) .

ATPV [Cal/cm2] Categorïa de Clasificaciïn de Riesgo

4 – 8 1

8 – 25 2

25 – 40 3

> 40 4

En Europa, uno de los mïtodos 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 Tensiïn – Prendas de Vestir Protectoras frente a los Peligros Tïrmicos de un Arco Elïctrico) . Este mïtodo 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 protecciïn requerida para las condiciones de uso prïcticas definidas por el cliente, siendo mïs exigentes los ensayos practicados utilizando una corriente de 7 kA. Si la combinaciïn de tiempo requerido y el aumento de la temperatura mïxima caen por debajo del aumento de temperatura permitido para evitar una quemadura de 2ï grado segïn 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 apariciïn de un relïmpago de arco, la vestimenta del PPE totalmente resistente, reutilizable o susceptible a mïltiples lavados, actualmente disponible, estï hecha tïpicamente 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 categorïas distintas.

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

2. Tejidos fabricados utilizando fibras no ignïfugas que son quïmicamente tratadas despuïs de la formaciïn para proporcionar ignifugancia. Los materiales dentro de esta categorïa se diferencian por la estructura del tejido, peso y tipo o tipos quïmicos utilizados para proporcionar ignifugancia.

La desventaja principal de los actuales materiales tejidos es que las prestaciones frente al relïmpago de arco dependen fuertemente del peso del material. Como un ejemplo relacionado con las normas de EE.UU, tïpicamente los materiales tejidos de una sola capa de peso mïs ligero disponibles que cumplen el requisito HRC 2 pesan aproximadamente 237 g/m2, e incluso a este peso el ATPV sïlo oscila entre aproximadamente 8, 4 y 8, 7 Cal/cm2 (el ATPV mïnimo 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 mïnimo de aproximadamente 400 g/m2, o utilizan mïltiples capas de materiales de peso mïs ligero para conseguir el nivel de protecciïn.

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 transpiraciïn y permeabilidad y confort.

Sumario de la Invenciïn Un objeto de la presente invenciïn es superar, en su totalidad o en parte, las desventajas e inconvenientes arriba reseïados de la tïcnica anterior. Mïs especïficamente, es un objeto proporcionar una estructura de tela no tejida de mïltiples usos para la protecciïn frente al relïmpago de arco, que tenga unas prestaciones mejoradas frente al relïmpago de arco a gramajes menores.

Adicionalmente, es un objeto de la presente invenciïn proporcionar una estructura de tela no tejida de mïltiples usos para la protecciïn frente al relïmpago 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 caracterïsticas, que resultarïn evidentes a partir de la descripciïn que figura mïs abajo, se consiguen mediante una soluciïn de acuerdo con la presente invenciïn, en la que la estructura de la tela tiene una superficie no tejida enfrentada al relïmpago de arco, y una parte no tejida de la estructura de la tela comprende fibras inherentemente ignïfugas, estando dichas fibras mecïnica, quïmica o tïrmicamente unidas, con lo que la estructura de la tela tiene una relaciïn mïnima de Valor de Prestaciones Tïrmicas frente al Arco (ATPV) a gramaje de la tela de 250 cal/g, preferiblemente mayor que 350 cal/g, mïs preferiblemente mayor que 500 cal/g, cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1959 -Mïtodo de Ensayo Estïndar para Determinar la Clasificaciïn de Arco de Materiales para Prendas de Vestir, y la estructura de la tela mantiene dicha relaciïn de ATPV a gramaje de la tela a lo largo de al menos 25 ciclos de lavado, cuando se lava de acuerdo con el mïtodo AATCC 135 (3, IV, A iii) .

Con ello, se obtiene una estructura de tela no tejida de mïltiples usos para la protecciïn frente al relïmpago de arco que tiene un bajo gramaje y, al mismo tiempo, tiene un ATPV que excede a las telas tejidas de la tïcnica anterior. Ademïs de ello, la estructura de la tela tiene una superficie no tejida enfrentada al relïmpago de arco. El efecto ïnico de la invenciïn consiste en cambiar el mecanismo mediante el cual se consiguen las prestaciones de

un tejido protectoras frente al relïmpago de arco. Las prestaciones frente al relïmpago de arco de la invenciïn se determinan principalmente... [Seguir leyendo]

1. Un mïtodo para fabricar una estructura de tela no tejida de mïltiples usos que tiene una relaciïn de Valor de Prestaciones Tïrmicas frente al Arco (ATPV) a gramaje de la tela mayor que 250 cal/g, cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1959 -Mïtodo de Ensayo Estïndar para Determinar la Clasificaciïn de Arco de Materiales para Prendas de Vestir, y que es de una Categorïa de Riesgo de Peligros 2 de acuerdo con la norma NFPA 70E –Norma para la Seguridad Elïctrica en el Puesto de Trabajo, comprendiendo el mïtodo las etapas de: -ensamblar dos o mïs capas individuales que comprenden una banda de fibras inherentemente resistentes al fuego y que son ensambladas a partir de cualquier combinaciïn de bandas cardadas no tejidas, tendidas en seco, diferentes materiales no tejidos, tricotados, tejidos, de red/malla o de pelïcula, -unir las capas entre sï mediante una combinaciïn de punzonado por agujas e hidroligamiento para formar una tela ïntima ïnica.

2. Un mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en el que la banda se pliega una y otra vez sobre sï misma para formar una banda en la que las fibras resistentes al fuego estïn mïs equitativamente orientadas tanto en una direcciïn longitudinal como en una direcciïn en anchura de la banda, proporcionando resistencias aproximadamente iguales en ambas direcciones.

3. Un mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1 ï 2, en el que el punzonado por agujas se realiza introduciendo en la banda una disposiciïn de agujas de pïas que portan penachos de las fibras resistentes al fuego propias de la banda en una direcciïn vertical a travïs de la banda.

4. Un mïtodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el hidroligamiento se realiza utilizando una presiïn en el intervalo de 20 MPa (200 bar) a 150 MPa (1500 bar) .

5. Un mïtodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la estructura de tela se tiïe y/o estampa.

6. Una estructura de tela no tejida de mïltiples usos que tiene una relaciïn de Valor de Prestaciones Tïrmicas frente al Arco (ATPV) a gramaje de la tela mayor que 250 cal/g, cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1959 - Mïtodo de Ensayo Estïndar para Determinar la Clasificaciïn de Arco de Materiales para Prendas de Vestir, y que es de una Categorïa de Riesgo de Peligros 2 de acuerdo con la norma NFPA 70E –Norma para la Seguridad Elïctrica en el Puesto de Trabajo, comprendiendo dicha estructura de tela no tejida de mïltiples usos dos o mïs capas individuales que comprenden una banda de fibras inherentemente resistentes al fuego y cualesquiera de una banda cardada, tendida en seco, una capa no tejida, una capa tejida, una capa tricotada, una red/malla o una combinaciïn de las mismas, y que estïn unidas mediante una combinaciïn de punzonado por agujas e hidroligamiento.

7. Una estructura de tela no tejida de mïltiples usos de acuerdo con la reivindicaciïn 6, en donde las fibras inherentes son, pero no se limitan a viscosa FR, meta-aramida, para-aramida, melamina, polibencimidazol (PBI) , fibras modacrïlicas o una combinaciïn de los mismos.

8. Una estructura de tela no tejida de mïltiples usos de acuerdo con la reivindicaciïn 6 ï 7, en donde las fibras tienen una densidad lineal entre 0, 5 y 5 dtex y una longitud de fibra cortada entre 12, 5 y 100 mm.

9. Una estructura de tela no tejida de mïltiples usos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde la estructura de tela ha sido teïida y/o estampada.

10. Una estructura de tela no tejida de mïltiples usos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en donde la capa no tejida tiene un intervalo de gramaje individual de 15-200 g/m2.

11. Prenda de vestir hecha de una estructura de tela no tejida de mïltiples usos que tiene una relaciïn de Valor de Prestaciones Tïrmicas frente al Arco (ATPV) a gramaje de la tela mayor que 250 cal/g, cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1959 -Mïtodo de Ensayo Estïndar para Determinar la Clasificaciïn de Arco de Materiales para Prendas de Vestir, y que es de una Categorïa de Riesgo de Peligros 2 de acuerdo con la norma

NFPA 70E –Norma para la Seguridad Elïctrica en el Puesto de Trabajo, segïn cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10.

12. Uso de una estructura de tela no tejida de mïltiples usos para la protecciïn frente al relïmpago de arco, que

tiene una relaciïn de Valor de Prestaciones Tïrmicas frente al Arco (ATPV) a gramaje de la tela mayor que 250 cal/g, cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM F1959 - Mïtodo de Ensayo Estïndar para Determinar la Clasificaciïn de Arco de Materiales para Prendas de Vestir, y que es de una Categorïa de Riesgo de Peligros 2 de acuerdo con la norma NFPA 70E –Norma para la Seguridad Elïctrica en el Puesto de Trabajo, segïn cualquiera de las reivindicaciones 6 – 10, para prendas de vestir, mantas, PPE contra el fuego explosivo, PPE contra la salpicadura de metal fundido, PPE para bomberos, vestimenta, toldos, cortinas, recubrimientos de pisos, prendas de trabajo, usos militares.