METODO DE FABRICACION DE UN MATERIAL TEXTIL IGNIFUGO.

Método de fabricación de un material textil ignífugo que comprende un material textil de cara tejido compuesto por fibras de cara seleccionadas de meta-aramida,

poliamidaimida y mezclas de las mismas, incluyendo el material textil un lado posterior tejido de fibras de bajo encogimiento térmico, en el que el lado posterior tejido se sobrealimenta para crear espacios de aire entre el material textil de cara tejido y el lado posterior tejido y en el que la sobrealimentación de las fibras de menor encogimiento térmico se selecciona de modo que la suma de la extensión bajo carga y el acortado es aproximadamente igual a la extensión bajo carga y el acortado de las fibras de cara; y en el que las fibras de bajo encogimiento térmico se disponen detrás del material textil de cara

Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W0103959GB.

Solicitante: A W HAINSWORTH & SONS LTD.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: SPRING VALLEY MILLS, STANNINGLEY,PUDSEY LS28 6DW.

Inventor/es: HAINSWORTH, THOMAS, WALKER, DEREK.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 11 de Noviembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • D03D11/00 TEXTILES; PAPEL.D03 TEJIDO.D03D TEJIDOS; METODOS DE TEJIDO; MAQUINAS PARA TEJER.Tejidos dobles o con múltiples capas no previstos en otro lugar.
  • D03D15/12

Clasificación PCT:

  • D03D1/00 D03D […] › Tejidos concebidos para hacer artículos especiales.

Clasificación antigua:

  • D03D D03 […] › TEJIDOS; METODOS DE TEJIDO; MAQUINAS PARA TEJER.
METODO DE FABRICACION DE UN MATERIAL TEXTIL IGNIFUGO.

Fragmento de la descripción:

Método de fabricación de un material textil ignífugo.

Esta invención se refiere a un método de fabricación de materiales textiles ignífugos y a prendas de vestir fabricadas a partir de estos materiales. La invención se refiere particular pero no exclusivamente a la fabricación de artículos de indumentaria para su uso por policías, militares, bomberos y a materiales textiles para la fabricación de tales indumentarias. La legislación europea requiere que los empresarios proporcionen prendas de vestir que protejan a sus empleados frente a los peligros a los que pueden exponerse. La indumentaria para la protección frente al calor y la llama deben pasar unos requisitos de rendimiento mínimos para la llama, el calor radiante, la resistencia al calor, la resistencia a la tracción y al rasgado, la resistencia a la abrasión y la penetración por agua y productos químicos líquidos. Las prendas de vestir confeccionadas deben lograr niveles de resistencia a la transferencia de calor tanto por llama como por calor radiante.

Una de las formas más eficaces de reducir las quemaduras de segundo y tercer grado es asegurarse de que la barrera de la indumentaria protectora entre la fuente de calor y la piel permanece intacta durante la exposición y mantiene una separación de aire entre el usuario y la fuente de calor. A esto se le denomina la resistencia a la apertura por rotura o protección frente a la apertura por rotura y atrapamiento activo de aire.

Un objeto de la presente invención es optimizar la protección térmica ofrecida por el material textil. Se ha descubierto que esto puede lograrse a través del uso de diseños de materiales textiles y utilización de la fibra mejorados.

Se han fabricado previamente materiales textiles externos para indumentaria para la extinción de incendios a partir del 100% de meta-aramida o poliamidaimida, combinaciones de fibras de meta-aramida y para-aramida o mediante el uso de hilos hilados con alma o mezclas de fibras cortadas con copolímero de poliparafenileno-tereftalamida o fibras que comprenden núcleos de para-aramida con cubiertas de meta-aramida o poliamidaimida. La combinación de estas fibras en el material textil mejora la protección frente a la apertura por rotura del producto. Sin embargo, las fibras de meta-aramida y poliamidaimida se encogen, se consolidan y se engrosan cuando se exponen a una fuente de calor a alta temperatura. La presencia de copolímero de polifenileno-tereftalamida o para-aramida o bien en la combinación de la fibra o bien como un núcleo puede usarse para prevenir el encogimiento de la fibra y la consiguiente apertura por rotura de la prenda de vestir. Sin embargo, se ha encontrado que la inclusión de fibra de para-aramida en la combinación resulta insuficiente en materiales textiles fuertemente tejidos para prevenir la apertura por rotura y no aumenta la separación de aire entre el usuario y la fuente de calor. Por consiguiente, existe una necesidad de materiales textiles mejorados para la fabricación de prendas de vestir para la extinción de incendios y similares.

Las prendas de vestir para la extinción de incendios han estado compuestas por una pluralidad de capas de material textil, incluyendo una capa externa de fibra de meta-aramida tejida, por ejemplo tal como se fabrica con la marca comercial Nomex. La protección frente a la apertura por rotura puede proporcionarse mediante la combinación con fibras de para-aramida, por ejemplo tal como se fabrican con la marca comercial Kevlar y tal como se da a conocer en los documentos US 3063966 y US 3506990. Sin embargo, la carbonización de tales combinaciones puede conducir a agrietamiento y fragilidad con el deterioro consiguiente de las propiedades físicas.

El documento WO 0066823 da a conocer un material textil ignífugo que comprende un material textil de cara tejido compuesto por fibras seleccionadas de meta-aramida, poliamidaimida y mezclas de las mismas, incluyendo el material textil una malla tejida de fibras de bajo encogimiento térmico.

Según la presente invención se proporciona un método de fabricación de un material textil ignífugo que comprende un material textil de cara tejido compuesto por fibras de cara seleccionadas de meta-aramida, poliamidaimida y mezclas de las mismas, incluyendo el material textil un lado posterior tejido de fibras de bajo encogimiento térmico, en el que el lado posterior tejido se sobrealimenta para crear espacios de aire entre el material textil de cara tejido y el lado posterior tejido y en el que la sobrealimentación de las fibras de menor encogimiento térmico se seleccionan de modo que la suma de la extensión bajo carga y el acortado es aproximadamente igual a la extensión bajo carga y el acortado de las fibras de cara; y en el que las fibras de bajo encogimiento térmico se disponen detrás del material textil de cara.

En una realización preferida, la sobrealimentación de las fibras de refuerzo se selecciona de modo que la suma de la extensión bajo carga y el acortado de las mismas es aproximadamente igual a la extensión bajo carga y el acortado de las fibras de cara.

Tras la exposición a un quemado de 10 segundos, se ha encontrado que el material textil de esta invención no se abre por rotura, mientras que los materiales textiles disponibles actualmente, fabricados a partir de una combinación de esos hilos se deshacen en condiciones similares. Dado que hay un mayor encogimiento en la fibra en la superficie del material textil tras la exposición térmica que la del lado posterior, el material textil de lado posterior se deformará y habrá un aumento de la separación de aire entre las capas.

Las fibras de meta-aramida pueden tener una extensión incluyendo el acortado de aproximadamente el 35%. La para-aramida usada para los hilos de lado posterior puede tener una extensión incluyendo el acortado de aproximadamente el 7%. Por consiguiente, puede emplearse una sobrealimentación en la región de 1,28, es decir que puede emplearse una sobrealimentación del 28% según esta invención.

El uso de fibras de bajo encogimiento térmico según la presente invención aumenta la resistencia a la tracción residual del material textil tras la exposición a la llama o a una fuente de calor radiante. Una fibra de bajo encogimiento térmico según esta invención puede definirse como una fibra que muestra no más del 6% de encogimiento cuando se expone a una temperatura de 400ºC durante un periodo de 5 segundos.

Las fibras de bajo encogimiento térmico según la presente invención pueden seleccionarse de los materiales siguientes:

poliparafenileno-tereftalamida (para-aramida, por ejemplo Kevlar), copolímero de poliparafenileno-tereftalamida, poliamidaimida, copoliimida, fibras fenólicas obtenidas mediante reticulación de resina de fenolaldehído y que contienen más del 70% de carbono, polibencimidazol, polieteretercetona, viscosa de alta tenacidad, carburo de silicio tanto con un núcleo como con un precursor orgánico, fibras cerámicas incluyendo alúmina, aluminosilicato y borosilicoaluminato; y fibras de vidrio incluyendo vidrio E, vidrio C, vidrio D y vidrio R. Pueden emplearse mezclas de las fibras mencionadas anteriormente.

Fibras de refuerzo de bajo encogimiento preferidas se seleccionan de para-aramida, copolímeros de poliparafenileno-tereftalamida; poliamidaimida; fibras de carbono y mezclas de las mismas.

Las fibras o hilos compuestos por el 100% de poliparafenileno-isoftalamida-meta-aramida (por ejemplo Nomex) se encogen con la exposición a altas temperaturas, por ejemplo superiores a 295ºC. Este encogimiento puede dar como resultado el encogimiento de una prenda de vestir completa expuesta a una llama. Las fibras de bajo encogimiento térmico, por ejemplo las fibras o hilos de para-aramida no encogen en el mismo grado con la exposición a esta temperatura. El encogimiento térmico de Kevlar es de aproximadamente el 3%, mientras que el encogimiento térmico de Nomex es de aproximadamente el 24%, si las dos fibras o hilos se combinan en un material textil, el encogimiento del material textil puede controlarse y/o restringirse de una manera tal que se minimice la formación de orificios o apertura por rotura. El sentido de la distorsión del material textil en la dirección en sección transversal cuando se expone a una alta temperatura puede controlarse de modo que el material textil se vuelva más grueso. Este control se logra mediante el uso de un material textil de cara tricotado por urdimbre o tejido. Esto sirve para aumentar la protección térmica proporcionada por el material textil y aumenta el número de segundos necesarios para elevar la temperatura...

 


Reivindicaciones:

1. Método de fabricación de un material textil ignífugo que comprende un material textil de cara tejido compuesto por fibras de cara seleccionadas de meta-aramida, poliamidaimida y mezclas de las mismas, incluyendo el material textil un lado posterior tejido de fibras de bajo encogimiento térmico, en el que el lado posterior tejido se sobrealimenta para crear espacios de aire entre el material textil de cara tejido y el lado posterior tejido y en el que la sobrealimentación de las fibras de menor encogimiento térmico se selecciona de modo que la suma de la extensión bajo carga y el acortado es aproximadamente igual a la extensión bajo carga y el acortado de las fibras de cara; y en el que las fibras de bajo encogimiento térmico se disponen detrás del material textil de cara.

2. Método de fabricación de un material textil según la reivindicación 1, en el que las fibras de bajo encogimiento térmico se seleccionan de fibras que tienen un encogimiento inferior al 6% a 400ºC.

3. Método de fabricación de un material textil según la reivindicación 2, en el que las fibras de bajo encogimiento térmico se seleccionan de poliparafenileno-tereftalamida (para-aramida), copolímero de poliparafenileno-tereftalamida, poliamidaimida, copoliimida, fibras fenólicas obtenidas mediante reticulación de resina de fenolaldehído y que contienen más del 70% de carbono, polibencimidazol, polieteretercetona, viscosa de alta tenacidad, baño de carburo de silicio con un núcleo y con un precursor orgánico, fibras cerámicas incluyendo alúmina, silicato de alúmina y borosilicoaluminato; y fibras de vidrio incluyendo vidrio E, vidrio C, vidrio D y vidrio R y mezclas de los mismos.

4. Método de fabricación de un material textil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las fibras de bajo encogimiento térmico forman un material textil de refuerzo entretejido detrás del material textil de cara.

5. Método de fabricación de un material textil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las fibras de bajo encogimiento térmico comprenden hilos de para-aramida.

6. Método de fabricación de un material textil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la masa del material textil está dentro del intervalo de 150 a 500 g/m2.

7. Método de fabricación de un material textil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material textil tejido es una combinación de un ligamento de cara en el que está entretejido un material textil de refuerzo.

8. Método de fabricación de un material textil tejido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el título de hilos de cara está en el intervalo de 15 a 50 Nm resultantes.

9. Método de fabricación de un material textil tejido según la reivindicación 8, en el que el título de hilos de cara está en el intervalo de 20 a 41 Nm resultantes.

10. Método de fabricación de un material textil tejido según la reivindicación 8 ó 9, en el que el título de hilos del lado reverso está en el intervalo de 5 a 150 Nm.

11. Método de fabricación de un material textil tejido según la reivindicación 10, en el que el título de hilos del lado reverso está en el intervalo de 40 a 60 Nm.

12. Método de fabricación de un material textil tejido según las reivindicaciones 8 a 11, en el que la razón de hilos de cara con respecto a lado posterior en número está en el intervalo de 1:1 a 20:1.

13. Método de fabricación de un material textil tejido según la reivindicación 12, en el que la razón de hilos de cara con respecto a lado posterior en número está en el intervalo de 1:1 a 4:1.

14. Método de fabricación de un material textil tejido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el ligamento de cara se selecciona de: ligamento tafetán, ligamento tafetán anti-desgarro, sargas rectas, ligamento de sarga anti-desgarro y sus derivados.

15. Método de fabricación de un material textil tejido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el encogimiento térmico de la fibra de cara está entre el 10 y el 35%.

16. Método de fabricación de un material textil tejido según la reivindicación 15, en el que el encogimiento térmico del material textil de lado posterior está entre el 2 y el 10%.

17. Método de fabricación de un material textil tejido según la reivindicación 1, en el que el material textil aumenta en grosor entre 2 y 10 veces mediante el encogimiento diferencial de fibra tejida en el material textil, tras la exposición a un flujo calorífico superior a 40 KW/m2.

18. Método de fabricación de un material textil tejido según la reivindicación 1, en el que el material textil tejido se deforma para atrapar aire en la estructura del material textil.

19. Método de fabricación de un material textil tejido según la reivindicación 1, en el que el material tejido conserva el 30% de su resistencia tras la exposición a 80 KW/m2 de flujo calorífico.


 

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