ES2196833T5 - Complejo textil para la realizacion de ropa de proteccion termica. - Google Patents

Abstract

Complejo textil para la realización de ropa de protección térmica, del tipo que comprende por lo menos un tejido (2), o una capa textil, realizada en un material no inflamable, destinada para formar la cara exterior del complejo y un forro (4) de confort y de limpieza destinado a formar la cara interior del complejo, estando dispuestos sobre la cara interior del tejido y/o sobre la cara exterior del forro (4) unos bordones (5) que poseen sensiblemente la misma orientación, fijados por ligadura sobre el tejido y/o sobre el forro, y que delimitan entre el tejido y el forro unos canales llenos de aire, caracterizado porque dichos bordones son de material textil y están fijados sobre el tejido y/o sobre el forro durante su fabricación, para formar parte integrante de la ropa.

Description

Complejo textil para la realización de ropa de protección térmica.

La presente invención tiene por objeto un complejo textil para la realización de ropa de protección térmica. El complejo en cuestión permite asegurar una protección térmica contra el calor y las llamas, siendo utilizado para la realización de los trajes para los bomberos pero también, de una forma más general, en otros campos de actividad donde existe un riesgo de quemaduras derivadas del calor o las llamas.

De forma bastante antigua, los bomberos utilizan en Francia un traje de cuero equipado de un forro interior de confort en algodón o en lana. Un traje como este no comporta una protección térmica interna apropiada. En otros países, los trajes utilizados por los bomberos son de base textil, sea sin barrera de estanqueidad, lo que comporta una reducción de la protección térmica, sea con una barrera de estanqueidad no permeable al vapor de agua, lo que impide la evaporación de la transpiración y aumenta el problema de tensión térmica. La tensión térmica es un fenómeno psicológico resultante de la elevación de la temperatura interna del cuerpo, que se produce bajo el efecto de factores exteriores tales como un ambiente caliente, o bajo el efecto de un esfuerzo importante y prolongado. La tensión térmica se traduce por una elevación de temperatura interna del cuerpo que no alcanza a termo regularse más, lo que puede suscitar unos malestares, incluso un síncope o un accidente cardíaco. Hoy en día se sabe que cuando la temperatura del cuerpo sobrepasa en + 1,5ºC la temperatura normal, las facultades de cordura y de reacción hasta el punto de comportar accidentes en medios peligrosos. El último estudio sobre las muertes de bomberos en U.S.A. revela únicamente un 8% de muertes por quemaduras, un 42% de muertes son debidas directamente a la tensión térmica y el 50% restante son unos accidentes sin causa aparente pero que los especialistas relacionan cada vez más con accidentes estúpidos ligados a una alteración de la capacidad de juicio unida a la tensión térmica.

Existe una directiva europea relativa a los equipos de protección individual utilizados especialmente por los bomberos. Un traje tiene que poseer un cierto número de criterios, especialmente de protección contra el calor radiante, de protección contra el calor de convección, poseer una buena estabilidad térmica de lo materiales que los constituyen, completar unos criterios de ininflamabilidad pura, y poseer una buena impermeabilidad.

Un complejo textil para la realización de tales ropas es conocido por el documento US-A-5274849, que constituye el preámbulo de la reivindicación 1.

Además, un traje debe permitir a un operario protegerlo en unas condiciones extremas de carácter accidental, especialmente aumentándole el tiempo de fuga. Es así especialmente que conviene proteger al bombero frente a un fenómeno de "flash-over". El flash-over es una etapa de transición muy rápida del desarrollo de un fuego urbano y que se produce cuando los gases y los vapores presentes en una habitación alcanzan una temperatura de 500 a 600ºC y se inflaman súbitamente. En una fracción de segundo, la temperatura sube de 500 a 1000ºC, que corresponde a un flujo de calor incidente del orden de 40 kW/m^{2}. Conviene permitir a un operario que resista a este aumento brutal de temperatura un tiempo lo suficientemente largo para poderse apartar del foco.

Se conoce la forma de realizar un complejo textil que permita alcanzar estos objetivos. Tal complejo textil comprende un tejido exterior de protección realizado en un material no inflamable, por ejemplo a base de fibra aramida, meta-aramida o poliamida imida. Este tejido integra unas cualidades de protección térmica, aporta unas prestaciones mecánicas de resistencia a la abrasión y a las rasgaduras, y ha sido sometido a un tratamiento hidrófugo para hacerlo impermeable al agua y a los líquidos químicos de forma general. Detrás de este tejido de protección se encuentra una membrana impermeable y transpirable, generalmente fijada en una superficie textil que asegura su resistencia mecánica, que permite dejar pasar el vapor de agua resultante por ejemplo de la transpiración de un usuario, pero no el agua en su forma líquida. Además esta membrana procura un efecto de cortavientos, que participa en el aislamiento térmico del traje retardando la penetración del flujo de calor. Por debajo de la membrana está dispuesto un aislante térmico constituido por un género de punto mallado tridimensional, como está descrito en el documento EP 0 443 991, o por un fieltro susceptible de aprisionar el aire, como se escribe en el documento EP 0 364 370. Este aislante térmico está generalmente cosido en un forro de limpieza.

Un traje como este presenta la ventaja de asegurar una excelente protección térmica bajo un flujo de calor extremadamente elevado de 40 kW/m^{2}, con una eficacia muy alta, incluso demasiado alta pues debido a su gran poder aislante no permite al usuario ser sensible al calor de unos flujos de calor de 0 a 1 kW/m^{2}, que corresponden a las condiciones habituales de trabajo de los bomberos, y no permite detectar un eventual peligro. El operario sobre protegido, en estas condiciones, puede dejarse llevar a tomar unos riesgos no medidos en razón de una alteración de la percepción del flujo de calor. Un traje como este también es poco confortable en la medida en que es grueso y pesado, y en que se carga de agua, especialmente en la zona del material aislante térmico, lo que se puede traducir, en el caso de una elevación brutal de temperatura, por una vaporización de esta agua susceptible de quemar al operario.

Además, cuando el traje está mojado, a continuación de una intervención en un medio húmedo o de un lavado, el fieltro o el género de punto mallado absorben mucho agua, lo que implica una duración muy larga del secado durante el que el traje no puede ser utilizado.

Las figuras 1 y 2 representan dos gráficos que ilustran el comportamiento de diferentes complejos destinados a realizar las ropas para los bomberos, teniendo en cuenta la norma europea EN 469.

La figura 1 ilustra la evolución del factor de transmisión del calor TF% que es la relación del flujo de calor que atraviesa el producto respecto el flujo de calor incidente Q_{0}. El flujo de calor incidente es el flujo de calor generado por una fuente térmica a la que la muestra está expuesta.

La figura 2 ilustra la evolución del tiempo de alarma T._{12} en función del flujo de calor que incide Q_{0}. El tiempo de alarma es el tiempo a partir del cual el usuario experimenta de forma dolorosa el calor. Se busca obtener un T._{12} de alrededor de 15 segundos para un flujo incidente de 40 kW/m^{2}.

Las diferentes curvas representadas en las figuras 1 y 2 se han obtenido mediante la realización de mediciones en los productos o complejos siguientes, según el método de la norma EN 366 tal y como está descrito en su proyecto de revisión CEN/TC162/WG2/N266 del 27/01/97:

\quad

A = cuero

\quad

B = cuero + forro de algodón

\quad

C = cuero + forro de lana

\quad

D = tejido + membrana + no tejido de 90 g/m^{2} + forro 120 g/m^{2}

\quad

E = tejido + membrana + malla 220 g/m^{2} + forro 120 g/m^{2}

\quad

F = tejido + membrana + fieltro 120 g/m^{2} + forro 120 g/m^{2}

\vskip1.000000\baselineskip

A título de ejemplos, los productos empleados son los siguientes:

Tejido: tejido de referencia 4781 de la sociedad DMC Tissus Techniques, Sarga 2/1, 195 g/m^{2}, en Nomex\wp Delta TA de Dupont de Nemours, mezcla de 75% de fibras meta aramida, 23% de fibras para aramida y 2% de fibras antiestáticas.

Membrana: Referencia 89/55 de la sociedad Proline, membrana micro porosa impermeable y transpirable en Poliuretano ignífugo de alrededor de 40 g/m^{2}, adherida sobre una tela no tejida Sontara\wp Nomex\wp SL Tipo E-89, mezcla de meta y para aramida de alrededor de 90 g/m^{2}.

Forro: tejido de referencia 4948 de la sociedad DMC Tissus Techniques, Lino 120 g/m^{2}, en Nomex\wp/Viscosa FR, mezcla de 50% de fibras meta aramida y de 50% de fibras viscosa Ignifugada en la masa.

Tela no tejida: Sontara\wp Nomex\wp SL Tipo E-89, mezcla de meta y para aramida de alrededor de 90 g/m^{2}.

Malla: mala tridimensional de referencia AR220 de la sociedad TTI, 220 g/m^{2}, en Nomex\wp, 100% meta aramida.

Fieltro: fieltro agujeteado de la sociedad DUFLOT, 120 g/m^{2}, en Nomex\wp, en aramida 100%.

Estas diferentes curvas recapitulan perfectamente las ventajas y los inconvenientes de los diferentes trajes conocidos y que han sido presentados más arriba.

El objetivo de la invención es el de proporcionar un complejo textil para la realización de ropa, que siendo ligera y confortable, que, en condiciones habituales de intervención (flujo de alrededor de 0 a 1 kW/m^{2}), transmita relativamente bien el calor (lo que corresponde a un TF % elevado) y avise rápidamente al operario de la presencia de un peligro (lo que corresponde a un T._{12} bajo), y que, en unas condiciones críticas, tales como un flujo de calor resultante de un fenómeno de flash-over (flujo del orden de 40 kW/m^{2}), asegure durante un período de tiempo suficiente y en conformidad con las normas, una gran tasa de aislamiento (o sea un TF % pequeño), con el fin de asegurar al operario un tiempo de fuga razonable. Además, el complejo tiene que permitir un secado rápido cuando está mojado.

Por esta razón, el complejo textil al que se refiere, del tipo que comprende por lo menos un tejido o una capa textil, realizada en un material no inflamable, destinada para formar la cara exterior del complejo y un forro de confort y de limpieza destinado a formar la cara interior del complejo, que se caracteriza porque están dispuestos sobre la cara interior del tejido y/o sobre la cara exterior del forro unos bordones en material textil que poseen sensiblemente la misma orientación, fijados por ligadura sobre el tejido y/o sobre el forro durante su fabricación, para ser parte integrante del mismo, y que delimitan entre el tejido y el forro unos canales llenos de aire.

Los bordones delimitan con el forro, por una parte, y la pared del complejo enfrente del forro, por la otra parte, unos canales que están llenos de aire. Este aire no es estático sino que puede circular, en la medida en que no está aprisionado, por un mallado cerrado, como es el caso por ejemplo con las estructuras de tipo género de punto mallado tridimensional o red. Así, en condiciones normales de utilización (0 a 1 kW/m^{2} de flujo térmico), no hay retención de agua en estos canales, ni hay un sobrecalentamiento importante del aire. Inversamente, durante un aumento muy brutal de temperatura (alrededor de 40 kW/m^{2} de flujo térmico por ejemplo), la cantidad de aire que se encuentra en los canales delimitados por los bordones constituyen un aislamiento térmico suficiente, y que satisface la norma EN 469, para permitir al operario alejarse del lugar peligroso.

Esta simplicidad de estructura contribuye a la ligereza de la ropa obtenida, y en consecuencia a su confort. Esto se refuerza por la circulación de aire en los canales, lo que favorece la evaporación del agua de transpiración absorbida por el forro. En efecto, es conocido que para ayudar la termorregulación del cuerpo, es absolutamente primordial de permitir la evaporación del agua de la transpiración. Cuando la temperatura del cuerpo aumenta, el mecanismo de transpiración interviene para enfriar el cuerpo por la evaporación del sudor. Si el agua de la sudoración no se puede evaporar y se acumula en forma de líquido en las diferentes capas textiles, el mecanismo termorregulador de la sudoración se neutraliza y la temperatura del cuerpo continua aumentando. Estas características, por una parte, mejoran la termorregulación del cuerpo del operario y disminuyen la tensión térmica y, por otra parte, facilitan el secado de la ropa cuando esta se ha mojado, en el transcurso de una intervención, o para su mantenimiento. En efecto, en razón de su estructura muy reducida las capacidades de absorción y de almacenamiento de agua de la invención se reducen prácticamente a las del forro que soporta los bordones, en comparación a aquellas de un fieltro que actúa como una esponja. Siendo el principal inconveniente de los complejos actuales, tales como los fieltros o los géneros de punto en malla tridimensional, precisamente su pequeña propensión a permitir la evaporación de la transpiración. Por el contrario tienen la tendencia a absorberla y a almacenarla.

Convenientemente los bordones se realizan en un material poco compresible bajo el efecto del aumento de calor.

Esto permite mantener un volumen de aire aislante suficiente para asegurar la protección, comprendiendo incluso el efecto de un flujo de calor importante (alrededor de 40 kW/m^{2} por ejemplo).

Según una primera forma de ejecución de este complejo, cada bordón se realiza a partir de fibras termoestables, tales como una para-aramida.

Ventajosamente en este caso cada bordón está constituido por una haz de hilos reunidos los unos a los otros, por ejemplo dos retorcidos de Nm 8/2 retorcidos en conjunto. Una estructura como esta es menos compresible que un hilo de título equivalente compuesto por un único cabo.

Según una posibilidad, siempre en el caso de este tipo de bordón, cada bordón se fija al forro por unión con la ayuda de hilos de este forro, durante la fabricación de éste.

Con el fin de asegurar la disposición de un volumen de aire suficiente entre los bordones, el espesor de cada bordón es superior a 0,3 mm, y preferentemente está comprendido entre 1 y 10 mm, y la separación de los bordones es superior a 2 mm, y preferentemente está comprendida entre 2 y 15 mm.

Con el fin de favorecer la circulación de aire, en el caso de una ropa realizada a partir de un complejo textil, tal y como el que acaba de ser definido, los bordones y los canales que ellos delimitan poseen una orientación general longitudinal a la ropa, y especialmente vertical en el caso de un traje, lo que favorece la circulación de aire por un fenómeno natural de convención.

Es posible prever entre el tejido exterior de protección y el forro una membrana impermeable y transpirante que permite pasar el vapor de agua pero no el agua en forma líquida, poseyendo esta membrana también un efecto de paraviento, favorable a la protección térmica.

De todas formas la invención se entenderá bien con la ayuda de la descripción que sigue, con referencia a los dibujos esquemáticos anexos que representan, a título de ejemplos no limitativos, una forma de ejecución de este complejo textil y una forma de ejecución de una chaqueta obtenido con la ayuda de este complejo:

La figura 1 representa una serie de curvas que muestran la evolución del factor de transmisión del calor TF % en función del flujo de calor incidente \varphi_{0};

La figura 2 representa una serie de curvas que muestran la evolución del tiempo de alarma T12 en función del flujo de calor incidente \varphi_{0};

La figura 3 es una vista en perspectiva explosionada de las diferentes capas que constituyen el complejo;

La figura 4 es una vista en sección de este complejo, transversalmente a los bordones que comprende el mismo;

La figura 5 es una vista en perspectiva parcialmente desgarrada de una parte de chaqueta realizada a partir del complejo de las figuras 1 y 2.

El complejo representado en el dibujo comprende un tejido exterior de protección 2 realizado en un material no inflamable, constituido por un tejido referencia 4781 de la sociedad DMC Tissus Techniques, Sarga 2/1, 195 g/m^{2}, en Nomex\wp Delta TA de Dupont de Nemours, mezcla del 75% de fibras meta aramida, 23% de fibras para aramida y 2% de fibras antiestáticas. Contra este tejido exterior se dispone una membrana impermeable y transpirante, constituida por la referencia 89/55 de la sociedad Proline, membrana micro porosa impermeable y transpirable en Poliuretano ignífugo de alrededor de 40 g/m^{2}, adherida sobre una tela no tejida Sontara\wp Nomex\wp SL Tipo E-89, mezcla de meta y para aramida de alrededor de 90 g/m^{2}.

El complejo comprende finalmente un forro 4 constituido por ejemplo por un tejido de referencia 4948 de la sociedad DMC Tissus Techniques, Lino 120 g/m^{2}, en Nomex\wp/Viscosa FR, mezcla del 50% de fibras meta aramida y de 50% de fibras viscosa Ignifugada en la masa.

Sobre el forro 4 se fija, en el lado girado hacia la membrana 3, una serie de bordones continuos 5 paralelos que representan una masa superficial de 70/80 g/m^{2}, constituidas en el caso presente de hilado de fibras al 100% en para aramida Nm 8/2/2 (torcido de 2 cabos de Nm 8/2). En la medida en que el forro está constituido por un tejido, la unión de los bordones con el tejido se obtiene durante la tejedura, mediante una evolución particular de algunos hilos de fondo del mencionado tejido.

Tiene que precisarse que en el complejo representado en las figuras 3 a 5, las capas 2, 3 y 4 no están generalmente ensambladas, sino simplemente yuxtapuestas. Sin embargo es perfectamente posible que algunas de estas capas sean ensambladas por encolado por ejemplo, en el caso de necesidades específicas.

El espesor de cada bordón es del orden de 1 mm, y la separación de los bordones es del orden de 10 mm.

La figura 5 representa una chaqueta 6 realizada a partir del complejo textil que acaba de ser definido, y en el que los bordones 5 están orientados verticalmente.

Las curvas de las figuras 1 y 2 ilustran el comportamiento de un complejo I según la invención.

Este complejo presenta la ventaja, con relación a algunos complejos existentes, de ser más ligero, y más flexible, reemplazando ventajosamente los bordones 5 un fieltro destinado a aprisionar el aire. Estos bordones son más ligeros y más flexibles que tal fieltro o que un género de punto mallado tridimensional.

La capacidad de absorción de agua de estos bordones es muy reducida comparativamente a tal fieltro o a un género de punto mallado tridimensional, lo que limita mucho el fenómeno de bombeo y de almacenamiento del agua de la sudoración en la ropa.

Así las capacidades de bombeo y de almacenamiento de agua del complejo aislante de la invención, se reducen prácticamente a las del forro utilizado como soporte de los bordones, lo que en su forma de realización tal y como se ha descrito precedentemente representa 2,5 veces su peso en seco. En comparación el del complejo F que utiliza un fieltro, que actúa como una esponja, es de 10 veces su peso en seco.

Mantenida a distancia de la membrana por los bordones, el forro que sirve de soporte al complejo de la invención se transforma en una superficie de intercambio del agua de sudoración (que absorbe) con el aire que circula por los canales formados por estos mencionados bordones, acelerando la evaporación y permitiendo al cuerpo de termo regularse mucho más rápidamente. La aparición de la tensión térmica se retrasa de esta forma e incluso se suprime, especialmente en las condiciones habituales de trabajo 0-1 kW/m^{2}.

Esta pequeña capacidad de absorción de agua del complejo según la invención presenta también la ventaja de limitar el riesgo de quemaduras por evaporación del agua atrapada en la ropa en el caso de exposición a un flujo de calor brutal.

Evita también que la ropa coja peso durante la operación, factor que agrava la tensión térmica. En efecto, recientes estudios fisiológicos han demostrado que el peso de las chaquetas de intervención textiles de los bomberos tenía una influencia directa sobre la tensión térmica engendrada.

En el plano de la protección, el volumen de aire mantenido en los canales asegura un aislamiento térmico satisfactorio que limita una transmisión rápida del calor en unas condiciones críticas (flujo de orden de 40 kW/m^{2}). La estructura de este complejo asegura también una buena sensibilidad el calor en las condiciones normales de utilización, y por lo tanto un tiempo de alarma T._{12} pequeño, en razón de su pequeña masa superficial, como se muestra en la figura 2. Este tiempo de alarma en las condiciones normales se aproxima al de los complejos cuero + forro, siendo reconocidos como los que aseguran mejor que los complejos textiles tradicionales demasiado aislantes (curvas E y F).

Resalta de la figura 1, que en términos de conducción térmica y no de confinamiento del calor, el complejo según la invención asegura un buen confort para baja energía, de 0 a 1 kW/m^{2} (condiciones habituales de trabajo) comparable al de los complejos cuero + forro reconocidos como que ponen pocos problemas de tensión térmica, lo que se traduce por un TF % relativamente grande (buena transmisión de calor). Posee por el contrario para los flujos de calor incidentes grandes (alrededor de 40 kW/m^{2}), un factor de transmisión de calor TF %, pequeño (buen aislamiento), comparable al de los complejos mucho más pesados, menos confortables y que retienen mucha más agua.

El confort de este complejo en término de reducción de la tensión térmica, se expresa también por una Ret (resistencia a la evaporación) especialmente baja en comparación a los productos existentes en el mercado.

Cuanto más permita el complejo de la chaqueta una buena evaporación del sudor, lo que significa que tendrá una pequeña resistencia a la evaporación, mejor podrá el cuerpo termo regularse y evitar el accidente.

La tabla de más abajo da los Ret de los diferentes complejos de la figura 1 (medidos según la norma EN 31092)

\quad

- C: 85,0 m^{2}.Pa/W

\quad

- D: 26,7

\quad

- E: 28,5

\quad

- F: 31,0

\quad

- I: 25,6

Esta clasificación evoluciona paralelamente con el T.12 que ilustra la sensibilidad térmica del complejo. Se tiene por lo tanto la doble ventaja en términos de confort de combinar un bajo aislamiento térmico (pequeño almacenamiento de calor) en condiciones normales y una buena evaporación, de donde se obtiene un importante progreso en términos de reducción del riesgo de tensión térmica.

Resulta evidente que la invención no se limita a la única forma de ejecución de este complejo textil ni a su única aplicación para la realización de una chaqueta, sino que abarca por el contrario todas las variantes. Así, en particular, el forro podría asociarse a una membrana o a una película, los bordones podrían ser discontinuos y/o podrían ser realizados en cualquier otro material, tal como silicona, o incluso el complejo podría estar constituido por dos capas no unidas entre ellas, tales como un pantalón y un sobre pantalón en la cara interior en la que están dispuestos unos bordones, sin apartarse por ello del marco de la invención.

Claims (10)

1. Complejo textil para la realización de ropa de protección térmica, del tipo que comprende por lo menos un tejido (2), o una capa textil, realizada en un material no inflamable, destinada para formar la cara exterior del complejo y un forro (4) de confort y de limpieza destinado a formar la cara interior del complejo, estando dispuestos sobre la cara exterior del forro (4) unos bordones (5) que poseen sensiblemente la misma orientación, fijados por ligadura sobre el forro, y que delimitan entre el tejido y el forro unos canales llenos de aire, siendo dichos bordones de material textil, caracterizado porque dichos bordones están fijados sobre el forro por ligadura con la ayuda de hilos de este forro, durante su tejedura, para formar parte integrante de la ropa.

2. Complejo textil según la reivindicación 1, caracterizado porque los bordones (5) son continuos.

3. Complejo textil según la reivindicación 1, caracterizado porque los bordones son discontinuos.

4. Complejo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el forro (4) comprende, en su cara girada hacia el exterior del complejo, unos bordones (5) que poseen sensiblemente la misma orientación, y delimitan con la pared enfrente del complejo, unos canales rellenos de aire.

5. Complejo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los bordones (5) se realizan en un material poco compresible bajo el efecto de un aumento de calor.

6. Complejo según la reivindicación 5, caracterizado porque cada bordón (5) se realizan en fibras termoestables tales como una para-amida.

7. Complejo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque cada bordón (5) está constituido por un haz de hilos reunidos los unos a los otros, tal como dos retorcidos de Nm 8/2 retorcidos en conjunto.

8. Complejo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el espesor de cada bordón (5) es superior a 0,3 mm, y preferentemente está comprendido entre 1 y 10 mm.

9. Complejo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la separación de los bordones (5) es superior a 2 mm, y preferentemente está comprendida entre 2 y 15 mm.

10. Ropa realizada a partir de un complejo textil según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque los bordones (5) y los canales que los mismos delimitan poseen una orientación general longitudinal a la ropa, y especialmente vertical en el caso de un traje.