ES2222903T3

ES2222903T3 - Procedimiento de preparacion de un estratificado resistente al corte y a la abrasion.

Info

Publication number: ES2222903T3
Application number: ES00928631T
Authority: ES
Inventors: John E. Holland; David V. Cunningham; Connie W. Holland
Original assignee: JHRG LLC
Current assignee: JHRG LLC
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2020-05-01
Also published as: JP2003516244A; CA2385957A1; JP4118564B2; AU773073B2; US6280546B1; DE60011818D1; WO2001030567A1; CA2385957C; ATE269784T1; EP1248703A1; MXPA02004023A; EP1248703B1; DE60011818T2; AU4683600A; EP1248703A4

Abstract

Un método para hacer una tela estratificada resistente al corte y al pinchazo a una presión de estratificación, que comprende: a) laminar juntas una película termoplástica (50) que tiene un contenido en etileno de al menos el 20% y una tela (52) constituida por una fibra de alto comportamiento, a tensión para formar un haz (56) enrollado; y b) calentar el haz enrollado a una temperatura suficiente y durante un periodo de tiempo suficiente, a fin de ablandar la película termoplástica de manera que el encogimiento de la tela de alto comportamiento genere la presión de estratificación para estratificar dicha película termoplástica a dicha tela de alto comportamiento.

Description

Procedimiento de preparación de un estratificado resistente al corte y a la abrasión.

La presente invención se refiere a estratificados resistentes al corte y a la abrasión y al procedimiento para su producción. Más particularmente, la presente invención se refiere a un método para producir tal estratificado uniendo una capa de una película termoplástica, por ejemplo, de polietileno o de etileno-acetato de vinilo (EVA), a una capa de una tela fuerte y ligera construida de una fibra de alto comportamiento, tales como fibras de polietileno de peso molecular ultraalto.

Se han usado telas de alto comportamiento para varias aplicaciones en las que son importantes la resistencia al desgarro, la resistencia a la abrasión, la resistencia al corte y a la picadura, y la resistencia química y al frío. Como se usa en esta memoria, la expresión "alto comportamiento" hace referencia a telas construidas a partir de un grupo de fibras usadas para hacer artículos resistentes al corte y a la abrasión, tales como guantes y delantales. Las altas relaciones resistencia a peso de estas telas pueden proporcionar propiedades con mejoras significativas en las características de comportamiento indicadas anteriormente en una fracción del peso de otras alternativas. Sería deseable combinar las ventajas de las telas de alto comportamiento con telas estratificadas en películas usadas actualmente para aplicaciones que incluyen, pero no están limitadas a, lona, cubiertas de contenedores de cargamento, cortinas laterales para camiones de acceso lateral y bolsas de correo voluminosas. A excepción de la lona, estos artículos se construyen, típicamente, a partir de nailon revestido con vinilo o materiales similares que no presentan estas características de alto comportamiento. El revestimiento con vinilo se proporciona con el fin de crear una barrera impermeable a la penetración de aire y fluido. Las desventajas de los materiales de tela actualmente disponibles de nailon revestido con vinilo o poliéster son su falta de durabilidad relativa y su peso relativamente superior por área unitaria. Así, sería deseable aprovechar las características de alta resistencia y bajo peso de las telas de alto comportamiento para estas aplicaciones. Un procedimiento de estratificación exitoso para estas telas mejoraría su resistencia a la abrasión. Se considera que, hasta la fecha, no se ha desarrollado ningún procedimiento exitoso para la estratificación económica de telas de alto comportamiento con una película termoplástica, tal como de polietileno o de EVA, para crear un estratificado flexible más duradero, impermeable, resistente al corte y al desgaste.

Se han hecho numerosos intentos para adherir una película de polietileno a una tela de alto comportamiento, tal como una tela construida de hilos integrada por hilo de alta resistencia de polietileno de peso molecular ultraalto. Un ejemplo típico de tal hilo y tela es la fibra de marca Spectra® disponible por la firma Allied Signal. También, esta fibra se describe, a veces, como que está construida a partir de un polietileno de cadena extendida. En los más de diez años desde la introducción inicial de la fibra Spectra, se considera que no se ha desarrollado ningún procedimiento comercialmente viable para estratificar una película de polietileno a una tela construida a partir de fibra Spectra. Se considera que hay varias razones para este resultado. Las fibras de polietileno de alto peso molecular pierden resistencia significativa si se exponen a temperaturas en el intervalo de aproximadamente 110-115,5ºC y superiores, cuando las fibras no están constreñidas. La pérdida de las propiedades de fibra es una función tanto de la temperatura como del tiempo que se mantiene la fibra a esa temperatura. Adicionalmente, el intervalo de temperaturas y el tiempo requeridos para adherir la película de polietileno a la fibra de alto comportamiento excede significativamente la exposición de tiempo/temperaturas requerida para degradar la fibra no constreñida. Además, las fibras de polietileno de alta resistencia y alto módulo se encogen significativamente con exposición al calor si no están apretadamente constreñidas. Este encogimiento está bien si es superior al cinco por ciento y puede dar como resultado estiramientos en la tela que causan pliegues permanentes y severos, hasta tal punto que el estratificado resultante no es comercialmente utilizable.

Por lo tanto se necesita un procedimiento que una de modo seguro y fiable una película termoplástica con un contenido en etileno de al menos aproximadamente el 20 por ciento a una tela formada por fibras de alto comportamiento con la aplicación de calor, pero de manera que mantenga las propiedades de la fibra de alto comportamiento.

La presente invención resuelve los problemas esperados previamente en la estratificación de películas termoplásticas a telas construidas con un porcentaje sustancial (mayor que el 25%) de fibras de alto comportamiento, tales como fibras de alta tenacidad, de alto módulo y de polietileno de peso molecular ultraalto.

La solución implica laminar juntas una película termoplástica con un contenido en etileno de al menos el 20% y la tela de fibras de alto comportamiento a tensión para formar un haz enrollado; y calentar el mismo a una temperatura suficiente y durante un periodo de tiempo suficiente, a fin de ablandar la película termoplástica, de manera que el encogimiento de la tela de alto comportamiento genere la presión de estratificación para estratificar dicha película termoplástica a dicha tela de alto comportamiento.

Esta técnica da como resultado un estratificado flexible, resistente al corte y a la abrasión, e impermeable sustancialmente al aire y al líquido que incluye un tejido con hilos de urdimbre e hilos de trama, en el que los hilos de urdimbre están constituidos por un polietileno de peso molecular ultraalto; y una capa de estratificación constituida por una película de polietileno de baja densidad.

En una realización alternativa, un estratificado impermeable sustancialmente al aire y al líquido constituido por una primera capa exterior que comprende un estratificado de un tejido de alto comportamiento y una película termoplástica constituida por polietileno de baja densidad se coloca a cada lado de una capa intermedia que comprende una tela cambray. Las películas termoplásticas de las capas exteriores primera y segunda miran a la capa intermedia. De nuevo, las tres capas son enrolladas apretadamente y calentadas para formar una película estratificada unitaria de tres capas.

Así, un aspecto de la presente invención es proporcionar un método económico para estratificar juntas una película termoplástica y una tela de alto comportamiento.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un método para hacer tal material laminar estratificado y ligero sin perder la resistencia, o degradar la fibra en el material de alto comportamiento.

Estos y otros aspectos de la presente invención resultarán evidentes para los expertos en la técnica después de una lectura de la siguiente descripción de las realizaciones preferidas, cuando se las considera en unión con los dibujos, en los que:

la figura 1 es una representación esquemática de un procedimiento alternativo de estratificación en el que el estratificado y la tela están enrollados apretadamente alrededor de un núcleo.

La figura 2 es una representación esquemática de una realización preferida de la presente invención.

Como se usa en esta memoria, el término "tela" incluye telas de tejido liso construidas usando técnicas de tejedura convencionales.

El término "fibra", como se usa en esta memoria, hace referencia a un componente fundamental usado en el ensamblaje de hilos y telas. Generalmente, una fibra es un componente que tiene una dimensión longitudinal que es mucho mayor que su diámetro o anchura. Este término incluye tipo monofilamento, multifilamento, en cinta, en tira, mocha, y otras formas de fibra picada, cortada o discontinua y similares con un corte transversal regular o irregular. "Fibra" incluye, también, una pluralidad de una cualquiera de las anteriores o una combinación de las anteriores.

Como se usa en esta memoria, la expresión "fibra de alto comportamiento" significa esa clase de fibras con altos valores de tenacidad (mayores que 7 g/d), de manera que se las permite para aplicaciones en las que es importante la alta resistencia a la abrasión y/o al corte. Típicamente, las fibras de alto comportamiento tienen un grado muy alto de orientación y cristalinidad moleculares en la estructura final de fibra.

Como se usa en esta memoria, la expresión "tela de alto comportamiento" significa una tela construida usando una fibra de alto comportamiento como un elemento constitutivo principal de la misma, de manera que la tela goza de los beneficios de comportamiento de la tela de alto comportamiento. Así, una tela construida del 100% de fibra de alto comportamiento es una tela de alto comportamiento. Dependiendo de la construcción de la tela de alto comportamiento, sin embargo, un "elemento constitutivo principal" de la fibra de alto comportamiento puede comprender menos que una mayoría de la fibra en la tela. Tal como se describe con más detalle en lo que sigue, un tejido en el que al menos el 50 por ciento de los hilos de urdimbre están constituidos por una fibra adecuada de alto comportamiento cumple esta definición para los fines de la presente invención. Los hilos de urdimbre y los hilos de trama restantes pueden estar constituidos por cualquier otro material adecuado que sea compatible con la práctica de la presente invención.

Las formas en corte transversal de las fibras adecuadas para la práctica de la presente invención incluyen las circulares, las planas o las oblongas. Las mismas pueden tener, también, un corte transversal multilobulado irregular o regular con uno o más lóbulos regulares o irregulares que sobresalen del eje lineal o longitudinal del filamento.

Como se usa en esta memoria, los términos estratificar y estratificación hacen referencia a la aplicación de una película flexible a una construcción de tela para formar una unión duradera que soporta un duro uso sin deslaminación.

Se ha encontrado que las películas de polietileno o de etileno-acetato de vinilo (EVA) se adhieren bien a las telas construidas a partir de fibras de polietileno de alto comportamiento sin el uso de un agente de unión bajo condiciones de estratificación apropiadas. Aunque no ha sido identificado el mecanismo real de unión, se considera que implica más que el forzamiento de la película a los intersticios de la construcción de tela. Las películas de polietileno aplicadas a telas construidas a partir de fibras de polietileno de alto comportamiento se adhieren suficientemente, de manera que la fuerza requerida para quitar la película de la tela excede la resistencia de la película. Después de la estratificación inicial, un tratamiento térmico continuado mejora la adhesión, lo que sugiere que la película de polietileno de densidad inferior se esparce en la estructura cristalina de las fibras de alto comportamiento. Se considera que una película termoplástica con un contenido en etileno de al menos aproximadamente el 20% se unirá a telas de fibras de polietileno de alto comportamiento.

La adhesión de la película de EVA a la tela es más difícil de caracterizar debido a la baja resistencia de la película. Puede ser similar a la de la película de polietileno debido al contenido en etileno de la película. Sin embargo, la película de EVA se desgarra cuando se hace un intento para determinar la resistencia con la que la película se adhiere a la tela, incluso cuando un borde de la película sobresale hasta más allá del borde de la tela.

Como un beneficio adicional, la película puede ser pigmentada para proporcionar un color a un lado de la tela o se puede usar la película como sustrato en los procedimientos normales para imprimir sobre películas de polietileno.

Se considera que las películas de polietileno o de EVA no se adhieren satisfactoriamente a los tejidos construidos a partir de fibras de alto comportamiento de polímeros de aramida o de cristal líquido según la práctica de la presente invención. Esto es debido a que estas fibras no se encogen significativamente cuando se las calienta. Los intentos para crear un producto estratificado de polietileno o de EVA usando esas fibras de tela en una construcción de tejido han sido infructuosos con la deslaminación de película como una capa continua después de trabajar una sección de la película separada de la tela por acción mecánica, tal como frotando o retorciendo el estratificado.

Las fibras adecuadas de alta tenacidad y alto módulo son fibras extraídas de una solución de polietileno de peso molecular ultraalto (UHWM), tales como las vendidas bajo los nombres de marca Spectra®, Dyneema® y Tekmilon®. Además, se considera que se pueden estratificar fibras de polietileno hiladas en estado fundido con una tenacidad de 15 gramos por denier, tales como las fibras Certran®, pero puede que no proporcionen la misma adhesión de película.

Se puede usar cualquier película adecuada de polietileno o de EVA como película de estratificación. Polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad y polietileno lineal de baja densidad son adecuados para uso en la práctica de la presente invención. Se han usado, también, películas de polietileno de baja densidad y de EVA cargadas con un retardador del fuego y películas de baja densidad con pigmentos. Como se ilustra en los ejemplos que siguen, el tiempo y la temperatura requeridos para la estratificación varían para cada una de las películas.

El método para la estratificación de la película a la construcción de fibras es a través de la aplicación de calor y presión a la película/tela durante un tiempo dado. La presión aplicada resulta de la combinación de laminar la tela y la película en un cilindro estanco y de la presión generada por el encogimiento de las fibras de tela durante el calentamiento. Las temperaturas pueden variar entre 93ºC y 135ºC dependiendo del tipo de película termoplástica usada. El tiempo del procedimiento puede variar desde 8 horas hasta 20 horas. Como la temperatura de procedimiento se aumenta, el tiempo de procedimiento se reduce. Al contrario, a temperaturas de procedimiento inferiores, el tiempo requerido para crear una película utilizable para unir a la tela aumenta rápidamente. La temperatura mínima aceptable es la que sea suficiente para ablandar la película termoplástica y para hacer que se encoja la tela de alto comportamiento, a fin de generar una presión de estratificación.

El procedimiento de estratificación de la presente invención se puede efectuar usando un procedimiento de tres operaciones, como se ilustra en la figura 1. La primera operación incluye, en primer lugar, pegar la película termoplástica 50 a la construcción de tela 52 sobre una base continua usando un cilindro de calandrar 54 calentado para formar un material ligeramente estratificado. Después de esta operación, la película se adhiere uniformemente a la tela, pero puede ser separada fácilmente de ella. En esta condición, el material estratificado no es adecuado para los usos finales propuestos y contemplados para la presente invención. Se puede usar un papel de liberación 58, si se desea. La Van Vlandrin Silk Calender es una máquina adecuada, con un cilindro deshalador suave y un cilindro central de acero calentado. Las versiones más antiguas de esta máquina están calentadas con vapor de agua y tienen medios para modificar la cantidad de presión aplicada a la combinación de película/tela. Después de la operación de pegado, se enrolla apretadamente el rollo continuo en un haz 56 con papel de liberación apropiado y se asegura con cinta resistente al calor. En este ejemplo, el papel de liberación 310 se sitúa a fin de estar directamente adyacente al núcleo 300 del papel durante el bobinado. Alternativamente, el papel de liberación se puede colocar exterior a la película 311 y a la tela 312 sin ningún efecto sustancial en el estratificado acabado. Se pueden apreciar algunas diferencias en el aspecto del estratificado acabado. A continuación, se endurece el haz en un horno a lo largo de entre 2 horas y 5 horas a una temperatura entre 93ºC y 135ºC. En esta realización, se aplica presión a la película/tela en dos operaciones, en primer lugar, a una temperatura moderada y a una presión relativamente alta durante una corta duración, es decir, el tiempo dedicado en el cilindro de calandrar, para pegar la película a la tela y, en segundo lugar, a una presión mucho menor, como se ha descrito anteriormente, durante una duración mucho mayor.

En una realización preferida, ilustrada en la figura 2, se enrollan apretadamente la tela 312 y la película 311 sobre un núcleo 300 del papel que tiene un diámetro de entre aproximadamente 50,8 a 152,4 milímetros con un papel de liberación 310 para formar un haz 315. De modo deseable, la tela 312 y la película 311 se disponen de manera que la tela 312 esté situada hacia fuera de la película. Esto es así, porque la fuerza generada por el encogimiento de la tela durante el calentamiento forzará a que los dos componentes se pongan en contacto de estratificación. Se considera que, aunque puede ser aceptable invertir la posición de la tela y de la película, se consigue el mejor comportamiento usando la disposición descrita anteriormente. El haz 315 resultante se asegura entonces con una cinta capaz de aguantar la temperatura de estratificación. El haz 315 enrollado se calienta entonces hasta entre 116ºC y 138ºC durante un periodo de entre 8 horas y 18 horas. Preferiblemente, el tratamiento térmico se efectúa a una temperatura de aproximadamente 129ºC durante aproximadamente 18 horas. Aquí, la presión principal de estratificación es aplicada al haz por el encogimiento de la tela que ocurre durante el calentamiento. Se desconoce la cantidad exacta de presión, pero se considera que está por debajo de 345 kPa. Se puede aplicar presión adicional más allá de la generada por el acto de formar el haz durante el tratamiento térmico, pero no se requiere para resultados aceptables.

Los estratificados de la presente invención se pueden hacer, también, usando máquinas diseñadas para otros fines. A modo de ejemplo no limitativo, se puede usar el aparato descrito en la patente de los Estados Unidos número 5.401.344, de Dickson et al., para producir rollos de material laminar compuesto libre de arrugas. Dickson describe un aparato de curado que incluye un cilindro con una cámara de aire inflable internamente forrada. El cilindro es adaptable para entrar en relación circundante con un material laminar. Un cilindro de formación está dispuesto para suministrar calor desde el interior de las cubiertas montadas de material, mientras la cámara de aire inflada circundante ejerce presión para curar un material de tipo balístico en un ciclo predeterminado de curado. La práctica de la presente invención no implica de por sí un tiempo "de curado". Sin embargo, la capacidad para proporcionar una operación de calentamiento controlado y un producto final libre de arrugas son útiles para la práctica de la presente invención. El contenido de la patente de Dickson se incorpora en esta memoria como referencia en su totalidad.

Los siguientes ejemplos demuestran las ventajas y los resultados inesperados de la presente invención. Los parámetros específicos del procedimiento, es decir, temperatura, presión, tiempo y materiales ilustran la invención de forma aclarativa y no se deben interpretar como limitativos del alcance de la invención. Excepto si se señala de otro modo en lo que sigue, la tela en cada uno de los ejemplos se construye usando el 100% de fibra de alto comportamiento. Las designaciones de estilo usadas en los ejemplos son antecedentes bien conocidos del producto usados comúnmente en la técnica. En algunos de los ejemplos, la película termoplástica y la tela de alto comportamiento son laminadas juntas a tensión usando una máquina patrón modificada. La máquina patrón es una Econo-Copier/2000 fabricada por la firma Perforated Pattern, Co., Inc. Esta máquina no se diseñó para uso en un procedimiento de estratificación, sino más bien se usa, típicamente, para transferir un patrón de impresión sobre largos rollos de papel. Los patrones resultantes se usan entonces para operaciones de corte de alto volumen de tela para la fabricación de ropa. La máquina fue modificada quitando alguno de los rodillos de presión necesario para tratar los rollos de papel. Los componentes restantes incluían tres cilindros de alimentación y un cilindro de bobinado. Cada uno de estos cilindros tiene medios para el ajuste individual de tensión. Otros rodillos pueden estar presentes en la máquina, pero no se usan en la práctica de la presente invención.

Ejemplo 1

Se laminaron a mano juntas una tira de 40,6 cm. de ancho por 142 cm. de largo de tela formada de fibra Spectra® de polietileno de alto comportamiento de la firma Allied Signal, estilo 904, y una película de polietileno de baja densidad con 203 \mum de grosor producida por la firma Blueridge Films y un papel de liberación de poliéster de 12,7 \mum. El rollo apretadamente enrollado fue recubierto con cinta resistente al calor y calentado en un horno a 121ºC durante siete horas. Cuando se quitó el haz del horno, se observó que la película se había adherido a la tela con una resistencia que excedía la resistencia de la película. La película no podía ser quitada de la tela con simple acción mecánica. Adicionalmente, el producto acabado presentaba una textura permanente que resultaba de la compresión de las capas de tela que formaban el haz. Se prefiere la textura para algunas aplicaciones, ya que aumenta la flexibilidad, oculta los defectos e imparte una superficie estéticamente agradable al lado de película del estratificado.

Ejemplo 2

Se estratificó una película de EVA de 203 \mum fabricada por la firma Deerfield Urethane, Inc. a una muestra de tela de 30,5 x 30,5 cm hecha de fibra Spectra® 900 de polietileno de alto comportamiento de la firma Allied Signal. El hilo era 1200 denier en peso y la construcción de tela era una construcción de tejido liso de 17 x 17, estilo 902. Inicialmente, se pegó la película a la tela usando una plancha manual y se calentó el estratificado resultante en un horno durante tres horas a 104ºC. La adhesión de la película a la tela excedía la resistencia de la película.

Ejemplo 3

Se estratificó una película de EVA de 203 \mum fabricada por la firma Deerfield Urethane, Inc. a una tela hecha de fibra Spectra® 900 de polietileno de alto comportamiento de la firma Allied Signal. El hilo era 650 denier en peso y la construcción de tela era una construcción de tejido liso 34 x 34, estilo 904. La tela y la película fueron estratificadas en el equipo descrito en la patente de Dickson et al. a 129ºC y 1,034 MPa. La película se adhería bien a la tela y no podía ser quitada. El tamaño de tela para esta muestra fue 1,42 m de ancho por 18,3 m de largo.

Ejemplo 4

Se estratificaron juntas una tela Spectra®, estilo 902, y una película de polietileno de baja densidad con 203 \mum de grosor producida por la firma Blueridge Films, Inc. en el equipo descrito en la patente de Dickson et al. a 129ºC y 9,034 MPa. La película se adhería bien a la tela y no podía ser quitada. El tamaño de tela para esta muestra fue 1,42 m de ancho por 9,14 m de largo.

Ejemplo 5

Se estratificó una película de EVA de 203 \mum fabricada por la firma Deerfield Urethane, Inc. a una tela hecha de fibra Spectra® 900 de polietileno de alto comportamiento de la firma Allied Signal. El hilo era 650 denier en peso, y la tela y la película junto con un papel de liberación de poliéster de 12,7 \mum fueron laminados a mano sobre un tubo de cartón. Se mantuvo la tensión a mano en la tela y en el papel de liberación, mientras el tubo era laminado por un tercer individuo. El laminado completo fue sujetado con cinta a alta temperatura y el rollo fue calentado a 121ºC durante 4,5 horas. La película no podía ser quitada de la tela después de la igualación térmica. El tamaño de tela para esta muestra fue 1,42 m de ancho por 40,6 cm de largo.

Ejemplos 6 - 12

La producción a mayor escala de productos estratificados según la presente invención se ilustra en los ejemplos 6-12 en la Tabla 1 que sigue. La mayoría de los ejemplos en la Tabla 1 se construyeron con una sección de 1,42 m de ancho y 9,144 m de largo de tela formada de fibra Spectra® 900 de polietileno de alto comportamiento. Los Ejemplos 8 y 9 usaron una tela diferente, como se describe en lo que sigue. La tela era o un tejido liso de 17 x 17, 34 x 34 o uno de 56 x 56. La tela fue enrollada apretadamente con láminas de película de polietileno de baja densidad (LDPE) o de etileno-acetato de vinilo (EVA) junto con un papel de liberación usando la máquina patrón modificada. Las películas de LDPE con 178 y 203 \mum de grosor fueron pigmentadas pesadamente con negro de humo. El papel de liberación era un poliéster de 12,7 \mum o un poliéster tratado con silicona de 12,7 \mum. El haz laminado fue asegurado usando una cinta resistente al calor y calentado en horno usando las temperaturas y los tiempos indicados en la Tabla 1.

TABLA 1

1

En cada uno de los ejemplos 6-12, la película se había adherido a la tela con una resistencia que excedía la resistencia de la película. La película no podía ser quitada de la tela mediante flexión y/o frotamiento vigorosos. El producto acabado presentaba un aspecto superficial texturado permanente que resultaba del encogimiento de la tela y de la entrada de la película en los espacios entre los hilos en la tela. Esta textura se prefiere por las razones descritas anteriormente. La tela presentaba alguna cantidad de encogimiento tanto en la dirección de trama como en la de urdimbre, como se muestra en la tabla. En la mayoría de los casos, la resistencia a la tracción de la tela tanto en la dirección de trama como en la de urdimbre aumentaba. Sin embargo, para los ejemplos 11 y 12, hubo una disminución en esta propiedad física, que se considera que se puede atribuir al tejido suelto del hilo y la incapacidad de la tela para encogerse lo más apretadamente posible. Adicionalmente, en el ejemplo 12, se considera que el grosor de la película usada puede haber contribuido, también, a la pérdida de resistencia a la tracción. No obstante, estos estratificados son aceptables para los usos contemplados en la presente invención.

Basándose en los resultados anteriores, se considera que una película de polietileno de baja densidad puede ser estratificada a telas con base polietileno de alto comportamiento. Se observó alguna disminución en las propiedades del estratificado cuando se aumentó el grosor de película hasta 178 \mum. Puesto que la película de polietileno migra a la tela durante la operación de calentamiento, la cantidad que disminuye el diámetro del rollo apretadamente enrollado durante el calentamiento aumenta mientras el grosor de película hace lo propio. Se supone que la cantidad que los hilos de urdimbre se encogen para mantener una tensión adecuada en las propiedades de fibra excede la cantidad que puede ocurrir antes de que se degraden las mismas. Con respecto a una película de EVA, se considera que es adecuado un grosor de película de 0,20 mm o menos. Adicionalmente, se considera que películas de EVA mucho más gruesas pueden ser estratificadas exitosamente.

En el ejemplo 9 se construyó el estratificado a partir de dos láminas de la tela estratificada producida según el ejemplo 8. El estratificado del ejemplo 9 es una estructura de tres capas que tiene dos capas exteriores y una capa intermedia situada entre ellas. Cada una de las capas exteriores está constituida por una tela de alto comportamiento con una película termoplástica estratificada sobre ella. Una tela cambray está situada entre las dos capas exteriores. El cambray está disponible por la firma Bayex, una división de Bay Mills Limited, y está constituido por un hilo Spectra 1.000 de 375 denier colocado en un patrón 45º, - 45º sobre centros de 6,35 mm. El cambray incluía además un componente de poliéster de 50 denier tejido sobre centros de 6,35 mm. Las tres capas fueron laminadas juntas apretadamente usando la máquina patrón modificada. Los lados de la película de cada capa señalan hacia dentro en dirección al centro de la estructura multicapa. Después de la operación de calentamiento, se notó que el estratificado resultante presentaba un porcentaje adicional del 1,5 de encogimiento en la dirección de urdimbre. Este estratificado fue particularmente resistente a un pico para hielo y a la penetración por cuchillo. Se considera que este estratificado es particularmente adecuado para uso como lona.

Se ha encontrado que la tela usada para hacer estratificados según la presente invención no tiene que ser construida a partir del 100% de fibra de alto comportamiento. La tela debería contener, de modo deseable, hilos de urdimbre constituidos por una fibra de alto comportamiento, preferiblemente, un polietileno de peso molecular ultraalto. El encogimiento de los hilos de urdimbre en la dirección de urdimbre crea la presión de estratificación. La tela usada en los Ejemplos 8 y 9 es producida por la firma North Cloth e incluye hilos Spectra de alto comportamiento, sólo en la dirección de urdimbre, con aproximadamente 13,8 hilos por cm. El hilo de trama era un poliéster de 500 denier usado a un régimen de aproximadamente 13,8 hilos de trama por cm. Basándose en los experimentos con esta tela, se consideró que una tela similar en la que tal fibra de alto comportamiento formara el 50% de los hilos de urdimbre proporcionaría un comportamiento satisfactorio. Se apreciará que reduciendo el contenido de la fibra de alto comportamiento en la tela se reduce, en consecuencia, el coste del estratificado.

Ejemplos 13 - 16

La Tabla 2 ilustra los resultados de ensayos temporales comparativos de calentamiento efectuados para determinar la comparación del efecto de una variedad de tiempos de calentamiento. En cada uno de los ejemplos 13-16, se permitió que los ventiladores de circulación del aire de calentamiento del horno funcionaran después del ciclo de calentamiento hasta que la temperatura del aire recirculante alcanzara 49ºC. Los datos de ensayo indican que es deseable para una temperatura de calentamiento de 129ºC un periodo de calentamiento de aproximadamente 8 horas. Se considera que a temperaturas más bajas se requerirían más de 8 horas para obtener una adhesión aceptable de la película a la tela.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 2

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Ejemplos 17 - 19

Se efectuó un ensayo similar de experimentos para comparar la eficacia de una variedad de temperaturas de calentamiento para estratificar película de EVA a una tela de alto comportamiento. La tela estratificada tenía 40,6 cm de longitud y 142 cm de anchura. Esos resultados están resumidos en la Tabla 3 que sigue.

TABLA 3

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Ejemplo 20

Se construyó un estratificado adicional de EVA usando una película de EVA de 203 \mum fabricada por la firma Deerfield Urethane y una tela formada de fibra Spectra de la firma Allied Signal, estilo 904, tejida a partir de fibra Spectra 900 de 650 denier. La tela tenía una longitud de 9,14 m. Estos componentes fueron enrollados apretadamente sobre un núcleo del papel junto con una película de liberación Mylar de 12,7 \mum. El rollo resultante se mantuvo a tensión mientras se aseguraba con una cinta adecuada. El rodillo fue calentado a 135ºC durante 18 horas. La película fue estratificada uniformemente a la tela y el estratificado resultante parecía tener propiedades superficiales más uniformes.

Experimentación adicional ha revelado que 135ºC es una temperatura preferida de estratificación para películas EVA, ya que proporciona mejores propiedades superficiales en el producto acabado. Sin embargo, se debe entender que lo que constituye un efecto superficial "deseable" puede ser una determinación subjetiva. Así, la práctica de la presente invención incluye variar la temperatura y duración de estratificación para modificar el aspecto superficial del estratificado final.

Aunque se ha descrito la presente invención con realizaciones preferidas, se ha de entender que se pueden utilizar modificaciones y variaciones sin salirse del espíritu y alcance de esta invención, como entienden fácilmente los expertos en la técnica. Tales modificaciones y variaciones se consideran que están dentro del ámbito y alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

Claims

1. Un método para hacer una tela estratificada resistente al corte y al pinchazo a una presión de estratificación, que comprende:

a) laminar juntas una película termoplástica (50) que tiene un contenido en etileno de al menos el 20% y una tela (52) constituida por una fibra de alto comportamiento, a tensión para formar un haz (56) enrollado; y

b) calentar el haz enrollado a una temperatura suficiente y durante un periodo de tiempo suficiente, a fin de ablandar la película termoplástica de manera que el encogimiento de la tela de alto comportamiento genere la presión de estratificación para estratificar dicha película termoplástica a dicha tela de alto comportamiento.

2. Un método según la reivindicación 1, que comprende además la operación de pegar juntas la película termoplástica (50) y la tela (52) a fin de que estén ligeramente adheridas antes de la operación de laminar juntas la película termoplástica y la tela .

3. Un método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende además la operación de proporcionar un papel de liberación (58, 310) en dicho haz enrollado a fin de conseguir una separación entre las capas de película en el haz.

4. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que dicha película termoplástica (311) y dicha tela (312) son laminadas juntas alrededor de un núcleo (300).

5. Un método según la reivindicación 4, en el que dicho núcleo (300) tiene un diámetro de 50 a 152 mm.

6. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que dicha película termoplástica (50, 311) está constituida por un polietileno de baja densidad o un etileno-acetato de vinilo.

7. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que dicha película termoplástica (50, 311) tiene un grosor de 76 a 203 \mum.

8. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que dicha fibra de alto comportamiento está constituida por un polietileno de cadena extendida.

9. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que dicha tela (52, 312) es un tejido.

10. Un método según la reivindicación 9, en el que dicho tejido está constituido por unos hilos de urdimbre y unos hilos de trama, en el que dicha fibra de alto comportamiento en dicha tela está contenida en dichos hilos de urdimbre.

11. Un método según la reivindicación 10, en el que aproximadamente el 50% de dichos hilos de urdimbre está constituido por una fibra de alto comportamiento.

12. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que el calentamiento del haz (56, 315) enrollado se efectúa a una temperatura de 121 a 141ºC.

13. Un método según la reivindicación 12, en el que el calentamiento del haz (56, 315) enrollado se efectúa a una temperatura de aproximadamente 129ºC.

14. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que la operación de calentar el haz (56, 315) enrollado se efectúa a lo largo de entre 8 horas y 18 horas.

15. Un método según la reivindicación 14, en el que la operación de calentar el haz (56, 315) enrollado se efectúa durante aproximadamente 8 horas.

16. Un método según la reivindicación 15, en el que dicha película termoplástica (50, 311) está constituida por un etileno-acetato de vinilo y dicha operación de calentar el haz enrollado se efectúa a una temperatura de aproximadamente 121ºC.

17. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicha película termoplástica (50, 311) está constituida por un etileno-acetato de vinilo y dicha operación de calentar el haz enrollado se efectúa a una temperatura de 93 a 135ºC durante aproximadamente 18 horas.

18. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que dicha tela (52) se construye con una mayoría sustancial de fibra de alto comportamiento.

19. Un método según la reivindicación 18, en el que dicha tela (312) es situada hacia fuera de la película termoplástica (311) sobre dicho núcleo (300), por lo que el encogimiento de las fibras de alto comportamiento genera una presión de estratificación.

20. Un estratificado flexible resistente al corte, que comprende:

a) un tejido que incluye hilos de urdimbre e hilos de trama, en el que al menos el 50% de los hilos de urdimbre está constituido por un polietileno de peso molecular ultraalto y

b) una capa impermeable al aire y al fluido adherida al tejido y constituida por una película de polietileno de baja densidad,

en el que dicha película de adhesión a la tela excede la resistencia de dicha película.

21. Un estratificado flexible resistente al corte, que comprende:

a) una primera capa exterior que comprende un estratificado según la reivindicación 20,

b) una capa intermedia que comprende una tela cambray; y

c) una segunda capa exterior que comprende un estratificado según la reivindicación 20, en el que las películas termoplásticas de las capas exteriores primera y segunda miran a la capa intermedia.

22. Un estratificado según la reivindicación 21, en el que el tejido de alto comportamiento en las capas exteriores primera y segunda está constituido por unos hilos de urdimbre con una fibra de alto comportamiento y unos hilos de trama con una fibra que no es de alto comportamiento.

23. Un estratificado según la reivindicación 22, en el que los hilos de urdimbre están constituidos por un polietileno de peso molecular ultraalto.