MX2008001032A

MX2008001032A - Combinaciones de fibra modacrilica/aramida para proteccion contra arco y flama y encogimiento reducido.

Info

Publication number: MX2008001032A
Application number: MX2008001032A
Authority: MX
Inventors: Reiyao Zhu; Debbie Guckert; Susan L Lovasic
Original assignee: Du Pont
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2008-03-19
Also published as: EP1920093A2; BRPI0613850A2; US7348059B2; KR20080036114A; CA2614788A1; JP4814939B2; US20050287364A1; WO2007014291A2; CN101326315A; AU2006272552A1; CN101326315B; JP2009503278A; KR101300333B1; WO2007014291A3

Abstract

Se proporciona un hilo, tela o prenda de vestir adecuada para uso en proteccion contra arco y flama que contiene fibras de modacrilico, p-aramida y m-aramida en donde las fibras de m-aramida tienen un grado de cristalinidad de por lo menos 20%.

Description

COMBINACIONES DE FIBRA MODACRILICA/ARAMIDA PARA PROTECCIÓN CONTRA ARCO Y FLAMA Y ENCOGIMIENTO REDUCIDO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con un hilo combinado útil para la producción de telas las cuales poseen propiedades protectoras contra arco y flama así como encogimiento reducido. Esta invención también se relaciona con prendas de vestir producidas con dichas telas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las personas que trabajan cerca de equipo eléctrico energizado y personal de urgencias quien responde a accidentes cerca de equipo eléctrico se encuentran en riesgo de sufrir descargas eléctricas y peligros por flamas que pueden resultar de un suceso de arqueado. Los arcos eléctricos generalmente son sucesos violentos que típicamente involucran miles de voltios y miles de amperios de electricidad. Los arcos eléctricos se forman en el aire cuando una diferencia de potencial (es decir, voltaje) entre dos electrodos provocan que los átomos en el aire se ionicen y sean capaces de producir electricidad. La patente de E.U.A. número 5,208,105 para Ichibori et al., describe una combinación de fibra compuesta pirorretardante que comprende una fibra que contiene halógeno, REF. : 187614 que tiene una gran cantidad de compuesto antimonio y por lo menos una fibra que se selecciona de la lista que consiste de fibras naturales y fibras químicas . La combinación de fibra se teje en una tela y se prueba para índice de -oxígeno li-mitado como una medida de su resistencia a la flama o pirorretardancia . Lo que se necesita es un hilo, tela y prenda de vestir la cual posea un alto nivel de protección a arcos y flamas .

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con hilo para uso en telas y prendas de vestir para protección al arco y flama, que comprenden : (a) 40 a 70 por ciento en peso de fibra modacrílica, (b) 5 a 20 por ciento en peso de fibra ole p-aramida, y (c) 10 a 40 por ciento en peso de fibra m-aramida que tiene un grado de cristalinidad de por lo menos 20%, dichos porcentajes están con base en los componentes (a), (b) y (c) . Además, la tela y prenda de vestir pueden proporcionar resistencia a una descarga y abrasión. En un modo preferido, la tela y la prenda de vestir tienen un encogimiento reducido por ejemplo en comparación con una tela en donde únicamente un cambio en uso de una fibra de m-aramida es amorfa {es decir, tiene un bajo grado de cristalinidad) .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con el suministro de un hilo a partir del cual las telas y las prendas de vestir se pueden elaborar, que proporciona tanto a protección a arcos como resistencia a flama (pirorresistencia) . Las telas y prendas de vestir que comprenden fibras pirorresistentes con una baja resistencia a la tracción cuando se exponen a tensiones térmicas intensas de un arco eléctrico pueden descargar, exponiendo al usuario a daño adicional como resultado de la energía incidente. Los arcos eléctricos típicamente involucran miles de voltios y miles de amperios de corriente eléctrica. El arco eléctrico es mucho más intenso que la energía incidente por ejemplo de un fogonazo de fuego. Para ofrecer protección a un usuario, una prenda de vestir o tela debe resistir la transferencia de energía a través del usuario. Se considera que esto sucede tanto por que la tela que absorbe una porción de la energía en incidente como por una tela que resiste la descarga. Durante la descarga se forma un orificio en la tela exponiendo directamente la superficie del ueuario a la energía incidente. Los hilos, telas y prendas de vestir de esta invención, cuando se exponen a tensión térmica intensa de un arco eléctrico resisten la transferencia de energía. Se considera que esta invención reduce la transferencia de energía al absorber una porción de la energía incidente y a través de escoria permite una reducción en la energía transmitida. Los hilos de esta invención comprenden una combinación de fibra modacrílica, fibra de meta-aramida y fibra de para-aramida. Típicamente, los hilos de esta invención comprenden 40 a 70 por ciento en peso de fibra modacrílica; 5 a 20 por ciento en peso de fibra para-aramida y 10 a 40 por ciento de fibra de meta-aramida con un grado de cristalinidad de 20%. Preferiblemente, los hilos de esta invención comprenden 55 a 65 por ciento en peso de fibra modacrílica, 5 a 150 por ciento en peso de fibra de para-aramida y 20 a 30 por ciento de fibra de meta-aramida. Los porcentajes anteriores son en una base de los tres componentes mencionados. Adicionalmente se puede agregar al hilo una fibra resistente a la abrasión adicional para mejorar la durabilidad vía resistencia a la abrasión mejorada. También una fibra antiestática para reducir las acumulaciones estáticas. Mediante el término "hilo" se quiere indicar un ensamblaje de fibras hiladas o unidas por torsión para formar una hebra continua la cual se puede utilizar en tejido, tricotado, trenzado o vanisado, o elaboradas de alguna otra manera en un material textil o tela. Mediante el término fibra modacrílica se -quiere indicar fibra sintética acrílica elaborada de un polímero que comprende principalmente acrilonitrilo. Preferiblemente, el polímero es copolímero que comprende 30 a 70 por ciento en peso de un acrilonitrilo y 70 a 30 por ciento en peso de un monómero de vinilo que contiene halógeno. El monómero de vinilo que contiene halógeno es por lo menos un monómero que se selecciona, por ejemplo, de cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, bromuro de vinilo, bromuro de vinilideno, etc. Los ejemplos de monómeros de vinilo copolimerizables son ácido acrílico, ácido metacrílico, sales o esteres de dichos ácidos, acrilamida, metilacrilamida, acetato de vinilo, etc. Las fibras modacrílicas preferidas de esta invención son copolímeros de acrilonitrilo combinados con cloruro de vinilideno, el copolímero además tiene un óxido de antimonio u óxidos de antimonio para mejorar la pirorretardancia. Dichas fibras modacrílicas útiles incluyen, pero no se limitan a fibras descritas en la patente de E.U.A. número 3,193,602 que tienen 2 por ciento en peso de trióxido de antimonio, fibras descritas en la patente de E.U.A. número 3,748,302 elaboradas con diversos óxidos de antimonio que están presentes en una cantidad de por lo menos 2 por ciento en peso y preferiblemente no mayor de 8 por ciento en peso y fibras descritas en las patentes de E.U.A. números 5,208,105 y ,506,042 que tienen 8 a 40 por ciento en peso de un compuesto de antimonio. Dentro de los hilos de esta invención las fibras modacrílicas proporcionan una fibra que forma escoria pirorretardante con un LOI típicamente de por lo menos 28 dependiendo de la concentración de impurezas con derivados de antimonio. La fibra modacrílica también es resistente a la dispersión de daño a la fibra debido a exposición a flama. La fibra modacrílica aunque altamente pirorresistente en si misma no proporciona una resistencia a la tracción adecuada a un hilo o tela elaborado del hilo para ofrecer el nivel deseado de resistencia a la descarga cuando se expone a un arco eléctrico. Como se utiliza en la presente, "aramida" significa una poliamida en donde por lo menos 85% de los enlaces amida (-C0NH-) están unidos directamente a dos anillos aromáticos.

Se pueden utilizar aditivos con la aramida y, de hecho, se ha encontrado que hasta un 10 por ciento en peso de otro material polimérico se puede combinar con la aramida o que se pueden utilizar copolímeros que tengan una cantidad tan grande como 10 por ciento de otra diamina sustituida para la diamina de la aramida o hasta una cantidad tan grande como 10 por ciento de otro cloruro de diácido sustituido por el cloruro de diácido de la aramida. Las fibras de aramida adecuadas se describen en Man-Made Fibers--Science and Technology, Volumen 2, Sección intitulada Fiber-Forming Aromatic Polyamides, página 297, . Black et al., Interscience Publishers, 1968. Las fibras de aramida también se describen las patentes de E.U.A. números 4,172,938; 3,896,429; 3,819,587; 3,673,143; 3,354,127; y 3,094,511. La M-aramida son aquellas aramidas en donde los enlaces amida están en la posición meta uno en relación al otro, y las p-aramidas son aquellas aramidas en donde los enlaces amida están en posición para uno en relación al otro. En la práctica de esta invención, las aramidas utilizadas con mayor frecuencia son poli (parafenileno tereftalamida) y poli (metafenileno isoftalamida). Dentro de los hilos de esta invención la fibra de m-aramida puede proporcionar una fibra formadora de escoria pirorretardante con un LOI de aproximadamente 26. La fibra de m-aramida también es resistente a la exposición de daño a la fibra debido a exposición a la flama. La fibra de m-aramida también agrega comodidad a las telas conformadas de fibras que comprenden hilo de esta invención. La fibra de m-aramida proporciona resistencia a la tracción adicional al hilo y a las telas formadas del hilo. Las combinaciones de fibra modacrílica y de m-aramida son altamente pirorresistentes pero no proporcionan resistencia a la tracción adecuada a un hilo o tela elaborada del hilo para ofrecer el nivel deseado de resistencia a la descarga cuando se exponen a un arco eléctrico.

La presente invención está dentro del alcance de la solicitud de origen número de serie 10/803,383. No obstante, de manera crítica está presente en el tipo de fibra de m-aramida la cual se utiliza. Inesperadamente se ha descubierto que si la fibra de m-aramida tiene cierto grado de cristalinidad se obtiene una mejoría adicional en la protección contra arco. El grado de cristalinidad de la fibra de m-aramida es de por lo menos 20% y de manera más preferible por lo menos 25%. Para propósitos de ilustración debido a la facilidad de formación de la fibra final existe un límite superior práctico de cristalinidad de 50% (aunque se consideran adecuados porcentajes superiores) . 'Generalmente la cristalinidad estará en un intervalo de 25 a 40%. Un ejemplo de una fibra de m-aramida comercial que tiene este grado de cristalinidad es Nomex" T-450. El grado de cristalinidad de una fibra de m-aramida se determina por uno de dos métodos. El primer método se utiliza con una fibra no vaciada, en donde la segunda es una fibra la cual no está totalmente libre de huecos. El porcentaje de cristalinidad de las meta-aramidas en el primer método se determina al generar primero una curva de calibración lineal para cristalinidad utilizando muestras buenas, esencialmente sin huecos. Para dichas muestras sin huecos el volumen específico (1/densidad) se puede relacionar directamente con la cristalinidad utilizando un modelo bifásico. La densidad de la muestra se mide en una columna de gradiente de densidad. Una película de meta-aramida, que se determina que es no cristalina por método de difusión de rayos X, se mide y se encuentra que tiene una densidad promedio de 1.3356 g/cm3. La densidad de la muestra de meta-aramida completamente cristalina después se determina a partir de las dimensiones de la celda unitaria de rayos X la cual es de 1.4699 g/cm3. Una vez que se han establecido estos puntos de extremo de 0% y 100% de cristalinidad, se puede determinar la cristalinidad de cualquier muestra experimental sin huecos para la cual se conoce la densidad, a partir de esta relación lineal : _ . ,. . , , (1/ densidad no cristalina) - (1/ densidad experimental) C ristahnidad = (11 densidad no cristalina) = (11 densidad completamente cristalina) Dado que muchas muestras de fibra no están totalmente libres de huecos, se prefiere el método de espectroscopia Raman para determinar la cristalinidad. Dado que la medición Raman no es sensible al contenido de huecos, la intensidad relativa de la secuencia carbonilo en 1650 cm"1 se puede utilizar para determinar la cristalinidad de una meta-aramida de cualquier forma, ya sea hueca o no. Para llevar a cabo esto, se desarrolló una relación lineal entre cristalinidad y la intensidad de la secuencia carbonilo a 1650 - lO ¬ cm"1, normalizada a la intensidad del modo de tensión de anillo a 1002 cm"1, utilizando muestras con huecos mínimos cuya cristalinidad ha sido determinada previamente y se conoce a partir de mediciones de densidad como se describe en lo anterior. Se desarrolló la siguiente relación empírica, la cual depende de la curva de calibración de densidad para el porcentaje de cristalinidad utilizando un espectrómetro Nicolet modelo 910 FT-Raman: a %, d Ae cn •stal .i •m -d?ad j = m 100.0 x — {1(1650 cuT1 ) - 0.2601) - 0.1247 en donde 1(1650 cm"1) es la intensidad Raman de la muestra de meta-aramida en ese punto. Utilizando esta intensidad se calcula a partir de la ecuación el porcentaje de cristalinidad de la muestra del experimento. Las fibras de meta-aramida cuando se hilan de una solución, se enfrían y se secan utilizando temperaturas inferiores a la temperatura de transición vitrea, sin tratamiento adicional térmico o químico, desarrollan sólo niveles menores de cristalinidad. Tales fibras tienen un porcentaje de cristalinidad menor de 15 por ciento cuando la cristalinidad de la fibra se mide utilizando técnicas de dispersión Raman. Estas fibras con un bajo grado de cristalinidad se consideran fibras de meta-aramida amorfas las cuales pueden cristalizar mediante el uso de calor o medios químicos. El nivel de cristalinidad se puede incrementar por tratamiento con calor en o por encima de la temperatura de transición vitrea del polímero. Dicho calor típicamente se aplica al poner en contacto la fibra con rodillos calentados bajo tensión durante un tiempo suficiente para impartir la cantidad deseada de cristalinidad a la fibra. Dentro de los hilos de esta invención las fibras de p-aramida proporcionan una fibra con alta resistencia a la tracción, las cuales cuando se agregan en cantidades adecuadas mejoran la resistencia a descargas de las telas formadas a partir del hilo. Grandes cantidades de fibras de p-aramida en los hilos que constituyen las prendas de vestir comprenden los hilos incómodos para el usuario. El término resistencia a la tracción se refiere a la cantidad máxima de tensión que se puede aplicar a un material antes de que se rompa o falle. La resistencia al desgarre es la cantidad de fuerza que se necesita para desgarrar una tela. En general, la resistencia a la tracción de una tela se relaciona con que facilidad la tela se desgarrará o romperá. La resistencia a la tracción también se puede relacionar con la capacidad de la tela a evitar a ser estirado deformada permanentemente. Las resistencias a la tracción y al desgarre de una tela pueden ser suficientemente altas para evita ruptura, desgarre o deformación permanente de la prenda de vestir de manera -que pueden perjudicar de manera si-gnificativa el nivel deseado de protección de la prenda de vestir. Además, una fibra resistente a la abrasión se puede agregar al hilo para mejorar la durabilidad por medio de resistencia mejorada a la abrasión. Mediante el término resistencia a la abrasión se quiere indicar la capacidad de una fibra o tela a resistir el desgaste y el frotamiento de la superficie. Preferiblemente, la fibra resistente a la abrasión es un nylon. Mediante el término "nylon" se quiere indicar fibras elaboradas de polímeros de poliamida alifáticos; y el polímero de nylon preferido es polihexametileno adipamida (nylon 66) . son adecuados otros tipos de nylon tales como policaprolactama (nylon 6) , polibutirolactama (nylon 4) , poli (ácido 9-aminononanoico) {nylon 9), polienantolactama (nylon 7), policaprolactama (nylon 8), polihexametileno sebacamida (nylon 6, 10) y similares. La fibra resistente a la abrasión típicamente comprende 2 a 15 por ciento en peso del hilo. Los hilos que contienen menos de 2 por ciento en peso de fibra resistente a la abrasión no muestran una mejoría notable en la resistencia a la abrasión. Los hilos que contienen fibras resistentes a la abrasión que exceden de 15 por ciento en peso pueden experimentar una reducción en la pirorretardancia y las propiedades protectoras del arco del hilo y las telas formadas a partir del hilo. Adicionalmente, al hilo, tela o prenda de vestir de esta invención se le puede agregar un componente antiestático. Los ejemplos ilustrativos son fibras de acero, fi-bra de carbono o un recubrimiento de carbono a una fibra existente. La conductividad • del carbono o un metal tal como el acero, cuando se incorpora en un hilo, tela o prenda de vestir de esta invención, proporciona un conducto eléctrico para ayudar a disipar la acumulación de electricidad estática. Las descargas de electricidad estática pueden ser peligrosas para los trabajadores quienes trabajan con equipo eléctrico sensible o con vapores casi inflamables. El componente antiestático puede estar presente en una cantidad de 1 a 5 por ciento en peso del hilo total. Los hilos de esta invención se pueden producir por cualquiera de las técnicas de hilado para hilo conocidas comúnmente en la técnica tales como, pero sin limitarse a hilados de anillo, hilado de núcleo, hilado de chorro de aire o técnicas de hilado de aire superior tal como hilado de chorro de aire Murata en donde el aire se utiliza para torcer fibras cortas en un hilo que proporciona el grado de cristalinidad requerido presente en el hilo final. Típicamente, los hilos únicos producidos por cualquiera de las técnicas comunes después se unen por capas para formar un hilo torcido por capas que comprenden por lo menos dos hilos únicos antes de convertirse en una tela. Para proporcionar protección de las tensiones térmicas intensas causadas por los arcos eléctricos es deseable que una tela y prendas de vestir protectoras de arco elaboradas a partir de dicha tela presenten características tales como un LOI por encima de la concentración de oxígeno en aire para pirorretardancia, una longitud de escoria corta indicativa de propagación lenta de daño a la tela y una buena resistencia a la descarga para evitar que la energía incidente incida directamente sobre las superficies debajo de la capa protectora. Las prendas de vestir térmicamente protectoras tales como prendas de vestir externas para bomberos típicamente generan protección contra el calor convectivo generado por una flama abierta. Dichas prendas de vestir protectoras cuando se exponen a energía intensa generada por un arco eléctrico pueden generar descargas (es decir, una forma de abertura en la tela) lo que resulta en que la energía penetre a la prenda de vestir y provoque daño grave al usuario. Las telas de esta invención preferiblemente proporcionan protección contra el calor convectivo de una flama abierta y proporciona resistencia aumentada a una descarga y transferencia de energía cuando se exponen a un arco eléctrico. El término tela, como se utiliza en esta especificación y en las reivindicaciones que se anexan, se refiere a una capa protectora deseada que ha sido tejida, tricotada o ensamblada de alguna otra manera utilizando uno o más tipos diferentes del hilo de esta invención. Preferiblemente, las telas de esta invención son telas tejidas. De manera más preferible, las telas de esta invención son textura de sarga. En una modalidad preferida de la presente invención, se ha descubierto adicionalmente que el uso de una fibra de m-aramida cristalina como se ha descrito previamente resulta en un encogimiento significativamente reducido o incluso 0% de encogimiento. Este encogimiento reducido se basa en una tela idéntica en donde la única diferencia es el uso de fibra de m-aramida que tiene el grado de cristalinidad establecido previamente comparado con una fibra de m-aramida la cual no ha sido tratada para incrementar la cristalinidad. Para propósitos en la presente, el encogimiento se mide después de un ciclo de lavado de 20 minutos con agua a una temperatura de 60°C (140°F) . Las telas preferidas no mostraron encogimiento después de 5 ciclos de lavado, de manera más preferible 10 ciclos y de manera mucho más preferible 20 ciclos. El peso base es una medida del peso de una tela por unidad de área. Las unidades típicas incluyen onzas por yarda cuadrada y gramos por centímetro cuadrado. Los pesos base reportados en esta especificación se reportan en onzas por yarda cuadrada (OPSY) . Conforme la cantidad de tela por unidad de área aumenta, se incrementa la cantidad de material entre un peligro potencial y el sujeto que se va a proteger. Un incremento en la base en peso de un material sugiere que se observará un incremento correspondiente en el funcionamiento protector. Un incremento en el peso base de telas de esta invención resulta en una resistencia aumentada a la descarga, un factor aumentado de protección térmica y una protección aumentada al arco. Los pesos base de las telas de esta invención típicamente son mayores de aproximadamente 2.7 x 10" 2 g/cm2 (8.0 opsy), preferiblemente mayores de aproximadamente 2.9 x O"2 g/cm2 (8.7 opsy), y de manera más preferible mayores de aproximadamente 3.2 x 10"2 g/cm2 (9.5 opsy). Se considera que las telas de esta invención con pesos bases mayores de aproximadamente 4.1 x 10"2 g/cm2 (12 opsy) mostrarán rigidez aumentada y por lo tanto de esta manera reducirán la comodidad de una prenda de vestir producida de dicha tela. La longitud de escoria es una medida de la resistencia a la flama de una prenda textil. La escoria se define como el residuo carbonáceo que se forma como resultado de pirólisis o combustión incompleta. La longitud de escoria de una tela bajo las condiciones de la prueba ASTM 6413-99 como se reporta en esta especificación se define como la distancia desde el borde de la tela, la cual está directamente expuesta a la flama hasta el punto más alejado del daño de tela visible después de que se ha aplicado una fuerza de desgarramiento especificada. Preferiblemente, la tela de esta invención tiene una longitud de escoria de menos de 15 cm (6 pulgadas) . Las telas de esta invención se pueden utilizar como una capa única o como parte de una prenda de vestir protectora multiestratificada. Dentro de esta especificación, el valor protector de la tela se reporta para una capa única de dicha tela. Esta invención también incluye una prenda de vestir elaborada de las telas de esta invención. Los hilos de esta invención pueden estar presentes ya sea en la trama o urdimbre de la tela. Preferiblemente, los hilos de esta invención están presentes tanto en la trama como el urdimbre de la tela resultante. De manera más preferible, los hilos de esta invención están presentes exclusivamente tanto en la trama como en el urdimbre de la tela.

MÉTODOS DE PRUEBA Prueba de Abrasión El funcionamiento de abrasión de las telas de esta invención se determina de acuerdo con ASTM D-3884-01 "guía estándar para resistencia a la abrasión de telas textiles (plataforma giratoria, método de doble cabeza) " . Pruebas de Resistencia al Arco La resistencia al arco de las telas de esta invención se determina de acuerdo con ASTM F-1959-99 "método de prueba estándar para determinar el valor de funcionamiento térmico de arco de materiales para prendas". Preferiblemente, las telas de esta invención tienen una resistencia al arco de por lo menos 0.8 calorías, y de manera más preferible de por lo menos 1.2 calorías por centímetro cuadrado por opsy. Prueba de Sujeción La prueba de sujeción de las telas de esta invención se determina de acuerdo con ASTM D-5034-95 "método de prueba estándar para resistencia a la ruptura y elongación de las telas (prueba de sujeción) " . Prueba de índice de Oxígeno Limitado El índice de oxígeno limitado (LOI) de las telas de esta invención se determina de acuerdo con ASTM G-125-00 "método de prueba estándar para medir límites de fuego de material líguido y sólido en oxidantes gaseosos". Prueba de Desgarre La resistencia al desgarre de las telas de esta invención se determina de acuerdo con ASTM D-5587-03 "método de prueba estándar para desgarre de telas por el procedimiento de trapezoide" . Prueba de Desempeño de Protección Térmica El desempeño de protección térmica de las telas de esta invención se determina de acuerdo con NFPA 2112 "estándar para prendas de vestir resistentes a la flama para protección de personal industrial contra incendio por destello" .

Prueba de Flama Vertical La longitud de escoria de las telas de esta invención se determina de acuerdo con ASTM D-6413-99 "método de prueba estándar para resistencia a la flama de materiales textiles (método vertical)". El término funcionamiento protector térmico (o TPP, por sus siglas en inglés) se relaciona a la capacidad de una tela para proporcionar protección continua y confiable a la piel del usuario debajo de la tela cuando la tela se expone a una flama directa o calor radiante. LOI A partir de ASTM 6125/D2863 La concentración mínima de oxígeno expresada como porcentaje en volumen, en una mezcla de oxígeno y nitrógeno que soporta justo la combustión de flama de un material inicialmente a temperatura ambiente bajo las condiciones de ASTM D2863. Determinación de Encogimiento El encogimiento se determina al medir físicamente una unidad de área de una tela después de uno o más ciclos de lavado. Un ciclo indica el lavado de la tela en una máquina de lavado industrial durante 20 minutos con una temperatura de agua de 60°C (140°F) . Para ilustrar la presente invención, se proporcionan los siguientes ejemplos. Todas las partes y porcentajes están en peso y los grados están en grados Celsius a menos que se indique de otra manera.

EJEMPLOS Ejemplo 1 Se prepara una tela protectora térmica y durable que tiene tanto en la trama como en el urdimbre de los hilos hilados por anillo de combinaciones íntimas de Nomex" 450, Kevlar" 29, modacrílico y nylon. Nomex" tipo 450 es poli<m-fenileno isoftalamida) (MPD-I) con un grado de cristalinidad de 33-37%, Modacrílico es un copolímero de ACN/cloruro de polivinilideno con 6.8% de antimonio (conocido como Protex^C) , Kevlar" 29 es una poli (p-fenileno tereftalamida) (PPD-T) . Se prepara una combinación de captación deslizable de 25% en peso de Nomex™ tipo 450, 10% en peso de Kevlar" 29 y 65% en peso de Modacrílico y se procesa por el sistema de algodón convencional en un hilo hilado que tiene un múltiplo de torsión de 3.7 utilizando un armazón de hilado de anillo. El hilo elaborado de esta manera es un hilo único de 21tex (28 de cuenta de algodón) . Después se empalman dos hilos únicos en una máquina de elaboración de pliegos para constituir un hilo de dos pliegos. Utilizando un procedimiento similar y la misma torsión y relación de combinación, se elabora un hilo de 21tex (28 de cuenta de algodón) para uso como hilo de llenado. Los hilos después se colocan en dos capas para formar un hilo de capas . Los hilos de Nomex^/Kevlar^/Modacrilico se utilizan como la trama y el urdimbre en una lanzadera de telar en una construcción de sarga 3x1. La tela de sarga greige tiene una construcción de 30 extremos x 19 tomas por cm (76 extremos x 47 tomas por pulgada) y un peso base de 189 g/m2 (6.5 onzas/yarda al cuadrado) . La tela de sarga grei-ge preparada como se describe en lo anterior se trata con agua caliente y se seca bajo baja tensión. Las telas tratadas después se secan a chorro utilizando un secador básico. La tela terminada de 198 g/m2 (6.8 onzas/yarda al cuadrado) después se prueba para determinar propiedades térmicas y mecánicas . Ejemplo 2 (control) Se prepara una tela protectora térmica y durable que tiene tanto en la trama como en el urdimbre de los hilos hilados por anillo de combinaciones íntimas de Nomex"1* tipo 455, KevlarMR 29, modacrílico y nylon. NomexMR tipo 455 es poli (m-fenileno isoftalamida) {MPD-I) con un grado de cristalinidad de 5-10%, Modacrílico es un copolímero de ACN/cloruro de polivinilideno con 6.8% de antimonio (conocido como ProtexMRC) , KevlarMR 29 es una poli (p-fenileno tereftalamida) (PPD-T) , P-140 es una fibra antiestática. Una corredera de combinación de toma de 23% en peso de Nomex^ tipo 455, 10% en peso de Kevlar"* 29, 65% en peso de modacrílico y 2% de P140 se prepara y procesa por el sistema de algodón convencional en un hilo hilado que tiene un múltiplo de torsión de 3.7 utilizando un armazón de hilado de anillo. El hilo elaborado de esta manera es un hilo único de 21tex (28 de cuenta de algodón) . Los dos hilos solos después se colocan en capas de una máquina de pliegos para constituir un hilo de dos pliegos. Utilizando un procedimiento similar y la misma relación de torsión y combinación, se elabora un hilo 21tex (28 de cuenta de algodón) para uso como hilo de urdimbre. Los hilos después se colocan en dos capas para formar un hilo de capas. Los hilos de NomexMR/KevlarMR/Modacrilico se utilizan como la trama y el urdimbre en una lanzadera de telar en una construcción de sarga 3x1. La tela de sarga greige tiene una construcción de 31 extremos x 22 captaciones por cm (78 extremos x 56 captaciones por pulgada) y un peso base de 209 g/m2 (7.2 onzas/yarda2) . La tela de sarga greige preparada como se describe en lo anterior se trata con agua caliente y se seca bajo baja tensión. Las telas tratadas después se tiñen a chorro utilizando un colorante básico. La tela terminada de 233 g/m2 (8.0 onzas/yarda2) después se prueba para sus propiedades térmicas y mecánicas . Se prueban telas adicionales de los ejemplos 1 y 2 para encogimiento a diversos ciclos de lavado en donde cada ciclo es de 20 minutos con una temperatura de agua de 60°C (140°F) y una temperatura de secado de 60°C <140°F) Los ejemplos 1 y 2 al sustituir Nomex 462 (ejemplo 2) con Nomex 450 (ejemplo 1), se obtiene una mejoría de arco/unidad de peso de 16%. Además, la tela del ejemplo 1 no presente encogimiento mientras que la tela del ejemplo 2 incrementó el encogimiento con ciclos de lavado agregados .

Ejemplo 3 Se prepara una tela protectora térmica y durable que tiene tanto en la trama con en el urdimbre de hilos hilados en anillos de combinaciones íntimas de 20% de NomexMR tipo N303, 10% de Kevlar^ 29, 60% de modacrílico y 10% de nylon. Nomex^ tipo N303 es 92% de poli (m-fenileño isoftalamida) (MPD-I) con un grado de cristalinidad de 33-37%, 5% KevlarMR 29 y 3% P140 (nylon recubierto con carbono para antiestático) , Modacrílico es un copolímero de ACN/cloruro de polivinilideno con 2% de antimonio, KevlarMR 29 es poli {p-fenileno tereftalamida) (PPD-T) y el nylon utilizado es polihexametileno de adipamida.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un hilo para uso en protección contra arco y flama, caracterizado porque comprende: (a) 40 a 70 por ciento en peso de fibra modacrílica, (b) 5 a 20 por ciento en peso de fibra de p-aramida, y (c) 10 a 40 por ciento en peso de fibra m-aramida que tiene un grado de cristalinidad de por lo menos 20%, dichos porcentajes están con base en los componentes (a), (b) y (c) .
2. El hilo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende: (a) 55 a 65 por ciento en peso de fibra modacrílica, (b) 5 a 15 por ciento en peso de fibra de p-aramida, y (c) 20 a 35 por ciento en peso de fibra de m-aramida .
3. El hilo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque contiene adicionalmente (d) una fibra resistente a la abrasión.
4. El hilo de conformidad con la reivindicación 3 , caracterizado porque la fibra resistente a la abrasión está presente en una cantidad de 2 a 15 por ciento en peso con base en los componentes (a) , {b) , (c) y {d) .
5. El hilo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la fibra resistente a la abrasión es nylon.
6. El hilo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque contiene adicionalmente un componente antiestático.
7. El hilo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el componente antiestático está presente en una cantidad de 1 a 5 por ciento en peso del hilo total.
8. El hilo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el componente antiestático comprende carbono o fibra de metal .
9. El hilo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el componente antiestático comprende carbono .
10. El hilo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fibra de m-aramida tiene un -grado de cristalinidad en el intervalo de 20 a 50%.
11. El hilo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque tiene un encogimiento de aproximadamente 0% después de 10 ciclos de lavado.
12. Una tela adecuada para uso en protección contra el arco y la flama, caracterizada porque comprende: un hilo, el hilo comprende además: (a) 40 a 70 por ciento en peso de fibra modacrílica, (b) 5 a 20 por ciento en peso de fibra de p-aramida, y (c) 10 a 40 por ciento en peso de fibra m-aramida que tiene un grado de cristalinidad de por lo menos 20%, los porcentajes están con base en los componentes (a), (b) y (c) .
13. La tela de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el hilo comprende: (a) 55 a 65 por ciento en peso de fibra modacrílica, (b) 5 a 15 por ciento en peso de fibra de p-aramida, y (c) 20 a 35 por ciento en peso de fibra de m-aramida.
14. La tela de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque comprende adicionalmente (d) una fibra resistente a la abrasión.
15. La tela de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque la fibra resistente a la abrasión está presente en una cantidad de 2 a 15 por ciento en peso con base en los componentes (a) , (b) , (c) y (d) .
16. La tela de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque la fibra resistente a la abrasión es nylon.
17. La tela de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque contiene adicionalmente un componente antiestático.
18. La tela de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque tiene una longitud de escoria de acuerdo con ASTM D-6413-99 menor de 15 cm (6 pulgadas) .
19. La tela de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque tiene una resistencia a arco de acuerdo con ASTM F-1959-99 de por lo menos 0.8 calorías por centímetro cuadrado por opsy.
20. La tela de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque la resistencia al arco es de por lo menos 1.2 calorías por centímetro cuadrado por opsy.
21. La tela de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque la fibra de m-aramida tiene un grado de cristalinidad en el intervalo de 20 a 50%.
22. El hilo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque tiene un encogimiento de 0% después de 10 ciclos de lavado.
23. Una prenda de vestir adecuada para uso en protección contra arco y flama, caracterizada por-que comprende : (a) 40 a 70 por ciento en peso de fibra modacrílica, (b) 5 a 20 por ciento en peso de fibra de p-aramida, y (c) 10 a 40 por ciento en peso de fibra m-aramida que tiene un grado de cristalinidad de por lo menos 20%, los porcentajes están con base en los componentes (a), (b) y (c) .