MX2011012769A - Mezclas de meta-aramida cristalzada para proteccion mejorada contra la combustion subita y proteccion superior contra los arcos electricos. - Google Patents

Abstract

Un hilo, tela y prenda de vestir adecuada para usar en la protección contra arcos y llamas y que tienen protección contra la combustión súbita mejorada; estos consisten prácticamente en (a) 50 a 60 por ciento en peso de fibra de meta-aramida con un grado de cristalinidad de por lo menos 20 %; (b) 31 a 39 por ciento en peso de fibra modacrílica; y (c) 5 a 15 por ciento en peso de fibra para-aramida; los porcentajes en base a los componentes (a), (b) y (c) . En algunas modalidades 1 a 3 por ciento en peso de la fibra de meta-aramida se reemplaza con una fibra antiestática que comprende carbono o metal con la condición de que se mantenga por lo menos 50 por ciento en peso de fibra de meta-aramida. Las prendas de vestir fabricadas con los hilos proporcionan protección térmica de manera que el usuario experimentaría menos que el 65 por ciento de quemadura corporal prevista cuando esté expuesto a una combustión súbita de 4 segundos según ASTM F1930, al mismo tiempo que mantiene una calificación de arco de categoría 2 según ASTM F1959 y NFPA 70E.

Description

MEZCLAS DE META-ARAMIDA CRISTALIZADA PARA PROTECCION MEJORADA CONTRA LA COMBUSTION SUBITA Y PROTECCION SUPERIOR CONTRA LOS ARCOS ELECTRICOS Campo de la invención Esta invención se refiere a un hilo mezclado, útil para la producción de telas, que posee no solamente propiedades de protección contra los arcos eléctricos y las llamas, sino también rendimiento mejorado cuando está expuesto a combustiones súbitas. Esta invención también se refiere a las prendas producidas con estas telas.

Antecedentes de la Invención Cuando se protege a los trabajadores contra combustiones súbitas potenciales con ropa protectora, el tiempo de exposición real a la llama es una consideración importante. Generalmente, el término combustión "súbita" se usa porque la exposición a la llama es de duración muy corta, en el orden de segundos. Adicionalmente , a pesar de que la diferencia en un solo segundo parece pequeña, cuando se trata de exposición al fuego, un segundo adicional de exposición puede significar una gran diferencia en las lesiones por fuego.

El rendimiento de un material en una combustión súbita puede medirse con un maniquí instrumentado mediante la prueba de protocolo de ASTM F1930. El maniquí se viste con el material a probarse y se expone a las llamas de quemadores; REF.224715 sensores de temperatura distribuidos por todo el maniquí miden la temperatura local que experimenta el maniquí, que serían las temperaturas que sentiría un cuerpo humano si se lo sometiera a la misma cantidad de llamas. Dada una intensidad de llama estándar, el grado de quemaduras que experimentaría un ser humano (es decir, de primer grado, segundo grado, etc.) y el porcentaje del cuerpo quemado pueden determinarse con los datos de la temperatura del maniquí .

La patente de los Estados Unidos núm. 7,348,059 otorgada a Zhu et al. describe mezclas de fibras modacrílicas/de aramida para uso en telas y prendas protectoras contra los arcos eléctricos y las llamas. Estas mezclas tienen, en promedio, un alto contenido (40-70 por ciento en peso) de fibra modacrílica y un contenido inferior (10 a 40 por ciento en peso) de fibra meta-aramida con un grado de cristalinidad de por lo menos 20 %, y fibra de para-aramida (5 a 20 por ciento en peso) . Las telas y prendas de vestir hechas con estas mezclas proporcionan protección contra los arcos eléctricos y contra la exposición a combustiones súbitas de hasta 3 segundos. La publicación de la solicitud de patente de Estados Unidos núm. US2005/0025963 otorgada a Zhu describe una mezcla, hilo, tela y artículo de ropa retardantes a las llamas fabricados con una mezcla de 10-75 partes de por lo menos una fibra cortada de aramida, 15 a 80 partes en peso de por lo menos una fibra cortada modacrílica, y 5 a 30 partes en peso de por lo menos un fibra cortada de poliamida alifática. Esta mezcla no ofrece una calificación de arco de Categoría 2 para las telas en el intervalo de 186.5 a 237 gramos por metro cuadrado (5.5 a 7 onzas por yarda cuadrada) por la alta proporción de fibra poliamida alifática inflamable en esta mezcla. La patente de los Estados Unidos núm. 7,156,883 otorgada a Lovasic et al. describe una mezcla de fibras, telas, y prendas protectoras que comprenden fibra meta-aramida amorfa, fibra meta-aramida cristalizada, y fibra' celulósica retardante a las llamas; la fibra de meta-aramida tiene 50 a 85 por ciento en peso, uno a dos tercios de la fibra de meta-aramida es amorfa, y dos a un tercio de la fibra de meta-aramida es cristalina. Nuevamente, las telas fabricadas con estas mezclas no proporcionarían una calificación de arco de categoría 2 para las telas en el intervalo de 186.5 a 237 gramos por metro cuadrado (5.5 a 7 onzas por yarda cuadrada) .

El rendimiento mínimo requerido para la ropa protectora contra la combustión súbita, según el estándar NFPA 2112, es menor que 50 % de la quemadura corporal de una exposición a las llamas por 3 segundos. Ya que la combustión súbita es una verdadera amenaza para los trabajadores en algunas industrias, no es posible anticipar completamente cuánto tiempo estará un individuo envuelto en llamas, y cualquier mejora en el rendimiento de las telas y ropa protectora contra la combustión súbita tiene el potencial de salvar vidas. Particularmente, si la indumentaria protectora puede proporcionar protección mejorada contra la exposición a las llamas por más de 3 segundos, por ejemplo, 4 segundos o más, esto representa un aumento en el tiempo potencial de exposición de hasta 33 % o más. La combustión súbita representa uno de los tipos más extremos de amenaza térmica que puede experimentar un trabajador; estas amenazas son mucho más graves que la exposición simple a una llama.

La solicitud de patente de los Estados Unidos con número de serie 12/218215 presentada el 11 de julio de 2008, otorgada a Zhu, se refiere a un hilo para usar en la protección contra arcos y llamas, y telas y prendas fabricadas con este hilo; el hilo consiste prácticamente en (a) 50 a 80 por ciento en peso de fibra de meta-aramida con un grado de cristalinidad de por lo menos 20 %, (b) 10 a 30 por ciento en peso de fibra modacrílica, (c) 5 a 20 por ciento en peso de fibra de para-aramida, y (d) 1 a 3 por ciento en peso de fibra antiestática en base al peso total de los componentes (a) , (b) , (c) y (d) . Las telas y prendas de vestir tienen un peso base en el intervalo de 186.5 a 237 gramos por metro cuadrado (5.5 a 7 onzas por yarda cuadrada) . En una modalidad, las prendas de vestir fabricadas con el hilo proporcionan protección térmica de forma tal que el usuario experimentaría menos que 65 por ciento de la quemadura corporal prevista si se expone a una combustión súbita de 4 segundos según ASTM F1930, al mismo tiempo que mantiene una calificación de arco de categoría 2.

La protección contra los arcos y las llamas tiene que ver con salvar vidas humanas; por lo tanto, es deseable cualquier mejora que proporcione la combinación de rendimiento mejorado contra la combustión súbita con un nivel alto de protección contra arcos que tenga un peso base bajo.

Breve Descripción de la Invención Esta invención se refiere a un hilo, telas y prendas de vestir para usar en la protección contra arcos y llamas; el hilo consiste prácticamente en (a) 50 a 60 por ciento en peso de fibra de meta-aramida con un grado de cristalinidad de por lo menos 20 %, (b) 31 a 39 por ciento en peso de fibra modacrílica, y (c) 5 a 15 por ciento en peso de fibra de para-aramida , en base al peso total de los componentes (a) , (b) y (c) . En algunas modalidades 1 a 3 por ciento en peso de la fibra de meta-aramida se reemplaza con fibra antiestática con la condición de que se mantenga por lo menos 50 por ciento en peso de fibra de meta-aramida. En esta modalidad, los hilos consisten, en porcentajes en peso, en (a) un mínimo de 50 por ciento y un máximo de 59 por ciento de fibra de meta-aramida, (b) 31 a 39 por ciento de fibra modacrílica, (c) 5 a 15 por ciento de fibra de para-aramida y (d) 1 a 3 por ciento de fibra antiestática, en base al peso total de los componentes (a) , (b) , (c) y (d) . En algunas modalidades las telas que comprenden este hilo tienen un peso base de 135 a 407 gramos por metro cuadrado (4 a 12 onzas por yarda cuadrada) . En algunas modalidades las prendas de vestir que comprenden estas fibras tienen un peso base en el intervalo de 150 a 290 gramos por metro cuadrado (4.5 a 8.5 onzas por yarda cuadrada) . En una modalidad las prendas de vestir proporcionan protección térmica de forma tal que un usuario experimentaría menos que 65 por ciento de la quemadura corporal prevista cuando esté expuesto a una combustión súbita de 4 segundos según ASTM F1930, al mismo tiempo que mantiene una calificación de arco de categoría 2 según ASTM F1959 y NFPA 70E.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 ilustra el rendimiento superior sorprendente de la resistencia a los arcos de la composición de la tela en el área reclamada.

Descripción Detallada de la Invención Esta invención se refiere a suministrar un hilo con el que pueden fabricarse telas y prendas de vestir que proporcionan protección sorprendente contra arcos que son mayores que 0.185 joules por centímetro cuadrado por gramos por metro cuadrado (1.5 calorías por centímetro cuadrado por onza por yarda cuadrada) de tela junto con protección superior contra la combustión súbita. Típicamente, los arcos eléctricos traen consigo miles de voltios y miles de amperios de corriente eléctrica, lo que expone a la prenda de vestir o tela a energía incidente intensa. Para ofrecer protección al usuario, una prenda de vestir o tela debe resistir la transferencia de esta energía al usuario. Se cree que esto ocurre porque la tela absorbe una porción de la energía incidente y porque la tela resiste la rotura, así como por el espacio de aire entre la tela y el cuerpo del usuario. Durante la rotura se forma un agujero en la tela que expone directamente la superficie o usuario a la energía incidente.

Además de resistir la energía incidente intensa de un arco eléctrico, las prendas de vestir y las telas también resisten la transferencia térmica de energía de una larga exposición a una combustión súbita mayor que 3 segundos. Se cree que esta invención reduce la transferencia de energía al absorber una porción de la energía incidente y por la carbonización mejorada que permite una reducción en la energía térmica transmitida.

Los hilos consisten prácticamente en una mezcla de fibra de meta-aramida, fibra modacrílica, fibra de para-aramida y, opcionalmente fibra antiestática. Típicamente, los hilos consisten prácticamente en 50 a 60 por ciento en peso de fibra de meta-aramida con un grado de cristalinidad de por lo menos 20 %, 31 a 39 por ciento en peso de fibra modacrílica, 5 a 15 por ciento en peso de fibra de para-aramida . Si así se desea, opcionalmente , 1 a 3 por ciento en peso de la fibra de meta-aramida se reemplaza con fibra antiestática con la condición de que se mantenga por lo menos 50 por ciento en peso de fibra de meta-aramida. En este caso, los hilos consisten, en porcentajes en peso, en un mínimo de 50 por ciento y un máximo de 59 por ciento de fibra de meta-aramida, 31 a 39 por ciento de fibra modacrílica, 5 a 15 por ciento de fibra de para-aramida y 1 a 3 por ciento de fibra antiestática. Preferentemente, los hilos consisten en 55 por ciento en peso de fibra de meta-aramida con un grado de cristalinidad de por lo menos 20 %, 35 por ciento en peso de fibra modacrílica, 10 por ciento en peso de fibra de para-aramida y, opcionalmente, 2 por ciento en peso de la meta-aramida se reemplaza con fibra antiestática. Todos los porcentajes anteriormente mencionados están basados en los tres componentes indicados, si es que están presentes tres, o los cuatro componentes indicados, si es que están presentes cuatro componentes.

Por "hilo" se entiende un ensamblaje de fibras hiladas trenzadas para formar una hebra continua que puede usarse en hilado, tejido, tejido de punto, trenzado, o en la elaboración de cualquier otra forma para fabricar un material textil o tela. Como se usa en la presente descripción, "que consiste prácticamente en" comprende el uso de varios aditivos químicos en el polímero que se usa en las telas en cantidades de hasta aproximadamente 25 %.

Como se usa en la presente descripción, por "aramida" se entiende una poliamida en donde al menos 85 % de los enlaces de amida (-CONH-) se unen directamente a dos anillos aromáticos. Pueden usarse aditivos con la aramida y, de hecho, se ha descubierto que se puede mezclar hasta un 10 % en peso de otro material polimérico con la aramida, o que pueden usarse copolímeros con hasta un 10 % de otra diamina sustituida por la diamina de la aramida o hasta un 10 % 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 titulada "Fiber-Forming Aromatic Polyamides" , pág. 297, W. Black et al.; Interscience Publishers, 1968. Las fibras de aramida también se describen en las patentes de los Estados Unidos núms . 4,172,938; 3,869,429; 3,819,587; 3,673,143; 3, 354,127 y 3,094,511. Las meta-aramidas son aquellas aramidas en donde los enlaces de amidas están en posición meta entre sí, y las para-aramidas son aquellas aramidas en donde los enlaces amidas están en posición para entre sí. Las aramidas que se usan más frecuentemente son la poli- (metafenilen- isoftalamida) y la poli (parafenilen tereftalamida) .

Cuando se la usa en hilos, la fibra de meta-aramida proporciona una fibra formadora de carbón resistente a las llamas con un índice de oxígeno limitado (LOI) de aproximadamente 26. La fibra de meta-aramida es, además, resistente a la propagación del daño al hilo debido a la exposición a las llamas. Debido a sus propiedades físicas de balance de módulo y elongación, la fibra de meta-aramida también proporciona una tela confortable útil en prendas de vestir de una sola capa diseñadas para usarse como indumentaria industrial en forma de camisas, pantalones y mamelucos convencionales. Es importante que el hilo tenga por lo menos 50 por ciento en peso de fibra de meta-aramida para proporcionar carbonización mejorada a las telas y prendas de vestir de bajo peso para resistir la transferencia térmica de energía durante la exposición extensa a las combustiones súbitas.

Por fibra modacrílica se entiende fibra acrílica sintética fabricada de un polímero que comprende, principalmente, propenonitrilo. Preferentemente, el polímero es un copolímero que comprende 30 a 70 por ciento en peso de un propenonitrilo 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 seleccionado, por ejemplo, de cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, bromuro de vinilo, bromuro de vinilideno, etc. Los ejemplos de monómeros de vinilo copolimerizables son el ácido acrílico, ácido metacrílico, sales o ásteres de tales ácidos, acrilamida, metilacrilamida, acetato de vinilo, etc.

Las fibras modacrílicas preferidas son copolimeros de propenonitrilo combinado con cloruro de vinilideno; el copolímero tiene, además, un óxido de antimonio u óxidos de antimonio para una retardancia a las llamas mejorada. Tales fibras modacrílicas útiles incluyen, pero no se limitan a, las fibras descritas en la patente de los Estados Unidos núm. 3,193,602, que tienen 2 por ciento en peso de trióxido de antimonio, las fibras descritas en la patente de los Estados Unidos núm. 3,748,302 fabricadas con varios óxidos de antimonio que están presentes en una cantidad de por lo menos 2 por ciento en peso y, preferentemente, no mayor que 8 por ciento en peso y las fibras descritas en las patentes de los Estados Unidos núms . 5,208,105 y 5,506,042 que tienen 8 a 40 por ciento en peso de un compuesto de antimonio.

En algunas modalidades la fibra modacrílica tiene un contenido de antimonio menor que 8 por ciento en peso. Aunque el antimonio se ha usado tradicionalmente como un aditivo adicional retardante de las llamas en la fibra modacrílica, se cree que el hilo, telas y prendas de vestir fabricados con esta mezcla de fibras tiene un rendimiento de arco sorprendentemente superior incluso sin aumentar las cantidades de antimonio. En una modalidad las fibras modacrílicas tienen menos que 2.0 por ciento de contenido de antimonio y, en una modalidad preferida, las fibras modacrílicas tienen menos que 1.0 por ciento de contenido de antimonio. En una modalidad muy preferida las fibras modacrílicas están libres de antimonio, lo que significa que las fibras están fabricadas sin la adición intencional de ningún compuesto a base de antimonio que proporcione un contenido adicional de antimonio a la fibra a ninguna cantidad ínfima de antimonio que podría estar en el polímero. El uso de estas fibras de contenido bajo de antimonio y sin antimonio proporciona telas que aun proporcionan protección con el potencial de un menor impacto de eliminación medioambiental .

En los hilos, la fibra modacrílica proporciona una fibra formadora de carbón resistente a las llamas con un LOI típicamente de por lo menos 28, dependiendo del nivel de dopaje con derivados de antimonio. La fibra modacrílica es, además, resistente a la propagación del daño al hilo debido a la exposición a las llamas. La fibra modacrílica, aunque es muy resistente a las llamas, no proporciona, en sí misma, una resistencia a la tracción adecuada a ningún hilo o tela fabricada con el hilo como para ofrecer el nivel deseado de resistencia a la rotura cuando está expuesta a un arco eléctrico. El hilo tiene por lo menos 30 por ciento en peso de fibra modacrílica. En algunas modalidades la cantidad máxima preferida de fibra modacrílica es de 40 por ciento en peso o menor.

La fibra de meta-aramida proporciona resistencia a la tracción adicional al hilo y las telas fabricadas con el hilo. Las combinaciones de fibra de meta-aramida y fibra modacrílica son muy resistentes a las llamas pero no proporcionan resistencia a la tracción adecuada a un hilo o tela fabricada con el hilo para ofrecer el nivel deseado de resistencia a la rotura cuando están expuestas a un arco eléctrico .

Es importante que la fibra de meta-aramida tenga un cierto grado mínimo de cristalinidad para lograr la mejora en la protección contra los arcos. El grado de cristalinidad de la fibra de meta-aramida es por lo menos 20 % y,, con mayor preferencia, por lo menos 25 %. Para propósitos de ilustración, debido a la facilidad de formación de la fibra final, un límite superior práctico de cristalinidad es de 50 % (aunque también se consideran adecuados porcentajes más elevados) . Generalmente, la cristalinidad está en un intervalo de 25 a 40 %. Un ejemplo de una fibra de meta-aramida comercial con este grado de cristalinidad es Nomex® T-450 o T-300 ofrecida por E. I. du Pont de Nemours & Company of Wilimington, Delaware .

El grado de cristalinidad de una fibra de meta-aramida se determina mediante uno o dos métodos. El primer método se emplea con una fibra sin huecos, y el segundo se emplea en una fibra que no está totalmente libre de huecos.

El porcentaje de cristalinidad de las meta-aramidas en el primer método se determina, primero, por medio de generar una curva de calibración lineal para la cristalinidad por medio del uso de muestras buenas, prácticamente sin huecos. Para estas muestras sin huecos, el volumen específico (l/densidad) puede estar directamente relacionado con la cristalinidad por medio del uso de un modelo de dos fases. La densidad de la muestra se mide en una columna de gradiente de densidad. Se midió una película de meta-aramida identificada como no cristalina mediante métodos de dispersión de rayos x, y se encontró que tenía una densidad promedio de 1.3356 g/cm3. Se determinó que la densidad de una muestra de meta-aramida completamente cristalina a partir de las dimensiones de la celda unitaria de rayos x era 1.4699 g/cm3. Una vez que se establecen estos parámetros de 0 % y 100 % de cristalinidad, puede determinarse la cristalinidad de cualquier muestra experimental sin huecos cuya densidad es conocida, a partir de esta relación lineal: Cristalinidad = (l/densidad no cristalina) - (l/densidad experimental) (l/densidad no cristalina) - (l/densidad completamente cristalina) Ya que muchas muestras de fibra no están totalmente libres de huecos, el método de espectroscopia Raman es el método preferido para determinar la cristalinidad. Debido a que la medición Raman no es sensible al contenido de huecos, puede usarse la intensidad relativa del estiraje del carbonilo a 1650-1 cm para determinar la cristalinidad de una meta-aramida en cualquier forma, ya sea hueca o no. Para lograr esto, se desarrolló una relación lineal entre la cristalinidad y la intensidad del estiraje del carbonilo a 1650 cm-1, normalizada a la intensidad del modo de estiraje del anillo a 1002 cm-1 con el uso de muestras con un mínimo de huecos cuya cristalinidad se determinó y conoció previamente a partir de mediciones de la densidad, tal como se describió anteriormente. La siguiente relación empírica, que depende de la curva de calibración de densidad, fue desarrollada para el porcentaje de cristalinidad por medio del uso de un espectrómetro Raman Nicolet Modelo 910 FT : % cristalinidad = 100.0 x (1(1650 cm-1) - 0.2601) 0.1247 en donde 1(1650 cm-1) es la intensidad Raman de la muestra de meta-aramida en ese punto. Por medio del uso de esta intensidad, el porcentaje de cristalinidad de la muestra experimental se calcula a partir de la ecuación.

Las fibras de meta-aramidas , cuando se hilan a partir de la solución, se templan y secan a temperaturas menores que la temperatura de transición del vidrio, sin la adición de calor o tratamiento químico, desarrollan solamente niveles menores de cristalinidad. Tales fibras tienen un porcentaje de cristalinidad menor que 15 por ciento cuando la cristalinidad de la fibra se mide mediante técnicas de dispersión Raman. Estas fibras con un grado de cristalinidad bajo son consideradas fibras de meta-aramida amorfa que pueden cristalizarse con el uso de calor o medios químicos. El nivel de cristalinidad puede aumentarse por tratamiento de calor a o por encima de la temperatura de transición del vidrio del polímero. Típicamente, este calor se aplica por medio de contactar la fibra con rodillos calientes bajo tensión por el tiempo suficiente para impartir la cantidad deseada de cristalinidad a la fibra.

El nivel de cristalinidad de las fibras de m-aramida puede aumentarse por tratamiento químico y, en algunas modalidades, esto incluye métodos que colorean, tiñen o simulan teñir las fibras antes de incorporarlas a una tela. Algunos métodos se describen en, por ejemplo, las patentes de los Estados Unidos núms . 4,668,234; 4,755,335; 4,883,496 y 5,096,459. Puede usarse un agente para ayudar al teñido, conocido también como portador de tinte, para ayudar a aumentar la recolección de tinte de las fibras de aramida . Los portadores de tinte útiles incluyen éter de arilo, alcohol bencílico o acetofenona.

Las fibras de para-aramida proporcionan una fibra con alta resistencia a la tracción que, al añadirla en cantidades adecuadas al hilo, mejora la resistencia a la rotura de las telas hechas con el hilo después de la exposición a las llamas. Grandes cantidades de fibras de para-aramida en los hilos hacen que las prendas de vestir que comprenden los hilos sean incómodas para el usuario. El hilo tiene por lo menos 5 por ciento en peso de fibras de para-aramida. En algunas modalidades la cantidad máxima preferida de fibras de para-aramida es de 15 por ciento en peso o menor.

El término resistencia a la tracción se refiere a la cantidad máxima de tensión que puede aplicarse a un material antes de que se rompa o falle. La resistencia a la rotura por tracción es la cantidad de fuerza que se requiere para desgarrar una tela. Generalmente, la resistencia a la tracción de una tela se refiere a cuán fácilmente la tela de desgarra o rasga. La resistencia a la tracción también se refiere a la capacidad de la tela de evitar estirarse o deformarse permanentemente. Las resistencias a la tracción y a la rotura por tracción de una tela deben ser lo suficientemente altas como para evitar que la prenda de vestir se desgarre, rasgue o deforme permanentemente de manera que comprometa significativamente el nivel previsto de protección de la prenda de vestir.

Debido a que las descargas eléctricas estáticas pueden ser peligrosas para los trabajadores que trabajan con equipo eléctrico sensible o cerca de vapores inflamables, el hilo, tela o prenda de vestir contiene, opcionalmente , un componente antiestático que comprende un metal o carbono. Ejemplos ilustrativos son la fibra de acero, fibra de carbono o un carbono combinado con una fibra existente. Cuando se usa, el componente antiestático está presente en una cantidad de 1 a 3 por ciento en peso del total del hilo, tela o prenda de vestir y, cuando se usa, reemplaza un peso equivalente de fibra de meta-aramida en el hilo, tela o prenda de vestir, siempre y cuando se mantenga la condición de un mínimo de fibra de meta-aramida en el hilo, tela, o prenda de vestir. En algunas modalidades preferidas, el componente antiestático está presente en una cantidad de solamente 2 a 3 por ciento en peso. La patente de los Estados Unidos núm. 4,612,150 (otorgada a De Howitt) y la patente de los Estados Unidos núm. 3,803,453 (otorgada a Hull) describen una fibra conductora especialmente útil, en donde se dispersa negro de carbón en una fibra termostática , lo que proporciona conductancia antiestática a la fibra. La fibra antiestática preferida es una fibra con envoltura de nilón y núcleo de carbono. El uso de fibras antiestáticas proporciona hilos, telas y prendas de vestir que tienen propensión reducida a la estática y, por lo tanto, fuerza del campo eléctrico aparente y acumulación de estática reducidas.

Los hilos pueden producirse mediante técnicas de hilado tales como, pero sin limitarse a, hilatura de anillos, hilatura de núcleo e hilatura por chorro de aire, que incluyen técnicas de hilatura por aire, tales como hilatura por aire Murata, en donde se usa el aire para retorcer fibras cortadas para obtener un hilo, siempre y cuando esté presente el grado de cristalinidad requerido en el hilo final. Si se producen hilos sencillos, entonces, preferentemente, se los dobla para formar un hilo doblado retorcido que comprende por lo menos dos hilos sencillos antes de ser convertido en una tela.

Para proporcionar protección contra las tensiones térmicas intensas provocadas por los arcos eléctricos, se prefiere que una tela protectora contra arcos y las prendas de vestir fabricadas de esa tela tengan características tales como un LOI mayor que la concentración de oxígeno en el aire (es decir, mayor que 21 y, preferentemente, mayor que 25) para la resistencia a las llamas, una longitud carbonizada corta indicativa de propagación lenta del daño a la tela y buena resistencia a la rotura para evitar que la energía afecte las superficies que están debajo de la capa protectora .

El término tela, tal como se usa en la especificación y las reivindicaciones adjuntas, se refiere a una capa protectora deseada que ha sido tejida o, de cualquier otra forma, ensamblada por medio del uso de uno o más tipos distintos del hilo descrito anteriormente. Una modalidad preferida es una tela tejida y un ligamento preferido es un ligamento de sarga. En algunas modalidades preferidas las telas tienen una resistencia al arco, normalizada para el peso base, mayor que 0.185 joules por centímetro cuadrado por gramos por metro cuadrado (1.5 calorías por centímetro cuadrado por onza por yarda cuadrada) . En algunas modalidades preferidas la resistencia al arco es mayor que 0.198 joules por centímetro cuadrado por gramos por metro cuadrado (1.6 calorías por centímetro cuadrado por onza por yarda cuadrada) .

Los hilos que tienen las proporciones de fibra de meta-aramida, fibra modacrílica, fibra de para-aramida y, opcionalmente , fibra antiestática tal como se describió anteriormente están, preferentemente, presentes exclusivamente en la tela. En el caso de una tela tejida, los hilos se usan tanto en la urdimbre y el relleno de la tela. Si así se desea, las cantidades relativas de fibra de meta-aramida, fibra modacrílica, fibra de para-aramida y fibra antiestática pueden variar en los hilos siempre y cuando la composición de los hilos caiga dentro de los intervalos descritos anteriormente.

Los hilos que se usan en la fabricación de telas consisten prácticamente en fibra de meta-aramida , fibra modacrílica, fibra de para-aramida y, opcionalmente, fibra antiestática como se describió anteriormente, en las proporciones descritas, y no incluyen ninguna otra fibra o material termoplástico o combustible adicional. Otros materiales y fibras, tales como fibras de poliamida o de poliéster proporcionan material combustible a los hilos, telas y prendas de vestir y se cree que afectan el rendimiento de combustión súbita de las prendas de vestir.

Las prendas de vestir fabricadas de hilos que tienen las proporciones de fibra de meta-aramida, fibra modacrílica, fibra de para-aramida y fibra antiestática opcional, tal como se describió anteriormente, proporcionan protección térmica al usuario que es equivalente a menos de 65 por ciento de la quemadura corporal prevista cuando el usuario está expuesto una combustión súbita de 4 segundos, al mismo tiempo que mantiene una calificación de arco de categoría 2. Esto es una mejora importante sobre el estándar mínimo menor que un 50 por ciento de quemadura corporal prevista para el usuario en una exposición de 3 segundos; la lesión por quemadura es prácticamente exponencial en su naturaleza con respecto a la exposición a las llamas de otras telas con resistencia a las llamas. La protección proporcionada por la prenda de vestir, si es que hubiera un tiempo adicional de un segundo de exposición a las llamas, puede significar, potencialmente , la diferencia entre la vida y la muerte.

Hay dos categorías comunes de calificación para la calificación de arcos. National Fire Protection Association (Asociación Nacional de Protección contra el Fuego) (NFPA) tiene cuatro categorías distintas, la Categoría 1 tiene el rendimiento más bajo y la Categoría 4 tiene el rendimiento más alto. Según el sistema de la NFPA 70E, las categorías 1,2,3 y 4 corresponden a un flujo de calor a través de la tela de 16.7, 33.5, 104.7 y 167.5 joules por centímetro cuadrado (4, 8, 25 y 40 calorías por centímetro cuadrado), respectivamente. National Electric Safety Code (Código de Seguridad Eléctrica Nacional) (NESC) también tiene un sistema de calificación con tres categorías distintas; la categoría 1 tiene el rendimiento más bajo y la categoría 3 tiene el rendimiento más alto. Según el sistema del NESC, las categorías 1, 2 y 3 corresponden a un flujo de calor a través de la tela de 16.7, 33.5 y 50.2 joules por centímetro cuadrado (4, 8 y 12 calorías por centímetro cuadrado), respectivamente. Por lo tanto, una tela o prenda de vestir que tiene una calificación de arco de categoría 2 puede resistir un flujo térmico de 33.5 joules por centímetro cuadrado (8 calorías por centímetro cuadrado) , medido por el método fijo estándar ASTM F1959.

El rendimiento de las prendas de vestir en una combustión súbita se mide con un maniquí instrumentado por medio del uso del protocolo de pruebas de ASTM F1930. El maniquí está vestido con la prenda de vestir y está expuesto a las llamas de quemadores. Hay sensores que miden las temperaturas de la piel que experimentaría el cuerpo de un ser humano si se lo sometiera a la misma cantidad de llamas. Dada una intensidad de llama estándar, el grado de quemaduras que experimentaría un ser humano (es decir, de primer grado, segundo grado, etc.) y el porcentaje del cuerpo quemado pueden determinarse con los datos de la temperatura del maniquí. Una quemadura corporal prevista baja es una indicación de una mejor protección de la prenda de vestir en peligro de combustión súbita.

Se cree que el uso de fibra de meta-aramida cristalina en los hilos, telas y prendas de vestir, como se describió anteriormente, no solamente puede proporcionar rendimiento mejorado en las combustiones súbitas, sino que también resulta en un encogimiento por lavado significativamente reducido. Este encogimiento reducido está basado en una tela idéntica, en donde la única diferencia es el uso de fibra de meta-aramida que tiene el grado de cristalinidad establecido previamente, en comparación con una fibra de meta-aramida que no ha sido tratada para aumentar la cristalinidad. Para los propósitos de la presente invención, el encogimiento se mide después de un ciclo de lavado de 20 minutos con una temperatura del agua de 60 °C (140 °F) . Las telas preferidas demuestran un encogimiento de 5 por ciento o menos después de 10 ciclos de lavado y, preferentemente, después de 20 ciclos.

A medida que aumenta la cantidad de tela por área unitaria, aumenta la cantidad de material entre un peligro potencial y el sujeto a proteger. Un aumento en el peso base de la tela resulta en un aumento en la resistencia a la rotura, un aumento en el factor de protección térmica y un aumento en la protección contra arcos. Sin embargo, no es evidente cómo se puede lograr un rendimiento mejorado en las telas de menor peso. El peso base de las telas que tienen el rendimiento de arco y de combustión súbita deseados es 135 g/m2 (4 oz/yd2) o mayor y en algunas modalidades, el peso base es 186.5 g/m2 (5.5 oz/yd2) o mayor. En algunas modalidades preferidas, el peso base es 200 g/m2 (6.0 oz/yd2) o mayor. En algunas modalidades el peso base máximo preferido es 237 g/m2 (7.0 oz/yd2); en otras modalidades, el peso base máximo es 407 g/m2 (12 oz/yd2) A valores mayores que este máximo, se cree que los beneficios de comodidad de la tela de peso más ligero en las prendas de vestir de la tela se reducen porque se cree que un peso base superior podría mostrar mayor rigidez .

La longitud carbonizada es una medida de la resistencia a las llamas de un textil. El carbón se define como el residuo carbonáceo que se forma como resultado de pirólisis o combustión incompleta. La longitud carbonizada de una tela bajo condiciones de prueba ASTM 6413-99, según se indica en esta especificación, se define como la distancia del borde de la tela que está expuesta directamente a las llamas, al punto más lejano del daño visible a la tela después de aplicar una fuerza de desgarre determinada. Según el NFPA 2112, un estándar de combustión súbita, la tela debería tener una longitud carbonizada menor que 10.2 cm (4 pulgadas) . Según el ASTM F1506, un estándar de resistencia a los arcos, la tela debería tener una longitud carbonizada menor que 15.2 cm (6 pulgadas) . Por lo tanto, en una modalidad, la tela tiene una longitud carbonizada medida por ASTM 6413-99 menor que 15.2 cm (6 pulgadas) . En otra modalidad la tela tiene una longitud carbonizada medida por ASTM 6413-99 menor que 10.2 cm (4 pulgadas) En algunas modalidades preferidas, la tela se usa como una sola capa en una prenda de vestir protectora. En esta especificación, el valor protector de una tela está presentado para una sola capa de la tela. En algunas modalidades esta invención incluye, además, una prenda de vestir multicapa fabricada con la tela.

En algunas modalidades particularmente útiles, los hilos discontinuos que tienen las proporciones de fibra de meta-aramida, fibra modacrílica, fibra de para-aramida y fibra antiestática opcional, tal como se describió anteriormente, pueden usarse para fabricar prendas de vestir resistentes a las llamas. En particular, tales prendas de vestir son adecuadas para usar en la protección contra arcos y llamas y comprenden una tela que consiste prácticamente en (a) 50 a 80 por ciento en peso de fibra de meta-aramida con un grado de cristalinidad de por lo menos 20 % ; (b) 31 a 39 por ciento en peso de fibra modacrílica ; y (d) 5 a 15 por ciento en peso de fibra para-aramida ; estos porcentajes en base a los componentes (a) , (b) y (c) . Si se desea, 1 a 3 por ciento en peso de la fibra de meta-aramida se puede reemplazar con fibra antiestática que comprende carbono o metal con la condición de que se mantenga por lo menos 50 por ciento en peso de fibra de meta-aramida. El peso base preferido de las telas en las prendas de vestir es 150 g/m2 (4.5 oz/yd2) o mayor. En algunas modalidades el peso base máximo preferido es 290 g/m2 (8.5 oz/yd2).

En algunas modalidades las prendas pueden tener una capa de tela protectora elaborada de hilo discontinuo hilado. Las prendas ilustrativas de este tipo incluyen mamelucos y sobretodos para bomberos o para personal militar. Las prendas se usan, generalmente, sobre la vestimenta de bomberos y puede usarse para saltos de paracaídas al interior de un área para apagar un incendio forest l. Otras prendas pueden incluir pantalones, camisas, guantes, mangas y similares, que pueden usarse en situaciones determinadas, tales como en las industrias de procesamiento químico o en la industria eléctrica/de servicios públicos en las que puede producirse un evento térmico extremo.

Métodos de prueba El desempeño de abrasión de las telas se determina de conformidad con ASTM D-3884 -01, "Standard Guide for Abrasión Resistance of Textile Fabrics (Rotary Platform, Double Head Method) " [Guía estándar para la resistencia a la abrasión de géneros textiles (Método de plataforma giratoria con doble cabezal) ] .

La resistencia al arco de las telas se determina de conformidad con ASTM F-1959-99 "Standard Test Method for Determining the Are Thermal Performance Valué of Materials for Clothing" (Método de prueba estándar para determinar el valor del rendimiento térmico de un arco de materiales para prendas de vestir) .

El contenido de antimonio en la fibra modacrílica se determina en una muestra de la tela, ya que ninguna de las otras fibras tiene antimonio, tal como se señala en la Hoja de datos de seguridad de materiales (MSDS) . De la tela se obtiene una muestra de 0.1 gramos. La muestra se combina primero con cuatro milímetros de ácido sulfúrico de grado ambiental y, después, se añaden dos mililitros de ácido nítrico de grado ambiental. La muestra en el ácido se calienta en un horno a microondas por aproximadamente 2 minutos a una temperatura de 200-220C para que digiera los materiales no metálicos. La solución del digestato ácido se diluye a 100 mililitros en un matraz volumérico de clase A con agua Milli-Q. La solución ácida se analiza mediante espectrometría de emisión ICP por medio del uso de tres longitudes de onda de emisión a 206.836 nm, 217.582 nm y 231.146 nm para determinar el contenido de antimonio.

La resistencia a la rotura de las telas se determina de conformidad con ASTM D-5034-95, "Standard Test Method for Breaking Strength and Elongation of Fabrics (Grab Test) " [Método de prueba estándar para el esfuerzo de ruptura y elongación de las telas (Prueba de sujeción) ] .

El índice de oxígeno limitado (LOI) de las telas se determina de conformidad con ASTM G-125-00 "Standard Test Method for Measuring Liquid and Solid Material Fire Limits in Gaseous Oxidants" (Método de prueba estándar para medir los límites de fuego de materiales líquidos y sólidos en oxidantes gaseosos) .

La resistencia de rasgado de las telas se determina de conformidad con ASTM D-5587-03, "Standard Test Method for Tearing de las telas by Trapezoid Procedure" (Método de prueba estándar para el rasgado de las telas mediante el procedimiento de trapezoide) .

El rendimiento de protección térmica de telas se determina de acuerdo con NFPA 2112 "Standard on Fíame Resistant Garments for Protection of Industrial Personnel Against Flash Fire" . El término rendimiento protector térmico (o TPP) se refiere a la capacidad de las telas para proporcionar protección continua y confiable a la piel de un usuario debajo de una tela cuando la tela se expone a llama directa o calor radiante.

La prueba de nivel de protección contra combustiones súbitas se hizo en conformidad con ASTM F-1930 por medio del uso de un maniquí térmico instrumentado con un mameluco de patrón estándar fabricado con la tela de prueba.

La longitud quemada de las telas se determina de conformidad con ASTM D-6413 -99, "Standard Test Method for fíame resistance of Textiles (Vertical Method) " [Método de prueba estándar para la resistencia a las llamas de materiales textiles (Método vertical) ] .

La concentración mínima de oxígeno, expresada en porcentaje en volumen, en una mezcla de oxígeno y nitrógeno que soporta la combustión de las llamas de una tela inicialmente a temperatura ambiente se determina bajo las condiciones de ASTM G125 / D2863.

El encogimiento se determina por medio de medir físicamente la unidad de área de una tela después de uno o más ciclos de lavado. Un ciclo significa lavar la tela en una lavadora industrial por 20 minutos con una temperatura de agua de 140 grados F (60°C) .

Los siguientes ejemplos se ofrecen para dar más información sobre la presente invención. Todas las partes y porcentajes están en peso y los grados en centígrados a menos que se indique de cualquier otra manera.

Ejemplo 1 Este ejemplo ilustra un hilo, tela y prenda de vestir que tienen fibra de meta-aramida con un grado de cristalinidad que está combinado por lo menos 20 % con fibra modacrílica y fibra de para-aramida. Este material tiene tanto la calificación de arco de 2 y una quemadura corporal prevista del maniquí térmico instrumentado a 4 segundos de exposición de < 65 %.

Se prepara una tela durable protectora contra el calor y el arco que tiene ambos hilos de urdimbre e hilado al aire de mezclas íntimas de fibra Nomex® tipo 300, fibra Kevlar® 29, y la fibra modacrílica Nomex® tipo 300 es poli (m-fenileno isoftalamida) (MPD-I) con un grado de cristalinidad de 33-37 %. La fibra modacrílica es fibra de copolímero ACN/cloruro de polivinilideno con 6.8 % de antimonio (conocido comercialmente como Protex®C) . La fibra Kevlar® 29 es poli- (p-fenileno tereftalamida) (PPD-T) .

Se prepara una cinta de la mezcla de 55 por ciento en peso de fibra Nomex® tipo 300, 10 por ciento en peso de fibra Kevlar® 29 y 35 por ciento en peso de fibra modacrílica y se obtiene un hilo discontinuo mediante procesamiento de sistema de algodón y marco de hilado a chorro de aire. El hilo resultante es un hilo sencillo de 21 tex (28 por conteo de hilos de algodón) . Seguidamente, se doblan dos hilos sencillos en una máquina plegadora para obtener un hilo de dos cabos con 4 vueltas/centímetro torcido (10 vueltas/pulgada torcida) .

Después, el hilo se usa como en la urdimbre y relleno de una tela que se fabrica en un telar de lanzadera en una estructura de 3x1 de sarga. La tela de sarga cruda tiene un peso base de 203 g/m2 (6 oz/yd2) . La tela de sarga cruda se lava en agua caliente y se tiñe a chorro con tinte básico y se seca. La tela de sarga terminada tiene una estructura de 31 cabos x 16 pasadas por era (77 cabos x 47 pasadas por pulgada) y un peso base de 220 g/m2 (6.5 oz/yd2) . Una porción de esta tela se ensaya para comprobar sus propiedades de arco, térmicas y mecánicas y una porción se transforma en mamelucos protectores de una sola capa para ensayar contra combustiones súbitas. El rendimiento de la prueba de arcos se muestra en la Tabla 1. Este rendimiento es equivalente a un porcentaje inferior a 65 por ciento de quemadura corporal prevista cuando está expuesto a una combustión súbita de 4 segundos según ASTM F1930, al mismo tiempo que se mantiene una calificación de arco de categoría 2 según ASTM F1959 y NFPA 70E.

Ejemplo 2 Se repite el procedimiento del Ejemplo 1, excepto que se fabrican tres artículos con distintas composiciones con las mismas fibras. El primer artículo A consiste en una mezcla de 25 por ciento en peso de la fibra Nomex®, 10 por ciento en peso de la fibra Kevlar® y 65 por ciento en peso de la fibra modacrílica . El segundo artículo B consiste en una mezcla de 65 por ciento en peso de la fibra Nomex®, 10 por ciento en peso de la fibra Kevlar® y 25 por ciento en peso de la fibra modacrílica. El tercer artículo consiste en una mezcla de 70 por ciento en peso de la fibra Nomex®, 10 por ciento en peso de la fibra Kevlar® y 20 por ciento en peso de la fibra modacrílica. Una porción de esta tela se ensaya para comprobar sus propiedades de arco, térmicas y mecánicas y una porción se transforma en mamelucos protectores de una sola capa para ensayar contra combustiones súbitas.

La prueba del arco de estas telas se muestra en la Tabla 1 y se ilustra en la Figura. La tela del Ejemplo 1 muestra un incremento sorprendente en la resistencia al arco (también denominada clasificación de arco por peso unitario contra la adecuación lineal de cuatro composiciones, lo que muestra que la composición del Ejemplo 1 es inesperadamente superior.

Tabla Muestra Meta-aramida Para-aramida Modacrílica Base Clasificación de Clasificación Resistencia (J/ (por ciento en (por ciento en (por ciento Porcentaje arco (J/cmz cm2/oz/m2 (cal/cm^oz/yd2)) peso) peso) en peso) (g m^oz/yd2)) (cal/cm2)) A 25 10 65 271 (8.0) 51.5 (12.3) 0.185 (1.5) 1 55 10 35 214 (6.3) 44.4 (10.6) 0.210 (1.7) B 65 10 25 224 (6.6) 38.1 (9.1) 0.173 (1.4) C 70 10 20 203 (6.0) 29.7 (7.1) 0.148 (1.2) Ejemplo 3 Se repite el Ejemplo 1, excepto que 2 por ciento en peso de la fibra Nomex® se reemplaza con una fibra antiestática que es una fibra de núcleo de carbono con envoltura de nailon conocida comercialmente como P140. La tela resultante se convierte en mamelucos protectores de una sola capa con rendimiento previsto similar al Ejemplo 1.

Ejemplo 4 Se repite el Ejemplo 1, excepto que la fibra modacrílica que contiene 6.8 % de antimonio se reemplaza con fibra modacrílica que está libre de antimonio. La tela resultante se convierte en mamelucos protectores de una sola capa.

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 (18)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un hilo para usar en la protección contra arcos y llamas, caracterizado porque consiste prácticamente en: (a) 50 a 60 por ciento en peso de fibra de meta-aramida con un grado de cristalinidad de por lo menos 20 % ; (b) 31 a 39 por ciento en peso de fibra modacrílica ; y (c) 5 a 15 por ciento en peso de fibra de para-aramida ; los porcentajes son en base a los componentes (a) , (b) y (c) , siempre que: 1 a 3 por ciento en peso de la fibra de meta-aramida pueda reemplazarse con fibra antiestática, con la condición de que esté presente por lo menos 50 por ciento en peso de fibra de meta-aramida .

2. El hilo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además 1 a 3 por ciento en peso de la fibra de meta-aramida se reemplaza con fibra antiestática que comprende carbono o metal, con la condición de que se mantenga por lo menos 50 por ciento en peso de fibra de meta-aramida .

3. El hilo de conformidad con la reivindicación 1, con la fibra de meta-aramida , caracterizado porque tiene un grado de cristalinidad en un intervalo de 20 a 50 %.

4. El hilo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además la fibra modacrílica tiene menos de 8 por ciento de antimonio.

5. El hilo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además no está presente ninguna fibra antiestática .

6. Una tela adecuada para usar en la protección contra arcos y llamas; caracterizada porque comprende un hilo que consiste prácticamente en: (a) 50 a 60 por ciento en peso de fibra de meta-aramida con un grado de cristalinidad de por lo menos 20 %; (b) 31 a 39 por ciento en peso de fibra modacrílica; y (c) 5 a 15 por ciento en peso de fibra para-aramida; los porcentajes son en base a los componentes (a) , (b) y (c) ; siempre que: 1 a 3 por ciento en peso de la fibra de meta-aramida pueda reemplazarse con fibra antiestática, con la condición de que esté presente por lo menos 50 por ciento en peso de fibra de meta-aramida , la tela tiene un peso base en el intervalo de 135 a 407 gramos por metro cuadrado (de 4 a 12 onzas por yarda cuadrada) .

7. La tela de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque además 1 a 3 por ciento en peso de la fibra de meta-aramida se reemplaza con fibra antiestática que comprende carbono o metal, con la condición de que se mantenga por lo menos 50 por ciento en peso de fibra de meta-aramida .

8. La tela de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque además la fibra modacrílica tiene menos que 8 por ciento de antimonio.

9. La tela de conformidad con la reivindicación 6; caracterizada porque tiene una a longitud de carbonización según ASTM D-6413-99 menor que 15.2 cm (6 pulgadas) .

10. La tela de conformidad con la reivindicación 6 ; caracterizada porque tiene una resistencia al arco según ASTM F-1959-99 mayor que 0.185 joules por centímetro cuadrado por gramos por metro cuadrado (1.5 calorías por centímetro cuadrado por onza por yarda cuadrada) de tela.

11. La tela de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque además la fibra de meta-aramida tiene un grado de cristalinidad en un intervalo de 20 a 50 %.

12. La tela de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque no está presente ninguna fibra antiestática.

13. Una prenda de vestir adecuada para usar en la protección contra arcos y llamas; caracterizada porque comprende una tela que consiste prácticamente en: (a) 50 a 60 por ciento en peso de fibra de meta-aramida con un grado de cristalinidad de por lo menos 20 % ; (b) 31 a 39 por ciento en peso de fibra modacrílica ; y (c) 5 a 15 por ciento en peso de fibra para-aramida ; los porcentajes son en base a los componentes (a), (b) y (c) siempre que: 1 a 3 por ciento en peso de la fibra de meta-aramida pueda reemplazarse con fibra antiestática con la condición de que esté presente por lo menos 50 por ciento en peso de fibra de meta-aramida , la tela tiene un peso base en el intervalo de 150 a 290 gramos por metro cuadrado (de 4.5 a 8.5 onzas por yarda cuadrada) .

14. La prenda de vestir de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque además 1 a 3 por ciento en peso de la fibra de meta-aramida se reemplaza con fibra antiestática que comprende carbono o metal, con la condición de que se mantenga por lo menos 50 por ciento en peso de fibra de meta-aramida.

15. La prenda de vestir de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque además la fibra modacrílica tiene menos que 8 por ciento de antimonio.

16. La prenda de vestir de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque proporciona protección térmica equivalente a menos que 65 % de quemadura corporal en una exposición a las llamas de 4 segundos según ASTM F1930, al mismo tiempo que mantiene una calificación de arco de categoría 2 según ASTM F1959 y NFPA 70E.

17. La prenda de vestir de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque además la tela tiene una resistencia al arco según ASTM F-1959-99 mayor que 0.185 joules por centímetro cuadrado por gramos por metro cuadrado (1.5 calorías por centímetro cuadrado por onza por yarda cuadrada) de tela.

18. La prenda de vestir de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque además no está presente ninguna fibra antiestática.