MXPA05005082A - Tela aramidica cardada verticalmente apilada util en ropa para extincion de incendios. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a una seria de aramidas verticalmente apiladas que contienen fibras p-aramidicas y m-aramidicas cardadas empleadas como un forro interior en ropas para extincion de incendios.

Description

TELA ARAMIDICA CARDADA VERTICALMENTE APILADA UTIL EN ROPA PARA EXTINCION DE INCENDIOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige a una tela aramídica cardada verticálmente apilada, la cual puede ser empleada como un forro térmico aislante en ropas para extinción de incendios .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La mayoría de las vestimentas comúnmente usadas por los bomberos en los Estados unidos comprende tres capas, cada una realizando una función distinta. Existe una tela de revestimiento externo a menudo elaborada de fibras aramídicas resistentes a la flama tales como poli (isoftalamida de meta-fenileno) (MPD-I) o poli ( tereftalamida de para-fenileno) (PPD-T) o combinaciones de aquellas fibras con fibras resistentes a la flama tales como polibenzimídazoles (PBI) . Adyacente a la tela de revestimiento externo, está una barrera de humedad y las barreras de humedad comunes incluyen un laminado de membrana PTFE de Crosstech® en un substrato MPD-I/PPDT tejido. Adyacente a la barrera de humead está un forro térmico aislante el cual comprende de manera general, un colchón de fibras de fibra resistente al calor. El revestimiento ' externo sirve como una protección REF: 163241 inicial a la flama, mientras el forro térmico y la barrera de humedad protegen contra el estrés por calor. La Patente Estadounidense 5,645,296, describe materiales flexibles resistentes al calor y al fuego, formados de una mezcla intima de rellenador intumescente orgánico y fibras orgánicas. La Patente Estadounidense 5,150,476 describe una tela aislante en capas empleada como un forro interior comúnmente usada por los bomberos, la cual comprende una capa intermedia de material plisado en donde el plisado se define entre un arreglo de bolsas de aire que funcionan como aislamiento térmico. Se presenta una necesidad de un material aislante mejorado, el cual pueda ser empleado como un forro interior en ropas para extinción de incendios.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige a una tela aramidica cardada verticalmente apilada y a un método de preparación, en donde la tela tiene una sección transversal rectangular, longitudinal, con bordes paralelos continuos y ranuras de espaciamiento aproximadamente igual, en donde dicha tela comprende 5 hasta 95 partes en peso de fibras p-aramidicas cardadas y 95 a 5 partes en peso de fibras m-aramidicas cardadas, en una base de 100 partes en peso de fibras p-aramídicas y m-aramídicas . En una modalidad preferida, la tela comprende: una densidad de área en un intervalo desde 0.5 hasta 7 onzas por yarda cuadrada (14.17 hasta 198.44 gramos/cm2) , una altura en un intervalo desde 2 mm hasta 50 mm y una frecuencia de pico la cual ocurre en un intervalo desde 4 a 15 veces por pulgada; y 0 a 20 partes en peso de aglutinante. Un uso preferido de la estructura verticalmente apilada es un forro interior en la ropa para extinción de incendios .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es un diagrama de bloque, que ilustra el proceso para elaborar nuevas estructuras corrugadas de la presente invención. La Figura 2A es una vista esquemática de una máquina de la técnica anterior la cual tiene dos elementos alternativos los cuales pueden ser usados con el proceso de la presente invención para manufacturar las estructuras verticalmente apiladas deseadas de la presente invención. La Figura 2B es una vista esquemática del mecanismo de accionamiento para los dos elementos alternativos de la máquina de la técnica anterior mostrada en la Figura 2A.

La Figura 3 es una representación fotográfica de la estructura verticalmente aplicada de la presente invención. La Figura 4? es una vista en perspectiva de la estructura verticalmente apilada de la presente invención. La Figura 4B es una vista en sección trasversal de una modalidad alternativa de la estructura verticalmente apilada de la presente invención. La Figura 4C es una vista en sección transversal de una modalidad alternativa adicional de la estructura verticalmente apilada de la presente invención. La Figura 4D es una vista en sección transversal de otra modalidad alternativa de la estructura verticalmente apilada de la presente invención. La Figura 4E es una vista en sección transversal de otra modalidad alternativa de la estructura verticalmente apilada de la presente invención. La Figura 4F es una vista en sección transversal de otra modalidad alternativa de la estructura verticalmente apilada de la presente invención. La Figura 5 es una vista en perspectiva de un forro térmico empleando la estructura verticalmente apilada de la presente invención. La Figura 6 es una representación pictórica de una prenda de bombero que incorpora la estructura verticalmente apilada de la presente invención.

La Figura 7 es una vista en elevación lateral seccional de una tela compuesta de la prenda de bombero de la Figura 6.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE IA INVENCIÓN De manera critica se presenta en la presente invención, la formación de una tela aramidica cardada verticalmente apilada, uniforme, por el uso de dos diferentes fibras aramidicas cardadas, es decir, una fibra p-aramídica y una fibra m-aramídica . Como se emplea en este texto, el término aramida significa poliamida en donde al menos, 85% de los enlaces amida (-CONH-) están unidos directamente a dos anillos aromáticos . Pueden ser usados aditivos con la aramida y, puede ser combinado hasta tanto como 10 por ciento en peso de otro material polimérico con la aramida o tales copolimeros pueden ser usados por tener tanto como 10 por ciento de otras diaminas substituidas para la diamina de la aramida o tanto como 10 por ciento de otros cloruros diácidos substituidos para el cloruro diácido de la aramida. En la práctica de esta invención, las aramidas muy a · menudo usadas son: poli (tereftalamida de parafenileno) y poli (isoftalamida de metafenileno) . Se presentan dos distintas modalidades de la presente invención, es decir, (1) una modalidad la cual emplea una combinación de fibras de p-aramidicas y m-aramídicas, en donde la estructura verticalmente apilada se mantiene en una posición fija por el uso de un material aglutinante, y (2) una modalidad la cual emplea una combinación de fibras p-aramidicas y m-aramídicas, en donde las estructuras verticalmente apiladas se mantienen en una posición fija por el uso de un material de soporte en ya sea uno o ambos lados de la pila vertical, y la estructura verticalmente apilada es unida al material de soporte por ejemplo mediante costura. En ambas modalidades, la fibra aramidica cardada estará presente en una cantidad de 5-95 partes en peso de para-aramidica y 95-5 partes en peso de m-aramidica (en base a 100 partes en peso) . Una cantidad preferida de fibras aramidicas será de 30 a 70 partes en peso de fibras p-aramidicas y 70 a 30 partes' en peso de fibras m-aramídicas . En el caso de que un aglutinante se presente para soportar la aramida verticalmente apilada en su lugar, generalmente estará presente en una cantidad de 1 hasta 20 partes en peso. Aunque cantidades superiores de aglutinante pueden estar presentes, una cantidad agregada no es considerada necesaria para impartir un grado de rigidez de la estructura verticalmente apilada. Cantidades inferiores de aglutinante generalmente denotarán menos rigidez. Se entiende que el aglutinante puede ser una fibra o puede ser empleado, por ejemplo, como polvo rociado en la tela o estructura o como un liquido aplicado a las fibras aramídicas y subsecuentemente solidificado. La composición del aglutinante no es critica siempre que el aglutinante imparta un grado de rigidez. Una clase preferida de aglutinantes son aglutinantes los cuales son fijados en su lugar por aplicación de calor. Se entiende que el aglutinante será seleccionado en base a la aplicación final de la estructura verticalmente apilada. De manera ilustrativa, un aglutinante de fusión -inferior es menos deseable en un articulo para extinción de incendios. Para proporcionar consolidación de la estructura, las mezclas de alimentación comprenden fibras aglutinantes que tienen material aglutinante que se enlaza a una temperatura que es inferior (es decir, tiene un punto de ablandamiento inferior) que cualquier (es decir, inferior que el más bajo) punto de ablandamiento de dichas fibras cortadas en la mezcla de alimentación, en la cantidad en peso de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 partes en peso de la mezcla, el colchón de fibras es calentado en un horno para activar el material aglutinante. Son preferidas fibras bicompuestas de envoltura/núcleo como fibras aglutinantes, especialmente fibras aglutinantes bicompuestas que tienen un núcleo de homopolimero de poliéster y una envoltura de copoliéster que es un material aglutinante, tal como son comúnmente disponibles de Unitika Co . , Japón (por ejemplo, vendida como MELTY) . Clases empleadas de aglutinantes incluyen polipropileno, polietileno, poliéster, todos ellos, por sí mismos o como una combinación en lado por lado o en configuración de fibra bicompuesta de envoltura/núcleo . En el caso de que un aglutinante no se emplee en conjunto con la estructura verticalmente apilada, entonces las pilas verticales son mantenidas en su lugar por el uso de estructuras de soporte tales como una película o tela en uno o ambos lados de la apilación vertical. Las estructuras de soporte típicamente están físicamente conectadas a las pilas Verticales, tales como por unión por calor, estrés mecánico (presión) o por costura. El tipo de estructuras de soporte no es crítico y se seleccionará en conjunto con usos finales conocidos de la estructura verticalmente apilada. Ejemplos de materiales de soporte incluyen, telas de forro térmico tales como se ilustran más completamente abajo en una descripción de telas de forro térmico. Con referencia a la Figura 1, se ilustra una modalidad preferida de un proceso para formar una estructura de combinación de fibra p-aramídica/m-aramídica verticalmente apilada. El proceso ilustrado en la Figura 1 para elaborar estructuras fibrosas verticalmente apiladas incluye varias etapas. Primero, se presenta una rama de fibra que comprende un fardo de material de fibra p-aramidica y un fardo de fibra m-aramídica en forma pura. La rama de fibra se muestra como 10 en la Figura 1. Estos fardos son masas de fibras cortadas herméticamente empacadas, que pesan, por ejemplo, aproximadamente 500 libras (227 kg) . Las propiedades de las fibras individuales (antes de ser formadas en estructuras) deseables para manufacturar la estructura verticalmente apilada de la presente invención incluyen, denier por filamento y frecuencia de rizado. El denier es definido como el peso en gramos de 9000 metros de fibra y es de este modo, una medida en efecto del espesor de la fibra el cual hace la estructura. El rizado de una fibra es exhibido por numerosos picos y huecos en la fibra. La frecuencia del rizado se mide como el número de rizados por pulgada (rpp) o rizados por centímetro (rpcm) después del rizado de un haz de filamentos. Se ha encontrado, aunque probado extensivamente, que las fibras que tienen un denier por filamento de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 10 (.55-11 decitex por filamento), longitud de corte de aproximadamente 0.5 hasta 4 pulgadas (1.3 cm - 10.2 cm) y rizados por pulgada de aproximadamente 6 hasta aproximadamente 15 (2.4 hasta 5.9 rizados por cm) , son particularmente empleadas para la estructura verticalmente apilada de la presente invención.

La fibra puede ser formada de fibras para-aramidicas vendidas bajo la marca comercial KEVLAB® por E. I. du Pont de Nemours and Company of Wilmington, Delaware (aquí posteriormente "DuPont") y fibras meta-aramídicas vendidas bajo la marca comercial NOMEX® por DuPont. Rizados de la rama de fibra se remueven uno después de otro y después se alimentan a un colector, el cual se muestra como 12 en la Figura 1. En el colector, la fibra es abierta. Una fibra aglutinante también se envía al colector como se muestra en 16 en la Figura 1, y la fibra aglutinante es también abierta en el colector. Pueden ser usadas fibras aglutinantes de muchos materiales diferentes, sin embargo, el aglutinante preferido usado es MELTY 4080 (comercialmente disponible de Unitika Co., Japón), el cual tiene un núcleo de homopolímero de poliéster y una envoltura de copoliéster. Las fibras aglutinantes son especialmente empleadas para mejorar la estabilidad, características dimensionales y de manejo de la estructura de la presente invención, una vez que se forma. Por ejemplo, si la mezcla de fibras y fibras aglutinantes se calienta, durante la etapa de calentamiento, las fibras aglutinantes se fusionan y unen las fibras de manera tal que la estructura verticálmente apilada de la presente invención retiene su configuración deseada, es decir, altura específica, frecuencia de pico y densidad de área, como se discutirá abajo. La estructura puede ser estabilizada sin el uso de una fibra aglutinante pero con una técnica mecánica tal como punción por aguja o unión por punto térmico. Cualquier modificador, tal como un material retardante de flama, puede ser también agregado en adición a las fibras aglutinantes para obtener características funcionales deseadas. También está dentro del ámbito de la presente invención, usar una rama de fibras pre-mezcladas las cuales ya incluyen, fibras aglutinantes, con ello, se elimina la necesidad de mezclar las fibras aglutinantes en el colector. El proceso de la invención además comprende alimentar la mezcla/combinación de fibra abierta y la fibra aglutinante abierta en una mezcladora, tal como una mezcladora transportadora de aire 14 como se muestra en la Figura 1, para formar una mezcla uniforme. El proceso de la presente invención además comprende cardar la combinación para formar una tela fibrosa. Este cardado se realiza por una carda como se muestra en 18 en la Figura 1 para formar una tela fibrosa. La tela fibrosa es entonces enviada vía un transportador (no mostrado) , en una máquina 22 de Estructura Diseñada por Ingeniería con Precisión (ESP) , y un horno 23, la combinación se muestra de manera general en 20 en la Figura 1. La estructura puede ser comprimida o registrada 21 para logara la altura/espesor deseado. La máquina 22 se conoce en la técnica, como se describe en el documento WO 99/61693 y se muestra en las Figuras 2A y 2B en este documento . Como se muestra en la Figura 2A, la máquina 22 incluye dos elementos sincronizadamente alternativos 24 y 26 conectados a un mecanismo de accionamiento 28. Una varilla de conexión 30 conecta el elemento 24 a un ajuste deslizante 32 y también conecta el elemento deslizante 32 a una unión de articulación flexible 34. El ajuste deslizante 32 mantiene la varilla de conexión 30 en su posición vertical. Un perno 38 conecta la varilla de conexión 36 a un brazo 40, el cual en cambio, está conectado a un eje 42. Este eje 42 imparte un movimiento alternativo vertical al elemento alternativo 24. Un par de varillas de conexión 44 conecta el eje 42 al mecanismo de accionamiento 28 vía un perno 46 y una varilla de conexión 48. La varilla de conexión 48 está conectada a un mecanismo de accionamiento 28 por un perno, y una varilla de conexión 54· está conectada al mecanismo de accionamiento 28 por un perno 52. Un perno 56 conecta una varilla de conexión 54 a un par de varillas de conexión 58, las cuales se conectan a un eje 60. El eje 60 imparte movimiento alternativo horizontal al elemento alternativo 26. El eje 60 conecta a un brazo 62, el cual está conectado vía uniones de articulación flexible 64 y 66 y una varilla de conexión 68 a un ajuste deslizante 70. El ajuste deslizante mantiene a la varilla de conexión en su posición horizontal. Como se muestra en la Figura 2B, el mecanismo de accionamiento 28 incluye un eje de accionamiento 72 con dos cilindros de levas 74 y 76. El mecanismo de accionamiento 28 alterna el elemento 24 verticalmente y el elemento 26 horizontalmente . Los cilindros de levas permiten el movimiento de fase sincronizada de los elementos alternativos. El elemento 24 es perpendicular alternativo a la dirección longitudinal de la tela fibrosa, y el elemento 26 es alternativo paralelo a la dirección longitudinal de la tela fibrosa. Este movimiento alternativo con ello, pliega verticalmente la tela para formar una estructura verticalmente apilada, estrechamente empacada y simultáneamente la mueve hacia adelante (es decir, horizontalmente en la dirección del proceso separada de la tela fibrosa) . Después que la estructura es configurada en su forma deseada, pasa inmediatamente en un horno, tal como el horno 23 como se muestra en la Figura 1, en donde es calentada para unirse y consolidarse de manera tal que mantenga su apilado vertical. Como la estructura sale del horno, está en la forma de una estructura plegada. La estructura verticalmente apilada resultante de la presente invención, se muestra en 100 en las Figuras 3 y 4A. La estructura unida y consolidada puede ser comprimida si se desea, para lograr la altura/espesor deseados. Varias configuraciones de la estructura verticalmente apilada de la presente invención se muestran en las Figuras 4A-4F. Como se puede ver en estas figuras, la estructura verticalmente apilada de la presente invención tiene una sección transversal rectangular, esencialmente longitudinal. La estructura verticalmente apilada como se muestra en la Figura 4A, tiene una superficie superior 102 y una superficie inferior 104, una pared lateral 106 y una pared lateral 108 y paredes de extremo 110 y 112. Como se puede ver de las figuras 4A-4F, la estructura verticalmente apilada comprende una pluralidad de picos alternos continuos y huecos de espaciamiento aproximadamente igual. Los picos y huecos se muestran en 114, 114'', 114" y 144'"', 114"" y 114""' y en 116, 116', 116", 116"' ~ 116a" y 116""', respectivamente en las Figuras 4A-4F. Además, la estructura verticalmente apilada comprende una pluralidad de plisados paralelos alineados, o pilas verticales, 118, 118', 118" y 118'", 118"" y 118''"', las cuales están arregladas en forma similar al acordeón y las cuales se extienden alternativamente en direcciones diferentes entre cada pico y cada hueco. Los plisados alineados pueden ser interconectados por fibras protuberantes de los plisados adyacentes. La superficie superior de la estructura se forma por picos, mientras la superficie inferior se forma por los huecos. Las paredes laterales 106 y 108 se forman por los extremos de los plisados y las paredes de extremo 110 y 112 se forman por los plisados de la estructura. En las modalidades de las Figuras 4A-4C, E y F, los picos y los huecos son redondeados de manera general. Los plisados de la estructura verticalmente apilada pueden ser como dientes de sierra, como se muestra en la modalidad de la Figura 4B, de forma triangular como se muestra en la modalidad de la Figura 4C, de forma cuadrada/rectangular, como se muestra en la modalidad de la Figura 4D, VC" formado como se muestra en la modalidad de la figura 4E o formado en como se muestra en la modalidad de la Figura 4F. Sin embargo, la pila vertical puede ser vertical como se muestra en las Figuras 4?, 4C, 4D, 4E y 4F o inclinada como se muestra en la Figura 4B. Características importantes de la estructura verticalmente apilada de la presente invención, las cuales han sido determinadas por pruebas extensivas, son densidad de área, altura y frecuencia de pico. Específicamente, la estructura verticalmente apilada de la presente invención tiene una densidad de área de 0.5 a 7 oz/yd2 (14.17 a 198.44 gr/cm2) , preferiblemente 2 a 4 oz/yd2 (56.6 a 113.3 gr/cm2) , una altura de 2 mm a 50 mm, preferiblemente 3 a 8 mm, y una frecuencia de pico la cual ocurre a 4 a 15 veces por pulgada (1.58-5.91 veces por cm) , preferiblemente 8 a 12 veces por pulgada. La densidad de área de la estructura verticalmente apilada se controla fijando la velocidad de rendimiento de la tela y la velocidad de rendimiento de la estructura. La altura de la estructura vertícálmente apilada se controla por el espesor de una barra de empuje (no mostrada) usada para forzar la tela lejos del elemento alternativo 26 como se muestra en la Figura 2A y en el horno. La frecuencia del pico se mide como el número total de picos por pulgada (picos por centímetro) de la estructura. Para un espesor dado de tela, se obtiene control de la frecuencia del pico ajustando la velocidad de los elementos alternativos (es decir, el número de veces por minuto que los elementos alternativos hacen contacto con la tela fibrosa para formar un doblez (estratificado) ) y la velocidad de la cinta transportadora la cual es usada para mover la estructura verticalmente apilada lejos del elemento alternativo 24 en la Figura 2A. Se puede hacer ajuste adicional en la altura de la estructura comprimiendo la estructura después que se ha formado. La tela protectora usada como el material aislante de calor, particularmente como un forro térmico 11 (Figura 5) en prendas tales como trajes de vestimenta para bomberos, incluye una tela con un lado derecho de material tejido 130 que tiene propiedades resistentes al fuego y flama y una capa interior de material no tejido hilado en cinta 120 que es delgado y ligero y es térmicamente aislante. La tela con un lado derecho está más cerca al cuerpo, mientras la capa interior se separa del cuerpo. Intercalada entre las capas interiores y frontales del material, está una capa intermedia de material que se forma en una estructura verticalmente apilada 100 que comprende una pluralidad de picos alternos continuos y huecos como se discute previamente. La capa intermedia de la estructura verticalmente apilada, soporta las capas frontal e interior del compuesto aparte del forro térmico . Mientras materiales preferidos han sido sugeridos para la tela de forro térmico, se debe entender que muchas capas que elaboran el forro térmico 11 incluyen telas elegidas de un amplio rango de posibilidades. El material elegido podría por ejemplo, ser elaborado del grupo que consiste de meta-aramidas, otras aramidas, rayón polinósico, rayón polinósico resistente a la flama, rayón viscoso, rayón viscoso resistente a la flama, otros celulósicos resistentes a la flama tales como algodón o acetato, algodón, poliéster resistente a la flama, polibencimidazol, alcohol polivinílico, polit etrafluoroetileno, lana, lana resistente a la flama, cloruro de polivinilo, poliéter étercetona, polieterimida, polietersulfona, policial, polimida, poliamida, poliimida-amida, poliolefina, carbón, modacrílica, acrílico, melamina y vidrio y mezclas elaboradas a partir de estos. Materiales adicionales para uso como telas con un lado derecho 130 y la capa interior 120 incluyen, telas de puntos hilados en cintas, no tejidas, tejidas, telas unidas por costura e inserción de tramas. Otros materiales adecuados podrían también ser seleccionados consistentes con el espíritu y ámbito de la presente invención, dependiendo del uso particular propuesto de la tela. Las capas frontal 130, intermedia 100 e interior 120 del material, son aseguradamente unidas en conjunto por líneas de costura 16 de una hebra térmicamente resistente. Las costuras se extienden a través de las tres capas de la tela y tales están preferiblemente configuradas en un patrón acolchado definiendo regiones contiguas 17 en la tela 11. La tensión aplicada en las costuras conforme se cose a través de las capas del material, preferiblemente es suficiente para colapsar la capa intermedia plisada entre las capas exterior e interior a lo largo de las líneas de costura como se ilustra en 18. Sin embargo, la costura se puede aflojar para evitar el colapso de la capa intermedia y de este modo, mantener máximo espaciamiento entre las capas interior y exterior, si se desea. La costura 16 funciona para mantener la capa intermedia 100 de la estructura verticalmente apilada de manera segura en posición entre la tela con un lado derecho 130 y la capa interior 120 y de este modo, preservar sus configuraciones deformadas, previniendo al material de la capa intermedia, de estirarse o agruparse en conjunto conforme una prenda se usa y se lava. El patrón de costura acolchada de este modo, preserva la integridad de los plisados formados en el material de capa intermedia, de manera que el espaciamiento entre las capas frontales e interiores y las bolsas de aire definidas entre estos, son mantenidos a través del uso normal y condiciones de limpieza. En esta forma, la tela retiene sus cualidades de funcionamiento aún después del uso prolongado de una prenda. COmo se mencionó brevemente anteriormente, el material a partir del cual se forman las capas interiores e intermedias 120 y 100, puede ser el mismo si se desea con cualidades de aislamiento propias. En esta forma, un usuario de una prenda tal como la chaqueta de vestimenta de la Figura 5 que tiene la tela de esta invención como un forro posicionado adyacente al cuerpo del usuario, es aislado del calor y flama por la tela. Una prenda de bombero 34 que incorpora la tela de esta invención no solamente es ligera y altamente protectora, sino también tiende a mantener al bombero confortable con una capa intermedia 100 de estructura verticalmente apilada que se puede estirar mientras extingue un incendio. La Figura 6 ilustra una prenda protectora de bombero que incorpora la estructura verticalmente apilada de esta invención como un forro o barrera térmica interior. La prenda ilustrada está comprendida de una cubierta protectora 34 que tiene una porción troncal 36, mangas 37 y un cuello 38. El revestimiento exterior 150 de la cubierta 34 puede ser formado de un numero de materiales resistentes a la abrasión y flama tales como telas de polibencimidazol o aramida tejida comúnmente usados en la construcción de tales prendas. El material de la barrera de humedad 160 está después del revestimiento exterior 150 y el forro interior térmico 11 está después. Estas capas de tela se unen en conjunto en los bordes de la prenda. La Figura 7 es una vista en elevación lateral seccional ampliada de la tela compuesta usada en el traje de vestimenta 34 de bombero de la Figura 6, que muestra la configuración especial e interrelaciones de las varias capas de la tela. El traje de vestimenta típicamente comprende una tela de revestimiento externo 150 que es resistente a la abrasión y al calor, una barrera de humedad 160 como la capa siguiente y un forro térmico 11. La estructura verticalmente apilada de la presente invención puede también ser usada para elaborar otros artículos, tales como bolsas para dormir, cojines, prendas aisladas, medios de filtro, cortinas aislantes, bloqueadores de flama, revestimientos para pared, etc. Estos artículos tienen las características deseadas obtenidas determinando la densidad de área deseada, altura y frecuencia de pico de la estructura verticalmente apilada usada. Para cualquier artículo elaborado con la estructura verticalmente apilada de la presente invención, puede ser usada ya sea una capa única o capas plurales de la estructura, dependiendo de las propiedades deseadas del articulo final. Para ilustrar además la presente invención, se proporcionan los siguientes ejemplos. Todas las partes y porcentajes están en peso a menos que se indique de otro modo .

Ejemplo 1 Rizados de la rama de fibra que consiste de tres componentes, son removidos uno después del otro y después alimentados a un colector. Los tres componentes son (i) Kevlar® Tipo 970 (2.25 dpf, 1.5 pulgadas (3.81 cm) de longitud de corte) (ii) Nomex® Tipo 40 (1.5 dpf, 1.5 pulgadas (3.81 cm) de longitud de corte), y (iii) fibra aglutinante Unitika MELTY 4080 Tipo S74 (4.0 dpf, 1 pulgada (2.54 cm) de longitud de corte) . La concentración relativa en peso es 45% de p-aramida Kevlar®, 45% de m-aramida Nomex® y 10% de fibra aglutinante. La mezcla de fibra abierta fue bien combinada en una mezcladora transportadora de aire para formar una mezcla uniforme. La mezcla de fibra bien combinada fue cardada para formar una tela fibrosa. La máquina cardadora opera a una velocidad de entrada de 1.5 pies por minuto (45.72 cm por minuto) , mientras la carda desprendedora fue operada a una velocidad de 49.2 pies por minuto (14.99 mts por minuto). La tela de carda uniforme bien combinada, fue entonces convertida en una estructura verticálmente apilada que comprende una pluralidad de picos y huecos continuos alternos de la presente invención. El arreglo similar al acordeón de la estructura la cual se extiende en direcciones alternadamente diferentes entre cada pico y cada hueco, se forma por el elemento alternativo del mecanismo de accionamiento, moviéndose hacia arriba y hacia abajo verticalmente a una frecuencia de 300 revoluciones por minuto. La estructura verticalmente plegada inmediatamente entra en un horno a una velocidad de 3.5 pies por minuto (91.4 cm por minuto) . El horno se mantiene a 400°F (151.20°C) para unir y consolidar la estructura para mantener su pila vertical. La altura de la estructura fue 10 mm con una densidad de área de 102 g/m2 y una frecuencia de pico de 10 picos/pulgada. La altura de la estructura fue subsecuentemente reducida a 5 mm aplicando presión y calor. La prueba de funcionamiento protector térmico (PFT) usada para cuantificar una prenda de vestimenta de bombero se midió en una muestra compuesta que consiste de tres componentes principales - revestimiento externo, barrera de humedad y forro interior. El revestimiento externo usado fue una tela tejida de 7.0-8.0 oz/yd2 (198.4-226.79 gr/cm2) (nominal 7.5) elaborada de fibra evlar® (60%) y fibra PBI (40%) . La tela de barrera de humedad fue una tela Crosstech® de 4.0-5.0 oz/yd2 (113.3-141.1 gr/cm2) (nominal 4.5), un PTFE laminado a · la tela de fibra marca Nomex®. El forro térmico consiste de la estructura verticalmente apilada intercalada (insertada) entre una capa de 1.5 oz/yd2 (42.5 gr/cm¿) , revestimiento E-89 Nomex®, tela hilada en cinta y una tela con un lado derecho de 2.0-2.5 (nominal 2.2) de fibra Nomex® tejida como el interior de la prenda. El peso compuesto total del montaje fue 18.8 oz/yd2 (532.9 gr/cm2). El montaje compuesto fue probado por PFT con el revestimiento externo expuesto en la fuente de calor por el procedimiento descrito en NFPA-1971. El PFT obtenido fue 46.2 Cal/cm2. El control consiste de un revestimiento externo idéntico, una barrera de humedad y la tela con un lado derecho interior tejido Nomex®. El aislamiento térmico comercial comúnmente usado consiste de tres capas de tela hilada en cinta de marca Nomex® E-89. Montado con estos componentes, este aislamiento térmico resulta en un PFT de 42.0 a un peso de montaje medido de 20.3 oz/yd2 (575.4 gr/cm2) .

Ejemplo 2 Se elaboraron estructuras verticalmente apiladas substancialmente las mismas como en el Ejemplo 1, excepto que con altura, frecuencia de pico y densidad de área variantes, mostradas en la Tabla 1. Estas fueron intercaladas entre la tela hilada en cinta y la tela con un lado derecho, y después agregadas a un revestimiento externo y barrera de humedad para forman un compuesto. La única variable fue las propiedades de la estructura verticálmente plegada del montaje de forro térmico.

Ejemplo 3 Se hicieron insertos de forro térmico intercalados entre la tela hilada en cinta y la tela con un lado derecho, que consisten de una tela cardada la cual ha sido traslapada. Esta se obtuvo combinando una fibra Nomex® al 45%, fibra evlar al 45% y fibra aglutinante al 10% Tipo MELTY S74 en una mezcladora Rando. Las fibras bien combinadas se enviaron a una carda alimentada por un canal principal . La tela de la carda fue traslapada y enviada a un horno. El horno se mantuvo precalentado a 424°C y en una zona de calor de 330°F (124.74°C). La velocidad de rendimiento fue de 12 pies/minuto (365.76 cm/minuto) . Se formó una estructura compuesta esencialmente como se describe en el Ejemplo 1 con un peso de 19.3 oz/yd2 (547.1 gr/cmz) . El PFT resultante fue de 45.0 Cal/cm2.

Kevlai® Tipo 970, 2.25 dpf, 3.8 cm de corte - 45% Nomex® Tipo 450, 1.5 dpf, 3.8 cm de corte - 45% Aglutinante ünitika Tipo S74, 4.0 dpf, 2.54 cm de corte - 10% Dens significa densidad Frec significa Secuencia 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 (12)

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

1. Tela aramidica verticálmente apilada, que tiene una sección transversal rectangular, longitudinal, con bordes paralelos continuos y ranuras de espaciamiento aproximadamente igual, caracterizada porque dicha tela comprende 5 a 95 partes en peso de fibras p-aramídicas cardadas y 95 a 5 partes en peso de fibras de ia-aramidicas cardadas, en base a 100 partes en peso de fibras p-aramídicas y m-aramídicas .

2. Tela de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque tiene una densidad de área en un intervalo desde 0.5 hasta 7 onzas por yarda cuadrada (14.17 hasta 198.44 gr/cm2) , una altura en un intervalo desde 2 mm hasta 50 mm y una frecuencia de pico la cual ocurre en un intervalo desde 4 a 15 veces por pulgada y 0 a 20 partes en peso de aglutinante.

3. Tela de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el aglutinante está presente.

4. Tela de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque no está presente un aglutinante y la pila vertical en la tela se fija por unión a estructuras de soporte en ya sea uno o ambos lados de la tela.

5 . Tela de conformidad con la reivindicación 4 , caracterizada porque la tela está físicamente unida a la estructura de soporte.

6 . Tela de conformidad con la reivindicación 2 , caracterizada porque: la densidad de área está en un intervalo desde 2 a 4 onzas por yarda cuadrada ( 56 . 6 a 113 . 3 gr/cm2), la altura está en un intervalo desde 3 a 8 irtm y las frecuencias de pico están en un intervalo desde 8 a 12 veces por pulgadas .

7 . Tela de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque las fibras p-aramídicas están presentes en una cantidad de 30 a 70 partes en peso y las fibras m-aramídicas están presentes en una cantidad de 70 a 30 partes en peso.

8 . Tela de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque está presente en un artículo de aislamiento al calor y ropa para extinción de incendios.

9. Método para formar una tela aramídica cardada verticalmente apilada, caracterizada porque comprende: alimentar rizados de fibras p-aramídicas y m-aramídicas y fibras aglutinantes a un colector, en donde las fibras son abiertas; alimentar las fibras abiertas a una mezcladora para formar una tela fibrosas; cardar la mezcla para formar una tela fibrosa; plegar verticalmente la tela fibrosa para formar una estructura verticalmente apilada que tiene una sección transversal rectangular, longitudinal, con picos y huecos alternos continuos de espaciamiento aproximadamente igual, y una pluralidad de plisados verticalmente alineados los cuales se extienden entre cada pico y hueco; y calentar la estructura verticalmente apilada para unir las fibras aglutinantes y las fibras aramidicas de manera que la estructura se consolide y mantenga sus costuras verticales, en donde la tela comprende 5 a 95 partes en peso de fibras p-aramidicas cardadas y 95 a 5 partes en peso de fibras m-aramidicas cardadas, en una base de 100 partes en peso de fibras p-aramidicas y m-aramidicas .

10. Método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la tela tiene una densidad de área en un intervalo desde 0.5 a 7 onzas por yarda cuadrada (14.17 a 198.44 gr/cm2) , una altura en un intervalo desde 2 mm a 50 mm y una frecuencia de pico la cual ocurre en un intervalo desde 4 a 15 veces por pulgada.

11. Método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la tela comprende 1 a 20 partes en peso de aglutinante .

12. Tela de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque está presente en una ropa para extinción de incendios.