MXPA06009053A

MXPA06009053A - Genero no tejido, celulosico, pirorretardante.

Info

Publication number: MXPA06009053A
Application number: MXPA06009053A
Authority: MX
Inventors: Herbert Hartgrove; Gregory Rabon; Rusell Rindall
Original assignee: Polymer Group Inc
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2007-04-02
Also published as: JP2007523269A; US20100098919A1; WO2005077035A3; WO2005077035A2; CA2555532A1; US7638446B2; US20050215158A1; EP1716276A2; BRPI0507564A; CN1946892A

Abstract

La presente invencion se dirige a un genero no tejido, pirorretardante, hidroenmaranado, y mas especificamente, a un genero pirorretardante, celulosico que contiene una fibra auto-extintora para llevar al minimo el porcentaje total de peso perdido del genero luego de combustion de acuerdo con el boletin tecnico 604. El uso de generos de fibras naturales en componentes para ropa de cama es deseable por la suavidad y duracion asociadas con los generos; sin embargo, la fibra natural, como la celulosa, es altamente inflamable y por tanto carece de la necesidad para proporcionar la proteccion contra inflamabilidad, apropiada, que muchas veces se busca en los componentes para ropa de cama. De acuerdo con la presente invencion, una pequena cantidad de fibra auto-extintora, como puede ser una fibra modacrilica, se combino con fibra natural y se hidroenmarano para formar un genero no tejido compuesto que es suave, pirorretardante y adecuada para articulos de ropa de cama.

Description

GÉNERO NO TEJIDO, CELULÓSICO, PIRORRETARDANTE REFERENCIA CRUZADA PARA SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio ante la Solicitud Provisional No. 60/542,964, que se presentó en 9 de febrero de 2004, y se incorpora a la presente para referencia.

CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere, en general, a un género no tejido pirorretardante, hidroenmarañado, y más específicamente a un género pírorretardante, celulósico que contiene una fibra auto-extintora para llevar al mínimo el porcentaje total del peso perdido del género luego de combustión de acuerdo con el boletín técnico 604.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Hace más de 30 años, la Comisión de Seguridad de Productos para el Consumo instituyó las normas contra incendio bajo el C.F.C. 16 § 1632. Estas normas fueron dirigidas a los requerimientos contra incendio de colchones resistentes a la ignición al ser expuestos a cigarros encendidos. Sin embargo, el Código de Regulaciones Federales no ha consignado la necesidad de colchones resistentes a la ignición al ser expuestos a pequeñas llamas, como las producidas por cerillos, encendedores y velas.

Los avances tecnológicos han demostrado que se puede disponer de colchones, así como artículos de ropa de cama, con protección considerablemente mejor contra incendio. En vista de estos avances, la Legislatura de California ha ordenado que la Comisión de Seguridad de Productos para el Consumo establezca una serie de normas revisadas que garanticen que los colchones y ropa de cama pase una prueba de ignición a la llama abierta. Conocida como Ley de la Asamblea 603 (AB603) , la Legislatura de California ha ordenado además, que la serie de normas revisadas entre en vigor el 1 de enero de 2004.

Las fibras cortas pirorretardantes se conocen en la técnica. Además, se han utilizado fibras pirorretardantes en la fabricación de géneros no tejidos para aplicaciones de ropa de cama. Los géneros no tejidos son apropiados para usarse en una gran variedad de aplicaciones donde la eficiencia con la que se pueden fabricar los géneros proporciona una ventaja económica significativa para estos géneros en comparación . con los textiles tradicionales. Sin embargo, los géneros no tejidos generalmente tienen la desventaja, cuando se comparan las propiedades del género, particularmente en términos de desgaste superficial, efecto pilling y durabilidad en aplicaciones de uso múltiple. Los géneros hidroenmarañados se han desarrollado con propiedades mejoradas, que son el resultado del enmarañamiento de las fibras o filamentos en el género obteniéndose un género integrado, mejorado. Luego del enmarañado, se puede mejorar además la durabilidad del género con la aplicación de compuestos aglomerantes y/o por estabilización térmica de la matriz fibrosa enmarañada.

La Patente U.S. No. 3,485,706, de Evans, que se incorpora a la presente para referencia, describe el proceso para efectuar el enmarañamiento de géneros no tejidos. Más recientemente, se han desarrollado las técnicas de hidroenmarañamiento, las cuales imparten imágenes o patrones de los géneros enmarañados al efectuar el hidroenmarañamiento en dispositivos de transferencia de imágenes tri-dimensionales. Estos dispositivos de transferencia de imágenes tri-dimensionales se describen en la Patente U.S. No. 5,098,764, que se incorpora en la presente para referencia, es deseable el uso de los dispositivos de transferencia de imagen para proporcionar al género propiedades físicas mejoradas, así como una apariencia estética agradable.

Actualmente, los género no tejidos se han empleado ventajosamente para fabricar géneros pirorretardantes, como se describen en la Patente U.S. No. 6,489,256, de Kent, et al., la cual se incorpora a la presente para referencia. Por lo regular, los géneros no tejidos empleados para este tipo de aplicación son enmarañados y integrados por medio de tela punzonada, algunas veces mencionada como fieltro punzonado, el cual ocasiona inserción y retracción de agujas con garfios a través de una estructura de velo fibroso. Si bien con este proceso se integra la estructura fibrosa " y le proporciona integridad, las agujas con garfios inevitablemente cortan gran cantidad de fibras constituyentes, y crean perforaciones no deseadas en la estructura fibrosa. La tela punzonada también puede ser nociva para la resistencia del género resultante, requiriendo que un género . tenga un peso base relativamente alto para que tenga suficiente resistencia.

Existe la necesidad de un género no tejido pirorretardante con mejor relación costo y eficacia, suavidad, durabilidad y que sea adecuado para diversas aplicaciones de uso final que pueden ser, pero no se limitan a, constituyentes de ropa de cama, como componentes para colchones, rellenos para colchón, fundas del colchón, cobertores, colchas, edredones, cubrecamas, fundas de edredón, fundas para almohadas, así como para otros usos en el hogar, aplicaciones de ropa protectora, tapicería y aplicaciones de uso industrial.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige a un género no tejido, pirorretardante, hidroenmarañado, y más específicamente, a un género pirorretardante, celulósico que contiene una fibra auto-extintora para llevar al mínimo el porcentaje total del peso perdido del género luego de combustión, de acuerdo con el boletín técnico 604.

El uso de géneros de fibras naturales en componentes para ropa de cama es deseable por la suavidad y duración asociadas con los géneros; sin embargo, la fibra natural, como la celulosa, es altamente inflamable y por tanto carece de la habilidad para proporcionar la protección contra inflamabilidad, apropiada, que muchas veces se busca en los componentes para ropa de cama.

De acuerdo con la presente invención, una pequeña cantidad de fibra auto-extintora, como puede ser una fibra modacrílica, se combinó con fibra natural y se hidroenmarañó para formar un género no tejido compuesto que es suave, pirorretardante y adecuado para artículos de ropa de cama, y exhibe una cantidad mínima del peso perdido del género al probarse de acuerdo con el boletín técnico 604, que es el estándar técnico para medir la resistencia a flamas abiertas en artículos de cama rellenos .

Se ha contemplado que el género celulósico de la presente invención puede ser de una capa o puede comprender capas adicionales, en donde las capas adicionales se pueden escoger de no tejidos, tejidos, y/o capas de soporte, como lienzos.

Además, el género no tejido se puede hidroenmarañar en una superficie de foramina, incluyendo, pero no limitándose a un dispositivo de transferencia de imagen tri-dimensional, malla para estampado, banda de superficie tri-dimensional, o tambor perforado, adecuado también para mejorar la calidad estética del género para una aplicación de uso final particular.

Otras características y ventajas de la presente invención serán evidentes de la siguiente descripción detallada, los dibujos que la acompañan y el anexo de las reivindicaciones .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama del aparato utilizado de acuerdo con la presente invención para fabricar el género no tejido pirorretardante; La Figura 2 muestra fotografías de ejemplos de género de la modalidad de la presente invención, y muestras comparativas; y La Figura 3 muestra dados generados en relación con las muestras de la Figura 2.

DESCRIPCIÓN DETALLADA La presente invención es susceptible de modalidades en varias formas, como se muestra en los dibujos y se describe de aquí en adelante una modalidad preferente, en el entendimiento de que la descripción actual se debe considerar solo como ejemplo de la invención, y que no se intenta limitar la invención a la modalidad específica mostrada.

El género no tejido pirorretardante de la presente invención tiene costo efectivo, es suave, durable y adecuado para varios artículos de ropa de cama que incluye, pero no limita, a componentes de colchón, cubiertas de colchón, cobertores, colchas, edredones, cubrecamas, fundas de colchón, fundas de almohada, además de otros usos en el hogar, aplicaciones de ropa protectora y aplicaciones de uso industrial.

La Patente U.S. No. 3,485,706, de Evans, se incorpora a la presente para referencia, describe procesos para efectuar el hidroenmarañado de géneros no tejidos. Con referencia a la Figura 1, se muestra un aparato para practicar el método actual para formar un género no tejido, celulósico, pirorretardante. La celulosa y los componentes fibrosos modacrílicos se pueden cardar y traslapar opcionalmente para formar un velo precursor, designado P, que se consolida por medio de energía hidráulica para formar un género no tejido.

Opcionalmente, el velo precursor se enmaraña posteriormente en una superficie de foramina, que incluye pero no limita a, un dispositivo de transferencia de imagen tri-dimensional, malla para estampado, banda de superficie tri-dimensional, o tambor perforado, adecuado también para mejorar la calidad estética del género para una aplicación de uso final particular.

Se encuentra dentro del alcance de la presente invención, que se pueden incorporar las fibras adicionales pirorretardantes al velo precursor, estas fibras incluyen, pero no se limitan a fibras de melamina, fibras fenólicas, como la fibra Kynol™ de American Kynol, Inc., fibras de poliacrilonitrilo pre-oxidadas, como la fibra Panox®, marca registrada de R.K. Textiles Composite Fibres Limited.

La Figura 1 además muestra un aparato de hidroenmarañamiento, en donde el aparato incluye una superficie formada de foramina en la forma de una banda 12 sobre la cual se coloca el velo precursor para enmarañado o pre-enmarañado por medio de un colector 14.

El aparato de enmarañado de la Figura 1 puede incluir opcionalmente un tambor de molde e imagen 18 que consiste en un dispositivo para transferencia de imagen tridimensional para efectuar la imagen y molde del velo precursor enmarañado ligero. El dispositivo de transferencia de imagen incluye una superficie de imagen móvil que se mueve relativamente a una pluralidad de colectores de enmarañado 22 que actúan en cooperación con elementos tri-dimensionales definidos por la superficie de imagen del dispositivo de transferencia de imagen para efectuar la imagen y molde del género que se forma.

También se contempla que una o más capas complementarias se agregan al género de la presente invención, en donde esas capas pueden incluir un género aglomerado por hilatura. En general, la formación de velos precursores de filamentos continuos involucra la práctica del proceso de "aglomerado por hilatura". Un proceso de aglomerado por hilatura involucra proporcionar un polímero fundido, que se extruye bajo presión a través de un gran número de orificios en una placa conocida como hilera o boquilla. Los filamentos continuos resultantes se apagan y estiran por medio de varios métodos como los sistemas dé estirado por ranura, pistolas atenuadoras, o rodillos de Godet. Los filamentos continuos se recolectan como velo suelto sobre una superficie de foramina móvil, como una banda transportadora de malla de alambre. Cuando se usa más de una hilera en línea con el propósito de formar un género multi-capa, los velos subsecuentes se recolectan sobre la superficie más alta del velo formado anteriormente. Además, la adición de un género de filamento continuo puede incluir los género formados de filamentos que tienen un nano-denier, como se enseña en las Patentes U.S. No. 5,678,379 y NO. 6,114,017, ambas incorporadas a la presente para referencia. Más aún, el género de filamento continuo se puede formar de un entrelazado de filamentos convencionales y filamentos con nano-denier.

Se contempla que el género no tejido de la presente invención incorpore una capa soplada en el estado fundido. El proceso de soplado en el estado fundido es un medio relacionado con el proceso de aglomerado por hilatura para formar una capa de un género no tejido. Otra vez, un polímero fundido se extruye bajo presión a través de orificios en una hilatura o boquilla. Aire a alta velocidad choca y entra en los filamentos cuando salen de la boquilla. La energía de este paso es tal que los filamentos formados se reducen en diámetro considerablemente y se rompen por lo que se producen microfibras de longitud corta. Esto difiere del proceso de aglomerado por hilatura en donde se preserva la continuidad de los filamentos. El proceso para formar géneros de una o varias capas es continuo, esto es, los pasos del proceso son ininterrumpidos, de la- extrusión de filamentos para formar la primera capa hasta que el velo aglomerado se devana en un rollo. Los métodos para producir estos tipos de géneros se describen en la Patente U.S. No. 4,041,203. El proceso de soplado en el estado fundido, así como el perfil de corte transversal de la microfibra soplada en el estado fundido, no es una limitación crítica para la práctica de la presente invención.

De acuerdo con la presente invención, el género pirorretardante hidroenmarañado puede contener una capa pelicular. La formación de películas de resistencia finita de polímeros termoplásticos, adecuados para capas portadoras de substrato, fuertes y durables, es una práctica bien conocida. Las películas de polímero termoplástico se pueden formar por medio de dispersión de una cantidad de polímero fundido dentro de un molde que tenga las dimensiones del producto deseado, conocido como película colada, o por medio de forzar continuamente el polímetro fundido a través de una boquilla, conocida como película extruída. Las películas de polímero termoplástico extruídas se pueden formar también de tal manera que la película se enfría y después se devana como un material completo, o se despacha directamente a inmaterial de substrato secundario para formar un material compuesto que tenga el desempeño de ambos, el substrato y las capas peliculares.

Las películas extruídas se pueden formar de acuerdo con el siguiente proceso representativo de película de extrusión directa. El almacenamiento de mezcla y dosificación comprende al menos un cargador de tolva para trozos de polímero termoplástico y, opcionalmente, uno para aditivo paletizado o granulado en la resina portadora termoplástica, se alimentada hacia las hélices de velocidad variable. Las hélices de velocidad variable transfieren cantidades predeterminadas de trozos de polímero y aditivo paletizado a la tolva mezcladora. La tolva mezcladora contiene una hélice mezcladora para homogeneizar la mezcla. Los sistemas volumétricos básicos, como el que se describe, es un requisito mínimo para mezclar exactamente el aditivo en el polímero termoplástico. La mezcla de trozos de polímero y aditivo paletizado se alimentan al extrusor multi-zona. Después de mezclarlo y extrusarlo en el extrusor multi-zona, el compuesto de polímero es transportado por tubos de polímero calentados través de un cambiador de malla, en donde las placas rompedoras que tienen diferentes mallas de reja se "emplean para retener trozos de polímero sólido o semi-fundido y otros desechos macroscópicos. El polímero fundido se alimenta entonces a una bomba de fundido, y después a un bloque combinador. El bloque combinador permite que sean extruídas varias capas peliculares, las capas peliculares pueden ser de la misma composición o alimentadas de diferentes sistemas como se describe anteriormente. El bloque combinador se conecta a una boquilla de extrusión, que está colocada en una orientación elevada para que la película fundida extruída se deposite en un espacio entre un cilindro estirador y un rodillo de molde (colado) .

Además, las películas permeables se pueden usar en conjunción con el laminado de filamentos continuos descrito. Las películas monolíticas, como se muestra en la Patente U.S. No. 6,191,211 y las películas microporosas, como se muestra en la patente U:S. No. 6,264,864, ambas patentes se incorporan a la presente para referencia, representan los mecanismos para formar las películas permeables.

Subsiguiente a la formación de géneros, el género celulósico, pirorretardante, se puede someter a una o más variedad de tratamientos de post-enmarañamiento. Los tratamientos pueden incluir la aplicación de una(s) composició (es) de aglomerante (s) polimérico (s) , compactación mecánica, aplicación o incorporación de aditivos mejoradores del desempeño, composiciones electrostáticas, y procesos similares.

De acuerdo con la presente invención, una muestra representativa consiste de 60% de fibras Tencel®Iyocell de longitud corta, Tencel® es una marca registrada de Cortaulds Fibres (Holdings) Limited, y 40% de fibras modacrílicas PBX®, PBX® es una marca registrada de Kane a, con un peso base de aproximadamente 2.0 oz/yd2. Preferentemente, el género no tejido consta de una mezcla de 65/35, y más preferentemente una mezcla de 70/30, para optimizar la efectividad de costos, más aún para proporcionar el desempeño deseado. Subsiguientemente, la mezcla de fibra se consolida en un genero compuesto no tejido, pirorretardante por medio del hidroenmarañado y probado de acuerdo con el Boletín Técnico 604 para determinar el peso perdido del género al exponerse a flamas abiertas.

La prueba de combustión se hizo utilizando una construcción "cosida" y una construcción "bolsa en bolsa". Una construcción "cosida" es una construcción en capas, en donde dos capas del género celulósico, pirorretardante, se colocan entre dos capas externas protectoras. La construcción en capas se cierra con costura a lo largo de tres de los cuatro lados, el relleno fibroso se carga dentro de las capas más internas del género celulósico pirorretardante, y se cierra con costura el cuarto lado. Una construcción "bolsa en bolsa" utiliza una bolsa hecha del género celulósico pirorretardante que se carga con el relleno fibroso y se cierra con costura. La bolsa de género celulósico, pirorretardante se inserta dentro de una bolsa protectora, en donde la bolsa protectora que encapsula el genero celulósico, pirorretardante, se cierra con costura.

El género de la presente invención preferentemente pierde entre 0.5% -5% de su peso base después de 360 segundos de combustión, y más preferentemente entre 1% -4%, al probarse por medio de una construcción "cosida" (ver Figura 2, 6a) . El género de la presente invención preferentemente pierde entre 3% - 15% de su peso base después de 360 segundos de combustión, y más preferentemente entre 6% - 12%, al probarse por medio de una construcción "bolsa en bolsa" (ver Figura 2, 6b) .

La Figura 3 muestra los resultados de la prueba física del género antes mencionado, así como los resultados de la prueba de muestras comparativas mostradas en la Figura 2.

De lo antes mencionado se observa que se pueden efectuar numerosas modificaciones y variaciones sin salir del verdadero espíritu y campo del nuevo concepto de la presente invención. Se entiende que no se intenta, ni debe inferirse, ninguna limitación con respecto a las modalidades específicas mostradas. La descripción intenta cubrir, por medio del anexo de reivindicaciones, todas las modificaciones que caigan dentro del campo de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un género no tejido, celulósico, pirorretardante, que consta al menos del 30% de una fibra auto- extintora, caracterizado porque el género exhibe una pérdida de peso base de no más del 15% después de 360 segundos de combustión al probarse de acuerdo con el Boletín Técnico 604.

2. Un género no tejido celulósico, pirorretardante, con imagen tri-dimensional, que consta al menos de 30% de fibra auto-extintora, caracterizado porque el género exhibe una pérdida de peso base de no más del 15% después de 360 segundos de combustión al probarse se acuerdo con el Boletín Técnico 604.

3. El género no tejido celulósico, pirorretardante, de la reivindicación 1, caracterizado porque el género tiene más de una capa.

4. Un artículo de ropa de cama celulósico, pirorretardante, que consta al menos de 30% de una fibra auto-extintora, en donde el género exhibe una pérdida de peso base de no más del 15% después de 360 segundos de combustión al probarse de acuerdo con el Boletín Técnico 604.