ES2223508T3

ES2223508T3 - Sistema de aislamiento y calzado.

Info

Publication number: ES2223508T3
Application number: ES00925987T
Authority: ES
Inventors: Thomas E. Benim; Susan C. Chamberlin; Roger Franklin Perry
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2005-03-01
Anticipated expiration: 2020-04-13
Also published as: DE60012174D1; WO2000063477A1; MXPA01010363A; TR200102970T2; JP2002541946A; EP1187948B1; CN1347469A; DE60012174T2; CA2369904A1; CN1192135C; EP1187948A1; ATE271141T1; TWI241368B; KR20010108502A

Abstract

Un sistema de aislamiento y de forro (10) para calzado que comprende una guata aislante (12) consistente en un material densificado no tejido, combinada, por medios químicos, mecánicos o térmicos, con un forro de tejido resistente a la abrasión (16) que tiene una superficie de contacto con un pie o calcetín y una superficie de contacto con la guata aislante, y en el que dicho forro presenta unas propiedades de transporte de humedad, caracterizado porque: el material densificado no tejido está formado con fibras de sección transversal cruciforme (14) y tiene una densidad de 40 a 90 kg/m3.

Description

Sistema de aislamiento y calzado.

Referencia a las solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica los beneficios de prioridad de la solicitud provisional U.S. 60/129,413 presentada el 15 de abril de 1999.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de aislamiento, tal como un sistema de calzado, con unas propiedades de transporte de humedad que comprende una guata aislante y un forro de tela. El sistema de aislamiento o sistema de calzado puede tener una eficacia antimicrobiana debido al hecho de que la guata aislante también puede comprender unas fibras antimicrobianas y/o el forro de tela también puede tener una eficacia antimicrobiana. La invención también se refiere a un sistema de calzado o de aislamiento que incluye un material densificado no tejido (ver el documento GB-A-1597143).

2. Descripción de la técnica pertinente

En los recientes años ha aumentado el interés en la incorporación de características funcionales adicionales en el calzado y en las prendas de vestir, más allá de los materiales de aislamiento y almohadillado. A este fin, se han buscado unos desarrollos en los conjuntos de tratamiento de humedad y tratamientos antimicrobianos para materiales de calzado.

El documento WO 98/28476 describe la utilización de fibras de transporte Eastman 4DG en las aplicaciones de género no tejido para calzados. Dicha solicitud WO 98/28476 describe el uso de una fibra de transporte multiacanalada no simétrica. El mismo documento WO 98/28476 muestra que esta fibra es insuficiente en la práctica debido a la formación de bolitas y durabilidad de uso. El mismo documento WO 98/28476 reivindica como una mejora a este producto un forro de fieltro no tejido destinado a ser un forro de reposición. Este forro es una versión de unión térmica (adición de fibras ligantes) de 4DG (y CoolMax^{AE};) punzonado a una densidad de 150-160kg/m^{3}. Sin embargo, este fieltro de alta densidad da un producto que carece de buenas propiedades de transporte de humedad. Además, el mismo es un producto muy rígido, que tiene que ser muy delgado, y por tanto no es particularmente durable.

Así pues, hay un deseo continuo de proporcionar unos materiales y sistemas que tengan unas propiedades mejoradas de aislamiento y/o de transporte de humedad.

Resumen de la invención

De acuerdo con dichas necesidades, la presente invención aporta un sistema que comprende una capa aislante, que tiene unas propiedades de transporte de humedad, acoplada a un tela de forro con unas propiedades de transporte, que se puede adaptar a las necesidades, por ejemplo, mediante una selección apropiada de materiales, para una más alta durabilidad de uso que los forros regulares no tejidos de la técnica conocida. La eficacia antimicrobiana también se puede obtener mediante la adición de tratamientos antimicrobianos al aislamiento y/o al forro, en los que los tratamientos podrían ser fibras antimicrobianas, aplicaciones u otras tecnologías.

De acuerdo con la presente invención, se ha previsto un sistema de aislamiento para prendas de vestir, tales como calzado y otros artículos, en los que se desee un sistema de aislamiento, referido aquí en adelante como el sistema de aislamiento. El componente de la capa aislante del sistema de aislamiento se caracteriza por un género no tejido que tiene una densidad de alrededor de 40 a 90 kg/m^{3} y que está compuesto de fibras de sección transversal cruciforme, estando no-tratado o tratado con un modificador de superficie de silicona, ya sean combinaciones de fibras de sección cruciforme no tratadas o tratadas con modificadores de superficie de silicona y fibras antimicrobianas, ya sean combinaciones de fibras de sección cruciforme no tratadas y tratadas con modificador de superficie de silicona, ya sean combinaciones de fibras de sección cruciforme no tratadas y tratadas con modificador de superficie de silicona con fibras antimicrobianas o todas las variaciones arriba citadas combinadas con fibras de unión térmica en una proporción desde alrededor de 0% a alrededor de 25%. Los agentes antimicrobianos antes comentados podrán estar combinados con el modificador de superficie de silicona. Aunque la presente invención usa preferentemente un poliéster, tal como poli(etileno) tereftalato, como fibras cruciformes, dichas fibras cruciformes podrían, alternativamente, estar producidas a partir de poliamida, poliolefina, aramidas u otras fibras que se puedan producir con una sección cruciforme u otras secciones transversales, con, por ejemplo, acanaladuras o lóbulos, permitiendo el transporte de agua. El componente de forro del sistema se caracteriza porque el forro tiene propiedades de transporte de humedad, o porque el forro tiene propiedades de transporte de humedad y propiedades antimicrobianas.

Cuando se usa en el calzado, el sistema de aislamiento es de preferencia la capa más interna de la construcción del calzado. La tela del forro es, de preferencia, la parte del calzado que entra en contacto con el pie o calcetín.

El sistema se caracteriza, además, por un mecanismo de adhesión, ya sea de tipo mecánico tal como cosido, térmico tal como unión por puntos y ultrasónico, o mediante un adhesivo químico que permita el transporte de humedad entre el forro y la capa aislante.

La invención también provee un sistema de aislamiento constituido por un material densificado no tejido, que comprende una fibra mechada, tal como un poliéster con una sección cruciforme, una fibra ligante, y una fibra o agente antimicrobiano. Este sistema de aislamiento se puede usar como capa aislante en prendas de vestir y otros artículos en los que se desee un sistema de aislamiento. Por ejemplo, el sistema de aislamiento se puede usar en partes de calzado tales como la lengüeta, la suela y/o la empella.

De acuerdo con la invención, también se ha previsto un sistema que comprende una guata aislante que comprende un material densificado no tejido, combinado, por medios químicos, mecánicos o térmicos, con un forro de material resistente a la abrasión que tenga unas propiedades de transporte de humedad.

En otra realización, la invención se refiere a un calzado, atavío o capa aislante que comprende un material no tejido que consta de una fibra de poliéster de sección cruciforme. En una realización preferente, el material no tejido es un material densificado.

En otra realización, se prevé un sistema de aislamiento no tejido que comprende una fibra mechada, una fibra ligante y una fibra o agente antimicrobiano. Preferiblemente, la fibra mechada consiste en un poliéster con una sección transversal multilobulada o multiacanalada, tal como una sección cruciforme.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista esquemática, en sección transversal, del sistema de calzado de la presente invención.

La figura 2 es una vista esquemática, en sección transversal, de una fibra de sección cruciforme útil en la guata de la presente invención.

La figura 3 es una vista esquemática, en sección transversal, de una primera fibra oval ondulada empleada en la presente invención.

La figura 4 es una vista esquemática, en sección transversal, de una segunda fibra oval ondulada empleada en la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferentes

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se ha previsto un sistema de aislamiento y de forro para prendas de vestir, tales como calzados y otros artículos, en los que es deseable un sistema de aislamiento y de forro. Dicho sistema de aislamiento se muestra, en general, con el número 10 de la figura 1. El sistema incluye una guata aislante, ilustrada con 12 en dicha figura 1. La guata aislante consiste en un material densificado no tejido. Dicho material puede ser una fibra de poliéster de sección cruciforme. Tal fibra de sección cruciforme de poliéster se representa como 14 en la figura 2. Las fibras de sección cruciforme se describen, por ejemplo, en las patentes U.S. núms. 2,945,739 y U.S. 4,713,289. La fibra se puede procesar como se desee para formar la guata aislante. Por ejemplo, dicha fibra es cortada en longitudes de mechón de 1,5 pulgadas a 3,0 pulgadas, abierta o cardada en una cinta. La cinta se incorpora en una guata mediante capas múltiples de solape cruzado, densificadas mediante métodos standard de punzonado no tejido para llegar a una densidad de fibra de 40 a 90 kg/m^{3}.

Las fibras cruciformes pueden ser de la gama de 0,7 a 6,0 denier por filamento (dpf) y pueden o no contener una porción de fibras alisadas o recubiertas con un recubrimiento durable (es decir, resistente al agua) que usualmente consiste en silicona, o sea, un polisiloxano curado o un polisiloxano amino funcional como se describe, por ejemplo, en la patente U.S. núm. 3,271,189 de Hofmann; patente U.S. núm. 3,454,422 de Mead y otros; patente U.S. núm. 3,488,217 de Ryan; patente U.S. núm. 4,146,674 de Salamon y otros; patente U.S. núm. 4,869,771 de Le Van; publicación de solicitud japonesa núm. 58-214,585 (1983) de Takemoto Oil and Fat C.; u otros tipos tales como la variedad de óxido de polialquileno descrita, por ejemplo, por Marcus en la patente U.S. núm. 4,818,599. Si hay fibras cruciformes alisadas, las mismas están generalmente presentes en una cantidad de alrededor de 5-70%, más preferiblemente alrededor de 10-50% por peso basado en el peso total de la capa aislante. En una realización preferente, estarán presentes unas fibras cruciformes no alisadas.

En lugar de o además de las fibras cruciformes, se puede emplear cualquier fibra deseada que pueda proporcionar las propiedades deseadas de mechado. Por ejemplo, se puede usar una fibra con acanaladuras y/o lóbulos que permita el desplazamiento de la humedad. Se puede emplear, por ejemplo, la fibra ondulada de la figura 3 ó 4. Las fibras pueden ser de cualquier tipo de fibra, tal como poliéster, nylon o poliolefina.

Con la guata de la presente invención, las fibras de unión térmica pueden ser sustituidas por alrededor de 0-25% por peso de las fibras de sección cruciforme y activadas por calor para una unión fibra a fibra. Las fibras de unión térmica pueden, por ejemplo, estar presentes en una cantidad de alrededor del 5 a alrededor del 50%, preferiblemente alrededor del 15-30% por peso de la capa aislante. En algunas realizaciones, las fibras de unión térmica, que son preferiblemente fibras bicompuestas con sistema de núcleo-revestimiento de 4.0 dpf, del tipo en que el recubrimiento es un poliéster de baja fusión, como las que están disponibles en Unitika como Melty 4080 cortadas a alrededor de 1,5 á 3,0 pulgadas, se mezclan en la fibra cruciforme hasta un 25% por peso, luego se abren o cardan en una cinta, siguiendo el mismo proceso de formación que se describió más arriba con respecto a las fibras cruciformes. Además, la fibra ligante se activa pasando la guata formada por punzonado a través de un horno de unión, aproximadamente a 280-300ºF durante alrededor de 3-5 minutos. Las fibras ligantes adecuadas son bien conocidas en la técnica e incluyen los poliésteres y las poliolefinas. Si se desea una guata delgada, densa y fuerte, las fibras de unión pueden estar presentes en una cantidad mayor de alrededor del 25% por peso, tal como hasta un 70% de las fibras de sección cruciforme.

Alternativamente, las fibras con función antimicrobiana se pueden sustituir por hasta un 30% por peso de las fibras cruciformes, de modo que la guata pueda comprender ya fibras cruciformes, opcionalmente con una fibra antimicrobiana, opcionalmente con fibras ligantes. Preferiblemente está presente alrededor del 0-40% ó del 1-25%, y de preferencia alrededor del 5-20% por peso de las fibras antimicrobianas, basado en el peso de la capa aislante. Se puede emplear cualquier fibra antimicrobiana que se desee. Por ejemplo, las fibras antimicrobianas pueden ser un poliéster con sistema de núcleo-recubrimiento con las partículas del agente antimicrobiano incluidas en la porción de recubrimiento de la fibra, como se describe en la patente U.S. núm. 6,037,057. En algunas realizaciones, se emplean las fibras antimicrobianas con una longitud de corte de 1,5 pulgada a 3,0 pulgadas de longitud de mechón. Luego, las fibras son procesadas como se describió más arriba con respecto a las fibras cruciformes.

La actividad antimicrobiana se puede determinar empleando el "Antimicrobial Activity-Dynamic Test of Surfaces" de Dow Corning Corporate Test Method 0923 que es referido corrientemente como la prueba del "matraz agitador" que se describe en la patente U.S. núm. 6,037,057.

Como se comentó anteriormente, la capa aislante puede llevar un 100% de fibras cruciformes u otras con una sección transversal formando acanaladuras o lóbulos que tengan propiedades de mechado, o bien una porción de las fibras cruciformes podrá ser sustituida por fibras de unión y/o fibras antimicrobianas. Por ejemplo, la capa aislante puede contener alrededor de un 2 a alrededor de 40% de fibras antimicrobianas, alrededor del 5 a alrededor del 50% de fibras ligantes, y alrededor del 50 a alrededor del 90% de fibras cruciformes basados cada uno en el peso de la capa aislante. La capa aislante podrá tener un peso básico de alrededor de 100-800 g/m^{2}.

En algunas realizaciones, el sistema de aislamiento o de calzado de la presente invención comprende, además, un forro de tela resistente a la abrasión que presenta unas propiedades de transporte de la humedad. Tal forro se representa con el número 16 en la figura 1. Se podrá emplear cualquier forro deseado. El forro podrá comprender unas estructuras no tejidas unidas por puntos de calor y producidas a partir fibras de nylon bicompuestas de núcleo-recubrimiento en las que el recubrimiento exterior comprende un nylon 6 y el núcleo comprende un nylon 6,6. Alternativamente se podrán sustituir, por hasta un 50% de fibras de nylon bicompuestas de núcleo-recubrimiento, las siguientes fibras: mezclas de nylon 6 y del bicompuesto antes mencionado; mezclas de nylon 6,6 y del bicompuesto antes mencionado; mezclas de nylon 6, nylon 6,6 y del bicompuesto antes mencionado; los bicompuestos antes descritos se encuentran comercialmente como Cambrelle®; las fibras ovales onduladas de poliéster están disponibles comercialmente como CoolMax®. La fibra Cambrelle® está gofrada por calandrado o unida por puntos de calor. Igualmente, el nylon 6 y/o el nylon 6,6 se podrán sustituir por hasta un 50% de fibras de nylon bicompuestas de núcleo-recubrimiento.

Las fibras antimicrobianas se podrán sustituir desde alrededor de 0-50% de fibras de nylon bicompuestas de núcleo-recubrimiento. En una realización preferente, el forro de tela comprende fibras antimicrobianas de alrededor del 2-40%, preferiblemente alrededor del 15 a alrededor del 25% por peso basado en el peso del forro. Hay que hacer notar que, en vez de emplear fibras antimicrobianas, se podrán tratar alternativamente las fibras de nylon u otro tipo de fibras para impartir propiedades antimicrobianas.

Las fibras antimicrobianas útiles en cualquier capa podrán incluir fibra de poliéster de núcleo-recubrimiento en la que el recubrimiento incluya un agente antimicrobiano y dicho recubrimiento comprenda menos del 30% del área total de la sección transversal de la fibra. El agente antimicrobiano opcional se podrá seleccionar de manera que la viscosidad relativa de la fibra caiga por encima de un límite definido de hilabilidad. La fibra antimicrobiana se podrá alisar o revestir con un acabado siliconado. Un ejemplo de dichas fibras antimicrobianas se describe en la patente U.S. núm. 6,037,057. Alternativamente, la fibra cruciforme o fibras de nylon u otras fibras empleadas en las capas se podrán tratar con un agente antimicrobiano durante la fabricación para impartir la actividad antimicrobiana deseada.

Las fibras antimicrobianas útiles en cualquier capa pueden ser fibras acrílicas que hayan sido tratadas con triclosano fabricado por CIBA bajo el nombre comercial de IRGASAN y Tolnaftate® que es un agente antifúngico fabricado por Fermion. La actividad antimicrobiana de estas fibras se podrá determinar por métodos conocidos tales como AATCC 147, "Prueba de estrías paralelas", prueba SNV 195-921, y prueba SNV 195-290.

Alternativamente a la inclusión de fibras antimicrobianas en la capa aislante, la guata se puede tratar con un agente antimicrobiano aplicado tópicamente, tal como cloruro amónico 3-(trimetoxisililo)propiloctadecildimetilo en un <1% de metanol, agua, mezcla de glicol durante el curso de fabricación de la guata, tal como justo antes o justo después del horno de unión.

Así pues, la propiedad antimicrobiana se puede proporcionar a las fibras de sección cruciforme que hayan sido tratadas o revestidas con un agente antimicrobiano aplicado tópicamente, tal como cloruro amónico 3-(trimetoxisililo)propiloctadecildimetilo en un <1% de metanol, agua, mezcla de glicol, disponible como Aegis Micro Shield^{TM}, Goulston Lurol AMS, Aegis 5772, y SYLGARD^{TM}. Otros agentes tópicos útiles comprenden los compuestos de meleato de tributitino tales como Ultra Fresh^{TM} de Thompson Research Associates. El agente antimicrobiano se podrá aplicar a la fibra en diversas etapas del procedimiento, tales como después del estiraje y antes de la relajación o después de la relajación. Adicionalmente, el tratamiento podrá estar combinado con o llevado por un modificador de superficie de silicona.

En el sistema de aislamiento de la invención, las fibras revestidas con un agente antimicrobiano se podrán incluir en el forro, en la guata o en ambos. Las fibras, forro, guata o una combinación de los mismos se podrán tratar tópicamente con un agente antimicrobiano durante la fabricación del sistema de aislamiento, tal como antes o después de que las capas se hayan unido entre sí. El agente antimicrobiano se podrá aplicar mediante métodos de aplicación standard conocidos en la técnica, tales como rociando el agente sobre las fibras, sumergiendo las fibras en el agente o contactando las fibras con un dispositivo que transfiera el agente a las mismas. En algunas realizaciones, el agente antimicrobiano se aplica para conseguir un peso residual de tipo aditivo en una cantidad de alrededor de 0,1 a alrededor de 0,2% de peso de la fibra.

El forro puede comprender género de punto, tejidos, o no tejidos, hechos a partir de fibras de poliéster de sección cruciforme, ilustrándose una de tales fibras en la figura 2. Alternativamente o adicionalmente, el forro podrá comprender géneros de punto, tejidos, o no tejidos, hechos a partir de fibras de poliéster de sección ovalada ondulada, ilustrándose una de tales fibras con el numeral 18 en la figura 3. En la figura 4 se ilustra, con el numeral 18', otra sección ondulada útil. El forro se constituye en una tela utilizando cualquier método textil standard incluyendo, aunque no limitándose a, procedimientos de tejido, género de punto o no-tejido. El forro podrá comprender una gama de diferentes tipos de fibras. Por ejemplo, el forro podrá comprender una mezcla de alrededor de 1-25% de una fibra antimicrobiana y una fibra mechada que podrá ser una fibra multilobulada tal como una fibra de configuración cruciforme.

Para las realizaciones donde se desarrolle una eficacia antimicrobiana, el material del forro podrá incorporar fibras, tratamientos u otras tecnologías que impartan dicha eficacia antimicrobiana.

La guata antes mencionada y el forro están íntimamente combinados en un sistema mediante, por ejemplo, medios mecánicos tales como acolchado o cosido; por medios de unión térmica incluyendo, pero no limitados a, soldadura ultrasónica, fibras y cintas de unión por calor y soldadura térmica; por medios de unión química incluyendo, pero no limitados a, el uso de resinas, colas y adhesivos. La combinación de la guata y del forro deberá seleccionarse para conservar las propiedades de transporte de humedad de cada capa, por ejemplo, mediante el uso de métodos de unión discontinua.

Una realización preferente del sistema de aislamiento comprende una tela de forro hecha con una mezcla de fibras bicompuestas de núcleo-recubrimiento con fibras acrílicas que hayan sido tratadas con agentes antimicrobianos, cual tela de forro es un género no tejido que se calandra para tener una adecuada resistencia y acabado superficial y una capa de guata aislante compuesta de alrededor del 5-20%, preferiblemente alrededor del 10% de fibras de poliéster antimicrobianas, alrededor del 5-50%, preferiblemente alrededor del 18% de fibras ligantes de núcleo-recubrimiento, y alrededor del 50-95%, preferiblemente alrededor del 72% de fibras de configuración cruciforme. Las dos capas se podrán combinar mediante soldadura ultrasónica en cualquiera de los diversos patrones de acolchado. Alternativamente, las capas se podrán combinar con un adhesivo. Los métodos adecuados de fijación incluyen, pero no están limitados a, huecograbado y adhesivos mallados de entreforro.

El sistema de aislamiento de la presente invención no se limita al uso en calzados, sino que se puede emplear donde sea que se deseen unas propiedades de aislamiento y de transporte de humedad. Unos ejemplos de tales aplicaciones comprenden las prendas de esquiar, vestidos, acolchado de colchones, sacos de dormir, mochilas de camping, cubiertas y almohadillas para las rodillas, prendas para la cabeza, y bolsas para transporte de productos alimenticios.

En el sistema de aislamiento de la invención, la guata y el forro se pueden disponer de cualquier manera conveniente, en la medida de que al menos una capa de guata y una capa de forro estén combinadas y se consigan las propiedades deseadas de transporte de humedad. Podrá haber una o más capas de guata y/o de forro.

La invención también se refiere al uso de un material densificado no tejido que comprende una fibra de poliéster de sección cruciforme en el calzado u otras aplicaciones en las que se desee unas propiedades de transporte de humedad, sin requerir un forro de tela. La fibra cruciforme se puede combinar, opcionalmente, con los tipos y cantidades de fibras ligantes y/o antimicrobianas como se comentó más arriba. El empleo de fibras de sección cruciforme proporciona unas propiedades superiores de transporte de humedad comparadas con el material empleado convencionalmente.

Ejemplos

La invención se ilustra mediante los siguientes ejemplos no limitativos.

Capas aislantes

La mezcla A es una guata no tejida hecha con una fibra cruciforme de alrededor del 53% de denier 2.5 no siliconizada, alrededor del 21% de denier 2.5 siliconizada, alrededor de un 16% de fibra ligante de poliéster de núcleo-recubrimiento, y alrededor del 10% de fibra antimicrobiana de poliéster de núcleo-recubrimiento según se describe en la patente U.S. núm. 6,037,057. La guata se produce mediante el cardado o apertura de una cinta, que luego se solapa entrecruzadamente para conseguir una guata con la densidad de área deseada. Luego, la guata es punzonada para conseguir el espesor deseado. Luego, la misma guata se pasa por un horno para fundir la porción de baja fusión de las fibras ligantes. El cardado, punzonado y unión térmica se realizan mediante procedimientos bien conocidos en la técnica.

La mezcla B es una guata no tejida hecha con las siguientes fibras de mecha cortada: alrededor del 53% de fibra de poliéster no siliconizada cruciforme de 2.5 dpf, alrededor del 25% de fibra ligante de poliéster de núcleo-recubrimiento de 4 dpf, y alrededor del 18% de fibra antimicrobiana de poliéster de núcleo-recubrimiento como se describe en la patente U.S. núm. 6,037,057. La guata se produce mediante el cardado o apertura de una cinta que luego se solapa entrecruzadamente para conseguir una guata con la densidad de área deseada. Luego, la guata es punzonada para conseguir el espesor deseado. Luego la guata se pasa por un horno para fundir la porción de baja fusión de las fibras ligantes. El cardado, punzonado y la unión térmica se efectúan mediante procedimientos bien conocidos en la técnica.

La mezcla C es una guata no tejida hecha con las siguientes fibras cortadas: alrededor del 72% de fibras de poliéster cruciformes no siliconizadas de 2.5 dpf, alrededor del 18% de fibras ligantes de poliéster de núcleo-recubrimiento de 4 dpf, y alrededor del 10% de fibra antimicrobiana de poliéster de núcleo-recubrimiento según se describe en la patente U.S. núm. 6,037,057 que se incorpora aquí como referencia. La guata se produce mediante cardado o apertura de una cinta que luego se solapa entrecruzadamente para conseguir una guata con la densidad de área deseada. Luego la guata es punzonada para conseguir el espesor deseado. Luego la guata se pasa por un horno para fundir la porción de baja fusión de las fibras ligantes. El cardado, punzonado y unión térmica se efectúan mediante procedimientos bien conocidos en la técnica

Fibras

Las fibras cruciformes de los ejemplos siguientes se hilaron a partir de un polímero de poliéster comercial usando métodos conocidos en la técnica y como se describen, por ejemplo, en las patentes U.S. núms. 2,945,739 y 4,713,289. La fibra se estiró, se encrespó por medio de una caja de estofar y se relajó usando métodos de producción de fibras de poliéster conocidos en la técnica. Las fibras tienen un dpf de alrededor de 2.5.

Las fibras ligantes de los siguiente ejemplos eran un poli(etileno)tereftalato/isoptalato de núcleo-recubrimiento de 4 dpf, tal como las fibras Unitika M4080 y Sam Yang LM-51.

La fibra antimicrobiana de los siguientes ejemplos

era un poliéster de núcleo-recubrimiento de 6 dpf según se describe en el Ejemplo 1 de la patente U.S. núm. 6,037,057.

Método de unión

El procedimiento de adhesión empleado en todos los ejemplos referentes a la unión, excepto en el Ejemplo 13, fue un adhesivo de poliuretano curado de humedad y de fusión en caliente aplicado a la tela del forro con un patrón de puntos por medio de un procedimiento de huecograbado. El adhesivo se aplicó con un patrón de puntos con una proporción de alrededor de 11 g/m^{2} y de manera que dejaba alrededor del 60% de la tela abierta con fines de permeabilidad. El tipo y cantidad de adhesivo puede variar para seguir una aplicación particular. Es preferible que el tipo y cantidad del adhesivo aplicado no inhiba las propiedades de transporte de humedad del forro y de la guata y del transporte de humedad entre el forro y la guata, tal como una capa no continua de adhesivo que deje, por ejemplo, alrededor del 5% a alrededor del 90% de la tela abierta.

En el Ejemplo 13 se empleó la fijación ultrasónica. En ese procedimiento, los materiales se unen entre sí mediante la aplicación de calor y de presión por poca duración, estando generados dicho calor y presión por energía ultrasónica. Este método de unión es una alternativa a los métodos de fijación mecánico y químico y se utiliza a menudo para combinar materiales no tejidos. En el Ejemplo 13, el patrón de unión fue un patrón cuadrado de alrededor de 1,5 pulgadas y comprendía unos puntos de unión intermitentes en una línea discontinua. Se pueden emplear otros patrones por el estilo o de diferente fuerza de unión. La cantidad de uniones podrá variar dependiendo de las características deseadas. La cantidad de uniones estará en una gama que no inhiba las propiedades de transporte de humedad del forro y de la guata y del transporte de humedad entre el forro y la guata. Una gama preferible de uniones incluye un patrón cuadrado de alrededor de 0,5 pulgadas a alrededor de 4,0 pulgadas. El equipo ultrasónico adecuado para este método de unión ultrasónica se halla disponible comercialmente en diversas industrias.

Capa del forro

Cambrelle® + es el nombre comercial para una tela de nylon no tejida producida y comercializada por Camtex Fabrics Ltd. (Dupont Co.). La tela empleada en el ejemplo está compuesta por un 80% por peso de heterofilamento de poliamida (nylon 6, nylon 6,6) y un 20% por peso de un antimicrobiano/antifúngico acrílico (fibra Amicor Plus de Acordis). La tela se une térmicamente mediante un procedimiento de calandrado. La tela es de alrededor de 160 g/m^{2}.

La tela Coolmax® usada en los siguientes ejemplos se hizo con un 100% de fibras cortadas de poliéster ovales y onduladas, entrelazadas en una tela de alrededor de 100 g/m^{2}.

Premisas experimentales

En los siguientes ejemplos, se midió el peso mediante el corte de una pieza de material de un pie cuadrado y pesándola en una balanza de laboratorio. El espesor se midió empleando un dispositivo conocido como Measurematic según se describe en ASTM D5736 usando una presión de 0,002 PSI. La guata se midió en pulgadas y el espesor equivalente se calculó en mm. La densidad de la guata se calculó usando el peso, y el espesor de la muestra en piezas de un pie cuadrado. El CLO se midió empleando un medidor del flujo calorífico Lambda 2300F, un dispositivo que cumple con la ASTM C518. La altura de las mechas se midió usando el comprobador de Dupont TM 1428-99 "Fabric Wicking Rate Vertical Suspension". Con este método, unos especímenes suspendidos verticalmente se sumergen en una profundidad dada de agua. A intervalos de tiempos especificados, se mide la distancia en que el agua había ascendido por el espécimen. La altura de la mecha es el promedio de 3 muestras cortadas a 1 pulgada de anchura por 7 pulgadas. Se cortaron dos muestras en la dirección de la máquina y otras dos muestras se cortaron en la dirección transversal. En los casos de muestras en forma de capas, se determinó el promedio del lado frontal y del lado posterior de la muestra. Las propiedades de los siguientes ejemplos se ilustran en la Tabla 1.

Ejemplo 1

Se produjo una estructura de guata aislante compuesta por un 10% de fibras de poliéster antimicrobianas, un 18% de fibras ligantes con núcleo-recubrimiento, y un 72% de fibras de configuración cruciforme. (Mezcla C). La capa de guata tiene un peso básico de 180 g/m^{2}.

Ejemplo 2

Se produjo una estructura de guata aislante compuesta por un 10% de fibras de poliéster antimicrobianas, un 18% de fibras ligantes de núcleo-recubrimiento, y un 72% de fibras de configuración cruciforme. (Mezcla C.) La capa de guata tiene un peso básico de 372 g/m^{2}.

Ejemplo 3

Se produjo una estructura de guata aislante compuesta por un 10% de fibras de poliéster antimicrobianas, un 18% de fibras ligantes con núcleo-recubrimiento, y un 72% de fibras de configuración cruciforme. (Mezcla C). La capa de guata tiene un peso básico de 540 g/m^{2}.

Ejemplo 4

Se unió una capa de guata con un peso básico de 180 g/m^{2} comprendiendo un 10% de fibras de poliéster antimicrobianas, un 18% de fibras ligantes de núcleo-recubrimiento, y un 72% de fibras de configuración cruciforme (Mezcla C) con una tela no tejida de forro Cambrelle® +.

Ejemplo 5

Se unió una capa de guata con un peso básico de 372 g/m^{2} comprendiendo un 10% de fibras de poliéster antimicrobianas, un 18% de fibras ligantes de núcleo-recubrimiento, y un 72% de fibras de configuración cruciforme (Mezcla C) con una tela no tejida de forro Cambrelle® +.

Ejemplo 6

Se unió una capa de guata con un peso básico de 540 g/m^{2} comprendiendo un 10% de fibras de poliéster antimicrobianas, un 18% de fibras ligantes de núcleo-recubrimiento, y un 72% de fibras de configuración cruciforme (Mezcla C) con una tela no tejida de forro Cambrelle® +.

Ejemplo 7

Se preparó una estructura de guata aislante compuesta por un 10% de fibras de poliéster antimicrobianas, un 16% de fibras ligantes de núcleo-recubrimiento, un 53% de fibras secas de configuración cruciforme, y un 21% de fibras cruciformes alisadas (Mezcla A). La capa de guata tiene un peso básico de 340 g/m^{2}.

Ejemplo 8

Se preparó una estructura de guata aislante compuesta por alrededor de un 18% de fibras ligantes de núcleo-recubrimiento, alrededor del 53% de fibras secas de configuración cruciforme, y alrededor de un 25% de fibras cruciformes alisadas (Mezcla B). La capa de guata tiene un peso básico de 234 g/m^{2}.

Ejemplo 9

Se unió una capa de guata con un peso básico de 340 g/m^{2} comprendiendo un 10% de fibras de poliéster antimicrobianas, un 16% de fibras ligantes de núcleo-recubrimiento, un 53% de fibras secas de configuración cruciforme, y un 21% de fibras cruciformes alisadas (Mezcla A) a un tejido de punto de forro CoolMax®.

Ejemplo 10

Se unió una capa de guata con un peso básico de 234 g/m^{2} comprendiendo alrededor de un 18% de fibras ligantes de núcleo-recubrimiento, alrededor de un 53% de fibras secas de configuración cruciforme, y alrededor de un 25% de fibras cruciformes alisadas (Mezcla B) a un tejido de punto de forro CoolMax®.

Ejemplo 11

Se unió una capa de guata con un peso básico de 340 g/m^{2} comprendiendo un 10% de fibras de poliéster antimicrobianas, un 16% de fibras ligantes de núcleo- recubrimiento, un 53% de fibras secas de configuración cruciforme, y un 21% de fibras cruciformes alisadas (Mezcla A) a una tela no tejida de forro Cambrelle® +.

Ejemplo 12

Se unió una capa de guata con un peso básico de 234 g/m^{2} comprendiendo alrededor de un 18% de fibras ligantes de núcleo-recubrimiento, alrededor del 53% de fibras secas de configuración cruciforme, y alrededor de un 25% de fibras cruciformes alisadas (Mezcla B) a una tela no tejida de forro Cambrelle® +.

Ejemplo 13

Un sistema comprendiendo una capa de guata aislante compuesta por la Mezcla B unida a una tela no tejida de forro hecha de Cambrelle® +. El sistema tiene un peso básico de 370 g/m^{2}. Las capas se combinan usando soldadura ultrasónica en un patrón acolchado cuadrado (o rómbico) aproximadamente de 1.5 x 1.5 pulgadas (38 x 38 mm).

1

Claims

1. Un sistema de aislamiento y de forro (10) para calzado que comprende una guata aislante (12) consistente en un material densificado no tejido, combinada, por medios químicos, mecánicos o térmicos, con un forro de tejido resistente a la abrasión (16) que tiene una superficie de contacto con un pie o calcetín y una superficie de contacto con la guata aislante, y en el que dicho forro presenta unas propiedades de transporte de humedad, caracterizado porque:

: el material densificado no tejido está formado con fibras de sección transversal cruciforme (14) y tiene una densidad de 40 a 90 kg/m^{3}.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el material densificado no tejido comprende una fibra de poliéster de sección transversal cruciforme.

3. El sistema de la reivindicación 2, en el que la fibra cruciforme de la guata aislante es de un denier de 0,7 dpf a 6,0 dpf.

4. El sistema de la reivindicación 2, en el que las fibras de unión térmica están sustituidas por una parte de las fibras de sección transversal cruciforme por hasta un 25% por peso de las fibras de sección transversal cruciforme y activadas por calor para la unión de fibra a fibra.

5. El sistema de la reivindicación 2, en el que de un 10 a un 50% por peso basado en el peso total de la guata aislante, de las fibras cruciformes está tratado con un modificador de superficie basado en silicona.

6. El sistema de la reivindicación 2, en el que unas fibras antimicrobianas están sustituidas por una parte de las fibras de sección transversal cruciforme en una cantidad de hasta un 30%, por peso, de las fibras de sección transversal cruciforme.

7. El sistema de la reivindicación 1, en el que el forro comprende unas estructuras no tejidas unidas térmicamente por puntos producidas a partir de fibras de nylon bicompuestas de núcleo-recubrimiento en las que el recubrimiento exterior comprende un nylon 6 y el núcleo comprende un nylon 6,6.

8. El sistema de la reivindicación 7, en el que el nylon 6, o el nylon 6,6, o ambos están sustituidos por una parte de las fibras de nylon bicompuestas de núcleo-recubrimiento en una cantidad de hasta un 50% de las fibras de nylon bicompuestas de núcleo-recubrimiento.

9. El sistema de la reivindicación 7, en el que las fibras antimicrobianas están sustituidas por una parte de las fibras de nylon bicompuestas de núcleo-recubrimiento en una cantidad de hasta un 50% de las fibras de nylon bicompuestas de núcleo-recubrimiento.

10. El sistema de la reivindicación 1, en el que el forro comprende géneros de punto, tejidos, o no tejidos hechos a partir de alrededor de un 75 a un 99% de fibras de poliéster de sección transversal cruciforme.

11. El sistema de la reivindicación 1, en el que el forro comprende géneros de punto, tejidos, o no tejidos hechos a partir de fibras de sección transversal oval ondulada.

12. Un sistema de aislamiento no tejido (12) que comprende una fibra mechada, una fibra ligante, y una fibra o agente antimicrobiano, caracterizado porque:

: el sistema de aislamiento no tejido contiene fibras de poliéster de sección transversal cruciforme densificadas (14) como fibras mechadas, y tiene una densidad desde el 50 a 90 kg/m^{3}.

13. El sistema de la reivindicación 2, en el que la fibra de poliéster de sección transversal cruciforme está tratada con un agente antimicrobiano tópico.

14. El sistema de la reivindicación 13, en el que el agente antimicrobiano tópico comprende cloruro amónico 3-(trimetoxysililo)propiloctadecildimetilo.

15. El sistema de la reivindicación 5, en el que el modificador de superficie basado en silicona sirve como portador para un agente antimicrobiano tópico.

16. El sistema de la reivindicación 1, en el que la guata está tratada con un agente antimicrobiano tópico.

17. El sistema de la reivindicación 1, en el que la capa de guata aislante comprende de un 5% a un 20% por peso de fibras de poliéster antimicrobianas, de un 5% a un 50% por peso de fibras ligantes de núcleo-recubrimiento, y de un 50% a un 95% por peso de fibras de configuración cruciforme.

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18. El sistema de la reivindicación 1, en el que la tela del forro es una mezcla no tejida de fibras bicompuestas de núcleo-recubrimiento y de al menos una fibra acrílica antimicrobiana.