ES2297513T3 - Procedimiento de preparacion de material polimerico de prendas de vestir. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de preparación de material de prendas de vestir, teniendo el procedimiento las etapas: aplicar coagulante a un sustrato; aplicar una espuma de un material polimérico al sustrato; y dejar que el coagulante coagule parte de la espuma durante un periodo controlado; caracterizado porque el procedimiento comprende además la etapa: retirar la espuma no coagulada del sustrato para dejar una capa de material polimérico coagulado en el sustrato; y porque el periodo controlado es tal que la prenda de vestir o material de prendas de vestir cuando se somete a una temperatura de 20 ñ 2°C y una humedad relativa del 65 ñ 2% durante 265 minutos, retendrá entre 1, 0 mg y 8, 5 mg de agua por cm2 del material de prendas de vestir.
Description
Procedimiento de preparación de material
polimérico de prendas de vestir.
Esta invención se refiere a material polimérico
de prendas de vestir, prendas de vestir y procedimientos de
preparación de material polimérico de prendas de vestir.
Los materiales poliméricos se usan actualmente
para una amplia gama de prendas de vestir, algunas de estas prendas
de vestir (por ejemplo, impermeables y delantales) hacen uso de las
propiedades protectoras del material, otras prendas de vestir (por
ejemplo, prendas de vestir de calzado, ropa interior y moda) usan
materiales poliméricos debido a la apariencia y/o el tacto del
material.
La fig. 1 ilustra las etapas de un procedimiento
conocido de producción de una prenda de vestir de nailon tejido que
tiene un recubrimiento de poliuretano (PU). En la etapa 10 se ajusta
un revestimiento de nailon tejido a un molde. El revestimiento de
nailon actúa como un sustrato al que se aplica el recubrimiento de
PU. La fig. 2 ilustra un revestimiento de calcetín 32 ajustado a un
molde 30 que sostiene el revestimiento 32 de manera que el
revestimiento 32 toma la forma deseada para la prenda de vestir
acabada. En el caso ilustrado la prenda de vestir es un calcetín,
sin embargo, el procedimiento es aplicable a otras prendas de
vestir. En la etapa 12 el molde 30 (ajustado con el revestimiento
de calcetín 32) se sumerge en una solución de PU y dimetilformamida
(DMF). En la etapa 14 el molde 30 se retira de la solución de PU y
DMF y se deja drenar el exceso de solución saliendo de un
recubrimiento de la solución de PU/DMF en el revestimiento 32. En la
etapa 16 el molde se sumerge en agua. La inmersión hace que el
recubrimiento de PU en el revestimiento 32 se coagule, es decir, se
fije el recubrimiento de PU. El molde 30 permanece en el agua
durante un periodo de 90 a 120 minutos de manera que el disolvente
de DMF se lixivia desde el revestimiento en el agua. En la etapa 18
el molde se retira del agua y se coloca en un horno para secar el
revestimiento de nailon recubierto con PU. Finalmente en la etapa
20 el revestimiento de nailon recubierto con PU se retira del molde
30 y se obtiene un calcetín de nailon recubierto con PU.
Un inconveniente importante con este
procedimiento es que usa DMF. DMF es un disolvente del que se sabe
que es muy tóxico, y que se absorbe fácilmente a través de la piel.
Por tanto ha de ponerse gran cuidado cuando se manipula la solución
de PU/DMF. Con el fin de que se proporcione un entorno de trabajo
seguro, la atmósfera en la que se efectúa el procedimiento ha de
estar bien ventilada y provista de ventiladores de extracción.
En la etapa 16, cuando el DMF se extrae por
lixiviación en agua, el agua se saturará con DMF. Por tanto, el
agua habrá de cambiarse repetidamente, lo cual consume mucho tiempo
y es costoso. Adicionalmente, como la solución de agua saturada con
DMF es tóxica, debe tenerse cuidado cuando se desecha el agua
saturada con DMF de manera que se reduzca al mínimo el daño
ambiental que puede ocurrir con la eliminación.
Una alternativa al DMF es el uso de THF
(tetrahidrofurano). Sin embargo, el THF es también un producto
químico nocivo y tiene muchas de las desventajas asociadas con
DMF.
Una desventaja adicional del procedimiento es
que el recubrimiento de PU penetra en los intersticios del
revestimiento de nailon. Por tanto, el recubrimiento de PU entrará
en contacto con la piel de un portador de una prenda de vestir
preparada por este procedimiento si dicha prenda de vestir se
desgasta hasta cerca de la piel. Esto puede causar irritación y
acumular sudor junto a la piel, y, en particular, algunos portadores
pueden ser alérgicos a PU. La irritación de la piel puede estar
causada también por cualquier DMF o THF que no se haya eliminado
durante la etapa de lixiviación 16. El DMF en particular se absorbe
fácilmente a través de la piel. Un riesgo adicional del DMF es que
se sabe que es carcinógeno y que es causante de defectos
fetales.
Un ejemplo de un procedimiento conocido de
producción de una prenda de vestir recubierta se desvela en el
documento GB-717.103 (Metalgesellschaft). El
documento desvela un procedimiento de aplicación de coagulante a un
sustrato, sumergiendo el sustrato en una solución polimérica y
secando la capa parcial o totalmente coagulada.
Según un primer aspecto de la invención se
proporciona un procedimiento de preparación de material de prendas
de vestir, teniendo el procedimiento las etapas de: aplicar
coagulante a un sustrato; aplicar una espuma de un material
polimérico al sustrato; y dejar que el coagulante coagule parte de
la espuma durante un periodo controlado; en el que el procedimiento
comprende además la etapa de: retirar espuma no coagulada del
sustrato para dejar una capa de material polimérico coagulado en el
sustrato; y en el que el periodo controlado es tal que la prenda de
vestir o material de prendas de vestir, cuando se somete a una
temperatura de 20 \pm 2ºC y una humedad relativa del 65 \pm 2%
durante 265 minutos, conservará entre 1,0 mg y 8,5 mg de agua por
cm^{2} del material de prendas de vestir.
El uso de material polimérico con espuma
(aireado) elimina la necesidad de que el material polimérico se
disuelva en DMF, THF o, de hecho, cualquier otro disolvente. Por
tanto, el procedimiento es menos peligroso y más respetuoso con el
medio ambiente. El material de prendas de vestir producido por el
procedimiento no contendrá trazas de disolvente potencialmente
peligrosas.
Una amplia gama de materiales poliméricos son
adecuados para producción de la espuma; éstos incluyen látex de
nitrilo, látex natural, policloruro de vinilo (PVC), poliacetato de
vinilo (PVA) neopreno (policloropreno) y caucho, así como látex de
PU. La espuma puede producirse a partir de uno o una mezcla de dos o
más de estos materiales poliméricos. Con ello, el procedimiento
proporcionado por la invención es aplicable más extensamente que el
procedimiento conocido (ilustrado en la fig. 1), que se restringe al
uso de PU.
\global\parskip0.900000\baselineskip
El sustrato puede ser, por ejemplo, nailon
tejido pero puede usarse una amplia gama de materiales como
sustrato, por ejemplo, el sustrato puede ser uno de, o una mezcla
de, dos o más de: algodón, spandex, lycra, poliéster, aramida,
dyneema, acrílico, fibra conductora de carbono, fibra conductora de
cobre, fibra conductora de thunderon, hilado multifilamento de
polímero de cristal líquido (disponible con el nombre de marca
Vectran^{TM}), tactel, CoolMax^{TM}, ThermaStat^{TM},
Thermax^{TM} y Viafil (RTM). Por ejemplo, el sustrato puede ser
una mezcla de nailon y lycra y puede comprender una mezcla del 95%
de nailon y el 5% de lycra. Dicha mezcla es particularmente cómoda
de llevar, al adaptarse bien la prenda de vestir a la forma del
portador.
Preferentemente, la etapa de retirar la espuma
no coagulada comprende la retirada de una capa exterior de la
espuma para dejar una capa interior de material polimérico en el
sustrato. La capa exterior puede retirarse antes de que se haya
formado una piel en la superficie exterior de la capa de espuma.
La etapa de retirar la espuma no coagulada puede
comprender la dirección de un fluido al sustrato. Por ejemplo,
puede dirigirse al sustrato una pulverización de líquido como agua.
La pulverización puede tener una presión en el intervalo de 1 a 10
bar, o más preferentemente en el intervalo 1 a 4 bar.
Alternativamente, el fluido puede ser un gas, que puede ser
predominantemente aire. El gas puede dirigirse como un chorro y
puede tener una presión en el intervalo 1 a 10 bar, o más
preferentemente en el intervalo 1 a 4 bar. El fluido puede dirigirse
en un ángulo en el intervalo de 0º a 45º con la normal a la
superficie del sustrato. Alternativamente, la etapa de retirar la
espuma no coagulada del sustrato puede comprender la inmersión del
sustrato en líquido como agua.
El procedimiento puede comprender además la
etapa de sumergir el sustrato en agua para retirar el coagulante
después de la etapa de retirar la espuma no coagulada del sustrato.
A continuación, el sustrato puede secarse, preferentemente
colocando el sustrato en un horno.
Sorprendentemente, este procedimiento de retirar
el exceso de espuma no coagulada deja detrás una capa de material
polimérico cohesionada, porosa y respirable en el sustrato. Una
prenda de vestir hecha a partir del material de prendas de vestir
producido de esta manera permite que el sudor escape del portador de
la prenda de vestir y reduce la acumulación de calor dentro de la
prenda de vestir.
El material de prendas de vestir es más flexible
y ligero y las prendas de vestir hechas del material de prendas de
vestir son más cómodas de llevar que las prendas de vestir
producidas por el procedimiento de la técnica anterior ilustrado en
la fig. 1.
La penetración de la espuma en el sustrato puede
controlarse de manera que la espuma no penetre completamente en el
sustrato. De esta forma, el material de prendas de vestir producido
tiene una superficie interior que no tiene material polimérico
expuesto. Esto es ventajoso porque muchas personas tienen una
reacción alérgica a los materiales poliméricos (especialmente el
látex) llevados cerca de la piel y la parte no penetrada del
sustrato forma una barrera entre el portador de la prenda de vestir
y el recubrimiento del material polimérico. El riesgo de mayor
irritación de la piel causada por disolventes como DMF y THF se
elimina también porque este procedimiento elimina la necesidad de
dichos disolventes. Esto no es particularmente importante, ya que
el DMF se absorbe fácilmente a través de la piel y se conoce que
ambos son carcinógenos y causan defectos fetales.
Puede dejarse que el coagulante coagule parte de
la espuma durante un periodo en el intervalo de 60 a 180 segundos.
El coagulante puede ser una solución acuosa de uno o más
electrolitos o alternativamente puede ser una solución alcohólica
de uno o más electrolitos. Por ejemplo, la solución puede comprender
uno o más entre ácido fórmico, ácido acético, nitrato de calcio y
cloruro de calcio.
Antes de aplicar el coagulante al sustrato, el
sustrato puede colocarse en un molde. El molde puede estar
compuesto por uno o más entre metal, cerámica, fibra de vidrio y
plástico y puede tomar la forma de una parte de una prenda de
vestir o una prenda de vestir completa. Por ejemplo, la prenda de
vestir puede ser un abrigo, un delantal, una bota, un zapato, un
calcetín, un artículo de ropa interior, un guante o una faja.
Según un segundo aspecto de la invención se
proporciona una prenda de vestir o material de prendas de vestir
que comprende un sustrato y una capa de material polimérico de
espuma coagulada porosa, caracterizado porque se ha retirado una
capa exterior del material polimérico, dejando la superficie
exterior de la capa de material polimérico coagulado que tiene una
superficie porosa.
La prenda de vestir o material de prendas de
vestir puede tener una permeabilidad al vapor de agua en el
intervalo de 3,5 a 6,5 mg\cdotcm^{-2}\cdoth^{-1},
preferentemente en el intervalo de 5,0 a 6,5
mg\cdotcm^{-2}\cdoth^{-1}.
Preferentemente, el material polimérico penetra
al menos parcialmente el sustrato pero no puede penetrar
completamente el sustrato.
Cuando se somete a una temperatura de 20 \pm
2ºC y una humedad relativa del 65 \pm 2% durante 265 minutos, la
prenda de vestir o material de prendas de vestir puede retener entre
1,0 mg y 8,5 mg de agua por cm^{2} de la prenda de vestir o
material de prendas de vestir.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Preferentemente la prenda de vestir o material
de prendas de vestir, cuando se somete a una temperatura de 20 \pm
2ºC y una humedad relativa del 65 \pm 2% durante 265 minutos,
retendrá entre 1,0 mg y 5,5 mg de agua por cm^{2} de la prenda de
vestir o material de prendas de vestir.
Según un tercer aspecto de la invención se
proporciona un procedimiento de aplicación de áreas discretas de
recubrimiento polimérico a la capa de espuma coagulada de una prenda
de vestir o material de prendas de vestir producido por el
procedimiento del primer aspecto de la invención. El procedimiento
puede comprender además al menos una de las etapas de: lavado de la
prenda de vestir o material de prendas de vestir para retirar
residuo; secado parcial de la prenda de vestir o material de prendas
de vestir y apresto de la prenda de vestir o material de prendas de
vestir en un conformador de matriz antes de aplicar el recubrimiento
polimérico; y a continuación curado de la capa de recubrimiento; y
liberación de la prenda de vestir o material de prendas de vestir
del conformador de matriz después de aplicación del recubrimiento
polimérico.
La matriz de áreas discretas de recubrimiento
puede comprender una matriz de puntos. Alternativamente, la matriz
de áreas discretas de recubrimiento puede comprender una combinación
de una matriz de puntos y parches de refuerzo.
Preferentemente, la prenda de vestir o material
de prendas de vestir se lava con una solución de agua y detergente.
La prenda de vestir o material de prendas de vestir se seca
preferentemente parcialmente a temperatura de 50 a 70ºC.
Ventajosamente, el secado sólo parcial de la prenda de vestir o
material de prendas de vestir lavado de manera que el recubrimiento
de puntos se aplique a una capa polimérica coagulada húmeda mejora
la unión entre los puntos y la espuma coagulada.
El recubrimiento de puntos puede comprender uno
o una mezcla de dos o más de látex de nitrilo, látex natural, látex
de PU y látex y tiene preferentemente una viscosidad de 10 a 40
pascal\cdotsegundo (100 a 400 poise).
El recubrimiento de puntos puede curarse durante
30 a 45 min a una temperatura de 60 a 140ºC. Alternativamente, el
recubrimiento de puntos puede curarse en dos fases. La primera fase
puede comprender de 15 a 30 min a entre 60 y 80ºC. La segunda fase
puede comprender de 20 a 40 min a entre 120 y 150ºC. El
recubrimiento de puntos puede tener un grosor de 0,2 a 2,0 mm antes
del curado, que puede reducirse a de 0,05 a 1,0 mm después del
curado.
Según un cuarto aspecto de la invención se
proporciona un aparato para efectuar el procedimiento de los
aspectos primero y tercero de la invención.
A continuación se describirán las formas de
realización preferidas de la presente invención, por medio de
ejemplo sólo, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
la fig. 1 ilustra esquemáticamente un
procedimiento de la técnica anterior para preparar prendas de vestir
recubiertas con poliuretano;
la fig. 2 ilustra esquemáticamente un sustrato
que se ha colocado en un molde;
la fig. 3 ilustra esquemáticamente un
procedimiento de preparación de material de prendas de vestir según
una forma de realización de la invención;
la fig. 4 ilustra esquemáticamente un sistema
para preparar material de prendas de vestir según una forma de
realización de la invención;
la fig. 5 ilustra esquemáticamente una vista
superior de una barra de arrastre en la que se montan varios
moldes;
la fig. 6 ilustra esquemáticamente una vista
lateral de la barra de arrastre de la fig. 5, trasladándose la
barra de arrastre a una estación de pulverización;
la fig. 7 ilustra esquemáticamente una vista
lateral de un sustrato de prenda de vestir en una sección de la
estación de pulverización de la fig. 6 en la que las boquillas están
apuntando hacia arriba;
la fig. 8 ilustra esquemáticamente una vista
lateral de un sustrato de prenda de vestir en una sección de la
estación de pulverización de la fig. 6, en la que las boquillas
están apuntando horizontalmente; y
la fig. 9 ilustra esquemáticamente una vista
lateral de un sustrato de prenda de vestir en una sección de la
estación de pulverización de la fig. 6, en el que las boquillas
están apuntando hacia abajo;
la fig. 10 ilustra una matriz discreta de áreas
de recubrimiento polimérico aplicada a la superficie de una prenda
de vestir o material de prendas de vestir producidos usando el
procedimiento de la fig. 3;
la fig. 11 ilustra esquemáticamente un
procedimiento de aplicación de una matriz discreta de áreas de
recubrimiento polimérico a la superficie de una prenda de vestir o
material de prendas de vestir producidos usando el procedimiento de
la fig. 3;
la fig. 12 ilustra esquemáticamente una sección
transversal a través de la prenda de vestir o material de prendas
de vestir de la fig. 10.
En referencia a las fig. 3 y 4, para preparar
una prenda de vestir según una forma de realización de la invención,
en la etapa 210 se ajusta un revestimiento o sustrato 32 a un molde
30. El molde 30 sostiene el sustrato 32 durante las diversas etapas
de procedimiento que se aplican al sustrato 32 para producir el
material de prendas de vestir. Después de que se ha preparado el
material de prendas de vestir se retira del molde 30.
El sustrato 32 puede tomar la forma de una
prenda de vestir completa, por ejemplo, un calcetín (según se
ilustra en la fig. 2) o en una forma que es una sección de una
prenda de vestir, por ejemplo un bolsillo para un abrigo. En dichos
casos, el molde 32 proporciona la forma correcta para la prenda de
vestir o sección de prenda de vestir acabada. Cuando el molde toma
la forma de una prenda de vestir acabada, es preferible que el
sustrato 32 ajustado en el molde 30 no tenga costuras de manera que
la prenda de vestir acabada sea también sin costuras.
Alternativamente, el molde 32 no necesita tener ninguna forma en
particular y las láminas de material de prendas de vestir son
formadas por el procedimiento. Por ejemplo, el sustrato puede
estirarse entre dos abrazaderas o rodillos, y para el propósito de
la presente memoria descriptiva el término "molde" cubre
configuraciones de abrazaderas, rodillos y similares que sostienen
el sustrato 32 aplicando tensión al sustrato 32. En este caso, la
prenda de vestir o secciones de prenda de vestir se producen por
ulterior procesamiento de las láminas de material de prendas de
vestir, por ejemplo por piezas que se cortan a partir de la lámina
de material de prendas de vestir y a continuación se usan las
piezas para preparar una prenda de vestir.
El molde 30 puede estar hecho, por ejemplo, de
metal, porcelana, fibra de vidrio o plástico.
Los materiales adecuados para el sustrato 32
incluyen uno, o una mezcla de dos o más de: nailon, algodón,
spandex, lycra, poliéster, aramida, dyneema, acrílico, fibra
conductora de carbono, fibra conductora de cobre, fibra conductora
de thunderon, hilado multifilamento de polímero de cristal líquido
(disponible con el nombre de marca Vectran^{TM}), tactel,
CoolMax^{TM}, ThermaStat^{TM}, Thermax^{TM} y Viafil (RTM).
Por ejemplo, el sustrato puede comprender una mezcla del 95% de
nailon y el 5% de lycra. El sustrato 32 tiene una estructura en
retícula y puede estar formado por tejido, trenzado o algún otro
procedimiento conocido.
El procedimiento puede aplicarse a lotes de
sustratos (procesamiento por lotes) de manera que las etapas del
procedimiento se aplican a un grupo de moldes 30, con cada molde 30
sosteniendo un sustrato 32. Alternativamente, el procedimiento
puede aplicarse continuamente de manera que los moldes 30 se
trasladen continuamente a través del sistema 100. Naturalmente, los
moldes 30 pueden trasladarse continuamente a través de algunas
partes del sistema 100 y estar estáticos durante periodos de tiempo
en otras partes del sistema 100 según qué etapa del procedimiento
en particular se esté produciendo en esas posiciones. En referencia
a la fig. 5, los moldes 30, que llevan los sustratos 32, están
montados en una fila en una barra 50, denominada "barra de
arrastre". En el ejemplo ilustrado, se montan cuatro pares de
moldes 30 (que llevan cuatro pares de guantes, respectivamente) en
una barra de arrastre 50. La barra de arrastre 50 se mueve en una
dirección lineal desde una estación de procedimiento a otra a una
velocidad ajustada. Naturalmente, la velocidad a la que se ajusta la
barra de arrastre puede variarse. Puede haber varias barras de
arrastre 50, estando cada barra de arrastre 50 en una fase diferente
del procedimiento, y el movimiento de una barra de arrastre 50 de
una estación a la siguiente se produce en intervalos ajustados.
En la etapa 214 se aplica coagulante 34 al
sustrato 32. Esto puede conseguirse sumergiendo el sustrato 32
(sostenido en el molde 30) en un baño o pileta 36 que contiene el
coagulante 34 o pulverizando el coagulante 34 en el sustrato 32. El
coagulante 34 es una solución acuosa o alcohólica de electrolitos.
Los electrolitos adecuados incluyen ácido fórmico, ácido acético,
nitrato de calcio, cloruro de calcio o una mezcla de dos o más de
éstos. Puede usarse etanol para proporcionar la solución alcohólica
de electrolitos pero también son adecuados otros alcoholes, por
ejemplo, también pueden usarse alcohol isopropílico y metanol.
En la etapa 218 el exceso de coagulante 34, es
decir, el coagulante que no es absorbido por el sustrato 32, se
deja drenar del sustrato 32. Si el coagulante 34 se aplicó por
inmersión en un baño/pileta 36 de coagulante 34, entonces la etapa
218 implica la retirada del molde 30 del baño/pileta 36.
Alternativamente, para aplicar el coagulante al
sustrato, el sustrato puede presionarse en una esponja saturada con
coagulante. Este procedimiento reduce la cantidad de coagulante
recogida por el sustrato, evitando la necesidad de dejar tiempo
para que el exceso de coagulante drene del sustrato.
En la etapa 222 se aplica una espuma 38 de
material polimérico al sustrato 32, por ejemplo, sumergiendo el
molde 30 que sostiene el sustrato 32 en un baño/pileta 37 de la
espuma 38. La producción de una espuma 38 de material polimérico es
bien conocida para el experto en la materia. La espuma 38 puede
formarse a partir de uno, o de una combinación, de varios
materiales poliméricos. Los materiales poliméricos adecuados
incluyen látex de PU, látex de nitrilo, látex natural, policloruro
de vinilo (PVC), poliacetato de vinilo (PVA), neopreno
(policloropreno) y caucho. La espuma 38 tiene una densidad en el
intervalo del 15 al 35%, es decir, existe del 15 al 35% de aire por
volumen en la espuma y una viscosidad en el intervalo de 80 a 180
poise (8 a 18 Ns/m^{2}). La espuma 38 contiene espesantes de
manera que la espuma 38 es de la viscosidad requerida. Los
espesantes se añaden usualmente al material polimérico cuando el
material polimérico está en forma líquida, es decir, antes de que
se airee. Los ejemplos de espesantes incluyen polialcohol vinílico
(de 0,2 a 0,6 partes por 100 partes de material polimérico por
volumen), metilcelulosa (de 0,2 a 0,8 partes por 100 partes de
material polimérico por volumen) y poliacrilato (de 0,2 a 0,6
partes por 100 partes de material polimérico por volumen). La
espuma también contiene estabilizantes de manera que la espuma 38
sea estable (es decir, no se degrade a líquido) y agentes de
curación que proporcionan el recubrimiento polimérico obtenido de la
espuma con resistencia mecánica de manera que el recubrimiento sea
resistente, por ejemplo, a abrasión, punciones y desgarro. Los
estabilizantes y agentes de curación se añaden usualmente al
material polimérico cuando el material polimérico está en forma
líquida. Algunos ejemplos de estabilizantes incluyen alcohol
difenílico de guanidina (con una concentración de aproximadamente
0,5 partes por 100 partes de material polimérico por volumen) y
álcali-caseína (de 0,3 a 0,8 partes por 100 partes
de material polimérico por volumen). Aunque los espesantes,
estabilizantes y agentes de curación se añaden normalmente al
material polimérico líquido antes de que se airee, también pueden
añadirse después de aireación, por ejemplo, si se requiere
modificación de las propiedades de la espuma (por ejemplo,
añadiendo más espesante para aumentar la viscosidad de la
espuma).
En la etapa 226 el sustrato 32 se retira de la
espuma 38 y se deja drenar el exceso de espuma del sustrato 32 para
dejar una capa de espuma 38 en el sustrato 32. La espuma se dispone,
según se describe en más detalle más adelante, para que no pase a
través del sustrato 32, sino que permanezca en la superficie
exterior o pase en parte a través del sustrato. La espuma, por
tanto, forma una capa en el exterior del sustrato 32.
En la etapa 228, la espuma 38 reacciona con el
coagulante 34 que ha sido absorbido por el sustrato 32 causando
coagulación de la espuma 38.
Sólo se requiere una coagulación parcial de la
espuma 38, por tanto, la espuma 38 se deja reaccionar con el
coagulante 34 durante un periodo de tiempo limitado. Después de este
periodo de tiempo, la espuma más cercana al sustrato 32 se
coagulará pero el grado de coagulación disminuye progresivamente con
la distancia del sustrato 32 de manera que la superficie exterior
de la espuma no se coagulará (es decir, la superficie exterior
estará mojada). Normalmente se deja reaccionar la espuma 38 con el
coagulante 34 durante un periodo en el intervalo de 60 a 180
segundos antes de que el exceso de espuma (no coagulada) 38 se
retire. Este periodo está controlado de manera que la parte
inferior de la capa de espuma que está en contacto con el sustrato
32 se coagula, pero la parte exterior de la capa de espuma no se
coagula. Por tanto, no se forma una piel de película en la
superficie exterior de la capa de espuma. La capa de espuma tiene
un grosor en el intervalo de 0,5 a 1,5 mm.
En la etapa 230, la capa exterior de exceso de
espuma no coagulada 38 se retira de sustancialmente toda el área de
la capa de espuma en el sustrato 32. Esto puede hacerse dirigiendo
una o más pulverizaciones de agua 40 en el sustrato 32. El agua se
dirige al sustrato 32 por medio de una o más boquillas 42. Cada
pulverización de agua 40 tiene una presión en el intervalo de 1 a 4
bar (de 1 x 10^{5} a 4 x 10^{5} N/m^{2}). El procedimiento
de pulverización dura de 5 a 20 segundos.
Las boquillas 42 pueden ser estáticas con una
orientación ajustada con respecto al sustrato 32. Alternativamente,
las boquillas 42 pueden ser móviles de manera que la orientación de
la boquilla 42 con respecto al sustrato 32 puede variarse durante
el procedimiento de pulverización. Las boquillas 42 también pueden
trasladarse con respecto al sustrato 32 durante el procedimiento de
pulverización para proporcionar buena cobertura del sustrato 32 con
la pulverización 40. También es posible usar un chorro continuo en
lugar de una pulverización, sin embargo, se prefiere una
pulverización ya que hace un uso más económico de agua.
En referencia a las fig. 6 a 9, según una forma
de realización de la invención los moldes 30, que llevan los
sustratos 32, se trasladan en una barra de arrastre 50 a una
estación de pulverización 52. Las fig. 6 a 9 ilustran el sustrato
32 en forma de un revestimiento de guante con los dedos del
revestimiento del guante apuntando hacia abajo (naturalmente, la
invención es aplicable a revestimientos de calcetines y otros
sustratos de prendas de vestir). La estación de pulverización 52
comprende una serie de boquillas de pulverización 42. Las boquillas
forman dos filas 43 que se orientan de manera que las boquillas de
una fila pulverizan la parte frontal del sustrato 32 (por ejemplo,
el lado de la palma de los revestimientos de guantes 32) mientras
las boquillas de la otra fila pulverizan la parte posterior del
sustrato 32 (por ejemplo, el lado del dorso de los revestimientos
de guantes 32). Las boquillas 42 están en una posición fija con un
ángulo de pulverización preajustado y las boquillas 42 no se mueven
durante el procedimiento de pulverización. El ángulo de
pulverización de cada boquilla 42 está en el intervalo de 0 a 45º
con la horizontal (siendo la horizontal normal a la superficie del
sustrato 32) y el ángulo de pulverización puede ajustarse antes del
procedimiento de pulverización. Las boquillas 42 pueden disponerse
como pares con una boquilla 42a en una fila enfrente de una boquilla
42b de la otra fila. Las boquillas 42a, 42b pueden ajustarse en
diferentes ángulos: por ejemplo, el par de boquillas 42a, 42b puede
apuntar hacia arriba a aproximadamente 45º con la horizontal según
se ilustra en la fig. 7; las boquillas 42a, 42b pueden apuntar
horizontalmente según se ilustra en la fig. 8; o las boquillas 42a,
42b pueden apuntar hacia abajo en 45º con la horizontal ilustrado en
la fig. 9. No es necesario que las boquillas 42a, 42b en cada par
estén orientadas en el mismo ángulo con la horizontal.
Cuando el agua se bombea a través de las
boquillas 42 la barra de arrastre 50 se traslada verticalmente a
través de la pulverización producida por las boquillas 42. Por
ejemplo, los moldes 30 se mueven primero hacia abajo a través de
las pulverizaciones y después hacia arriba a través de la
pulverización mientras los moldes se mueven a través de la estación
de pulverización en la barra de arrastre 50.
Podrían usarse otros fluidos para retirar la
espuma 38, por ejemplo, podría dirigirse un chorro de aire
comprimido al sustrato 32. La espuma 38 podría también retirarse
también sumergiendo el sustrato 32 en un baño/pileta de un medio
acuoso. El medio acuoso puede comprender un agente antiespumante
como una emulsión de polisiloxanos organomodificados en el
intervalo de concentración del 0,01 al 0,1% por volumen o una mezcla
de petróleo y sílice amorfa en el intervalo de concentración del
0,2 al 0,8% por volumen.
La retirada del exceso de espuma 38, dirigiendo
fluido al sustrato 32, deja detrás una capa de material polimérico
cohesionada, porosa y respirable en el sustrato 32. En esta fase del
procedimiento la capa de material polimérico tiene un grosor en el
intervalo de 0,34 a 1,0 mm.
En la etapa 232, el exceso de coagulante 34 se
retira del sustrato 32. Esto puede hacerse sumergiendo el sustrato
32 en un baño/pileta de agua 41; normalmente la inmersión es para un
periodo de 15 minutos aproximadamente.
En la etapa 234, se seca el sustrato 32 con su
capa de material polimérico. El secado puede hacerse en un horno 44
que puede estar dotado de uno o más ventiladores que distribuyen el
calor uniformemente por todo el horno 44. El secado podría
conseguirse también dirigiendo aire sobre el sustrato 32. El aire
puede secarse y/o calentarse antes de dirigirse sobre el sustrato
32. Después de secarse, la capa de material polimérico tiene un
grosor en el intervalo de 0,26 a 0,80 mm.
En la etapa 236, el material de prendas de
vestir, que comprende el sustrato 32 con el recubrimiento
polimérico, se retira del molde 30.
El material de prendas de vestir producido por
el procedimiento anterior tiene una porosidad uniforme.
La penetración de la espuma 38 en el sustrato 32
puede controlarse de manera que la espuma no penetre completamente
el sustrato 32. De esta forma, el material de prendas de vestir
producido tiene una superficie interior sin, o con muy poco,
material polimérico expuesto. Esto es ventajoso porque muchas
personas tienen una reacción alérgica a los materiales poliméricos
(especialmente, el látex) que se lleva cerca de la piel y la parte
no penetrada del sustrato 32 formaría una barrera entre el portador
de la prenda de vestir y el recubrimiento del material
polimérico.
La penetración de la espuma en el sustrato (y la
porosidad del material de prendas de vestir acabado) puede
controlarse variando una serie de parámetros que incluyen:
i. la formulación del material polimérico;
ii. la formulación del coagulante;
iii. el tiempo entre la aplicación del
coagulante y la aplicación de la espuma;
iv. el tiempo entre la aplicación de la espuma y
la retirada del exceso de (no coagulada);
v. la densidad de la espuma;
vi. la viscosidad de la espuma; y
vii. el peso y construcción del sustrato.
Los valores de parámetros desvelados en la
descripción proporcionan material de tejido que tiene las
propiedades deseadas, sin embargo, el experto en la materia puede
conseguir las ventajas de la invención usando un procedimiento que
tenga parámetros que varíen de los dados.
El material de prendas de vestir producido por
la invención es particularmente adecuado para guantes, por ejemplo
guantes de jardinero y guantes usados para montaje ligero (por
ejemplo el montaje de componentes electrónicos). Dichos guantes
(particularmente guantes para montaje ligero) necesitan proporcionar
al portador un alto grado de destreza y, cuando los guantes se
desgastan durante un periodo largo de tiempo, las manos tienen que
mantenerse frescas, secas y cómodas. Los guantes preparados por el
procedimiento de la invención permiten que el sudor escape del
guante/sea absorbido por el guante y las manos del portador no se
irriten por el guante (ya sea por acumulación de calor, sudor,
residuos de disolvente o material polimérico presente en el
revestimiento del guante). La flexibilidad incrementada del
recubrimiento polimérico, en comparación con los recubrimientos del
material de prendas de vestir de la técnica anterior, permite una
mejor destreza y capacidad de uso de los guantes.
Los guantes preparados según la invención se
sometieron a prueba de permeabilidad al vapor de agua y absorción
de agua. Las pruebas se realizaron en muestras tomadas de cuatro
guantes diferentes a una temperatura de 20 \pm 2ºC y una humedad
relativa del 65 \pm 2%. El grosor de todas estas muestras fue de
1,08 mm. Los resultados de estas pruebas se proporcionan en la
Tabla 1.
Para comparación, se sometieron también a prueba
muestras de cuatro guantes de la técnica anterior en las mismas
condiciones. Los guantes de la técnica anterior se prepararon usando
una solución de poliuretano (PU) disuelta en DMF según el
procedimiento ilustrado en la fig. 1. El grosor de cada una de estas
muestras fue de 1,03 mm con un área de 18 cm^{2}. Los resultados
de estas pruebas se proporcionan en la Tabla 2.
Las cifras de permeabilidad al vapor de agua se
dan en unidades de miligramos de agua que pasan a través de un
centímetro cuadrado de la muestra en una hora
(mg\cdotcm^{-2}\cdoth^{-1}). Las cifras de absorción se dan
en miligramos de agua absorbidos por la muestra completa según se
mide, con los equivalentes por centímetro cuadrado de las muestras
entre corchetes, después de periodos de tiempo establecidos a una
temperatura de 20 \pm 2ºC y una humedad relativa del
65 \pm 2%.
65 \pm 2%.
La permeabilidad media de las muestras tomadas
de los guantes según la forma de realización de la invención fue de
5,3 mg \cdot cm^{-2}\cdot h^{-1} mientras que para las
muestras tomadas de los guantes de la técnica anterior la
permeabilidad media fue de 10,4 mg \cdot cm^{-2}\cdot
h^{-1}.
Las pruebas se realizaron por parte de una
organización de pruebas independiente (SATRA Technology Centre,
Kettering, Northamptonshire, RU). Esta organización usa la siguiente
clasificación para permeabilidad al vapor de agua:
Permeabilidad muy alta - por encima de 5,0 mg
\cdot cm^{-2}\cdot h^{-1}
Permeabilidad alta - entre 2,6 y 5,0 mg \cdot
cm^{-2}\cdot h^{-1}
Permeabilidad moderada - entre 1,0 y 2,5 mg
\cdot cm^{-2}\cdot h^{-1}
Permeabilidad baja - por debajo de 1,0 mg
\cdot cm^{-2}\cdot h^{-1}
Por tanto, puede considerarse que los dos
conjuntos de muestras tienen una permeabilidad muy alta (con la
excepción de la muestra 2 de la Tabla 1). Puede observarse que la
permeabilidad de los guantes de la técnica anterior es muy superior
a la de los guantes preparados según el procedimiento de esta
invención. Sin embargo, cuando los guantes de la invención actual
se desgastan existe una acumulación significantemente menor de sudor
que cuando se desgastan los guantes de la técnica anterior. Esto
puede explicarse considerando las cifras de absorción: los guantes
que engloba la invención absorben mucha más agua que los guantes de
la técnica anterior. Por tanto, para los guantes que engloba la
invención, cuando se desgastan, parte del sudor es tomada por la
mano del portador y se retiene en el guante y parte del sudor permea
(es decir se escapa de) el guante, con lo que existe menos
acumulación de sudor en la superficie interior del guante. Se cree
que los guantes que engloba la invención absorben más agua porque
la capa de polímero tiene mayores espacios intersticiales en
comparación con la técnica anterior debido al procedimiento de
fabricación de los guantes (es decir, el procedimiento de la
invención usa polímero de espuma que a continuación se lava, por
ejemplo con una pulverización de agua, antes de coagular
completamente, mientras que, para el procedimiento de la técnica
anterior, el revestimiento/sustrato del guante se moja en una
solución de polímero y a continuación se sumerge en agua para
coagular la solución de polímero). El espacio intersticial da a los
guantes una "acción de mecha", es decir, se tira del agua en
los guantes por acción capilar.
Según una forma de realización adicional de la
invención, se aplica una matriz de áreas discretas de material
polimérico a la superficie de los guantes de manera que cubre áreas
del polímero de espuma y coagulado para proporcionar un
recubrimiento protector. Por ejemplo, esto podría comprender una
matriz de puntos. Este recubrimiento de material polimérico aumenta
la resistencia a la abrasión de la capa de espuma polimérica
coagulada. En referencia a la fig. 10, los puntos 102 se aplican en
una matriz a través de la superficie del guante. Los parches
adicionales del recubrimiento 104 se aplican a partes particulares
de la superficie del guante, como entre las partes de los dedos y
en las puntas de los dedos. Éstas son áreas que se someterán más
probablemente a un mayor desgaste o abrasión y en los que son
particularmente valiosos parches más grandes de recubrimiento
resistente a la abrasión.
En la forma de realización mostrada en la fig.
10, los puntos 102 son circulares y están separados uniformemente a
través de la superficie del guante. Los parches de refuerzo
adicional 104 en las puntas de los dedos 106 tienen la forma de
bandas semicirculares y se aplica un área adicional entre el dedo
pulgar 108 y el índice 110. Sin embargo, se apreciará que podrían
aplicarse áreas de recubrimiento de cualquier forma y tamaño a una
prenda de vestir. Por ejemplo, los parches de refuerzo en las puntas
de los dedos podrían ser áreas de recubrimiento sólidas y podrían
aplicarse áreas entre cada dedo. El recubrimiento podría también
aplicarse a prendas de vestir distintas de guantes. Por ejemplo, un
área de recubrimiento podría aplicarse al talón de un calcetín y
podría aplicarse una matriz de áreas discretas más pequeñas a la
planta.
La fig. 11 ilustra las etapas de aplicación de
las áreas discretas de un recubrimiento de polímero de la fig. 10 a
la capa de espuma polimérica coagulada de una prenda de vestir.
Después de que se han producido los guantes usando el procedimiento
de la fig. 3, los guantes recubiertos de espuma se lavan con una
solución de agua fría y detergente en la etapa 310 para retirar
cualquier coagulante residual dejado en recubrimiento del guante.
Esta retirada de cualquier coagulante residual es importante para
conseguir una buena adhesión entre los puntos y el recubrimiento de
espuma. Los guantes pueden lavarse por inmersión en un baño/pileta
del agua y detergente o alternativamente, pueden pulverizarse
chorros de agua y detergente en los guantes a través de boquillas
como las de la estación de pulverización 52 usadas en una etapa
anterior de la producción de guantes. En la etapa 312 los guantes
se secan parcialmente a una temperatura de entre 50ºC y 70ºC hasta
que están húmedos. La condición húmeda de los guantes mejora aún
más la adhesión de los puntos al recubrimiento de espuma.
Para aplicar los puntos, los guantes
parcialmente secos se aprestan en conformadores planos, mostrados en
la etapa 314. Puede aplicarse a continuación un recubrimiento de
puntos en la etapa 316, bien manualmente o bien usando una máquina.
El grosor del recubrimiento de puntos aplicado debe ser de 0,2 a 2,0
mm. El compuesto de aplicación de puntos puede ser uno de una serie
de materiales poliméricos adecuados como látex de nitrilo, látex
natural, látex de PU, látex o una mezcla de dos o más de éstos y
debe tener una viscosidad de 10 a 40 pascal \cdot segundo (100 a
400 poise).
En la etapa 318 los guantes punteados se curan
en un horno, como el horno 44, durante un periodo de entre 30 y 45
min a una temperatura de 60ºC a 140ºC. Alternativamente, el
recubrimiento de puntos puede curarse en dos fases. La primera fase
comprende de 15 a 30 min a entre 60ºC y 80ºC y la segunda comprende
de 20 a 40 min a entre 120ºC y 150ºC. El grosor del recubrimiento
de puntos después de curado se reduce a entre 0,05 y 1,0 mm. Se
usan polímeros de látex porque se curan a temperaturas inferiores a
las del PVC conocidas para su uso para los puntos en los guantes de
la técnica anterior. También se sabe que los polímeros de látex
tienen una mejor resistencia a la abrasión que el PVC. La fase
final del procedimiento de aplicación de puntos, mostrada en la
etapa 320, implica la liberación manual del guante del conformador
de puntos. El grosor resultante del recubrimiento de espuma y la
capa de puntos del guante acabado es de 0,3 a 1,8 mm.
La fig. 12 ilustra las capas de sustrato 112, la
espuma porosa coagulada 114 y el recubrimiento polimérico 116. Los
puntos aplicados a los guantes de la técnica anterior pueden
borrarse debido a la deficiente unión entre los puntos y el
recubrimiento. Sin embargo, el recubrimiento de espuma porosa 114 de
los guantes según esta invención significa que el material de los
puntos 116 se extiende a través de los poros en la espuma 114 y se
fija por sí mismo al recubrimiento de espuma 114, mejorando la unión
entre los puntos y el recubrimiento.
Existe una serie de parámetros que controlan la
unión entre el revestimiento y los puntos. Entre ellos se
incluyen:
i. la formulación del material polimérico;
ii. la formulación de la espuma polimérica;
iii. la densidad de la espuma;
iv. la temperatura y el periodo de tiempo para
curar el recubrimiento de puntos;
v. la viscosidad del recubrimiento de puntos;
y
vi. el peso y construcción de la prenda de
vestir o material de prendas de vestir.
Se apreciará que cualquiera de estos factores
puede variarse para conseguir la unión óptima.
Claims (18)
1. Un procedimiento de preparación de material
de prendas de vestir, teniendo el procedimiento las etapas:
aplicar coagulante a un sustrato;
aplicar una espuma de un material polimérico al
sustrato; y
dejar que el coagulante coagule parte de la
espuma durante un periodo controlado; caracterizado porque el
procedimiento comprende además la etapa:
retirar la espuma no coagulada del sustrato para
dejar una capa de material polimérico coagulado en el sustrato; y
porque el periodo controlado es tal que la prenda de vestir o
material de prendas de vestir cuando se somete a una temperatura de
20 \pm 2ºC y una humedad relativa del 65 \pm 2% durante 265
minutos, retendrá entre 1,0 mg y 8,5 mg de agua por cm^{2} del
material de prendas de vestir.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la etapa de retirar la espuma no coagulada comprende dirigir
un fluido al sustrato.
3. El procedimiento de la reivindicación 2, en
el que el fluido es un líquido.
4. El procedimiento de la reivindicación 2, en
el que el fluido es un gas.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la etapa de retirar la espuma no coagulada del sustrato
comprende sumergir el sustrato en líquido.
6. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el que el sustrato comprende nailon
tejido.
7. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5 en el que el sustrato es una mezcla del 95%
de nailon y el 5% de lycra.
8. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes que comprende la etapa de sumergir el
sustrato en agua para retirar coagulante después de la etapa de
retirar la espuma no coagulada del sustrato.
9. El procedimiento de la reivindicación 8 que
comprende la etapa de secar el sustrato después de la etapa de
sumergir el sustrato en agua.
10. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el coagulante es una
solución acuosa de uno o más electrolitos.
11. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que el coagulante es una solución
alcohólica de uno o más electrolitos.
12. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el material polimérico
comprende uno o más de: látex de nitrilo, látex natural, látex de
poliuretano, látex de policloruro de vinilo, neopreno y poliacetato
de vinilo.
13. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el sustrato se coloca en un
molde antes de que el coagulante se aplique al sustrato.
14. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que comprende además la etapa de
aplicación de un recubrimiento en una matriz de áreas discretas a
la capa de material polimérico coagulado.
15. El procedimiento de la reivindicación 14 que
comprende además al menos una de las etapas de:
lavar la prenda de vestir o material de prendas
de vestir para retirar residuo;
secar parcialmente la prenda de vestir o
material de prendas de vestir; y
aprestar la prenda de vestir o material de
prendas de vestir en un conformador de matriz antes de aplicación
del recubrimiento; y a continuación
curar la capa de recubrimiento; y
liberar la prenda de vestir o material de
prendas de vestir del conformador de matriz.
\newpage
16. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 14 y 15, en el que la capa de recubrimiento
comprende uno de o una mezcla de dos o más de látex de nitrilo,
látex natural, látex de PU y látex.
17. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 16 en el que la matriz de áreas discretas de
recubrimiento comprende una matriz de puntos.
18. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 16 en el que la matriz de áreas discretas de
recubrimiento comprende una combinación de una matriz de puntos y
parches de refuerzo.
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