Hilos Resistentes al Fuego y al Calor
Contenido
Tipos de fibras y su resistencia al fuego
Estándar de resistencia al fuego para varias aplicaciones de hilos
Temperatura máxima de funcionamiento para varias fibras
Comparando aramidas
Productos de Coats
Tipos de fibras y su resistencia al fuego
| Material | Retardancia de llama | Temperatura de encendido
°C / °F |
|---|---|---|
| Algodón | Combustible, enciende y quema. | 252 / 485 |
| Poliéster | Combustible, se quema lentamente y puede auto extinguirse. | 421 / 790 |
| Nylon | Combustible, se quema lentamente y puede auto extinguirse. | 449 / 840 |
| Meta aramida | Retardante de llama autoextinguible cuando se retira de la llama | - |
| Para aramida | Retardante de llama autoextinguible cuando se retira de la llama | - |
| Fibra de vidrio | El retardante de llama no arderá | - |
| Cuarzo | El retardante de llama no arderá | - |
| Cerámica | El retardante de llama no arderá | - |
Los hilos de algodón, que continúan quemándose a temperaturas relativamente bajas, deben evitarse en cualquier momento si existe la posibilidad de contacto con el fuego. Los hilos estándar de poliéster y nailon son combustibles, pero se queman lentamente y pueden auto extinguirse.
Los hilos resistentes al fuego se dividen en tres categorías:
- Hilos que no se queman.
- Hilos que se queman en las llamas pero que se apagan automáticamente cuando se retiran de las llamas
- Hilos que se queman, pero se queman lentamente y pueden auto extinguirse
Tipos de hilo de coser y su resistencia al fuego
| Producto | Material | Categoría | Característica | Normas |
|---|---|---|---|---|
| - | Cerámico | 1 | No se quema | NFPA 701 / ASTM E84 |
| - | Cuarzo | 1 | No se quema | NFPA 701 / ASTM E84 |
| Glasmo Tee | Fibra de vidrio | 1 | No se quema | NFPA 701 / ASTM E84 |
| Firefly | Meta aramida | 2 | Quema en llamas pero se auto extingue cuando se retira. | NFPA / EN469 |
| Protos | Para aramida | 2 | Quema en llamas pero se auto extingue cuando se retira. | NFPA |
| Flame Master | Ignífugo 100% poliéster corespun | 3 | No se quema por un período corto, luego se quema lentamente y puede auto extinguirse | EN 15025 |
| Epic RD | 100% poliéster corespun | 3 | Se quema lentamente y puede auto extinguirse. | CFR 1615 / BS EN 14878:2007 |
| Astra RD | Poliéster 100% hilado | 3 | Se quema lentamente y puede auto extinguirse. | CFR 1615 / BS EN 14878:2007 |
Los productos en la categoría 1 incluyen; fibra de vidrio (adherida y recubierta con PTFE), fibra de vidrio con alto contenido de sílice (cuarzo) y cerámica. Estos productos no se encienden y, por lo tanto, son útiles en productos finales donde la posibilidad de incendio es alta, por ejemplo: altos hornos, colchones etc.
Los productos en la categoría 2 incluyen Kevlar® y Nomex®. Kevlar® es el nombre comercial de una para-aramida, y Nomex® es el nombre comercial de un meta-aramida; ambos son tipos especiales de nylon. Kevlar® es fabricado por Du Pont. Otras para-aramidas incluyen Twaron® (Acordis) y Technora (Teijin). Nomex® también está hecho por Du Pont; otras meta-aramidas son Teijinconex (Teijin). Estos productos normalmente se queman en llamas pero se auto extinguirán inmediatamente al retirarlos de la llama. Por lo tanto, son útiles en usos finales donde la posibilidad de incendio es alta.
Los productos de la categoría 2, aunque no son tan resistentes al fuego como la categoría 1, tienen un rendimiento de costura mucho mejor. También son mucho más suaves, lo que los hace una opción más adecuada para la ropa de protección y la tapicería.
Los productos de la categoría 3 incluyen Coats Epic RD y Coats Astra RD. Estos son hilos combustibles fabricados para minimizar la quema y promover la auto-extinción después de la eliminación de la llama. Estos productos cumplen con las especificaciones contra incendios (como CFR1615 para la ropa de dormir de los niños).
Pruebas de resistencia al fuego
No hay forma de probar la propia rosca para la resistencia al fuego; primero debe ser cosido en tela. Al realizar cualquier prueba, es mejor utilizar la estructura exacta de la tela, el hilo y la costura que se utilizará en el producto terminado.
Estándar de resistencia al fuego para varias aplicaciones de hilos
| Industria | Estándar |
|---|---|
| Estándares de uniformes y códigos de construcción | UBC 8-1 (42-2), 8-2(42-2), 26-1(17-2), 26-3(17-5) |
| Automotriz | FMVSS302 |
| Aviación | FAR 25.853, 25.855 |
| General (edificios, transporte, mobiliario interior, ropa protectora) | NFPA 701 Métodos estándar de pruebas de incendio para la propagación de llamas de textiles y películas
ASTM E84 (Método de prueba estándar para características de quemado de superficie de materiales de construcción) |
| Ropa de dormir para niños (pijamas) |
CFR 1615: estándar para la inflamabilidad de la ropa de dormir para niños: tamaños de 0 a 6x (FF 3-71)
CFR 1616: estándar para la inflamabilidad de la ropa de dormir de los niños: tamaños 7 a 14 (FF 5-74) BS EN 14878: 2007 (Reglamentos de seguridad de ropa de dormir) |
| Ropa protectora | EN 531 Ropa de protección contra el calor industrial.
EN 407 Guantes de protección contra riesgos térmicos. EN 366 Ropa de protección contra el calor y las llamas. Método de prueba: evaluación de materiales de ropa y conjuntos de materiales expuestos a una fuente de calor radiante EN 367 Ropa de protección contra el calor y las llamas. Método de prueba: determinación de la transmisión de calor en la exposición a la llama EN 373 Ropa de protección contra el calor y las llamas. Método de prueba: Determinación de la resistencia de los materiales a las salpicaduras de metales fundidos. Ropa de protección EN 469: requisitos para la ropa de protección de bomberos EN 533 Ropa de protección - Protección contra el calor y las llamas - Materiales de propagación de llamas limitados y conjuntos de materiales |
Resistente al calor y al fuego son dos características separadas
Sin embargo, es posible que un hilo sea resistente al fuego y al calor. De hecho, muchos de los hilos ya mencionados como resistentes al fuego también son resistentes al calor.
En general, los hilos de coser sintéticos (por ejemplo, nylon, poliéster, Kevlar® y Nomex®) son todos buenos resistores al calor. Esto significa que el calor no pasará a través de ellos tan efectivamente como puede pasar a través de una sustancia como la plata o el cobre. Sin embargo, a medida que aumenta la temperatura, algunos polímeros (como el nylon y el poliéster) se fundirán y perderán resistencia antes que otros polímeros (como Nomex®). Su reacción al calor es inherente a su composición química.
Muchos hilos resistirán las altas temperaturas y continuarán funcionando bien en la costura, por ejemplo: aramidas, co-poliimida (P84 ™), fibra de vidrio (adherida y recubierta con PTFE), cuarzo y cerámica. Estos productos siguen siendo funcionales (en el caso de la cerámica o el cuarzo) hasta temperaturas superiores a 2000 °F (consulte la Tabla 4).
El nylon y el poliéster son termoplásticos y comienzan a ablandarse muy por debajo de su punto de fusión. Esto significa que las costuras de nylon y poliéster comenzarán a debilitarse alrededor de 350 °F, mientras que las costuras de aramida permanecerán a temperatura ambiente, incluso a más de 500 °F.
Como se muestra en la Tabla 4, la compensación por una mejor resistencia al calor es el rendimiento de la costura.
Temperatura máxima de funcionamiento para varias fibras
| Material | Max. Límite de funcionamiento °C / °F | Funcionamiento constante °C / °F | Habilidad de costura |
|---|---|---|---|
| Cuarzo | 1093 / 2000 | 1093 / 2000 | Velocidades lentas, las fibras pueden romperse. |
| Cerámico | 1371 / 2500 | 1371 / 2500 | Velocidades lentas, las fibras pueden romperse. |
| Fibra de vidrio | 538 / 1000 | 538 / 1000 | Se rompe con facilidad. Recubrimiento de PTFE usado para operaciones difíciles |
| Fibras de poliimida P84® | 260 / 500 | 260 / 500 | Bueno |
| Meta aramida por ej. Nomex® | 371 / 700 | 204 / 400 | Bueno |
| Para aramida por ej. Kevlar® | 427 / 800 | 204 / 400 | Bueno |
| Nylon | 177 / 350 | 121 / 250 | Excelente |
| Poliéster | 177 / 350 | 121 / 250 | Excelente |
El Coats Technology Center está experimentando con hilos de nylon para aplicaciones automotrices. Las altas cantidades de cobre en estos hilos actuarán como un disipador de calor y mejorarán la resistencia del hilo al calor, por ejemplo, en el despliegue de una bolsa de aire.
Chalecos antibalas
Hoy en día, los fabricantes de chalecos antibalas utilizan Kevlar®. Esto permite una armadura corporal más liviana y más portátil. Hay otros materiales disponibles para armaduras de cuerpo blando que son más baratos que el Kevlar®, pero que requieren un equilibrio en el peso, la comodidad y / o el volumen.
Para entender cómo funciona el Kevlar®, imagine varios palos de madera. Puedes romperlos uno a la vez con tu puño. Sin embargo, si estos palos están agrupados, ninguno puede romperse. Cuando Kevlar® se teje en tela y se coloca en capas; una bala encuentra muchos hilos a la vez. Cuanto más denso es el tejido (más hilos por unidad de área), más resistente a las balas es.
Una bala pequeña disparada en Kevlar® encuentra menos hilos que una bala grande. Una bala pequeña y rápida (con la misma energía total que una bala grande y lenta) penetrará en la armadura corporal en mayor medida. Por lo tanto, un .357magnum disparado desde un revólver es más fácil de detener que un .22 magnum desde un rifle.
Además, las balas más duras no se deforman tanto en el impacto y penetran en mayor medida que las blandas. Una bala deformada encontrará más Kevlar® y es más probable que sea derrotada.
Hilos de aramida
Hay dos hilos principales de aramida: para-aramidas (por ejemplo, Kevlar®) y meta-aramidas (por ejemplo, Nomex®). Si bien ambos productos son ampliamente utilizados para la resistencia al calor y al fuego, tienen propiedades ligeramente diferentes en términos de rendimiento de la rosca.
La siguiente tabla describe las ventajas y desventajas de estos productos.
Comparando aramidas
| Material | Ventajas | Desventajas |
|---|---|---|
| Meta aramida | Retardante de llama y calor
Rendimiento de costura y propiedades físicas similares al nylon. Buena resistencia a los rayos UV |
Menor tenacidad que el nylon.
Mucho mas bajo que para aramida Costo |
| Para aramida | Retardante de llama y calor
Estiramiento bajo Muy alta tenacidad |
Pobre resistencia a los rayos UV.
Pobre resistencia a la abrasión. Fuerza de bucle baja El estiramiento bajo a veces puede ser una desventaja Costo |
Las aramidas vienen en varias formas:
- Filamento continuo: por lo general, cuanto más pesado es el hilo, menor es el costo, por ejemplo, la aramida adherida 138 (1500/1) tiene un costo significativamente menor que una aramida enlazada 138 (400/4)
- Grapa hilada
- Estiramiento roto: una forma híbrida que consiste en grapas de seis pulgadas de largo, que se han hecho estirando y rompiendo el filamento continuo Kevlar®, y luego girando estas grapas juntas.
Hilo de fibra de vidrio
Además de tener una excelente resistencia al calor, la fibra de vidrio (particularmente la forma recubierta con PTFE) tiene una excelente resistencia química. Esto lo hace especialmente adecuado para la filtración a alta temperatura. El hilo de fibra de vidrio también tiene una alta resistencia a la tracción. La compensación por una excelente resistencia al calor es la fragilidad y la difícil capacidad de costura. Los acabados, como el PTFE, mejoran el rendimiento de la costura.
Tabla de Productos
| Marca Coats | Material | Producto | Uso final |
|---|---|---|---|
| Protos Steel | Acero | Kevlar® acero especial recubierto | Aislamiento de alta temperatura hasta 1093 ° C / 2000 ° F |
| Helios | Acero | Algodón o Kevlar® recubierto de acero inoxidable. | Canalización |
| - | Cerámico | Lubricado | Filtración, conductos |
| Glasmo Tee | Fibra de vidrio | Garantizado | Filtración, altos hornos, colchones, canalizaciones. |
| Glasmo PTFE | Fibra de vidrio | Recubierto de PTFE | Filtración, altos hornos, colchones, canalizaciones. |
| Firefly Metaspun | Meta aramida por ej. Nomex® | Grapa hilada o estirada rota | Ropa protectora |
| Firefly Metafil | Meta aramida por ej. Nomex® | Filamento continuo adherido | Filtración, airbags, tapicería, guantes / calzado de protección, motores eléctricos. |
| Firefly Paraspun | Para aramida por ej. Kevlar® | Grapa hilada o estirada rota | Bolsas de aire, guanteletes, chalecos antibalas. |
| Firefly PF | Para aramida por ej. Kevlar® | Filamento continuo adherido | Bolsas de aire |
| HTF | Fibras de poliimida P84® | Filamento continuo adherido | Filtración |
| Epic RD | 100% poliéster corespun | Lubricado | Ropa de noche para niños |
| Astra RD | Poliéster 100% hilado | Lubricado | Ropa de noche para niños |
