BR112015015568B1

BR112015015568B1 - Material não tecido compreendendo poliéster e carbonato de cálcio, processo de produção do referido material, usos do carbonato de cálcio, fibras e do material não tecido e artigo compreendendo tal material

Info

Publication number: BR112015015568B1
Application number: BR112015015568-5A
Authority: BR
Inventors: Samuel Rentsch; Martin Brunner; Erik Laursen; Francesco Pullega; Tazio Fornera; Michael Tinkl
Original assignee: Omya International Ag
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2022-04-05
Also published as: CL2015001838A1; ES2629257T3; KR101846139B1; JP2019065447A; JP2020090771A; MY171233A; KR20150103112A; HRP20170893T1; ZA201505319B; EP2938768B1; RU2621660C2; PT2749679T; AU2013369411B2; AU2013369411A1; TW201443305A; EP2749679A1; EP2938768A1; JO3260B1; WO2014102197A1; BR112015015568A2

Abstract

CACO3 EM POLIÉSTER PARA MATERIAIS NÃO TECIDOS E FIBRAS. A presente invenção se refere a um material não tecido compreendendo pelo menos um polímero compreendendo um poliéster e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio. A presente invenção se refere ainda a um processo de produção de tal material não tecido assim como ao uso do carbonato de cálcio como carga em um material não tecido compreendendo pelo menos um polímero compreendendo um poliéster.

Description

[001] A presente invenção se refere a um material não tecido, a um processo para a preparação de um material não tecido, a artigos contendo este material não tecido, e o uso deste material não tecido assim como ao uso de fibras para a fabricação de materiais não tecidos e o uso de carbonato de cálcio como carga para materiais não tecidos.

[002] Materiais não tecidos são folhas ou estruturas de mantas obtidas ligando-se entre si fibras ou filamentos. Eles podem ser chatos ou volumosos e, dependendo do processo pelo qual eles são produzidos e dos materiais usados, podem ser adaptados para uma variedade de aplicações. Ao contrário de outros têxteis, tais como materiais tecidos ou materiais tricotados, os materiais não tecidos não precisam passar pelas etapas preparatórias de fiação dos filamentos para serem transformados em uma manta com um padrão determinado. Dependendo da resistência do material necessária para o uso específico, é possível se usar uma determinada porcentagem de materiais reciclados na composição do material não tecido. Por outro lado, alguns materiais não tecidos podem ser reciclados depois do uso, desde que se empregue um tratamento dado e instalações dadas. Portanto, os materiais não tecidos podem constituir o tecido mais ecológico para determinadas aplicações, especialmente em campos e indústrias em que são importantes produtos descartáveis ou de uso único tais como hospitais, escolas e asilos.

[003] Hoje em dia, os materiais não tecidos são principalmente produzidos por polímeros termoplásticos tais como polipropileno, polietileno, poliamidas ou poliésteres. A vantagem de fibras ou filamentos de poliéster consiste no seu alto grau de cristalinidade, grande resistência e elevada tenacidade. Poli(tereftalato de etileno) (PET) é o material da classe poliéster mais amplamente usado e é caracterizado por um módulo elevado, uma baixa taxa de contração, estabilidade a pega térmica, resistência a luz e resistência química que são responsáveis pela grande versatilidade do PET. Um grande inconveniente do PET é a sua velocidade de cristalização lenta, que não permite ciclos com tempos razoáveis para processos de fabricação tais como a moldagem por injeção. Portanto, são frequentemente acrescentados agentes nucleantes, tais como talco. No entanto, estas partículas heterogêneas podem atuar como concentradores de tensão e podem afetar, portanto, as propriedades mecânicas do polímero. Portanto, o PET nucleado é frequentemente reforçado com fibras de vidro.

[004] Um PET com carga de talco é divulgado no artigo de Sekelik et al. intitulado “Oxygen barrier properties of crystallized and talc-filled poly(ethylene terephthalate)” publicado em Journal of Polymer Science: Part B: Polimer Physics, 1999, 37, 847 a 857. US 5.886.088 A se ocupa de uma composição de resina PET compreendendo um agente nucleante inorgânico. Um método para a produção de material polimérico termoplástico que tem como carga carbonato de cálcio é descrito em WO 2009/121085 A1. WO 2012/052778 A1 se refere a películas poliméricas dilaceráveis compreendendo um poliéster e cargas de carbonato de cálcio ou de mica. A fiação de fibras PET fibras contendo carbonato de cálcio modificado foi estudada por Boonsri Kusktham e é descrito no artigo intitulado “Spinning of PET fibres mixed with calcium carbonate”, que foi publicado no Asian Journal of Textile, 2011, 1(2), 106 a 113.

[005] Fibras e mantas de material não tecido extrusados contendo dióxido de titânio e pelo menos uma carga mineral são descritos em US 6.797.377 Bl. WO 2008/077156 A2 descreve fibras depositadas durante fiação compreendendo uma resina polimérica e uma carga assim como materiais não tecidos contendo estas fibras. Materiais não tecidos de polímeros sintéticos com uma composição de ligação melhorada são descritos em EP 2 465 986 A1. WO 97/30199 e refere a fibras ou filamentos adequados para a produção de um material não tecido, de fibras ou filamentos consistindo essencialmente em uma poliolefina e partículas inorgânicas.

[006] Em vista do exposto acima, o melhoramento das propriedades de materiais não tecidos à base de poliéster continua a interessar os versados na técnica.

[007] Um objetivo da presente invenção consiste em prover um material não tecido tendo um toque macio melhorado e uma maior rigidez. Seria também desejável se prover um material não tecido que possa ser adaptado no tocante às suas propriedades hidrófobas ou hidrófilas. Seria também desejável se prover um material não tecido contendo uma quantidade reduzida de polímero ser afetar significativamente a qualidade do material não tecido.

[008] É também um objetivo da presente invenção propor um processo para a produção de um material não tecido a partir de uma composição polimérica à base de poliéster, especialmente uma composição de PET, que permita tempos de ciclos curtos durante o processamento da massa fundida. É também desejável se prover um processo para a produção de um material não tecido que permita o uso de poliéster reciclado especialmente de PET reciclado.

[009] Os objetivos acima e outros objetivos são resolvidos pelo objeto da presente invenção conforme vem definido no presente documento nas reivindicações independentes.

[0010] De acordo com um aspecto da presente invenção, é proposto um material não tecido compreendendo pelo menos um polímero compreendendo um poliéster, e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio.

[0011] De acordo com um outro aspecto, a presente invenção propõe um processo para a produção de um material não tecido compreendendo as etapas de: a) se prover uma mistura de pelo menos um polímero compreendendo um poliéster e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio; b) se formar a mistura em fibras, filamentos e/ou estruturas filamentares semelhantes a películas; e c) se formar um material não tecido a partir de fibras, filamentos e/ou estruturas filamentares semelhantes a películas.

[0012] De acordo com um outro aspecto ainda, a presente invenção propõe um artigo compreendendo o material não tecido inventivo, sendo o artigo selecionado de produtos de construção, vestimentas para consumidores, vestimentas industrial, produtos médicos, decoração de interiores, produtos protetores, materiais de embalagem, produtos cosméticos, produtos de higiene ou materiais de filtração.

[0013] De acordo com um outro aspecto, a presente invenção propõe o uso de carbonato de cálcio como carga em um material não tecido compreendendo pelo menos um polímero compreendendo um poliéster.

[0014] De acordo com um outro aspecto ainda, a presente invenção propõe o uso de fibras para a fabricação de um material não tecido, compreendendo as fibras pelo menos um polímero compreendendo um poliéster e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio.

[0015] De acordo com um outro aspecto ainda, a presente invenção propõe o uso do material não tecido inventivo em produtos de construção, impermeabilização isolamento térmico, isolamento acústico, telhados, vestimentas de consumidores, estofamento e indústria de vestuário, vestimentas industriais, produtos médicos, decoração de interiores, produtos protetores, materiais de embalagem, produtos cosméticos, produtos de higiene ou materiais de filtração.

[0016] Modalidades vantajosas da presente invenção são definidas nas reivindicações secundárias correspondentes.

[0017] De acordo com uma modalidade, o poliéster é selecionado do grupo que consiste em poli(ácido glicólico), uma policaprolactona, um poli(adipato de etileno), um poliidroxialcanoato, um poliidroxibutirato, um poli(tereftalato de etileno), um poli(tereftalato de trimetileno), um poli(tereftalato de butileno), um poli(naftalato de etileno), um poli(ácido lático) ou uma mistura deles, ou copolímeros seus, sendo o poliéster, de preferência, um poli(tereftalato de etileno). De acordo com uma outra modalidade, o poliéster tem um peso molecular médio de 5000 a 100000 g/mol, de preferência de 10000 a 50000 g/mol, e sendo mais preferível de 15000 a 20000 g/mol.

[0018] De acordo com uma modalidade, o carbonato de cálcio é carbonato de cálcio triturado, carbonato de cálcio precipitado, carbonato de cálcio modificado, carbonato de cálcio com a superfície tratada, ou uma mistura sua, de preferência carbonato de cálcio com a superfície tratada. De acordo com uma outra modalidade, o carbonato de cálcio tem um tamanho de partícula médio d50 de 0,1 a 3 μm, de preferência de 0,4 a 2,5 μm, sendo mais preferível de 1,0 a 2,3 μm, e sendo o mais preferível de 1,2 a 1,8 μm. De acordo com uma outra modalidade ainda, o carbonato de cálcio tem um tamanho de partícula de corte superior d98 de 1 a 10 μm, de preferência de 5 a 8 μm, sendo mais preferível de 4 a 7 μm, e sendo o mais preferível de 6 a 7 μm. De acordo com uma outra modalidade ainda, o carbonato de cálcio está presente no material não tecido numa proporção de 0,1 a 50% em peso, de preferência de 0.2 a 40% em peso, e sendo mais preferível de 1 a 35% em peso, com base no peso total do material não tecido.

[0019] De acordo com uma modalidade do processo inventivo na etapa b), a mistura é formada em fibras, de preferência por um processo de extrusão, e sendo mais preferível por um processo de meltblown, um processo spunbond, ou uma combinação deles. De acordo com uma outra modalidade do processo inventivo, o material não tecido é formado coletando-se as fibras sobre uma superfície ou suporte. De acordo com outra modalidade ainda do processo inventivo, as etapas b) e c) são repetidas duas ou mais vezes para produzir um material não tecido em múltiplas camadas, de preferência, um material não tecido spundbonded-meltblown-spunbonded (SMS), meltblown- spunbonded-meltblown (MSM), spunbonded-meltblown- spunbonded-meltblown (SMSM), meltblown-spunbonded- meltblown-spunbonded (MSMS), spunbonded-meltblown- meltblown-spunbonded (SMMS), ou meltblown-spunbonded- spunbonded-meltblown (MSSM).

[0020] Deve ficar subentendido para os fins da presente invenção, que os termos a seguir têm os seguintes significados. O termo “grau de cristalinidade” conforme usado dentro do contexto da presente invenção se refere à fração das moléculas ordenadas em um polímero. A fração restante é designada “amorfa”. Os polímeros podem se cristalizar depois do resfriamento a partir da massa fundida, por distensão mecânica, ou por evaporação do solvente. As áreas cristalinas são geralmente mais densamente compactadas do que as áreas amorfas, e a cristalização pode afetar as propriedades óticas, mecânicas, térmicas, e químicas do polímero. O grau de cristalinidade é especificado em porcentagem e pode ser determinado por calorimetria por varredura diferencial (DSC).

[0021] “Carbonato de cálcio triturado” (GCC) no significado da presente invenção é um carbonato de cálcio obtido de fontes naturais, tais como calcário, mármore, calcita ou greda, e processado através de um tratamento úmido e/ou seco tal como trituração, peneiragem e/ou fracionamento, por um ciclone ou peneira, por exemplo.

[0022] O termo “viscosidade intrínseca” conforme usado dentro do contexto da presente invenção é uma medida da capacidade que um polímero em solução tem de melhorar a viscosidade da solução e é especificado em dl/g.

[0023] “Carbonato de cálcio modificado” (MCC) dentro do significado da presente invenção pode apresentar um carbonato de cálcio natural triturado ou precipitado com uma modificação da estrutura interna ou um produto de reação na superfície, isto é, “carbonato de cálcio com uma reação na superfície”. Um “carbonato de cálcio com uma reação na superfície” é um material compreendendo carbonato de cálcio e na superfície sais cálcicos de ânions de ácidos insolúveis, de preferência pelo menos parcialmente cristalinos. É preferível que o sal de cálcio insolúvel se estenda da superfície de pelo menos uma parte do carbonato de cálcio. Os íons de cálcio que formam este sal cálcico se originam em grande parte do material de carbonato de cálcio de partida. Os MCCs são descritos, por exemplo, em US 2012/0031576 A1, WO 2009/074492 A1, EP 2 264 109 A1, EP 2 070 991 A1, ou 2 264 108 A1.

[0024] Para os fins da presente invenção, o termo “material não tecido” se refere a uma estrutura em folha porosa plana e flexível que é produzida por camadas ou redes de fibras, filamentos que se intertravam ou de estruturas filamentares semelhantes a películas.

[0025] Em todo o presente documento, o “tamanho de partícula” de uma carga de carbonato de cálcio é descrito por sua distribuição de tamanhos de partícula. O valor dx representa o diâmetro relativo no qual x% em peso das partículas têm diâmetros inferiores a dx. Isto significa que o valor d20 é o tamanho de partícula com o qual 20% em peso de todas as partículas são menores, e o valor d98 é o tamanho de partícula em que 98% em peso de todas as partículas são menores. O valor d98 é também designado como a “corte superior”. O valor d50 é, portanto, o tamanho de partícula de peso médio, isto é 50% em peso de todos os grânulos são maiores ou menores do que este tamanho de partícula. Para os fins da presente invenção o tamanho de partícula é especificado como o tamanho médio em peso d50 a não ser que seja indicado em contrário. Para determinar o valor d50 de tamanho de partícula médio em peso ou o valor d98 de tamanho de partícula de corte superior pode ser usado um dispositivo SediGraph 5100 ou 5120 da firma Micromeritics, USA.

[0026] Conforme empregado do presente documento, o termo “polímero” geralmente inclui homopolímeros e copolímeros tais como, por exemplo, copolímeros de blocos, enxertados, aleatórios e alternantes, assim como misturas e modificações suas.

[0027] “Carbonato de cálcio precipitado” (PCC) dentro do sentido da presente invenção é um material sintetizado geralmente obtido por precipitação subsequente a uma reação de dióxido de carbono e hidróxido de cálcio (calcário hidratado) em um ambiente aquoso ou por precipitação de uma fonte de cálcio e de carbonato em água. Adicionalmente, o carbonato de cálcio precipitado pode também ser o produto da introdução de sais de cálcio e carbonato, cloreto de cálcio e carbonato de sódio, por exemplo, em um ambiente aquoso. O PCC pode ser vaterita, calcita ou aragonita. Os PCCs são descritos, por exemplo, em EP 2 447 213 A1, EP 2.524.898 A1, EP 2 371 766 A1, ou no pedido de patente européia não publicado No. 12 164 041.1.

[0028] Dentro do significado da presente invenção, um “carbonato de cálcio com a superfície tratada” é um carbonato de cálcio triturado, precipitado ou modificado compreendendo um tratamento ou camada de revestimento tal como, por exemplo, uma camada de ácidos graxos, tensoativos, siloxanos ou polímeros.

[0029] Nos casos em que é usado o termo “compreendendo” na presente descrição e nas reivindicações, ele não exclui outros elementos. Para os fins da presente invenção, o termo “consistindo em” é considerado como sendo uma modalidade preferida do termo “compreendendo”. Se doravante no presente documento um grupo for definido como compreendendo pelo menos um certo número de modalidades, isso deve também ser compreendido como descrevendo um grupo que consiste, de preferência, somente nestas modalidades.

[0030] Nos casos em que se emprega um artigo indefinido ou definido quando se refere a um substantivo no singular, tal como, por exemplo, “um”, “uma” ou “o” ou “a”, este inclui um plural deste substantivo a não ser que seja especificamente indicado em contrário.

[0031] Os termos tais como “que pode ser obtido” ou “que pode ser definido” e “obtido” ou “definido” são usados de modo intercambiável. Isto significa, por exemplo, que, a não ser que o contexto claramente indique o contrário, o termo “obtido” não pretende indicar que uma modalidade deva ser obtida, por exemplo, pela sequência de etapas que se seguem ao termo “obtido”, por exemplo, mesmo que tal compreensão limitada esteja sempre incluída nos termos “obtido” ou “definido” como sendo uma modalidade preferida.

[0032] O material não tecido inventivo compreende pelo menos um polímero compreendendo um poliéster e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio. No exposto a seguir, detalhes e modalidades preferidas do produto inventivo serão apresentados mais detalhadamente. Deve ficar subentendido que estes detalhes técnicos e modalidades também se aplicam ao processo inventivo para a produção deste material não tecido e o uso inventivo do material não tecido, fibras, composições, e carbonato de cálcio.

O pelo menos um polímero

[0033] O material não tecido da presente invenção compreende pelo menos um polímero compreendendo um poliéster.

[0034] Poliésteres consistem em uma classe de polímeros que contêm o grupo funcional éster na sua cadeia principal e são geralmente obtidos por uma reação de policondensação. Os poliésteres podem incluir polímeros que ocorrem naturalmente tais como cutina assim como polímeros sintéticos tais como policarbonato ou polibutirato.

Dependendo da sua estrutura, os poliésteres podem ser biodegradáveis.

[0035] De acordo com uma modalidade, o poliéster é selecionado do grupo que consiste em um poli(ácido glicólico), uma policaprolactona, um poli(adipato de etileno), um poliidroxialcanoato, um poliidroxibutirato, um poli(tereftalato de etileno), a poli(tereftalato de trimetileno), um poli(tereftalato de butileno), um poli(naftalato de etileno), um poli(ácido lático) ou uma mistura deles, ou copolímeros seus. Qualquer um destes polímeros pode se encontrar na forma pura, isto é, na forma de um homopolímero, ou pode ser modificada por copolimerização e/ou pelo acréscimo de um ou mais substituintes à cadeia principal ou às cadeias laterais da cadeia principal.

[0036] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o pelo menos um polímero consiste em um poliéster. O poliéster pode consistir em somente um tipo específico de poliéster ou em uma mistura de um ou mais tipos de poliésteres.

[0037] O pelo menos um polímero pode estar presente no material não tecido numa proporção de pelo menos 40% em peso, de preferência de pelo menos 60% em peso, sendo mais preferível de pelo menos 80% em peso, e sendo o mais preferível de pelo menos 90% em peso, com base no peso total do material não tecido. De acordo com uma modalidade, o pelo menos um polímero se encontra presente no material não tecido numa proporção de 50 a 99% em peso, de preferência de 60 a 98% em peso, e sendo mais preferível de 65 a 95% em peso, com base no peso total do material não tecido.

[0038] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o poliéster é um poli(tereftalato de etileno).

[0039] O poli(tereftalato de etileno) (PET) é um polímero de condensação e pode ser industrialmente produzido por condensação ou do ácido tereftálico ou do tereftalato de dimetila com etileno glicol.

[0040] O PET pode ser polimerizado por permutação dos ésteres empregando-se os monômeros tereftalato de dietila e etileno glicol ou pela esterificação direta empregando-se os monômeros ácido tereftálico e etileno glicol. Tanto o processo de permutação de ésteres como de esterificação direta são combinados com etapas de policondensação ou em bateladas ou continuamente. Os sistemas de bateladas exigem dois recipientes de reação; um para a esterificação ou a permutação de ésteres e uma para a polimerização. Os sistemas contínuos exigem pelo menos tres recipientes; um para a esterificação ou a permuta de ésteres, um outro para redução dos glicóis em excesso e um outro ainda para a polimerização.

[0041] Alternativamente, o PET pode ser produzido por policondensação em fase sólida. Em tal processo, uma policondensação no estado fundido é continuada, por exemplo, até o pré-polímero ter uma viscosidade intrínseca de 1,0 a 1,4 dl/g, sendo neste ponto o polímero moldado em forma de uma película sólida. A pré-cristalização é conduzida por aquecimento acima de 200°C, por exemplo, até ser obtido o peso molecular desejável do polímero.

[0042] De acordo com uma modalidade, o PET é obtido de um processo de polimerização contínuo, um processo de polimerização por bateladas ou um processo de polimerização em fase sólida.

[0043] De acordo com a presente invenção, o termo “poli(tereftalato de etileno)” compreende poli(tereftalato de etileno) não modificado e modificado. O poli(tereftalato de etileno) pode ser um polímero linear um polímero ramificado, um polímero reticulado. Caso se deixe um glicerol reagir com um diácido ou com o seu anidrido, por exemplo, cada glicerol gerará um ponto de ramificação. Se ocorrer um acoplamento interno, por reação de um grupo hidroxila e uma função ácido, por exemplo, dos ramais na mesma molécula ou em uma molécula diferente, o polímero será reticulado. Opcionalmente, o poli(tereftalato de etileno) pode ser substituído, de preferência com um grupo alquila C1 a C10, um grupo hidroxila, e/ou um grupo amina. De acordo com uma modalidade, o poli(tereftalato de etileno) é substituído com um grupo metila, etila, propila, butila, terc-butila, hidroxila e/ou amina. O poli(tereftalato de etileno) pode também ser modificado por copolimerização, tal como com ciclohexano dimetanol ou com ácido isoftálico, por exemplo.

[0044] Dependendo do seu processamento e histórico térmico, o PET pode existir tanto em forma de um polímero amorfo como de um semicristalino, isto é em forma de um polímero que compreende frações cristalinas e amorfas. O material semicristalino pode ter uma aparência transparente ou opaca e branca, dependendo da sua estrutura cristalina e do tamanho de partícula.

[0045] De acordo com uma modalidade, o poli(tereftalato de etileno) é amorfo. De acordo com uma outra modalidade, o poli(tereftalato de etileno) é semicristalino, de preferência o poli(tereftalato de etileno) tem um grau de cristalinidade de pelo menos 20%, sendo mais preferível de pelo menos 40%, e sendo o mais preferível de pelo menos 50%. De acordo com uma outra modalidade ainda, o poli(tereftalato de etileno) tem um grau de cristalinidade de 10 a 80%, sendo mais preferível de 20 a 70%, e sendo o mais preferível de 30 a 60%. O grau de cristalinidade pode ser medido com calorimetria de varredura diferencial (DSC).

[0046] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o poli(tereftalato de etileno) tem uma viscosidade intrínseca IV de 0,3 a 2,0 dl/g, de preferência de 0,5 a 1,5 dl/g, e sendo mais preferível de 0,7 a 1,0 dl/g.

[0047] De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, o poli(tereftalato de etileno) tem uma temperatura de transição vítrea, Tg, de 50 a 200°C, de preferência de 60 a 180°C, e sendo mais preferível de 70 a 170°C.

[0048] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o poli(tereftalato de etileno) tem um peso molecular médio numérico de 5000 a 100000 g/mol, de preferência de 10000 a 50000 g/mol, e sendo mais preferível de 15000 a 20000 g/mol.

[0049] O poli(tereftalato de etileno) pode ser um polímero virgem, um polímero reciclado, ou uma mistura deles. Um poli(tereftalato de etileno) reciclado pode ser obtido de garrafas PET usadas, sucatas de preformas de PET, PET regranulado, ou PET recuperado.

[0050] De acordo com uma modalidade, o poli(tereftalato de etileno) inclui 10% em peso, de preferência 25% em peso, sendo mais preferível 50% em peso, e sendo o mais preferível 75% em peso de PET reciclado, com base na quantidade total de poli(tereftalato de etileno).

[0051] De acordo com uma modalidade, o pelo menos um polímero consiste em um poli(tereftalato de etileno). O PET pode consistir em somente um tipo específico de PET ou em uma mistura de dois ou mais tipos de PET.

[0052] De acordo com uma modalidade, o pelo menos um polímero compreende outros polímeros, de preferência poliolefinas, poliamidas, celulose, polibenzimidazóis, ou misturas suas, ou copolímeros seus. Exemplos para tais polímeros são poli-hexametileno diadipamida, policaprolactama, poliamidas aromáticas ou parcialmente aromáticas (“aramidas”), náilon, poli(sulfeto de fenileno) (PPS), polietileno, polipropileno, polibenzimidazóis, ou raiom.

[0053] De acordo com uma modalidade, o pelo menos um polímero compreende pelo menos 50% em peso, de preferência pelo menos 75% em peso, sendo mais preferível pelo menos 90% em peso, e sendo o mais preferível pelo menos 95% em peso de um poli(tereftalato de etileno), com base na quantidade total do pelo menos um polímero.

A pelo menos uma carga

[0054] De acordo com a presente invenção, o material não tecido compreende pelo menos uma carga que compreende um carbonato de cálcio. A pelo menos uma carga está dispersa dentro do pelo menos um polímero.

[0055] O uso de pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio em materiais não tecidos à base de poliéster tem determinadas vantagens em comparação com materiais não tecidos. As propriedades hidrófobas ou hidrófilas, por exemplo, da manta não tecida podem ser adaptadas à aplicação destinada, usando-se uma carga de carbonato de cálcio adequada. Além disso, o uso de cargas de carbonato de cálcio permite a redução de poliésteres na produção de materiais não tecidos sem afetar a qualidade do material não tecido significativamente. Além disso, os inventores descobriram com surpresa que, se for acrescentado carbonato de cálcio como carga ao PET, o polímero apresenta uma condutividade térmica mais alta, o que leva a uma taxa de resfriamento mais rápida do polímero. Além disso, sem querer se ater a qualquer teoria, acredita-se que o carbonato de cálcio atua como um agente nucleante para PET, aumentando assim a temperatura de cristalização do PET. Como resultado, a velocidade de cristalização é aumentada o que permite, por exemplo, tempos de ciclos mais curtos durante o processamento da massa fundida. Os inventores também descobriram que as mantas não tecidas, fabricadas a partir de PET que incluía cargas de carbonato de cálcio, têm um toque macio mais acentuado e uma rigidez maior em comparação com mantas não tecidas fabricadas a partir de PET somente.

[0056] De acordo com uma modalidade, o carbonato de cálcio é carbonato de cálcio triturado, carbonato de cálcio precipitado, carbonato de cálcio modificado, carbonato de cálcio com a superfície tratada, ou uma mistura deles. É preferível que o carbonato de cálcio seja carbonato de cálcio com a superfície tratada.

[0057] Compreende-se como carbonato de cálcio triturado (ou natural) (GCC) uma forma de carbonato de cálcio que ocorre naturalmente, obtida de rochas sedimentares tais como calcário ou greda, ou a partir de rochas de mármore metamórficas. Sabe-se que o carbonato de cálcio ocorre em forma de tres tipos de polimorfos cristalinos: calcita, aragonita e vaterita. A calcita, o polimorfo cristalino mais comum, é considerada como a forma cristalina mais estável de carbonato de cálcio. A aragonita é menos comum tendo uma estrutura cristalina ortorrômbica em forma de agulhas discretas ou em aglomerados. A vaterita é o polimorfo mais raro de carbonato de cálcio e é geralmente instável. O carbonato de cálcio triturado é quase exclusivamente do polimorfo calcítico, que se diz que é trigonal-romboédrico e representa o mais estável dos polimorfos de carbonato de cálcio. O termo "fonte" do carbonato de cálcio dentro do significado do presente pedido se refere ao material mineral que ocorre naturalmente e do qual é obtido o carbonato de cálcio. A fonte do carbonato de cálcio pode ainda compreender componentes outros que ocorrem naturalmente tais como carbonato de magnésio, aluminossilicato etc.

[0058] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a fonte do cálcio triturado (GCC) é selecionada de mármore, greda, calcita, dolomita, calcário, ou suas misturas. É preferível que a fonte do carbonato de cálcio triturado seja selecionada do mármore. De acordo com uma modalidade da presente invenção, o GCC é obtido por trituração a seco. De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, o GCC é obtido por trituração a úmido, seguida por secagem.

[0059] "Carbonato de cálcio precipitado" (PCC) dentro do significado da presente invenção é um material sintetizado, geralmente obtido por precipitação após a reação do dióxido de carbono e calcário em um ambiente aquoso ou por precipitação de uma fonte de íons cálcio e carbonato em água ou por precipitação de íons de cálcio e de carbonato, CaCl2 e Na2CO3, por exemplo, da solução. Outros modos possíveis de se produzir PCC consistem no processo de soda de calcário, ou processo Solvay, em que PCC é um produto secundário da produção de amônia. O carbonato de cálcio precipitado existe em tres formas cristalinas primárias: calcita, aragonita e vaterita e há muitos polimorfos diferentes (hábitos cristalinos) para cada uma destas formas cristalinas. A calcita tem uma estrutura trigonal com hábitos cristalinos típicos tais como escalenoédrico (S-PCC), romboédrico (R-PCC), hexagonal prismático, pinacoidal, coloidal (C-PCC), cúbico, e prismático (P-PCC). A aragonita é uma estrutura ortorrômbica com hábitos cristalinos de cristais prismáticos hexagonais geminados, assim como uma diversa variedade de formas, de cristais prismáticos finos e alongados, laminares curvos, piramidais agudos, cristais em forma de cinzel, de árvore ramificada e semelhante a coral ou vermiculada. A vaterita pertence ao sistema cristalino hexagonal. A pasta de PCC obtida pode ter a água mecanicamente extraída e ser seca.

[0060] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o carbonato de cálcio compreende um carbonato de cálcio precipitado. De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, o carbonato de cálcio compreende uma mistura de dois ou mais carbonatos de cálcio precipitados selecionados de formas cristalinas diferentes e polimorfos diferentes de carbonato de cálcio precipitado. O pelo menos um carbonato de cálcio precipitado, por exemplo, pode compreender um PCC selecionado de S-PCC e um PCC selecionado de R-PCC.

[0061] Um carbonato de cálcio modificado pode apresentar um GCC ou um PCC com uma modificação estrutural interna ou um GCC ou um PCC com uma reação na superfície. Um carbonato de cálcio com reação na superfície pode ser preparado provendo-se um GCC ou um PCC na forma de uma suspensão aquosa, e acrescentando-se um ácido à suspensão. Ácidos adequados são, por exemplo, ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácido cítrico, ácido oxálico ou uma mistura deles. Em uma etapa seguinte o carbonato de cálcio é tratado com gás dióxido de carbono. Se for usado um ácido forte tal como o ácido sulfúrico ou ácido clorídrico para a etapa de tratamento com ácido, o dióxido de carbono se formará automaticamente in situ. Adicional ou alternativamente, o dióxido de carbono pode ser fornecido de uma fonte externa. Os carbonatos de cálcio com reação na superfície são descritos, por exemplo, em US 2012/0031576 A1, WO 2009/074492 A1, EP 2 264 109 A1, EP 2 070 991 A1, ou EP 2 264 108 A1.

[0062] Um carbonato de cálcio com a superfície tratada pode apresentar um GCC, PCC, ou MCC compreender um tratamento ou camada de revestimento na sua superfície. O carbonato de cálcio pode ser tratado ou revestido, por exemplo, com um agente de tratamento de superfície de efeito hidrófobo, tal como, por exemplo, com ácidos carboxílicos alifáticos, seus sais ou ésteres ou um siloxano. Os ácidos alifáticos adequados são, por exemplo, ácidos graxos C5 a C28 tais como ácido esteárico, ácido palmítico, ácido mirístico, ácido láurico ou uma mistura deles. O carbonato de cálcio pode também ser tratado ou revestido para se tornar catiônico ou aniônico com um poliacrilato ou poli(cloreto de dialildimetilamônio) (poliDADMAC), por exemplo. Os carbonatos de cálcio com a superfície tratada são descritos, por exemplo, em EP 2 159 258 A1.

[0063] De acordo com uma modalidade, o carbonato de cálcio modificado é um carbonato de cálcio com reação na superfície, obtido, de preferência, da reação com ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácido cítrico, ácido oxálico ou uma mistura deles, e dióxido de carbono.

[0064] De acordo com uma outra modalidade, o carbonato de cálcio com a superfície tratada compreende uma camada de tratamento ou um revestimento da superfície obtido do tratamento com ácidos graxos, seus sais, seus ésteres, ou com combinações deles, de preferência do tratamento com ácidos graxos alifáticos C5 a C28, seus sais, seus ésteres ou combinações deles, sendo mais preferível do tratamento com estearato de amônio, estearato de cálcio, ácido esteárico, ácido palmítico, ácido mirístico, ácido láurico, ou suas misturas.

[0065] De acordo com uma modalidade, o carbonato de cálcio tem um tamanho de partícula médio d50 de 0,1 a 3 μm, de preferência de 0,4 a 2,5 μm, sendo mais preferível de 1,0 a 2,3 μm, e sendo o mais preferível de 1,2 a 1,8 μm. Adicional ou alternativamente, o carbonato de cálcio tem um tamanho de partícula de corte superior d98 de 1 a 10 μm, de preferência de 5 a 8 μm, sendo mais preferível de 4 a 7 μm, e sendo o mais preferível de 6 a 7 μm.

[0066] O carbonato de cálcio pode estar presente no material não tecido numa proporção de 0,1 a 50% em peso, de preferência de 0,2 a 40% em peso, sendo mais preferível de 1,0 a 35% em peso, com base no peso total do material não tecido. De acordo com uma outra modalidade, o carbonato de cálcio está presente no material não tecido numa proporção de 0,5 a 20% em peso, de 1,0 a 10% em peso, de 5,0 a 40% em peso, de 7,5 a 30% em peso, ou de 10 a 25% em peso, com base no peso total do material não tecido.

[0067] De acordo com uma modalidade, o carbonato de cálcio está disperso dentro do pelo menos um polímero e está presente numa proporção de 0,1 a 50% em peso, de preferência de 0,2 a 40% em peso, e sendo mais preferível de 1 a 35% em peso, com base no peso total do pelo menos um polímero. De acordo com uma outra modalidade, o carbonato de cálcio está disperso dentro do pelo menos um polímero e está presente numa proporção de 0,5 a 20% em peso, de 1,0 a 10% em peso, de 5,0 a 40% em peso, de 7,5 a 30% em peso, ou de 10 a 25% em peso, com base no peso total do pelo menos um polímero.

[0068] De acordo com uma modalidade, a pelo menos uma carga consiste em carbonato de cálcio. O carbonato de cálcio pode consistir em somente um tipo específico de carbonato de cálcio ou em uma mistura de dois ou mais tipos de carbonatos de cálcio.

[0069] De acordo com uma outra modalidade, a pelo menos uma carga compreende ainda pigmentos minerais. Exemplos de outras partículas de pigmentos compreendem sílica alumina dióxido de titânio, argila, argilas calcinadas, talco, caulim, sulfato de cálcio volastonita, mica, bentonita, sulfato de bário, gesso, ou óxido de zinco.

[0070] De acordo com uma modalidade, a pelo menos uma carga compreende pelo menos 50% em peso, de preferência pelo menos 75% em peso, sendo mais preferível pelo menos 90% em peso, e sendo o mais preferível pelo menos 95% em peso carbonato de cálcio, com base na quantidade total do pelo menos uma carga.

[0071] De acordo com uma modalidade, a pelo menos uma carga está presente no material não tecido numa proporção de 0,1 a 50% em peso, de preferência de 0,2 a 40% em peso, e sendo mais preferível de 1 a 35% em peso, com base no peso total do material não tecido. De acordo com uma outra modalidade, a pelo menos uma carga está dispersa dentro do pelo menos um polímero e está presente numa proporção de 1 a 50% em peso, de preferência de 2 a 40% em peso, sendo mais preferível de 5 a 35% em peso, com base no peso total do pelo menos um polímero.

[0072] De acordo com um aspecto da presente invenção, é proposto o uso do carbonato de cálcio como carga em um material não tecido compreendendo pelo menos um polímero que compreende um poliéster. De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é proposto o uso do carbonato de cálcio como carga em um material não tecido, sendo a carga dispersa dentro do pelo menos um polímero compreendendo um poliéster.

[0073] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, é proposto o uso de carbonato de cálcio como carga em um material não tecido compreendendo um poli(tereftalato de etileno). De acordo com uma outra modalidade preferida da presente invenção, é proposto o uso de carbonato de cálcio como carga em um material não tecido, sendo a carga dispersa dentro do pelo menos um polímero compreendendo um poli(tereftalato de etileno). É preferível que o carbonato de cálcio seja um carbonato de cálcio com a superfície tratada.

[0074] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é proposto o uso de carbonato de cálcio como carga em uma fibra, filamento e/ou estrutura filamentar semelhante a película de um material não tecido, compreendendo pelo menos um polímero compreendendo um poliéster, de preferência um poli(tereftalato de etileno). De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é proposto o uso de carbonato de cálcio como carga em uma fibra, filamento e/ou estrutura filamentar semelhante a película de material não tecido compreendendo pelo menos um polímero que compreende um poliéster, de preferência um poli(tereftalato de etileno), sendo a carga dispersa dentro do pelo menos um polímero.

O material não tecido

[0075] Um material não tecido é uma estrutura em folha chata, flexível e porosa que é produzida por entrelaçamento de camadas ou redes de fibras, filamentos e/ou de estruturas filamentares semelhantes a películas.

[0076] De acordo com um aspecto da presente invenção, é proposta uma fibra, filamento e/ou estrutura filamentar semelhante a película de um material não tecido compreendendo pelo menos um polímero compreendendo um poliéster e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio.

[0077] De acordo com uma modalidade, o material não tecido compreende pelo menos um polímero compreendendo um poliéster e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio, sendo a pelo menos uma carga dispersa dentro do pelo menos um polímero. De acordo com uma outra modalidade o material não tecido compreende o pelo menos um polímero e a pelo menos uma carga na forma de fibras, filamentos e/ou estruturas filamentares semelhantes a películas, sendo a pelo menos uma carga dispersa dentro do pelo menos um polímero.

[0078] As fibras e/ou filamentos podem ter um diâmetro de 0,5 a 40 μm, de preferência, de 5 a 35 μm. Além disso, as fibras e/ou filamentos podem ter qualquer formato de seção transversal, tal como, por exemplo, um formato circular, oval, retangular, de halteres, de rim, triangular, ou irregular. As fibras e/ou filamentos podem também ser fibras ocas e/ou bicomponentes e/ou tricomponentes.

[0079] Além do pelo menos um polímero e da pelo menos uma carga, o material não tecido pode compreender outros aditivos, ceras, abrilhantadores óticos, estabilizadores térmicos, antioxidantes, agentes antiestáticos, agentes antibloqueio, corantes, pigmentos, agentes para melhorar o lustre, tensoativos, óleos naturais ou óleos sintéticos, por exemplo. O material não tecido pode também compreender outras fibras inorgânicas, de preferência fibras de vidro, fibras de carbono, ou fibras metálicas. Adicional ou alternativamente, podem ser acrescentadas fibras naturais tais como algodão, linho, seda ou lã. O material não tecido pode também ser reforçado por fios de reforço na forma de uma estrutura de superfície têxtil, de preferência na forma de um tecido, revestimento, tecido tricotado, tricotado ou material não tecido.

[0080] De acordo com uma modalidade, o material não tecido consiste no pelo menos um polímero compreendendo um poliéster e a pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio. De acordo com uma outra modalidade, o material não tecido compreende pelo menos um polímero compreendendo um poli(tereftalato de etileno) e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio. De acordo com uma outra modalidade, o material não tecido consiste em um poli(tereftalato de etileno) e carbonato de cálcio.

[0081] De acordo com uma modalidade exemplar, o material não tecido compreende o pelo menos um polímero numa proporção de 50 a 99% em peso, e a pelo menos uma carga numa proporção de 1 a 50% em peso, com base no peso total do material não tecido, de preferência o pelo menos um polímero numa proporção de 60 a 98% em peso, e a pelo menos uma carga numa proporção de 2 a 40% em peso, e sendo mais preferível o pelo menos um polímero numa proporção de 65 a 95% em peso, e a pelo menos uma carga numa proporção de 5 a 35% em peso. De acordo com uma outra modalidade exemplar, o material não tecido consiste em 90% em peso de um poliéster, de preferência de um poli(tereftalato de etileno), e 10% em peso de carbonato de cálcio, de preferência de um carbonato de cálcio triturado, com base no peso total do material não tecido. De acordo com uma outra modalidade exemplar ainda, o material não tecido consiste em 80% em peso de um poliéster, de preferência de um poli(tereftalato de etileno), e em 20% em peso de carbonato de cálcio, de preferência de um carbonato de cálcio triturado, com base no peso total do material não tecido.

[0082] De acordo com um aspecto da presente invenção, é proposto um processo para a produção de um material não tecido compreendendo as etapas de: d) se prover uma mistura de pelo menos um polímero compreendendo um poliéster e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio; e) se formar a mistura em fibras, filamentos e/ou estruturas filamentares semelhantes a películas; e f) se formar um material não tecido a partir das fibras, filamentos e/ou estruturas filamentares semelhantes a películas.

[0083] De acordo com uma modalidade preferida, o poliéster é um poli(tereftalato de etileno) e/ou o carbonato de cálcio é carbonato de cálcio com a superfície tratada.

[0084] A mistura do pelo menos um polímero compreendendo a poli(tereftalato de etileno) e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio providos na etapa a) do processo pode ser preparada por qualquer método conhecido na técnica. O pelo menos um polímero e a pelo menos uma carga podem ser misturados a seco, misturados no estado fundido e opcionalmente formados em granulados ou pellets, por exemplo, ou em uma batelada mestre do pelo menos um polímero e pelo menos uma carga podem ser premisturados, formados opcionalmente em granulados ou pellets e misturados com um polímero ou carga adicionais.

[0085] De acordo com uma modalidade, na etapa b) a mistura é formada em fibras, de preferência por um processo de extrusão, sendo mais preferível por um processo meltblown, um processo spunbond ou por uma combinação deles. No entanto, qualquer outro processo adequado conhecido na técnica de formação de polímeros em fibras pode também ser usado.

[0086] Qualquer processo de meltblown, processo de spunbond ou uma combinação deles conhecidos na técnica pode ser empregado para formar a mistura de pelo menos um polímero e pelo menos uma carga em fibras. As fibras meltblown, por exemplo, podem ser produzidas fundindo-se a mistura, extrusando-se a mistura através de uma matriz ou pequenos orifícios para formar fibras e atenuando-se as fibras de polímero fundido por ar quente. Pode ser introduzido então ar fresco envolvente na corrente de ar quente para resfriar e solidificar as fibras. Em um processo spunbond, a mistura pode ser submetida a fiação no estado fundido e transformada em fibras, bombeando-se a mistura fundida através de uma multiplicidade de capilares dispostas em um arranjo uniforme de colunas e carreiras. Depois da extrusão, as fibras podem ser atenuadas por ar a alta velocidade. O ar cria uma força de sucção sobre as fibras que as estira até um denier desejado. O processo spunbond pode ter a vantagem de produzir materiais não tecidos com uma maior resistência. Um segundo componente pode ser coextrusado no processo spunbond, o que pode proporcionar propriedades adicionais ou capacidades de consolidação adicionais.

[0087] Dois processos spunbond típicos são conhecidos na técnica como o processo de Lurgi e o processo de Reifenhauser. O processo de Lurgi é baseado na extrusão de polímero fundido através de orifícios de fiandeiras seguido pelo resfriamento dos filamentos recém-formados com ar e com o seu estiramento por sucção através de tubos Venturi. Após a formação os filamentos são despejados sobre uma correia transportadora para formar uma manta de material não tecido. O processo de Reifenhauser difere do processo de Lurgi devido ao fato de que a área de resfriamento para os filamentos é vedada e a corrente de ar arrefecido é acelerada, induzindo assim um arrasto mais efetivo dos filamentos para dentro da corrente de ar.

[0088] As fibras formadas na etapa de processo b) podem ser estiradas ou alongadas para induzir a orientação molecular e afetar a cristalinidade. Isto pode resultar em uma redução em diâmetro e em uma melhora de propriedades físicas.

[0089] De acordo com uma modalidade da presente invenção, na etapa b) a mistura é formada em fibras combinando-se um processo meltblown com um processo spunbond.

[0090] Combinando-se um processo meltblown com um processo spunbond pode ser produzido um material não tecido de múltiplas camadas, um material não tecido, compreendendo, por exemplo, duas camadas externas de material produzido por processo spunbond e um camada interna de material produzido pelo processo meltblown, que é conhecido na técnica como material não tecido spundbonded-meltblown-spunbonded (SMS). Adicionalmente, ou um destes processos ou ambos podem ser combinados em qualquer arranjo com um processo de cardagem de fibras curtas ou com materiais consolidados resultantes de um processo de cardagem de fibras curtas de material não tecido. Em tais materiais laminados descritos, as camadas são geralmente pelo menos parcialmente consolidados por um dos métodos de consolidação opcionais que serão descritos mais abaixo.

[0091] O material não tecido produzido pelo processo inventivo pode ser um material não tecido em camadas múltiplas, de preferência um material não tecido spundbonded-meltblown -spunbonded (SMS), meltblown- spunbonded-meltblown (MSM), spunbonded-meltblown- spunbonded-meltblown (SMSM), meltblown-spunbonded- meltblown-spunbonded (MSMS), spunbonded-meltblown- meltblown-spunbonded (SMMS), ou meltblown-spunbonded- spunbonded-meltblown (MSSM). Este material não tecido pode ser comprimido para garantir a coesão das camadas, por laminação, por exemplo.

[0092] De acordo com uma modalidade, as etapas b) e c) do processo inventivo são repetidas duas ou mais vezes para produzir um material não tecido em camadas múltiplas, de preferência um material não tecido spunbonded-meltblown- spunbonded (SMS), meltblown-spunbonded-meltblown (MSM), spunbonded-meltblown-spunbonded-meltblown (SMSM), meltblown-spunbonded-meltblown-spunbonded (MSMS), spunbonded-meltblown-meltblown-spunbonded (SMMS), meltblown-spunbonded-spunbonded-meltblown (MSSM).

[0093] De acordo com uma modalidade, na etapa c) o material não tecido é formado coletando-se as fibras sobre uma superfície ou suporte. As fibras podem ser coletadas, por exemplo, sobre uma superfície perfurada tal como uma peneira móvel ou uma tela de formação. As fibras podem ser depositadas aleatoriamente sobre a superfície perfurada, de modo a formar uma folha, que pode ser mantida na superfície por uma força de vácuo.

[0094] De acordo com uma modalidade opcional do processo inventivo, o material não tecido obtido é submetido a uma etapa de consolidação. Exemplos de métodos de consolidação incluem consolidação térmica em pontos ou calandragem, consolidação ultrassônica, hidroentrelaçamento, agulhagem e consolidação por passagem de ar. A consolidação térmica por pontos ou calandragem é um método habitualmente usado e envolve fazer o material não tecido passar para ser consolidado através de um cilindro de calandragem aquecido e um cilindro de bigorna. O cilindro de calandragem tem em geral uma padronagem de algum tipo de modo que o material todo não é consolidado em toda a sua superfície integral. Diversas padronagens podem ser usadas no processo da presente invenção sem afetar as propriedades mecânicas da manta. A manta pode ser consolidada, por exemplo, seguindo uma padronagem de tricô canelado, um padronagem de trama de arame, uma padronagem em losangos e semelhantes. No entanto, qualquer outro método de consolidação conhecido na técnica pode também ser usado. Opcionalmente, podem ser acrescentados durante a etapa de consolidação, agentes de consolidação, adesivos ou outros produtos químicos.

[0095] De acordo com uma outra modalidade opcional do processo inventivo, o material não tecido obtido é submetido a uma etapa de pós-tratamento. Exemplos de processos de pós-tratamento são processos de orientação da direção, crepagem, hidroentrelaçamento, ou estampagem.

[0096] De acordo com um aspecto da presente invenção, é proposto o uso de fibras para a fabricação de material não tecido, compreendendo as fibras pelo menos um polímero compreendendo um poliéster e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio.

[0097] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, é proposto o uso de fibras para a fabricação de um material não tecido, compreendendo as fibras pelo menos um polímero compreendendo um poli(tereftalato de etileno) e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio.

[0098] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é proposto o uso de uma composição polimérica para a fabricação de um material não tecido, compreendendo a composição polimérica pelo menos um polímero compreendendo um poliéster e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio. De acordo com uma outra modalidade preferida da presente invenção, é proposto o uso de uma composição polimérica para a fabricação de um material não tecido, compreendendo a composição polimérica pelo menos um polímero compreendendo um poli(tereftalato de etileno) e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio.

[0099] O material não tecido da presente invenção pode ser usado em muitas aplicações diferentes. De acordo com um aspecto da presente invenção, o material não tecido inventivo é usado em produtos de construção, impermeabilização, isolamento térmico, isolamento acústico, telhados, vestimentas de consumidores, estofamento e indústria de vestuário, vestimentas industriais, produtos médicos, decoração de interiores, produtos protetores, materiais de embalagem, produtos cosméticos, produtos de higiene ou materiais de filtração. De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é proposto um artigo que compreende o material não tecido inventivo, sendo este artigo selecionado de produtos de construção, vestuário para consumidores, vestuário industrial, produtos médicos, decoração de interiores, produtos protetores, materiais de embalagem, produtos cosméticos, produtos de higiene ou materiais de filtração.

[00100] Exemplos de produtos de construções são invólucro para casa, revestimento de asfalto, leitos para rodovias e ferrovias, campos de golfe e quadras de tênis, forros para revestimentos de paredes, revestimentos acústicos de paredes, material para telhados e suportes para telhas, estabilizadores de solo e fundamentos para rodovias, estabilizadores de fundações, produtos de controle de erosão, construção de canais, sistemas de esgoto, proteção de geomembranas e produtos de proteção contra gelo, composto agrícola, barreiras para águas em açudes e em canais ou barreira à infiltração de areia para telha de dreno. Outros exemplos de produtos de construção são fixações ou reforços para enchimentos de terraplenagem.

[00101] Exemplos de material para vestuário para consumidores são forros, isolamento de roupa e de luvas, enchimentos para sutiãs e ombreiras, componentes para bolsas, componentes para sapatos. Exemplos de material industrial são lonas, tendas, ou embalagem para transporte (madeira, aço). Exemplos de produtos médicos são vestuários protetores, máscaras faciais, vestimentas isolantes, vestimentas cirúrgicas, cortinas e cobertas cirúrgicas, macacão cirúrgico, touca, esponjas, curativos, lenços, enchimentos ortopédicos, ataduras, fitas adesivas, babadores dentais, oxigenadores, dialisadores, filtros para soluções IV ou sangue, ou componentes de fornecimento de drogas transdérmicas. Exemplos para decoração de interiores são travesseiros, almofadas, para decoração de interiores são travesseiros, almofadas, recheios em colchas ou mantas, capas contra poeira, isolantes, tratamentos de janelas, cobertores componentes para cortinado, forro de tapetes, ou tapetes.

[00102] Exemplos de produtos protetores são tecidos revestidos, plástico reforçado, vestuário protetor, jalecos de laboratório, sorventes, ou barreiras de chamas. Exemplos de materiais de embalagem são embalagens dessecantes, embalagens sorventes, caixas de presente, caixas para arquivos, diversas bolsas não tecidas, capas de livros, envelopes de correio, envelopes expressos, ou sacos para correspondência. Exemplos de materiais de filtração são filtros para gasolina, óleo e ar, incluindo cartuchos para filtração de líquidos e filtros de sacos, sacos de vácuo e laminados com camadas não tecidas.

[00103] O âmbito e interesse da invenção serão mais bem compreendidos com base nos exemplos que seguem que se destinam a ilustrar determinadas modalidades da presente invenção e não tem cunho limitante.

EXEMPLOS 1. Métodos de medição e materiais

[00104] A seguir serão descritos, métodos de medição e materiais implementados nos exemplos.

Tamanho de partícula

[00105] A distribuição de partículas da carga de carbonato de cálcio foi medida usando-se um SediGraph 5120 da firma Micromeritics, USA. O método e os instrumentos são conhecidos dos versados na técnica e são habitualmente usados para determinar a granulometria de cargas e de pigmentos. A medição foi conduzida em uma solução aquosa compreendendo 0,1% em peso de Na4P2O7. As mostras foram dispersas usando-se um agitador de alta velocidade e técnica supersônica.

Viscosidade intrínseca

[00106] A viscosidade intrínseca ou IV é uma medida da massa molecular do polímero e é medida por viscosimetria em solução diluída. Todas as IVs foram medidas numa relação de 60/40 em peso da solução de fenol/tetracloroetano, a 25°C de acordo com ASTM D4603 em um viscômetro de capilar Ubbelohde. Tipicamente, aproximadamente 8-10 lascas foram dissolvidas para preparar uma solução com uma concentração de aproximadamente 0,5%.

Teste de resistência a tração

[00107] O teste de resistência a tração foi conduzido de acordo com ISO 527-3 usando uma amostra de teste 1 BA (1:2) a uma velocidade de 50 mm/min. As propriedades que foram determinadas pelo teste de resistência a tração são a tensão de escoamento, tensão na ruptura, a deformação na ruptura, e o módulo elástico do polímero ou da composição polimérica.

Teste de impacto Charpy

[00108] O teste de impacto charpy foi conduzido de acordo com ISO 179-2: 1997(E) usando-se amostras de teste com entalhe e sem entalhe com o tamanho de 50 x 6 x 6 mm.

Materiais

[00109] Polímero 1: PET Lighter S98, disponível no comércio de Equipolimers GmbH, Alemanha.

[00110] Viscosidade intrínseca: 0,85 ± 0,02; Tg: 78°C; Tm: 247°C; cristalinidade: min. 50.

[00111] Polímero 2: PET Lighter C93, disponível no comércio de Equipolimers GmbH, Alemanha. Viscosidade intrínseca: 0,80 ± 0,02; Tg: 78°C; Tm: 247°C; cristalinidade: min. 50.

[00112] Carga: Omyafilm 707-OG (carbonato de cálcio triturado), disponível no comércio de Omya AG, Suíça. Tamanho de partícula d50 - 1,6 μm; corte superior d98. 6 μm.

2. Exemplos Exemplo 1

[00113] Foram preparadas amostras de teste contendo o polímero 1 somente assim como uma composição tendo 90% em peso de polímero 1 e 10% em peso de carga, com base no peso total da composição.

[00114] As propriedades mecânicas das amostras de teste foram determinadas usando-se o teste de resistência a tração descrito acima com uma tensão de 5 N com um testador de 500 N. Os resultados do teste de resistência a tração são mostrados na Tabela 1 abaixo.

TABELA 1: PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS AMOSTRAS A E B.

[00115] A amostra inventiva B apresentou uma tensão de escoamento superior e um módulo elástico superior em comparação com a amostra comparativa A, ao passo que foram reduzidas a tensão de ruptura e a tração de ruptura da amostra B inventiva. Assim, a composição polimérica inventiva (amostra B) teve uma elasticidade e maciez mais elevadas em comparação como polímero de PET puro (amostra A). Isto tem um efeito positivo sobre as propriedades hápticas dos materiais não tecido produzidos de tal composição polimérica, especialmente no tocante à maciez do material. Tal material é mais agradável de usar. Exemplo 2

[00116] Foram preparadas amostras de teste contendo polímero 2 somente assim como composições contendo 905 em peso do polímero 2 e 105 de em peso de carga e 805 em peso do polímero 2 e 205 em peso de carga com base no peso total da composição.

[00117] As propriedades mecânicas das amostras de teste foram determinadas usando-se o teste de resistência a tração descrito acima com uma tensão de 4 N com um testador de 20 kN e com um teste de impacto de Charpy. Os resultados do teste de resistência a tração são apresentados na Tabela 2 abaixo.

TABELA 2: PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS AMOSTRAS C, D, E E.

[00118]As amostras inventivas D e E apresentaram uma tensão de escoamento e módulo elástico mais elevado em comparação com a amostra comparativa C, ao passo que a tensão na ruptura, a tração na ruptura e a resistência a impacto das amostras inventivas C e D foi reduzida. Deste modo, as composições poliméricas inventivas (amostras D e E) tinham uma maior elasticidade e maciez em comparação com o polímero de PET puro (amostra C). Isto tem um efeito positivo sobre as propriedades hápticas dos materiais não tecidos produzidos a partir de tal composição polimérica, especialmente no tocante à maciez do material. Um tal material é mais agradável de se usar, por exemplo.

Claims

1. Material não tecido, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende pelo menos um polímero compreendendo um poliéster e pelo menos uma carga que compreende carbonato de cálcio, em que o carbonato de cálcio está presente no material não tecido em uma quantidade de 0,1 a 50% em peso, com base no peso total do material não tecido e em que o material não tecido compreende o pelo menos um polímero e a pelo menos uma carga em forma de fibras e/ou filamentos com um diâmetro de 0,5 a 40 μm e em que o poliéster é um polietileno tereftalato e o carbonato de cálcio tem um tamanho de partícula médio d50 de 1,2 a 1,8 μm e um tamanho de partícula de corte superior d98 de 4 a 7 μm.

2. Material não tecido, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o poliéster tem um peso molecular numérico médio de 5000 a 100000 g/mol, de preferência de 10000 a 50000 g/mol, e sendo mais preferível de 15000 a 20000 g/mol.

3. Material não tecido, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o carbonato de cálcio é carbonato de cálcio triturado, carbonato de cálcio precipitado, carbonato de cálcio modificado, carbonato de cálcio com a superfície tratada ou uma mistura deles, de preferência carbonato de cálcio com a superfície tratada.

4. Material não tecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o carbonato de cálcio tem um tamanho de partícula de corte superior d98 de 6 a 7 μm.

5. Material não tecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o carbonato de cálcio se encontra presente no material não tecido em uma quantidade de 0,2 a 40% em peso e de preferência de 1 a 35% em peso, com base no peso total do material não tecido.

6. Processo para a produção de um material não tecido, como definido na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: a) prover uma mistura de pelo menos um polímero compreendendo um poliéster e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio; b) formar a mistura em fibras e/ou filamentos com um diâmetro de 0,5 a 40 μm; e c) formar um material não tecido a partir das fibras e/ou filamentos em que o carbonato de cálcio está presente no material não tecido em uma quantidade de 0,1 a 50% em peso, com base no peso total do material não tecido, em que o poliéster é um polietileno tereftalato e o carbonato de cálcio tem um tamanho de partícula médio d50 de 1,2 a 1,8 μm e um tamanho de partícula de corte superior d98 de 4 a 7 μm.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que na etapa b) a mistura é formada em fibras, de preferência por um processo de extrusão, sendo mais preferível por um processo meltblown, um processo spunbond, ou por uma combinação deles.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o material não tecido é formado coletando-se as fibras sobre uma superfície ou suporte.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que as etapas b) e c) são repetidas duas ou mais vezes para produzir um material não tecido multicamadas, de preferência um material não tecido spundbonded-meltblown- spunbonded (SMS), meltblown-spunbonded-meltblown (MSM), spunbonded-meltblown-spunbonded-meltblown (SMSM), meltblown-spunbonded-meltblown-spunbonded (MSMS), spundonded-meltblown-meltblown-spunbonded (SMMS), ou meltblown-spunbonded-spunbonded-meltblown (MSSM).

10. Uso do carbonato de cálcio, CARACTERIZADO pelo fato de que é como carga em um material não tecido, como definido na reivindicação 1, compreendendo pelo menos um polímero compreendendo um poliéster, em que o carbonato de cálcio está presente no material não tecido em uma quantidade de 0,1 a 50% em peso, com base no peso total do material não tecido e em que o material não tecido compreende o pelo menos um polímero e a pelo menos uma carga na forma de fibras e/ou filamentos tendo um diâmetro de 0,5 a 40 μm e em que o poliéster é um polietileno tereftalato e o carbonato de cálcio tem um tamanho de partícula médio d50 de 1,2 a 1,8 μm e um tamanho de partícula de corte superior d98 de 4 a 7 μm.

11. Uso de fibras, CARACTERIZADO pelo fato de que é para a fabricação de um material não tecido, como definido na reivindicação 1, em que as fibras compreendem pelo menos um polímero compreendendo um poliéster e pelo menos uma carga compreendendo carbonato de cálcio e em que o poliéster é um polietileno tereftalato e o carbonato de cálcio tem um tamanho de partícula médio d50 de 1,2 a 1,8 μm e um tamanho de partícula de corte superior d98 de 4 a 7 μm, e em que o carbonato de cálcio está presente no material não tecido em uma quantidade de 0,1% a 50% em peso, com base no peso total do material não tecido e em que o material não tecido compreende pelo menos um polímero e pelo menos uma carga em forma de fibras e/ou filamentos com um diâmetro de 0,5 μm a 40 μm.

12. Uso de um material não tecido como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que é em produtos de construção, impermeabilização, isolamento térmico, isolamento acústico, telhados, vestimentas de consumidores, estofamento e indústria de vestuário, vestimentas industriais, produtos médicos, decoração de interiores, produtos protetores, materiais de embalagem, produtos cosméticos, produtos de higiene ou materiais de filtração.

13. Artigo compreendendo o material não tecido como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que é selecionado de produtos de construção, vestimentas para consumidores, vestimentas industriais, produtos médicos, decoração de interiores, produtos protetores, materiais de embalagem, produtos cosméticos, produtos de higiene ou materiais de filtração.