BR112020008365B1

BR112020008365B1 - Tecido não tecido de filamento contínuo, e, composto não tecido

Info

Publication number: BR112020008365B1
Application number: BR112020008365-8A
Authority: BR
Inventors: Yuxiang Zhou; Wei Duan
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2023-02-14
Also published as: JP2021510775A; US20210404098A1; EP3704293A1; EP3704293B1; CN111868319A; KR102450322B1; WO2019084774A1; EP3704293A4; JP7133013B2; BR112020008365A2; CN111868319B; KR20200072536A

Abstract

Trata-se de um tecido não tecido de filamento contínuo que compreende uma pureza de fibras bicomponentes contínuas com uma configuração de bainha/núcleo, em que ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico forma a bainha e a poliamida forma o núcleo. Trata-se também de um compósito não tecido produzido a partir do mesmo.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A descrição deste documento está relacionada a um tecido não tecido de filamento contínuo e a um compósito não tecido fabricado a partir do mesmo.

ANTECEDENTES

[002] Tecidos não tecidos bicomponentes de filamento contínuo compostos por fibras com configuração da cobertura/núcleo são bem conhecidos na técnica, por exemplo, a configuração de cobertura/núcleo é polietileno/tereftalato de polietileno (PE/PET), polietileno/poliamida (PE/PA), polietileno/polipropileno (PE/PP), ou polipropileno/poliamida (PP/PA). No entanto, uma vez que os polímeros usados para a cobertura e para o núcleo são desprovidos de afinidade/compatibilidade entre si, a resistência à perfuração do tecido não tecido de filamento contínuo é limitada particularmente no ambiente de baixa temperatura. Permanece a necessidade de tecidos não tecidos que tenham melhor resistência à perfuração, especialmente melhor resistência à perfuração na temperatura de cerca de -40 a 0 °C.

[003] Os compósitos que compreendem tecidos não tecidos bicomponentes de filamento contínuo podem ser usados como para-choques automotivos ou blindagem na parte inferior da carroceria, ou partes de equipamentos esportivos, como cotoveleiras, caneleiras e pranchas de surf, ou equipamentos que precisam ser usados em climas frios, por exemplo, equipamentos de esqui como prancha de esqui, trenó de neve ou capacete de esqui. Essas aplicações também exigem que os compósitos não tecidos tenham boa resistência ao impacto, especialmente boa resistência ao impacto em climas frios, como em temperaturas de cerca de -40 a 0 °C.

SUMÁRIO

[004] É fornecido aqui um tecido não tecido de filamento contínuo que compreende uma pureza de fibras bicomponentes contínuas com uma configuração de cobertura/núcleo em que o ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico forma a cobertura e poliamida forma o núcleo.

[005] É ainda aqui fornecido um compósito não tecido feito deste.

[006] De acordo com a presente descrição, quando um intervalo é dado com dois pontos finais específicos, entende-se que o intervalo inclui qualquer valor que esteja dentro dos dois pontos finais específicos e qualquer valor que seja igual ou aproximadamente igual a qualquer um dos dois pontos finais.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[007] Salvo quando definido de outro modo, todos os termos técnicos e científicos usados no presente documento têm o mesmo significado que geralmente é entendido por uma pessoa versada na técnica à qual a presente descrição pertence. Em caso de conflito, prevalecerá o presente relatório descritivo, incluindo suas definições.

[008] Embora métodos e materiais semelhantes ou equivalentes aos descritos no presente documento possam ser utilizados na prática ou no teste da descrição, os métodos e materiais adequados são descritos no presente documento.

[009] Salvo quando declarado de outro modo, todas as porcentagens, partes, proporções etc. estão em peso.

[0010] Quando uma quantidade, concentração ou outro valor ou parâmetro é dado como faixa, faixa preferencial ou uma lista de valores preferenciais inferiores e valores preferenciais superiores, isso deve ser entendido como a descrição específica de todas as faixas formadas a partir de qualquer par de qualquer limite de faixa ou valor preferencial inferior e qualquer limite de faixa ou valor preferencial superior, independentemente da possibilidade de as faixas serem descritas separadamente. Quando uma faixa de valores numéricos é recitada no presente documento, salvo quando indicado de outro modo, a faixa deve incluir os pontos finais dos mesmos e todos os números inteiros e frações dentro da faixa. O escopo da invenção não deve se limitar aos valores específicos recitados durante a definição de uma faixa.

[0011] Quando o termo “cerca de” é usado na descrição de um valor ou ponto final de uma faixa, a descrição deve ser entendida como incluindo o valor ou ponto final específico indicado.

[0012] Conforme usado no presente documento, os termos “compreende”, “que compreende”, “inclui”, “incluindo”, “que contém”, “caracterizado por”, “tem”, “que tem”, ou qualquer outra variação dos mesmos, devem abranger uma inclusão não exclusiva. Por exemplo, um processo, método, artigo ou aparelho que compreende uma lista de elementos não é necessariamente limitado apenas a esses elementos, pois pode incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes a esse processo, método, artigo ou aparelho. Além disso, salvo quando expressamente indicado em contrário, “ou” se refere a um ou inclusivo e não a um ou exclusivo.

[0013] O sintagma transicional “que consiste essencialmente em” limita o escopo de uma reivindicação aos materiais ou etapas especificadas e àqueles que não afetam materialmente a característica (ou características) básica e inovadora da invenção reivindicada. Onde os requerentes definiram uma invenção ou uma porção da mesma com um termo em aberto, como “que compreende”, salvo quando indicado de outro modo, a descrição deve ser interpretada para também descrever tal invenção com o uso do termo “que consiste essencialmente em”.

[0014] O uso de “um” ou “uma” é empregado para descrever elementos e componentes da invenção. Isso serve apenas a título de conveniência e para fornecer uma noção geral da invenção. Esta descrição deve ser lida como incluindo um ou pelo menos um, e o singular também inclui o plural, salvo quando estiver óbvio que o sentido é outro.

[0015] Os materiais, métodos e exemplos do presente documento são apenas ilustrativos e, salvo quando declarado especificamente, não devem ser limitativos. Embora métodos e materiais semelhantes ou equivalentes aos descritos no presente documento possam ser utilizados na prática ou no teste da presente descrição, métodos e materiais adequados são descritos no presente documento.

[0016] A descrição é descrita em detalhes a seguir no presente documento.

TECIDO NÃO TECIDO DE FILAMENTO CONTÍNUO

[0017] O tecido não tecido de filamento contínuo na presente invenção que compreende uma pureza de fibras contínuas bicomponentes com uma configuração de cobertura/núcleo, em que o ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico forma a cobertura e poliamida forma o núcleo.

[0018] Na presente invenção, o termo “fibra contínua bicomponente” refere-se a uma fibra que compreende um par de composições de polímero intimamente aderidas uma à outra ao longo do comprimento da fibra e forma uma configuração de cobertura-núcleo em seção transversal. A configuração de cobertura-núcleo de dois componentes pode ser redonda, trilobal, pentalobal, octalobal, em forma de haltere, ilha-no-mar ou em forma de estrela em seção transversal, desde que o núcleo esteja posicionado no interior e seja cercado pela cobertura, ambos os quais se estendem substancialmente por todo o comprimento das fibras. Normalmente, a cobertura tem uma temperatura de fusão mais baixa que a do núcleo. O termo “fibra contínua” refere-se a uma fibra de comprimento indefinido ou extremo. Na prática, pode haver uma ou mais quebras na “fibra contínua” devido ao processo de fabricação, mas uma “fibra contínua” é distinguível de uma fibra descontínua que é cortada em um comprimento predeterminado. Em uma modalidade, a fibra contínua bicomponente tem um diâmetro médio de fibra de cerca de 1 a 100 μm ou cerca de 2 a 50 μm.

[0019] Na fibra contínua bicomponente da presente invenção, o ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico forma a cobertura e a poliamida forma o núcleo. A razão de peso entre a cobertura e o núcleo da fibra contínua bicomponente descrita varia de cerca de 20:80 a cerca de 50:50, preferencialmente de cerca de 30:70 a cerca de 45:55.

[0020] O ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico usado aqui é o copolímero de etileno e ácido (met)acrílico em que o teor de ácido no monômero do ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico varia de cerca de 1% em peso a cerca de 20% em peso, e os grupos ácidos são neutralizados por cátions de sódio ou cátions de zinco com nível de neutralização variando de cerca de 0,1% a cerca de 60%. Além disso, o ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico usado aqui tem uma taxa de fluxo de fusão (MFR) de cerca de 12 a 60 g/10 min, conforme medido de acordo com a ASTM D1238 a 190 °C com uma carga de 2.160 g. O ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico adequado para uso na presente invenção está disponível comercialmente junto a várias fontes e inclui a resina de ionômero Surlyn®, disponível junto à E.I. du Pont de Nemours and Company (doravante “DuPont”).

[0021] A poliamida aqui utilizada é o polímero que contém grupos amida (-CONH-) recorrentes e é preparada copolimerizando-se um ou mais ácidos dicarboxílicos com uma ou mais diaminas, ou preparada por polimerização de abertura de anel de monômero de lactama, como caprolactama. A poliamida aqui utilizada é selecionada a partir do grupo que consiste em poliamida 6, poliamida 66, poliamida 610, poliamida 612 e outras poliamidas adequadas para fiação de fibras e suas misturas. Em uma modalidade, a poliamida aqui utilizada é selecionada a partir do grupo que consiste em poliamida 6, poliamida 66 e suas misturas. A poliamida adequada para uso na presente invenção está disponível comercialmente junto a várias fontes e inclui a resina Zytel®, disponível junto à DuPont.

[0022] A cobertura e/ou o núcleo da fibra contínua bicomponente podem incluir outros aditivos convencionais, tais como corantes, pigmentos, antioxidantes, estabilizadores ultravioleta, acabamentos de fiação e similares.

[0023] O tecido não tecido de filamento contínuo aqui descrito pode ser preparado usando-se o método de filamento contínuo conhecido na técnica. O tecido não tecido de filamento contínuo é formado colocando-se as fibras contínuas bicomponentes descritas acima aleatoriamente em uma superfície de coleta, como uma tela ou correia foraminosa. Os tecidos não tecidos de filamento contínuo são geralmente ligados por métodos conhecidos na técnica, como calandragem a rolo quente ou passando-se o tecido através de uma câmara de vapor saturado a uma pressão elevada.

[0024] A fibra contínua bicomponente pode ser preparada usando-se matrizes pré-coalescentes, em que os componentes poliméricos distintos são contatados antes da extrusão do orifício de extrusão, ou matrizes pós- coalescentes, em que os componentes poliméricos distintos são extrudados através de orifícios de extrusão separados e são contatados depois de sair das capilaridades para formar as fibras bicomponentes. Por exemplo, primeiro, os dois polímeros, ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico e poliamida, são secos a uma temperatura de 65 °C e 80 °C, respectivamente, a um teor de umidade inferior a 200 ppm. Após a secagem, os dois polímeros são extrudados separadamente a uma temperatura acima do seu ponto de fusão e abaixo da temperatura mais baixa de decomposição. O ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico pode ser extrudado a 180 a 250 °C e a poliamida, a 250 a 280 °C. Após a extrusão, os dois polímeros são medidos em um conjunto de pacote de fiação, onde as duas correntes de fusão são filtradas separadamente e depois combinadas através de uma pilha de placas de distribuição para fornecer várias fileiras de seções transversais de fibra do cobertura-núcleo. O conjunto do pacote de fiação é mantido a 250 a 280 °C. O ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico e poliamida podem ser fiados através de cada capilaridade e combinados e ejetados juntos nas fieiras de desenho concêntrico, resultando em fibras contínuas bicomponentes com uma configuração de cobertura/núcleo.

[0025] As fibras contínuas bicomponentes que saem das fieiras são coletadas em uma correia de formação para formar um tecido não tecido de filamento contínuo. O vácuo pode ser aplicado embaixo da correia para ajudar a fixar o tecido não tecido à correia. A velocidade da correia pode variar para se obter tecidos não tecidos com vários pesos básicos. Em uma modalidade, o tecido não tecido de filamento contínuo tem um peso-base de cerca de 10 a 1.000 g/m2.

[0026] O tecido não tecido de filamento contínuo pode ser ligado termicamente usando-se métodos conhecidos na técnica. Em uma modalidade, o tecido não tecido de filamento contínuo é ligado termicamente com um padrão descontínuo de pontos, linhas ou outro padrão de ligações intermitentes usando-se métodos conhecidos na técnica. As ligações térmicas intermitentes podem ser formadas aplicando-se calor e pressão em pontos discretos na superfície do tecido, por exemplo, passando a estrutura em camadas através de um estreitamento formado por um rolo de calandragem padronizado e um rolo liso, ou entre dois rolos padronizados. O rolo é aquecido para ligar termicamente o tecido. O padrão do rolo de ligação pode ser qualquer um dentre os conhecidos na técnica e, de preferência, é um padrão de ligações discretas de ponto ou linha. O tecido não tecido de filamento contínuo também pode ser ligado termicamente usando-se energia ultrassônica, por exemplo, passando-se a manta entre um chifre e um rolo de bigorna rotativo, por exemplo, um rolo de bigorna com um padrão de saliências na superfície do mesmo. Alternativamente, o tecido não tecido de filamento contínuo pode ser ligado usando-se métodos de ligação através do ar conhecidos na técnica, em que gases aquecidos, como o ar, são passados através do tecido a uma temperatura suficiente para ligar as fibras, onde elas entram em contato uma com a outra em seus pontos de cruzamento enquanto o tecido é apoiado em uma superfície porosa.

COMPÓSITO NÃO TECIDO

[0027] É ainda descrito neste documento um compósito não tecido compreendendo ou produzido a partir do tecido não tecido de filamento contínuo descrito acima.

[0028] Em uma modalidade, o compósito não tecido compreende pelo menos 2 camadas do tecido não tecido de filamento contínuo, ou 2 a 100 camadas do tecido não tecido de filamento contínuo. Camadas únicas de tecidos não tecidos de filamento contínuo foram empilhadas uma sobre a outra. Cada camada desses tecidos não tecidos tinha a orientação dominante na direção da máquina. Para se obter estruturas equilibradas, a orientação de fibra nesses laminados foi configurada simplesmente girando-se cada camada em relação à sua orientação dominante e colocando-a em cima da camada anterior. Uma máquina de prensagem de placas pode ser usada para produzir compósito não tecido. Os tecidos de camada cruzada são interpostos entre papéis de liberação e colocados entre as placas superior e inferior. Os papéis de liberação são usados para impedir que a amostra grude nas placas quentes. A placa superior ou a placa inferior ou ambas são ajustadas a uma temperatura entre a temperatura de fusão do ionômero e da poliamida, como 100 a 200 °C, como a 140 °C. A pressão deve ser ajustada em 0,5 a 10 MPa (5 a 100 bar), como em 4 MPa (40 bar). A duração do tempo de prensagem deve ser longa o suficiente para permitir que a cobertura de ionômero derreta completamente e preencha todos os poros entre os tecidos não tecidos para formar uma matriz contínua, mas sem ser muito longa para causar a oxidação ou degradação do ionômero ou poliamida, como 10 min. Após o aquecimento, a amostra quente pode ser transferida entre duas placas frias, permitindo que esfrie e se solidifique. Uma linha de laminação a quente também pode ser usada para produzir compósito não tecido, onde os tecidos em camadas cruzadas podem ser transportados em uma correia transportadora através de um par de rolos de compressão aquecidos a uma temperatura entre a temperatura de fusão do ionômero e da poliamida, como 100 a 200 °C, como a 140 °C. Opcionalmente, um túnel de aquecimento pode ser equipado antes dos rolos de compressão, ajustando-se a uma temperatura próxima ou igual à dos rolos de compressão, como 140 °C, para que os não tecidos possam ser pré-aquecidos antes de serem pressionados a quente pelos rolos de compressão. A pressão do rolo de compressão deve ser ajustada em um valor suficiente para pressionar em conjunto todas as camadas não tecidas, sem deixar vazios dentro da folha de compósito produzida.

[0029] A espessura preferida da folha de compósito não tecida é de cerca de 1 mm a 10 mm, o que significa cerca de 20 a 200 camadas de tecidos não tecidos com peso-base de cerca de 50 g/m2 ou cerca de 10 a 100 camadas de tecidos não tecidos com peso-base de cerca de 100 g/m2 ou cerca de 5 a 50 camadas de tecidos não tecidos com peso-base de cerca de 200 g/m2.

[0030] Em outra modalidade, o compósito não tecido compreende um substrato e pelo menos uma camada do tecido não tecido bicomponente de filamento contínuo com um primeiro lado e um segundo lado, em que a camada de substrato está ligada ao primeiro lado do tecido não tecido bicomponente de filamento contínuo. Opcionalmente, o compósito não tecido compreende mais de uma camada do tecido não tecido de filamento contínuo bicomponente em um lado ou em ambos os lados do substrato. A camada não tecida de filamento contínuo pode ajudar a melhorar a resistência ao impacto na superfície do substrato. O substrato pode ser uma folha termoplástica reforçada com fibra de vidro, que é produzida por prensagem a quente das fibras de vidro e das fibras poliméricas misturadas para permitir que as fibras poliméricas derretam e fundam as fibras de vidro. Por exemplo, o substrato pode ser uma folha de polipropileno reforçada com fibra de vidro. O substrato também pode ser uma folha de compósito termofixa reforçada com fibra de vidro, que é produzida impregnando-se as fibras de vidro com epóxi, resina de fenol formaldeído ou outras resinas curáveis, seguido pelo processo de cura. O substrato também pode ser uma folha de plástico produzida por extrusão ou moldagem por injeção. Se o ionômero do tecido não tecido tiver uma boa afinidade com o substrato, o tecido não tecido pode ser diretamente ligado ao substrato por prensagem a quente usando-se uma máquina de prensagem de placas ou por laminação a quente usando-se uma linha de laminação a quente. Caso contrário, o tecido não tecido pode ser ligado ao substrato usando-se uma película adesiva, um adesivo por fusão a quente, um adesivo à base de solvente ou um adesivo à base de água.

[0031] O tecido não tecido de filamento contínuo neste documento possui uma boa resistência à perfuração, especialmente boa resistência à perfuração a uma temperatura de cerca de -40 a 0 °C. A resistência à perfuração é uma medida da força máxima de perfuração necessária para penetrar no tecido não tecido. A resistência à perfuração é medida usando-se um pêndulo de perfuração de forma afiada com uma carga de 6.400 g e registrado na unidade de “gf”. Uma força maior necessária para quebrar o tecido não tecido significa que a resistência à perfuração é melhor.

[0032] O compósito não tecido que compreende, consiste essencialmente em, consiste em, ou é produzido a partir do tecido não tecido de filamento contínuo inventivo da presente invenção possui boa resistência ao impacto, especialmente resistência ao impacto à temperatura de cerca de - 40 a 0 °C. A resistência ao impacto é uma medida da capacidade do compósito não tecido de suportar a aplicação de uma carga repentina sem “falha”. Para o composto não tecido que consiste em várias camadas de tecidos não tecidos, a resistência ao impacto é avaliada com energia de impacto (registrada na unidade de “kJ/m2”), como medida pelo teste Charpy não marcado de acordo com a IOS 179 a uma temperatura predeterminada. A amostra que não quebra com o impacto exibe maior resistência ao impacto do que a amostra que quebra. Se todas as amostras não quebrarem com o impacto, a que apresenta maior energia de impacto significa que ela tem maior resistência ao impacto. Para o compósito não tecido que consiste em uma camada de tecido não tecido e uma camada de substrato, a resistência ao impacto é avaliada pela aparência do compósito após o impacto de cascalho. Se a aparência do lado do tecido não tecido tiver apenas marcas leves de talho, sem rachaduras, lascas ou fissuras ou qualquer outra degradação funcional, a resistência ao impacto será registrada como “boa”. Pelo contrário, se o lado do tecido não tecido tiver marcas de talho significativas, rachaduras, lascas, fissuras ou quaisquer outras degradações funcionais, a resistência ao impacto é registrada como “ruim”.

[0033] Os compósitos não tecidos da presente invenção são úteis como componentes resistentes ao impacto das partes externas automotivas, como para-choques ou blindagem da parte inferior da carroceria.

[0034] Os compósitos não tecidos da presente invenção também são úteis como componentes resistentes ao impacto em equipamentos esportivos, como cotoveleiras, caneleiras e pranchas de surf; componentes resistentes a impactos em calçado, como reforço de dedos ou de calcanhar; ou corpo principal da mala.

[0035] Os compósitos não tecidos da presente invenção são especialmente úteis como componentes resistentes ao impacto de equipamentos que precisam ser utilizados em climas frios, ou a uma temperatura de cerca de -40 a 0 °C, por exemplo, equipamentos de esqui, como prancha de esqui, trenó de neve ou capacete de esqui.

[0036] Sem mais elaboração, acredita-se que uma pessoa versada na técnica com o uso da descrição antecedente pode utilizar ao máximo a presente invenção. Portanto, os exemplos a seguir devem ser interpretados apenas como ilustrativos e não limitativos da descrição de maneira alguma.

EXEMPLOS

[0037] A abreviação “E” significa “Exemplo” e “CE” significa “Exemplo Comparativo” é seguido por um número indicando em qual exemplo o compósito é preparado. Os exemplos e os exemplos comparativos foram todos preparados e testados de maneira semelhante. MATERIAIS 1-1: ionômero de copolímero de etileno/ácido metacrílico; MFR: 23 g/10 min; teor de ácido no monômero: 15% em peso; nível de neutralização: 14,8%; obtido junto à DuPont com o nome comercial de Surlyn®AD8545; I-2: ionômero de copolímero de etileno/ácido metacrílico; MFR: 14 g/10 min; teor de ácido no monômero: 15% em peso; nível de neutralização: 22%; obtido junto à DuPont com o nome comercial de Surlyn®1702; PA: poliamida 6, obtida junto à Wuxi Chang'an Polymer Company com grau de fibra semiopaca 1800-1; PE: polietileno de alta densidade, obtido junto à Petro China Fushun Company com grau 2911FS; Substrato: folha termoplástica reforçada com fibra de vidro autoexpandida contendo cerca de 40% em peso de fibras de vidro e 60% em peso de polipropilenos, com base no peso total da folha termoplástica reforçada com fibra de vidro autoexpandida, com um peso-base de cerca de 1.000 g/m2.

EXEMPLOS COMPARATIVOS CE1 A CE4 E EXEMPLOS E1 A E6:

[0038] Em cada um dos CE1 a CE4 e E1 a E6, o tecido não tecido de filamento contínuo foi preparado em uma linha de filamento contínuo equipada com duas extrusoras (uma para cobertura e outra para núcleo) e fieiras de desenho concêntrico. Para o tecido não tecido de E1 a E6, o ionômero foi carregado no conjunto da extrusora de cobertura a 220 °C e a PA foi carregado no conjunto da extrusora de núcleo a 265 °C. O ionômero e PA foram derretidos em cada extrusora e depois extrudados para o conjunto de pacote de fiação a 275 °C, e finalmente foram ejetados para fora das fieiras com desenho concêntrico. As fibras bicomponentes resultantes foram, subsequentemente, passadas através do jato de ranhura, em que elas foram adicionalmente atenuadas pelo forte fluxo de ar, resultando em fibras estruturadas com cobertura-núcleo de diâmetro de cerca de 30 μm. Essas fibras bicomponentes foram subsequentemente colocadas em uma correia transportadora e laminadas a quente por um par de rolos de compressão com padrão de pontos (configurados em 70 °C), resultando no tecido não tecido de filamento contínuo final. Para o tecido não tecido de CE1 a CE4, o processo foi essencialmente o mesmo que acima, exceto que a temperatura do rolo de compressão foi de 120 °C, pois o ponto de amolecimento do polietileno (120 °C) é maior que o do ionômero (60 a 70 °C).

[0039] A composição da cobertura e do núcleo da fibra contínua bicomponente em cada tecido não tecido de filamento contínuo é mostrada na Tabela 1. Também está listado na Tabela 1 o peso-base, força de perfuração, força de perfuração normalizada de cada tecido não tecido de filamento contínuo.

EXEMPLOS COMPARATIVOS CE5 A CE6 E EXEMPLOS E7 A E12:

[0040] Em cada um dos CE5 a CE6 e E7 a E12, o compósito não tecido foi preparado usando-se o processo de prensagem a quente, com o tecido não tecido de filamento contínuo dos Exemplos Comparativos CE2 a CE3 e Exemplos E1 a E6 como precursor, respectivamente. Uma máquina de prensagem de placas foi usada para prensagem a quente. Como cada camada desses tecidos não tecidos tinha a orientação dominante na direção da máquina, para se obter estruturas equilibradas, a orientação das fibras nesses laminados foi configurada simplesmente girando-se cada camada em relação à sua orientação dominante e colocando-a em cima da camada anterior. O processo foi conduzido em três etapas: 1) os tecidos não tecidos de camada cruzada interpostos em dois papéis de liberação foram colocados entre as placas superior e inferior (ambas configuradas em 140 °C), e foram pré- aquecidos por 5 minutos com pressão muito baixa aplicada para manter a forma, após a qual as placas superior e inferior foram abertas para se permitir a desgaseificação da amostra; 2) subsequentemente, uma pressão de 4 MPa (40 bar) foi aplicada para se pressionar os não tecidos empilhados por cerca de 10 minutos, durante os quais a camada da cobertura deveria se derreter para formar a matriz enquanto as fibras do núcleo de PA permaneceram intactas para fornecer o reforço; 3) finalmente, a folha quente de amostra foi transferida entre duas placas frias para resfriamento por cerca de 2 minutos, e a folha de compósito não tecido pôde ser obtida.

[0041] O número de camadas de tecido não tecido necessárias para serem empilhadas é determinado pela espessura alvo do compósito não tecido e pelo peso-base do precursor do tecido não tecido. Para se produzir compósito não tecido com espessura de cerca de 4 mm, não tecidos com 27 camadas de tecido não tecido com peso-base de cerca de 150 g/m2, 22 camadas de tecido não tecido com peso-base de cerca de 180 g/m2 ou 40 camadas de tecido não tecido com um peso-base de cerca de 100 g/m2 foram usados como precursor.

[0042] As composições de cada compósito não tecido são mostradas na Tabela 2. Também são listados na Tabela 2 o peso-base, a energia de impacto a 23 °C e -40 °C de cada compósito não tecido.

EXEMPLO E13:

[0043] Em E13, um compósito não tecido foi preparado laminando-se a quente uma camada de tecido não tecido de E6 sobre o substrato, uma folha termoplástica reforçada com fibra de vidro autoexpandida. O tecido não tecido foi colocado em cima do substrato para formar uma montagem. E a montagem foi passada através de um par de rolos de compressão a cerca de 140 °C, de modo que o ionômero na cobertura fosse derretido e ligado à superfície do substrato, resultando em um compósito não tecido.

[0044] A resistência ao impacto a 23 °C e -29 °C é mostrada na Tabela 3.

MÉTODO DE TESTE

[0045] Teste de perfuração: a força de perfuração foi medida usando- se um testador de perfuração de pêndulo Spencer, de acordo com uma norma ASTM 3480 modificada. Utilizou-se um pêndulo de perfuração de extremidade aguda com uma carga de 6.400 g. O pêndulo foi liberado e movido para atingir o tecido não tecido imobilizado por um grampo do tipo anel em O operado a ar. O tecido não tecido foi rompido e a força da perfuração foi registrada. Para se comparar a força de perfuração do tecido não tecido com vários pesos-base, a força de perfuração foi normalizada usando-se a equação: Força de perfuração normalizada = Força de perfuração/Peso base e a força de perfuração normalizada é relatada na unidade de “gf/(g/m2)”.

[0046] Teste de impacto Charpy: a energia de impacto do compósito não tecido em CE5 a CE6 e E7 a E12 foi medida pelo método de teste Charpy não marcado (ISO 179) a 23 °C e -40 °C, respectivamente. Cada amostra foi cortada em 10 amostras de teste com a dimensão de cerca de 80 mm (comprimento) x 10 mm (largura) x 4 mm (espessura) e a direção do impacto foi perpendicular ao plano definido por comprimento e largura. Aqui, todas as amostras em CE5 a CE6 e E7 a E12 não se quebraram com o impacto, portanto, a resistência ao impacto é comparada usando-se a energia de impacto (registrada na unidade de “kJ/m2”), em que energia de impacto mais alta significa melhor resistência ao impacto.

[0047] Teste de impacto de cascalho: o lado do tecido não tecido do compósito não tecido em E13 foi submetido a 100 kg de choque de cascalho ao ângulo de impacto de 90° a 23 °C e -29 °C, respectivamente. Após o impacto de cascalho, a aparência do compósito não tecido foi examinada visualmente e registrada. Se o lado do tecido não tecido tiver apenas marcas leves de talho, sem rachaduras, lascas ou fissuras ou qualquer outra degradação funcional, a resistência ao impacto é designada como “boa”. Pelo contrário, se o lado do tecido não tecido tiver marcas de talho significativas, rachaduras, lascas, fissuras ou outras degradações funcionais, a resistência ao impacto é designada como “ruim”. TABELA 1

[0048] A partir dos resultados da Tabela 1, as descrições a seguir são evidentes.

[0049] Comparação entre os dados de força de perfuração de E1 e CE1 a CE2, o tecido não tecido de E1 e CE1 ou CE2 tem a mesma razão de peso entre a cobertura e o núcleo, mas com diferentes componentes da cobertura, o tecido não tecido (E1) com ionômero/PA como cobertura/núcleo fornece maior força de perfuração do que o tecido não tecido (CE1) com PE/PA como cobertura/núcleo; e o tecido não tecido de E1 fornece maior força de perfuração normalizada do que o tecido não tecido de CE2. Analogamente, a comparação entre os dados da força de perfuração de E4 e CE3 a CE4, o tecido não tecido de E4 e CE3 ou CE4 tem a mesma proporção de peso entre a cobertura e o núcleo, mas com diferentes componentes da cobertura, o tecido não tecido (E4) com ionômero/PA como cobertura/núcleo fornece maior força de perfuração do que o tecido não tecido (CE4) com PE/PA como cobertura/núcleo; e o tecido não tecido de E4 fornece maior força de perfuração normalizada do que o tecido não tecido de CE3. O tecido não tecido com ionômero/PA fornece resistência melhorada à perfuração do que o tecido não tecido com PE/PA.

[0050] Em uma modalidade, o tecido não tecido de filamento contínuo da presente invenção compreende uma pureza de fibras bicomponentes contínuas com uma configuração de cobertura/núcleo, em que o ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico forma a cobertura e poliamida 6 forma o núcleo, e a razão de peso entre a cobertura e o núcleo é de cerca de 30:70 ou cerca de 40:60. TABELA 2

[0051] A partir dos resultados da Tabela 2, as descrições a seguir são evidentes.

[0052] Comparação entre os dados de energia de impacto de E7 e CE5, o compósito não tecido de E7 e CE5 tem o mesmo peso-base e mesma razão de peso entre a cobertura e o núcleo, mas com diferentes componentes da cobertura, o composto não tecido (E7) com ionômero/PA como cobertura/núcleo fornece energia de impacto mais alta a 23 °C do que o compósito não tecido (CE5) com PE/PA como cobertura/núcleo; e o compósito não tecido de E7 também fornece energia de impacto mais alta a - 40 °C que o de CE5. Analogamente, a comparação entre os dados da força de perfuração de E10 e CE6, o composto não tecido de E10 e CE6 tem o mesmo peso-base e mesma razão de peso entre a cobertura e o núcleo, mas com diferentes componentes da cobertura, o compósito não tecido (E10) com ionômero/PA como cobertura/núcleo fornece maior energia de impacto a 23 °C do que o compósito não tecido (CE6) com PE/PA como cobertura/núcleo; e o compósito não tecido de E10 também fornece energia de impacto mais alta a -40 °C que o de CE6. O tecido não tecido com ionômero/PA fornece melhor resistência ao impacto do que o tecido não tecido com PE/PA.

[0053] Em uma modalidade, o compósito não tecido da presente invenção que compreende 10 a 50 camadas do tecido não tecido de filamento contínuo compreendendo uma pureza de fibras bicomponentes contínuas com uma configuração de cobertura/núcleo, em que o ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico forma a cobertura e a poliamida 6 forma o núcleo, e a razão de peso entre a cobertura e o núcleo é de cerca de 30:70 ou cerca de 40:60. TABELA 3

[0054] A partir dos resultados da Tabela 3, as descrições a seguir são evidentes.

[0055] Após o impacto de cascalho a 23 °C ou -29 °C, a aparência do compósito não tecido foi boa, indicando que a resistência ao impacto do compósito não tecido compreendendo uma camada de tecido não tecido de filamento contínuo e uma camada de substrato é boa.

[0056] Em uma modalidade, o compósito não tecido da presente invenção compreendendo uma camada de tecido não tecido de filamento contínuo com um primeiro lado e um segundo lado; e uma folha termoplástica reforçada com fibra de vidro autoexpandida como camada de substrato ligada termicamente ao primeiro lado do tecido não tecido bicomponente de filamento contínuo, em que o tecido não tecido de filamento contínuo compreende uma pureza de fibras bicomponentes contínuas com uma configuração de cobertura/núcleo, ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico forma a cobertura e poliamida 6 forma o núcleo, a razão de peso entre a cobertura e o núcleo é de cerca de 30:70 ou cerca de 40:60.

[0057] Embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita em modalidades típicas, esta não deve se limitar aos detalhes mostrados uma vez que várias modificações e substituições são possíveis sem haver afastamento do espírito da presente invenção. Desse modo, modificações e equivalentes da invenção descrita no presente documento podem ficar evidentes para as pessoas versadas na técnica.

Claims

1. Tecido não tecido de filamento contínuo, caracterizado pelo fato de que compreende uma pureza de fibras bicomponentes contínuas com uma configuração de bainha/núcleo, em que a configuração de bainha/núcleo consiste de dois polímeros, em que o primeiro polímero é um ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico que forma a bainha e o segundo polímero é uma poliamida que forma o núcleo.

2. Tecido não tecido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico tem um índice de fluidez de 12 a 60 g/10 min de acordo com a ASTM D1238 a 190 °C com uma carga de 2.160 g.

3. Tecido não tecido de filamento contínuo de acordo com com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico é neutralizado por cátions de sódio ou de cátions zinco com o nível de neutralização na faixa de 0,1% a 60%.

4. Tecido não tecido de filamento contínuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o teor de ácido no monômero do ionômero de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico está na faixa de 1% em peso a 20% em peso.

5. Tecido não tecido de filamento contínuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão em peso entre bainha e núcleo está na faixa de 20:80 a 50:50.

6. Tecido não tecido de filamento contínuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra contínua bicomponente tem um diâmetro de 1 a 100 μm.

7. Tecido não tecido de filamento contínuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a poliamida é selecionada a partir do grupo que consiste em poliamida 6, poliamida 66 e misturas das mesmas.

8. Tecido não tecido de filamento contínuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que tem um peso-base de 10 a 1.000 g/m2.

9. Composto não tecido, caracterizado pelo fato de que compreende uma camada de tecido não tecido de filamento contínuo como definido na reivindicação 1, com um primeiro lado e um segundo lado; e uma camada de substrato ligada ao primeiro lado do tecido não tecido de filamento contínuo bicomponente.

10. Composto não tecido, caracterizado pelo fato de que compreende de 2 a 100 camadas do tecido não tecido de filamento contínuo como definido na reivindicação 1.