BR112021007090B1

BR112021007090B1 - Fibras de lyocell, e seu processo de tratamento

Info

Publication number: BR112021007090B1
Application number: BR112021007090-7A
Authority: BR
Inventors: Rudolf Aigner; Sigrid Redlinger; Marianne Mette Hoff Steurer
Original assignee: Lenzing Aktiengesellschaft
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2023-05-02
Also published as: WO2020126931A1; KR20210096602A; US20220074082A1; JP2022511110A; CA3117595A1; ES2942721T3; TWI804699B; PT3899113T; CN113195805A; EP3899113A1; DK3899113T3; TW202035812A; BR112021007090A2; EP3899113B1

Abstract

PROCESSO PARA O TRATAMENTO DE FIBRAS DE LYOCELL. A presente invenção refere-se a um processo para o tratamento de fibras de lyocell, compreendendo a etapa de por a fibra em contato com no mínimo um meio de tratamento, no mínimo um meio de tratamento contendo uma quantidade de um agente de reticulação, em que o agente de reticulação é capaz de reticular celulose sob condições alcalinas e tem uma solubilidade em água a 20°C de 20 g/l ou menos, e compreendendo ainda a etapa de tratar a fibra com o agente de reticulação sob condições alcalinas, caracterizado pelo fato de que o agente de reticulação é adicionado à fibra sob a forma de uma suspensão ou em forma sólida. A presente invenção também se refere a fibras de lyocell obteníveis pelo processo da presente invenção.

Description

[0001] A presente invenção se refere a um processo para o tratamento de fibras de lyocell, bem como a fibras de lyocell obteníveis pelo processo da presente invenção.

[0002] O termo "lyocell" é o nome genérico alocado pelo BISFA (The International Bureau for the Standardization de fibras manufaturadas) para fibras de celulose, as quais são produzidas dissolvendo celulose em um solvente orgânico sem a formação de um derivado e extrusando as fibras da solução referida por meio de um processo de fiação a seco e úmida ou um processo de derretimento. Atualmente, N-metil-morfolina-N-óxido (NMMO) é usado como um solvente orgânico em uma escala comercial.

[0003] No processo referido, a solução da celulose geralmente é extrusada por meio de uma ferramenta de modelagem, por meio da qual é modelada. Através de uma lacuna de ar, a solução moldada entra em um banho de precipitação, onde o corpo moldado é obtido por precipitação da solução. O corpo moldado é lavado e opcionalmente seco depois de etapas de tratamento adicional. O solvente de óxido de amina é reciclado em um circuito fechado na fábrica. São obtidas taxas de recuperação de mais de 99,5%. Reciclagem do aditivo significa que o efeito do processo sobre o meio ambiente é muito baixo. Tamnbém é essencial para a economia do processo.

[0004] O processo para a produção de fibras de Lyocell de rotina é de conhecimento geral, entre outros, da US 4,246,221 ou do WO 93/19230. As fibras de lyocell são diferenciadas por uma alta resistência a tração, um alto módulo a úmido e uma alta resistência a loop. São usadas em vestimenta, mobília doméstica, roupa de trabalho e artigos não tecidos. São produzidas fibras disponíveis comerciais, por exemplo, por Lenzing AG e de marca TENCEL™ Lyocell.

[0005] É de conhecimento geral que as fibras de lyocell apresentam uma tendência para fibrilar quando são submetidas a estresse mecânico em estado a úmido. Fibrilação significa que a estrutura das fibras se quebra na direção longitudinal. Devido à abrasão mecânica no estado a úmido, fibrilas finas se tornam parcialmente destacadas da fibra resultando em um aspecto peludo do tecido. Este fenômeno ocorre durante etapas de processamento do tecido a úmido, como tingimento ou limpeza bem como durante lavagem de roupa. A superfície do tecido fica com um aspecto inaceitável. A superfície do tecido se torna emaranhada à medida que as fibrilas se embaraçam umas com as outras e onde ocorre fibrilação, o tecido tem uma cor mais clara devido à reflexão espectral da superfície das fibrilas. A fibrilação comumente ocorre nos pontos altos do tecido e podem aparecer linhas de bancura onde ocorre fibrilação sobre vincos.

[0006] Pode ocorrer fibrilação de um tecido sempre que o tecido for submetido a abrasão a úmido. Isto pode ocorrer durante processamento a úmido do tecido, por exemplo, durante tingimento a jato ou lavagem de roupas.

[0007] Têm sido feitos esforços intensivos para reduzir a fibrilação de fibras de lyocell, tratando as fibras com agentes de reticulação durante a fabricação das fibras. Processos apropriados são descritos, por exemplo, na EP 0 785 304, no WO 95/28516 e no WO 99/19555. Um agente de reticulação é aplicado à fibra, de modo preferencial a uma fibra nunca seca. Em seguida é exposto a condições que fazem com que o agente reaja com a celulose na fibra fazendo com que as moléculas de celulose sejam ligadas mais fortemente do que pode ocorrer com as ligações de hidrogênio naturais que normalmente ligam as moléculas juntas na fibra. As ligações de hidrogênio podem ser quebradas umedecendo com água e, deste modo, pode ocorrer fibrilação. As ligações formadas com o agente de reticulação não podem ser quebradas por exposição a água e, portanto, a fibra não fibrila. Fibras de lyocell reticuladas disponíveis comercialmente são, por exemplo, Lyocell A100 LENZING™ e Lyocell LF LENZING™.

[0008] Fibra reticulada deve suportar os tratamentos mecânicos e químicos necessários para converter a fibra em tecido e os processos de tingimento e acabamento que são feitos para o tecido sem fibrilação sendo produzido. Isto significa que uma fibra de lyocell reticulada deve ser capaz de ser convertida para tecido acabado usando processamento têxtil e maquinário do processo convencionais.

[0009] É altamente desejável que o tratamento para prevenir fibrilação no processamento subsequente de tingimento, acabamento e lavagem de roupa, produza uma fibra com sua tingibilidade pelo menos sendo igual a uma fibra de algodão. Também deve ter a capacidade de ser processado em sistemas de tingimento e acabamento que usam ou meios acidíferos ou alcalinos. O tratamento de reticulação deve ser estável durante o armazenamento sem a necessidade de condições especiais de armazenamento.

[00010] A fibra de lyocell reticulada precisa ser estável em meios acidíferos se for para ser misturada com outros tipos de fibras, tais como lã, poliéster e nylon e subsequentemente tingida. Estas fibras necessitam de condições acidíferas para os sistemas de tingimento que são usados para as colorir. As condições são tipicamente pH 5 em temperaturas até 130°C.

[00011] A fibra de lyocell reticulada precisa ser estável em meios alcalinos se for para ser misturada com algodão ou outras fibras celulósicas. Fibras de celulose são mais usualmente tingidas usando corantes reativos, uma vez que proporcionam brilho, cores profundas de alta solidez. Condições alcalinas podem atingir até pH 12 a 13 a 40 a 80 °C.

[00012] Também é benéfico se as substâncias químicas da reticulação usadas não liberem formaldeído durante qualquer estágio do processamento a úmido.

[00013] No entanto, nenhum dos tratamentos anti-fibrilação conhecidos para fibras de lyocell são capazes de liberar todas as propriedades ou requisitos de processamento listados acima em um.

[00014] A EP 0 538 977 e a EP 0 785 304 descrevem o uso de certos compostos de clortriazina para reticulação fibras de lyocell. Estes compostos reagem com celulose e reticulam celulose sob condições alcalinas. Estes compostos são substâncias bem conhecidas e disponíveis comercialmente. Compostos de clorotriazina adicionais são propostos para serem usados como agentes de reticulação para fibra de lyocell na EP 0 903 434.

[00015] Um composto exemplar usado de acordo com a EP 0 538 977, sódio-p-[(4,6-dicloro-1,3,5-triazin-2-il)amino]benzenossulfonato, a seguir denominado SDTB, é aplicado à fibra de lyocell sob a forma de uma solução, de acordo com na EP 0 538 977. Este composto tem uma baixa solubilidade em água em temperatura ambiente, mas se dissolve em meios alcalinos.

[00016] No WO 95/28516 é mencionado que a proteção contra fibrilação criada por poliazina polihalogenada ou um composto contendo um anel poliazina portando dois ou mais grupos de vinil sulfona ou precursores dos mesmos conforme descrito na EP 0 538 977 tende a ser perdida quando o tecido contendo a fibra tratada é esfregado e lavado. Além disso os presentes inventores constataram que, usando o procedimento descrito na EP 0 538 977 resulta em uma fibra com proteção contra fibrilação insuficiente para processamento de têxteis e lavagem de roupa.

[00017] O WO 03/038164 menciona que agentes de reticulação, os quais não são solúveis sob condições alcalinas, precisam ser aplicados à fibra de lyocell sob a forma de uma dispersão, a qual leva a efeitos de tratamento irregulares.

[00018] Estado da arte adicional para o tratamento de fibras de lyocell com agentes de reticulação é conhecido, por exemplo, da EP 0 691 426 A2, do WO 2005/ 073443 e do WO 94/09191.

[00019] Há vários métodos para a medição da tendência a fibrilação. Valor de abrasão a úmido (denominado valor NSF):

[00020] Com este método, é determinada a capacidade das fibras para suportar forças de abrasão na condição a úmido. As fibras giram sobre um rolo e são desgastadas. É determinado o número de revoluções até as fibras serem desgastadas.

[00021] Com relação ao NSF, como uma guia, 50 a 150 revoluções seriam representativas de uma fibra fibrilante, ao passo que uma fibra dando 200 ou mais, especialmente 400 revoluções ou mais pode ser considerada como não fibrillante e resistente a fibrilação em processo a úmido convencional. Teste de desintegração Canadian Standard Freeness (CSF) de acordo com o padrão TAPPI T227 om-94:

[00022] A suscetibilidade de uma fibra a fibrilação em estado a úmido na elaboração mecânica pode ser medida usando o teste CSF (Canadian Standard Freeness de acordo com o padrão TAPPI T227 om-99).

[00023] Este teste foi desenvolvido originalmente na indústia de fabricação de papel para avaliar o grau no qual uma polpa deve ser refinada, o que significa dividida em partes cada vez menores. No caso de fibras artificiais, uma pasta semifluida aquosa diluída da fibra é submetida a elaboração mecânica sob condições de rotina e em seguida a propriedade de drenagem da suspensão diluída da fibra é medida.

[00024] A taxa na qual a suspensão diluída da fibra é drenada, é medida a chamada freeness a 20°C. A freeness da pasta semifluida diminui à medida que aumenta o grau de fibrilação.

[00025] Fibra de Lyocell não fibrilada sem proteção contra fibrilação dá uma CSF inicial de cerca de 700 (Lenzinger Berichte, 84 (2005) 110-115), mas esta CSF cai muito rapidamente depois de somente uns poucos minutos de mistura. Uma fibra de lyocell com proteção contra fibrilação deve mostrar somente uma pequena modificação do valor de freeness depois de misturar até 36 minutos (Lenzinger Berichte, 84 (2005)110-115).

[00026] Foi visto que uma fibra apresentando uma alta NSF mas uma baixa CSF não resiste a estresse mecânico durante processamento em estado a úmido, isto é, não é resistente contra fibrilação durante tratamentos de processamento a úmido e, por outro lado, uma fibra tendo tanto uma alta NSF quanto CSF é protegida contra quebrar em fibrilas sob estresse mecânico durante processamento a úmido.

[00027] É o objeto da presente invenção proporcionar uma fibra de lyocell com uma proteção contra fibrilação estável e permanente. Por proteção contra fibrilação "estável", se indica uma baixa tendência a fibrilação tanto com respeito aos valores de NSF quanto de CSF. Por proteção contra fibrilação "permanente", se indica uma proteção contra fibrilação a qual não é perdida durante o tratamento da fibra quer sob condições ácidas ou alcalinas, isto é, dentro de uma faixa de pH de 5 a 14.

[00028] Este objeto é obtido por um processo para o tratamento de fibras de lyocell, compreendendo a etapa de por a fibra em contato com pelo menos um meio de tratamento, pelo menos um meio de tratamento contendo uma quantidade de um agente de reticulação, em que o agente de reticulação é capaz de reticular celulose sob condições alcalinas e tem uma solubilidade em água a 20°C de 20 g/L ou menos, e compreendendo ainda a etapa de tratar a fibra com o agente de reticulação sob condições alcalinas, caracterizado pelo fato de que na etapa de por a fibra em contato, o agente de reticulação está presente sob a forma de uma suspensão ou em forma sólida.

[00029] Modalidades preferenciais são estipuladas nas reivindicações dependentes. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00030] A Figura 1 é uma fotomicrografia ultravioleta de fibras de lyocell depois de terem sido postas em contato com um agente de reticulação de acordo com a presente invenção.

[00031] A Figura 2 é uma fotomicrografia ultravioleta de fibras de lyocell depois de terem sido postas em contato com um agente de reticulação de acordo com o estado da arte da EP 0 538 977. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00032] A presente invenção usa agentes de reticulação, os quais reticulam celulose sob condições alcalinas mas não são hidrossolúveis ou são somente fracamente solúveis em água em temperatura ambiente.

[00033] A reação química de um agente de reticulação com celulose pode ocorrer em duas etapas: Em uma primeira etapa, o agente de reticulação forma uma primeira ligação com a fibra com um de seus grupos funcionais.

[00034] Em uma segunda etapa, o agente de reticulação forma uma segunda ligação com a fibra com um adicional de seus grupos funcionais. Por meio de formação desta segunda ligação, as fibras ou, respectivamente, as moléculas de celulose dentro das fibras se tornam ligadas umas às outras, isto é, são reticuladas.

[00035] Dependendo da natureza do agente de reticulação, a referida primeira ligação com a fibra pode ser formada sob condições brandas (tais como um valor de pH neutro), ao passo que para formar a referida segunda ligação, são necessárias condições mais severas (tais como um valor de pH alcalino).

[00036] A presente invenção usa agentes de reticulação, os quais necessitam de condições alcalinas pelo menos para formar a referida segunda ligação com a fibra.

[00037] Além disso, a presente invenção usa agentes de reticulação, os quais não são hidrossolúiveis ou são somente muito fracamente solúiveis em água a 20°C, isto é, tendo uma solubilidade em água a 20°C de 20 g/L ou menos.

[00038] De modo preferencial, por outro lado, o agente de reticulação usado pode ter uma certa pequena solubilidade em água em temperatura ambiente, tal como 5 g/L ou mais.

[00039] Um agente de reticulação que satisfaz estas condições é o ácido p-[(4,6-dicloro-1,3,5-triazin-2-il)amino] benzenossulfônico e/ou o sal de sódio do mesmo (SDTB). Conforme mencionado acima, de acordo com a EP 0 538 977, agentes deste tipo são aplicados a fibra de lyocell sob a forma de uma solução alcalina em temperatura elevada. Conforme também mencionado acima, foi visto que este modo de tratamento não leva a resultados satisfatórios.

[00040] Em contraste com isso, foi demonstrado surpreendentemente que, aplicando um agente de reticulação conforme definido acima à fibra de lyocell sob a forma de uma suspensão ou em forma sólida, ao invés de estar em solução, pode ser obtido o objeto da presente invenção.

[00041] Para os fins da presente invenção, uma suspensão significa uma mistura do agente de reticulação com um líquido (tal como, especialmente, água), em que o agente de reticulação é dissolvido até uma extensão de 50% no máximo.

[00042] Os peritos na arte sabem que a impregnação da fibra com uma suspensão de partículas resulta em uma distribuição pontual e não uniforme do reagente químico sobre a superfície da fibra e seria esperado que isto resulte em propriedades não homogêneas da fibra.

[00043] Surpreendentemente, foi visto que, no caso do agente de reticulação conforme definido acima, se o agente de reticulação for aplicado à fibra em uma suspensão aquosa, isto é, se o meio de tratamento contendo o agente de reticulação for uma suspensão aquosa do mesmo, a proteção contra fibrilação da fibra de Lyocell é permanente e estável.

[00044] Uma modalidade preferencial da presente invenção é caracterizada pelo fato de que a ação de por a fibra em contato com o meio de tratamento compreende pelo menos uma primeira e uma segunda etapa de contato.

[00045] De modo preferencial, são usados, na primeira etapa de contato, um primeiro meio de tratamento e, na segunda etapa de contato, um segundo meio de tratamento, em que as composições do primeiro meio de tratamento e do segundo meio de tratamento são diferentes.

[00046] Um dos dois meios de tratamento pode conter em uma maior parte da quantidade total do agente de reticulação usado. De modo preferencial, o primeiro meio de tratamento contém a maior parte da quantidade total do agente de reticulação usado.

[00047] A concentração do agente de reticulação no meio de tratamento ou dos referidos primeiro e/ou segundo meio de tratamento pode variar de a partir de 5 a 200g/L, especialmente no caso de SDTB.

[00048] As concentrações respectivas do agente de reticulação no primeiro meio de tratamento e no segundo meio de tratamento podem diferir uma da outra. Especialmente, a concentração do agente de reticulação no primeiro meio de tratamento pode ser maior do que a concentração do agente de reticulação no segundo meio de tratamento.

[00049] O segundo meio de tratamento pode não conter ou conter uma quantidade não significativa de agente de reticulação.

[00050] De modo preferencial, o primeiro meio de tratamento é uma suspensão aquosa do agente de reticulação.

[00051] Pelo menos um entre o primeiro e o segundo meios de tratamento pode ser alcalino.

[00052] De modo preferencial, somente o segundo meio de tratamento é alcalino.

[00053] A temperatura da etapa de contato pode ser de 10°C a 50°C.

[00054] As condições da etapa de por a fibra em contato com o agente de reticulação, especialmente o valor de pH do meio e/ou a temperatura, podem ser ajustadas pelo perito na arte e devem ser selecionadas de tal modo que o agente de reticulação não seja dissolvido ou seja dissolvido somente até uma pequena extensão na solução de tratamento. Portanto, a fibra é impregnada com o agente de reticulação predominantemente em sua superfície.

[00055] A etapa de tratar a fibra com o agente de reticulação depois de ter entrado em contato a fibra signbifica que a fibra e o agente de reticulação permanecem em contato por um certo tempo de modo a que ocorra a reação de reticulação. Dependendo das condições da etapa de contato, parte da reação de reticulação tal como a formação da referida primeira ligação com a fibra de celulose já pode ocorrer durante a etapa de contato.

[00056] Na etapa de tratar a fibra depois de ter posto a fibra em contato com o agente de reticulação, as condições podem ser tais que o agente de reticulação é ou se torna solúvel. As condições necessárias a serem escolhidas tais como o agente de reticulação são capazes de formar a referida segunda ligação com a fibra de celulose.

[00057] Especialmente, a temperatura da etapa de tratar a fibra com o agente de reticulação pode ser maior do que a da etapa de contato, de modo preferencial 60°C a 120°C, de modo mais preferencial 80°C a 110°C.

[00058] Em uma modalidade preferencial, a etapa de tratar a fibra com o agente de reticulação é realizada na presença de vapor.

[00059] Especialmente a etapa de tratar a fibra com o agente de reticulação pode ser realizada em uma câmara de vapor, tal como uma caixa-J.

[00060] A exposição das fibras a condições a quente, especialmente a vapor durante a reação de reticulação, é conhecida per se.

[00061] Precisa ser mencionado que as etapas de por a fibra em contato e de tratamento da fibra não precisam ocorrer em recipiente de reagente diferente, mas também pode ocorrer em somente um recipiente, modificando em etapas as condições.

[00062] O presente processo pode ser aplicado às fibras tanto em forma cortada, isto é, em forma de fibra básica e em forma de filamentos sem fim, isto é, sob a forma de uma estopa.

[00063] De modo preferencial, a fibra está presente sob a forma de uma estopa.

[00064] Além disso, de modo preferencial o processo é realizado em modo contínuo.

[00065] Em uma modalidade preferencial adicional, as etapas de por em contato e de tratamento da fibra são realizadas com a fibra estando em forma nunca seca. O termo "nunca seca", conforme é de conhecimento do perito na arte, significa que a fibra ainda não foi submetida a uma etapa de secagem desde sua formação, sendo extrusada a partir de uma fieira.

[00066] O agente de reticulação usado de acordo com a presente invenção essencialmente é solúvel em um valor de pH de 13 ou mais.

[00067] Por conseguinte, a etapa de tratar a fibra com o agente de reticulação de modo preferencial pode ser realizada em um valor de pH de 13 ou mais.

[00068] De modo preferencial, o agente de reticulação é ácido p- [(4,6-dicloro-1,3,5-triazin-2-il)amino]benzenossulfônico e/ou um sal do mesmo, especialmente o sal de sódio do mesmo (SDTB).

[00069] Foi visto que, usando uma suspensão de SDTB para contatar a fibra, as partículas de SDTB são localizadas na superfície da fibra, e não penetram dentro da fibra (vide a Figura 1). Durante a etapa de reticulação, aquecendo a fibra impregnada, por exemplo, em um vaporizador, acredita-se que o SDTB se torna solúvel, deste modo formando um filme de superfície de fibras celulósicas reticuladas uniformes, o qual protege as fibrilas contra serem divididas. Foi visto que a superfície reticulada uniforme resulta em propriedades de fibras homogêneas, tais como absorção de tinta.

[00070] Conforme mencionado acima, foi visto que fibras de lyocell tratadas de acordo com o processo da presente invenção apresentam propriedades estáveis de fibrilação, isto é, tanto com respeito ao valor de abrasão a úmido (NSF) quanto ao valor de CSF.

[00071] Portanto, o objeto da presente invenção também é atingido por uma fibra de Lyocell obtenível por um processo de acordo com a presente invenção, isto é, a qual é reticulada com um agente de reticulação conforme definido acima, e a qual é caracterizada pelo fato de que apresenta um valor de abrasão a úmido de 200 revoluções ou mais e, depois de ter sido misturada por um período de tempo de 9 minutos, apresentando um valor de Canadian Standard Freeness em mL CSF de pelo menos 80% do valor de Canadian Standard Freeness em mL CSF da fibra antes de ter sido misturada.

[00072] De modo preferencial, a fibra de lyocell da presente invenção apresenta um valor de abrasão a úmido de 400 revoluções ou mais.

[00073] O valor de abrasão a úmido da fibra de lyocell da presente invenção pode atingir quantidades de até 1000, até 2000, até 3000, ou ainda mais revoluções.

[00074] Além disso, a fibra de lyocell de acordo com a presente invenção de modo preferencial apresenta um valor de Canadian Standard Freeness em mL CSF de pelo menos 80% do valor de Canadian Standard Freeness em mL CSF da fibra antes de ter sido misturada.

[00075] Além disso, foi visto que a proteção contra fibrilação obtida para a fibra de lyocell de acordo com a invenção resiste às condições de muitas etapas de processamento de artigos têxteis comumente aplicadas, tais como processos de tingimento, sobre uma ampla gama de valores de pH.

[00076] A fibra de lyocell de acordo com a presente invenção pode estar presente em uma faixa de título de a partir de 0,9 até 3,0 dtex, de modo preferencial de 1,3 a 1,7 dtex.

[00077] A presente invenção também engloba o uso da fibra de lyocell de acordo com a presente invenção para a fabricação de artigos têxteis, tais como fios e tecidos.

[00078] Além disso, a presente invenção também engloba artigos têxteis, tais como fios e tecidos, contendo a fibra de lyocell de acordo com a presente invenção.

Exemplos: Métodos de teste: Valor de abrasão a úmido (NSF)

[00079] Foi usado o método descrito na publicação de Helfried Stover: "Zur Fasernassscheuerung von Viskosefasem" Faserforschung and Textiltechnik 19 (1968) Issue 10, p. 447-452.

[00080] O dispositivo usado é uma máquina de abrasão Abrasion Machine Delta 100 da Lenzing Technik Instruments da publicação acima citada. O eixo de aço é continuamente deslocado na direção longitudinal durante a medição de modo a prevenir a formação de ranhuras na mangueira de filamento.

[00081] Fonte de abastecimento da mangueira de filamento: Vom Baur GmbH & KG. Marktstraβe 34, D-42369 Wuppertal .

[00082] Vinte fibras com um comprimento de 38 mm são colocados sobre um rolo de metal com uma espessura de 1 cm e pesado com um peso pré-tensionado. O rolo é coberto com uma meia de fio de filamento de viscose e é continuamente umedecido. O rolo é girado em uma velocidade de 500 rotações por minuto durante a medição, e ao mesmo tempo é virado diagonal ao eixo da fibra para trás e para frente por meio do quê ocorre um movimento de pêndulo de aproximadamente 1 cm.

[00083] É determinado o número de revoluções até as fibras serem desgastadas e o peso pré-carga acionar um contato. Condições de Teste: Taxa de escoamento da água: 8,2 mL/min Velocidade de rotação: 500 U/min Ângulo de abrasão: 40° Peso pré-carga: 50 mg

[00084] O valor médio dos ciclos de abrasão de 20 fibras é tomado como o valor medido. Quantro maior o número de revoluções até as fibras serem desgastadas, menos ocorre fibrilação das fibras.

Teste de Canadian Standard Freeness (CSF)

[00085] De modo a testar a fibrilação de fibras de lyocell a fibra é cortada para comprimentos de 5 mm e 3,3 g de fibra seca ao ar são postos em 1000 mL de água da torneira em um cilindro graduado, o topo do cilindro é fechado e o cilindro é delicamente invertido 180° por

três vezes.

[00086] Esta suspensão de fibras é transferida para o equipamento de teste de padrão canadense de freeness de acordo com o TAPPI T227 om-99 (fabricado pela Lorentzen & Wetters, Suécia). São medidas a temperatura e o valor de CSF. O peso da amostra é determinado depois de 4 horas de secagem em um forno a 105°C. São realizadas correções dos resultados de CSF medidos para levar em conta a concentração e a temperatura da pasta semifluida de fibras. As correções são baseadas nas seguintes equações: Correção da concentração = (X - 0,3) x 590 x (1+(((0,4 - X) / 0,2) x (C / 1000)))x (1-((C-390)2 / ((C0,2)x 87000))) Correção da temperatura = (20 - T) x 4,6 x (1 - (((400 - C)2)/(( C0,25 ) x 61000))) Onde X = concentração da pasta semifluida de fibras T = temperatura da pasta semifluida de fibras C = CSF medido

[00087] Os dois valores de correções resultantes são em seguida adicionados ou subtraídos, respectivamente, do CSF medido em qualquer ordem.

[00088] Isto proporciona um valor de CSF para uma amostra de fibras não fibriladas no estado a úmido, não tendo ainda sido estressadas mecanicamente. Conforme mencionado acima, Fibra de Lyocell não fibrilada sem proteção contra fibrilação dá um CSF inicial de cerca de 700 (Lenzinger Berichte, 84 (2005)110-115).

[00089] Para desintegrar a fibra, um liquidificador com um recipiente de aço inoxidável de um litro com tampa de duas partes (liquidificador Waring 8011EB modelo 38BL41) preenchido com suspensão de fibras de 3,3 g de fibra lutro em 500 mL de água da torneira é ligado com uma velocidade de 18000 RPM por um certo período de tempo durante o q ual pode ocorrer fibrilação. Quando mais tempo o liquidificador funcionar, mais provavelmente a fibra vai fibrilar. Depois de misturar, a pasta semifluida de fibras é transferida para um cilindro graduado, diluída com água da torneira para proporcionar 1000 mL de suspensão e o cilindro é delicadamente invertido 180° três vezes e o CSF medido e o valor corrigido conforme descrito acima.

[00090] A unidade do liquidificador / o equipamento precisa ser calibraeo com respeito a sua severidade de mistura.

[00091] Para este fim, é usada uma amostra de referência de fibra de lyocell padrão (1,3 dtex / comprimento de corte de 38 mm, tenacidade condicionada de 36 cN/tex, alongamento condicionado de 13%, brilhante, apresentando um CSF inicial de 700 mL), tal como Lyocell LENZING™.

[00092] As fibras são misturadas por 4 minutos e 6 minutos, respectivamente, e o valor de CSF é determinado. O valor de CSF depois de misturar por 4 minutos deve ser abaixo de 200 mL, e o valor de CSF depois de misturar por 6 minutos deve ser abaixo de 100 mL.

[00093] Se estes limiares não forem satisfeitos, a intensidade da mistura do dispositivo usado é adaptada até serem atingidos estes valores.

Método de preparação de fibras 1:

[00094] Uma solução aquosa de celulose e NMMO foi extrusada para dentro de um banho aquoso de coagulação para formar filamentos de Lyocell de 1,3 dtex. Depois de lavar com água para remover todo o excesso de NMMO, os filamentos de Lyocell foram prensados até um teor de umidade de 125% e cortados em mechas de fibras de 20 cm de comprimento.

Método de preparação de fibras 2:

[00095] Uma solução aquosa de celulose e NMMO foi extrusada para dentro de um banho aquoso de coagulação para formar filamentos de Lyocell de 1,3 dtex. Os filamentos foram lavados com água para remover todo o excesso de NMMO, prensados até um teor de umidade de 150 a 200% e em seguida tratados ainda.

Exemplo 1:

[00096] Um filamento de lyocell foi produzido de acordo com o método de preparação de fibras 2 e em seguida passado para dentro do primeiro banho de impregnação dentro do qual 8,3 % em peso de SDTB sobre celulose foi dosado para dentro de um sistema de circulação aquoso em uma temperatura de 50°C para dar uma concentração de 40 g/L de uma suspensão aquosa, semelhante a pasta. Os filamentos foram prensados até um teor de umidade de 110 a 140% e em seguida passados através de um segundo banho de impregnação a 10°C dentro do qual 1,34 % em peso de NaOH e 1,1 % em peso de Na2CO3 sobre celulose foi dosado para dentro de um sistema de circulação aquoso. Os filamentos foram em seguida prensados até um teor de umidade de 160 a 190%, aquecidos até 100°C em uma câmara de vaporização por 9 minutos e em seguida lavados cuidadosamente adicionando água acidífera (pH 3,5) e em seguida por água até estarem livres de excesso de produtos químicos e secos.

Exemplo 2:

[00097] Um filamento de lyocell foi produzido de acordo com o método de preparação de fibras 2 e em seguida passado para dentro do primeiro banho de impregnação dentro do qual 8,3 % em peso de SDTB sobre celulose foi dosado para dentro de um sistema de circulação aquoso em uma temperatura de 35°C para dar uma concentração de 40 g/L de uma suspensão semelhante a pasta aquosa. Os filamentos foram prensados até um teor de umidade de 180 a 210% e em seguida passados através de um segundo banho de impregnação a 10°C dentro do qual 1,34 % em peso de NaOH e 1,1 % em peso de Na2CO3 sobre celulose foi dosado para dentro de um sistema de circulação aquoso. Os filamentos foram em seguida prensados até um teor de umidade de 170 a 200%, aquecidos até 100°C em uma câmara de vaporização por 8,5 minutos e em seguida lavados cuidadosamente adicionando água acidífera (pH 3,5) e em seguida por água até estarem livres de excesso de produtos químicos e secos.

Exemplo 3: Exemplo de referência de acordo com a EP 0 538 977, exemplo 4f

[00098] Um filamento de lyocell foi produzido de acordo com o método de preparação de fibras 1. Uma mecha de 30 g de fibras de lyocell nunca secas foi impregnada por 30 segundos a 70°C em 600 g de um banho aquoso composto combinando uma solução aquecida a 70°C de Thiotan R, uma solução a 70°C de Na2CO3 e uma solução a 70°C de Na2SO4 (concentrações finais: 50g/L de Thiotan R (= 13 g/L de SDTB) , 20 g/L Na2CO3, 100 g/L de Na2SO4). As fibras foram prensadas a 3 bar em um Foulard e aquecidas até 102°C em uma câmara de vapor por 20 minutos. Os filamentos foram lavados neutros com 600 g de uma solução aquosa de ácido acético com uma concentração de 1 g/L. As fibras foram secas a 60°C de um dia para o outro.

Exemplo de referência Exemplo 4:

[00099] Um filamento de lyocell foi produzido de acordo com o método de preparação de fibras 2 e em seguida passado diretamente para dentro de um banho de impregnação dentro do qual 9,5 % em peso de SDTB, 2,7 % em peso de NaOH e 1,1 % em peso de Na2CO3 sobre celulose foram dosados para dentro de um sistema de circulação aquoso em uma temperatura de 10°C para dar uma concentração de 92 g/L de SDTB. O SDTB foi dissolvido até uma extensão de mais de 50% no banho. Os filamentos foram em seguida prensados até um teor de umidade de 150 a 170%, aquecidos até 100°C por 8,5 minutos usando uma câmara de vapor e em seguida os filamentos foram lavados adicionando água acidífera (pH 3,5) e em seguida por água até estarem livres de excesso de produtos químicos e secos.

Exemplo 5:

[000100] Um filamento de lyocell foi produzido de acordo com o método de preparação de fibras 2 e em seguida passado para dentro do primeiro banho de impregnação dentro do qual 8,1 % em peso de SDTB e 0,35 % em peso de NaOH sobre celulose foi dosado para dentro de um sistema de circulação aquoso em uma temperatura de 50°C para dar uma concentração de 58 g/L de uma suspensão semelhante a pasta aquosa. Os filamentos foram prensados até um teor de umidade de 160 a 190% e em seguida passados através de um segundo banho de impregnação a 10°C dentro do qual 1,2 % em peso de NaOH e 1,1 % em peso de Na2CO3 sobre celulose foi dosado para dentro de um sistema de circulação aquoso. O filamento foi em seguida prensado até um teor de umidade de 160 a 190%, aquecido até 100°C em uma câmara de vaporização por 8,5 minutos e em seguida lavado cuidadosamente adicionando água acidífera (pH 3,5) e em seguida por água até estarem livres de excesso de produtos químicos e secos.

[000101] As fibras foram analisadas em termos de seu valor de abrasão a úmido (NSF) e seu valor de CSF. Os resultados são comparados na tabela que se segue:

[000102] O Exemplo 3 é um exemplo de acordo com o estado da arte conhecido da EP 0 538 977. Pode ser visto que, enquanto o valor de abrasão a úmido destas fibras paece ser suficiente, o valor de CSF cai significantivamente depois de 9 minutos de mistura.

[000103] No exemplo 4, devido às condições usadas na etapa de contato, foi dissolvido mais de 50% parte do SDTB. Novamente, é observada uma redução significativa no valor de CSF.

[000104] Os exemplos 1, 2 e 5 são exemplos de acordo com a presente invenção. Todos os exemplos mostram valores de abrasão a úmido satisfatórios, porém, além disso, também apresentam valores de CSF muito elevados depois de misturar, isto é, mais de 85% do valor de original depois de 9 minutos de mistura.

Resistência da propriedade de fibrilação contra etapas de processamento do tecido

[000105] As fibras de acordo com a invenção foram processadas em tecidos de malha.

[000106] Os tecidos de malha foram submetidos a vários tratamentos de processamento a úmido comuns para tecidos, incluindo tanto ambientes acidíferos quanto alcalinos. Foi visto, por avaliação ótica que a superfície dos tecidos de malha ficaram limpos sem apresentar um aspecto peludo provocado por fibrilação ou bolinhas de fibrilas embaraçadas, e, conforme determinado pelos valores de abrasão a úmido, que a propriedade de fibrilação permaneceu conservada pelo menos até uma certa extensão depois de ter sido submetida a várias condições, tais como tingimento reativo (alcalino) bem como tingimento sob condições adequadas para tingimento de poliéster (tingimento ácido).

[000107] Tecido de malha única tendo um peso básico de cerca de 130 gsm foi produzido usando um fio de anel de Nm 50/1 alfa 105 out of fibras de acordo com a invenção.

[000108] Antes do tingimento, as amostras de tecido foram lavadas por 20 minutos a 80°C em um béquer de 5 litros usando o Labomat Tipo BFA-12 produzido pela Mathis, Suíça, proporção de licor de 1:30, rotação de 20 rpm.

[000109] Foi preparada a solução de lavagem que se segue: 1 g/L de detergente para acabamento têxtil, por exemplo, Kieralon JET marca registrada da BASF, 1 g/L de carbonato de sódio, 1 g/L de agente umectante, como Albaflow FFA da Huntsman e 1 g/L de lubrificante, por exemplo, Persoftal L Tanatex Chemicals. Depois de lavagem os tecidos foram enxaguados a quente e a frio.

[000110] O tingimento dos tecidos também foi realizado no Labomat Tipo BFA-12 em um béquer de 5 litros, proporção de licor de 1:30, rotação de 20 rpm. Exemplo 1 tingimento reativo a quente (alcalino) Composição do banho de tingimento usando água amolecida: 4,0 % de Novacron marineblau FG marca registrada da Huntsman 40 g/L de Sulfato de sódio (Sal) 6 g/L de Carbonato de sódio 1 g/L de Lubrificante 1 g/L de Antiespumante

[000111] O tecido e o banho de tingimento foram aquecidos no labomat até 60°C em uma taxa de aquecimento de 6°C por minuto. Quando o banho de tingimento atingiu 60°C, foram adicionados o material de tintura, lubrificante e antiespumante. Depois de 25 minutos, o salt foi adicionado e cinco minutos depois, foi adicionado carbonato de sódio. Depois de 15 minutos a 60°C, o banho foi drenado e o tecido foi enxaguado em água a 20°C por 10 minutos, e em seguida drenado. O tecido foi em seguida tratado com 1 mL/L de ácido acético (60%) a 40°C por 10 minutos. A água foi em seguida drenada e o tecido foi em seguida enxaguado com 40°C água por 10 minutos. Este banho foi drenado e em seguida se seguiu o ensaboamento, o que significa que o tecido foi tratado a 90 °C com uma solução detergente (1 g/L de Kieralon JET em água amolecida). O banho foi drenado e o tecido foi enxaguado uma última vez com água da torneira a 20°C por 10 minutos e em seguida drenado. Em seguida os tecidos foram pendurados sobre uma armação de agulha e deixados para secar em temperatura ambiente.

[000112] Depois deste procedimento, a superfície do tecido azul ficou completamente limpa não apresentando fibrilação. Fibras retiradas do tecido tingido não apresentaram perda do valor de NSF comparado com o valor de NSF da fibra original antes do tingimento.

[000113] O desempenho de lavagem do tecido tingido foi testado fazendo 10 lavagens domésticas a 40°C em uma máquina de lavar doméstica usando detergente suave. Depois de cada etapa de lavagem o tecido foi seco na máquina. Depois deste procedimento, a inspeção visual mostrou que a superfície do tecido ainda estava boa, não apresentando bolinhas na superfície ou envelhecimento e somente pouca emenda de fibra desprezível. Exemplo 2 tingimento ácido de alta temperatura ("tingimento de poliéster") Composição do banho de tingimento usando água amolecida: 1,0 % de Dianix blue FBL marca registrada DyStar 1 g/L de Acetato de sódio 1 g/L de lubrificante 1 g/L de agente aniônico de prevenção de vinco Ajuste do pH do banho de tingimento para 4,5 com ácido acético.

[000114] O banho de tingimento com o tecido foi aquecido até 130°C em uma taxa de aquecimento de 2°C por minuto e mantido a 130°C por 60 minutos. Depois de arrefecimento até 70°C a 2°C por minuto, foi feito aquecimento e enxágue a frio seguido por limpeza redutiva. Composição do banho de limpeza redutiva: 2 g/L de hidrossulfito de sódio 2 mL/L de solução de soda cáustica a 34% por cento 1 g/L de lubrificante

[000115] O tecido e o banho de limpeza com uma proporção de licor de 1:30 foram aquecidos a 6°C/ minuto até 80°C no labomat a 20 rpm. Depois de 20 minutos a 80°C o banho foi drenado e o tecido foi enxaguado em água a 20°C por 10 minutos e em seguida drenado. O tecido foi em seguida tratado com 1 mL/L de ácido acético (60%) a 40°C por 10 minutos. A água foi em seguida drenada e o tecido foi em seguida enxaguado com 40°C água por 10 minutos. Este banho foi drenado e o tecido foi enxaguado uma última vez com água a 20°C por 10 minutos e em seguida drenado. Os tecidos foram em seguida pendurados sobre uma armação de agulha e deixados para secar em temperatura ambiente.

[000116] Depois deste procedimento, a superfície do tecido azul claro ficou completamente limpa não apresentando fibrilação. Fibras retiradas do tecido tingido não apresentaram perda do valor de NSF comparado com o valor de NSF da fibra original antes do tingimento.

[000117] O desempenho de lavagem do tecido tingido foi testado fazendo 10 lavagens domésticas a 40°C em uma máquina de lavar doméstica usando detergente suave. Depois de cada etapa de lavagem o tecido foi seco na máquina. Depois deste procedimento, a superfície do tecido não foi diferente do tecido tingido antes da lavagem por inspeção visual. As condições de tingimento ácido não afetam negativamente o desempenho de lavagem do tecido.

Claims

1. Processo para tratamento de fibras de lyocell, compreendendo a etapa de contatar a fibra com pelo menos um meio de tratamento, sendo que o pelo menos um meio de tratamento contém uma quantidade de um agente de reticulação, sendo que o agente de reticulação é capaz de reticular celulose sob condições alcalinas e apresenta uma solubilidade em água a 20°C de 20 g/L ou menos, e compreendendo ainda a etapa de tratar a fibra com o agente de reticulação sob condições alcalinas, o referido processo sendo caracterizado pelo fato de que na etapa de contatar a fibra, o agente de reticulação está presente sob a forma de uma suspensão ou em forma sólida.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que contatar a fibra com o meio de tratamento compreende pelo menos uma primeira e uma segunda etapa de contato.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que são usados, na primeira etapa de contato, um primeiro meio de tratamento e, na segunda etapa de contato, um segundo meio de tratamento, sendo que as composições do primeiro meio de tratamento e do segundo meio de tratamento são diferentes.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro meio de tratamento contém uma maior parte da quantidade total do agente de reticulação usado.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro meio de tratamento é uma suspensão aquosa do agente de reticulação.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos um entre o primeiro e o segundo meios de tratamento é alcalino.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que somente o segundo meio de tratamento é alcalino.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a temperatura da etapa de contato é de 10°C a 50°C.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a temperatura da etapa de tratamento da fibra com o agente de reticulação é maior do que a da etapa de contato, de 60°C a 120°C, ou de 80°C a 110°C.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a etapa de tratamento da fibra com o agente de reticulação é realizada na presença de vapor.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de tratar a fibra com o agente de reticulação é realizada em uma câmara de vapor.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a fibra está presente sob a forma de uma estopa.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que é realizado em um modo contínuo.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que as etapas de contatar e de tratar a fibra são realizadas com a fibra estando em forma nunca seca.

15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o agente de reticulação é essencialmente solúvel em um valor de pH de 13 ou mais.

16. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o agente de reticulação é ácido p-[(4,6-dicloro-1,3,5-triazin-2- il)amino]benzenossulfônico e/ou um sal do mesmo.

17. Fibra de Lyocell, caracterizada pelo fato de que é obtenível por um processo, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 16, e que apresenta um valor de abrasão a úmido de 200 revoluções ou mais e, depois de ter sido misturada por um período de tempo de 9 minutos, apresenta um valor de Canadian Standard Freeness em mL CSF de pelo menos 80% do valor de Canadian Standard Freeness em mL CSF da fibra antes de ter sido misturada.

18. Fibra de Lyocell, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que apresenta um valor de abrasão a úmido de 400 revoluções ou mais.

19. Fibra de Lyocell, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizada pelo fato de que apresenta um valor de Canadian Standard Freeness em mL CSF de pelo menos 85% do valor de Canadian Standard Freeness em mL CSF da fibra antes de ter sido misturada.

20. Fibra de Lyocell, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizada pelo fato de que é reticulada com ácido p-[(4,6-dicloro-1,3,5-triazin-2-il)amino]benzenossulfônico e/ou um sal do mesmo.