BRPI0816125B1 - Processo para a fabricação de um velo de fiar de filamentos sem fim feitos de material sintético - Google Patents

Processo para a fabricação de um velo de fiar de filamentos sem fim feitos de material sintético Download PDF

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BRPI0816125B1
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Hans-Peter Schlag
Sebastian Sommer
Detlef Frey
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Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik
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Description

(54) Título: PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE UM VELO DE FIAR DE FILAMENTOS SEM FIM FEITOS DE MATERIAL SINTÉTICO (51) Int.CI.: D01F 6/46; C08L 23/10 (30) Prioridade Unionista: 24/08/2007 EP 07 016607.9 (73) Titular(es): REIFENHÀUSER GMBH & CO. KG MASCHINENFABRIK (72) Inventor(es): HANS-PETER SCHLAG; SEBASTIAN SOMMER; DETLEF FREY
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO
PARA A FABRICAÇÃO DE UM VELO DE FIAR DE FILAMENTOS SEM
FIM FEITOS DE MATERIAL SINTÉTICO.
A presente invenção refere-se a um processo para a fabricação de velos de fiar feitos de filamentos sem fim de material sintético, em particular, de material sintético termoplástico, sendo que, os filamentos sem fim são fabricados de uma mistura de material sintético. No contexto da invenção, mistura de material sintético significa uma mistura de material sintético ou uma liga de material sintético de, pelo menos, dois materiais sintéticos com propriedades diferentes e, em particular, uma mistura homogênea desses materiais sintéticos.
Processos para a fabricação de filamentos sem fim de material sintético são conhecidos da prática em diversas variantes de execução. Os filamentos sem fim são primeiramente extrudados, em seguida, são resfriados, logo em seguida são estirados e, de preferência, são depositados em um depósito para formar um velo de fiar. O estiramento ocorre, de forma apropriada, pneumaticamente. Dessa forma é particularmente conhecido fabricar filamentos sem fim de polipropileno. Um problema está no fato de que, durante a fiação ou durante a extrusão, e durante o estiramento pneumático dos filamentos, a velocidade do filamento não pode ser aumentada arbitrariamente. Após um aumento inicial da velocidade do filamento através do controle da temperatura e das condições de estiramento, a velocidade do filamento alcança, em geral, um limite, que normalmente não possibilita filamentos de polipropileno com diâmetro de filamento menor ou nitidamente menor que 1,0 do que os a serem produzidos. Isto vale, em particular, também para o conhecido processo de Reicofil ou processo de Reicofil IV para a fabricação de filamentos de polipropileno. Neste caso, é essencial que, os filamentos sejam estirados com segurança de produção. Neste caso, estiramento com segurança de produção significa um estiramento, que não tem ou só tem como consequência pequenas interferências de fiar.
Portanto, à invenção cabe o problema técnico de indicar um processo, com o qual possam ser produzidos filamentos sem fim de polipro2 pileno com diâmetros de filamento menores possíveis.
Para a solução desse problema técnico a invenção ensina um processo para a fabricação de velos de fiar de filamentos sem fim de material sintético, de material sintético termoplástico, sendo que, os filamentos sem fim são fabricados de uma mistura de material sintético, cuja mistura de material sintético contém um primeiro polipropileno com um índice de fluxo de fusão (MFI) de 20 até 70 g/10 min, e um segundo polipropileno com um índice de fluxo de fusão (MFI) de 300 até 3.000 g/10 min, sendo que, os filamentos sem fim são extrudados de uma fieira, sendo que, em seguida, os filamentos sem fim são resfriados em uma câmara de resfriamento através de uma alimentação de ar de resfriamento e, em seguida, são estirados aerodinamicamente em uma unidade de estiramento e sendo que, no agregado formado pela câmara de resfriamento e pela unidade de estiramento, com exceção da alimentação de ar de resfriamento nenhum outro ar de fora é alimentado, sendo que, as condições de estiramento durante o estiramento aerodinâmico são ajustadas, de tal modo que, os filamentos sem fim têm um título menor que 0,8 dos que são obtidos e sendo que, após o estiramento aerodinâmico, os filamentos sem fim são colocados em um depósito para um velo de fiar. - O índice de fluxo de fusão (MFI) é medido no contexto da invenção, de acordo com a EN ISO 1133, em uma temperatura de teste de 230° C e em uma massa nominal de 2,16 kg.
No contexto da invenção está o fato de que, a mistura de material sintético apresenta somente os dois polipropilenos (o primeiro e o segundo polipropileno) de componentes de material sintético. Além disso, no contexto da invenção está o fato de que, ao lado dos, pelo menos, dois polipropilenos, a mistura de material sintético contém adicionais de material sintético. A invenção abrange também uma forma de execução, na qual, ao lado dos dois polipropilenos, na mistura de material sintético está contido, pelo menos, um outro polímero. Uma forma de execução particularmente preferida da invenção é caracterizada pelo fato de que, a parte de material sintético do primeiro e do segundo polipropileno na mistura de material sintético é, ao todo, mais que 90% em peso, de preferência, mais que 95% em peso e, de modo preferido, mais que 98% em peso.
De acordo com a forma de execução muito recomendada da invenção, o primeiro polipropileno apresenta um índice de fluxo de fusão de 25 até 65 g/10 min, de forma apropriada, de 30 até 65 g/10 min, e de preferência, de 35 até 60 g/10 min. Além disso, é recomendável que, o segundo polipropileno apresente um índice de fluxo de fusão de 300 até 1.600 g/10 min, de preferência, de 350 até 1550 g/10 min, e de preferência, de 400 até 1.500 g/10 min. De acordo com a invenção, neste caso, o índice de fluxo de fusão do primeiro polipropileno é menor que o índice de fluxo de fusão do segundo polipropileno.
Reside no contexto da invenção o fato de que, pelo menos, o segundo polipropileno é fabricado por meio de um catalisador Ziegler-Natta e/ou por meio de um catalisador de metaloceno. O segundo polipropileno e/ou o primeiro polipropileno pode ser sintetizado como homopolímero ou copolímero. De acordo com uma forma de execução especial da invenção, um polipropileno fabricado com, pelo menos, um catalisador Ziegler-Natta e/ou com, pelo menos, um catalisador de metaloceno é misturado com, pelo menos, um peróxido, com a finalidade da produção do segundo polipropileno, ou para o ajuste do índice de fluxo de fusão do segundo polipropileno. O ajuste do índice de fluxo de fusão do segundo polipropileno, neste caso, ocorre por meio da decomposição de cadeia, com auxílio do, pelo menos um, peróxido. Dessa forma, podem ser fabricados, em particular, índices de fluxo de fusão maiores que 400 g/10 min. A produção do segundo polipropileno a partir do mencionado polipropileno, e do, pelo menos um, peróxido, de forma apropriada, ocorre em um dispositivo de extrusão.
De acordo com uma forma de execução recomendada da invenção, o segundo polipropileno (com o índice de fluxo de fusão mais alto) está contido na mistura de material sintético até de 0,1 a 50% em peso, de preferência, de 0,5 até 20% em peso, de forma apropriada, de 0,5 até 15% em peso, e de modo preferido de 1 a 10% em peso. Neste caso, no contexto da invenção está o fato de que, o resto da mistura de material sintético é constituído do primeiro polipropileno e, eventualmente, de adições de material sin4 tético.
A mistura de material sintético de acordo com a invenção pode ser empregada, tanto para filamentos de monocomponentes, como também para filamentos de bicomponentes. De acordo com uma forma de execução da invenção, a mistura de material sintético de acordo com a invenção está contida, neste caso, no primeiro componente, e o segundo componente ou os outros componentes são constituídos de um outro material sintético ou polímero. De acordo com uma outra forma de execução da invenção, no primeiro componente está contida uma mistura de material sintético de acordo com a invenção, e no segundo componente ou nos outros componentes, do mesmo modo, respectivamente, está contida uma mistura de material sintético de acordo com a invenção, que se diferencia, todavia, da mistura de material sintético do primeiro componente.
Correspondendo a uma variante de execução preferida, a invenção refere-se a um processo para a fabricação e o processamento de filamentos de material sintético de uma mistura de material sintético, sendo que, um primeiro polipropileno com um índice de fluxo de fusão (MFI) de 35 até 70 g/10 min, com um segundo polipropileno com um índice de fluxo de fusão de 300 até 3.000 g/10 min, são misturados à mistura de material sintético, e sendo que, dessa mistura de material sintético são extrudados os filamentos de material sintético. De acordo com uma forma de execução, o primeiro polipropileno apresenta um índice de fluxo de fusão de 40 até 70 g/10 min, de preferência, de 40 a 60 g/10 min. De preferência, o segundo polipropileno apresenta um índice de fluxo de fusão de 300 até 1.600 g/10 min, de preferência, de 400 até 1.500 g/10 min.
Uma forma de execução muito preferida do processo de acordo com a invenção é caracterizada pelo fato de que, os filamentos de material sintético são fabricados com um título menor ou igual a 0,7 do fabricado. Neste caso, no contexto da invenção está o fato de que, em particular, as condições de estiramento são ajustadas de modo correspondente. Quanto a isso, à invenção cabe o reconhecimento que, o estiramento dos filamentos de material sintético fabricados de uma mistura de material sintético pode ser realizado sem problemas, de tal modo que, os filamentos podem ser produzidos com os diâmetros de filamento ou títulos mencionados anteriormente. Esses valores de títulos refere-sem, de resto, aos filamentos depositados em um depósito, ou aos filamentos depositados para formar a tira de velo de fiar.
De acordo com a invenção, os filamentos de material sintético, após sua extrusão de uma fieira são resfriados, e em seguida, são estirados de modo aerodinâmico. Após o estiramento, os filamentos são colocados em um depósito ou são colocados em um depósito para um velo de fiar. No caso do depósito, de acordo com a recomendação, se trata de uma esteira de peneiramento de depósito circulando continuamente. De acordo com uma forma de execução preferida da invenção, entre uma unidade de estiramento, para o estiramento dos filamentos de material sintético, e do depósito está intercalado, pelo menos, um difusor, através do qual são conduzidos os filamentos de material sintético.
De acordo com uma forma de execução bastante preferida da invenção, os filamentos de material sintético são constituídos de mais que 90% em peso, de preferência, de mais que 95% em peso, de modo preferido, de mais que 98% em peso, e de modo muito preferido, pelo menos, de 99% em peso da mistura de material sintético de acordo com a invenção.
À invenção cabe o reconhecimento que, com uma mistura de material sintético de acordo com a invenção ou com filamentos de material sintético de uma mistura de material sintético de acordo com a invenção, a velocidade do filamento após a saída da fieira, e a estabilidade de fiar em relação às medidas conhecidas da prática, pode ser aumentada de modo extraordinário. Dessa forma, podem ser obtidos filamentos de alta qualidade com diâmetros de filamento menores que 0,8 dos que são obtidos. Neste caso, deve ser ressaltado o fato de que, diâmetros de filamento ou títulos pequenos podem ser obtidos por meio de medidas relativamente simples e pouco dispendiosas. O processo de acordo com a invenção pode ser realizado com custos relativamente pequenos, e não obstante são obtidas vantagens extraordinárias, em particular, com respeito à velocidade do filamen6 to e aos diâmetros de filamento.
A seguir, a invenção será esclarecida, em detalhes, com auxílio de um desenho que representa somente um exemplo de execução. A única figura mostra um corte vertical através de um dispositivo para a realização do processo de acordo coma invenção.
O dispositivo representado na figura serve para a fabricação de velos de fiar, que são constituídos da mistura de material sintético de acordo com a invenção ou, em essência, da mistura de material sintético de acordo com a invenção. No exemplo de execução pode se tratar de filamentos de monocomponentes, que são constituídos totalmente da mistura de material sintético de acordo com a invenção. O dispositivo apresenta um filatório 1 para a produção ou para a fiação dos filamentos de material sintético. Uma câmara de resfriamento 2 está ligada posteriormente ao filatório 1, na qual os filamentos de material sintético são resfriados com o ar de processo conduzido. De acordo com a forma de execução preferida, e no exemplo de execução a câmara de resfriamento 2 está subdividida em duas seções da câmara de resfriamento 3, 4, nas quais os filamentos de material sintético são resfriados, respectivamente, com o ar de processo de temperatura diferente. Uma forma de execução preferida é caracterizada pelo fato de que, a temperatura do ar de processo, com a qual os filamentos de material sintético são admitidos na primeira seção da câmara de resfriamento 3 superior, é mais alta que a temperatura do ar de processo com a qual os filamentos de material sintético são admitidos na segunda seção da câmara de resfriamento 4 inferior.
Em seguida à câmara de resfriamento 2 está prevista uma unidade de estiramento 5, na qual os filamentos de material sintético, formados da mistura de material sintético de acordo com a invenção, são estirados de modo aerodinâmico. No exemplo de execução a câmara de resfriamento 2 está ligada com a unidade de estiramento 5 através de um canal intermediário 6. De resto, a unidade de estiramento 5 apresenta um canal de extração inferior 11. A área de conexão entre a câmara de resfriamento 2 e a unidade de estiramento 5 é executada fechada. Nessa área de passagem e, em par7 ticular, na área do canal intermediário 6, não é introduzido nenhum ar de fora no trajeto da corrente dos filamentos de material sintético. De acordo com uma forma de execução recomendada, o canal intermediário 6 passa convergindo da câmara de resfriamento 2 para a unidade de estiramento 5. Nessa forma de execução recomendada, o canal intermediário 6 se reduz, portanto, da câmara de resfriamento 2 para a unidade de estiramento 5.
De preferência, e no exemplo de execução, na unidade de estíramento 5 está adjacente uma unidade de depósito 7, que de acordo com uma forma de execução preferida, apresenta, pelo menos, um difusor 8, 9. De forma apropriada e no exemplo de execução, a unidade de depósito 11 é constituída de um primeiro difusor 8, e de um segundo difusor 9. De preferência, e no exemplo de execução, entre o primeiro difusor 8 e o segundo difusor 9 está prevista uma fenda de entrada de ar ambiente 12. Cada difusor 8, 9 apresenta, no exemplo de execução, uma parte convergente superior, bem como, uma parte divergente inferior. Portanto, cada difusor 8, 9 tem um ponto mais estreito entre a parte convergente superior e a parte divergente inferior. De preferência, as paredes do difusor, pelo menos, na parte divergente do primeiro difusor 8 e/ou do segundo difusor 9 são reguláveis, de tal modo que o ângulo de abertura da respectiva parte divergente pode ser ajustado.
Abaixo da unidade de depósito 7, os filamentos de material sintético são colocados em um depósito, executado como esteira de peneiramento de depósito 10 para o velo de fiar ou para a tira do velo de fiar. Abaixo da esteira de peneiramento de depósito 10 está previsto, de preferência, pelo menos, um dispositivo de aspiração não representado em detalhes na figura. Com esse dispositivo de aspiração, durante o depósito dos filamentos de material sintético é aspirado ar através da esteira de peneiramento de depósito 10.
Com o dispositivo representado na figura é trabalhado de acordo com o processo de Reicofil IV. O processo de Reicofil IV é descrito na patente EP 1 340 843 A1. A mistura de material sintética de acordo com a invenção é particularmente apropriada para o processo de Reicofil IV, e de acordo com esse processo podem ser produzidos, de forma muito simples e sem problemas, filamentos de material sintético com diâmetros de filamento muito pequenos, menores que 0,8 dos produzidos. Nesse contexto, também à característica de acordo com a invenção é acrescentado um significado especial, de tal modo que, na área da câmara de resfriamento 2 e do canal intermediário 6, bem como, em particular, na área de passagem entre a câmara de resfriamento 2 e o canal intermediário 6 não está prevista nenhuma alimentação de ar de fora, com exceção da alimentação do ar de processo ou do ar de resfriamento, para o resfriamento dos filamentos de material sintético na câmara de resfriamento 2. Neste caso, fala-se de um denominado sistema fechado. De acordo com a invenção, no agregado todo formado pela câmara de resfriamento 2 e pela unidade de estiramento 5, com exceção da mencionada alimentação do ar de processo ou de resfriamento, não ocorre nenhuma outra alimentação de ar de fora.

Claims (7)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Processo para fabricar velos de fiar feitos de filamentos sem fim de material sintético, de material sintético termoplástico, caracterizado pelo fato de que os filamentos sem fim são 5 fabricados de uma mistura de material sintético, cuja mistura de material sintético, contém um primeiro polipropileno com um índice de fluxo de fusão (MFI) de 40 a 70 g/10 min, e um segundo polipropileno com um índice de fluxo de fusão (MFI) de 300 a 3.000 g/10 min, sendo que, os filamentos sem fim são extrudados de uma fieira,
    10 sendo que, em seguida, os filamentos sem fim são resfriados em uma câmara de resfriamento através de uma alimentação de ar de resfriamento e, em seguida, são estirados aerodinamicamente em uma unidade de estiramento e sendo que, no agregado formado pela câmara de resfriamento e pela unidade de estiramento, com exceção da alimentação de ar de
    15 resfriamento nenhum outro ar de fora é alimentado, sendo que, as condições de estiramento durante o estiramento aerodinâmico são ajustadas com a medida, de tal modo que, os filamentos sem fim apresentam um título inferior a 0,89 dtex (0,8 den) dos que são obtidos, e
    20 sendo que, após o estiramento aerodinâmico, os filamentos sem fim são colocados em um depósito para um velo de fiar.
  2. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte de material sintético do primeiro e do segundo polipropileno em uma mistura de material sintético é superior a 90% em
    25 peso, de preferência, superior a 95% em peso.
  3. 3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o segundo polipropileno apresenta um índice de fluxo de fusão de 300 a 1.600 g/10 min, de preferência, de 400 a 1.500 g/10 min.
    30
  4. 4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o segundo polipropileno é fabricado:
    por meio de, pelo menos, um catalisador Ziegler-Natta e/ou
    Petição 870180015568, de 27/02/2018, pág. 10/15 por meio de, pelo menos, um catalisador de metaloceno.
  5. 5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o segundo polipropileno está contido na mistura de material sintético de 0,1 a 50% em peso, de preferência, de 0,5 a 20% em peso e, de modo preferido, de 1 a 10% em peso.
  6. 6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que os filamentos de material sintético são fabricados com um título menor ou igual a 0,78 dtex (0,7 den) do fabricado.
  7. 7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que após sua extrusão os filamentos de material sintético são introduzidos em uma câmara de resfriamento (2) que é subdividida em, pelo menos, duas seções da câmara de resfriamento (3, 4), nas quais os filamentos de material sintético, respectivamente, com o ar de processamento entram em contato com diversos recursos de eliminação de calor por convecção.
    Petição 870180015568, de 27/02/2018, pág. 11/15
    1/1
BRPI0816125-9A 2007-08-24 2008-08-16 Processo para a fabricação de um velo de fiar de filamentos sem fim feitos de material sintético BRPI0816125B1 (pt)

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