ES2197268T3 - Ayuda de costura para producir fieltros punteados, un fieltro punteado fabricado con este metodo y procedimiento de fabricacion. - Google Patents

Ayuda de costura para producir fieltros punteados, un fieltro punteado fabricado con este metodo y procedimiento de fabricacion.

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Abstract

LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN FIELTRO TEJIDO DE LANA MINERAL, ESPECIALMENTE FIBRA DE VIDRIO EL CUAL, INCLUSO A ELEVADAS TEMPERATURAS, NO LIBERA NINGUN PRODUCTO TOXICO, ESPECIALMENTE NINGUN FORMALDEHIDO, A LA ATMOSFERA CIRCUNDANTE Y ES POR TANTO ESPECIALMENTE ADECUADO COMO MATERIAL TERMOAISLANTE EN APLICACIONES DOMESTICAS COMO HORNOS O COCINAS. LA AUSENCIA DE FORMALDEHIDO EN EL FIELTRO TEJIDO SE DEBE A LA UTILIZACION DE UN NUEVO ADITIVO DE TEJIDO BASADO EN POLIMEROS HALOGENADOS, ESPECIALMENTE POLIMEROS FLUORADOS.

Description

Ayuda de costura para producir fieltros punteados, un fieltro punteado fabricado con este método y procedimiento de fabricación.
El presente invento hace referencia a una ayuda para producir fieltros punteados de lana mineral de acuerdo con la reivindicación 1, y su empleo para fabricar un fieltro punteado de acuerdo con la reivindicación 10.
Los fieltros punteados resultan especialmente apropiados para el aislamiento térmico en aparatos para el hogar, por ejemplo en hornos y cocinas, así como también en hornos industriales tipo mufla.
Para el punteado de fieltros de lana mineral, hay que aplicar una ayuda de costura o producto de acabado sobre las fibras, a modo de aditivo. Tales productos de acabado se producen de maneras diversas a base de aceites minerales, aceites naturales o derivados de ácido graso. El producto de acabado es necesario para alisar las fibras y reducir su fricción mutua durante el proceso de costura a fin de evitar en todo lo posible la fractura o rotura de dichas fibras durante el punteado. Además, el producto de acabado debe ser capaz de ligar los residuos desprendidos durante el proceso de producción, permitiendo así el proceso y utilización del fieltro punteado sin necesidad de cualquier medida adicional de protección de polvo.
Normalmente, tales productos de acabado son rociados sobre las fibras en la tolva de una máquina fibrizadora del material de vidrio fundido, o directamente sobre la estera de fibra. Esto implica un cambalache respecto a la viscosidad a fin de garantizar, por un lado un rociado suficiente mientras que, por otro lado hay que conservar un material que retenga viscosidad suficiente una vez evaporado el material portante a fin de garantizar las ventajas antes citadas para el proceso de costura.
Con anterioridad, los productos de acabado especialmente adecuados eran los aceites lubrificantes y lubricantes basados en aceite mineral. No obstante, un inconveniente de utilizar tales sustancias como ayuda de costura residía en el hecho de que debían añadirse considerables cantidades de uno o más emulsificantes para producir una dispersión acuosa o emulsión que impidiese que tuviera lugar la separación de fase en fase de aceite mineral y fase acuosa, incluso tan pronto como en el recipiente de almacenaje del suministrador de producto de acabado. A tal objeto, en el pasado, se utilizaban como emulsificantes especialmente alcohol, alcosilatos y/o nonilfenol, sin embargo esto tenía el inconveniente facultativo de descomponer y por tanto desprender formaldehido una vez calentados los fieltros punteados que sirven para el aislamiento térmico de aparatos para el hogar, por ejemplo hornos y cocinas, y hornos industriales tipo mufla.
Sin embargo, en el pasado, también se ha descubierto que incluso si los fieltros punteados estaban sometidos a un posterior tratamiento térmico después del cosido a fin de eliminar la ayuda de costura - sin mencionar el mayor gasto en términos de energía y costes - el producto de acabado residual y, de modo particular, los restos de emulsificante contenido en el mismo, aún podía ocasionar malos olores o incluso el desprendimiento de formaldehido en el emplazamiento del usuario final. Esto resulta especialmente cierto para las primeras pocas semanas de funcionamiento de los hornos y cocinas.
A fin de evitar tales dificultades, se hicieron varios intentos en la técnica anterior. Así, por ejemplo, se intentó dispersar los productos de aceite mineral con agua mediante un aparato de mezcla por dispersión a alta presión para eliminar la adición del emulsificador. No obstante, esto por un lado implicaba un mayor esfuerzo técnico y, por otro lado no proporcionaba los resultados deseados.
Otro intento para evitar este problema se basaba en el hecho de que, de acuerdo con la patente DE-PS-4.201.868, se empleaba un aditivo tisotropisante con un producto de acabado estándar en una base de ácido graso poliglicolester. Un aditivo tixotropisante de este tipo tiene la ventaja de presentar una alta viscosidad en reposo, y por tanto mantiene los bucles de fibra en sus posiciones de anclaje conseguidas por el punteado, mientras que la presencia de una baja viscosidad dinámica proporciona unas buenas propiedades de cosido y un buen efecto lubricante. Debido a un alto grado de fluidez durante la actuación de las agujas sobre el fieltro a puntear, sólo pueden añadirse pequeñas cantidades de ayuda de costura, a la vez que disminuyen de manera correspondiente los malos olores causados por efecto del calor.
Sin embargo, un inconveniente de este producto de acabado, o de estos fieltros punteados de la técnica anterior, es que siguen produciéndose los malos olores y la descomposición térmica de los productos, que son especialmente indeseables en el campo de los aparatos para el hogar.
Por consiguiente, partiendo de esta técnica anterior, un objeto del presente invento es proporcionar una ayuda de costura para producir un fieltro punteado, que prácticamente no desprenda ningún producto de descomposición tóxico, en especial ningún formaldehido, a la temperaturas que se alcanzan en el aislamiento térmico, de modo particular, en hornos y cocinas.
Con respecto a una ayuda de costura, este objeto se consigue gracias a las particularidades que figuran en la parte característica de la reivindicación 1. En lo concerniente a un fieltro punteado, el anterior objeto se consigue mediante las características indicadas en la reivindicación 10.
Dado que la ayuda de costura del invento contiene una dispersión acuosa de por lo menos un polímero, como mínimo parcialmente halogenatado, y un alcohol, por un lado se consiguen unas excelentes propiedades de acabado similar al aceite permitidas para las condiciones moleculares, mientras que por otro lado son químicamente inertes, polímeros halogenatados que, como norma, resisten la descomposición térmica o bien se descomponen dando productos no tóxicos. Tales productos parcialmente halogenatados son seleccionados del grupo consistente en:
- poliéteres halogenatados, poliéteres fluoratados, en particular poliéteres perfluoratados, poliéteres cloratados, en particular poliéteres percloratados, poliéteres brominatados, en particular poliéteres perbromitados;
- poliésteres halogenatados, poliésteres fluoratados, en particular poliésteres perfluoratados, poliésteres cloratados, en particular poliésteres percloratados, poliésteres brominatados, en particular poliésteres perbrominatados; y
- polióleos halogenatados, polióleos fluoratados, en particular polióleos perfluoratados, polióleos cloratados, en particular polióleos percloratados, polióleos brominatados, en particular polióleos perbromitados;
- así como mezclas de los mismos.
Los términos ``perfluoratado'', ``percloratado'' y ``prebrominatado'' indican que prácticamente cada átomo de hidrógeno dentro del polímero es sustituido por un correspondiente átomo de halógeno, mientras que uno o ambos grupos terminales pueden estar no halogenatados o parcialmente halogenatados.
No se puede detectar formaldehido ni en la tolva ni en el fieltro punteado final al ser expuesto a una temperatura de hasta 500ºC durante aproximadamente una hora.
En condiciones prácticas, los poliéteres perflouratados de acuerdo con la reivindicación 4 ahora sirven para preparar ayudas de costura especialmente adecuadas puesto que, por un lado aportan propiedades deslizantes sumamente favorables entre los bucles de fibra durante el punzonado, mientras que por otro lado prácticamente todos los átomos de hidrógeno dentro del sistema del poliéter son sustituidos por átomos de fluorina, siendo tales poliéteres perfluoratados químicamente inertes y también térmicamente resistentes.
Se ha descubierto que el poliéter perfluratado de acuerdo con la reivindicación 5 resulta una forma de realización especialmente preferida como ayuda de costura, suministrándose comercialmente, por ejemplo, bajo la designación Fomblin FE 20C.
Añadiendo a la ayuda de costura un alcohol estéricamente inhibido, preferiblemente t-butanol, además del polímero halogenatado de acuerdo con las reivindicaciones 6 y 7, se tiene la ventaja de que la dispersión queda estabilizada, con el t-butanol, teniendo un punto de ebullición de aproximadamente 80ºC, con lo cual se evapora instantáneamente en la tolva sin dejar luego ningún producto de descomposición. La adición de uno de tales alcoholes estabiliza la dispersión o emulsión en agua del polímero empleado.
Una ayuda de costura especialmente preferida es la formada de acuerdo con la reivindicación 8, en que la dispersión se presenta como una micro-emulsión acuosa. Dicha micro-emulsión tiene la ventaja de que presenta una distribución homogénea del polímero halogenatado utilizado en el agua, incluso sin necesidad de algún costoso proceso de mezclado, de modo que los buenos resultados obtenidos pueden reproducirse en lotes consecutivos.
Una vez aplicada sobre las fibras de la lana mineral, en particular lana de vidrio, la emulsión acuosa tiene preferentemente una concentración de aproximadamente 0,1 a 0,5% (en peso) de polímero halogenatado, y aproximadamente del 0,05 al 0,45% (en peso) de t-butanol. Con estas concentraciones finales durante la aplicación sobre la lana mineral, tan sólo se requieren pequeñas cantidades de ayuda de costura para conseguir las deseadas propiedades para el punteado.
Dadas las pequeñas cantidades de ayuda de costura de acuerdo con el presente invento, los costes a que se incurre son razonables si los comparamos con los productos de acabado convencionales.
En la reivindicación 10 se reivindica el uso de una ayuda de costura de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, a fin de producir un fieltro punteado de lana mineral. Una importante ventaja del fieltro punteado según el invento reside en el hecho de que, por vez primera, se consigue un fieltro punteado libre de formaldehido, el cual no desprenderá formaldehido ni siquiera bajo una elevada carga térmica de aproximadamente hasta 500ºC, de acuerdo con la reivindicación 11.
Por tanto, los fieltros punteados de acuerdo con el invento sirven perfectamente para el aislamiento térmico en aparatos para el hogar, en especial hornos y cocinas, dado que no producen ni olores desagradables ni productos de descomposición tóxico desde el funcionamiento inicial en casa del usuario final.
En el ámbito del presente invento debe observarse que la ayuda de costura según el invento es apropiado para el punteado de lana mineral, pero no obstante teniendo particularmente la forma de lana de vidrio.
Otras ventajas y características del presente invento se pondrán de manifiesto en la descripción de una forma de realización.
Ejemplo
Para producir una composición de ayuda de costura de acuerdo con el invento, se empleó una micro-emulsión acuosa de un perflouropoliéter que se encuentra comercialmente en el mercado bajo la designación ``Fomblin FE 20C''. Dicha emulsión tiene un contenido de polímero de aproximadamente el 20% (en peso) y se estabiliza con aproximadamente un 18% (en peso) de t-butanol.
El poliéter perfluorinatado utilizado en el ejemplo tenía la siguiente fórmula general:
CF_{3}-(O-CF(CF_{3})-CF_{2})_{n}-(O-CF_{2})- CF_{2})_{m}-O-CF_{2}-R
siendo R = -COO^{-}NH_{4}^{+} o -C(OH_{2})-CF_{3}, mientras n y m son números enteros con n/m aproximadamente de 20 a 40.
Para producir una solución o dispersión utilizable en la práctica, la solución disponible en el comercio se diluye con agua hasta que tiene un contenido de polímero de aproximadamente el 12% (en peso). Luego, en el recipiente de preparación de la línea de fieltro punteado, se añadieron la emulsión al 12% a 250 kg de agua, siendo mezclada mediante un agitador de hélice.
Esta solución con una concentración final que contiene aproximadamente el 0,15% (en peso) de polímero, por ejemplo perfluorpoliéter, se roció luego, por ejemplo sobre un fieltro de lana de vidrio, y después transportado a un banco de puntear para ser sometido a un proceso de costura. Como alternativa, la ayuda de costura del ejemplo anterior se rocía directamente sobre las fibras en la tolva.
Un fieltro punteado fabricado de esta manera a partir de lana de vidrio tiene una densidad aparente de aproximadamente 50 kg/m^{3} y un espesor de unos 17 mm.
Los fieltros punteados así producidos se sometieron a una carga térmica de aproximadamente 250ºC en una cocina estándar de acuerdo con la norma DIN 44971, en cocinas previamente recocidas, y se analizaron los productos de descomposición que pudieran producirse.
En este caso se descubrió que, por un lado no se producen ningún tipo de productos tóxicos, en particular ni formaldehido ni fluoruro de hidrógeno pudieron detectarse en el aire de salida del horno.
Por tanto, no se requiere el recocido de la ayuda de costura a continuación del proceso de punteado, tal como suele ser necesario en los productos de costura convencionales. Así pues, los fieltros punteados del presente invento son especialmente apropiados como material aislante de aparatos para el hogar, tales como hornos o cocinas, pues en las pruebas también se descubrió que en tales aparatos no se producen malos olores ni desde el uso inicial ni después de varias semanas de empleo, y que no se desprende productos tóxicos en la atmósfera circundante.

Claims (12)

1. Ayuda de costura para producir fieltros punteados de lana mineral, caracterizada por el hecho de que:
- contiene una dispersión acuosa de por lo menos un polímero, como mínimo parcialmente halogenatado, el cual es seleccionado del grupo consistente en:
poliéteres halogenatados, poliésteres halogenatados, polióleos halogenatados, así como mezclas de los mismos, y un alcohol.
2. Ayuda de costura de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que los poliéteres, poliésteres y/o polióleos están fluorinatados, clorinatados y/o brominatados.
3. Ayuda de costura de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que los poliéteres, poliésteres y/o polióleos están perfluorinatados, perclorinatados y/o perbrominatados.
4. Ayuda de costura de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada por el hecho de que contiene un poliéter perfluorinatado.
5. Ayuda de costura de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada por el hecho de que el poliéter perfluorinatado tiene la siguiente fórmula general:
CF_{3}-(O-CF(CF_{3})-CF_{2})_{n}-(O-CF_{2})- CF_{2})_{m}-O-CF_{2}-R
siendo R = -COO^{-}NH_{4}^{+} o -C(OH_{2})-CF_{3}, mientras n y m son números enteros con n/m aproximadamente de 20 a 40.
6. Ayuda de costura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por el hecho de que el alcohol es un alcohol estéricamente inhibido.
7. Ayuda de costura de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por el hecho de que el alcohol es un t-butanol.
8. Ayuda de costura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por el hecho de que la dispersión se halla presente en forma de una micro-emulsión acuosa.
9. Ayuda de costura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por el hecho de que la emulsión acuosa tiene las siguientes concentraciones una vez aplicada sobre las fibras de lana mineral:
-
aproximadamente del 0,1 al 0,5% (en peso) de polímero
-
aproximadamente del 0,05 al 0,45% (en peso) de t-butanol.
10. Uso de una ayuda de costura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para producir una fieltro punteado de lana mineral.
11. Uso de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el fieltro punteado producido no libera ningún formaldehido una vez calentado aproximadamente a 500ºC.
12. Uso de acuerdo con la reivindicación 10 ú 11, caracterizado por el hecho de que una ayuda de costura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 se añade a una estera de fieltro, y luego ésta última es punteada.
ES97111983T 1996-07-15 1997-07-14 Ayuda de costura para producir fieltros punteados, un fieltro punteado fabricado con este metodo y procedimiento de fabricacion. Expired - Lifetime ES2197268T3 (es)

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