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.Info
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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.
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.
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