ES2218521T3

ES2218521T3 - Fibras de electreto con una estabilidad de carga mejorada, el proceso para su produccion y materiales textiles que contienen estas fibras de electreto.

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Publication number: ES2218521T3
Application number: ES94103273T
Authority: ES
Inventors: Jorg Dahringer; Werner Dr. Groh; Hans-Tobias Dr. Macholdt; Peter Boening
Original assignee: Trevira GmbH
Current assignee: Trevira GmbH
Priority date: 1993-03-09
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 2004-11-16
Anticipated expiration: 2014-03-04
Also published as: NO940812L; FI941069A0; ATE259007T1; JPH073521A; EP0615007B1; NO940812D0; FI941069A; DE59410352D1; EP0615007A1; US5871845A

Abstract

SE DESCRIBEN FIBRAS CON ESTABILIDAD DE CARGA MEJORADA, QUE CONTIENEN UN MEDIO DE CONTROL DE CARGA ORGANICO U ORGANICO METALICO, COMPUESTO DE UN MATERIAL DE FORMA PREDOMINANTE DE UN POLIMERIZADO FORMADOR DE HILOS O POLICONDENSADO Y 0,01 HASTA 30 % EN PESO (CON PREFERENCIA 0,01 HASTA 10, EN PARTICULAR 0,1 HASTA 5 % EN PESO) CON RESPECTO AL PESO DEL MATERIAL, COMO ESTA CONTENIDO EN ARCILLAS PARA PROCESOS ELECTROFOTOGRAFICOS, ASI COMO UN PROCESO PARA SU ELABORACION. SE DESCRIBEN ADEMAS MATERIALES TEXTILES, QUE CONTIENEN ESTAS FIBRAS.

Description

Fibras de electreto con una estabilidad de carga mejorada, el proceso para su producción y materiales textiles que contienen estas fibras de electreto.

La presente invención se refiere a fibras en electreto que en base a un contenido de medios o agentes de regulación de carga muestran una estabilidad de carga mejorada, cuya confección y materiales textiles en forma de hilo o de facetas, especialmente hilos, cables y no tejidos que se componen de fibras en electreto mejoradas o contienen estas.

Fibras en electreto en el sentido del presente invento son fibras de materiales no conductores de electricidad que tienen la capacidad de almacenar una carga electroestática durante un prolongado período de tiempo.

Las fibras en electreto se han descrito hasta la fecha principalmente en relación con el problema de la filtración de micropartículas de polvo (por ejemplo de Biermann, "Evaluación de filtros de electrofibra permanentemente cargados", 17. DOE Nuclear Air Cleaning Conference, Denver, USA (1982) así como L. Bergmann en Fibras Químicas / Industria del Textil 40/92, (1990/9), pág. T123).

Los materiales de filtro descritos se distinguen tanto de cara a los materiales de los que se componen las fibras como también respecto al modo de cómo se aplica sobre las fibras la carga electroestática.

La carga electroestática puede aplicarse por métodos distintos.

Así es posible cargar las películas de polímero electroestáticamente de diferente modo en ambas caras y seguidamente partirlas. En ello se obtiene las llamadas fibras de película partida que por lo general son depositadas como no tejido de fibra.

Además se sabe como hilar en un campo fuertemente electroestático o exponer las fibras hiladas o productos de fibra, por ejemplo telas no tejidas a una descarga eléctrica de corona, por ejemplo entre dos alambres o puntas tensadas a lo alto y electrodos de faceta XXX con vía a tierra.

Especialmente ventajoso es en ello la carga por efectos triboelectricos, es decir la división de cargas por fricción de los materiales de fibra con otros medios, por ejemplo otros materiales de polímero, cuerpos sólidos o también otros medios líquidos o gaseosos.

Se han investigado hasta ahora y se han recomendado distintos materiales fibrógenos de base para crear fibras en electreto con propiedades de electreto ventajosas, como estabilidad de carga de larga duración, resistencia a la humedad y a los agentes químicos. En ello deberían de lograrse estas características también a un coste lo más reducido posible.

En ello los polímeros de fluoro como el politetrafluoroetileno o copolímeros perfluorados de etileno / propileno han demostrado ser muy buenos materiales de electreto, que reúnen una larga estabilidad de carga, caracterizada por un período de semidesintegración de carga (duración de vida de carga) de años hasta decenios, con una buena estabilidad de temperatura y poca absorción de humedad. Sin embargo unas desventajas tan gravantes de estos polímeros como su elevado precio y las grandes dificultades que encierra su elaboración han obstaculizado en mayor medida su aplicación.

Una buena resistencia contra agentes químicos y humedad la tienen también las fibras de eléctreto de poliolefinas, como el polietileno y polipropileno, o de policarbonatos. Hay muchos filtros finos comercializados habitualmente que están hechos de estos materiales de electreto (Industria de fibras químicas / textil, como se ha indicado arriba). Una desventaja que grava sobre estas fibras es el período de semidesintegración de carga relativamente corto que se sitúa solamente en el orden de aproximadamente un año. Esto es por regla un espacio de tiempo muy corto si se piensa que por ejemplo en la aplicación de las fibras para la fabricación de filtros el período desde la fabricación de la fibra hasta la utilización del filtro más la duración de vida del filtro se puede situar ligeramente por encima de un año.

Ya en tanto se recomendaba y utilizaba fibra de electreto para la fabricación de filtros finos, siempre existía la urgente necesidad de encontrar un material de trabajo de fibra una en sí un buen precio con una estabilidad de carga claramente mejorada, resistencia a la humedad y contra agentes químicos, así como buenas propiedades técnico-textiles y mecánicas, y de hecho se han dado a conocer ya algunas propuestas al respecto.

En la patente de EEUU 4,789,504 se recomienda aumentar la efectividad de filtros de electreto de polipropileno añadiendo al material de polímero una sal de ácido graso.

De la revista "Journal of Electrostatics", 24 (1990) pags. 283-293 se conoce que la temperatura con la cuál bajo condiciones de medición estandarizadas la densidad de carga de un electreto de poliacrilato aumenta de 126 a 180º, cuando al polímero se le añaden aprox. 10% en peso de dióxido de titanio. Esta adición sin embargo tiene como consecuencia a parte de un empeoramiento de las propiedades mecánicas una aumentada sensibilidad a la humedad, lo que es opuesto a una aplicación de materiales de filtro.

Se encontró recientemente que es posible fabricar fibras que muestren unas excelentes características textiles y un periodo de semidesintegración de la carga eléctrica sustancialmente incrementado, es decir una estabilidad de carga sustancialmente mejorada.

Las fibras en electreto según el invento con estabilidad de carga mejorada se caracterizan porque se componen de un material que en su mayor parte contiene un polimerizado o policondensado fibrógeno de 0,01 a 30% en peso (preferentemente 0,01 a 10, especialmente 0,1 a 5% en peso) respecto al peso total del material de trabajo de un agente de regulación de carga catiónico de la fórmula

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Fibras en el sentido del presente invento son filamentos sin fin o fibra discontinua o de película doble que pueden presentarse también en formas especiales de realización para aplicaciones especiales.

Fibras en electreto poco o parcialmente orientadas, es decir aquellas que no han sido estiradas o lo han sido poco pueden aplicarse como fibras normales con fibras adhesivas por fusión para reforzamiento de por ejemplo vellones o no tejidos; las fibras de alto encogimiento pueden emplearse solamente para hermetizar y reforzar formas con superficies planas, especialmente no tejidos.

Las fibras de múltiples componentes pueden presentarse en una disposición de núcleo / envoltura o lateral con lateral, siendo en ello una de las componentes la fibra de electreto según el invento.

Las fibras de múltiples componentes y su fabricación se describen por ejemplo en "Falkai, Fibras sintéticas", págs. 124 y siguientes, especialmente la fig. 5.4.

Las fibras de múltiples componentes con su componente de electreto según el invento se pueden emplear por motivos especiales, por ejemplo fibras de lateral con lateral como fibras que se rizan ellas solas cuando los componentes tienen un distinto tipo de encogimiento por calor, fibras de núcleo / envoltura como fibras adhesivas, cuando la envoltura tiene un pinto de fusión relativamente bajo, o con la correspondiente disposición de sección transversal de los componentes, por ejemplo en una disposición isla/mar, también como fibras partidas para la producción de títulos especialmente finos de las fibras en electreto.

Otra disposición interesante de núcleo/envoltura de las fibras según el invento se compone de un núcleo de material de trabajo normal de polímero y una envoltura de material de trabajo de electreto.

Se prefieren las fibras según el invento con superficie especialmente grande, es decir títulos finos por ejemplo por debajo de 3 dtex, especialmente por debajo de 2dtex, o fibras perfiladas de múltiple lóbulo por ejemplo perfiles de múltiples cantos o en forma de estrella o por ejemplo perfiles de cinta o de pesa.

Las fibras pueden presentarse en todos los estados de elaboración como por ejemplo como monofilamentos, como escombros o copos, como sedimentos, como formas lineales tales como el hilo de fibra hilada, hilo multifilamentoso, cable, sliver, o como superficies planas tales como los vellones de entrelazado aleatorio de fibra discontinua o sin fin especialmente los cardados o rizados, o productos tejidos o mallas.

Especialmente preferidas son las fibras en electreto según el invento en forma de hilos multifilamentosos, cables o vellones

Es el objeto del presente invento tanto las fibras eléctricamente neutrales y productos de fibra, como por ejemplo los materiales hilados, de cables o de vellón, como los electroestáticamente cargados. En ello no es importante si la carga fue aplicada de modo dirigido (como por ejemplo mediante descarga de corona) o espontáneamente mediante efectos triboeléctricos.

Mientras que las propiedades mejoradas eléctricas de las fibras en electreto según el invento se basan en esencia en el comportamiento de electreto característico del material empleado para su fabricación, las ventajas resultan en su totalidad de la combinación ventajosa de las propiedades eléctricas, mecánicas y de forma.

El material de trabajo del que se componen las fibras según el invento se caracteriza por una estabilidad mejorada de carga. Esta se expresa en un comportamiento técnico de aplicación claramente mejorado en todas las aplicaciones en las que la existencia de una carga electroestática de las fibras tiene una importancia positiva, por ejemplo en la aplicación de las fibras en electreto según el invento para la fabricación de filtros para polvo.

El mejoramiento de la estabilidad de carga se produce según nuestra actual experiencia por un lado mediante un mejoramiento del mantenimiento de la carga, es decir de la conservación de un estado de carga una vez producido de las fibras bajo condiciones de aplicación, y por otro lado mediante el efecto de la creación espontánea de un carga por efectos triboeléctricos que conducen un equilibrio dinámico de la carga. En la práctica ambos efectos deberían de operar conjuntamente, en su caso en distintas proporciones, según qué material polimérico sea el mas contenido en la fibra.

El efecto de una conservación de la carga mejorada se manifiesta en que el material de trabajo del que se componen las fibras en electreto según el invento

a) tras una carga eléctrica muestre un máximo de la corriente de carga a una temperatura por encima de los 50ºC, preferentemente entre 100-250ºC, especialmente entre 100 y 180ºC, en lo que la curva de descarga al pasar por el máximo muestra de nuevo una rama que cae marcadamente, y

b) a 25ºC tiene una período de semidesintegración de la carga eléctrica de por lo menos 6 meses.

c) su temperatura de reducción de carga se sitúa por encima de los 100ºC preferentemente entre los 100-250C, especialmente entre 100 y 180ºC y

d) tras una carga estándar (lámina con una cara a tierra de un grosor de 50 \mum, expuesta a una descarga de corona de 3 min. muestra una densidad de carga de por lo menos 1\cdot10^{-9} coulomb / cm^{2}.

La medición de la corriente de descarga del material de trabajo se realiza de un modo tal que por una cara se le aplica a vapor una capa de aluminio a una muestra circular de una lámina hecha del material de trabajo tensada a un soporte, se coloca por su cara metalizada sobre un bloque de metal puesto a tierra y por su cara libre se le aplica una descarga de corona de 3 minutos. Seguidamente la muestra es enfriada y es acondicionada a temperatura normal. Después se mide la descarga de la muestra de electreto con la ayuda del método "Air Gap Current TSC" (descrito en "Electretos", Editor G.M. Sessler, en "Tópicos en física aplicada" 2. Edición, (1987), Vol. 33, S.95 ff., Springer) a una velocidad de calentamiento de 2ºC/min.

Durante el calentamiento se mide continuamente la corriente de descarga y se graba contrastándola con la temperatura.

Es característico para el material de trabajo a parte de la cantidad de la carga, la situación del pico de temperatura de la corriente de descarga y la existencia de una caída de la curva de descarga tras el pico.

El período de semidesintegración de la carga eléctrica es el espacio de tiempo en el cual a una temperatura de 25º ha bajado a la mitad la carga originalmente aplicada al material de trabajo.

Con temperatura de semidesintegración de la carga se debe entender aquella temperatura a la cual a una velocidad de calentamiento de 2ºC/min cae la densidad de carga del material de trabajo a la mitad de su valor válido a 25ºC.

Muchas fibras según el invento muestran sorprendentemente un elevado efecto triboeléctrico, es decir estas se inclinan fuertemente a cargarse espontáneamente debido a una interacción entre sí y el entorno. Esto conduce a que por ejemplo un filtro de suciedad compuesto de estas fibras o que contenga estas fibras llegue a alcanzar sin especial carga eléctrica (por ejemplo mediante una descarga de corona) al ser atravesado por corrientes de gases (por ejemplo en su utilización) o por fricción mutua entre las fibras o con otros materiales sólidos de distinto tipo alcance una carga electroestática sustancialmente mayor y con ello un bastante mejor despido de partículas que un filtro de polvo constituido de modo similar.

Es especialmente sorprendente que la mejora significativa del grado de despido de partículas de polvo también se da cuando por ejemplo en una distancia de solamente unos centímetros de material de filtro no se puede medir absolutamente ningún tipo de campo electroestático.

La mejora relativa TR_{%} del grado de despido de partículas de polvo fácilmente mensurable en (%) en condiciones estándar de un filtro de material no tejido de las fibras en electreto según el invento frente a un filtro similar compuesto de fibras normales representa por ello un parámetro muy bien adecuado para la caracterización de la mejora de la estabilidad de carga de las fibras en electreto según el invento.

Para la determinación del parámetro de fibras TR_{%} se fabrica a partir de las fibras según el invento a investigar un material no tejido con un peso de superficie de 100 \pm 5 g/m^{2}, un titulo de fibra de 1,7 \pm 0,2 dtex y una densidad correspondiente a un diferencia de presión antes y después del filtro de 8-12 Pa a una velocidad de entrada de caudal de 20 cm/s, que se compone de 80% en peso de las fibras en electreto a comprobar y 20% en peso de unas fibras aglomerantes de dos componentes.

Además se fabrica un segundo filtro de material no tejido similar en lo que respecta a peso de superficie, título de fibras y densidad, pero que sin embargo en vez de las fibras en electreto a investigar contiene fibras normales (es decir, fibras del mismo material de polímero pero sin contenido en agentes reguladores de carga).

De ambos filtros se mide el grado de despido de partículas con un tamaño mediano de partícula de 0,3 a 0,5 \mum.

Si T(x) es el grado de separación del filtro según el invento y T'(x) el de el filtro comparado,

Entonces T_{E} = ln(1-T(x)) y T_{v} = Ln(1-T'(x)) para valores de x desde 0,3 a 0,5 \mum, y TR_{%} resulta de la fórmula

TR%(%) =\frac{T_{E} * 100}{T_{v}}-100

Las fibras en electreto según el invento tienen un valor de TR% de por lo menos 30%, preferentemente de por lo menos 50%, por ejemplo de 40 a 60% y/o estas muestran las propiedades arriba indicadas en los puntos a) a d) características de la contención de carga.

Para fibras en electreto que se fabrican en base a un polímero con reducida contención de carga el valor TR_{%} caracteriza esencialmente la aportación del efecto triboeléctrico a la mejora de la estabilidad de carga de fibras en electreto frente a las fibras normales.

La mejora de la estabilidad de carga se correlaciona en su naturaleza con ciertas limitaciones con la concentración de agentes de regulación de carga en las fibras en electreto según el invento.

La concentración se ajusta de tal modo que las fibras muestran frente a las habituales una suficiente mejora de las propiedades eléctricas y al mismo tiempo un buen resultado de propiedades técnico-textiles y mecánicas.

El material de trabajo se compone por regla general mayormente de un polimerizado o policondensado, sin embargo puede contener otros polímeros o monómeros u otros materiales aditivos anorgánicos que existen habitualmente en materiales sintéticos de fibra para la formación de características especiales. Como ejemplo sean aquí nombrados solamente los agentes de mateado.

Como polimerizados en el sentido de este invento no solamente hay que considerar las aleaciones de alta molecularidad obtenidas mediante polimerización, como por ejemplo las poliolefinas, los poliacrilatos, poliacrilonitrilo y similares, sino también aquellos que se pueden fabricar mediante policondensación, como por ejemplo poliéster y poliamidas, etc.

Los polimerizados y policondensados que en su mayor parte están contenidos dentro del material aplicable según el invento poseen normalmente unas viscosidades intrínsecas de 0,45 a 1,2, preferentemente 0,6 a 0,9 dl/g, medido en ácido dicloroacético a 25ºC.

El polimerizado o policondensado fibrógeno del material de trabajo a aplicar según el invento es hilable por fusión y por disolución.

Los polímeros hilables a partir de soluciones mediante procedimientos de hilatura húmeda y en seco permiten el empleo de agentes de regulación de carga térmicamente menos estables.

Una forma de realización del invento se caracteriza porque el material contiene principalmente un polímero fibrógeno elegido entre el grupo que comprende poliolefinas, poliolefinas halogenizadas, poliacrilatos, poliacrilonitrilo, poliestireno y polímeros fluorados.

Preferentemente tal material de trabajo contiene un polimerizado fibrógeno a partir del grupo de polietileno, polipropileno, poliacrilonitrilo, politetraflurietileno y copolímero perfluorado de etileno/propileno, especialmente del grupo del polietileno y polipropileno.

Otra forma de realización del invento se caracteriza porque el material de trabajo contiene en su mayor parte un policondensado fibrógeno del grupo de los poliésteres, especialmente polialquilenotereftalato, como por ejemplo polietilenotereftalato, policarbonatos, poliamidas alifáticos y aromáticos, polimidas, polietercetona (por ejemplo PEK y PEEK), poliarilenosulfuros, especialmente polifenilosulfuro, poliacetales y ésteres de celulosa, especialmente celulosa-2 1/2- y tri-acetato.

Las fibras en electreto según el invento de poliamidas, polietercetonas (por ejemplo PEK y PEEK) aromáticas y poliarilenosulfuros, especialmente polifenilosulfuros, cumplen especialmente con la demanda de mas solidez química y/o térmica.

Otra forma de realización preferente del invento se caracteriza porque el material de trabajo contiene en su mayor parte un policondensado fibrógeno del grupo de los poliésteres, polietercetonas y polifenilosulfuro, especialmente polialquilenotereftalato. Otra forma de realización preferente se caracteriza porque el material de trabajo contiene en su mayor parte polipropileno.

Hilos de electreto de polipropileno y poliester según el invento se pueden emplear con especial ventaja bajo el punto de vista de la pureza de especie (de fácil reciclaje) en la construcción de vehículos automóviles.

Preferentemente los agentes de regulación de carga están contenidos en el material de fibra en su mayor parte en forma dispersada. Esto significa que el material representa preferentemente un sistema de múltiples fases, en el que el medio de regulación de carga forma una fase sólida de micropartículas que se encuentra dispersa finamente en la fase continuada de un polimerizado o policondensado fibrógeno.

"en su mayor parte" en el sentido de este invento significa que puede existir también realmente disuelta una cierta casi siempre reducida proporción del agente de regulación de carga en el polimerizado o policondensado fibrógeno, es decir en distribución molecular. La cantidad de esta proporción se orienta por naturaleza según el grado de disolubilidad del medio regulador de carga en el polimerizado o bien policondensado.

El límite inferior del tamaño de partícula medio del agente regulador de carga puede llegar a situarse en el limite inferior de la distribución coloidal, es decir que en el agente la dimensión de las partículas muestra un tamaño de aproximadamente 1 nm.

El límite superior se sitúa normalmente en aproximadamente 20 \mum.

En casos especiales, por ejemplo en la fabricación de las dispersiones mediante operaciones de precipitado o por procesos especiales de cristalinización o de amolado, los agentes de regulación de carga pueden mostrar también unos tamaños de partícula medios de por debajo de 1 nm o por encima de 20 \mum.

En cada caso particular se ajusta razonablemente el tamaño de partícula de los agentes reguladores de carga a ser dispersados de tal modo que de ello resulta la estabilidad de carga óptima. Naturalmente, hay que tener adecuadamente en cuenta la capacidad de (re-)dispersión (es decir la disgregación de aglomerados formados de partículas primarias y/o agregados) y la capacidad de homogeneización de las dispersiones.

En la práctica para los agentes reguladores de carga dispersados dentro de las fibras en electreto se han probado satisfactoriamente unos tamaños de partícula de 0,01 a 10 \mum, especialmente de 0,03 a 1,0 \mum.

Es de especial importancia para las propiedades técnicas de aplicación de las fibras en electreto según el invento también la estabilidad de la dispersión de los agentes reguladores de carga en ellas contenidos a través de espacios de tiempo más prolongados.

Especialmente ventajosa es también la posibilidad de una distribución de tamaños de partícula lo mas estrecha posible de los agentes reguladores de carga en las fibras en electreto según el invento.

Las fibras en electreto según el invento contienen como agente regulador de carga una aleación de la formula indicada.

Esta aleación también es conocida como C.I. Solvent Blue 124 y se corresponde con la fórmula

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Las posibilidades polifacéticas de uso de las fibras en electreto según el invento se hacen posibles mediante la combinación de la composición de material de trabajo arriba descrito con las condiciones aplicadas al darle forma mediante los datos técnico-textiles a ajustar de las fibras. En ello es sorprendente que las fibras en electreto se puedan fabricar con prácticamente el mismo ancho de banda de propiedades técnico-textiles que las fibras que se han fabricado sin agente regulador de carga a partir del correspondiente polímero.

Las fibras en electreto según el invento tienen un título del orden de 0,02 a 20 dtex.

Para el caso de las fibras "split film" se considera un título promedio de 0,02 a 30 dtex, con reducidas partes proporcionales de fibras más vastas y más finas.

Las fibras con un título de 0,02 a 1 dtex, especialmente de 0,02 a 0,5 dtex producida preferentemente mediante la técnica de "splitting" (no confundir con la técnica de "split-film"). En ello unas fibras de bicomponentes, que se fabrican a partir de un material de electreto y un material soluble en un agente disolvente con secciones transversales del tipo "isla en el mar" y en lo que el material de electreto forma las islas, se trata con el agente disolvente en cuestión. En ello se disuelven las partes proporcionales solubles de la fibra de dos componentes y se obtienen las fibras tipo isla extraordinariamente finas.

Las fibras en electreto según el invento además se caracterizan porque la resistencia al desgarre de las fibras es de 20 a 80, preferentemente 30 a 65 cN/tex, el estiramiento hasta el desgarre de 10 a 200%, preferentemente de 10 a 60%, especialmente de 20 a 50%,

el encogimiento por calor medido a 200ºC seco (S200) 0 a 50%, preferentemente < 10%.

Los datos técnico-textiles resistencia al desgarre, estiramiento, y encogimiento por calor se regulan de manera habitual en la fabricación mediante el ajuste de la velocidad de hilatura, las condiciones de desplazamiento y fijación según las necesidades.

Resistencias al desgarre de 20-30 cN/tex se vuelven interesantes para aplicaciones especiales allí donde es fundamental que las fibras se pueden romper con determinados esfuerzos de carga. El campo de aplicación textil habitual requiere resistencias de ca. 30-60 cN/tex. Los materiales técnicos por el contrario deben mostrar resistencias altas dentro del orden de aproximadamente 80cN/tex.

También se ajusta el estiramiento específicamente según la aplicación. Para hilos técnicos altamente resistentes se requieren estiramientos pequeños de aprox. 10 a 15%, las aplicaciones normales textiles están ajustadas a materiales de fibra con un estiramiento de aprox. 20 a 40%, para aplicaciones especiales, por ejemplo para la fabricación de formas planas textiles deformables en las tres dimensiones se desean hilos con una alta capacidad de estiramiento, por ejemplo de hasta 200%.

El encogimiento de los materiales de fibra se ajusta para las aplicaciones textiles habituales a valores por debajo del 10%, para la fabricación de no tejidos de fibra discontinua por ejemplo a < 5%. No obstante también pueden ser interesantes fibras textualmente de alto encogimiento para aplicaciones especiales, por ejemplo para densificar o rizar formas textiles planas.

Las fibras en electreto según el invento pueden mostrar una aplicación de preparado de 0 a 0,3% en peso, preferentemente 0 a 0,15% en peso. Una forma de realización preferente de las fibras en electreto preparadas según el invento incluye que estas muestren una preparación hidrófoba, especialmente una que contenga cera como agente de influencia hidrófoba, o un floruro tensioactivo y/o un floruro de polímero como lo es por ejemplo politetrafluoroetileno.

Como ya se ha indicado anteriormente las fibras en electreto según el invento pueden presentarse de distintas maneras como formas lineales o planares. Especialmente se pueden presentar en forma de hilos multifilamento, cables y no tejidos.

Los hilos multifilamento tienen según la aplicación planeada por regla un título de 20 a 500 dtex y 10 a 200 capilares y muestran esencialmente los valores técnico-textiles arriba indicados de las fibras en electreto según el invento. Naturalmente estos hilos también pueden presentarse como hilos mezclados con otras fibras sintéticas pero también con otras fibras naturales, en lo que las fibras que no son de electreto se pueden diferenciar de las fibras en electreto según el invento no solamente en lo que a sus propiedades eléctricas se refiere, sino también en cuanto a sus habituales propiedades técnico-textiles, como resistencia al desgarre, estiramiento hasta la ruptura, comportamiento de encogimiento etc.

Este cobra su importancia especialmente cuando se deben producir efectos especiales como por ejemplo efectos de alta voluminosidad, efectos de hilos en bucle, estructuras de núcleo / envoltura y similares, o cuando los hilos deban contener fibra fundida, para que estos se hagan rígidos al calentarse.

Los cables son mechas de múltiples filamentos con unos miles hasta unos millones de capilares individuales, en lo que la selección dentro de este campo se realiza de cara a la aplicación final planeada.

En forma de cable también se les puede llevar a las demás etapas de elaboración, por ejemplo el rizado, el estiramiento, la fijación, el equipamiento, el coloreado etc.

También se pueden almacenar fácilmente las fibras en electreto en forma de cables.

Los no tejidos de fibra de electreto según el invento representan un forma especialmente valiosa de estas fibras. Estos serán descritos mas adelante en detalle. Su principal campo de aplicación está en la fabricación de filtros de micropartículas.

Las fibras en electreto según el invento pueden presentarse naturalmente también en combinación con un material de no electreto como fibra de dos componentes.

En ello se pueden presentar estas por ejemplo como fibras de dos componentes con una estructura de núcleo / envoltura con un núcleo de un material de electreto de la composición indicada en la reivindicación 1 y una envoltura de un material de polímero de bajo punto de fusión.

Tales fibras se pueden emplear con especial ventaja para la fabricación de no tejidos de fibras sin fin o discontinuas que se pueden ligar mediante calentamiento.

Las fibras en electreto según el invento pueden ser elaboradas con otros materiales de fibra, por ejemplo con hilos de efectos o fibra fundida conjuntamente con no tejidos y hilarse o soplarse convirtiéndolas en hilos mezclados, por ejemplo hilo Commingel.

El presente invento se refiere también a un procedimiento para fabricación de las fibras en electreto según el invento mediante hilatura de un material fibrógeno a partir del estado fundido o de una solución de un agente disolvente apropiado, en lo que se puede trabajar del modo en sí conocido siguiendo el procedimiento de hilatura húmeda o en seco, en su caso si hace falta el enfriamiento de los filamentos hilados, la tirada a una velocidad del orden de aproximadamente 100 a 8000 m/min, preferentemente de 1.000 a 5.000 m/min y los habituales pasos que siguen a esto, como en caso necesario el estiramiento y según la aplicación ulterior pretendida, depósito aleatorio, conjunción a cables o hilos, texturación, fijación, corte a fibra discontinua, que se caracteriza porque se hila un material que en su mayor parte contiene un polimerizado o policondensado fibrógeno y 0,01 a 30% en peso (preferentemente 0,01 a 10, especialmente 0,1 a 5% en peso respecto al peso del material, de agentes reguladores de carga orgánicos o orgánico-metálicos.

Alternativamente el invento se refiere también a un procedimiento de fabricación de las fibras en electreto según el invento mediante la partición de fibras multilobulares particionables, que contienen segmentos de material de electreto que se extienden a lo largo del eje de la fibra o por disolución de matriz de un filamento del tipo "isla en el mar" cuyas zonas de isla se componen del material de electreto, que del mismo modo se caracteriza porque el material de electreto en su mayor parte contiene un policondensado o polimerizado fibrógeno y 0,01 a 30% en peso (preferentemente 0,01 a 10, especialmente 0,1 a 5%) respecto al peso del material, de agentes orgánicos o metal-orgánicos reguladores de carga.

Como otras alternativas para la fabricación de fibras en electreto según el invento también hay que considerar el método de "soplado de fibras", tal como se describe en la solicitada de patente alemana 19 64 060, o el hilado "flash" en un campo electroestático, tal como se describe en la patente EEUU 3,319,309, respectivamente incluyendo la aplicación del material de electreto a aplicar según el invento.

En la hilatura por fusión el material de electreto se calienta a un temperatura de aproximadamente 30-50ºC por encima del punto de fusión del polímero y se extruye la fusión de la manera habitual a través de toberas de hilatura. La temperatura del fundido se elige dentro del rango indicado de tal modo que se da un flujo óptimo del material de trabajo que a una presión de hilatura no demasiado elevada permite crear los esfuerzos de cizallamiento necesarios para la orientación de los filamentos.

Por ejemplo se hila un material que se compone en su mayor parte de polipropileno a aproximadamente 260ºC, un material de trabajo basado en poliéster a aprox. 280 a 310ºC.

Si se hila el polímero a partir del fundido, entonces deben solidificarse mediante enfriamiento los filamentos tirados de las boquillas de hilado. El enfriamiento puede realizarse de cualquiera de las aneras conocidas y posibilita también en la elaboración del material de electreto la regulación acertada de las propiedades de filamento. Así por ejemplo es posible un retraso del enfriamiento mediante un recalentador cuando deben de fabricarse fibras con una característica especial de encogimiento/solidez o se puede llevar a cabo un fuerte soplado agudo asimétrico cuando se deban de producir fibras auto-rizadas. Especialmente para la fabricación de títulos individuales finos por debajo de 1 dtex se recomienda por el contrario un así denominado soplado centralizado que garantiza un enfriamiento especialmente uniforme y con ello libre de tensiones de los filamentos.

El hilado de las fibras en electreto según el invento a partir de soluciones del material de trabajo en un agente soluble apropiado también se realiza según los métodos bien conocidos. En ello en principio pueden elegirse las mismas condiciones que en los polímeros normales. La solidificación de la solución que sale de la boquilla de hilado puede llevarse a cabo en el hilado seco, por vaporización del medio soluble o, en el caso de hilado húmedo, por precipitado del material de trabajo en forma de hilo en un baño de precipitación.

En ello resultan ventajas especialmente de cara a la composición del material de trabajo. A saber, pueden emplearse también aquellos materiales de trabajo que contengan un agente regulador de carga que a la temperatura de fusión del material de polímero no es estable.

En los procedimientos de hilatura a parte de las boquillas de hilatura con aberturas redondas también se pueden aplicar esos con las aperturas perfiladas y se pueden hilar a través de disposiciones o formas especiales en sí conocidas de las aberturas de los filamentos de múltiples componentes en una disposición de lateral con lateral o del tipo núcleo / envoltura.

Velocidades de tirado de hilatura bajando hasta los 100 m/minuto se utilizan principalmente para la producción de títulos por encima de los 4 dtex. Económicamente más interesante son las velocidades de tirado de hilatura entre 1.000 y 5.000 m/min. en lo que especialmente se hilan títulos muy finos a las mas altas velocidades des este rango.

La producción del material a hilar según el invento sucede mediante elaboración homogénea del agente regulador de carga en el material de polímero del que se compone en su mayor parte el material de trabajo. En ello es especialmente ventajoso aplicar el agente regulador de carga en forma de una mezcla maestra.

Los filamentos hilados se someten por regla a un estiramiento, cuya dimensión por un lado se determina por la orientación de los filamentos, y por otro lado por las características de solidez y capacidad de estiramiento. Mientras que los filamentos que se han obtenido a velocidades de hilatura por debajo de los 1000 m/min necesitan un fuerte estiramiento si tienen que ser elaborados para convertirlos en hilos o formas planas textiles, las dimensiones del estiramiento necesario se reducen constantemente con el aumento de la velocidad de hilado ya que estos filamentos ya muestran un orientación de hilado relativamente alta.

Títulos altamente finos que deben ser hilados a las mas altas velocidades representan por ello unos filamentos totalmente orientados (FOY) y no requieren ningún estiramiento posterior.

Si se tienen que fabricar filamentos altamente sólidos, entonces es usual un estiramiento hasta un estiramiento a la ruptura de aproximadamente un 10% y por debajo, para filamentos especialmente dúctiles por ejemplo para producir formas planas de embutición profunda, el estiramiento es especialmente reducido y se mide de tal modo que resultan dilataciones hasta la ruptura de hasta un 200%.

Los filamentos se pueden someter al estiramiento o bien en forma de hilos multifilamento o en forma de cables.

La tensión del hilo necesaria para el estiramiento se puede producir mediante rodillos o también a través de toberas de estiramiento o canales de estiramiento. Mientras que los rodillos arrastran los filamentos o bien los hilos mediante fricción en las superficies del rodillo que está girando, en las toberas de estiramiento o canales de estiramiento los filamentos son arrastrados por una fuerte corriente de aire.

Se les confiere a los canales de estiramiento una especial importancia en el depósito aleatorio de material filamentoso para la producción de no tejido aleatorio, especialmente "spunbonds".

El estiramiento se puede llevar a cabo a temperatura de ambiente o a temperatura más elevada, especialmente por encima del punto de transición a vidrio. Un así denominado estiramiento en frío conduce generalmente a filamentos especiales de elevado encogimiento, el estiramiento en caliente conduce a filamentos que muestran lo habituales valores de encogimiento técnico-textiles apropiados de 0 a 10%.

El estiramiento de los materiales filamentosos se puede realizar de las maneras conocidas en una o varias etapas.

Las fibras en electreto según el invento pueden proveerse de todas las texturaciones conocidas. De este modo es posible someter los filamentos preferentemente en forma de cable a un rizado por cámara de aplastamiento; estos al existir manojos de fibras mas finos pueden ser arremolinados a través de unas toberas apropiadas con o sin sobrecarga de una parte de las fibras suministradas para conversión de estas en hilos mas o menos cerrados o también en hilos de efectos o también en hilos de lazos o también pueden ser sometidas a una texturación de cable falso o también a una texturación de estiramiento por cable falso.

Otros acondicionamientos técnico-textiles de los hilos multifilamentosos resultan cuando las fibras en electreto según el invento son hiladas en combinación con fibras de distinto grado de encogimiento convirtiéndolas hilos de dos componentes, en los al producirse el encogimiento se llega a un rizado espontáneo.

También las fibras de dos componentes lateral con lateral arriba ya descritas con una proporción de electreto pueden rizarse eligiendo un componente con una característica de encogimiento diferente del material de electreto al poducirse el encogimiento.

Una forma especialmente preferente de la fibra de electreto según el invento es como ya se ha dicho arriba la forma de material no tejido. Estos tejidos pueden aplicarse con especial ventaja para la aplicación de filtros contra polvo altamente efectivos y de especialmente larga vida útil.

Sorprendentemente se ha encontrado que se logra combinar unas propiedades altamente técnico-textiles, especialmente estabilidad y una construcción muy variable con una prolongación muy considerable del tiempo de semidesintegración de la carga eléctrica, cuando el material del no tejido contiene o se compone de fibras en electreto según el invento.

Es un objeto del presente invento con ello un no tejido que contenga fibra sintética o se componga de esta, habiéndose constituido este no tejido por lo menos en parte de las fibras en electreto según el invento.

La proporción de fibra de electreto en el no tejido que le confiere a este la combinación deseada de las características puede ser en algunos casos sorprendentemente pequeña.

Frecuentemente resulta una notable ventaja económica y técnica ya en un no tejido que por lo menos contiene 10% de fibra de electreto.

Por regla es apropiado aplicar un no tejido que contiene 50 - 100% de fibra de electreto cumpliendo en ello por naturaleza con los mas altos requisitos técnicos con no tejidos que se componen al 100% de fibra de electreto.

Los títulos de la fibra sintética de los no tejidos según el invento y de los productos fabricados a partir de estos, especialmente los filtros contra polvo, se sitúan en el rango habitual en este tipo de aplicaciones.

De caso en caso puede ser adecuado el empleo de filtros de mezcla, especialmente en caso de aquellos no tejidos que no se componen al 100% de fibra de electreto, las fibras en electreto y fibras normales pueden tener distintos títulos.

Las fibras sintéticas pueden ser fibras sin fin o discontinuas, adecuadamente con longitudes de 0,02 a 200 nm.

En ello existen no tejidos de fibra discontinua preferentemente en forma de material "spunbond", fibra discontinua con longitudes de por debajo de los 20 nm es elaborada apropiadamente mediante procedimientos de depósito húmedo, la fibra con longitudes de por encima de los 20 nm apropiadamente mediante cardado.

También es no obstante posible sin mas problema emplear no tejidos que contengan tanto fibra sin fin como discontinua. De este modo por ejemplo se deja ajustar en muchos casos la combinación deseada de características de un no tejido filamentoso (este se compone de filamentos sin fin) mediante mezclado con una proporción adecuada de fibra discontinua de electreto.

Por lo demás puede ser adecuado fabricar no tejidos a partir de mezclas de dos o varios tipos de fibra de electreto según el invento, teniendo cada uno un distinto agente regulador de carga de los arriba descritos.

Naturalmente se pueden depositar también mezclas de fibra de electreto discontinua y fibra discontinua normal convirtiéndolo en un no tejido de hilado aleatorio.

Este deposito puede realizarse como es habitual mediante depósito húmedo o seco. El depósito seco de fibra discontinua se lleva a cabo normalmente sobre la carda, el depósito de fibra sin fin siguiendo el método del "spunbond" directamente tras la salida del hilado. En ello pueden los filamentos hilados aún recorrer un canal de estiramiento en el que son estirados y pueden ser acelerados a una velocidad ventajosa para el depósito en el tamiz que está en marcha.

La solidificación de los spunbonds se lleva a cabo por regla mediante un paso por la calandra de la masa de filamentos recién depositada.

Las fibras sintéticas adecuadas se componen generalmente de los polímeros aptos para hilatura arriba indicados, especialmente de poliamida, poliacrilonitrilo, polietileno, polipropileno o poliéster.

Se prefieren las fibras sintéticas de poliester, especialmente de polietilenotereftalato, y de polipropileno.

La solidificación de los no tejidos puede realizarse en principio de cada una de las maneras conocidas. Así por ejemplo es posible solidificar el no tejido mediante un agente aglutinante con el que se impregna el no tejido y seguidamente se endurece o el aglutinante puede ser un aglutinante por fusión que por ejemplo es trabajado en forma de polvo o de filamentos aglutinantes incrustándolo en el no tejido y solidificando el no tejido bajo el efecto de calor convirtiéndolo en tela de no tejido o fieltro.

La solidificación del no tejido convirtiéndolo en tela de no tejido también se puede realizar pasándolo por la calandra en lo que se da en parte un afieltrado mecánico de los filamentos, y en parte una soldadura autógena en los puntos de cruce.

El material de adhesivo por fusión puede aplicarse naturalmente también como un componente de una fibra de dos componentes lateral con lateral o como envoltura de una fibra de dos componentes núcleo / envoltura.

Han mostrado ser ventajosos los fieltros según el invento solidificados mecánicamente. Se entiendo con dolidificación mecánica por ejemplo el apuntillado o cosido o también la solidificación hidromecánica como por ejemplo se ha descrito en la EP-A-0 108 621.

Se puede llevar a cabo según las necesidades una combinación de los distintos tipos de solidificación.

El peso de superficie de los fieltros según el invento se orienta por supuesto según la aplicación planeada. Por regla, este se sitúa en 5 a 300 g/m^{2}, preferentemente 100 a 250 g/m^{2}, pero para objetivos específicos también puede situarse por encima, por ejemplo en hasta 1.000 g/m^{2}.

Otras formas de realización preferentes del fieltro según el invento es un spunbond, especialmente un spunbond solidificado mediante cosido o adhesivo por fusión o también un fieltro de fibra discontínua depositado en seco o en húmedo y solidificado mediante adhesivo por fusión.

En su caso el fieltro también puede combinar con otro material textil, por ejemplo un fieltro, o un material textil de disposición definida del hilo que también se compone de fibra de electreto o que pueda contener esta.

Especialmente se desea de vez en cuando la combinación con materiales textiles que refuerzan y soportan o protegen cubriendo. En una forma preferente de realización se cubren los no tejidos que contienen fibra de electreto según el invento por una y en especial por ambas caras con un material textil de protección, por ejemplo un fieltro, especialmente un no tejido fino. Especialmente en la aplicación de los no tejidos según el invento como filtros contra polvo muchas veces es apropiada la combinación con filtros gruesos o de profundidad.

El presente invento se refiere también a un procedimiento de fabricación de fieltros según el invento mediante depósito aleatorio de fibras sin fin o discontínuas sintéticas de la menra ya en sí conocida (comparar con: "Radko Krcema, manual de las materias de adherencia del textil" en la editorial Deutscher Fachverlag GmbH (1970), pág. 53) sobre una base móvil o mediante formación de vellón a partir de fibras discontínuas sobre la carda, caracterizado porque por lo menos una parte de las fibras sintéticas depositadas son fibras en electreto.

En la producción de fieltros de fibra hilada, que según el invento contiene una parte proporcional de fibra de electreto, se puede depositar una mezcla de fibra de electreto y fibra discontínua normal en la proporción de mezcla deseada de una manera en si conocida en seco o en húmedo convirtiéndola en vellón y seguidamente solidificándola.

También es posible producir fieltros a partir de fibras sin fin y fibras discontínuas previendo en el depósito de las fibras sin fin la aportación de una mezcla de fibras discontínuas. En este caso las fibras sin fin o las fibras discontínuas pueden estar compuestas selectivamente total- o parcialmente de fibras en electreto.

Así mismo es posible en la producción de fieltros según el método "spunbond" mezclar durante el depósito fibras normales y fibras en electreto. Para ello pueden por ejemplo ser fabricadas por separado las fibras en electreto y ser tiradas de recipientes de fibras, por ejemplo unos marcos o armaduras de bobina, y cargarse a través de toberas de soplado en el caudal de fibra normal orientado hacia el depósito, o las barras de hilado que sirven para la producción de los filamentos de no tejido, pueden a parte de las aberturas de hilado para fibra normal también muestra aberturas de hilado para fibra de electreto, en lo que la proporción de las distintas aberturas de hilado y la cantidad de filamentos que de ellas se hila se corresponde con la proporción deseada de fibra normal y de electreto en el fieltro.

Por regla se deposita para la producción de los fieltros según el invento por lo menos 10% en peso de fibra de electreto o se elabora sobre la carda una mezcla de fibra que contiene 10% en peso de fibra de electreto convirtiéndola en no tejido.

Preferentemente la parte proporcional de fibra de electreto depositada es de 50 a 100%, y para la consecución de los efectos máximos es fibra de electreto el 75 a 100% de las fibras depositadas.

La solidificación del no tejido se realiza de la manera en sí conocida con la aplicación de un aglutinante, o de una aglutinante por fusión o mediante el paso por la calandra o, preferentemente, de modo mecánico. También es posible, no obstante combinar entre sí distintos procedimientos de estos métodos de solidificación.

Los aglutinantes pueden ser por ejemplo soluciones de polímero o dispersiones o latices que se aplican mediante impregnación o pulverizador y que tras la evaporación de la fase líquida en los pintos de cruce de los filamentos forman unas "velas aglutinantes".

También pueden aplicarse aglutinantes de duroplast que en su caso se endurecen al tratarse con calor y fijan los puntos de cruce de las fibras. También se pueden aplicar con éxito aglutinantes por fusión que se incrustan en el no tejido por ejemplo en forma de polvos o preferentemente en forma de fibras aglutinantes, y al ser calentado el no tejido por encima de su punto de fusión confluyen en los puntos de cruce de las fibras y forman puntos de aglutinamiento que al ser vueltos a enfriar solidifican el no tejido convirtiéndolo en fieltro.

Una solidificación similar se deja lograr mediante la soldadura "autógena" de los filamentos de no tejido en sus puntos de cruce cuando se somete al no tejido a un pase en la calandra cerca de la temperatura de fusión de los filamentos del no tejido.

También da buenos resultados una solidificación mecánica por ejemplo mediante cosido o solidificación hidromecánica como por ejemplo se describe en la EP-A-0 108 621. En ello no se presenta ninguna carga química o térmica del material filamentoso, de modo que las características ventajosas físicas que son conferidas a los filamentos en base a su producción, por ejemplo mediante un hilado rápido u operaciones de estirado, pueden transferirse sin pérdida al fieltro.

Para la producción de una combinación del fieltro según el invento con un material textil de posición definida de hilo hay que aglutinar el fieltro con este material textil de tal modo que no pueda aparecer ninguna deslaminación. Este requisito se hace cumplir de la mejor manera cuando la unión de los componentes se realiza mediante apuntillado, adhesión o cosido.

Especialmente preferente es la producción de tales materiales de unión mediante una técnica especial.

En ello se trata de una técnica de acción encadenada en la que el fieltro es reforzado por hilos, preferentemente hilos altamente sólidos con o sin una parte proporcional de fibra de electreto. Esta técnica de acción encadenada se realiza sobre las llamadas máquinas de encajes. Una máquina de encajes especialmente adecuada para la producción del material de unión formado según el invento es la del tipo RS 3 MSU-V de la firma Karl Mayer, fábrica de máquinas de textil GmbH, Obertshausen.

Los no tejidos que se componen de la fibra de electreto según el invento o contienen una parte proporcional activa de esta, se emplean, como arriba se ha dicho ya, con especial ventaja en la producción de filtros finos.

Es por ello también un objeto del presente invento esta aplicación de fibras en electreto y los materiales textiles que contienen estas, especialmente fieltros.

Por motivos técnicos de producción puede ser ventajoso proveer las fibras antes de la formación del no tejido de un preparado antiestático que se lava solamente al final del proceso de fabricación por ejemplo tras la confección de los filtros.

En ello se ha demostrado sorprendentemente que en muchos casos en la fabricación de los no tejidos solamente puede emplearse como antiestático un preparado desacostumbradamente fuertemente disuelto o incluso solamente agua. Esta forma de realización del proceso de producción es especialmente ecológica.

Seguidamente los filtros son cargados electroestáticamente a voluntad por ejemplo con una descarga de corona.

Por lo demás se demostrado sorprendentemente que en la producción de los no tejidos a partir de las fibras en electreto según el invento sobre la carda, o en su aplicación como filtro en base al paso de caudal de gases en la mayoría de los casos sucede una carga eléctrica suficiente de los no tejidos mediante efectos triboeléctricos, de modo que puede omitirse una etapa de carga por separado.

Los siguientes ejemplos de realización ilustran la realización del presente invento.

Ejemplo 1

Se ha modificado según el invento un material de base de fibra de polietilenotereftalato y mediante mezcla con tanto agente regulador de carga C.I. Solvent Blues 124 en forma de una mezcla maestra que la concentración del Solvent Blue 124 en la mercancía hilada ascendía a 0,5% en peso. En ello la mezcla maestra se fabricó a partir de la forma altamente cristalina del agente regulador de carga cuyo diagrama de Rayos X (radiación Cu-K-alpha) muestra un fuerte reflejo a 2\delta^{0} = 18,47, dos reflejos medianamente fuertes a 2\delta^{0} = 6,97;12,1 y 13,9 y unos reflejos débiles y anchos a 2\delta^{0} = 20, 0; 21, 7; 22,5; 24,8; 28,2; 30,7 y 32,2.

El material de trabajo así producido fue hilado siguiendo una tecnología convencional de hilado por fusión. La temperatura de hilado ascendía a 285ºC la velocidad de hilado era de 1500 m/min.

La mercancía hilada producida fue elaborada igualmente siguiendo la tecnología convencional de cinta transportadora (rizado en la cámara de aplastamiento, fijación y corte) convirtiéndola en fibra discontínua modificada según el invento parecida a la lana con un título individual de 1,3 dtex.

Se fabricaron en la carda de ensayo unos no tejidos a partir de las fibras discontínuas producidas así como de las mezclas de dichas fibras con fibras normales (título de las fibras normales igualmente 1,3 dtex) y respectivamente 20% en peso de fibras aglutinantes (tipo fibra de dos componentes poliester / co-poliester en disposición de núcleo envoltura con un punto de fusión de envoltura de 110ºC, título 3 dtex) en las composiciones abajo indicadas. En ello se varió el peso de superficie (m) de los no tejidos y la parte proporcional de las fibras normales. La solidificación del no tejido se realizo térmicamente a 110ºC y un período de reposo de 3 minutos.

La potencia de separación de partículas de los no tejidos producidos se comprobó en un banco de pruebas de filtros convencional que trabaja según el principio de la medición de luz dispersa.

En ello se ajustaron los siguientes parámetros de pruebas:

Velocidad de entrada de caudal: 20 cm/s, en lo que respectivamente resultó la diferencia de presión DD abajo indicada,

Concentración de masa de partículas: 50 mg/m^{3}

Tiempo de aplicación de polvo: varía desde 1 a 3 minutos

Polvo de prueba: "ac fine" de la siguiente composición:

Tamaño de partícula	-	parte proporcional de partícula
0,3 - 0,5 \mum		55,5
0,5 - 1,0 \mum		17,3
1,0 - 3,0 \mum		26, 6
3,0 - 5,0 \mum		0,5
>5,0 \mum		no relevante

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Muestra 1:

m = 200 g/m^{2};

DD = 23 Pa;

80% en peso de fibra modificada según el invento;

20% en peso de fibras aglutinantes de dos componentes

\vskip1.000000\baselineskip

Muestra 2:

m = 200 g/m^{2};

DD = 26 Pa;

40% en peso de fibra modificada según el invento;

40% en peso de fibra normal

20% en peso de fibra aglutinante de dos componentes

\vskip1.000000\baselineskip

Muestra 3:

20 m = 200 g/m^{2};

DD = 25 Pa;

80% en peso de fibra normal

20% de fibra aglutinante de dos componentes

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Muestra 4:

m = 100 g/m^{2};

DD = 10 Pa;

80% en peso de fibras modificadas según el invento;

20% en peso de fibras aglutinantes de dos componentes

\vskip1.000000\baselineskip

Muestra 5:

m = 100 g/m^{2};

DD = 10 Pa;

80% en peso de fibras normales;

20% en peso de fibras aglutinantes de dos componentes

Se pueden ver las potencias de separación de partículas conseguidas con estas muestras de no tejido en las siguientes tablas:

TABLA 1 Grados de separación de las muestras 1 a 5 con un tiempo de aplicación del polvo de 1 minuto

Tamaño partícula \mum	Grado de separación T(x) de las muestras
	1	2	3	4	5
0,3	0,81	0,71	0,62	0,64	0,44
0,5	0,85	0,77	0,70	0,71	0,52
1,0	0,89	0,82	0,77	0,77	0,61
3,0	0,96	0,95	0,93	0,90	0,82
5,0	0,98	0,98	0,99	0,94	0,94

TABLA 2 Grados de separación de las muestras 1 a 3 con un tiempo de aplicación del polvo de 2 minutos

Tamaño partícula \mum	Grado de separación T(x) de las muestras
	1	2	3
0,3	0,81	0,74	0,64
0,5	0,86	0,80	0,72
1,0	0,90	0,86	0,79
3,0	0,97	0,97	0,94
5,0	0,99	0,99	0,98

TABLA 3 Grados de separación de las muestras 1 a 3 con un tiempo de aplicación del polvo de 3 minutos

Tamaño partícula \mum	Grado de separación T(x) de las muestras
	1	2	3
0,3	0,81	0,77	0,65
0,5	0,86,	0,82	0,73
1,0	0,90	0,87	0,81
3,0	0,98	0,97	0,95
5,0	1,00	1,00	0,99

Ejemplo 3

Como en el ejemplo 1 se modificó según el invento un material de base de fibra de poletilenotereftalato con el agente regulador de carga C.I. Solvent Blue 124. La mezcla se llevó a cabo como en el ejemplo 1 aplicándose en ello no obstante tanto de la mezcla maestra como necesario para que la concentración de C.I. Solvent Blue 124 en la mercancía de hilado ascendiese a 1,0% en peso. En ello también se usó aquí la forma altamente cristalina del agente regulador de carga empleada en el ejemplo 1.

Análogamente al ejemplo 1 se hiló el material de trabajo así obtenido en lo que en este caso se produjo un título de 1,7 dtex. Del material de fibra se fabricó y se solidificó como se ha descrito en el ejemplo 1 un no tejido con un peso superficial de 200 g/m2 y una parte proporcional de fibra aglutinante de 20% en peso (fibra de dos componentes como en el ejemplo 1).

El no tejido así obtenido se denominará en lo siguiente como muestra 6. En comparación se fabricó en las condiciones de formación de hilado y no tejido totalmente similares un no tejido de polietilenotereftalato no modificado con C.I. Solvent Blue 124. Este no tejido se denominará en lo siguiente como muestra 7.

Las potencias de despido de partículas de estas dos muestras de no tejido se comparan entre sí en la siguiente tabla 4

TABLA 4

3

Esta tabla 4 muestra con especial claridad la sustancial mejora de la potencia de separación de partículas para polvos finos tras una prolongada exposición al polvo que se logra por el empleo del material de no tejido según el invento.

La siguiente Tabla 5 muestra que el material de no tejido según el invento sorprendentemente incluso tras una descarga mediante un tratamiento con agua mantiene muy buenas potencias de separación sin que se tenga que realizar un carga externa.

TABLA 5

Tamaño partícula \mum	grado T(x) de separación de la muestra 6 de no tejido tras el tratamiento con agua
	Tiempo de exp. al polvo 1 min.	Tiempo de exp. al polvo 2 min.
0,3	0,87	0,86
0,5	0,91	0,90
1,0	0,94	0,93
3,0	0,98	0,98
5,0	1,00	1,00

Claims

1. Fibras en electreto que poseen una estabilidad de carga mejorada, caracterizadas porque estas se constituyen de un material que principalmente contiene un polímero o un policondensado fibrógeno y mayormente de 0,01 a 30% en peso, preferentemente 0,01 a 10, especialmente de 0,1 a 5% en peso respecto al peso del material, de un compuesto catiónico, a saber un compuesto que responde a la fórmula

4

como agente de regulación de la carga

2. Fibras en electreto según la reivindicación 1, caracterizadas porque el polimerizado o policondensado que forma los hilos puede someterse a un hilado en fusión.

3. Fibras en electreto según la reivindicación 1, caracterizadas porque el polímero o el policondensado fibrógeno puede someterse a un hilado en solución.

4. Fibras en electreto según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porque el material contiene principalmente un polímero fibrógeno elegido entre el grupo que comprende poliolefinas, poliolefinas halogenizadas, poliacrilatos, poliacrilonitrilo, poliestireno y polímeros fluorados.

5. Fibras en electreto según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas porque el material contiene principalmente un polímero fibrógeno elegido entre el grupo que comprende el polietileno, el polipropileno, el poliacrilonitrilo, el politetrafluoroetileno y un copolímero perfluorado de etileno y propileno.

6. Fibras en electreto según la reivindicación 5, caracterizadas porque el material contiene principalmente un polímero fibrógeno elegido entre el grupo que comprende el polietileno y el polipropileno.

7. Fibras en electreto según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porque el material contiene principalmente un policondensado fibrógeno elegido entre el grupo que comprende el poliester, los policarbonatos, los poliamidas alifáticos o aromáticos, los polimidas, los polietercetonas (por ejemplo PEK o PEKK), los poliarilenoulfuros, especialmente el polifenilenosulfuro, los poliacetatos y ésteres celulósicos.

8. Fibras en electreto según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 3 y 7, caracterizadas porque el material contiene principalmente un policondensado fibrógeno elegido de entre el grupo que comprende poliester, poliestercetonas y polifenilenosulfuro.

9. Fibras en electreto según la reivindicación 8, caracterizadas porque el material contiene principalmente polialquilenotereftalato.

10. Fibras en electreto según por lo menos una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizadas porque el material contiene principalmente polipropileno.

11. Fibras en electreto según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizadas porque estas poseen un título del orden de 0,02 a 15 dtex.

12. Fibras en electreto según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizadas porque la resistencia al desgarre de las fibras se eleva de 20 al 80, preferentemente de 30 a 65 cN/tex; el estiramiento hasta la ruptura es del 10 al 200%, preferentemente del 10 al 50%, en particular del 20 al 30%, el encogimiento al calor medido tras un secado a 200ºC (S_{200}) se eleva del 0 al 50%, preferentemente es inferior al 10%.

13. Fibras en electreto según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizadas porque estas presentan una carga de preparación de 0 a 0,3% en peso, preferentemente de 0, a 0,08% en peso.

14. Fibras en electreto según por lo menos una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizadas porque estas se presentan en forma de hilos multifilamento, cables y no tejidos.

15. Fibras en electreto según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizadas porque estas se presentan combinación con una materia que no es de electreto, en forma de fibras de dos componentes.

16. Fibras en electreto según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizadas porque estas se presentan en forma de fibras de dos componentes que poseen una estructura del tipo núcleo / envoltura con un núcleo constituido de un material de electreto de la composición indicada en la reivindicación 1 y una envoltura constituida de una materia de polímero de punto de fusión inferior.

17. Fibras en electreto según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizadas porque estas se presentan en forma de fibras de dos componentes que poseen una estructura del tipo núcleo / envoltura con un núcleo constituido de no importa que materia de polímero apta para el hilado y una envoltura de una materia de electreto de la composición indicada en la reivindicación 1.

18. Fibras en electreto según por lo menos una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizadas porque estas presentan una carga de preparación hidrófoba de 0 a 0,3% en peso, preferentemente de 0 a 0,15% en peso.

19. Procedimiento de fabricación de fibras en electreto según la reivindicación 1, por hilado de un material fibrógeno a partir de la masa fundida a partir de una solución en un solvente adecuado, en el cual se pueda trabajar de manera conocida en sí conforme al procedimiento de hilado por vía húmeda o de hilado por vía seca, por enfriamiento, en caso de necesidad, de los filamentos que se han sometido al hilado, por deshilado a una velocidad del orden de alrededor de 100 a 8.000 m/minuto, preferentemente de 1.00 a 5.000 m/minuto y pasando seguidamente por otras etapas operativas habituales tales como en su caso un estiramiento y respectivamente en función de la aplicación ulterior prevista, un depósito en estado embrollado, un reagrupamiento para obtener hilos o cables, una texturación, una fijación, un corte para obtener fibras cortadas, caracterizado porque se somete a hilado un material que contiene principalmente un polímero o un policondensado fibrógeno y mayormente de 0,01 a 30% en peso (preferentemente de 0,01 a 10, especialmente de 0,1 a 5% en peso), respecto al peso del material, agentes de regulación de la carga que responden a la fórmula

5

20. Procedimiento para la fabricación de fibras en electreto de la reivindicación 1 mediante partición de fibras multilobulares particionables que contienen segmentos constituidos por material de electreto que se extiende a lo largo del eje de las fibras, o mediante composiciones de matriz de filamentos del tipo "isla en el mar" cuyas zonas forman las islas constituidas por el material de electreto, o por partición de una lámina hecha del material de electreto, caracterizado porque el material de electreto contiene principalmente un polímero o un policondensado fibrógeno y 0,01 a 30% en peso (preferentemente 0,01 a 10, especialmente 0,1 a 5% en peso), respecto al peso del material de trabajo, agentes de regulación de la carga que responden a la fórmula

6

21. No tejido caracterizado porque se compone de las fibras en electreto de la reivindicación 1 o que contiene estas.

22. Filtro contra polvo caracterizado porque está constituido por o que contiene un no tejido según la reivindicación 21.

23. Utilización de las fibras en electreto según la reivindicación 1 para la fabricación de no tejidos.

24. Utilización de las fibras en electreto según la reivindicación 1 para la fabricación de filtros contra polvo.