ES2334202T3 - Procedimiento de obtencion de un hilo, hilo obtenido mediante dicho procedimiento y estructura textil. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento de obtención de un hilo que comprende un alma y una vaina plástica que comprende una composición ignifugante sin halógeno, constituida por lo menos por una resina acrílica y un agente intumescente dispersados en un medio plastificante, caracterizado porque: (a) se dispone de una hilera adaptada al paso del alma de dicho hilo, que genera un porcentaje de cizalladura por lo menos igual a 20.000 s-1 al paso del plastisol según (c), (b) se dispone de la composición ignifugante en estado de plastisol no gelificado, (c) utilizando un medio plastificante que comprende, un fosfato orgánico mayoritario en peso en dicho medio plastificante, y un ftalato, se adaptan las propiedades reológicas del plastisol, de manera que a bajo porcentaje de cizalladura, como máximo igual a 400 s-1, dicho plastisol tenga un comportamiento de tipo newtoniano, con una viscosidad inferior o igual a 6000 mPa.s, medida con un viscosímetro Brookfield RVT a 20 vueltas/min, y que a un alto porcentaje de cizalladura por lo menos igual a 10.000 s-1, tenga un comportamiento del tipo pseudoplástico, (d) se hace pasar el alma del hilo por dicha hilera, por una distribución periférica del plastisol alrededor de dicha alma del plastisol, (e) se procede a la gelificación de la composición ignifugante.

Description

Procedimiento de obtención de un hilo, hilo obtenido mediante dicho procedimiento y estructura textil.
La presente invención se refiere a un procedimiento de recubrimiento de una composición ignifugante, sin halógeno, de un sustrato, por ejemplo unos hilos o estructuras textiles, para responder a todas las aplicaciones o especificaciones particulares, por ejemplo para la fabricación de pantallas solares tales como cortinas o persianas. Más precisamente, la invención se refiere a dicho procedimiento de recubrimiento con una composición ignifugante, en estado de plastisol, que comprende un medio plastificante, por lo menos una resina acrílica dispersada en dicho medio plastificante, y un agente intumescente.
De manera general, se conocen ya, y el solicitante fabrica y vende unos hilos compuestos que comprenden:
-
un alma que comprende un hilo continuo, en particular de material inorgánico, por ejemplo de vidrio, y
-
una vaina o envolvente que comprende una matriz constituida por lo menos por un material polímero clorado, por ejemplo un policroluro de vinilo (PVC),
-
una carga mineral ignifugante incorporada y distribuida en dicha matriz, y
-
un plastificante.
Preferentemente, pero de manera no exclusiva, un hilo de este tipo es obtenido por el recubrimiento del alma con un plastisol que comprende el material polímero clorado, por ejemplo PVC, y el plastificante, y después por gelificación del plastisol alrededor del alma.
Por otra parte, el solicitante ha propuesto una composición plástica ignifugante sin halógeno, descrita en el documento FR-A-2 755 973, aplicable a un sustrato, tal como un hilo de material mineral u orgánico, de origen natural o sintético, tal como vidrio, poliéster, poliamida, polipropileno, polietileno, y sin halógeno o compuesto halogenado. Esta composición plástica ignifugante comprende una fracción ligante que liga dicha composición, y un agente intumescente constituido por lo menos por un compuesto ácido fuerte, termodegradable, y un compuesto polihídrico carbonado. Dicha fracción ligante como tal tiene un índice límite de oxígeno (ILO) por lo menos igual a 25%, y el agente intumescente está constituido esencialmente por dicho compuesto ácido fuerte y dicho compuesto polihídrico carbonado, presentando el extracto seco de la composición una relación ponderal entre dicho compuesto ácido fuerte y dicho compuesto polihídrico carbonado comprendida entre 1,5 y 2, y preferentemente de 1,85.
La composición ignifugante descrita puede presentarse en forma sólida, fundida o líquida. De manera preferida, esta composición se presenta en forma de una dispersión acuosa.
Los tejidos técnicos obtenidos con unos hilos tales como los descritos más arriba, y cuando son utilizados en diferentes entornos, en particular para el acondicionado tanto interior como exterior de inmuebles o construcciones, por ejemplo a título de persianas o toldos, son sometidos a unas exigencias de comportamiento al fuego, definidas por unas reglamentaciones y/o procedimientos de homologación o autorización, nacionales o internacionales.
Así, la reglamentación aplicable a dichos tejidos en la República Federal de Alemania define diferentes clasificaciones, caracterizadas en particular por la longitud de la muestra destruida por el fuego, y por la temperatura de los humos de combustión, e identificadas por las letras B1 a B3, caracterizando la letra B1 el mejor comportamiento al fuego accesible por un material que comprende unas materias orgánicas.
La reglamentación aplicable en Francia define en cuanto a sí misma, también diferentes clasificaciones, por una parte caracterizadas en particular por la emisión de humos e identificadas por las letras F0 a F5, siendo F3 el mejor comportamiento accesible por un material que contiene un polímero halogenado, y por otra parte caracterizadas en particular por la duración de inflamación del tejido, e identificadas por las letras M0 a M4, identificando la letra M1 el mejor comportamiento al fuego generalmente accesible por un material que comprende unas materias orgánicas.
A fin de satisfacer las exigencias en materia de comportamiento al fuego, es conocido incorporar en cualquier composición plástica un agente intumescente apropiado, formulado con la resina de manera que alcance el nivel de ignifugación requerido.
Tratándose del recubrimiento de un sustrato, y en particular del alma de un hilo, con una composición plástica ignifugante, que comprende una resina acrílica y un agente intumescente, el solicitante ha buscado el modo de recubrimiento más apropiado, es decir susceptible de preservar al final las propiedades del hilo o de la estructura compuesta obtenida, en términos de termosoldabilidad y de resistencia a las bases como a las temperaturas elevadas.
Tratándose de un hilo, el solicitante ha considerado en primer lugar a este fin un modo de recubrimiento, por paso del alma por una hilera, con una distribución periférica alrededor del alma de una vaina de la composición plástica ignifugante, en estado de plastisol no gelificado, es decir con un medio plastificante en el cual están distribuidos, la resina acrílica y el agente intumescente.
Esta vía de aportación de la composición plástica ignifugante sobre el sustrato, es decir en el estado de plastisol, evita recurrir a una fusión de la resina, a temperatura elevada, susceptible de degradar las propiedades finales de esta última y degradar el agente intumescente.
A continuación, el solicitante ha buscado las propiedades reológicas óptimas de las composiciones ignifugantes según la invención, compatibles con los procedimientos de recubrimiento que utilizan unas hileras con porcentaje de cizalladura elevado (por ejemplo de orden de por lo menos 15.000 a 20.000, incluso 100.000 s^{-1}).
Según la invención, esta compatibilidad se obtiene cuando el plastisol presenta, a bajo porcentaje de cizalladura, inferior a 400 s, un comportamiento de tipo newtoniano, con una viscosidad inferior o igual a 6.000 mPa.s, medida con un viscosímetro Brookfield RVT a 20 rpm y a porcentaje de cizalladura elevado, superior a 10.000 s^{-1}, un comportamiento de tipo pseudoplástico.
Como sabe el experto en reología, un comportamiento newtoniano está caracterizado por un esfuerzo de cizalladura que varía linealmente con el porcentaje de cizalladura, y un comportamiento pseudoplástico está caracterizado por un esfuerzo de cizalladura que alcanza un valor límite, cuando el porcentaje de cizalladura aumenta.
En el caso de la presente invención, el comportamiento newtoniano es puesto en evidencia por la posibilidad de medir la viscosidad de la composición ignifugante, según cualquier método apropiado, estandarizado o no, y el comportamiento pseudoplástico es puesto en evidencia por la aptitud para la composición ignifugarte de pasar, sin costura, por una hilera de recubrimiento con un alto grado de cizalladura, por ejemplo del orden de 15.000 a 20.000 s^{-1}.
Preferentemente, de manera que se preserven las propiedades del hilo de estructura compuesta obtenido, en particular su termosoldabilidad y su resistencia a la intemperie, la proporción ponderal del medio plastificante que comprende un fosfato es como máximo igual a 200% con respecto al peso de la resina acrílica, y/o la proporción ponderal del agente intumescente es como máximo igual a 200% con respecto al peso de la resina acrílica.
El medio plastificante comprende mayoritariamente en peso un fosfato orgánico, con eventualmente y preferentemente un ftalato.
La proporción ponderal del agente intumescente está comprendida entre 50 y 200%, y preferentemente entre 150 y 200% en peso de la resina.
Cualquier hilo compuesto o cualquier o cualquier estructura compuesta textil, susceptible de ser obtenida por recubrimiento y después gelificación de una composición ignifugante tal como la definida anteriormente, puede permitir alcanzar una resistencia al fuego según la norma francesa NFP 92503, en particular el nivel de clasificación M1, y también un buen comportamiento a la intemperie que verifica la norma ISO 105, y por último una buena termosoldabilidad.
En la descripción y reivindicaciones, los términos y expresiones indicados a continuación tienen el significado siguiente:
-
una "resina acrílica" es cualquier polímero sintético derivado del ácido propenoico;
-
"un compuesto ácido fuerte termodegradable" es un compuesto que libera un ácido fuerte o bien sólo, o bien in situ a partir de un precursor, a temperatura elevada, es decir entre aproximadamente 100ºC y aproximadamente 250ºC;
-
"un compuesto polihídrico carbonado" es un compuesto generalmente seleccionado de entre las diferentes clases de carbohidratos, y que presenta una cantidad relativamente elevada de carbono y muchos lugares hidróxilos;
-
"un derivado fosforado líquido" es un producto ignifugante que comprende unos grupos fosfatos y que se presenta en forma líquida;
-
"un agente generador de gas" es un producto que bajo la acción de la temperatura desprenderá por degradación térmica un gas, por ejemplo dióxido de carbono o amoniaco;
-
"un plastisol en estado gelificado" es una dispersión de polímeros, de cargas y aditivos diversos en un plastificante.
En otro modo de realización preferido según la invención, la composición plástica ignifugante comprende asimismo un plastificante de tipo fosfato. Con un plastificante de tipo fosfato/ftalato, las características son mejores en términos de baja viscosidad, y la exudación de plastificante después de gelificación es más baja.
Como ejemplo de plastificante de tipo ftalato, se pueden citar los plastificantes PALATINOL C o PALATINOL N comercializados por la compañía BASF.
Como plastificante de tipo fosfato, se pueden citar los DISFLAMOLL DPO y DPK® comercializados por la compañía BAYER.
Como ejemplo de plastificante de tipo fosfato/ftalato, se pueden citar los comercializados por la compañía SOLUTIA.
En otro modo aún de realización preferido según la invención, la resina acrílica es un homopolímero o copolímero a base de metacrilato de metilo.
Una resina de este tipo puede por ejemplo ser seleccionada de entre las resinas BM310® y BM410® comercializadas por la compañía RÖHM.
La composición plástica ignifugante según la invención puede comprender asimismo unos agentes anti-UV, y/o unos agentes opacificantes, y/o unos pigmentos, y/o unos agentes que permiten rebajar la viscosidad cuando tiene lugar la utilización.
Como agentes anti-UV, se pueden citar en particular unos compuestos del tipo benzofenona como el TINUVIN P comercializado por la compañía WITCO, o unos compuestos del tipo benzotriazol como el TINUVIN 320 comercializado por la compañía WITCO o el LOWILITE 55 comercializado por la compañía GREAT LAKES.
Como agentes opacificantes, se pueden en particular citar los carbonatos de calcio o los sulfuros de zinc.
Como pigmentos, se pueden citar en particular los productos de las gamas IRGALITHE o CROMOPHAL comercializados por la compañía CIBA.
Como agentes que permiten rebajar la viscosidad cuando tiene lugar la utilización, se pueden citar en particular los reductores de viscosidad comercializados por la compañía BYK CHEMIE.
El agente intumescente de la composición según la invención comprende por tanto por lo menos un compuesto ácido fuerte.
Preferentemente, el compuesto ácido fuerte termodegradable se selecciona de entre el grupo constituido por los ácidos fosfóricos, los ácidos bóricos, y las sales de estos últimos que presentan un catión volátil, y preferentemente el polifosfato de amonio. En efecto, el agente fuente de ácido es elegido para poder deshidratar de forma eficaz, si está presente, el agente fuente de carbono, esto a partir de una cierta temperatura o en presencia de una llama, y para liberar el ácido en unas gamas de temperatura próximas a la temperatura de inflamación del sustrato a ignifugar.
El agente intumescente puede comprender asimismo un compuesto polihidríco carbonado. El compuesto polihidrico carbonado es preferentemente un almidón o alcohol polihídrico, y más preferentemente el pentaeritritol. En efecto, estos agentes contienen una cantidad relativamente elevada de carbono y muchos lugares hidroxilos, lo que favorece la formación de un residuo expandido importante.
El agente intumescente puede comprender asimismo unos derivados fosforados líquidos que permiten disminuir aún la viscosidad del plastisol fluido. Estos derivados se seleccionan preferentemente de entre los productos de la gama FYROL® comercializados por la compañía AKZO.
El agente intumescente puede comprender asimismo unos agentes generadores de gas, tales como en particular la melamina.
En un modo de realización muy preferido según la invención, la composición plástica ignifugante comprende
en peso:
1
Otro objeto según la invención es un hilo compuesto ignífugo, obtenido por el procedimiento descrito anteriormente y que comprende un alma débilmente combustible en material mineral u orgánico, por ejemplo sin halógeno, y una vaina de material plástico susceptible de ser obtenida a partir de la composición ignifugante tal como la definida anteriormente. El material del alma es por ejemplo la silicona.
El alma de material sin halógeno del hilo compuesto se puede seleccionar de entre el grupo constituido por un hilo de material mineral u orgánico, de origen natural o sintético, tal como vidrio, silicona, poliéster, poliamida, polipropileno, polietileno Preferentemente, se elegirá un alma de hilo de vidrio o fibra de vidrio continua, o silicona.
Otro objeto según la invención se refiere a una estructura textil, que ensambla o entrecruza unos hilos compuestos tales como los obtenidos anteriormente.
Otro objeto según la invención es un sustrato débilmente combustible, por ejemplo una estructura textil, recubierta con una capa de resina, obtenida por recubrimiento y después gelificación de una composición ignifugante según el procedimiento definido anteriormente.
Otros objetos según la invención son respectivamente una pantalla de protección solar, una pantalla de señalización, y un revestimiento mural o para techo, que comprende una estructura textil tal como la definida anteriormente.
Los ejemplos siguientes ilustran la invención pero no limitan en modo alguno el alcance de las reivindicaciones adjuntas.
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Ejemplo 1 Formulación I de una composición plástica ignifugante
2 
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Una composición plástica ignifugante de este tipo presenta en su campo newtoniano una viscosidad de 4.600 mPa.s, medida con un viscosímetro Brookfield RVT a 20 rpm. La misma es por otra parte pseudoplástica, con alto grado de cizalladura.
Los tests de comportamiento al fuego han sido realizados sobre unos tejidos de vidrio recubiertos por la composición plástica ignifugante descrita más arriba, así como sobre unos hilos compuestos formados por aproximadamente 54% (o 50%) de silicona y de 46% (o 50%) de composición plástica ignifugante descrita más arriba.
Los resultados de los tests efectuados permiten mostrar que la clasificación M1 de la norma NFP 92503 puede ser atribuida a los textiles así obtenidos.
Ejemplo 2 Formulación II de una composición plástica ignifugante
3
Una composición plástica ignifugante de este tipo presenta en su campo newtoniano una viscosidad de 6.000 mPa.s, medida con un viscosímetro Brookfield RVT a 20 vueltas/min. La misma es por otra parte pseudoplástica, con alto porcentaje de cizalladura.
Se han reproducido los mismos tests y resultados que los descritos en el Ejemplo 1.
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Ejemplo 3 Formulación III de una composición plástica ignifugante
4 
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Una composición plástica ignifugante de este tipo presenta en su campo newtoniano una viscosidad de 4300 mPa.s; medida con un viscosímetro Brookfield RVT a 20 vueltas/min. La misma es por otra parte pseudoplástica, con alto porcentaje de cizalladura.
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Ejemplo 4 Formulación IV de una composición plástica ignifugante
6
Una composición plástica ignifugante de este tipo presenta en su campo newtoniano una viscosidad de 5.250 mPa.s; medida con un viscosímetro Brookfield RTV a 20 vueltas/min. La misma es por otra parte pseudoplástica, con alto porcentaje de cizalladura.
Se han reproducido los mismos tests y resultados que los descritos en el ejemplo 1.
Se pueden formular y calificar otras muchas composiciones plásticas ignifugantes mediante unos ensayos de rutina, a partir de los ejemplos anteriores, y de las consideraciones complementarias siguientes:
1)
el comportamiento reológico final depende en gran parte del plastificante utilizado, más precisamente su naturaleza química y su proporción; a este respecto, se debe preferir un plastificante que comprende un ftalato;
2)
la proporción de los componentes o compuestos en el agente intumescente interviene poco en el comportamiento reológica final, puesto que se buscan en particular unas propiedades intumescentes efectivas; por el contrario, la proporción del agente intumescente es importante con respecto al comportamiento reológico final. Es preciso limitar esta proporción, sin perjudicar en cambio la ignifugación;
3)
cualquier adyuvante reductor de viscosidad permite ajustar si es necesario estas propiedades reológicas.

Claims (11)

1. Procedimiento de obtención de un hilo que comprende un alma y una vaina plástica que comprende una composición ignifugante sin halógeno, constituida por lo menos por una resina acrílica y un agente intumescente dispersados en un medio plastificante, caracterizado porque:
(a) se dispone de una hilera adaptada al paso del alma de dicho hilo, que genera un porcentaje de cizalladura por lo menos igual a 20.000 s^{-1} al paso del plastisol según (c),
(b) se dispone de la composición ignifugante en estado de plastisol no gelificado,
(c) utilizando un medio plastificante que comprende, un fosfato orgánico mayoritario en peso en dicho medio plastificante, y un ftalato, se adaptan las propiedades reológicas del plastisol, de manera que a bajo porcentaje de cizalladura, como máximo igual a 400 s^{-1}, dicho plastisol tenga un comportamiento de tipo newtoniano, con una viscosidad inferior o igual a 6000 mPa.s, medida con un viscosímetro Brookfield RVT a 20 vueltas/min, y que a un alto porcentaje de cizalladura por lo menos igual a 10.000 s^{-1}, tenga un comportamiento del tipo pseudoplástico,
(d) se hace pasar el alma del hilo por dicha hilera, por una distribución periférica del plastisol alrededor de dicha alma del plastisol,
(e) se procede a la gelificación de la composición ignifugante.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción ponderal del medio plastificante en el plastisol es como máximo igual al 200% con respecto al peso de la resina acrílica.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción ponderal del agente intumescentes en el plastisol es como máximo igual a 200% con respecto al peso de la resina acrílica.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción ponderal del medio plastificante en el plastisol está comprendida entre 100 y 200%, y preferentemente comprendida entre 120 y 145% en peso de la resina.
5. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la proporción ponderal del agente intumescente en el plastisol, está comprendida entre 50 y 200%, y preferentemente comprendida entre 150 y 200% en peso de la resina acrílica.
6. Hilo compuesto ignífugo, con una vaina de resina débilmente combustible, por ejemplo sin halógeno, caracterizado porque es susceptible de ser obtenido mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
7. Hilo según la reivindicación 6, caracterizado porque el material del alma es silicona.
8. Estructura textil, que ensambla o entrecruza unos hilos según la reivindicación 7.
9. Pantalla de protección solar que comprende una estructura textil según la reivindicación 8.
10. Pantalla de señalización que comprende una estructura textil según la reivindicación 8.
11. Revestimiento mural o para techo, que comprende una estructura textil según la reivindicación 8.
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