ES2462870B1 - Procedimiento de obtención de una fibra artificial, fibra artificial obtenida y uso - Google Patents

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Abstract

Procedimiento de obtención de una fibra artificial, fibra artificial obtenida y uso, siendo del tipo de fibras obtenidas a partir de una base polimérica, masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta, de forma que el procedimiento comprende la mezcla en una extrusora de granza de poliolefinas en un porcentaje entre el 55 y 92% con zeolita en un porcentaje entre el 5 y 30% en peso y masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta en un porcentaje del 5 al 15% procesado a un temperatura entre 180 y 250°c se extrusiona, procediendo al enfriado y secado de la fibra, para su posterior estirado, bobinado y trenzado, habiendo obtenido una fibra artificial hidrófila de especial aplicación como césped artificial, tanto para su uso en instalaciones deportivas como para uso decorativo, doméstico o paisajístico.

Description



DESCRIPCIÓN
Procedimiento de obtención de una fibra artificial, fibra artificial obtenida y uso.
OBJETO DE LA INVENCIÓN. 5
La siguiente invención, según se expresa en el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un procedimiento de obtención de una fibra artificial, fibra artificial obtenida y uso, de forma que el objeto esencial es desarrollar una fibra artificial, esencialmente, para césped artificial con capacidad de retención de agua para mantener la temperatura de uso, independientemente de las condiciones exteriores, a la vez que mantiene las 10 propiedades biomecánicas y la durabilidad.
En definitiva, se trata de obtener una fibra artificial, principalmente, para uso como césped artificial en instalaciones deportivas, con propiedades hidrófilas que le permiten retener agua y con ello la temperatura de uso, con la ventaja de reducir la cantidad de agua necesaria para su uso en condiciones óptimas. 15
CAMPO DE APLICACIÓN.
En la presente memoria se describe un procedimiento de obtención de una fibra artificial, así como la fibra artificial obtenida, siendo de especial aplicación como césped artificial para instalaciones deportivas, tales como 20 campos de futbol, golf, rugby, pádel o hockey.
Asimismo, la fibra artificial obtenida también será de aplicación como césped artificial para uso doméstico, decorativo o paisajístico, en jardines, piscinas, terrazas o caminos de paso.
25
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN.
Como es conocido, cada día son más los organismos y clubes deportivos que optan por dotar a sus instalaciones de campos de juego de diferentes deportes con césped artificial como alternativa al césped de hierba natural al requerir un menor mantenimiento y ofrecer una sensación semejante a la del césped de hierba 30 natural y presentar mejoras, tales como, que un campo de césped artificial puede usarse todo el año y los campos de césped de hierba natural requieren un tiempo de recuperación en el cual no pueden usarse. Estas alfombras de césped artificial son fabricadas mediante el tejido de las fibras artificiales.
Así, estas fibras artificiales fabricadas para ser usadas como césped artificial son obtenidas a partir de una base 35 polimérica, tal como el polietileno y masterbachts color y un estabilizador de ultravioleta para protegerlas de los rayos ultravioleta.
Por otra parte, con objeto de obtener alfombras de césped artificial cuyas fibras mantenga sus características en el tiempo, las fibras monofilamento deben de tener una alta resiliencia que le hacen recuperar su posición 40 vertical tras haber sido comprimidas puntual o temporalmente en el tiempo evitando que las fibras queden inclinadas sobre el suelo.
Éste consiste en una base polimérica-textil sobre la cual van unidas fibras termoplásticas que se asemejan a las fibras de césped natural. Parte de dicha superficie comprende además un relleno granulado cuya función es 45 simular la textura del suelo natural y su respuesta frente a las pisadas en condiciones funcionales. También puede incluir una sub-base elástica que aporte las propiedades biomecánicas requeridas.
Uno de los problemas que presenta el uso de las instalaciones deportivas de césped artificial, es la necesidad de una continua humectación, para mantener la temperatura y condiciones óptimas de uso. 50
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.
Mediante el objeto de la invención se trata de solventar los problemas expuestos de manera que el desarrollo de la nueva fibra de acuerdo a un material polimérico con base poliolefinas, que pueda ser procesado por los 55 métodos actuales de “tufting” y que pueda mantener la temperatura de una forma constante durante su uso, de forma que la base poliolefina, en una ejecución preferente es, polietileno, por lo que, lógicamente, puede tratarse de otra poliolefina.
Para ello, en la presente memoria se describe un procedimiento de obtención de una fibra artificial con unas 60 característica hidrófilas de retención de agua y capaces de mantener la temperatura de uso.
Así, partiendo de un procedimiento basado en una mezcla de base polimérica, tal como polietileno con masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta, se trata de obtener una fibra con propiedades hidrófilas, de forma que el procedimiento comprende: 65
 la mezcla en una extrusora de :
o granza de poliolefina, por ejemplo, polietileno, en un porcentaje entre el 55 y 92% en peso con:
 zeolita en un porcentaje entre el 5 y 30% en peso, o
 celulosa en un porcentaje entre el 3 y el 20% 5
o masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta en un porcentaje del 5 al 15%;
 el calentamiento de la mezcla a una temperatura de 180 a 250ºC durante 5 minutos;
 el extrusionado de la mezcla fundida,
 el enfriado de la fibra a la salida del cabezal de extrusionado;
 el secado de la fibra; 10
 el estirado de la fibra en una relación entre 3 y 6 a una temperatura entre 90 y 120ºC, y;
 el bobinado y trenzado de la fibra con un número de torsiones de entre 24 y 40.
En una ejecución preferente de la invención el procedimiento comprende:
15
 la mezcla en una extrusora de:
o granza de poliolefina en un porcentaje entre el 60 y 89% en peso con:
o zeolita en un porcentaje del 5 al 30% en peso, y;
o masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta en un porcentaje del 6 al 10%;
 calentamiento de la mezcla a una temperatura de 180 a 250ºC durante 5 minutos; 20
 el extrusionado de la mezcla fundida,
 el enfriado de la fibra a la salida del cabezal de extrusionado;
 el secado de la fibra;
 el estirado de la fibra en una relación entre 3 y 6 a una temperatura entre 90 y 120ºC, y;
 bobinado y trenzado de la fibra con un número de torsiones de entre 24 y 40. 25
En una ejecución más preferente de la invención el procedimiento comprende:
 la mezcla en una extrusora de :
o granza de poliolefina en un porcentaje entre el 70 y el 83% en peso con: 30
o zeolita en un porcentaje entre el 10 y 20% en peso, y;
o masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta en un porcentaje entre el 7 y el 10%;
 calentamiento de la mezcla a una temperatura de 180 a 250ºC durante 5 minutos;
 el extrusionado de la mezcla fundida,
 el enfriado de la fibra a la salida del cabezal de extrusionado; 35
 el secado de la fibra;
 el estirado de la fibra en una relación entre 3 y 6 a una temperatura entre 90 y 120ºC, y;
 bobinado y trenzado de la fibra con un número de torsiones de entre 24 y 40.
En una variante de ejecución práctica de la invención el procedimiento comprende: 40
 la mezcla en una extrusora de :
o granza de poliolefina en un porcentaje entre el 70 y 90% en peso:
o celulosa en un porcentaje del 3 al 20% en peso, y;
o masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta en un porcentaje del 7 al 10% en peso; 45
 calentamiento de la mezcla a una temperatura de 180 a 250ºC durante 5 minutos;
 el extrusionado de la mezcla fundida,
 el enfriado de la fibra a la salida del cabezal de extrusionado;
 el secado de la fibra;
 el estirado de la fibra en una relación entre 3 y 6 a una temperatura entre 90 y 120ºC, y; 50
 bobinado y trenzado de la fibra con un número de torsiones de entre 24 y 40.
Más preferentemente el procedimiento comprende:
 la mezcla en una extrusora de : 55
o granza de poliolefina en un porcentaje del 83 al 85% en peso:
o celulosa en un porcentaje del 8 al 10% en peso, y;
o masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta en un porcentaje del 7% en peso;
 calentamiento de la mezcla a una temperatura de 180 a 250ºC durante 5 minutos;
 el extrusionado de la mezcla fundida, 60
 el enfriado de la fibra a la salida del cabezal de extrusionado;
 el secado de la fibra;
 el estirado de la fibra en una relación entre 3 y 6 a una temperatura entre 90 y 120ºC, y;
 bobinado y trenzado de la fibra con un número de torsiones de entre 24 y 40.
65
La mezcla puede llevarse a cabo a una velocidad de 30 a 150rpm.
De acuerdo una ejecución práctica de la invención la zeolita o la celulosa están integradas en la granza de poliolefina, es decir, la zeolita y la celulosa puede aportarse de forma independiente o pueden formar parte de la propia granza de poliolefina, de manera que de lo que se trata es de incorporar un elemento que permita una adsorción de agua y que la retenga, y, asimismo, la zeolita puede ser en polvo o no. 5
El enfriado de la fibra a la salida del cabezal de extrusionado se produce por inmersión en una bañera de agua o por aire.
De esta forma, la fibra obtenida de acuerdo al procedimiento de obtención descrito presenta una composición 10 de:
 63 a 88% de poliolefina;
 5 al 30% de zeolita, y;
 7% de masterbachts y estabilizadores ultravioleta 15
Más preferentemente, la fibra obtenida de acuerdo al procedimiento de obtención descrito presenta una composición de:
 70 a 80% de poliolefina; 20
 13 a 20% de zeolita, y;
 7 al 10% de masterbachts y estabilizadores ultravioleta
Por otra parte, en una variante de ejecución práctica de la invención la fibra presenta una composición de:
25
 73 al 90% de poliolefina;
 4 al 20% de celulosa, y;
 7% de masterbachts y estabilizadores ultravioleta.
Más preferentemente, la fibra obtenida de acuerdo al procedimiento de obtención descrito presenta una 30 composición de:
 83 a 87% de poliolefina;
 6 al 10% de celulosa, y;
 7% de masterbachts y estabilizadores ultravioleta. 35
La fibra así obtenida presenta unas características hidrófilas de retención de agua permitiendo un mantenimiento de la temperatura de uso, lo cual representa una importante ventaja, ya que, para su mantenimiento en condiciones idóneas de uso se precisará un menor gasto de agua.
40
Así, la fibra obtenida de acuerdo con el procedimiento y la composición descrita como césped artificial es de uso en instalaciones deportivas, así como de uso doméstico, decorativo o paisajístico.
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar, y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, de un 45 juego de planos, en cuyas figuras de forma ilustrativa y no limitativa, se representan los detalles más característicos de la invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DISEÑOS.
50
Figura 1. Muestra una vista de las sucesivas fases que comprende el procedimiento objeto de la invención para la obtención de una fibra artificial con características hidrófilas de especial aplicación como césped artificial para diferentes usos.
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE. 55
A la vista de las comentadas figuras y de acuerdo con la numeración adoptada podemos observar como para llevar a cabo el procedimiento de obtención de una fibra artificial objeto de la invención en una primera fase los componentes de la mezcla son introducidos en una extrusora 1, y, así, son introducidos la granza de poliolefina, tal como polietileno, la zeolita y el masterbachts color y los estabilizadores de ultravioleta, de acuerdo a sus 60 correspondientes porcentajes, de forma que se lleva a cabo la mezcla y el calentamiento de la misma, para lo cual la mezcla se efectúa a una velocidad de 30 a 150 rpm, con un calentamiento a una temperatura de 180 a 250 ºC y durante unos 5 minutos.
La zeolita y la celulosa pueden estar incorporadas en la propia granza de poliolefina de acuerdo al porcentaje 65 deseado, o bien puede ser independientes a la granza y aportarse al efectuar la mezcla, de forma que la zeolita
puede estar en polvo o no.
Posteriormente la mezcla fundida es extrusionada por un cabezal con distintos tipos de perfiles, y, así, puede tratarse de un perfil plano, ovalado o con cualquier otra geometría particular deseada.
5
En una segunda fase, a la salida del cabezal de la extrusora 1 de la primera fase, se procede al enfriado 2 de la fibra que puede llevarse a cabo, por ejemplo, por aire frío o por inmersión en bañera de agua.
Una vez enfriada la fibra, en una tercera fase, es conducida por unos secadores para su secado 3 y, una vez seca, se procede, en una cuarta fase, a su estirado 4 a una temperatura de 90 a 120ºC y con una relación de 10 estirado de 3 a 6.
Finalmente, en una quinta fase, se procede al bobinado y trenzado 5 de la fibra con un número de torsiones de entre 24 y 40, de forma que la fibra artificial obtenida queda lista para coserla al basamento correspondiente para la formación de “moquetas” de césped artificial. 15
De esta forma, las “moquetas” de césped artificial se basan en una fibra artificial hidrófila, esto es, una fibra artificial que retiene el agua con lo que mantiene la temperatura de uso, independientemente de las condiciones medio ambientales.
20
EJEMPLO.-
En una extrusora monohusillo con una capacidad de producción de 150 Kg/h se introdujo 97.5 kilos de polietileno, 37.5 de zeolita en polvo y 15 de masterbachts y estabilizadores de ultravioleta, de forma que se procedió a su mezcla a 32 rpm a una temperatura de 215ºC durante 5 minutos. 25
A continuación la mezcla fundida fue extrusionada y a la salida del cabezal de extrusionado la fibra fue enfriada por inmersión en un baño de agua a 40ºC.
Una vez que la fibra fue enfriada se paso por unos secadores y, una vez seca, se estiro, a una temperatura de 30 100ºC, con una relación de estiramiento de 5 para, finalmente, ser bobinada la fibra con un trenzado de 30.
De esta forma, se obtuvo una fibra artificial con una composición de:
 65% de polietileno; 35
 25% de zeolita, y;
 10% de masterbachts color y estabilizadores de ultravioleta.
Finalmente se pudo comprobar cómo la fibra artificial obtenida de acuerdo al procedimiento y composición del ejemplo, en cuanto a sus propiedades biomecánicas y la durabilidad presentaba las mismas características que 40 una fibra artificial convencional, mientras que también se pudo comprobar que la fibra generada es capaz de retener el agua con objeto de mantener su temperatura de uso adecuada.

Claims (1)



  1. REIVINDICACIONES
    1ª.- PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE UNA FIBRA ARTIFICIAL, siendo del tipo de fibras obtenidas a partir de una base polimérica, masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta, caracterizado por que el procedimiento comprende: 5
     la mezcla en una extrusora (1) de :
    o granza de poliolefina en un porcentaje entre el 55 y 92% en peso con:
     zeolita en un porcentaje entre el 5 y 30% en peso, o
     celulosa en un porcentaje entre el 3 y el 20% en peso 10
    o masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta en un porcentaje del 5 al 15% en peso;
     el calentamiento de la mezcla a una temperatura de 180 a 250ºC durante 5 minutos;
     el extrusionado de la mezcla fundida,
     el enfriado (2) de la fibra a la salida del cabezal de extrusionado;
     el secado (3) de la fibra; 15
     el estirado (4) de la fibra en una relación entre 3 y 6 a una temperatura entre 90 y 120ºC, y;
     el bobinado y trenzado (5) de la fibra con un número de torsiones de entre 24 y 40.
    2ª.- PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE UNA FIBRA ARTIFICIAL, según la 1ª reivindicación, caracterizado por que el procedimiento comprende: 20
     la mezcla en una extrusora (1) de :
    o granza de poliolefina en un porcentaje entre el 60 y 89% en peso:
    o zeolita en un porcentaje del 5 al 30% en peso, y;
    o masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta en un porcentaje del 6 al 10% en peso; 25
     calentamiento de la mezcla a una temperatura de 180 a 250ºC durante 5 minutos;
     el extrusionado de la mezcla fundida,
     el enfriado (2) de la fibra a la salida del cabezal de extrusionado;
     el secado (3) de la fibra;
     el estirado (4) de la fibra en una relación entre 3 y 6 a una temperatura entre 90 y 120ºC, y; 30
     bobinado y trenzado (5) de la fibra con un número de torsiones de entre 24 y 40.
    3ª.- PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE UNA FIBRA ARTIFICIAL, según la 1ª reivindicación, caracterizado por que el procedimiento comprende:
    35
     la mezcla en una extrusora (1) de :
    o granza de poliolefina en un porcentaje del 70 al 83% en peso:
    o zeolita en un porcentaje del 10 al 20% en peso, y;
    o masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta en un porcentaje del 7 al 10% en peso;
     calentamiento de la mezcla a una temperatura de 180 a 250ºC durante 5 minutos; 40
     el extrusionado de la mezcla fundida,
     el enfriado (2) de la fibra a la salida del cabezal de extrusionado;
     el secado (3) de la fibra;
     el estirado (4) de la fibra en una relación entre 3 y 6 a una temperatura entre 90 y 120ºC, y;
     bobinado y trenzado (5) de la fibra con un número de torsiones de entre 24 y 40. 45
    4ª.- PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE UNA FIBRA ARTIFICIAL, según la 1ª reivindicación, caracterizado por que el procedimiento comprende:
     la mezcla en una extrusora (1) de :
    o granza de poliolefina en un porcentaje entre el 70 y 90%: 50
    o celulosa en un porcentaje del 3 al 20% en peso, y;
    o masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta en un porcentaje del 7 al 10% en peso;
     calentamiento de la mezcla a una temperatura de 180 a 250ºC durante 5 minutos;
     el extrusionado de la mezcla fundida,
     el enfriado (2) de la fibra a la salida del cabezal de extrusionado; 55
     el secado (3) de la fibra;
     el estirado (4) de la fibra en una relación entre 3 y 6 a una temperatura entre 90 y 120ºC, y;
     bobinado y trenzado (5) de la fibra con un número de torsiones de entre 24 y 40.
    5ª.- PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE UNA FIBRA ARTIFICIAL, según la 1ª reivindicación, caracterizado 60 por que el procedimiento comprende:
     la mezcla en una extrusora (1) de :
    o granza de poliolefina en un porcentaje del 83 al 85% en peso:
    o celulosa en un porcentaje del 8 al 10% en peso, y;
    o masterbacht color y estabilizadores de ultravioleta en un porcentaje del 7% en peso; 65
     calentamiento de la mezcla a una temperatura de 180 a 250ºC durante 5 minutos;
     el extrusionado de la mezcla fundida,
     el enfriado (2) de la fibra a la salida del cabezal de extrusionado;
     el secado (3) de la fibra;
     el estirado (4) de la fibra en una relación entre 3 y 6 a una temperatura entre 90 y 120ºC, y;
     bobinado y trenzado (5) de la fibra con un número de torsiones de entre 24 y 40. 5
    6ª.- PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE UNA FIBRA ARTIFICIAL, según la 1ª reivindicación, caracterizado por que la zeolita o la celulosa están integradas en la granza de poliolefina.
    7ª.- PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE UNA FIBRA ARTIFICIAL, según la 1ª reivindicación, caracterizado 10 por que la mezcla en la extrusora (1) se produce a una velocidad de 30 a 150rpm.
    8ª.- PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE UNA FIBRA ARTIFICIAL, según la 1ª reivindicación, caracterizado por que el enfriado (2) de la fibra a la salida del cabezal de extrusionado se produce por inmersión en una bañera de agua o por aire. 15
    9ª.- FIBRA ARTIFICIAL OBTENIDA de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que la fibra presenta una composición de:
     63 al 88% de poliolefina; 20
     5 al 30% de zeolita, y;
     7% de masterbachts y estabilizadores ultravioleta,
    presentando la fibra unas características hidrófilas de retención de agua y mantenimiento de la temperatura de utilización.
    25
    10ª.- FIBRA ARTIFICIAL OBTENIDA de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada por que la fibra presenta una composición de:
     70 a 80% de poliolefina;
     13 a 20% de zeolita, y; 30
     7 a 10% de masterbachts y estabilizadores ultravioleta,
    presentando la fibra unas características hidrófilas de retención de agua y mantenimiento de la temperatura de utilización.
    11ª.- FIBRA ARTIFICIAL OBTENIDA, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que la fibra 35 presenta una composición de:
     73 al 89% de poliolefina;
     4 al 20% de celulosa, y;
     7% de masterbachts y estabilizadores ultravioleta. 40
    presentando la fibra unas características hidrófilas de retención de agua y mantenimiento de la temperatura de utilización.
    12ª.- FIBRA ARTIFICIAL OBTENIDA, de acuerdo con la reivindicación 11ª, caracterizada por que la fibra presenta una composición de: 45
     83 a 87% de poliolefina;
     6 a 10% de celulosa, y;
     7% de masterbachts y estabilizadores ultravioleta.
    presentando la fibra unas características hidrófilas de retención de agua y mantenimiento de la temperatura de 50 utilización.
    13ª.- USO, de la fibra obtenida de acuerdo con el procedimiento y la composición descrita como césped artificial en instalaciones deportivas.
    55
    14ª.- USO, de la fibra obtenida de acuerdo con el procedimiento y la composición descrita como césped artificial doméstico o decorativo.
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