PT1243691E

PT1243691E - Processo para a produção de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo sem utilizar solventes orgânicos

Info

Publication number: PT1243691E
Application number: PT02004291T
Authority: PT
Inventors: David Latini; Gianni Romani
Original assignee: Alcantara Spa
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2008-12-10
Also published as: ITMI20010516A1; EP1243691A1; EP1243691B1; ATE408727T1; US6921508B2; ES2312500T3; DE60228907D1; US20030017773A1

Description

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Descrição "Processo para a produção de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo sem utilizar solventes orgânicos" A presente invenção diz respeito a um processo para a produção de têxtil sintético não tecido em microfibras do tipo designado veludo que não necessita da utilização de solventes orgânicos, mas que permite obter um produto com caracteristicas fisico-mecânicas e de "mão" óptimas.

Um processo tradicional para a produção de têxtil não tecido em microfibras semelhante a veludo que é tipicamente descrito nas patentes de invenção italianas n° 823055, 839921, 858373, 873699, 905222, 921871 e patentes de invenção n° US-A-3531368 e US-A-3899623 é conhecido e está actualmente a ser explorado comercialmente.

De acordo com estas patentes, uma fibra to tipo "ilha no . mar" é preparada a partir de dois componentes alimentando dois polímeros a uma fiandeira de tal modo que um dos componentes -"mar"-rodeia completamente vários filamentos do constituinte -"ilhas". Na fibra de dois componentes o componente "mar" é geralmente poliestireno (PST), ou outro polímero que possui tais caracteristicas de fiação tais, de modo a poder enrolar-se à volta das microfibras do componente "ilhas" e é além disso facilmente solúvel nos solventes orgânicos habituais. Tipicamente, o componente "mar" é tereftalato de polietileno (PET). É preparado um feltro com a fibra obtida deste modo, através de perfuração com agulha/ é impregnado com uma solução aquosa de álcool polivinílico (PVA), o componente "mar" é dissolvido em tricloroetileno, o feltro é impregnado com uma solução de poliuretano (PU) em dimetilformamida (DMF) e, finalmente, o PVA é eliminado. O produto assim obtido é 2 cortado em duas partes ao longo da secção, polido, tingido com jactos de tinta adequados e acabado. A Figura 1 em anexo mostra um diagrama de blocos simplificado do processo descrito acima. É óbvio que um tal processo necessita da utilização de dois solventes orgânicos (tricloroetileno e dimetilformamida) que podem ser recuperados para serem reciclados no processo de produção e/ou escoado como resíduo, que envolve muito trabalho e elevados custos industriais incluindo aqueles de protecção ao ambiente.

De modo a eliminar ou reduzir a quantidade dos solventes anteriormente mencionados, foram propostos outros processos para veludo não tecido microfibroso em que o componente "mar" é outro polímero, tal como polietileno, que pode ser extraído com tolueno, nylon 6, que é solúvel em ácido fórmico ou sulfúrico, determinados poliésteres modificados, que são solúveis em ácido ou soluções alcalinas etc. De forma semelhante, poliuretanos dispersos numa emulsão aquosa foram descritos como substituintes de soluções de poliuretano em dimetilformamida ou noutros solventes orgânicos do processo. Contudo, enquanto eles pareciam ter resolvido o problema da utilização de solventes orgânicos, estes processos criam inconvenientes no que diz respeito a características físico e físico-químicas do produto. De facto, um processo que envolve impregnação directa do feltro com uma fibra de dois componentes, PU em emulsão aquosa e a posterior dissolução do componente "mar", iria eliminar a utilização de dimetilformamida e a fase de impregnação com PVA e a sua remoção, conduzindo a um produto acabado com características de "mão" e físico-mecânicas menores que óptimas- acima de tudo em termos de resistência à abrasão, uma vez que foi constatado que a ligação PU-microfibra é enfraquecida após a extracção do componente "mar". Nos processos em que o feltro é impregnado previamente com uma solução de PVA, seguido pela dissolução do componente "mar" com um solvente orgânico e impregnação posterior com uma solução de PU em solvente orgânico ( geralmente DMF ou DMAc), a ligação entre PU e microfibra é mais forte e, consequentemente, todas as caracteristicas físico-mecânicas - e a resistência à abrasão acima de tudo -são melhores. A US-A-3731352 revela as condições básicas do processo para uma produção de folha de tipo cabedal não tecida reforçando a importância do papel do corte da fibra antes do passo de perfuração com agulha de modo a evitar a quebra de agulhas. Neste documento, contudo não foi reportada qualquer consideração no sentido de alguma possível melhoria ambiental devido à remoção do solvente orgânico do processo. A presente invenção propõe ultrapassar todas as desvantagens . mencionadas anteriormente. Mais detalhadamente, a presente invenção diz respeito a um processo para a produção de têxteis não tecidos em microfibra do tipo veludo de acordo com a reivindicação 1.

De acordo com a presente invenção, o componente "ilhas" poderia ser constituído por tereftalato de polietileno ou poliésteres modificados, poliésteres catiónicos, nylon ou outros tipos de poliamidas, de polietileno, polipropileno, ou outros tipos de poliolefinas. A figura 2 apresenta um diagrama de blocos simplificado de acordo com a invenção para a produção de têxtil não tecido. Os componentes "mar" poderiam ser constituídos por nylon ou outras poliamidas, poliésteres modificados e, de uma maneira generalizada, outras fibras poliméricas com a característica essencial de ser solúvel em solventes "ecologicamente limpos", preferencialmente em 4 soluções aquosas acídicas ou alcalinas. A razão entre o componente "ilha" e o componente "mar" utilizado na fiação dos dois componentes tem que estar dentro da gama 20/80 e 80/20. O álcool polivinilico utilizado no processo da presente invenção para impregnar a fibra de dois componentes do feltro tem que possuir uma solubilidade em água, ou em solventes aquosos utilizados na sua remoção significativamente mais baixa do que a solubilidade do componente "mar" da fibra de dois componentes. Tal solubilidade mais baixa pode ser intrínseca do polímero, ou pode ser criada após impregnação, através de tratamentos a quente posteriores à impregnação ou adicionando compostos que podem provocar reticulação do álcool polivinilico.

Como um álcool polivinilico de solubilidade reduzida tem que ser utilizado um álcool polivinilico com um elevado índice de saponificação tipicamente superior a 95% e, preferencialmente, superior a 99,5%. Este álcool polivinilico possui um elevado grau de cristalinidade e uma viscosidade muito mais baixa (a 25°C, uma solução a 12% tem que possuir uma viscosidade na gama de 100 a 300 mPas e a 20°C uma solução a 4% tem que possuir uma viscosidade na gama de 10 a 16 mPa.s). A solubilidade mais baixa do álcool polivinilico pode também ser obtida através de meios de tratamento do álcool polivinilico após impregnação, como referido acima. Uma maneira de tornar o álcool polivinilico mais difícil de remover no decurso da remoção do componente "mar", é tratando o feltro impregnado a elevada temperatura, na gama de 150°C a 200°C durante um período de tempo entre 5 e 40 minutos. Outra forma de tornar o álcool polivinilico mais resistente ao tratamento de remoção do componente "mar" é adicionar um agente de reticulação (escolhido entre ácido bórico H3BO3, ou compostos de zircónio, ou vanádio, tal 5 como trietanolamina zirconato ou vanadato-- sendo preferido o ácido bórico) à impregnação com solução de PVA em quantidades que vão de 0,5% a 7% em relação a PVA, e preferencialmente entre 1% e 5%. Ambos os métodos descritos acima podem também ser utilizados para reduzir a solubilidade do álcool polivinílico e evitar a sua remoção no decurso do tratamento de remoção do componente "mar". A adição de agentes de reticulação - de ácido bórico em particular - reduz a solubilidade do álcool polivinílico num ambiente alcalino, enquanto que a extracção num meio ácido não se encontra substancialmente modificada. A impregnação do feltro com poliuretano após eliminação do componente "mar" pode ser conseguida através da adição de solução de PU em dimetilformamida ou dimetilacetamida, de forma análoga ao que acontece nos sistemas convencionais indicados acima, ou preferencialmente com impregnação de poliuretano numa emulsão ou dispersão aquosa. Se o processo com o poliuretano em emulsão ou em dispersão aquosa é utilizado, é necessário que a ligação entre o poliuretano e o feltro e o próprio poliuretano possa resistir à extracção do álcool polivinílico. Com este objectivo, de forma análoga ao que acontece com o álcool polivinílico na extracção do componente "mar" é necessário fixar o poliuretano de modo a que possa resistir ao tratamento do feltro de modo a poder extrair o álcool polivinílico. A impregnação do poliuretano pode realizar-se através da adição de agentes de reticulação conhecidos do estado da técnica que de acordo com o tipo são activos à temperatura ambiente ou a temperaturas relativamente altas (110°C-200°C). O feltro impregnado é por isso tratado com água quente preferencialmente num lavador-vibratório a temperaturas na gama de 50 a 110°C, e preferencialmente entre 85°C e 95°C. 6

No caso de adição de ácido bórico ou outros agentes de reticulação, o pH da solução vai ter que estar na gama de 3 a 7.

As operações que são executadas de modo a realizar o processo da presente invenção serão descritas abaixo em maior detalhe, enquanto que os exemplos da concretização reportada vão permitir a apreciação das vantagens do mesmo processo.

Uma fibra de dois componente é fiada numa fiandeira bem conhecida do perito no estado da técnica, de modo a possibilitar que uma fibra compósita seja obtida em que um dos polímeros se encontra disposto à volta das fibras elementares do outro polímero. A fibra obtida deste modo é tratada de acordo com métodos de acabamento conhecidos no estado da técnica de fiação; em particular a fibra de dois componentes, antes de ser fiada tem que ter um título na gama de 11,4 a 14,4 dtex (10 a 13 denier), preferencialmente na gama de 12,2 a 13,9 dtex (11 a 12,5 denier). O estiramento é executado com razões de estiramento que variam geralmente na gama de 2 a 5, e preferencialmente na gama de 3 a 4, com um titulo final da fibra compósita de dois componentes entre 2,2 a 6,7 dtex (2 a 6 denier) e o título do componente "ilhas" componentes na gama de 0,09 a 0,56 dtex (0,08-0,5 denier).

Na presente invenção, é preferível utilizar uma fibra de dois componentes constituída por tereftalato de polietileno como componente "ilha", e poliéster modificado solúvel numa solução aquosa alcalina, como componente "mar". O dito componente "mar" consiste num éster do ácido ΡΕΤ-5-sódio-sulfo-isoftálico etíleno glicólico, referido daqui para a frente com TLAS. É preparado um feltro com uma tal fibra constituída por dois componentes por perfuração com agulha; a densidade aparente do feltro, (após estabilização dimensional através 7 de tratamento com calor com água quente ou ar quente, ou dírectamente numa solução de impregnação de PVA quente) tem que estar preferencialmente na gama de 0,1 a 0,5 g/cm3, mais preferencialmente na gama de 0,15-5-0,4 g/cm3 com uma espessura ainda na gama de 2 a 4 milímetros, de modo a obter um têxtil final não tecido com uma boa suavidade. 0 feltro assim obtido é impregnado com uma solução aquosa de álcool polivinílico {PVA) com uma concentração na gama de 5% a 30% preferencialmente na gama de 8% a 15%, mais particularmente na gama entre 10% e 13% e a uma temperatura na gama de 60°C a 9Q°C. Deste modo, uma concentração média de PVA é obtida na gama de 10 a 40%, preferencialmente na gama de 15 a 25%. Ao contrário dos processo tradicionais que utilizam PVA para a produção de têxtil não tecido, o PVA utilizado na presente invenção tem que possuir um grau mais elevado de cristalinidade, um valor de saponif icação na gama de 85% e 100%, preferencialmente superior a 99,5%, e uma viscosidade muito baixa (a 25°C, uma solução a 12% tem que possuir uma viscosidade na gama de 100 a 300 mPa. s e a 20°C, uma solução a 4% tem que possuir uma viscosidade na gama de 10 a 16 mPa.s). 0 elevado grau de saponificação do álcool polivinílico é referido abaixo simplesmente como H.S.PVA. 0 H.S.PVA aplicado ao feltro nesta fase tem que resistir posteriormente a condições drásticas de dissolução do componente "mar" às quais tem que ser sujeito, assim como a uma secagem normal, a um tratamento térmico de fixação ou de cura a temperatura elevada na gama de 150°C a 200°C, durante um tempo na gama de 5 a 40 minutos. Para se obter um produto final com características de suavidade e aparência semelhantes às obtidas, através do processo tradicional que utiliza solventes orgânicos, o H.S. PVA na secção do têxtil não tecido encontra-se presente na sua grande maioria à superfície e, em menor grau na zona 8 central- A Figura 3 apresenta a distribuição do H. S. PVA através da espessura do têxtil não tecido de acordo com a invenção após dissolução do componente "mar".

Para optimízar uma tal distribuição do H. S. PVA e para aumentar a sua capacidade para resistir à dissolução do componente "mar" em meio básico é utilizado como agente de reticulação do H. S. PVA uma quantidade de ácido bórico H3BO3 que varia na gama de 0,5% a 10% e preferencialmente entre 1% e 5% em relação ao PVA e é adicionada à solução de impregnação do H. S. PVA. Como processo alternativo, pode ser adicionada uma quantidade definida de H3BO3 ao banho alcalino utilizado para a remoção do componente mar após impregnação com PVA e fase de fixação.

De modo a extrair o componente "mar" da fibra de dois componentes é efectuado um tratamento com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, com uma concentração na gama de 1% a 15% e a uma temperatura entre 40 °C e 90 °C; variando o tempo para dissolver o componente "mar" de acordo com as condições, de 4 a 40 minutos. Geralmente as condições de dissolução são optimizadas para dissolver o componente "mar" no tempo o mais curto possível e, neste tempo para dissolver a quantidade o mais pequena possível de H. S. PVA aplicado evitando ao mesmo tempo qualquer deterioração considerável da microfibra de PET. O têxtil é posteriormente lavado abundantemente com água à temperatura ambiente para remover o resíduo de soda que permanece impregnada no material não tecido, evitando deste modo a dissolução parcial do componente "ilhas" O têxtil não tecido a partir do qual o componente "mar" foi extraído é impregnado com poliuretano dispersado numa emulsão aquosa, à temperatura ambiente, com uma concentração que varia entre 10% e 20% e é doseado no têxtil através de rolos de espalhamento adequados para 9 obter no produto final uma concentração de PU de 25 a 45%, preferencialmehte 30 a 40%.

Uma porção de PU pode ser adicionada ao têxtil antes de o submeter a um tratamento alcalino para remover o componente mar para melhorar a resistência do têxtil contra o tratamento alcalino acima, assim como as características físicas e mecânicas do produto final.

Os poliois que constituem o poliuretano {PU) podem ser do tipo poliéter, do tipo poliéster, do tipo policarbonato e do tipo poliéster-policarbonato; o PU pode ser preparado utilizando um ou vários de tais tipos de poliois que têm que ter um peso molecular na gama de 500 a 5000.

Os diisocianatos utilizados na síntese de PU podem ser alifáticos ou aromáticos; extensores de cadeia habitualmente utilizados em alternativa são moléculas de baixo peso molecular que possuem dois ou mais átomos de hidrogénio activos que podem reagir com os grupos isocianatos. 0 PU é geralmente sintetizado preparando o pré-polímero com grupos isocianatos terminais, criando uma emulsão aquosa através de agitação violenta e prolongando-o com um extensor adequado até o peso molecular desejado ser atingido.

De modo a transportar o pré-polímero para uma emulsão podem ser adicionados agentes emulsionantes externos ou são preparados pré-polímeros contendo uma fracção de poliois com carácter hidrofílico e/ ou carregados com tais grupos para obter um pré-polimero de poliuretano auto-emulsionável.

Tem que ser salientado que em termos de aplicabilidade num processo para o fabrico de materiais do tipo veludo microfibroso não tecido sem utilizar quaisquer solventes orgânicos, os melhores PU emulsionados em água são aqueles do tipo alifático, obtidos anionicamente fazendo contactar 10 poliois e ionómeros de acordo com as proporções correctas permitindo resistir a qualquer tratamento agressivo (tingimento em ambiente ácido e sua redução básica, ciclos de lavagem com água quente e alcalina).

Agentes emulsionantes externos podem ser agentes tensioactivos iónicos, ou não iónicos e são adicionados geralmente numa quantidade que vai de 0,5% a 10% em relação ao PU.

Contudo, são preferidos PUs auto-emulsionáveis que são obtidos através de grupos que são progressivamente carregados negativamente, como o ácido dimetilpropiónico (DMPA) ou ácidos sulfónicos funcionalizados formando uma solução aquosa de PU emulsionada carregada negativamente; os ditos grupos são adicionados numa gama de 0,5 a 10% em relação à concentração de poliol e são neutralizados com trietilamina.

Pode ser adicionada à solução aquosa de poliuretano uma quantidade de agente de reticulação que varia entre 0,5% a 8% utilizada para impregnação com o objectivo de atingir as caracteristicas físico-mecânicas desejadas e resistência a solvente; tais agentes de reticulação, que podem ser melaminas, aziridina, carboxidiimida, epóxidos, compostos de zircónio, ou grupos isocianatos são activos na fase de secagem do PU a uma temperatura que varia entre 110°C a 18 0 °C. A resina de poliuretano impregnada com o têxtil não tecido é curada ao mesmo por secagem, ou é prelíminarmente coagulada e depois seca; como exemplo, no caso do PU do tipo aniónico a coagulação pode ser efectuada numa solução aquosa acídica, ou para um PU catiónico, numa solução aquosa alcalina. Em qualquer caso, a fase de fixar o PU na microfíbra tem que acontecer durante o tempo mais curto possível para evitar a migração do PU para a superfície do 11 têxtil não tecido, com a deterioração consequente das caracteristicas físico-químicas e do aspecto.

Quando a impregnação é conseguida através de secagem, a utilização de fornos de ar quente com temperaturas muito elevadas na gama de 150° a 200°C, ou de caldeiras que combinam o efeito de microondas com a acção do vapor é aconselhável.

Assim que o PU é fixado, o H.S. PVA tem que ser removido do têxtil não tecido e isto é efectuado num lavador vibratório com água quente a uma temperatura na gama de 85°C a 95°C; no caso do ácido bórico ser adicionado ao H. S. PVA, o pH da solução aquosa de lavagem tem de ser baixado de 3 para 5 mantendo a temperatura igualmente elevada. O têxtil final é seco num forno de ar quente e sujeito a fases subsequentes de trabalho que são respectivamente, corte em duas partes ao longo da secção, polimento com esmeril, tingimento e acabamento. As condições operatórias destas fases produtivas reflectem aquelas utilizadas na produção de têxteis não tecidos que utilizam solventes orgânicas.

Exemplo 1 (preparação de têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Uma fibra estável é preparada a partir de microfibras de PET (tereftalato de polietileno) 0,14 a 0,17 dtex (0,13 a 0,15 denier) numa matriz de poliéster modificado (TLAS), possuindo as caracteristicas seguintes: 1- título 4,3 dtex (3,9 denier) 2- comprimento 51 milímetros 3- caracol aproximadamente 4/cm 4- razão de estiramento 3,5/1 12

Detalhadamente a fibra é formada por 57 partes em peso de PET e 43 partes em peso de TLAS. Quando observada na secção transversal a fibra revela a presença de 16 microfibras de PET embebidas numa matriz de TLAS. Com a fibra principal é preparado um feltro em bruto que é sujeito a perfuração com uma agulha de modo a formar um feltro perfurado com agulha com uma densidade de 0,217 g/cc. 0 feltro perfurado é imerso em água quente a uma temperatura de 90°C dando uma densidade de 0,331 g/cc; isto é depois imerso numa solução de álcool polivinilico com uma valor de saponificação de 12% (H. S. PVA) a uma temperatura à volta de 7 0°C e é curada num forno a 150 °C durante 30 minutos. 0 têxtil impregnado com PVA é imerso numa solução de NaOH a 10% a uma temperatura de 60°C; o componente "mar" dissolve-se em 18 minutos em condições tais em que 8% de H. S. PVA é dissolvido (ver tabela 1).

Exemplo 2 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro impregnado e curado com H. S. PVA preparado de acordo com o Exemplo 1 e dissolver o componente "mar" da fibra imergindo-a numa solução de NaOH a 5% a uma temperatura de 60°C; o componente "mar" dissolve-se em 20 minutos e em condições tais que 15% de H.S. PVA é dissolvido (ver tabela 1).

Exemplo 3 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro impregnado e curado com H. S. PVA de acordo com o Exemplo 1 e efectua-se a cura a uma temperatura de 130°C. O componente "mar" da fibra é dissolvido imergindo-a numa solução de NaOH a 5% a uma 13 temperatura de 60°C; o componente "mar" dissolve-se em 12 minutos e neste tempo 29% de H.S. PVA é dissolvido (ver tabela 1).

Exemplo 4 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro impregnado com H. S. PVA preparado de acordo com o Exemplo 3 e dissolve-se o componente "mar" da fibra imergindo-a numa solução de NaOH a 10% a uma temperatura de 60°C; o componente "mar" dissolve-se em 11 minutos e em condições tais que 18% de H.S. PVA é dissolvido (ver tabela 1).

Exemplo 5 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro impregnado com H. S. PVA e preparado de acordo com o Exemplo 1 e curado a uma temperatura de 140°C. 0 componente "mar" da fibra é dissolvido imergindo-o numa solução de NaOH a 7,5% a uma temperatura de 64°C; em tais condições o componente "mar" dissolve-se em 10 minutos e num tempo tal que 17% de H.S. PVA é dissolvido (ver tabela 1).

Exemplo 6 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro impregnado com H. S. PVA e curado preparado de acordo com o Exemplo 5 e dissolver o componente "mar" da fibra imergindo-a numa solução de NaOH a 11% a uma temperatura de 50°C; em tais condições o componente "mar" dissolve-se em 27 minutos e num tempo tal que 5% de H.S. PVA é dissolvido (ver tabela 1). 14

Exemplo 7 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro impregnado com H. S. PVA e curado preparado de acordo com o Exemplo 5 e dissolver o componente ''mar" da fibra imergindo-a numa solução de NaOH a 7,5% a uma temperatura de 50°C; em tais condições o componente "mar" dissolve-se em 30 minutos e num tempo tal que 11% de H.S. PVA é dissolvido (ver tabela 1).

Exemplo 8 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro impregnado com H. S. PVA de acordo com o preparado no Exemplo 1 e curado a uma temperatura de 126°C. 0 componente "mar" da fibra é dissolvido imergindo-a numa solução de NaOH a 7,5% a uma temperatura de 50°C; em tais condições o componente "mar" dissolve-se em 20 minutos e num tempo tal, que 16% de H.S. PVA é dissolvido (ver tabela 1).

Exemplos Comparativos 9,10,11,12,13,14, 15 (preparação de um têxtil não tecido até dissolução do componente "mar")

Retirar o feltro re-imergido em água quente, impregnado com H. S. PVA preparado de acordo com o Exemplo 1 e curado a uma determinada temperatura e dissolve-se numa solução de NaOH a uma percentagem determinada e a uma temperatura fixa de acordo com o exemplo específico. Contudo, todos estes testes necessitaram de um tempo excessivo para dissolver o componente "mar" (ver tabela 1); de facto o objectivo da solução é completar a eliminação do polímero externo da fibra de dois componentes num tempo 15 máximo de 10 minutos, reduzindo a percentagem do H. S. PVA dissolvido para um valor inferior a 10%.

Tabela 1

Exemplo Temperatura de dissolução (°C) Temperatura de cura (°C) Concentração de NaOH (%) Tempo de dissolução do componente "mar" (min) %PVA dissolvido 9 40 130 5 >30 - 3 60 130 5 12 29 10 40 150 5 >30 - 2 60 150 5 20 15 11 40 130 10 >30 - 4 60 130 10 11 18 12 40 150 10 >30 - 1 60 150 10 18 8 5 64 140 7,5 10 17 13 36 140 7,5 >30 - 14 50 154 7,5 >30 - 8 50 126 7,5 20 16 6 50 140 11 27 5 15 50 140 4 >30 - 7 50 140 7,5 30 11

As experiências são programadas de acordo com a lógica de uma Experiência de Concepção Estatística e em particular de Concepção Central Composta.

Esta série de experiências mostra que um aumento de temperatura aumenta a velocidade de TLAS em dissolução, assim como a velocidade de PVA em dissolução; um aumento de temperatura de cura reduz a velocidade de TLAS em dissolução, assim como a de H. S. PVA; um aumento na % de NaOH aumenta a velocidade de TLAS em dissolução, mas reduz a do H. S. PVA. 16

Pode-se concluir que o tratamento a temperaturas de 126°C, 130°C e 140°C não produz uma cura eficiente; por isso a cura tem que ser efectuada a temperaturas elevadas, mais elevadas do que 150°C.

Exemplo 16 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro re-imergido em água quente preparado de acordo com o Exemplo 1 e efectua-se a sua impregnação com uma solução a 12% de H. S. PVA a aproximadamente 70°C contendo uma determinada percentagem de ácido bórico (H3BO3/PVA=0,01) e posteriormente curar a uma temperatura de 150°C durante 20 minutos. O componente "mar" da fibra de dois componentes do têxtil preparado é então extraída imergindo-a numa solução a 10% em NaOH a uma temperatura de 70°C; o componente "mar" dissolve-se em 10 minutos e em condições tais que 9% do H.S. PVA é dissolvido (ver Tabela 2}. '

Exemplo 17 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro re-imergido em água quente impregnado com H.S.PVA/H3BO3 e curado preparado de acordo com o Exemplo 16 e extrai-se o componente "mar" imergindo-o numa solução a 10% em NaOH a uma temperatura de 60°C; 0 componente "mar" dissolve-se em 22 minutos e em condições tais que 6% do H.S. PVA é dissolvido (ver Tabela 2) .

Exemplo 18 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar") 17

Retirar uma amostra de feltro re-imergindo-o em água quente impregnado com H.S.PVA/H3BO3 e curado preparado de acordo com o Exemplo 16 e extrai-se o componente "mar" imergindo-o numa solução a 5% em NaOH a uma temperatura de 70°C; o componente "mar" dissolve-se em 18 minutos e em condições tais que 31% do H.S. PVA é dissolvido (ver Tabela 2} .

Exemplo 19 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro re-imergindo-o em água quente impregnado com H.S.PVA/H3BO3 e curado preparado de acordo com o Exemplo 16 e extrai-se o componente "mar" imergindo-o numa solução a 5% èm NaOH a uma temperatura de 60°C; o componente "mar" dissolve-se em 30 minutos e em condições tais que 15% do H.S. PVA é dissolvido (ver Tabela 2) .

Exemplo 20 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro re-imergindo-o em água quente preparado de acordo com o exemplo 1 e impregna-se com uma solução de H.S.PVA a aproximadamente 70°C contendo uma determinada percentagem de ácido bórico (H3BO3/PVA=0,05), e cura-se posteriormente a uma temperatura de 150 °C durante 20 minutos. 0 componente "mar" da fibra de dois componentes do têxtil preparado é extraido imergindo-o numa solução de NaOH a 10% a uma temperatura de 60°C; o componente "mar" dissolve-se em 2 0 minutos e em tais condições 8% do H. S. PVA é dissolvido (ver tabela 2).

Exemplo 21 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar") 18

Retirar uma amostra de feltro impregnado com H.S.PVA preparado de acordo com o Exemplo 1 e curado a uma temperatura de 180°C. 0 componente "mar" da fibra é dissolvido imergindo-a numa solução de NaOH a 10% a uma temperatura de 70°C; em tais condições o componente "mar" dissolve-se em 8 minutos e num tal tempo 6% do H.S. PVA é dissolvido (ver Tabela 2).

Exemplo 22 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro impregnado com H.S.PVA preparado de acordo com o Exemplo 1 e curado a uma temperatura de 150°C. 0 componente "mar" da fibra é dissolvido imergindo-a numa solução de NaOH a 10% a uma temperatura de 70°C; em tais condições o componente "mar" dissolve-se em 7 minutos e num tal tempo 10% do H.S. PVA é dissolvido (ver Tabela 2).

Exemplo 23 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro impregnado com H.S.PVA preparado de acordo com o Exemplo 1 e curado a uma temperatura de 180°C. 0 componente "mar" da fibra é dissolvido imergindo-a numa solução de NaOH a 10% a uma temperatura de 60°C; em tais condições o componente "mar" dissolve-se em 20 minutos e num tal tempo 6% do H.S. PVA dissolve-se (ver Tabela 2}.

Exemplo 24 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro impregnado com H.S.PVA e ácido bórico preparado de acordo com o Exemplo 16 e curado a uma temperatura de 180°C. O componente "mar" da fibra é 19 dissolvido imergindo-a numa solução de NaOH a 10% a uma temperatura de 70°C; em tais condições o componente "mar" dissolve-se em 12 minutos e num tal tempo 4% do H.S. PVA é dissolvido (ver Tabela 2).

Exemplo 25 (preparação de um têxtil não tecido até à dissolução do componente "mar")

Retirar uma amostra de feltro impregnado com H.S.PVA e ácido bórico preparado de'acordo com o Exemplo 20 e curado a uma temperatura de 150°C. 0 componente "mar" da fibra é dissolvido imergindo-a numa solução de NaOH a 10% a uma temperatura de 70°C; em tais condições o componente "mar" dissolve-se em 9 minutos e num tal tempo 16% do H.S. PVA é dissolvido {ver Tabela 2).

Tabela 2

Exemplo Tempe ratura de disso lução (°C) Tempe ratura de cura (°C) Concentração de NaOH (%) %h3bo3/ %PVA Tempo de dissolução do componente "mar" (min) %PVA dissol vido 16 70 150 10 0, 01 10 9 17 60 150 10 0,01 22 6 18 70 150 5 0, 01 18 31 19 60 150 5 0, 01 30 15 20 60 150 10 0,05 20 8 21 70 180 10 — 8 6 22 70 150 10 — 7 10 23 60 180 10 — 20 6 24 70 180 10 0,01 12 4 25 70 150 10 0,05 9 16 A Figura 4 é uma representação alargada de uma fibra que mostra o grau de migração (% de migração do PVA) da distribuição do PVA ao longo da espessura do têxtil não tecido após dissolução do componente "mar". 20

Um tal grau de migração é dado pela fórmula: % de Migração de PVA= ((dl+d2>/2*D)*100 A (tabela 3) apresenta a distribuição do PVA após dissolução do componente "mar", estimado sob condições óptimas; é adequado que um tal valor seja o mais elevado possível porque o PVA tem que ser essencialmente distribuído sobre a superfície, mas aparece também em pequenas quantidades no centro do têxtil.

Tabela 3

Exemplo Temperatura de disso-lução (°C) Temperatura de cura (°C) Concentração de NaOH (%) %h3bo3 / %PVA % de migração de PVA 21 70 180 10 — 35 23 60 180 10 — 34 1 60 150 10 — 37 22 70 150 10 — 26 16 70 150 10 0,01 35 24 70 180 10 0, 01 43 25 70 150 10 0, 05 40 Produção com solventes Elemento "mar" dissolvido em triclorometano 43

Pode~se concluir que uma das melhores condições para dissolver o componente "mar" são as utilizadas nos exemplos 16, 17, 24 e 25 na medida em que representa o melhor compromisso entre o tempo necessário para dissolver TLAS, a quantidade de H. S. PVA dissolvido em tal tempo e a distribuição óptima do H. S. PVA. 21

Exemplo 26 (preparação de vim 'têxtil em microfibras não tecido) 0 têxtil obtido no Exemplo 17 em que o componente "mar" foi dissolvido foi impregnado com uma solução de PU numa emulsão aquosa (Witcobond ® 279-34: poliuretano aniónico, alifático à base de poliéster) da Baxenden Chemicals ®, a uma concentração de 13,5%. 0 têxtil é curado durante 30 minutos a uma temperatura de 160°C. Posteriormente o H.S. PVA previamente aplicado em água quente é dissolvido a uma temperatura de 95°C e pH=4. A peça é seca num forno, cortada em duas partes ao longo da sua secção, polida e tingida por tingimento com jacto. 0 têxtil possui uma boa aparência à superfície. As características físico-químicas e resistência à abrasão são ilustradas na Tabela 4.

Exemplo 27 (preparação de um têxtil em microfibras não tecido) 0 têxtil obtido no Exemplo 17 em que o componente "mar" foi dissolvido foi impregnado com uma solução de PU numa emulsão aquosa (Witcobond ® 279-34: poliuretano aniónico, alifático à base de poliéster) da Baxenden Chemicals ®, a uma concentração de 12% de modo a obter 28% no produto final. 0 têxtil é curado durante 30 minutos a uma temperatura de 160°C. Posteriormente o H.S. PVA previamente aplicado em água quente é dissolvido a uma temperatura de 95°C e pH=4. O têxtil é seco num forno, cortado em duas partes ao longo da sua secção, polido e tingido por tingimento com jacto. 0 têxtil possui uma boa aparência à superfície. As características físico-químicas e resistência à abrasão são ilustradas na Tabela 4. 22

Exemplo 28 (preparação de um têxtil em microfibras não tecido) 0 têxtil obtido no Exemplo 17 em que o componente "mar" foi dissolvido foi impregnado com uma solução de PU numa emulsão aquosa (Witcobond ® 279-34: poliuretano aniónico, alifático à base de poliéster) da Baxenden Chemicals ®, a uma concentração de 13,5%, à qual foi adicionada 5% de agente de reticulação isocianato terminal. 0 têxtil é curado durante 30 minutos a uma temperatura de 160°C. Posteriormente o H.S. PVA previamente aplicado em água quente é dissolvido a uma temperatura de 95°C e pH=4. 0 têxtil é seco num forno, cortado em duas partes ao longo da sua secção, polido e tingido por tingimento com jacto. O têxtil possui uma boa aparência à superfície. As caracteristicas fisico-químicas e resistência à abrasão são ilustradas na Tabela 4.

Exemplo 29 (preparação de um têxtil em microfibras não tecido) 0 têxtil obtido no Exemplo 17 em que o componente "mar" foi dissolvido foi impregnado com uma solução de PU numa emulsão aquosa (Witcobond ® 279-34: poliuretano aniónico, alifático à base de poliéster) da Baxenden Chemicals ®, a uma concentração de 13,5%, à qual foi adicionada 5% de agente de reticulação isocianato terminal. O têxtil é curado durante 30 minutos a uma temperatura de 160°C. Posteriormente o H.S. PVA previamente aplicado em água quente é dissolvido a uma temperatura de 95°C e pH=4. O têxtil é seco num forno, cortado em duas partes ao longo da sua secção, polido e tingido por tingimento com jacto. 23 0 têxtil possui uma boa aparência à superfície. As características físico-químicas e resistência à abrasão são ilustradas na Tabela 4.

Exemplo 30 {preparação de um têxtil em microfibras não tecido) 0 têxtil obtido no Exemplo 17 em que o componente "mar" foi dissolvido foi impregnado com uma solução de PU numa emulsão aquosa (Impranil DVL ®: poliuretano aniónico, alifático à base de poliéster) da Bayer®, numa emulsão aquosa a uma concentração de 13,5% de modo a obter uma concentração de 30% no produto final, à qual foi adicionada 5% de agente de reticulação isocianato terminal. O têxtil é curado durante 30 minutos a uma temperatura de 160°C.

Posteriormente o H.S. PVA previamente aplicado em água quente é dissolvido a uma temperatura de 95°C e pH=4. O têxtil é seco num forno, cortado em duas partes ao longo da sua secção, polido e tingido por tingimento com jacto. 0 têxtil possui uma boa aparência à superfície. As características físico-quimicas e resistência à abrasão são ilustradas na Tabela 4.

Exemplo 31 (preparação de um têxtil em microfibras não tecido) A peça obtida no Exemplo 17 em que o componente "mar" foi dissolvido foi impregnado com uma solução de PU numa emulsão aquosa (Abstain Finish ® PF): poliuretano aniónico, alifático à base de poliéster) da BASF®, numa emulsão aquosa a uma concentração de 13,5%, à qual foi adicionada 5% de agente de reticulação terminal. O têxtil é curado durante 30 minutos a uma temperatura de 160°C.

Posteriormente o H.S. PVA previamente aplicado em água 24 quente é dissolvido a uma temperatura de 95°C e pH=4. O têxtil é seco num forno, cortado em duas partes ao longo da sua secção, polido e tingido por tingimento com jacto. 0 têxtil possui uma boa aparência à superfície. As características físico-químicas e resistência à abrasão são ilustradas na Tabela 4.

Exemplo 32 (preparação de um têxtil em microfibras não tecido) É preparado um feltro de acordo com o procedimento do Exemplo 1 em que a proporção PET/TLAS é 57/43 e a densidade aparente é de 0,331. O feltro foi impregnado com uma solução de PU {emulsão aquosa Witcobond® contendo 1% de ácido bórico) da Baxenden Chemicals ®, a uma concentração de 85%, à qual foi adicionada 5% de agente de reticulação isocianato terminal. O têxtil é curado durante 30 minutos a uma temperatura de 150°C. O têxtil contém 24% de PVA que é três quartos do PU total (32%). Então, o H.S. PVA previamente aplicado em água quente é dissolvido por tratamento com uma solução de hidróxido de sódio a 10% a uma temperatura de 60°C. O têxtil é impregnado novamente com a solução de PU acima para obter a concentração de PU desejada (32%) no produto final. 0 têxtil é seco num forno, cortado em duas partes ao longo da sua secção, polido e tingido por tingimento com jacto. 0 têxtil possui uma boa aparência à superfície. As características físico-químicas e resistência à abrasão são ilustradas na Tabela 4. São obtidos resultados semelhantes utilizando os compostos análogos sugeridos e revelados nos relatórios anteriores. 25

Tabela 4

Exemplo Tena cidade L (N/cm) Tena cidade T (kg/cm) Elonga -ção L (%} Elonga-ção T (%) Aparência após abrasão Perda de peso por abrasão {%) 26 50 40 70 110 Boa 2,5 27 45 35 72 115 Boa 2,1 28 60 52 55 93 Boa 4,5 29 57 48 58 95 Boa 4,3 30 53 42 62 100 Boa 4,0 31 63 58 53 84 Boa 4,5 32 54 46 65 105 Boa 2,2

Lisboa, 26 de Novembro de 2008

Claims

1 Reivindicações 1. Processo para a preparação de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo que compreende as etapas seguintes: (a) fiação de uma fibra de dois componentes do tipo "ilhas no mar", na qual a ilha é constituída por um polímero escolhido entre aqueles utilizados nas aplicações têxteis, enquanto que o mar é um polímero que tem que poder ser dissolvido e ser eliminado por meio de um tratamento com água ou com uma solução aquosa ácida, ou básica; (b) preparação de um feltro com a dita fibra de dois componentes; (c) impregnação de um feltro com uma solução aquosa de álcool polivinílico; (d) eliminação do constituinte "mar" por meio de um tratamento com solvente definido em (a): (e) impregnação com uma emulsão ou uma dispersão aquosa de poliuretano; (f) eliminação de álcool polivinílico; (g) acabamento do têxtil não tecido obtido deste modo, caracterizado por no decurso da etapa {c ) a solução aquosa de álcool polivinílico apresentar uma solubilidade em água reduzida ou possível de reduzir obtida: utilizando um álcool polivinílico de índice de saponificação compreendido entre 85 e 100%, de preferência superior a 99,5%; e/ou por tratamentos de impregnação a quente sucessivos a uma temperatura compreendida entre 150°C e 200°C; e/ou 2 por adição à solução de impregnação de álcool polivinilico de compostos que podem provocar a reticulação do polímero.

2. Processo para a preparação de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os compostos de reticulação que provocam a reticulação do álcool polivinilico serem escolhidos entre os ácidos bóricos, em particular o ácido ortobórico.

3. Processo para a preparação de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a redução de solubilidade do álcool polivinilico ser obtida submetendo o feltro impregnado a um tratamento térmico e a um agente de reticulação.

4. Processo para a preparação de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o constituinte "ilha" da fibra de dois constituintes ser escolhido entre o grupo constituído por tereftalato de polietileno, por poliésteres modificados, por poliésteres catiónicos, de nylon ou outros tipos de poliamidas, polietileno, polipropileno ou outros tipos de poliolefinas.

5. Processo para a preparação de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o constituinte "mar" da fibra constituída por dois componentes ser escolhido entre o grupo constituído por nylon, ou outras poliamidas, poliésteres modificados e, de uma maneira geral outros materiais solúveis adequados para a fiação de polímeros em solventes aquosos, ou em solventes não poluentes. 3

6. Processo para a preparação de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a extracção do constituinte "mar" da fibra de dois constituintes ser efectuada por meio de um tratamento com uma solução aquosa de hidróxido de sódio de concentração compreendida entre 1% e 15% e a uma temperatura compreendida entre 40° e 90°C durante um período variável compreendido entre 4 e 40 minutos.

7. Processo para a preparação de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por a impregnação com poliuretano ser efectuada tratando o feltro a partir do qual o constituinte "mar" foi extraído por meio de uma emulsão ou de uma dispersão aquosa de poliuretano.

8. Processo para a preparação de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a impregnação com poliuretano em emulsão ou em dispersão aquosa ser seguida por um tratamento do feltro impregnado a temperatura elevada/ e ou com agentes de reticulação com o objectivo de aumentar a resistência do poliuretano impregnado contra a acção dos solventes.

9. Processo para a preparação de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o tratamento do feltro impregnado com agentes de reticulação com o objectivo de aumentar a resistência do poliuretano impregnado contra a acção dos solventes ser efectuado a temperaturas compreendidas entre 110°C e 180°C, sendo os agentes de reticulação escolhidos entre a aziridina, as melaminas, as carbodiimidas, os epóxidos, os compostos de zircónio, ou os isocianatos. 4

10. Processo para a preparação de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os poliois que constituem o poliuretano serem escolhidos entre aqueles do tipo poliéter, do tipo poliéster, do tipo policarbonato e do tipo poliéster-policarbonato ou das suas misturas.

11. Processo para a preparação de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por os poliois que constituem o poliuretano apresentarem um peso molecular numérico médio compreendido entre 500 e 5000.

12. Processo para a preparação de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o poliuretano ser obtido preparando previamente um pré-polímero com grupos isocianatos terminais, colocando-o em emulsão aquosa por meio de uma agitação energética da mistura pré-polímero-água e prolongando o pré-polímero com um extensor de cadeia convencional.

13. Processo para a preparação de têxtil não tecido em microfibras do tipo veludo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o poliuretano presente em emulsão ou em dispersão aquosa ser obtida utilizando um pré-polímero que contém poliois de carácter hidrófilico ou constituintes polares. Lisboa, 26 de Novembro de 2008