PT1314366E - Método de fabrico de um pano de reforço termoadesivo com pontos de polímero termofusível e polímero termofusível especialmente concebido para levar a cabo tal método - Google Patents

Método de fabrico de um pano de reforço termoadesivo com pontos de polímero termofusível e polímero termofusível especialmente concebido para levar a cabo tal método Download PDF

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Description

ΡΕ1314366 1 DESCRIÇÃO "MÉTODO DE FABRICO DE UM PANO DE REFORÇO TERMOADESIVO COM PONTOS DE POLÍMERO TERMOFUSÍVEL E POLÍMERO TERMOFUSÍVEL ESPECIALMENTE CONCEBIDO PARA LEVAR A CABO TAL MÉTODO" A presente invenção refere-se ao domínio dos panos de reforço termoadesivos que são suportes, têxteis ou não-tecidos, numa face dos quais se aplicam pontos de polímero termofusível, susceptíveis de aderirem posterior-mente a uma peça de vestuário a reforçar por efeito de aplicação de uma certa pressão a quente. Mais particularmente, a invenção diz respeito a um método de fabrico da dito pano de reforço usando-se um bombardeamento electró-nico para se modificar localmente a temperatura de fusão e/ou a viscosidade do polímero termofusível; a invenção refere-se igualmente a um polímero termofusível especialmente concebido para se levar a cabo o dito método.
De entre todos os problemas encontrados no domínio dos panos de reforço termoadesivos, um dos mais delicados a resolver consiste no risco do suporte do pano de reforço ser traspassado aquando da aplicação, por pressão a quente, no pano de reforço termoadesivo contra a peça de vestuário a reforçar. De facto, a temperatura escolhida para se levar a cabo esta aplicação a quente deve permitir fundir o ponto de polímero para que o polímero 2 ΡΕ1314366 fundido se possa espalhar e aderir às fibras ou filamentos na superfície da peça de vestuário. Porém, este espalhamento não ocorre apenas na superfície, mas o polímero fundido flúi através das fibras ou filamentos e aparece na face oposta do suporte do pano de reforço. Isto não causa problemas no que diz respeito ao aspecto estético, a menos que se pretenda que o pano de reforço seja visível e que forme a face direita da peça de vestuário. Em todos os casos, aquela penetração tem como efeito aumentar localmente a rigidez do pano de reforço e assim da peça de vestuário, o que pode ser contrário ao efeito desejado. Pode igualmente provocar colagens sobre os tecidos de dobragem tais como forros e partes de revestimentos de panos, o que provoca uma degradação da qualidade do artigo de vestuário.
Para se ultrapassar esta dificuldade, já se propôs um pano de reforço termoadesivo onde os pontos de polímero termofusível comportam duas camadas sobrepostas, nomeadamente uma primeira camada em contacto com a face direita do suporte do pano de reforço e uma segunda camada disposta precisamente por cima da primeira. Obviamente que os constituintes das duas camadas são determinados para que, durante a aplicação com pressão a quente da peça de vestuário, só o polímero termofusível da segunda camada reaja à acção da temperatura. Neste caso, a difusão do polímero termofusível pode apenas ocorrer na peça de vestuário, sendo impedido de se espalhar pelo suporte do pano de reforço, uma vez que a primeira camada actua como um tipo de barreira. 3 ΡΕ1314366
Na prática, esta técnica de duas camadas sobrepostas apresenta desvantagens, em particular dificuldade de se efectuar a sobreposição das duas camadas e um risco de delaminagem das duas camadas.
Para se contornarem estas desvantagens, o requerente propôs já, no documento FR.2.606.603, o uso de meios de natureza química em que se actua no polímero termofusível para se modificar, pelo menos parcialmente, a sua estrutura química, pelo menos na interface com o suporte do pano de reforço, para se impedir que o polímero termofusível adira através do suporte do pano de reforço sob efeito de calor e/ou de pressão e/ou de vapor. Os meios, de natureza química, que podem modificar a estrutura química do polímero termofusível compreendem pelo menos uma substância reactiva e pelo menos um meio reactivo apto a iniciar, assegurar, favorecer a reacção entre a substância reactiva e o polímero termofusível. 0 contacto entre a substância reactiva e o polímero termofusível é feito por mistura destes dois elementos, os quais são então depositados na forma de pontos, em mistura íntima, no suporte do pano de reforço, por aplicação da substância reactiva no suporte do pano de reforço antes da deposição dos pontos de polímero (então isentos de substância reactiva). Entre os meios reactivos, são citados fontes de calor, radiação ultravioleta e bombardeamento electrónico. 4 ΡΕ1314366 0 requerente propôs igualmente, no documento EP.0.855.146A1, um método segundo o qual se depositam, na face direita de um suporte do pano de reforço, pontos de polímeros termofusíveis de espessura média E e contendo um activador radicalar, e em que se submete uma das faces do suporte a bombardeamento electrónico, ajustando-se a profundidade de penetração dos electrões nos pontos de polímero termofusível para se obter uma modificação das propriedades físico-químicas do polímero termofusível, seleccionadas entre a temperatura de fusão e a viscosidade, numa espessura e com respeito à espessura média E. 0 activador radicalar tem por função criar radicais livres que permitem iniciar a auto-polimerização do polímero termofusível. Assim, não interessa estritamente falar numa substância reactiva como no documento FR.2.606.603.
As técnicas ensinadas pelos dois documentos anteriormente citados têm vários inconvenientes. Segundo o documento FR.2.606.603, quando a substância reactiva é aplicada sobre o suporte do pano de reforço antes da deposição dos pontos de polímero, a reacção que ocorre após se fornecer calor, irradiação UV ou bombardeamento electrónico ocorre na interface entre a substância reactiva e o polímero termofusível. Esta reacção ocorre assim apenas numa espessura muito reduzida. Em todos os outros casos a substância reactiva segundo o documento FR.2.606.603 ou o 5 ΡΕ1314366 agente radicalar segundo o documento EP.0.855.146A1 é misturado com o polímero termofusível antes da deposição dos pontos no suporte do pano de reforço. Esta mistura é normalmente feita aquando da dispersão do polímero na forma de uma pasta, sendo a substância reactiva ou o agente radicalar então incorporados como qualquer outro produto da formulação. Para se obter uma mistura ainda mais íntima, de acordo com o documento EP.0.855.146A1, o polímero termofusível e o activador radicalar são previamente misturados, e depois submete-se esta mistura a operações sucessivas de fusão, extrusão e moagem para se obter um pó que é usado tal e qual para tratamento superficial ou que é diluído para a preparação subsequente da dispersão aquosa na forma de pasta para depósito dos pontos de polímero no suporte do pano de reforço. Porém, qualquer que seja o carácter íntimo da mistura, há sempre em cada ponto aplicado ao dito suporte do pano de reforço uma parte de um polímero termofusível que proporciona a função de colagem que é necessária para a aderência do suporte do pano de reforço à peça de vestuário a ser reforçada, e outra parte de uma substância reactiva ou de um agente radicalar que proporcionam uma função de reactividade sob acção dos meios reactivos tais como uma fonte de calor, irradiação UV ou bombardeamento electrónico, sendo este último particularmente activo para um agente radicalar.
No caso particular dum método de fabrico de um pano de reforço termoadesivo usando-se bombardeamento electrónico para se modificar a estrutura química do 6 ΡΕ1314366 polímero termofusível, a presença do agente radicalar causa um certo número de dificuldades. Quando a técnica de deposição dos pontos de polímero emprega uma dispersão aquosa na forma de pasta, importa que os componentes da formulação da pasta sejam solúveis em água para se obter uma boa estabilidade da pasta ao longo do tempo. Contudo, a maior parte dos produtos que são agentes radicalares convenientes são insolúveis em água, pelo menos nas proporções em que intervêm na preparação da dispersão aquosa, o que pode causar uma instabilidade relativa da pasta com o passar do tempo. Além disso, os produtos que são apropriados como agentes radicalares estão geralmente na forma líquida, com temperaturas de ebulição que podem eventualmente ser incompatíveis com as temperaturas usadas nas condições operatórias empregues quando se depositam pontos no suporte do pano de reforço. Nesse caso, pode ocorrer evaporação parcial do agente radicalar, o que provoca uma perda ou mesmo um desaparecimento da reacti-vidade ao bombardeamento electrónico. Finalmente, foi também observado que, e porque os produtos que são convenientes como agentes radicalares são geralmente monómeros de baixo peso molecular, o seu comportamento na mistura com o polímero termofusível é comparável ao de um plasti-ficante. Este comportamento pode envolver uma mudança da viscosidade fundida do polímero termofusível, pode provocar problemas de qualidade, com o tratamento superficial e pode igualmente mudar as propriedades de resistência mecânica intrínsecas do polímero, e por conseguinte influenciar o desempenho de colagem. 7 ΡΕ1314366 0 requerente tem como objectivo proporcionar um método de fabrico de um pano de reforço termoadesivo usando-se bombardeamento electrónico para se modificar a estrutura química do polímero termofusível que ultrapassa os inconvenientes acima citados.
Este objectivo é perfeitamente alcançada pelo método da invenção, segundo o qual, de forma conhecida, se depositam pontos de polímero termofusível na face direita de um suporte de pano de reforço, seleccionado de suportes têxteis ou não-tecidos, e se submete a face avessa do suporte do pano de reforço a um bombardeamento electrónico. De forma característica, segundo a invenção, os pontos de polímero termofusível são à base de pelo menos um polímero funcionalizado que contém grupos funcionais que aptos a reagirem com radicais livres gerados pela acção de bombardeamento electrónico e/ou que são eles próprios geradores de radicais livres sob acção de bombardeamento electrónico; além disso, a profundidade de penetração dos electrões nos pontos de polímero é ajustada para se obter, devido aos ditos grupos funcionais, uma auto-reticulação do dito polímero funcionalizado numa espessura limitada e com respeito à espessura média E dos pontos de polímero.
Assim, todas as desvantagens acima referidas ligadas à mistura do polímero termofusível e do agente radicalar são eliminadas uma vez que é o próprio polímero termofusível que comporta a função de adesão e a função de reactividade ao bombardeamento electrónico. ΡΕ1314366
Um outro objectivo da invenção proporcionar um polímero termofusível para um pano de reforço termoadesivo, especialmente concebido para se levar a cabo o dito método. Este polímero termofusível é caracterizado por conter grupos funcionais que podem reagir com radicais livres sob acção de bombardeamento electrónico e/ou podem eles próprios gerar radicais livres por acção de bombardeamento electrónico.
Numa primeira versão, estes grupos funcionais contêm funções de insaturação etilénica, por exemplo do tipo acrilato, metacrilato, alílica, acrilamida, viniléter, estirénica, maleica ou fumárica.
Numa segunda versão, os ditos grupos funcionais contêm entidades lábeis, isto é, entidades onde as energias de ligação são inferiores às das ligações usuais carbono-carbono ou carbono-hidrogénio. Como exemplo de uma entidade lábil, pode-se citar uma ligação carbono-cloro C-Cl, ou uma ligação tiol S-H.
Os polímeros funcionais termofusíveis de acordo com invenção são obtidos segundo as duas vias possíveis. Segundo a primeira via, adiciona-se directamente, no meio reaccional de síntese do polímero, monómeros que possuem o ou os grupos funcionais aptos a reagir com radicais livres sob acção de bombardeamento electrónico e/ou que são eles próprios geradores de radicais livres por acção de 9 ΡΕ1314366 bombardeamento electrónico. De acordo com a segunda via, parte-se de polímero termofusível já constituído o qual é subsequentemente transformado por enxerto dos grupos funcionais desejados na estrutura do polímero usando-se técnicas de enxertia conhecidas. A colocação do grupo funcional ao longo da cadeia polimérica influencia consideravelmente a reactividade do polímero funcionalizado sob acção de bombardeamento electrónico bem como a estrutura da rede reticulada obtida. 0 grupo funcional pode ser colocado no final da cadeia, incluído na cadeia, ou pode ser colocado em ramificações ou enxertos ao longo da cadeia polimérica principal. 0 polímero termofusível funcional segundo a invenção deve necessariamente possuir as propriedades de aderência ou colagem necessárias ao uso pretendido, que é o pano de reforço termoadesivo. Além disso, deve poder ser funcionalizado durante a síntese ou por transformação subsequente, conforme acima indicado. Mais particularmente, é então do tipo polietileno (PE), copoliamida (coPA), poliéster (Pes), poliuretano (PU) ou éter de bloco de copoliamida (PBAX). A título de exemplos não limitativos para um esqueleto do tipo poliamida, os grupos funcionais estão localizados no fim da cadeia; para um esqueleto do tipo polietileno, os grupos funcionais estão localizados em ramificações ao longo da cadeia principal; para um esqueleto do tipo poliéster, os grupos funcionais são incluídos ao longo da cadeia principal; para um esqueleto 10 ΡΕ1314366 do tipo poliuretano, os grupos funcionais são enxertados ao longo da cadeia principal.
Obviamente que o polímero termofusível funcional da invenção é seleccionado para responder às condições de utilização no pano de reforço termoadesivo, constrangimentos que variam em função das técnicas empregues.
Em particular, relativamente à sua apresentação, este polímero deverá ser proporcionado na forma de um pó resistente à moagem para granulometrias de 10 a 200 pm ou ainda ser proporcionado em grânulos se a técnica usada for do tipo hot-melt.
Quando a deposição dos pontos de polímero se faz a partir de uma dispersão aquosa na forma de pasta, o polímero deverá claramente ser compatível com a formação de tal dispersão aquosa.
Quando a deposição se faz por tratamento superficial, os grupos funcionais no polímero termofusível devem ser estáveis à temperatura do tratamento superficial, sabendo-se que dependendo da técnica usada, esta temperatura pode ir de 150 a 225°C. Esta estabilidade térmica é indispensável para se evitar que os grupos funcionais dêem origem a uma iniciação descontrolada de auto-reticulação. Esta estabilidade térmica pode ser melhorada incorporando-se um antioxidante no polímero termofusível funcional. 11 ΡΕ1314366 A temperatura de fusão do polímero termofusível funcional da invenção, não sujeito a bombardeamento electrónico, deve geralmente estar compreendido entre 70 e 150°C, sabendo-se que a temperatura de fusão do mesmo polímero auto-reticulado sob acção de bombardeamento electrónico é superior.
Dependendo das aplicações, o polímero funciona-lizado termofusível da invenção é resistente à lavagem na máquina, resistente à limpeza a seco com solvente clorado e resistente ao vapor.
Segundo um exemplo de realização, o polímero funcionalizado tem um esqueleto do tipo polietileno e contém grupos funcionais do tipo metacrilato. Para se obter este polímero funcionalizado, parte-se dum polímero inicial obtido a partir de monómeros de etileno e de uma pequena percentagem, da ordem dos 3% em peso, de ácido acrílico. Este polímero inicial do tipo polietileno comporta funções ácidas (~ C - OH)
H
O ligadas à cadeia de carbono. Em particular, trata-se do polímero EAA, proposto pela firma DOW CHEMICAL sob a denominação Primacor 3150. Submete-se este polímero inicial a uma reacção de esterif icação com um composto do tipo epoxi de fórmula: 12 ΡΕ1314366
vendido pela firma Aldrich com o nome comercial GMA, em proporções estequiométricas. Obtém-se o polímero funcio-nalizado com a seguinte fórmula:
'2 cujos grupos funcionais metacrilato comportam ligações in-saturadas etilénicas aptas a realizar uma auto-reticulação do polímero sobre elas próprias, graças aos radicais livres gerados pela acção dos electrões durante o bombardeamento electrónico. Trata-se em particular de um bombardeamento electrónico efectuado com uma potência de pelo menos 70 kV, com uma dose da ordem dos 10 a 100 kGray sobre a face avessa do suporte do pano de reforço, cuja face direita comporta pontos formados com o polímero funcionalizado. A potência e a dose retida permitem limitar a acção dos electrões numa espessura e limitada da espessura média dos pontos depositados. Deste modo, a auto-reticulação do polímero funcionalizado só ocorre nesta espessura e do ponto, ao nível da base do dito ponto, ou seja, aquela que está em contacto com o suporte do pano de reforço. O polímero auto-reticulado tem uma temperatura de fusão superior à do polímero funcionalizado não auto-reticulado, de tal forma que durante a aplicação do pano de reforço ao 13 ΡΕ1314366 artigo a ser reforçado, a base auto-reticulada do ponto de polímero flui menos que o resto do ponto, evitando-se que traspasse.
Podem ser citados um segundo e terceiro exemplo de polímeros funcionais com um esqueleto do tipo polietileno.
No segundo exemplo, os grupos funcionais são do tipo estirénico. 0 polímero inicial é obtido a partir de monómero de etileno e cerca de 10% em peso de metacrilato de hidroxietilo. Pode tratar-se do polímero EHEMA proporcionado pela firma Neste Chemical sob a referência NRT 354. Ele reage com um composto meta-isopropenilo, de fórmula: CH, C * i
CH 2 $ W t \ /\
CH
J vendido pela firma American Cyanamid sob a denominação TMI, para dar o polímero funcionalizado de fórmula geral: CH- J’ ... tCH2 - CH^ * CH2 - Ç » CHâ - m2
C - Q i
/\ ÍO-f i C « CH, I CH- 3 n i
CH« - CH* - 0 - C - NH £ 2 n
S 14 ΡΕ1314366
No terceiro exemplo, os grupos funcionais são do tipo acrilato. 0 polímero inicial é obtido a partir de monómero de etileno e cerca de 16% em peso de álcool viní-lico. Pode tratar-se do polímero EVOH proposto pela firma Bayer sob a referência Levasint S-31. Ele reage com um composto ácido acrílico para dar o polímero funcionalizado de fórmula geral:
CH„ - CH - J. * t tSH CHg " CMg “ CH “ CHg *
I Q. v c - m ti
G
Em todos os casos, as condições operatórias das diferentes reacções efectuadas são determinadas de forma a obter-se um polímero funcionalizado que contenha uma proporção adequada de grupos funcionais, para se obter o resultado desejado, isto é, para se obter, sob acção de electrões, um aumento localizado da temperatura de fusão devido à auto-reticulação do dito polímero funcionalizado e que responde também às condições impostas pela aplicação ao pano de reforço termoadesivo do suporte no qual são depositados os pontos de polímero funcionalizado.
Lisboa, 24 de Outubro de 2006

Claims (4)

  1. ΡΕ1314366 1 REIVINDICAÇÕES 1. Método de fabrico de um pano de reforço termoadesivo, no qual se depositam, na face direita de um suporte de pano de reforço, seleccionado entre suportes têxteis e não-tecidos, pontos de polímero termofusível, e em que se submete a face avessa do suporte do pano de reforço a um bombardeamento electrónico, caracterizado pelo facto dos pontos de polímero termofusível serem à base de pelo menos um polímero funcionalizado que contém grupos funcionais aptos a reagirem com radicais livres sob acção de um bombardeamento electrónico e/ou que são eles próprios geradores de radicais livres sob acção de bombardeamento electrónico, e em que se ajusta a profundidade de penetração dos electrões nos pontos de polímero para se obter uma auto-reticulação do dito polímero funcionalizado numa espessura limitada e com respeito à espessura média E dos pontos de polímero.
  2. 2. Método segundo a reivindicação 1, caracterizado pelo facto dos pontos de polímero termofusível serem à base de pelo menos um polímero funcionalizado cujos grupos funcionais contêm funções de insaturação etilénica, por exemplo do tipo acrilato, metacrilato, alílica, acri-lamida, viniléter, estirénica, maleica ou fumárica.
  3. 3. Método segundo a reivindicação 1, caracterizado pelo facto dos pontos de polímero termofu- 2 ΡΕ1314366 sível serem à base de pelo menos um polímero funcionalizado cujos grupos funcionais contêm entidades lábeis onde as energias de ligação são inferiores às das ligações usuais carbono-carbono ou carbono-hidrogénio.
  4. 4. Método segundo a reivindicação 3, caracteri-zado pelo facto da entidade lábil ser uma ligação carbono-cloro C-Cl ou uma ligação tiol S-H. Lisboa, 24 de Outubro de 2006
PT02370050T 2001-11-26 2002-11-19 Método de fabrico de um pano de reforço termoadesivo com pontos de polímero termofusível e polímero termofusível especialmente concebido para levar a cabo tal método PT1314366E (pt)

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