PT694644E

PT694644E - Processo de fabrico de uma faixa de nao tecido constituida por filamentos continuos ligados entre si e faixa obtida

Info

Publication number: PT694644E
Application number: PT94440050T
Authority: PT
Inventors: Jean Baravian
Original assignee: Freudenberg Politex Sa
Priority date: 1993-04-22
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 2000-04-28
Also published as: EP0694644B1; EP0694644B2; ATE186578T1; SI0694644T1; US5355565A; GR3032596T3; DE69421612T3; DK0694644T3; DE69421612D1; DE69421612T2; ES2141812T3; FR2705698B1; EP0694644A1; FR2705698A1; DE694644T1

Description

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DESCRICÃO "Processo de fabrico de uma faixa de não tecido constituída por filamentos contínuos ligados entre si e faixa assim obtida" O presente invento refere-se ao domínio da realização de faixas ou de bandas de não tecido em filamentos contínuos obtidos pela fiação de polímeros no estado fundido e tem por objecto um processo de fabrico de uma faixa de não tecido, constituída por filamentos contínuos ligados entre si, bem como uma faixa assim obtida.

Entre as técnicas actuais de ligação de filamentos, existe, nomeadamente, a ligação de por jactos de fluido, tais como jactos de ar, de vapor de água, de soluções aquosas diversas e ainda jactos de água com alta pressão.

Estes processos de ligação actuais consistem em tratar, por meio de jactos de fluidos, os não tecidos obtidos por técnicas tais como a via húmida ou a via seca (por cardação mecânica ou pneumática de fibras de 20 até 80 mm de comprimento). A via húmida está associada às fibras curtas e chatas, cujo comprimento raramente ultrapassa os 20 mm. A via seca, quanto a si, utiliza fibras geralmente frisadas, o que facilita grandemente a realização de panos unitários, cujo comprimento pode ir até 80 mm.

Estes dois processos de formação de faixas de não tecidos estão muito frequentemente associados a misturas de fibras sintéticas, com a eventual adição de fibras artificiais ou naturais. As fibras naturais ou artificiais, frequentemente de origem celulósica, permitem, pela sua presença, um rendimento melhor da ligação por jactos de água com pressão, devido ao facto da sua grande sensibilidade a este elemento.

Aliás, a grande mobilidade das fibras cortadas, deslocadas pela acção dos jactos, permite um rearranjo da estrutura por deslizamento de todas ou parte das fibras na direcção das linhas das forças exercidas no plano da faixa.

Mas estes processos de tratamento dos não tecidos por jactos de fluidos, quando os ditos não tecidos são formados por filamentos contínuos e rectilíneos de 2 84 361 ΕΡ Ο 694 644/ΡΤ polímeros sintéticos, operam-se muito dificilmente, devido ao facto da continuidade própria dos filamentos, a qual representa um travão à sua mobilidade, torna a sua sobreposição muito má e necessita de pressões de jactos muito elevadas, superiores a 200 x 105 Pa, para um resultado de ligação medíocre, a saber uma faixa de não tecido que não apresenta características melhoradas ou propriedades suplementares vantajosas em relação às faixas de não tecidos com filamentos contínuos tradicionais. O presente invento tem, nomeadamente, por objecto remediar estes inconvenientes. O mesmo tem, com efeito, por objecto um processo de fabrico de uma faixa de não tecido, constituída por filamentos contínuos ligados entre si, caracterizado por consistir em realizar uma faixa de não tecido a partir de filamentos de constituição dupla, que apresentam um frisado, depois em submeter a dita faixa a jactos de fluido com alta pressão, cuja acção dá origem a uma sobreposição e a um entrelaçamento dos filamentos frisados, que constituem a dita faixa. O invento será melhor compreendido graças à descrição que se segue, a qual se refere a um modo de realização preferido , dado a título de exemplo não limitativo e explicado com referência aos desenhos esquemáticos, nos quais: a fig. 1 representa esquematicamente a deformação de um fio chato sob a acção de um jacto de fluído de acordo com os processos clássicos, e a fig. 2 representa esquematicamente a deformação de um fio frisado sob a acção de um jacto de fluido de acordo com o processo de acordo com o invento.

De acordo com o invento, o processo de fabrico consiste, em primeiro lugar, em realizar uma faixa de não tecido a partir de filamentos de constituição dupla, que apresentam um frisado, depois em submeter a dita faixa a jactos de fluido com alta pressão, cuja acção mecânica dá origem a uma sobreposição e a um entrelaçamento dos filamentos frisados, que constituem a faixa.

Como mostram as figs. 1 e 2 dos desenhos anexos a deformação máxima de um elemento filamentar composto por um filamento frisado (fig. 2) é nitidamente maior do que a de um elemento filamentar rectilíneo, chato ou direito (fig. 1), isto para elementos que apresentam distâncias idênticas entre as suas extremidades. 3 84 361 ΕΡ Ο 694 644/ΡΤ

Por outro lado, a força necessária para a deslocação ou a deformação de um tal filamento frisado é inferior à necessária para um filamento rectilíneo, para um resultado semelhante.

Além disso, o efeito do jacto sobre os filamentos frisados é nitidamente mais eficaz do que sobre os filamentos rectilíneos.

Por conseguinte, a intensidade da sobreposição e do entrelaçamento dos filamentos contínuos de constituição dupla frisados, e portanto a qualidade e a solidez da ligação entre os ditos filamentos frisados das faixas de não tecidos, são nitidamente superiores às obtidas para os filamentos contínuos direitos ou rectilíneos, isto para uma quantidade de energia gasta, no decurso da ligação, idêntica.

De acordo com uma primeira característica do invento, os filamentos de constituição dupla e frisados, que constituem a faixa de não tecido, apresentam uma estrutura de bicamada que compreende dois componentes filamentares elementares, que consistem em dois polímeros diferentes. A realização de uma faixa de não tecido composta por filamentos contínuos frisados, com estrutura de bicamada pode, nomeadamente ser efectuada de acordo com o processo descrito no pedido de patente francesa n°. 83 08770, que conduz a um frisado espontâneo, intenso e estável, devido ao facto do comportamento assimétrico dos filamentos, durante o seu arrefecimento por ar, ou no decurso do seu estiramento.

Os filamentos de constituição dupla, que compreendem dois componentes filamentares lado-a-lado, são com vantagem compostos por dois polímeros diferentes, com a forma, nomeadamente, de uma combinação, por um lado, de uma poliamida, escolhida no grupo formado pela poliamida 66, a poliamida 6 e a poliamida 11 e, por outro lado, de um poliéster, escolhido no grupo formado pelo poli(teraftalato de etileno), o poli(teraftalato de butileno) e o copoliéster.

No entanto, os pares de poliéster-polipropileno, poliamida-polipropileno, os pares de dois tipos de poliamidas diferentes ou os pares de poliésteres diferentes, tais como o poli(teraftalato de etileno) e o poli(teraftalato de butileno) convêm também muito bem para se obterem estruturas de bicamada, que conduzem a um frisado espontâneo.

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As proporções dos dois polímeros, que constituem o fio de bícamada, podem variar em proporções notáveis de 95/5 a 5/95. As proporções relativas de um e do outro dos constituintes influem aliás na qualidade e intensidade do frisado. O ajustamento desta proporção de um e do outro dos constituintes é um dos meios de regulação do frisado dos filamentos.

Estes filamentos podem ser obtidos por diversos processos conhecidos de fiação/extrusão e apresentar além de uma secção circular, secções variadas tais como, por exemplo, secções trilobadas, quadrangulares ou ainda com a forma de crescentes ou de quartos.

Para estas formas diferentes de filamentos, é, por sua vez, essencial fazer intervir simultaneamente a assimetria e a diferenciação do comportamento físico dos dois componentes elementares durante as fases de arrefecimento e de estiramento do filamento de constituição dupla, com vista à obtenção do frisado.

Este último pode, no caso vertente, ser adicionado por tratamentos químicos suplementares, tais como os descritos no pedido citado atrás ou por tratamentos físicos, tais como o tratamento térmico que provoca as retiradas diferenciais em cada um dos polímeros.

De acordo com um modo de realização preferido do invento, o processo pode, com vantagem, consistir, no caso de componentes filamentares elementares realizados em polímeros incompatíveis, em submeter, por intermédio de jactos de fluido, os filamentos da faixa de não tecido a uma acção mecânica, cuja intensidade é tal que os ditos filamentos da faixa são dissociados nos seus componentes filamentares elementares; sendo estes últimos em seguida entrelaçados e sobrepostos sob o efeito dos ditos jactos de fluido.

No caso, por exemplo, de um filamento de bicamada com um componente em poli(teraftalato de etileno) e de um componente em poli(adipamida de hexametileno), a separação ou a dissociação completa do dito filamento é eficaz sob a acção de jactos de água com alta pressão e permite assim obter, por exemplo, a partir de um filamento de constituição dupla de 2 dtex, dois filamentos de 1 dtex separados.

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Este abaixamento do título dos filamentos participa também na obtenção de uma reacção melhor da rede fibrosa à acção mecânica dos jactos de água que melhoram a sobreposição.

De modo vantajoso, o título dos filamentos de constituição dupla, utilizados é inferior a 4 dtex, incluindo os ditos filamentos uma frequência de frisado de 3 a 30 frisados por centímetro, de preferência, de 8 a 20 frisados por centímetro e uma taxa de frisado de 50 a 400%. O termo frisado indica na presente descrição a ondulação no espaço de um fio ou de um filamento e pode ser definida numericamente pelos valores da frequência de frisado, que indicam o número de frisados por unidade de comprimento do fio ou do filamento e da taxa de frisado, que indica, em percentagem, a diferença entre o comprimento desfrisado e o comprimento frisado do fio ou do filamento em relação ao comprimento desfrisado deste último.

Além disso, a faixa de não tecido, realizada por meio de filamentos de constituição dupla e frisados, apresenta um peso de 10 a 400 g/m2, de preferência, de 20 a 200 g/m2.

De acordo com uma outra característica do invento, os jactos de fluido consistem em jactos de água, aplicados com uma pressão de 50 a 300 x 105 Pa, de preferência, 100x105 a 250 x 105 Pa, sendo os ditos jactos aplicados, com vantagem, nas duas faces da faixa de não tecido.

As agulhetas para a geração dos jactos de fluido poderão apresentar, com vantagem, um diâmetro de orifícios de ejecção compreendido entre 100 μηη e 250 μίτί, estando as ditas agulhetas reagrupadas sobre pequenas barras, dispostas numa ou em diversas fileiras, com um espaçamento entre os orifícios de ejecção, de preferência, compreendido entre 0,2 e 1,2 mm. O panos que suportam o não tecido, durante o tratamento de ligação, são constituídos por filamentos metálicos ou de material sintético e o seu tipo de estrutura e o aperto das malhas condicionam o aspecto do não tecido depois do tratamento, bem como as dimensões e o afastamento das agulhetas.

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Obtém-se assim quer produtos bordados com um motivo predeterminado e com uma rede de grande dimensão, quer produtos com o aspecto de rede ou flanela e uma rede apertada.

Neste último caso as telas que suportam a faixa de não tecido, durante a aplicação dos jactos de fluido, consistem em telas metálicas apertadas de malha 80 a 120.

As possibilidades de velocidade de trabalho dependem do título dos filamentos, do seu módulo de Young, da sua sensibilidade à água, do peso/m2 do não tecido, bem entendido da energia disponível por unidade de superfície, e por fim do efeito de ligação desejado. As mesmas podem estar situadas entre 10 e 100 m/mm, ou mais, para as faixas muitos leves. O invento tem igualmente por objecto uma faixa de não tecido, obtida por meio do processo descrito atrás, e composta quer por filamentos de constituição dupla, que incluem um frisado, apresentando a dita faixa uma estrutura ligada, que resulta da sobreposição e do entrelaçamento intensos dos ditos filamentos, quer por filamentos contínuos frisados sobrepostos e entrelaçados, que consistem em dois materiais diferentes e obtidos por dissociação de filamentos contínuos de constituição dupla com estrutura de bícamada.

As faixas assim tratadas possuem, por um lado, as propriedades dos não tecidos de filamentos contínuos, tais como níveis de resistência muito elevados à ruptura, ao rasgo e ao puncionamento, por outro lado, a flexibilidade, o drapeado, a opacidade e a chamada propriedade "lintfree", isto é, a propriedade de não possuir fibras ou fibrilas livres, o que representa uma vantagem considerável nas aplicações médicas e cirúrgicas, tais como em pensos, campo operatório,, batas médicas ou semelhantes, e permite obter uma resistência ao atrito e à lavagem doméstica elevada. Estas propriedades podem ainda ser melhoradas por tratamentos de acabamento clássicos da indústria têxtil.

Do mesmo modo poder-se-á efectuar, com vantagem, de acordo com as aplicações, tratamentos de enobrecimento têxtil, tais como o tingimento, a impressão pelos processos de transferência, de impressão com pigmentos ou por fixação-lavagem, os tratamentos de raspagem ou de esmerilagem ou semelhantes.

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Além das aplicações médicas citadas, as aplicações de faixas assim obtidas podem também se estender a outras aplicações têxteis, tais como ao mobiliário (cortinados, revestimentos murais, paramentos com os aspectos tradicionais de flanela ou feltros, revestimentos de assentos ou de cama, coberturas, etc.) ou ainda os couros sintéticos tipo pelica ou cobertos por impregnação de ligantes flexíveis ou, por exemplo, poliuretanos coagulados. O presente invento será, com vantagem, representado pelo exemplo descrito a seguir. É realizado, pelo processo e por meio do dispositivo que é o objecto do documento FR 74 20254, uma faixa de não tecido de 110 g/m2, nas condições seguintes: extrusão de filamentos de 1,5 dtex, cada um deles constituído por dois componentes filamentares, um em poliéster (poli(teraftalato de etileno e glicol)) e o outro em poliamida (poli(adipamida hexametileno)), na posição lado-a-lado e na proporção 50/50 em volume; o estiramento numa agulheta pneumática com uma pressão de ar de 3,2 x 105 Pa, situada a 125 cm da fieira; o depósito dos filamentos num tabuleiro sem-fim receptor, que utiliza o processo chamado de "travelling", descrito em FR 74 20254. A faixa de 110 g/m2 assim obtida, constituída por filamentos de constituição dupla e cujo frisado espontâneo, revelado desde a recepção no tabuleiro receptor, é de 16 frisados/cm, é então transportada com uma velocidade de 12 m/minuto até ao dispositivo de ligação por facto de água, munido de uma tela metálica de malha 100 com uma abertura de 25%. O dispositivo de ligação permite tratar sucessivamente o não tecido numa face, depois na outra, com a ajuda de dois conjuntos de quatro fileiras (pequenas barras) de jactos, espaçados entre si de 0,6 mm. Os orifício das agulhetas têm um diâmetro de 100 pm e as pressões dos jactos de água de cada uma das fileiras têm, sucessivamente, 160 - 220 - 140 - 140 x 105 Pa no primeiro conjunto e numa face, bem como para o segundo conjunto situado na outra face da faixa.

84 361 ΕΡ Ο 694 644/ΡΤ 8 A faixa, após exposição é seca num tambor com atravessamento de ar, a uma temperatura de 160°C.

Foi notado que a sujeição da faixa durante a operação de secagem, a um ambiente quente e húmido tem, geralmente, uma acção que acentua o frisado dos filamento no seio do não tecido, sobretudo se estes foram separados de modo imperfeito nos constituintes unitários pela acção dos jactos de água com pressão. Isto tem a tendência para fazer retrair a faixa, consolidando a ligação e conferindo propriedades superiores de "drapeado" ao não tecido. A faixa obtida tem um toque muito suave e muito flexível.

Foi constatado com o exame ao microscópio, que os fios de poliamida e de poliéster ficam completamente separados e que a sobreposição é impelida para um estádio muito avançado. A possibilidade de ruptura, bem como a energia de ruptura da faixa, medida de acordo com a norma AFNOR GO7001, a resistência ao rasgamento iniciado, medida de acordo com a norma AFNOR GO7055, e a resistência à separação, de acordo com a norma AFNOR G07112 têm um nível muito elevado; a rigidez à flexão é realizada de acordo com a recomendação ISO/TC.94/SC 1139 F 3/70. A deformação em carga é igualmente muito limitada, o que demonstra perfeitamente o nível muito bom da ligação. A tabela que se segue, representa as diferentes características, por um lado, de uma faixa (A) de não tecido, constituída por filamentos contínuos e frisados com estrutura de bicamada de poliamida 6.6/(poli(teraftalato de etileno) (50/50) de 1,5 dtex, ligados por jactos de água sob pressão, de acordo com o processo descrito atrás, e, por outro lado, uma faixa (B) de não tecido, constituída por filamentos monocamada, contínuos e não frisados, de 1,5 dtex, e compostos por poliéster e poli(teraftalato de etileno). A comparação entre as duas coluna de valores permite apreciar as vantagens notáveis procuradas pelo invento.

(A) (B) Massa superficial (g/m2) 108,5 110 Carga de ruptura - SL (daN) 43,7 32,3 Carga de ruptura - ST (daN) 26,4 22,1 Isotropia 1,65 1,46 Alongamento - SL (%) 84,2 72,3 Alongamento - ST (%) 88,5 75,6 Alongamento / 3daN - SL (%) 4,4 8,2 Alongamento / 5daN - SL (%) 7,3 15,6 Alongamento / 10daN - SL (%) 15,3 26,5 Alongamento / 3daN - ST (%) 14,2 23,6 Alongamento / 5daN - ST (%) 21,5 36,8 Alongamento /10 daN - ST (%) 36,3 51,5 Energia de ruptura - SL (j) 42,1 21,3 Energia de ruptura - ST (j) 22,9 13,6 10 84 361 ΕΡ Ο 694 644/ΡΤ

Espessura (mm) 0,66 1,17 Retraimento térmico - SL (%) 0,9 0,8 Retraimento térmico - ST (%) 0,8 0,7 Flexão - SL (mg/cm) 846 1025 Flexão - ST (mg/cm) 221 348

Lisboa, 25. JANL 2000

Por FREUDENBERG POLITEX SA - O AGENTE OFI

ENG.® ANTÓNIO JOÃO DA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind. das Flores, 74 - 4.* ieoo LISBOA

Claims

84 361 ΕΡ Ο 694 644/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Processo de fabrico de uma faixa de não tecido constituída por filamentos contínuos, ligados entre si, caracterizado por consistir em realizar uma faixa de não tecido a partir de filamentos de constituição dupla, cujo título é inferior a 4 dtex, compreendendo estes filamentos dois componentes filamentares elementares de dois polímeros diferentes e apresentando um frisado espontâneo, com uma frequência de 3 a 30 frisados por centímetro e uma taxa de frisado de 50 a 400%, depois em submeter a dita faixa a jactos de fluido com alta pressão, cuja acção mecânica dá origem a uma sobreposição e a um entrelaçamento dos filamentos frisados, que constituem a dita faixa.
2 - Processo de fabrico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os filamentos de constituição dupla e frisados, que constituem a faixa de não tecido, apresentarem uma estrutura de bicamada.
3 - Processo de fabrico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por os filamentos de constituição dupla, que compreendem dois componentes filamentares lado-a-lado, serem compostos por dois polímeros diferentes com a forma de uma combinação, por um lado, de uma poliamida, escolhida no grupo formado pela poliamida 66, a poliamida 6 e a poliamida 11 e, por outro lado, de um poliéster escolhido no grupo formado pelo poli(teraftalato de etileno), o poli(teraftalato de butileno) e o copoliéster.
4 - Processo de fabrico de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado por consistir em submeter, por intermédio de jactos de água, os filamentos da faixa de não tecido a uma acção mecânica, cuja intensidade é tal que os ditos filamentos da faixa são dissociados nos seus componentes filamentares elementares, sendo estes últimos em seguida entrelaçados e sobrepostos sob o efeito dos ditos jactos de fluido.
5 - Processo de fabrico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por os filamentos apresentarem uma frequência de frisado de 8 a 20 frisados por centímetro.
6 - Processo de fabrico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por a faixa de não tecido apresentar um peso de 10 a 400 g/m2, de preferência, de 20 a 200 g/m2. 84 361 ΕΡ Ο 694 644/ΡΤ 2/2
7 - Processo de fabrico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por os jactos de fluido consistirem em jactos de água aplicados com uma pressão de 50 a 300 x 105 Pa, de preferência de 100 x 105 Pa a 250 x 105 Pa, sendo os ditos jactos aplicados, com vantagem, nas duas faces da faixa de não tecido.
8 - Processo de fabrico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por as agulhetas para a geração dos jactos de fluido apresentarem um diâmetro de orifícios de ejecção compreendido entre 100 μηη e 250 pm, estando as ditas agulhetas reagrupadas sobre pequenas barras, dispostas numa ou em diversas fileiras, com um espaçamento entre orifícios de ejecção compreendido, de preferência, entre 0,2 e 1,2 mm.
9 - Processo de fabrico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por as telas, que suportam a faixa de não tecido, durante a aplicação dos jactos de fluido, consistirem em telas metálicas apertadas de malha 80 a 120.
10 - Processo de fabrico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por consistir em submeter a faixa de não tecido, durante a sua secagem, a um ambiente quente e húmido, que permite acentuar o frisado dos filamentos e provoca uma retracção e uma consolidação da dita faixa, bem como qualidades de toque melhoradas.
11 - Faixa de não tecido obtida por meio do processo de fabrico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a3e5a 10, caracterizada por a mesma ser composta por filamentos contínuos de constituição dupla, que incluem um frisado espontâneo, apresentando a dita faixa uma estrutura ligada, que resulta da sobreposição e do entrelaçamento intensos dos ditos filamentos.
12 - Faixa de não tecido obtida por meio do processo de fabrico de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 10, caracterizada por a mesma ser composta por filamentos contínuos frisados, sobrepostos e entrelaçados, que consistem em dois materiais diferentes e obtidos pela dissociação de filamentos contínuos de constituição dupla com estrutura de bicamada. Lisboa, 25> M 2QOO Por FREUDENBERG POLITEX SA

m$.° ANTÓNIO JOAO DA CUNHA FERREI RA Ag. Of. Pr. Ind. Rua das Flores, 74 - 4.' 1200 LISBOA