PT776762E

PT776762E - Fita ou fio co-extrudidos

Info

Publication number: PT776762E
Application number: PT96203380T
Authority: PT
Inventors: Rudolf Hendrik Kok; Hendrik Grunstra
Original assignee: Lankhorst Indutech Bv
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 2001-01-31
Also published as: EP0776762B1; DE69609801T2; EP0776762A1; DE69609801D1; DK0776762T3; GR3034696T3; US6045923A; ES2151989T3; ATE195460T1

Description

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DESCRIÇÃO "FITA OU FIO CO-EXTRUDIDOS” A presente invenção refere-se a uma fita ou fio, do tipo ABA, de poliolefina, co-extrudidos, bem como um processo para produzir essa fita ou esse fio. As fitas e os fios de poliolefina são conhecidos na técnica e têm sido especialmente usados para produzir vários materiais de tipo têxtil, por exemplo, para aplicações geo-têxteis, agrícolas e outras, tais como telas de protecção.

As fitas e fibras de poliolefina são geralmente preparadas cortando películas de poliolefina apropriada, usualmente preparadas por fundição. As fitas podem, subsequentemente, ser fibriladas e torcidas, resultando num fio. As fitas e/ou fios são entrelaçadas até tamanhos apropriados, dependendo das necessárias aplicações. Os sacos são um exemplo assim como os encerados e afins.

De acordo com o pedido de patente europeia EP-A-366 210 é preparado um laminado de poliolefina de três camadas consistindo numa camada central de polipropileno e/ou polietileno de baixa densidade linear e camadas de capa co-extrudidas a partir de homo- e copolímeros de buteno-1. O laminado tem de ser estirado até uma proporção de elasticidade de 15 para 1, geralmente resultando num material tendo uma espessura de cerca de 200 pm. O material pode ser usado na área das embalagens para recipientes de plástico, ou para reparar canos quebrados já existentes. De acordo com o pedido de patente EP-A-262 230 é fornecido um laminado tendo à superfície um material que absorve água. O laminado é um laminado L-LDPE/PP/L-LDPE que tem uma taxa de elasticidade de 5. -2-

Uma desvantagem deste sistema reside no facto de que as propriedades mecânicas do material são restritas e de que as camadas do laminado se descolam umas das outras com facilidade. Adicionalmente, é de notar que a produção é bastante lenta. É um objecto da invenção fornecer uma fita ou fio co-extrudidos, apropriados a vários fins, tendo propriedades que são ajustáveis, não só pela cuidadosa selecção dos polímeros a utilizar, mas também pelas condições de produção. É um objecto mais particular fornecer uma fita ou fio tendo boas propriedades de encolhimento ajustável, boas propriedades de selagem e uma resistência mecânica superior.

Outro objecto é fornecer uma fita ou fio do tipo ABA baseado em poliolefinas, tendo uma resistência superior à separação em lâminas das várias camadas entre si sem a necessidade de se usarem camadas adesivas intermédias. É também um objecto da invenção fornecer uma fita ou um fio que possam ser reciclados em fracções de poliolefina, sem a necessidade de separar este material de outras poliolefinas.

Em conformidade, a invenção visa uma fita ou fio co-extrudidos, do tipo ABA, compreendendo uma camada central e duas camadas de capa, sendo a composição da camada central (B) diferente da das camadas de capa (A), onde a camada central (B) se baseia em pelo menos um polímero de propileno, ou em pelo menos um polímero de etileno tendo uma densidade superior a 935 kg/m3, e as camadas de capa (A) se baseiam em pelo menos um copolímero de etileno com uma ou mais olefinas C3-C8, contendo ainda 5 a 45 % em peso de polietileno de alta densidade tendo uma densidade superior a 940 kg/m3, sendo -3 -

pelo menos uma das poliolefinas na camada de capa compatível com a camada central e tendo a fita ou fio uma espessura até 150 pm, preferivelmente de 50 a 150 pm, e uma taxa de elasticidade entre 6 e 10.

Preferivelmente, a camada central foi preparada a partir de pelo menos uma poliolefina seleccionada a partir do grupo de polipropileno e polietileno tendo uma densidade superior a 935 kg/m , e misturas destas poliolefinas. Deve notar-se que o polipropileno e o polietileno podem conter quantidades subordinadas de co-monómeros que, materialmente, não alteram as propriedades gerais do produto, como etileno e propileno, respectivamente.

Preferivelmente, a camada central (B) baseia-se em pelo menos uma das misturas seleccionadas a partir do grupo de: a) polipropileno e pelo menos um polietileno tendo uma densidade inferior a 935 kg/m3; b) polietileno tendo uma densidade de pelo menos 940 kg/m , e λ pelo menos um polietileno tendo uma densidade inferior a 935 kg/m .

De acordo com um modelo de realização, a camada central da fita de acordo com a invenção foi preparada a partir de uma mistura de polipropileno e um ou mais polietilenos, pelo que a quantidade de polipropileno é predominante, isto é, mais de 50 % em peso. Mais particularmente, a camada central é preparada a partir de uma mistura de 50 a 90 % em peso de polipropileno e 10 a 50 % em peso de polietileno de baixa densidade (linear) (<925 kg/m3), polietileno de alta densidade (>940 kg/m3), polietileno de muito baixa densidade (<910 kg/m3), ou combinações de dois ou mais destes produtos. .4- ί/^η

Este tipo de camada central resulta num material (fita, fio, ou material entrelaçado) tendo propriedades de encolhimento ajustáveis e resistência mecânica superior.

De acordo com outro modelo de realização, a camada central da fita de acordo com a invenção foi preparada a partir de uma mistura de polietileno de alta densidade e uma ou mais poliolefinas, pelo que a quantidade de polieteleno de alta densidade é predominante, isto é, mais de 50 % em peso. Mais particularmente, a camada central é preparada a partir de uma mistura de 50 a 90 % em peso de polietileno de alta densidade (<940 kg/m3) e 10a50%em peso de polietileno de baixa densidade ou polietileno de baixa densidade linear (<925 kg/m), polietileno de densidade muito baixa (<910 kg/m ), ou combinações destes produtos. Adicionalmente, pode estar presente uma quantidade de polipropileno para melhorar a resistência do material. Os materiais baseados em polietileno de alta densidade como principal componente da camada central têm a vantagem de uma resistência à abrasão superior, resistência à separação em lâminas (capacidade de fixação) e selabilidade térmica.

Deve notar-se que é a camada central que confere a principal resistência à fita co-extrudida. Geralmente, a quantidade de peso da camada central, baseada no peso total da fita, excede os 60 % em peso. A quantidade da camada central pode ir até 90 % em peso.

As camadas de capa que, preferivelmente, atingem 10 a 40 % em peso do peso total da fita são, preferivelmente, preparadas a partir de pelo menos um copolímero de etileno. Preferivelmente é adicionado um polietileno de alta densidade numa quantidade de 5 a 45 % em peso. -5-

Preferivelmente, as camadas de capa (A) são preparadas a partir de pelo menos um copolímero de eteno e pelo menos um de propeno, buteno-1, hexeno-1, octeno-1 e 3 -metilpenteno-1.

As composições de poliolefina para a produção da camada central e as camadas de capa podem conter aditivos convencionais que são usados nestes materiais. Mais particularmente, podem ser usados auxiliares de processamento, estabilizadores de raios UV, compostos de condutividade, materiais de coloração, pigmentos e afins.

Uma exigência importante da fita de acordo com a invenção reside na taxa de elasticidade ou de estiramento que se situa entre 6 e 10. Descobriu-se que o material tem propriedades ótimas dentro destas gamas, tanto em termos de resistência mecânica, por exemplo de 0,25 até 0,6 GPa ou mais, integridade do material, resistência à abrasão, encolhimento controlado e selabilidade térmica. A fita de acordo com a invenção é preparada por co-extrusão das duas composições de poliolefina para produzir uma película de três camadas, usando equipamento e condições padronizadas. Esta co-extrusão pode resultar quer numa película fundida quer numa película insuflada. Na primeira situação, esta película pode ser ou esticada uni-axialmente ou não esticada. No caso da película insuflada, esta resulta geralmente numa película esticada bi-axialmente. A fita ou fio co-extrudidos não exigem a presença de uma camada adesiva. É de notar que a extrusão por fundição usualmente resulta num processamento mais fácil e num produto com propriedades melhoradas, especialmente no caso de materiais com um índice de fusão mais elevado.

Depois da co-extrusão a película é geralmente arrefecida e, subsequentemente, cortada para produzir a fita co-extrudida. A referida fita é -6-

subsequentemente esticada até à taxa de estiramento exigida, seguida por um tratamento térmico da fita esticada para fornecer as excelentes propriedades finais. É preferido produzir a película por fundição, substancialmente sem estiramento, o que significa que a velocidade de extracção do molde é mantida tão baixa quanto possível.

Depois do corte efectua-se a operação de estiramento, o que, preferivelmente, é feito a temperaturas entre 110 e 150°C num forno adequado, ou sobre rolos aquecidos. Finalmente, a fita é submetida a um tratamento térmico, o que também pode ser efectuado num forno ou sobre rolos aquecidos. A natureza e a intensidade deste tratamento térmico é muito importante para detrminar as propriedades finais da fita. A temperatura a que se dá o tratamento térmico é muito importante para determinar as propriedades finais da fita. A temperatura a que se dá o tratamento térmico e as condições de processamento, a velocidade dos rolos, influenciam as propriedades do material final. É, por exemplo, possível dar apenas um tratamento térmico muito ligeiro, resultanto num encolhimento mínimo, de apenas 0,1 a 4 %. Desta forma, o material continua a ter uma capacidade de encolhimento substancial. Contudo, é também possível dar à fita um tratamento térmico mais severo, resultando num encolhimento muito mais forte (até 20 %) ou mesmo numa situação de equilíbrio, resultando numa fita ou fio com uma capacidade de encolhimento muito inferior. Isto é especialmente vantajoso quando o material tem de ser submetido a tratamento térmico subsequente (estabilização, revestimento, etc.). A temperatura do tratamento térmico pode variar entre cerca de 10°C e 200°C, dependendo das propriedades do material exigidas. -7-

Opcionalmente, a fita assim tratada pode ser fibrilada e/ou torcida para produzir um fio, tendo também propriedades muito boas como as da fita. A fita ou fio da presente invenção é subsequentemente processada até um material tecido usando maquinaria padronizada. Este material tecido pode ser usado para vários tipos de aplicações, tendo em conta as suas propriedades mecânicas e de relaxamento. Adicionalmente, pode dar-se ao material, depois da tecelagem, um tratamento térmico para confirmar a sua estrutura. Aplicações adequadas para estes materiais são os vários tipos de tela, como as telas de protecção em redor de edifícios ou de equipamento, telas para cobertura, mas também as chamadas geo-membranas, telas geo-têxteis e de filtração. Também é possível usar o material como isolador, especialmente em presença das excelentes propriedades de selagem e de resistência à separação em lâminas. A invenção é agora elucidada na base dos seguintes Exemplos, que não se destinam a ser limitativos. EXEMPLO 1

Prepara-se um fio para tecelagem co-extrudindo uma camada de capa com uma composição consistindo numa mistura de VLDPE (Enichem, densidade 900kg/m3) a 2/1 (p/p) e HDPE (Hoechst, densidade 944 kg/m3) e uma camada central com uma composição de 60 % em peso de polietileno de alta densidade (Hoechst, densidade 944 kg/m3), 20 % em peso de polipropileno (Montell) e 20 % em peso de VLDPE (Enichem, densidade 900kg/m3), para produzir um laminado fundido do tipo ABA (10/80/10 p/p/p). A temperatura de extrusão era de 240°C. -i-Uuj O laminado foi imediatamente arrefecido até uma temperatura de cerca de 40°C, cortado em tiras de cerca de 1 cm de largura e, depois de aquecido até uma temperatura de cerca de 120°C, esticado até uma taxa de 7.9. Depois do estiramento, o material foi brevemente aquecido até 115°C sobre quatro rolos, pelo que o material encolheu 7,0 %. A espessura da fita era de 80 pm. Subsequentemente, foi fibrilada e torcida para produzir um fio de 0,22 g/m (2000 denier), adequado para tecelagem.

As propriedades do fio eram as seguintes:

Resistência à tensão: (4 g/denier) 0,32 GPa

Encolhimento (110°C): 20 % O fio foi tecido como tela de filtração, que foi mais aquecida para selar e encolher o material, produzindo, assim, uma tela de filtração com um tamanho de malha regular. EXEMPLO 2

Prepara-se uma fita isoladora co-extrudindo uma camada de capa com uma composição consistindo numa mistura de VLDPE (Enichem, densidade 900 kg/m3) a 2/1 (p/p) e HDPE (Hoechst, densidade 944 kg/m3) e uma camada central com uma composição de 70 % em peso de polipropileno (Montell) 30 % em peso de polietileno de alta densidade (Hoechst, densidade 944 kg/m ), para produzir um laminado fundido do tipo ABA (10/80/10 p/p/p). A temperatura de extrusão era de 240°C. O laminado foi imediatamente arrefecido até uma temperatura de cerca de 50°C, cortado em tiras de cerca de 15 mm de largura e, depois de -9-

aquecido até uma temperatura de cerca de 130°C, esticado até uma taxa de 8.6. Depois do estiramento, o material foi brevemente aquecido até 120°C sobre quatro rolos, pelo que o material encolheu 8 %. Obteve-se uma fita de 5 mm de largura, 120 pm de espessura e 0,55 g/m (5000 denier), adequada para uso como fita isoladora para embalagens.

As propriedades da fita foram as seguintes:

Resistência à tensão: (6 g/denier) 0,48 GPa Alongamento até ruptura: 20 %

Depois da selagem térmica de duas extremidades da fita uma à outra a resistência da selagem era de cerca de 50 % da resistência à tensão. EXEMPLO 3

Prepara-se uma fita para tecelagem co-extrudindo uma camada de capa com uma composição consistindo numa mistura de VLDPE (Enichem, densidade 900kg/m3) a 2/1 (p/p) e HDPE (Hoechst, densidade 944 kg/m3) e uma camada central com uma composição de 53 % em peso de polietileno de alta densidade (Hoechst, densidade 944 kg/m3), 30 % em peso de polipropileno (Montell, MFI 1,5 g/10 min) e 17 % em peso de VLDPE (Enichem, densidade 900 kg/m3), para produzir um laminado fundido do tipo ABA (10/80/10 p/p/p). A temperatura de extrusão era de 240°C. O laminado foi imediatamente arrefecido até uma temperatura inferior a 40°C, cortado em tiras de cerca de 5 mm de largura e, depois de aquecido até uma temperatura de cerca de 117°C, esticado até uma taxa de 8. Depois do estiramento, o material foi brevemente aquecido até 125°C sobre -10- quatro rolos, pelo que o material encolheu 10 %. Obteve-se uma fita com 80 pm e 0,139 g/m (1200 denier), adequada para uso como fita de tecelagem

As propriedades do fio foram as seguintes:

Resistência à tensão: (5 g/denier) 0,40 GPa Encolhimento (110°C): < 10 %.

Lisboa, 18 de Outubro de 2000

Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LISBOA

Claims

- 1 - REIVINDICAÇÕES 1. Fita ou fio co-extrudidos do tipo ABA, compreendendo uma camada central e duas camadas de capa, tendo a camada central (B) e as camadas de capa (A) composições diferentes, onde a camada central (B) se baseia em pelo menos um polímero de propileno, ou em pelo menos um polímero de etileno tendo uma densidade superior a 935 kg/m1, e as camadas de capa (A) se baseiam em pelo menos um copolímero de etileno com uma ou mais olefinas C3-C6, contendo ainda 5 a 45 % em peso de polietileno de alta densidade, tendo uma j densidade superior a 940 kg/m , sendo pelo menos uma das poliolefinas na camada superior compatível com a camada central, e tendo a fita ou fio uma espessura até 150 pm, preferivelmente de 50 a 150 pm, e uma taxa de estiramento entre 6 e 10.
2. Fita ou fio de acordo com a reivindicação 1, onde a camada central (B) se baseia em pelo menos uma das misturas seleccionadas a partir do grupo de: a) polipropileno e pelo menos um polietileno tendo uma λ densidade inferior a 935 kg/m ; b) polietileno tendo uma densidade de pelo menos 940 kg/m e pelo menos um polietileno tendo uma densidade inferior a 935 kg/m1. 1 Fita ou fio de acordo com a reivindicação 1 ou 2, onde as camadas de capa (A) são preparadas a partir de pelo menos um copolímero de eteno e pelo menos um de propeno, buteno-1, hexeno-1, oceno-1 e 3-metilpenteno-1. -2- Ι/lyWj
4. Fita ou fio de acordo com a reivindicação 1-3, onde a camada central foi preparada a partir de uma mistura de 50 a 90 % em peso de polipropileno e 10 a 50 % em peso de polietileno de baixa densidade ou polietileno de baixa densidade linear (< 925 kg/m3), polietileno de alta densidade (> 940 kg/m3), polietileno de muito baixa densidade (< 910 kg/m3), ou combinações de dois ou mais destes produtos.
5. Fita ou fio de acordo com a reivindicação 1-4, onde a camada central foi preparada a partir de uma mistura de 50 a 90 % em peso de polietileno de alta densidade (> 940 kg/m ) e 10 a 50 % em peso de polietileno de Λ baixa densidade ou polietileno de baixa densidade linear (< 925 kg/m), polietileno de muito baixa densidade (< 910 kg/m3), ou combinações destes produtos.
6. Fita ou fio de acordo com a reivindicação 5 onde, adicionalmente, uma quantidade de polipropileno está presente na camada central.
7. Fita ou fio de acordo com as reivindicações 1-6 onde as camadas de capa foram preparadas a partir de uma mistura de pelo menos um polietileno de alta densidade e pelo menos um polietileno de baixa densidade, pelo que os índices de fusão dos dois polietilenos são respectivamente inferiores ale superiores a 2,5.
8. Fita ou fio de acordo com as reivindicações 1-7, onde a camada central está presente na fita numa quantidade de 60 a 90 % em peso.
9. Processo para produzir uma fita co-extrudida ou fio de acordo com a reivindicação 1-8, compreendendo o referido processo a co-extrusão de duas composições de poliolefina para produzir uma película de três -3- * camadas, cortando a película para produzir uma fita co-extrudida, esticando a fita co-extrudida até uma taxa de estiramento de 6 a 10, seguindo-se o tratamento térmico da fita esticada.
10. Processo de acordo com a reivindicação 9, onde a referida película é arrefecida até uma temperatura abaixo do ponto de fusão das composições, antes de a película ser cortada.
11. Processo de acordo com a reivindicação 9 ou 10, onde a fita esticada é subsequentemente fibrilada.
12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 9- 11, onde a fibra fibrilada é entrelaçada.
13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 9- 12, onde a película é arrefecida até uma temperatura inferior a 100°C.
14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 9- 13, onde a fita é esticada a uma temperatura entre 110 e 150°C.
15. Uso da fita ou fio co-extrudidos de acordo com as reivindicações 1-8 em geo-têxteis, geo-membranas, telas de protecção e telas de filtração.
16. Tecido preparado a partir da fita ou fio de acordo com as reivindicações 1-8 ou produzido de acordo com as reivindicações 9-14. Lisboa, 18 de Outubro de 2000

Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LISBOA