PT880609E

PT880609E - Fibras e filamentos de celulose possuindo um elevado alongamento a ruptura

Info

Publication number: PT880609E
Application number: PT97904443T
Authority: PT
Inventors: Hanneke Boerstoel; Marco Ypma; Jan Barend Westerink; Hendrik Maatman; Jannes Veurink
Original assignee: Akzo Nobel Nv
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 2000-09-29
Also published as: DK0880609T3; ES2145576T3; GR3033792T3; CN1211291A; ATE191520T1; DE69701626T2; JP2000505508A; DE69701626D1; EP0880609B1; US6068919A; CN1078271C; EP0880609A1; WO1997030198A1

Description

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DESCRICÀO "Fibras e filamentos de celulose possuindo um elevado alongamento à ruptura" O invento refere-se a fibras de celulose obteníveis por fiação de uma solução contendo os constituintes celulose, um solvente e água.

Em JP-A-07189019 revela-se a produção de fibras de celulose a partir de uma solução de fiação preparada por dissolução de celulose num solvente misto de N-metilmorfolina-N-óxido - água. Ainda que as propriedades das fibras obtidas com o processo conhecido exibam resultados satisfatórios, existe uma necessidade constante de melhorias adicionais. O invento proporciona agora fibras e fios de celulose exibindo propriedades mecânicas melhoradas. O invento consiste no facto de as fibras de celulose do tipo mencionado no parágrafo de abertura, que são obtidas a partir de uma solução de fiação contendo 94-100% em peso dos constituintes celulose, ácido fosfórico e/ou os seus anidridos, e água, possuírem um alongamento à ruptura superior a 7%.

Deverá ser acrescentado que o pedido de patente não pré-publicado WO 96/06208 revela fibras, filamentos e fios de celulose obtidos por fiação de uma solução de celulose anisotrópica obtenível por dissolução de celulose num solvente contendo 65-80% em peso de pentóxido de fósforo. As referidas fibras, filamentos e fios são caracterizados por uma tenacidade à ruptura comparativamente elevada (>500 mN/tex), por um módulo comparativamente elevado (>15 N/tex) e por um alongamento à ruptura comparativamente baixo (<7%). Um inconveniente das fibras, filamentos e fios exibindo as referidas propriedades é que estes são menos adequados para utilização em têxteis devido, int. ai, ao desconforto relativo resultante do uso destas fibras de módulo elevado e, em aplicações técnicas particulares, devido ao seu alongamento à ruptura comparativamente baixo.

Neste pedido de patente, o termo ácido fosfórico refere-se a todos os ácidos inorgânicos de fósforo e suas misturas. O ácido ortofosfórico é o ácido de fósforo pentavalente, i.e. H3P04. O seu equivalente anidro, i.e. o anidrido, é o pentóxido de fósforo (P205). Para além do ácido ortofosfórico e do pentóxido de fósforo, dependendo da quantidade de água no sistema, existe uma série de ácidos de fósforo pentavalente, com uma capacidade de ligação a água entre os referidos pentóxido de fósforo e ácido ortofosfórico, tais como o ácido polifosfórico (H6P4013, PP A).

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ΕΡ 0 880 609 / PT 2 A percentagem em peso de pentóxido de fósforo no solvente é calculada a partir da quantidade global em peso de ácido fosfórico, incluindo os seus anidridos, e da quantidade total de água no solvente, convertendo os ácidos em pentóxido de fósforo e água, e calculando que percentagem da referida quantidade global em peso é constituída por pentóxido de fósforo. Nesta descrição, a água obtida a partir de celulose ou de substâncias que são parte dos outros constituintes e a água que é adicionada para obter a solução não são incluídas no cálculo da concentração de pentóxido de fósforo no solvente. A percentagem em peso de pentóxido de fósforo na solução é calculada a partir da quantidade global em peso de ácido fosfórico, incluindo os seus anidridos, e da quantidade v total de água na solução, convertendo os ácidos em pentóxido de fósforo e água, e calculando que percentagem da referida quantidade global em peso é constituída por pentóxido do fósforo. Por esse motivo, nesta descrição, a água obtida a partir da celulose ou de substâncias que são parte dos outros constituintes e a água que é adicionada para obter a solução são incluídas no cálculo da concentração de pentóxido de fósforo na solução. A percentagem em peso de celulose na solução é calculada a partir da quantidade global em peso em relação a todos os constituintes na solução. A celulose derivatizada com ácido fosfórico é incluída nos constituintes perfazendo 94-100% em peso da solução a ser fiada. No caso da celulose derivatizada com ácido fosfórico, as percentagens em peso de celulose na solução indicadas neste pedido de patente referem-se às quantidades calculadas com base na celulose. De um modo análogo, isto aplica-se às quantidades de fósforo mencionadas neste fascículo.

Para além da água, do ácido fosfórico e/ou seus anidridos, e da celulose e/ou dos produtos de reacção de ácido fosfórico e de celulose, podem estar presentes outras substâncias na solução. A solução pode ser preparada por mistura dos constituintes que podem ser classificados em quatro grupos: celulose, água, ácido fosfórico incluindo os seus anidridos, e outros constituintes. Os "outros constituintes" podem ser substâncias que melhorem as características de processamento da solução de celulose, outros solventes que não ácido fosfórico, ou adjuvantes (aditivos), e.g. para contrariar, tanto quanto possível, a degradação da celulose, ou pigmentos e similares.

Preferivelmente, a solução é composta por 96-100% em peso dos constituintes, celulose, ácido fosfórico e/ou os seus anidridos, e água. Preferivelmente, não são utilizados outros solventes para além de ácido fosfórico, e os adjuvantes ou aditivos apenas estão

85 022 ΕΡ Ο 880 609 / ΡΤ J> presentes em quantidade de 0 a 4% em peso, calculadas com base na quantidade global por peso da solução. Ainda mais favorável é uma solução contendo uma quantidade o mais baixa possível de outras substâncias que não os constituintes celulose, ácido fosfórico e/ou os seus anidrido, e água, i.e. com 0 a 1% de aditivos.

Verificou-se que as fibras de celulose, de acordo com a reivindicação 1, podem ser obtidas por fiação de soluções de celulose tanto isotrópicas como anisotrópicas, i.e. de soluções à base de celulose.

Estas soluções isotrópicas e anisotrópicas podem ser obtidas, de um modo extremamente simples e num período de tempo curto, pela utilização de celulose e de um solvente contendo 65-85% em peso de pentóxido de fósforo, com o teor em pentóxido de fósforo do solvente a ser calculado em relação à quantidade global de pentóxido de fósforo e de água no solvente.

Na obtenção das fibras de celulose de acordo com a reivindicação 1, verificou-se que existe uma diferença entre as soluções isotrópicas e as soluções anisotrópicas.

Soluções Isotrópicas

As soluções isotrópicas de celulose fiáveis contendo 94-100% em peso dos constituintes celulose, ácido fosfórico e/ou os seus anidridos, e água podem ser fiadas usando o assim designado por processo de fiação a húmido com jacto seco. Neste processo de fiação, podem distinguir-se os seguintes passos: a solução é extrudida através de um ou mais capilares, o extrudido é feito passar através de uma camada contendo um meio não coagulante (e.g. uma camada de ar), camada a partir da qual o extrudido pode ser traccionado, o extrudido é coagulado num líquido de coagulação (para formar fibras e/ou filamentos contínuos), as fibras/filamentos assim formados são lavados e reunidos/enrolados.

Verificou-se que, quando se utiliza uma solução de celulose isotrópica fiável num tal processo de fiação, os aspectos seguintes têm um significado particular quando se trata de

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ΕΡ 0 880 609 / PT 4 obter fibras/filamentos, possuindo um alongamento à ruptura superior a 7%: • O extrudido não é traccionado na camada contendo um meio não coagulante ou é traccionado apenas numa extensão muito limitada. Preferivelmente, o extrudido é algo relaxado nesta camada. • O líquido coagulante contém menos do que 50% em peso de água, preferivelmente, menos do que 10% em peso de água. Num processo preparativo muito favorável, o liquido coagulante será anidro (i.e. o líquido conterá menos do que 5% em peso de água), ou o líquido coagulante é água com catiões adicionados, preferivelmente uma solução aquosa que contém catiões monovalentes, tais como, e.g. Li-, Na+ ou K~. Estas soluções podem ser obtidas, por exemplo, por dissolução de fosfato de lítio, sódio ou potássio em água. • As fibras/filamentos são lavados e enrolados sob uma tensão o mais baixa possível, preferindo-se a lavagem e/ou o enrolamento sem tensão das fibras/filamentos.

Adequados para utilização como coagulantes contendo menos do que 50% em peso de água, para extrudidos obtidos a partir de uma solução fiável isotrópica, são os líquidos orgânicos apoiares de baixo ponto de ebulição que possuem apenas um efeito de dilatação limitado na celulose ou suas misturas. Exemplos destes coagulantes adequados incluem álcoois, cetonas, ésteres ou suas misturas. Prefere-se a utilização de acetona como coagulante. Opcionalmente, pode-se adicionar água ao coagulante de modo a obter um coagulante contendo menos do que 50% de peso em água. Contudo, prefere-se utilizar um coagulante contendo menos do que 10% em peso de água, mais particularmente, um coagulante que é essencialmente anidro.

As soluções aquosas contendo catiões monovalentes; tais como e.g. Li+, Na+ ou K+, são adequadas para utilização como coagulantes contendo água e catiões adicionados para extrudidos obtidos a partir de uma solução isotrópica fiável. Estas soluções podem ser obtidas, e.g. por dissolução de fosfato de lítio, sódio ou potássio em água.

Soluções Anisotrópicas

As soluções de celulose anisotrópicas contendo 94-100% em peso dos constituintes celulose, ácido fosfórico e/ou os seus anidridos, e água podem também fiadas usando um processo de fiação a húmido com jacto seco. 5 85 022

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Verificou-se que, quando se utiliza uma solução de celulose anisotrópica num tal processo de fiação, os aspectos seguintes têm significado particular quando se trata de obter fibras/filamentos possuindo um alongamento à ruptura superior a 7%: • O líquido coagulante contém sobretudo água opcionalmente com catiões adicionados, contém preferivelmente catiões monovalentes adicionados, ou o líquido coagulante contém menos do que 50% em peso de água, preferivelmente, menos do que 10% em peso de água. • As fibras/filamentos são lavados e enrolados com a tensão mais baixa possível. • Se o líquido coagulante contém menos do que 50% em pesò de água, as fibras/filamentos são coagulados sob uma tensão baixa.

As soluções aquosas contendo catiões monovalentes, tais como e.g. Li+, Na+ ou K+, são adequadas para utilização como coagulantes contendo água e catiões adicionados para extrudidos obtidos a partir de uma solução anisotrópica fiável. Estas soluções podem ser obtidas, e.g. por dissolução de fosfato de lítio, sódio ou potássio em água.

Adequados para utilização como coagulante contendo menos do que 50% em peso de água, para extrudidos obtidos a partir de uma solução fiável anisotrópica, são os líquidos orgânicos apoiares de baixo ponto de ebulição que possuem apenas um efeito de dilatação limitado na celulose ou suas misturas. Exemplos destes coagulantes adequados incluem álcoois, cetonas, ésteres ou suas misturas. Prefere-se a utilização de acetona como coagulante. Opcionalmente, pode-se adicionar água ao coagulante de modo a obter um coagulante contendo menos do que 50% em peso de água. Contudo, prefere-se utilizar um coagulante contendo menos do que 10% de água, mais particularmente, um coagulante que é essencialmente anidro.

Na fiação da solução anisotrópica, verificou-se que a utilização de um coagulante contendo 50% de água, mais particularmente, de um coagulante que é essencialmente anidro, permite a preparação de fibras e de filamentos de celulose com um alongamento à ruptura superior a 7% e com uma tenacidade à ruptura superior a 600 mN/tex, mais particularmente, uma tenacidade à ruptura superior a 700 mN/tex.

Pode-se usar uma placa de fieira simples, possuindo o número desejado de capilares,

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ΕΡ 0 880 609/PT 6 não apenas para a extrusão de fibras e de filamentos de celulose possuindo um alongamento à ruptura superior a 7%, tanto a partir de soluções isotrópicas como de soluções anisotrópicas, mas também para extrusão de fios de celulose multifilamento, muito procurados na prática actual, que possuem um alongamento à ruptura superior a 7% e que contêm de 30 a 10.000, preferivelmente, de 100 a 2.000 filamentos. O fabrico destes fios multifilamento é realizado preferivelmente num dispositivo de fiação composto, contendo um número de grupos de orifícios de fiação, conforme se descreve em EP 168 876, ou num dispositivo de fiação com uma ou mais fieiras, fieiras estas que estão descritas em WO 95/20969.

Após a coagulação, as fibras/filamentos formados podem ser lavados. Embora os líquidos de lavagem possam ser seleccionados de entre o mesmo grupo de solventes orgânicos de baixo ponto de ebulição ou de misturas destes solventes, conforme foram utilizados como coagulantes, a água é o líquido de lavagem preferido.

Após a solução ter sido coagulada e lavada, o produto resultante pode ser neutralizado, e.g. por lavagem com uma solução de Na2CO3.10H2O em água.

As fibras, filamentos e fios resultantes têm propriedades particularmente favoráveis, especialmente para aplicações têxteis e para aplicações técnicas particulares. Para além de um alongamento à ruptura superior a 7%, estes produtos possuem uma resistência à ruptura superior a 10 J/g, mais particularmente, uma resistência à ruptura superior a 15 J/g.

Verificou-se que, devido à composição da solução de fiação, as fibras contêm pelo menos 0,02% em peso de fósforo ligado à celulose. As fibras possuem também geralmente um módulo baixo e, devido à presença de fósforo ligado à celulose, exibem boas propriedades retardadoras de chama, uma boa captação de pigmentos e uma boa absorção de humidade. As fibras, filamentos e fios exibem propriedades retardadoras de chama substancialmente melhores do que as do algodão ou de fibras de celulose sintéticas bem conhecidas, tais como o fio de viscose. As propriedades retardadoras de chama das fibras, filamentos ou fios podem ser medidas, e.g. através de um teste LOI. Métodos de medição

Determinação da isotropia/anisotropia A determinação visual da isotropia/anisotropia foi realizada com o auxílio de um microscópio de polarização (Leitz Orthoplan-Pol (100x)). Com este propósito, dispuseram-se

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ΕΡ 0 880 609 / PT 7 cerca de 100 mg da solução a ser definida entre duas lâminas e colocou-se numa placa de aquecimento Mettler FP 82, após o que se ligou o aquecimento e se aqueceu o espécime a uma taxa de cerca de 5°C/min. Na transição do estado anisotrópico para o isotrópico, i.e. de colorido (bi-refringente) para preto, a temperatura foi registada para preto. A temperatura de transição é indicada como Tnj. A avaliação visual durante a transição de fase foi comparada com uma medição da intensidade usando uma célula fotossensível montada num microscópio. Para esta medição de intensidade, colocou-se um espécime de 10-30 pm numa lâmina, de modo a que não fossem visíveis cores quando se utilizaram polarizadores cruzados. O aquecimento foi realizado como anteriormente se descreveu. A célula fotossensível, ligada a um registador, foi usada para registar a intensidade em função do tempo. Acima de uma certa temperatura (diferente para as diferentes soluções) verificou-se uma diminuição linear da intensidade. A Tni foi obtida por extrapolação desta linha até uma intensidade de 0. Em todos os casos, o valor encontrado provou ser uma boa aproximação para o valor encontrado pelo método acima mencionado.

As soluções isotrópicas não exibem bi-refringência à temperatura ambiente. Isto significa que a Tni será inferior a 25°C. Contudo, pode-se dar o caso de estas soluções não exibirem uma transição isotropia/anisotropia.

Determinação de DP O grau de polimerização (DP) da celulose foi determinado com o auxílio de um Ubbelohde tipo 1 (k=0,01). Com este propósito, secaram-se os espécimes de celulose a medir, in vacuo, durante 16 horas a 50°C, após neutralização, ou a quantidade de água na mistura etilenodiamina de cobre-II/água foi corrigida para ter em conta a água na celulose. Deste modo, preparou-se uma solução contendo 0,3% de celulose usando uma mistura de etilenodiamina de cobre-II/água (1/1). Determinou-se a relação de viscosidade (visc.rel. ou r|rel) na solução resultante e, a partir desta, determinou-se a viscosidade iimitante (η) de acordo com a fórmula: M- viscxel -1 c + (k x c x (viscxel -1)) x 100 onde c = concentração em celulose da solução (g/dl) e k = constante = 0,25

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ΕΡ 0 880 609 / PT 8 A partir desta fórmula, determinou-se o grau de polimerização DP como se segue: DP = JnL (para [η] < 450 ml/g), ou ΟΡ0ίβ=229 (para[T|I>450 ml/s) A determinação do DP da celulose na solução foi realizada, como se descreveu anteriormente, após o tratamento seguinte:

Carregaram-se 20 g da solução num Waring Blender (1 litro), adicionaram-se 400 ml de água, misturou-se na velocidade máxima durante 10 minutos. A mistura resultante foi transferida para um peneiro e lavada exaustivamente com água. Finalmente, neutralizou-se com solução de NaHC03 a 2%, durante vários minutos e enxaguamento com água a pH cerca de 7. O DP do produto resultante foi determinado como anteriormente se descreveu, a partir da preparação de solução de etilenodiamina de cobre-II/água/celulose.

Determinação do teor em fósforo A quantidade de fósforo ligado à celulose na solução, ou num produto de celulose preparado usando a referida solução, pode ser determinada a partir de 300 mg de uma solução de celulose, solução esta que foi coagulada e, após lavagem exaustiva durante 16 horas a 50°C, seca in vacuo e depois armazenada num recipiente de recolha fechado, sendo combinada num balão de decomposição com 5 ml de ácido sulfúrico concentrado e 0,5 ml de uma solução de ítrio contendo 1000 mg/1 de ítrio. A celulose é carbonizada com aquecimento. Após carbonização, adiciona-se peróxido de hidrogénio à mistura em porções de 2 ml, até se obter uma solução límpida. Após arrefecimento, perfaz-se o volume da solução até 50 ml com água. Para a medição usa-se ICP-ES (Espectrometria de emissão de plasma ligado por indução), através de uma curva de calibração de fósforo determinada usando amostras de referência contendo respectivamente 100, 40, 20, e 0 mg/1 de fósforo, com o teor em fósforo na solução a ser determinado por recurso à equação seguinte:

Teor em fósforo (%) = (Pconc (mg/1) x 50)/(Cw (mg) x 10) onde: Pconc = a concentração de fósforo na solução a ser determinada e

Cw = quantidade retirada pesada de celulose coagulada e lavada.

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ΕΡ 0 880 609 / PT 9 Ο ítrio é adicionado como padrão interno para corrigir as variações de viscosidade das soluções. O teor em fósforo é medido para um comprimento de onda de 213,6 nm, o padrão interno é medido para um comprimento de onda de 224,6 nm.

Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas dos filamentos e dos fios foram determinadas de acordo com a norma ASTM D2256-90, usando os parâmetros seguintes.

As propriedades dos filamentos foram medidas em filamentos fixados com superfícies de fixação Amitel com 10 x 10 mm. Os filamentos foram condicionados durante 16 horas a 20°C e com uma humidade relativa de 65%. O comprimento entre fixações era de 100 mm, os filamentos foram alongados com um alongamento constante de 10 mm/minuto.

As propriedades do fio foram determinadas em fios fixados com grampos Instron 4C. Os fios foram condicionados durante 16 horas a 20°C e com uma humidade relativa de 65%. O comprimento entre fixações era 500 mm, os fios foram alongados com um alongamento constante de 50 mm/minuto. Os fios foram retorcidos, com um número de voltas por metro de 4000/^densidade linear [dtex]. A densidade linear dos filamentos, expressa em dtex, foi calculada com base na frequência ressonante funcional (ASTM D 1577-66, Parte 25, 1968); a densidade linear dos fios foi determinada por pesagem. A tenacidade, alongamento e módulo inicial foram obtidos a partir da curva de carga-alongamento e da densidade linear medida do filamento ou do fio. O módulo inicial (In. Mod.) foi definido como o módulo máximo para um alongamento inferior a 2%. O módulo final foi definido como o módulo máximo para um alongamento superior a 2%.

Exemplos O invento será ilustrado com referência aos Exemplos. A não ser onde se especifique de outro modo, para preparar as soluções nos Exemplos foram utilizados os seguintes materiais de partida.

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Material Fabricante e código de produto Teor P205 [%] P205 J.T.Baker, 0193 98 H3PO4 La Fonte Electrique SA, Bex Suisse, cristalizado, >99% (98,3% após análise) 71,2 H4P2O7 Fluka Chemika, 83210, 97% (98,8% após análise) 78,8 PP A* Caldic 84,5 *ΡΡΑ = ácido polifosfórico

Exemplo 1

Uma solução de celulose isotrópica obtida pelo processo descrito no pedido de patente não pré-publicado NL 1002236 em nome do requerente, contendo 7,6% em peso de celulose (Alphacell C-100, DP=2300), foi extrudida a 40°C através de uma fieira possuindo 375 capilares, cada um com um diâmetro de 65 pm. Fez-se passar a solução extrudida através de uma abertura de ar e coagulou-se num banho com acetona a cerca de 35°C. Após coagulação, o fio multifilamento formado foi lavado com água, neutralizado com solução de Na2CO3.10H2O, a 2,5% em peso, em água e lavado de novo com água. O fio foi depois seco sob uma tensão muito baixa.

Foram realizadas várias experiências com diferentes relações de tracção na abertura de ar, sendo a relação de tracção definida como a velocidade de passagem no banho de coagulação dividida pela velocidade de extrusão da solução a partir dos capilares.

Mediram-se as propriedades mecânicas dos fios resultantes. Na Tabela 1 apresentam-se os resultados.

Tabela 1 DR LD [dtex] BT [mN/tex] EaB [%] IM [N/tex] FM [N/tex] Bto [J/g] la 0,6 3320 180 17,4 3,5 1,6 18,6 lb 0,9 2390 270 11,5 5,7 3,0 17,0 lc U 1770 310 9,5 7,6 4,2 16,1 ld 1,5 1370 380 8,4 9,2 6,0 16,6 onde DR= relação de tracção, LD= densidade linear, BT= tenacidade à ruptura, EaB= alongamento à ruptura, IM = módulo inicial, FM = módulo final e Bto = resistência à ruptura.

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Exemplo 2

Uma solução de celulose anisotrópica obtida pelo processo descrito no pedido de patente não pré-publicado WO 96/06208 em nome do requerente, contendo 18% em peso de celulose (Buckeye V60, DP=820), foi extrudida a 55°C através de uma fieira possuindo 250 capilares, cada um com um diâmetro de 65 um. Fez-se passar a solução extrudida através de uma abertura de ar e coagulou-se num banho de coagulação numa solução de Na3P04 em água, a 12°C. O extrudido foi traccionado 5,7x na abertura de ar. O fio resultante foi lavado com água, acabado e seco a 150°C. Durante a lavagem e secagem a tensão exercida no fio foi mantida tão baixa quanto possível. Os fios dos Exemplos 2e e 2g foram secos sem tensão.

Durante a experiência, o grau de acidez do líquido coagulante aumentou. Mediram-se as propriedades mecânicas dos fios resultantes. Na Tabela 2 apresentam-se os resultados.

Tabela 2 PH LD [dtex] BT [mN/tex] EaB [%] IM [N/tex] FM [N/tex] Bto [J/g] 2a 11,5 495 300 7,5 14,8 3,5 15,1 2b 9,4 490 300 7,5 15,0 3,5 15,1 2c 7,3 485 300 7,6 15,0 3,6 15,3 2d 6,7 485 295 7,4 14,7 3,6 14,8 2e 5,9 510 265 8,6 8,5 3,0 13,6 2f 5,5 515 260 7,3 13,0 3,1 12,9 2g 2,8 515 250 8,3 8,3 2,9 12,6 onde pH= grau de acidez, LD= densidade linear, BT= tenacidade à ruptura, EaB= alongamento à ruptura, IM= módulo inicial, FM= módulo final e Bto = resistência à ruptura.

Exemplo 3

Uma solução de celulose anisotrópica contendo 18% em peso de celulose (Buckeye V60, DP = 820), obtida pelo processo descrito no pedido de patente não pré-publicado WO 96/06208 em nome do requerente, i.e. por mistura de celulose com um solvente contendo 73,9% em peso de P205, foi extrudida a 46°C através de a uma fieira possuindo 375 capilares, cada um com um diâmetro de 65 pm. Fez-se passar a solução extrudida através de uma abertura de ar e coagulou-se num banho de coagulação. O fio resultante foi lavado com água, acabado e seco a 150°C. Durante a lavagem e secagem, a tensão exercida no fio foi mantida tão baixa quanto possível.

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Durante a experiência, a composição do coagulante no banho de coagulação foi modificada. Alguns fios foram neutralizados com uma solução a 2,5% em peso de Na2CO3.10H2O em água.

Mediram-se as propriedades mecânicas dos fios resultantes. Na Tabela 3 apresentam-se os resultados.

Tabela 3

Banho de Coagulação água + T coag [°C] Neutr. BT [mN/tex] EaB [%] LM [N/tex] Bto [J/g] 3a - 18 - 276 9,2 13,0 16,9 3b - 18 + 280 9,6 13,0 17,8 3c 5% em peso de ZnS04 23 - 260 10,1 12,0 3d 5% em peso de ZnS04 23 + 260 10,6 11,5 onde Tcoag= temperatura do líquido de coagulação, BT= tenacidade à ruptura, EaB= alongamento à ruptura, IM= módulo inicial e Bto= resistência à ruptura.

Exemplo 4

Uma solução de celulose anisotrópica contendo 18% em peso de celulose (Buckeye V60, DP = 820), obtida pelo processo descrito no pedido de patente não pré-publicado WO 96/06208 em nome do requerente, isto é, por mistura de celulose com um solvente contendo 74,2% em peso de P2Os, foi extrudida através de um conjunto de fiação com quatro fieiras, cada fieira possuindo 375 capilares, com um diâmetro de 65 pm cada um. Fez-se passar a solução extrudida através de uma abertura de ar e coagulou-se em acetona. Os fios resultantes foram lavados com água, neutralizados por tratamento com uma solução de Na2C03, lavados de novo com água, alguns fios foram acabados, todos os fios foram secos e enrolados numa bobina com uma velocidade de 100 m/min.

As condições de fiação são apresentadas na Tabela 4A. 13 85 022

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Tabela 4A. Condições de fiação

Exemplo T Acoag [°C] Solução de neutralização Passo de acabamento Passo de secagem 4a 13,5 2,5% em peso de Na2C03 sim, RT32A sem tensão, 25°C 4b 12,5 0,5% em peso de Na2C03 não 160°C em alcatruzes aquecidos 4c -22,1 2,5% em peso de Na,CO, sim, RT32A 160°C em alcatruzes aquecidos

Mediram-se as propriedades mecânicas dos fios resultantes. Na Tabela 4B apresentam-se os resultados.

Tabela 4B. Propriedades mecânicas

Exemplo LD [dtex] BT [mN/tex] EaB [%] IM [N/tex] Bto [J/g] 4a 2510 750 7,5 15,1 27,0 4b 2570 882 7,4 18,5 31,6 4c 2653 846 7,1 21,4 30,5 onde LD= densidade linear, BT= tenacidade à ruptura, EaB= alongamento à ruptura, IM= módulo inicial e Bto= resistência à ruptura.

Lisboa’ 30. JUN. 2000

Por AKZO NOBEL N.V.-0AG™TMM&'

EMG* ANTÓNIO ΙΟλΟ DA CUNHA FERREIRA Ag. 0{. Pr. Ind.

1 ftttfi dos Flores, 74 - 4.1 1BQO LISBOA

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Fibra de celulose obtida por fiação de uma solução contendo os constituintes celulose, um solvente e água, caracterizada por a fibra obtida a partir de uma solução de fiação contendo 94-100% em peso dos constituintes celulose, ácido fosfórico e/ou os seus anidridos e água, ter um alongamento à ruptura superior a 7%.
2. Fibra de celulose de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a fibra ser um filamento contínuo.
3. Fibra de celulose de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada por resistência à ruptura da fibra exceder 10 J/g.
4. Fio de celulose obtido por fiação a partir de uma solução contendo os constituintes celulose, um solvente e água, caracterizado por o fio obtido a partir de uma solução de fiação contendo 94-100% em peso dos constituintes celulose, ácido fosfórico e/ou os seus anidridos, e água ter um alongamento à ruptura superior a 7%.
5. Fio de celulose de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o fio conter mais do que 50 filamentos.
6. Fio de celulose de acordo com as reivindicações 4 ou 5, caracterizado por a resistência à ruptura do fio exceder 10 J/g.
7. Fio de celulose de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a resistência à ruptura do fio exceder 15 J/g.
8. Processo de preparação de fibras ou filamentos de celulose por fiação de uma solução à base de celulose, caracterizado por a solução conter 94-100% em peso dos constituintes celulose, ácido fosfórico e/ou os seus anidridos, e água, e onde a solução é coagulada num líquido que contém água com catiões adicionados.
9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por se usar uma solução isotrópica à base de celulose.
10. Processo de acordo com as reivindicações 8 ou 9, caracterizado por a solução ser fiada usando um processo de fiação a húmido com jacto seco. 85 022 ΕΡ 0 880 609/PT 2/2
11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8-10, caracterizado por a solução ser coagulada em água com catiões monovalentes adicionados.
12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8-11, caracterizado por após a coagulação as fibras ou filamentos serem lavados e secos sob uma tensão baixa.
13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por as fibras ou filamentos serem lavados em água. Lisboa, 30. JUN. 2000 Por AKZO NOBEL N.V. - O AGENTE OFICIAL -