PT95727B

PT95727B - Processo de mistura de polimeros de etileno lineares para a producao de fibras principais artificiais

Info

Publication number: PT95727B
Application number: PT95727A
Authority: PT
Inventors: Stephen P Krupp; John O Bieser; Edward N Knickerbocker
Original assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1989-10-27
Filing date: 1990-10-29
Publication date: 1998-02-27
Also published as: CA2071918A1; ATE130338T1; WO1991006600A1; DK0497900T3; CA2071918C; JP3069915B2; EP0497900A4; AU6731790A; DE69023665T2; KR0140190B1; FI921867A0; BR9007784A; FI921867A; ES2079494T3; DE69023665D1; EP0497900B1; JPH05501287A; US5112686A; PT95727A; EP0497900A1

Description

Foram realizados -aperfeiçoamentos na produção de fibras artificiais e de produtos fibrosos a partir de polímeros de etileno lineares fiando em fusão unis mistura compreendendo pelo menos um polímero de etileno linear de elevado peso molecular tendo um índice de fusão inferior a 25 gramas/1® minutos e pelo menos um polímero de etileno linear de baixo peso molecular tendo um indice de fusão superior a 25 gramas/1® minutos formando desse modo fibras artificiais de polímero de etileno linear tendo um valor (3 superior a 4,5 =

Polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) é um polímero de etileno preparado usando um catalisador de coordenação do mesmo modo gue ê utilizado na preparação de polietileno linear de elevada densidade ÍHDPE), e -é na realidade um copolimero de etileno e pelo menos um alfa-olefina superior,. A expressão polímeros de etileno linear inclui os polímeros de etileno linear que t'Sm de ® por cento a cerca de 3® por cento de peio menos uma alfa-olefina superior com 3 a 12 átomos de carbono copolimsrizada com o etileno,.

De acordo com Modern Plastics Encyclopedia, o polietileno linear ds elevada densidade tem geralmente unta densidade na —r —?· gama de desde 0,/741 g/cm'’ a cerca de 9,765 g/cm''. Qs técnicos especializados concluem que a densidade pode variar de acorda com as condiçoes da reacçSo e cm d tipo ds catalisador usado, ê também sabido que densidades um pouco acima dessa gama podem ser conseguidas por meio ds técnicas especiais, tais como as ds recozimento do polímero, é sabido que as condições de polimerizaÇcío que vSo produzir o homopolímero tendo uma densidade de cerca de 9,765 g/cm'' irão produzir um copolímero de etileno e alfa-olefina superior tendo uma densidade inferior aos referidos 9,765 g/cm'’, rel-acionatío-se o grau de descida da. densidade o i rec ta. men te com a quantidade da alfa-olefina superior utilizada.

έ sabido a partir de EPO 35 Í0Í33S.5 (Patente dos EttU.An Nc» 4«S30»5'©7) que o polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) pode ser transformado eni fibras fiando sob fusão podendo mesmo ser produzidas fibras muito finas»

Embora LLDPE tenha sido introduzido no mercado como um polímero apropriado para a produção de fibras, é sabido que nem. todas as versões e variedades de LLDPE são inteira,mente adequadas para a produção comercial das fibras artificiais e a. resistência estrutural das estruturas á base de fibras artificiais cardadas tem-se apresentado significativamente inferior à das estruturas a partir ds fibras à base de polipropileno cardadas»

É reconhecido na técnica de produzir polímeros LLDPE que a densidade de LLDPE έ afsctada pala quantidade e tipo de coisonéfliero olefina que é copolimsrizada com o etileno e, sm certa íSSQios, peias condiçoes do processo e pelo cata.iisador usaoo» Uma dada percentagem molar de₅ ρο-r exemplo, propileno no copolímero irá reduzir a densidade do polietileno em menor grau do que a mesma percentagem molar de um comonómero de olefina superior» 0 índice de fusão ou MI (por vezes denominado taxa de fluxo de fusão ou ΜΓ-Ψί) medido de acordo com ASTM D—1233 (E) (190^c‘C/2,16 kg), é também afectado em certo grau pelo tipo e quantidade de comonómero olefina no copolímero, e e também afectado em certa medida pelo catalisador ds coordenação utilizado, pelas condições de polimerização, e/ou por quaisquer telogénios ou reguladores da cadeia ou por outros reagentes que possam estar presentes durante a po I i meri z acão έ também reconhecido na técnica cus existem importantes distinções entre nolIetilenos lineares (que incluem LLDPE), e polímeros de etileno de cadela ramificada, produzidos usando um catalisador ' ’’ ’ ’ de radical livre solímeros que 'V

QS 1 X 3.

aeralmsnte referidas cana LDPE (polietileno di □ensiciaos) sendo também conhecidos Id e como HPPt (oolxeti anteriormente como polieti eno de elevada pressão). Es eno do tipo .& soressn tacão refere«t.— 1 - r-4· ·· w x 4.“^ ' ilenos lins tres conteúdo do pedido de patente inglês GB 2»i2l»423A desvia-se do do invento que reivindicamos.

cedido de patente inglês se afastar do uso de fibras artificiais de poli etil en o li nea om valore· co poiimsra ”d superiores a 4 na prepação tíe materiais resistentes ligados termicamente» pelas razoes a seguir apresentadas» 0 pedido rfe patente refere-se, em particular, a fibras de ligação adesivas de fusão a quente compreendendo composições especificas ds resina ds polietileno» 0 seu Exemplo 1 divulaa fibras cu.f~t.as de resina de polietileno em que o polietileno ten uma densidade de 0,92;i um MI de 25? e um valor de ”Ci^!! de 2,82» A patente divulga· também o uso destes homoTilamentos ‘.com um valor os Q de na preparaçao de materiais não tecidos calandrados a quente a partir de misturas destas fibras com fibras artificiais de po 11 V fc u a a ei ι o uri r e i ca a sa to) »

		&	sua rei v indi c aç	3c í	tem o seguinte teor	ϊ 1	» Fibras
adesi	V bd το Ó e	fusão a quente	COffíp:	reendsndo unicamente	uma	composi—
ção (	C)	de r	es ι ί ia US po 1 a. S	ti lei	r)O« L. Oí £ ttí L .i.CU U. d £' ρΟΓ	50 a	100% em
peso	ds	um	polietileno (A)	com	uma densidade de ©	,910	a 0,940
gz'cm'“‘		um v	-alor de 0 CQ =	ti ZM de 4«0 ou Inferior ω n	e 5©	a 0 7 em
peso	de	um	po 1 i. e t i 1 ef ι o (B)	com	uma. densidade de 0	a 9 í 3	a 0,930
g/cffi·'	G	um	valor ds 0 de	7,0	ou superior baseado	Γϊ£ί	r e f e r i d e
compo	: S XI	ção 5	UíU ϊ Ídru.O CQÍOpOSfciãi	5 contendo a referid	s. o ?	OfãpCrS LÇ§to

ÍC) como uma das componentes compostas das referidas fibras compostas e em que a referida composição (C) forma continuamente pelo menos parte da superfície fibrosa das referidas fibras compostas»

Λ e t i Ien o li nea r

no entanto, um ροlímero oe polietileno A é um polímero de etileno linear. No entanto, quando a. composição Cu) ds resina de polietileno é constituída por 100% de polietileno rei v i η o icação reguer expresss..isnie que u valor de Q seja ou interior*¹» Além disso, o pedido de patente inglês revela que uma vantagem do invento reivindicada (quando usado como uma fibra de ligação) é a maior resistência. do material não tecido- Assim, ele afasta-se claramente do invento que aqui é a seguir descrito» pedido de patente europeu nS 0 314 151 CA2) publicado a 3 de Maio de 1989 refere-se a polímeros usados para fabricar materiais ligados termicamente, mas não contêm exemplos práticos visando fibras artificiais descontínuas» Todos, os exemplospráticos do Invento do pedido de patente europeu visam o uso de filamentos contínuos** preparados por fiação em fusão a velocidades de fiação lineares de pelo menos 3-500 metros/minuto- Os ensinamentos nele contidos são por isso muito menos relevantes do gue os- oo peoido de patente Inglês- atras mencionadop? 1SÚSQS5 q producSto ds

Verificámos actualmente que misturas, quer misturas discretas quer misturas polimerizadas in si tu, de polímeros de etileno linear, especial men te L.L.DPE, tendo certas são surpreendentemente muito apropriadas para fibras artificiais dando origem a produtos apresentando resistências mais competitivas com as que se atingem em teias cardadas ligadas termicamente de polipropileno» Estas misturas apresentam uma distribuição do peso molecular mais ampla do que uma. única resina ds polímero de etileno linear produzido com o mesmo MI (índice de fusão)Um primeiro aspecto do invento é □ de um processo para, preparar um material, his.feriai esse gue ê ou termicamente ligado

ou. susceptível de ser ligada, a partir de filamentos incluindo fibras artificiais descontínuas termoplásticas de denier fino com um denier médio por filamento situado dentro da gama ds ®,í a 15 d..p.f., e com comprimentos de filamento até 30 cm, e em que as fibras artificiais são preparadas a partir de uma mistura fiada, em fusão de polimeros de etileno linear, caracterizado por a mistura de polímeros nas fibras artificiais ter um valor de Q superior a 4,5, sm que 0 é definido como a média ponderada do peso molecular dividida pela média aritmética do peso molecular, tal como é determinado por cromatografia de permeação de gel.

Um segundo aspecto do invento é o de um processo para preparar um material, material esse que é ou termicamente ligado ou susceptível ds ser ligado, a partir de filamentos incluindo fibras artificiais descontínuas termoplásticas de denier fino com um denier médio por filamento situado dentro da gama ds 0,1 a 15 d.p.f.j e com comprimentos de filamento atê 30 cm, e em que as fibras artificiais são preparadas a em fusão de polimeros de etileno mistura de polímeros nas fibras de pelo menos f it em que I partir de uma mistura fiada linear, caracterizado por a artificiais ter um valor ds é determinado por condicSes

ASTM D-125SCN) e ê determinado por condiçSes ASTM D-1238CE) um terceiro aspecto cio invento ç ae um material ligado termicamente em que o material ligado termicamente tem uma resistência tênsil da tira qramas.

normalizada de pelo menos 3.000

Um quarto aspecto do invento sao incluindo fibras artificiais descontínuas em fibras poliméricas que o polímero tem um valor de pelo menos 7 e □ polímero è uma mistura de CA), pelo menos um polímero de etileno linear de elevado peso molecular com um valor de HI inferior a 25 qramas/10 minutos e de MI inferior a uma densidade superior a 0, polímero oe etileno linear superior a 2b gramas grasías/cffi⁰» minuto·

de reduzida peso molecular com u-m e uma densidade superior a

Uíi!

«I

0,91

Ainda num outro aspecto, o invento constituí um meio para uma abertura mais ampla para ligação térmica das fibras artificiais produzidas a partir de polietileno linear polietilenos lineares com peso molecular elevado ε baí em fibras artificiais e fazendo a ligação térmica para misturando :o, fiando obter uma estrutura ,

As misturas em que um polietileno linear de elevado pesa molecular, espeeialmente LLDPE, s um polietileno linear de baixo peso molecular, espeeialmente LLDPE, sao misturados unifor— (ssiiisnte a usados para a produção de fibras, apresentam não só boas qualidades de manuseamento, suavidade e pregueamento que são esperadas de um polietileno linear, espeeialmente da variedade LLDPE, mas constituem também uma teia ligada termicamente, cardada ítecido) com com uma resistência surpreendentemente elevada que é produzida com taxas ds fiação que são muito aproprxadas para operações cooisrciâis·

No invento presentemente reivindicado, o aspecto importante consiste em misturar uma quantidade apropriada do polímero linear de baixo peso molecular com o polímero de elevado peso molecular a fim de produzir a melhoria na produção de fibras artificiais a partir de polímeros de elevado peso molecular, Verificámos que ao obter a desejada melhoria, as misturas que são preferidas irão apresentar uma densidade de mistura acima de 0,91 g/cm'-^!, espeeialmente acima de 0,94 g/cm'-' a. 0,96 o/cm'~’,

Nesta apresentação a expressão misturas discretas reíere~ss à mistura de polímeros lineares que são produzidos ssoaradamenta um do outro, cada um deles em condições de reacção próprias, possivelmente eo diferentes tempos e/ou locais, efecfcuando-se a. mistura, depois do polímero ter sido recolhido do respectiva reactor.

A expressão misturas de reactor polimerizadas in situ rsfers-ss a misturais de pelo menos dois polímeros lineares que te'm propriedades diferentes e que são preparados conjuntamente, mas em condições de reacção diferentes, variando desse modo as propriedades de cada um, e os polímeros assim preparados são imediatamen te e .íntimamente misturados no sistema de reacção antes de dele serem removidos--. Existem vários métodos conhecidos dos e^-sCiiCiaii‘ polimerizadas in ι sesta técnica par a a produção situ. tais como em Patente dos d e m 3. ':= tu r a.s No =

3,914,342, e o invento não se limita a qualquer um dos métodos,

A resina de polímero de etileno linear usada para a porção com elevado peso molecular da mistura oo presente invento pode ser qualquer uma que possa conter uma quantidade de comoríóa C_ír> defina, copalimerizada com o etileno, proporcionar uma densidade na qama de 0,91 g/cm'“‘ e tendo um Fil inferior a 25 g/10 minutos, de preferãncia inferior a 2© g/1® minutos, Ds preferencia, o comonámero é uma C-? a Cg defina, tal como propileno, buteno-í, hexeno”1, 4-metil penteno-i, octeno-·!, etc., espeeialmente octeno-i, e pode ser uma mistura de olefinas tais como buteno/octeno ou hexeno/octeno, fts qama.s de MI e da densidade indicadas anterior— mero de uma C su f ic ien te par a 0,963« q/cm'^-' men te ifiLlut® puiiscuanos iiusares que nao cantem assim como os que cont'ê’m pelo menos um comonómero.

c omon õiue ro

A resina, de polímero de etileno linear usada parti a porção de baixo peso molecular da presente mistura pode ser

qualquer uma que can tenha uma quantidade de comonómsro de C.

CB defina, copolimerizada com o etileno, suficiente para * * ?ζ proporcionar uma gama de densidades de 9,91 g/cm q 0,9*5 g/cm, tendo um MI superior a 25 q/10 minutos de preferência ípsnc a 40 q/10 minutos. De preferência» o comonómero uma u-„ a ^j* pen penoma fts

Γ

SS defina, tal como propileno, buteno-l, hexeno-i, 4-meti —ί, octeno-l, etc», especialmente octeno-l, e pode mistura de olsfinas tais como buteno/octeno ou hexeno/octeno» gamas ds MI e de densidade anteriormente referidas- também se aplicam a po.ixet.ilsoas lineares que nSo contêm comonómero assim como aos que contêm pelo menos um coíranóraero.

-0 índice de fusão (MI), também conhecido coma I,-_J5 dos polímeros é medida de acordo com ftSTM D-1238 usando a Condição E (tanto quanto se sabe 190°C/2, io kq) a não ser que especif içado diterantemente e é uma medição da quantidade (gramas) ds polímero fundido que é submetido a extrusão a partir tío orifício do cilindro de mdice de fusão em Í0 minutos» 0 índice de fusão (Mi) constitui uma indicação do peso molecular relativo, indicando um determinado valor numérico de MI um peso molecular mais elevado do que um valor nunérico de MI maior» ri cromatografia de permeação de gel (aqui chamada

GPC”), também conhecida como cromatografia de exclusão de tamanhos, é uma medição feita para carscterizar a distribuição do peso molecular de um polímero e é bem conhecida na industria»

Dados referidos por esta técnica de GPC incluem a média ponderada dos pesos moleculares. (MW ), média simples dos oesos moleculares wa ’ (MW ), e a média ponderada dos pesos moleculares dividida pela fs-S ’ média simples dos pesos moleculares- (MW /MW ) „ De entre estes, vjs na ⁵ o MW, ,_/MW„_ é o que tem mais interesse, indicando amplitude da »Aj<á íJ-cd ¹ distribuição- do peso molecular» Quanto mais elevada for a relaçãoMW₍,.,/MW , tanto mais ampla será a distribuição do peso molecular

í por vezes denominada polidisoersividade) da resina·.· A distribuição do peso salecuiar, indicada por MW ZMW_

H o.

QU ⁿU|* relação de ítal como ê medida por ASTM D-1238 CN) C190^OC/Í0₃0 kg) dividido por revelou ter influência sobre a ligação térmica da fibra artificial» Verificámos que resinas tendo valores Q superiores a 4,5, ou valores superiores a 7 se têm revelado de extrema utilidade para uma abertura mais ampla para ligação térmica das fibras artificiais formadas a partir de plietíleno linear» (A abertura de ligação” é a gama de temperatura na qual a fibra artificial pode ser satisfatoriamente ligada térmicamente5 = Por exemplo,, dois polímeros de -etileno lineares, um delas um polímero de etileno linear e o outro uma mistura de polímero de etileno linear discreto., tendo MI de 17 gramas/10 minutos e uma densidade de 0,95® g/cm^-', mas diferentes valores (ou valores Q>_? têm dois pontos de amolecimento Vicat diferentes (tal como ê medido por ASTM- D-1525)» 0 polímero de etileno linear simples com uma distribuição de pesos

S £	streit,
ech	□ e 1V·-.
len	o line
do	¹ i@^z *2
to	de fus:

L·./1^ de tem um ponto de gue a mistura di;

mo1ecu1ares amo1ec i men to etileno linear com uma distribuição de peso molecular mais ampla ϊ 10₃95 tem um ponto de am: mais elevada para os polim;

discutidos anteriormente é de Í28*C íta calorimetria de scanning diferencial>« A diferença entre o ponto de fusão mais elevado e o ponto de amolecimento é considerado como sendo indicativo da abertura para ligação térmica íou gama de ligação térmica) da fibra artificial» Assim a. abertura de ligação é superior para uma fibra feita a partir de polímeros tíe etileno lineares com valores Q superiores a 4,5» De um modo semelhante, fibras feitas a partir de polímeros de etileno lineares com relações Σ »j-._f/1mais elevadas irão aoresentar aberturas para ligação térmica mais amplas em comparação com fibras feitas a partir de polímeros de etileno linear com índice

3e po i i me r o d e

íc imsfi	íto	de 1Í8‘^:‘C.. 0
LJÍCÍ u3fc~	eti	leno linear
CQíIUÍi	?ώ	medido por

com

de fusão mais ou menos iqual e densidade com relações J #,-./1.-. mais í b z o a jl χ x> s

fi resistência	têfsSil do	tecido	normalizado de i
igado térmica,	sente é ms	dida em	amostras de 1
eq ad as C 2.54	cm por	i >3, i 6 cm	) normalizadas
O	O
C cerca ds 3	3,9 q/ffÚ)	e medida	em gramas, fi t

iffls teia polegada para í por 4 pol· onça/j arda? das fibras é msdida como graross/denier.

Verificou···se ser difícil produzir fibras artificiais denier finas de polímero de etileno linear pare conversão em teias ligadas termicamente cardadas, .especialmente nas taxas de produção elevadas e com as aberturas amplas para, ligação térmica desejadas nas operacSes comerciais, que resultam em tecidos tende tipicamente mais da que cerca de 5® por canto da resistência tensil do tecido normalizado do que os tecidos obtidos com fibras artificiais de polipropileno ligadas térmicamente, cardadas com Mis comparáveis. Uma resistência mais elevada da fibra artificial de polímero de etileno linear ligada termicamente, incluindo LLDPE. é desejável em vários produtos-, tais como, por exemplo, revestimento de fraldas, vestuário médico e produtos ds higiene feminina.

Como a formulação das fibras artificiais inclui ess-as operaçoes complexas e variadas tais como extracção, estiramento mecânico, ondulamento, e corte, em fusão, os requerimentos para o polímero são rigorosos. 0 primeiro requerimento do polímero consiste em suportar a extracção com fusão do extrudarfo em rotação até um tamanho de filamento variando entre aproximadamen;e 1 denier com taxas va r i ando entre cerca de Ο,Θ1 cio Cq/min./orifício) < produção comercialmente praticáveis e cerca de 1,2 gramas/minuto(orifí~ variações da produção dependem não ri r_'£ apenas das taxas de produção desejadas·^ mas também das limitações

ÍZ

do dispositivo do equipamento (tais como fiação s-m fusão costpac em comparação com fiação com fusão convencional)„ Subsequentems te, este filamento resultante pode ser estirado coo taxas b x l r a c c a o v a nau d o até 6sí fim ds produzir filamento com tamanho de fibra final desejado, variando 6,© denisr» tipicamente oe V,o oe o

a

Após estiramento Cou extracção) da fibra atê tamanho deníer apropriado a fibra è ondulada, por meio ds uma caixa de empalhamento, texturizador de ar ou outro dispositivo, sendo em seguida cortada com o comprimento desejado. 0 ondulamento confere uma deformação termo-mecânica a fibra, levando-a a ter numerosas curvas- e maior smaranhamento. Estas curvas, ou ondulamentos, são úteis ao cardar a fibra a fim ds criar um certo grau de coesão da teia antes da ligação. A fibra artificial, especialmente para aplicações não entrançadas ê usualmente cardada numa teia para posterior ligação dando origem ao tecido.

de ligação típicas incluem smaranhamento hiorodinsiísico Chabituaλmente rererido como torcimento em coroa? , ligação química, e mais frequentemente, ligação térmica. A ligação térmica é tipicamente realizada fazendo passar a teia caroaoa através inf raverme1has, de cilindros de calandra aquecidos forno de dispositivo de ligação ultrassónica, ou máquina rnucs ?A 1 para ligar através do ar. Mais frequentemente, a ligação destas teias cardadas é conseguida por meio de ligação em caian dra aquecida. A técnica utilizada para diferenciar estes vários polímeros ds etileno linear será descrita mais adiante nesta apresentação, mas utiliza essencialmente todos estes passos de processamen to.

U requerimento inicial de se puxarem bem os filamentos em fusão para ss obter fibras de pequeno diâmetro nas condições

Í3 de produção desejadas torna a fiação da fibra artificial cora um polimero ds etileno linear comum peso molecular relativamente elevada muito difícil. Embora jã se tenha compreendido que um peso molecular aumentado de um polímero resulta numa resistência artigu» formado» partir desse (tenacidade) aumentada dos polímero, o peso molecular aumentada também da origem a problemas de fiação muito maiores. Isto é, os polímeros de etileno linear com elevado peso molecular (incluindo LLDPE> não são bem apropriados para fiação com taxas comercialmente viáveis e económicas. □ que não tem sido conhecido ê o facto de se obterem vantagens inssperadas ao misturar—se um polímero de etileno linear de baixo peso molecular, especialmente LLDPE, coo um polímero de etileno linear de elevado peso molecular, especialmente LLDPE, especialmente no que se refere à fiação, cardaqem e ligação da fibra artificial produzida a partir destes polímeros,

Tendo como finalidade a descrição do presente invento, um polímero de etileno linear (incluindo HDPE e LLDPE) tendo um valor tíe MI inferior a 25, de preferência inferior a 20, especialmante inferior a 5, s, facultativaments, tão baixo como 0,1, ê considerado como situando-se na gama dos pesos «moleculares elevados, guanco mais baixo τογ o valor os Mi, tanco mais elevado será «o peso molecular. Polímero de etileno linear tendo um valor de MI na cisma de 25-40 pode, em certas aspectos, ser considerado como situado numa gama intermediária de peso molecular, mas em relação com o presente invento, é considerado como situado na extremidade elevada da gama de peso molecular baixo» 0 polimero de etileno linear tendo ura MI na gama acima de 4β= .«?£». /1* espec i a 1 men te baixo e não é considerado Cem relação ao presente invento) como situado numa «gama de peso molecular intermediário. Embora valores ds MI excedendo 30D possam ser usados como o polímero de baixo peso molecular, especialmente se a porção- com elevado osso

molecular da presente mistura tiver um valor de MI abaixo de í ou 2, é preferível que os valores de MI do polímero oom baixo peso molecular não sejam superiores a 600, de preferência não superiores a 5@©.. Com valores de ΜΣ acima de 500-600, podem encontrar-se problemas tais como proprieda.des de resistência em fusão diminuídas» Mum -aspecto geral» deve—se considerar que quanto mais baixo for o valor de MI da resina e elevado’ peso molecular, tanto maior será a necessidade de a misturar com uma quantidade compensadora de um polímero de etileno linear tendo um valor de MI elevada como o polímero de baixo peso molecular»

Pode calcular-se os valores de MI e os valores da densidade dos polímeros usados nas misturas do presente invento s obter—se valores que ss? encontram razoável men te próximos dos valores reais obtidos por medição real da mistura» índice dí

A fórmula que se segue pode ser usada para calcular o fusão das misturas ds polímeros in mistura = Cfracção A)in A e (fracção B) In B

A fórmula que se seque pode ser usada para calcular densidade das misturas de polímeros;

pmxstur (fracção ftlpft e (fracção B)p

D presente invento utiliza, numa mistura, uma quantidade de polímero de etileno linear de baixo peso molecular que è eficaz para ultrapassar as deficiências do polímero de etileno linear de elevado peso molecular para a produção artificiais tendo como base teias ou tecidos e que permite utili _1_ ..,Λ. .Z zar exiqsnte^ polímero de etileno linear de elevado peso molecular nas condicões de orocessamento de fiação» cardapsm e

ligação da fibra artificial, mantendo entretanto substâncialmente a resistência inerente dó polimero de etileno linear de elevado peso molecular» Esta resistência

4« tecido ligado, melhora até iso por guando avaliada na Tansa oe cento ou mais en tecido liqado térmicamente

S 1 ©S *.? ÍS <“í Π s £í«5 ί' θί?X*3 f 1 Cí X ctlS OO' formado a partir destes polímeros misturados de .elevado psso molecular, aorox.ima-se da resistência dos tecidos à. , base de ροnpropiI&no coniercisis rxpxco& επ) atê /5 por cento du in&xs, teias ou tecidos liqados térmiicamente preparados humxdi i i¹ usando misturas do presente invento podem ser tornadas câveis incorporando em um ou ambos os polímeros certos aditivos :omc adição de pequenas quantidades de aditivos tais como corantes e pigmentos situam-se no âmbito do presente inevento»

As teias ou tecidos formados usando as presentes misturas apresentam excelente flexibilidade, boa estabilidade em relação ã irradiação gama, elevada resistência, e boa ligação térmica cas, tais como outras poliolefinas.

si próprios e a outras películas ou teias termoplastiA relação entre o polimero de etileno linear de elevado peso molecular e o polímero de etileno linear de baixo peso molecular depende- grandemente do MI de cada» Geralmente, a quantidade de polímero de baixo peso molecular usado para a modificação do polímero de elevado peso molecular é desejávelmente cerca da quantidade mínima necessária para tornar o oolímero de elevado peso molecular processável è taxa de fiação e tamanho denier desejados e para, melhorar a resistência da .1 icação térmica de tecidos produzidos a partir deles» Pelo contrário, a quantidade de polímero de elevado peso molecular adicionada ao polímero de baixo peso molecular ã desejávelmente uma quantidade

necessária para tornar o polímert sável à taxa de fiação e tamanho a resistência da ligação térmica deles» de baixo peso molecular procesdenier desejados e para melhorar de tecidos produzidos a partir

Os exemplos que se seguem ilustram algumas apresentações do presente invento, mas o invento não ss limita a estas especificas .=

V

\ ,

Exemplo I

Uma mistura de polímeros discretos compreendendo 4©2 em peso de polímero de etileno linear de elevado peso molecular íetileno/octeno,iil 2,3, 0,917 g/cm'’) e 6©% de polietileno linear oe baixo peso moiecular vecileno/octeno, híl j.05, x?,9oo u/cm / , *·r uma densidade de mistura de 0,939 g/cm’', um MJ de mistura de 23, e um valor Q de cerca de 6,82 é transformado em fibra a cerca de 0,4 g/min./orifício. 0 tecido feito a partir da fibra resultante tem uma resistência tensil de tira de tecido normalizada máxima ds í C2,54 cm> de 2.686 gramas que é 552 superior á do polipropileno em fibra comercialmente disponível e 140% superior à de um polietileno comercialmente disponível com ul comparável„ Os dados são indicados no Suadro I.

Um ceste cuíTí a mistura de poliuierus an *_eriQrmen ue indicada é realizado como se segues Um aparelho para extrusão com um diâmetro de uma -polegada’., 24 polegadas de compricento₅ contendo uma hélice do tipo císalhamento elevado foi usado para fundir e transportar o polímero até uma bomba com smgrenagem de transmissão com deslocamento pos-itivo, que media cuidadosamente o polimero para o dispositivo de fiação. Podem ser usadas dispositivos de hélices diferentes, incluindo uma habitualmente usada na industria de extrusão para polietileno, isto é, a hélice de baixo císalhamento ou do tipo barreira. A configuração do d ispoi:-i civu para Tiar pode variar consioeravelmence % mas o gue é usado nos testes aqui utilizados tinha, como seus componentes principa.is, ibsão de filtração de meta.1 aglomerado com 4® mícrons e um dispositivo para fiar gue tinha orifícios com o tamanho de 6fe5© mícrons, com uma relação comprimento—diâmetro de 4sí» As fibras são recolhidas continuamente em bobinas usando velocidades de ondulação necessárias para conseguir o desejado denier por

, Λ \ filamento (dpf)₅. em relaç-So a passagem» Por exemplo, uma passagem de cerca de €?,4 g/min«/orifício requere uma correspondeu te velocidade de ondulamento com um diâmetro de 6 polegadas C15,24 -cm) de cerca de 2,ó0€í rotações por minuto, para se atingir cerca de 3,0 dpf» Para todos os testes aqui indicados, as fibras foram fiadas fundidas sem extracção adicional» Após recolha de amostra com tamanho suficiente, as fibras são separadas das bobinas de recolha e cortadas em fibras artificiais com 1,5 polegadas (3,81 u.m ?» Η’λ amostras gestas vioras artivxcxaxs (çada com 1,23 g j s-ao pesadas e formadas sm tiras usando Um Roto Ring (Anel de Rotaçao) (produzido por Spinlab, Inc„)§ uma tira έ um conjunto ordenado de fibras de modo -a que as extremidades das fibras se encontrem acaso enquanto que as próprias fibras são paralelas entre sí estrutura tem cerca de IO cm de largura e cerca de 25,4 cm de comprimento após abertura suave da estopa da tira» Esta estopa da tira aberta (simulando- uma teia cardada) é então introduzida num aparelho de ligação de calandra Beloit Wheeler para ligar térmicamente os filamentos onde a pressão e a temperatura são ajustados para se obter condições de ligação óptimas e resistência tênsil do tecido» ;iU

A partir anteriormente revelam

*.m ·»«·.. ~ U condições de ligação óptimas com um-a temperatura do cilindro de topo (ou cilindro gravado com cerca de 20 por cento de superfície para pousar) de cerca de ií5^r-C e com o fundo (cilindro liso) de cerca de uma temperatura do cilindro Í.Í8*C» Verificou-se que a pressão de 70® psig (4927»9 kPa) ou a polegada linear) (90,3 kg/2,54 cm de ligaçSo era óptima a cerca cerca de 199 pli (libras por ftpc-s a formaçao neares ou 3o, 6 kg/cm linear)» de um número suficiente de tecidos lioados ténnicamente nas mesmas condiçSes de ligação, é cortada uma única amostra de cada tira ligac u|L.ict*uF*u) polegadas (2,54 por 10,16 cm), com a dimensão de quatro polegadas

da utilização de um aparelho para testar Instron afixado com um adaptador de sistemas de dados para a medição a registo da carga s do deslocamento-. As amostras de tecido são carregadas no Instron de modo a qus a secção de uma polegada ds cada amostra seja mantida pelas entradas do Instron durante o teste tixanao assim o tecido sm direcção à máquina., 0 valor médio da força requerida para quebrar esta tira de tecido, normalizada para um peso de uma onça por jarda quadrada para cada teste aqui descrito. é então registado» Fara este exemplo particular, a resistência tensil do tecido normalizado Cou tenacidade do tecido ligado) é tíe cerca de 2»686 qrainas.

processo anterior é também realizado para os exemplos

I-X X x x

Lxemplo II Cpara comparação.:

·;ρ 1 o do inven to) comercialmente

Um copolímero etileno/ocLeno, LLDPE disponível, tendo um MI de 2.6, uma densidade de ¢3,840 g/cm'^-', e um valor θ de 3,.74 é formado em fibra a cerca de ô_?4 g/min./orifí~ ?ito a partir das fibras tem uma resistência normalizado cons um máximo de cerca de í (2,54 cm) de 1»S55 g para quebrar que é 407 inferior à do polipropileno :omercialmsnis disponível» Os dados são indicados no

cio» 0	tecido
tensil	de teci
cm) de	1.855 g
em fibr	rí. Í5 COíUíS
Quadro	I»
Exemplo	III

polimeru

Uma mistura compreendendo de etileno linear ds por cento em peso de baixo peso molecular (s ti 1 en α / oc tano _s 52 ;i I _speso de polímero de et ístileno/octeno_? Í2 Ma₅ ^;resistência tensil de gramas» □ MI da mistura g/cm'^-’„ Ver Quadro I mais

oe densidade? revela £κγ um uiuo oe tecido normalizado - de cerca é 25 e a densidade da mistura abaixo„ de 2„4ΘΘ y,945

QUADRO Γ

,ί ? ύ

Resistência Tênsil Q £3 í SC Λ d O Mo rms i ϊ. z ad o Cpramas)

ExeODlQ Tipo MI Densidade Valor Q

m.is cura discreta

2ú>S£f

II

LLDPE , simples

94® ii:

mxstura discreta v4o

NM

24®®

S NM-Não mudado

Exemplo IV (para cor>paração^ n3o exemplo do invento)

Om copolímero etileno/acteno, LLDPt comareialmente disponível, tendo um MI de 12, uma densidade Oe 0,935 g/cffl'’, e um cio. 0 tecida produzido a parti

STCB, ds	®,4
fibra s	~eeu
ado com	um

um-a dados

cm 5	Ú S C te? Γ* C fi. d	e 2.700
co	polipeopí	..Isco sm
CfiO	xnd xc-ficoc·	no GliÂfid!

Exemolo V tor polimerizada in si tu (copolímero de mastura ‘de 11uma densidade de valor Q de '13,6 é formada numa fibra io« D tecido produzido a partir da sbsncia tensil ds tecido normalizado de cerca de 3.7*3© gramas que tem um relação ao polipropileno sm fibra de cerca de 14©% em relação ao

Uma mistura de reac etileno./octeno) tendo um. MI mistura ds 0,934 g/cm’,, e um a cerca de ®,,4 g/min./orifíc fibra resultante tem uma rss-i com um máximo de 1 (2,54 cm)

VS i ΟΓ Cit^: CSTuo. Q© ©.'71 c oíb© rc i βι 1 (Ώβπ t© d is pon £ ve 1 © polímero de etileno linear simples comercialmente disponível MI comparável „ Qs dados são indicados no Quadro II.

uom

Exemplo T ipo

IV

LL.DPE . simple·

Densidade Valor Q cr.

ι OO

K E? Ξ- ± 5 L S Γί c χ a T&n ís 2.1 do Tecido Normalizado Cgramas) /00

V mistura do reactor ί O £3

Exemplo VI

Uma mistura de ractor polimerizada in. situ {copolímero e til ene·/oc teno) tendo um MI ds mistura de 10, uma densidade de mistura oe 0,9oo g/cm e um valor Ll de 0,8/ e iormaoa numa fibra com uma travssia de cerca de €?,, 4 g/min./orifício. Amostras de tecido com 1 (2,54 cm) feito a partir da fibra resultante tem gramas gue tem um valor de csrc^ fibra comsrcialmente disponível etileno linear simples comercialmente disponível com Ml comparável Cver Exemplo VII para comparação). Os dados que se seguem indicam a tenacidade e a temperatura de ligação para ét São também indicados alguns dados no Quadro III.

de 78% da do polipropileno em e de 129% da do polímero de

	1	2	3	4	5	6
Temperatura de ligaçã	> 119	120	121	122	123	124
.(com relevo/liso)	12Ϊ	122	123	124	Ϊ26	127
PLI	200	200	200	200	200	200
(kgs cm linear)	(35.7)	(35.7)	(35.7)	(35.7)	(35.7)	(35.7)
Resistência Tensil ‘do Tecido Normalizado (gramas)	2260	2427	3341	3614	3494	3246

£xemolo VII Coara comparação;: nSo exemplo do Invento)

Um copo 1 ínero etx 1 Si so/ propx i ano , elevada densidade comercialmente disponível uma densidade de ©.,95 g/cm^-', e um valor Q de 3,92 è formado numa fibra a cerca ds g/min../orifício, □ tecido produzido a partir da fibra resultante'tem uma resistência tensil tíe tecido normaliLinear, simples de tendo um MI de 12, aáo com um máximo de 1'

4- cm? de cerca de 2«794 gramas para quebrar qua é 6©X inferior à do po.l ipropi leno em fibra comercialmente disponível» A tabela de dados que se segue indica a resistência tensil de tecido normalizado e a temperatura de líoacão para 4 testes. Ver também o Suadro XII..

	1	2	3	4
Temperatura de ligação	118	119	120	121
(com relevo/liso)	120	121	122	123*
PU	200.	200	200	200
(kgs/'cm linear)	(35.7)	(35.7)	(35.7)	(35.7)
Resistência Tênsil do Tecido Normalizado (gramasj	1836	2647	2794	2481

* ponto de colagem

R e s 2. s L fe' n c a u Tênsi1 do lecido Normalizada

Çj Γ £$ Π ί ·™\hq / ríl Valor Q

VI au stura do reactor

1©

8,8^-7

Zj.

VII

FE linear 12 sózinho ç?

7’·? 4 £xemolo VIII (para comparação; não invento reivindicado)

Um polipropileno para fibras comercialmente disponive (PP) έ fiado em fibras e transformado num tecido ligado pel calor» □ PP tinha um NI. de Í5»6 (2 19©°C) e ã₅9! de densidade» 0 dados que se seguem indicam, resistência tensil de tecido normali zado e temperatura para 5 testes:

Exemplo IX

Uma mistura discreta compreendendo 5© por cento em pes de polímero de etileno linear de elevado peso molecular Cetile no/octsno, ί i X tj densidade ©.(935) e 5« por cento sm peso po1ímero de ;ti1eno 1inear debaixo peso molécula

íefcileno/octeno, MI Í05, der obtem-se uma teia ligada (te;

idade 0,953) é fiada em fibras do), A mistura tem um MI caiculado

	1	2	3	4	5
Temperatura de ligação	138	138	140	142	144
(com relevo/.liso) . ,	140	140	142	144	147*
PLI (kgS/)cm linear)	75 (13.4)	224 (40)	200 (35.7)	200 (35.7)	200 (35.7)
Resistência Tensil do Tecido Normalizado (gramas)	2980	3485	4699	4307	3881

* ponto de colagem de 35,'e e uma densidade de 0,944, A resistência tensil do tecido norma abaixo com diferentes temperaturas de Ver também Quadro IV, tempe rstura ι z ado são Iioação» de ligação e xnd±cada» max

	1	2
Temperatura de ligação	118	118
(com relevo/liso)	120	120
PLI (kgs/ cm linear)	75 (13.4)	200 (35.7)
Resistência Tênsil do Tecido Normalizado (gramas)	2355	2297

Exemolo X

Uma mi .ura discreta compreendendo por cento em peso de polímero de etileno linear de elevado no/octeno, MI ’ 1Θ, densidade 0,93) e 30 polímero de etileno linear de baixo peso no, MI 105, densidade €*,953) e tendo um uma densidade ds t*,9d>7, a fiada em fibras tecido em 3 testess os dados são indi peso molecular letxle por cento em peso de molecular í eti leno/'oc teMI calculado de 30,5 e que sao ugadas como um cados mais abaixo» Ver também Quadra IV

	1	2	3
Temperatura de ligação	114	116	117
(com relevol 1 iso .).· -	117	118	119
PLI (kg/i cm linear)	200	200	200
	(35.7)	(35.7)	(35.7)
Resistência TêrisiT do Tecido Normalizado (gramas)	2190	2243	2586

Exemplo Xi (para comparação, não nyento reivindicado) í eti1eno/octeno/ revela, ter unta, de cerca ds 1.531

Um polímero de etileno linear simples tendo us MI de 3® e Lima, densida.de oe ®,?4 g/cm resistência tensil máxima de tecido normalizado gramas. Ver Quadro IV mais .abaixo.

xemplo í ipo (ΒΙΒΐίίΓέ

QUADRO IV

MI Densidade

35,5 0.944

Resistência Tânsil do Tecida NormaIizado (qramas) axscreta mistura d iscretí

259A

XI

0,94 lítói

Exemolo XII uma mistura discreta polímero de etileno linear de compreendendo 71X em peso de um elevado peso molecular (etileno/propileno, MI de 8, densidade 0,952) e 29% em peso de polímero de etileno linear de baixo peso molecular (etileno/octeno, MI 105, densidade 0,954) s tendo um MI calculado de 17 e uma densidade de 0,953 g/cnT* é fiada em fibras artificiais que são ligadas num tecido a 200 PLI <35,7 kg/cm linear). Qs dados são indicados mais abaixo., Ver também Quadre? V mais abaixo.

6 _τ_

120 121 122

122 123 124*

1868 2034 2259 2596 2620 3066 3034

Resistência

Tênsil do Tecido

Normalizado (gramas) * ponto de colagem

Temp. ligação (com relevo/liso)

116

118

117

119

118

120

4_

119

121

Exemalo XIíl (para comparação; não invento reivindicado)

Um polímero de etileno linear simoles Ccooolímero efileno/propileno)tendo um Mi de 17 e uma demeida.de de v,95 g/cm’‘ é fiado em fibras que sSo ligadas como um tecido a 2Θ& PL1 (35,7 kg/cm linear). Qs dados são indicados mais (abaixo. Ver também Quadro V mais abaixo»

Temp. ligação (com relevo/liso)

Resistência Tênsil do Tecido Normalizado (gramas) *.ponto

1	’2	3	4	5
116	117	118	119	120
11.8	119	120	121	122*
2016	2213	2202	27*49	2837*

de.colagem

QUADRO V

Kes i s t ΐ;?'! c i a Tênsi1 do Tecido Normalizado (gramas)

Exemplo Tipo Ml Densidade

XII mistura

3©óó

U.Í.SLQ Cd t.cÂ

PE 1inear sozinho

XIII

Claims

íâ» - Processo para & preparação de um tecido, tecido esse que é termicamente ligado ou. ligávsl, a partir de filamentos incluindo fibras artificiais descontinuas de denier fino, tendo urn denier médio por filamento r»a gama d-s desde ®,í a lo d«p»f tendo comprimentos de filamento atê 3Θ cm, e em que fibras artificiais são preparadas a partir ds uma mistura fiada sm fusão de polímeros de etileno linearess caracterizado por a mistura ds polímeros nas fibras artificiais ter um valor de Q cerca de 4,5, em que 13 é definido como a média ponderada dos pesos moleculares dividida pela média simples dos pesos moleculares, como determinado por cromatografia oe permsaçao ds gel=
2ê= - Processo para a preparação de um tecido, tecido esse qus s iermxcamsnbe ligado ou ligável, a partir ds filamentos incluindo fibras artificiais descontínuas de denier fino, tendo um denier médio por filamento na gania de desde 0,1 a to d,p„f„₅ e tendo comprimentos ds filamento até 30 cm, e em que as fibrasartificiais são preparadas a partir ds uma mistura fiada sm fusão de polímeros de etileno linearess c a r ac te r i z ad o a mistura de polímeros nas artificiais ter um valor de determinado por condições ASTM D--Í condiçSss AsΓΐ^νΙ 1/-12-58(M5 » de pelo menos /» em oue Ι_1Λ è ‘38CN1, e Ι_σ, é determinado por caracterizad o ser capaz de mais forte, o

- Processo de por um tecido ser termicament orno determinado acordo com as Re não 1 iç/ado por e ligado de modo por por resist' ivindicações 1 ou 2, esse meio preparado a obter-se umtecido 'incia ténsil da tira normalizada, numa gama mais ar térmica, do que uns processo para para oreparar plimeros nas mistura de um produto comparativo em que o fibras artificiais no produto valor de Q na gama de desde 3,5 a 4,@ gama de desde 6 = ® a. 6/3» ou um valor de 1.,.-./1.-.

i Kí c

UiiE na

Processo ds acordo com a Rei

ΓΙ J-| ..

cacão ι « carat terizado por a mistura polimérica nas fibras artificiais ter um valor ds G na gama de desde 5.5 a 6,®» reisxura poixmérica nas Tibras arriTiciais ter um

HrocBssc oe acordo com a rieivmaicaçSa ί ί-,·.car-acvalor de 1^/1.-, na gama de desde 1® a 2®» broce·-™:; de- sccrdc cop as RsivíndicacSes i ou caracterizado por o tecido tsrm.icamsnte ligado ter uma resistência tênsil de tira normalizada ds pelo menos 3.080 q„

7â„ - Processo da acordo com a Reivindicação 6, caracterizado por a mistura polimérica ser uma mistura in situ formada durante a polímerização do polímera? e por o tecido termicamente ligado ter uma resistência tênsil de tira normalizada de pelo menos 3 »6®® g„

Processo de -acordo com terizado por o referido tecido ter normal izada ds pelo menos 3.7®® g.

a KBivinaicaçao /, caracuma. resistência da tira

9ãii — KrcLSsso de acordo com a Reivindicação 8. terizado por os filamentos; serem homofilamentos.

carac- emenos 7 como determinado por ASTM D-Í23SCN) ε <E) respectivamente e ainda por a mistura, ser formada por mistura de CA5 e (Bí em proporçSes sm peso apropriadas em que?

CA) è pelo menos um polímero de etileno linear de elevado peso molecular tendo um MI D-123SCE) (190*0/2,10 kg) inferior densidade superior a 0,91 e medido de acordo com ASiM a 25 o/l® minutos e uma

CH) é pelo menos um polímero de etileno linear de baixo

11 of ih kg, super

20 g/l® minutí uma densidade su pe r i o r a 0,91

Pz U1K llâ. — Processo de acordo con a Reivindicação Í0₅caracterizado por a relação entre o polímero de etileno linear de elevado peso molecular e o polímero de etileno linear d-e baixo peso molecular ser suficiente pare, proporcionar uifta mistura tendo um valor MI na gama de ®,1 a 4® gramas/í® minutos e uma densidade
3* na cama de ®,94 a ®,9ô α r amas / c ffl'*'.

_; - Processo de Mistura da Reivindicação í®, caracpelo menos um dos oolímeros de -etileno lineares compreender um copolímero de etileno com pelo menos uma C^-C., olefina.

13ã. — Processo de acordo com a Reivindicação 3, caracterizado por pelo menos um dos polímeros de etileno lineares ser um copolímero de etileno e propileno ou octeno.

Ah'-Ud? eíí.

tos»

14 a _tizado por

Kracesso de a mistura ssr

15a.

^?rocesso caracterizado po?

r*

H «S i 5 p, '

..SSU acorao com

Koíνιπa ícaçao uma mistura da polímeros disorei f·* ρ·» ν**?ν Γ» p*n«*. ϋ *i v? p*j «'**’ ‘1 γ*· id í“* 5Í *1 ΐ·4 (í «. Uri *.«5 '«.τ L. Ui» CÁ t iid w· . ·&. s I i»s íavJ Λ ’-ί a íUistura ser tuna mistura in situ formada durante a polimerização» lóã» - Prccsssc de acordo com a Reivindicação 14 ou lo, caracterizado por o polímero de etileno linear tíe elevado peso molecular ser HDPE, tendo um valor Ml dentro da gama de entre 0,1 e 25 gramas/10 minutos e o polímero ds etileno Iinear.de baixo peso molecular ser HDPE tendo um valor MI dentro ds. gama de entre 25 ε 3Θ© qramas/í© minutos,

17â.

Processo para preparação de fibras ooliméri· caracterizado por compreender os passos de;

CA) Fiação em fusão do produto polimêrico das Rsivindiuaçaes i'4?tts em i.i.ismsnto iiaoos em tusso,

CB) Se puxarem os filamentos fiados em fusão a uma velocidade numa gama tíe desde 60 atê 2,000 metros/minuto; a, facultativamente,

CC) Estiramento e/ou ondulamento e/ou corte dos filamentos fiados em fusão por meios convencionais»

Lisboa, 29 ds Outubro ds 1990