PT96985A

PT96985A - Processo para a preparacao de fios de espuma

Info

Publication number: PT96985A
Application number: PT96985A
Authority: PT
Inventors: Axel Vischer
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1991-03-08
Publication date: 1991-10-31
Also published as: US5124098A; EP0445708A2; DE4007498A1; JPH04214407A; EP0445708A3; DE59103556D1; IE65671B1; ES2067069T3; EP0445708B1; IE910784A1; ATE114338T1

Description

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HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT "PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE FIOS DE ESPUMA” A presente invenção refere-se a um processo para a preparação de fios de espuma de acordo com o conteúdo da reivindicação 1 .

Os fios de espuma, isto é, os filamentos ou as fibras de fiação, com espaços vazios que não os atravessam de uma ponta à outra, são utilizados como fibras para tapetes assim como fibras de enchimento para coberturas, almofadas ou como material de forro para anoraques e para outros artigos de vestuário de inverno. Uma vantagem dos fios de espuma é a sua pequena densidade e, por consequência, o grande volume do material de enchimento por unidade de peso. Para se conseguir a diminuição acentuada da densidade, pretende-se que exista cerca de 15% de espaço vazio nos fios de espuma acabados e encrespados. Como a proporção de espaço vazio diminui por repuxamento, a proporção do espaço vazio depois da fiação deve ser correspondentemente maior. Tendo em atenção o encrespamento, os espaços vazios devem ser suficientemente estáveis contra o esmagamento.

Um processo para a preparação de fios de espuma a partir de um polímero sintético de elevado peso molecular, um agente de -2- arrastamento e um aditivo encontra-se descrito nas memórias descritivas das patentes de invenção alemãs DE-AS 25 50 080 e 25 50 081. Nestes processos previamente conhecidos, como polímero de elevado molecular serve um poliéster, tal como politerefta-lato de etileno, ou uma poliamida, tal como por exemplo poliami-da-6 e poliamida-66. Como agente de arrastamento, isto é, uma substância que forma gases, menciona-se um hidrocarboneto de baixo ponto de ebulição, como pentano, hexano ou um hidrocarboneto gasoso à temperatura ambiente, como butano ou propano. O aditivo é um óleo de silicone que melhora a possibilidade de fiação do polímero, aumenta o tempo de escoamento do bocal de fiação e deve garantir uma distribuição uniforme dos espaços vazios.

Por meio da memória descritiva da patente de invenção da Republica Democrática Alemã DD-PS 103 375, conhece-se um processo de preparação de fios de espuma a partir de polipropileno isotáctico, de acordo com o qual, como agente de arrastamento, se utiliza hidrogenocarbonato de sódio e ácido cítrico e, como aditivo, se emprega igualmente óleo de silicone. O hidrogenocarbonato de sódio e o ácido cítrico são também usados como agente de arrastamento na preparação de espumas de plástico, por exemplo para objectos moldados de espuma estruturada; vejam-se, por exemplo/, as memórias descritivas das patentes de invenção europeias EP 0 059 495 e 0 158 212. Como plásticos, mencionam-se nelas, entre outros, também diferentes poli- -3- meros de elevado peso molecular tais como poliésteres. Se o car bonato de sódio e o ácido cítrico com poliésteres também originam uma boa formação de espuma, verificou-se, no entanto, que este agente de arrastamento prejudica o poliêster. Assim, por exemplo, observou-se uma diminuição de 0,15 unidades de viscosidade intrínseca com uma viscosidade intrínseca inicial apro-ximadamente igual a 0,65, o que corresponde a uma redução de pe so molecular maior do que 20 %. O objectivo da presente invenção é proporcionar um processo para a preparação de fios de espuma a partir de um polímero sintético de elevado peso molecular, em especial de um po-liéster, um agente de arrastamento e um aditivo que apresente boa actividade de formação de espuma sem prejudicar o polímero de elevado peso molecular.

Este objectivo é atingido por meio do processo caracte-rizado na reivindicação 1 . A utilização de policarbonato na preparação de fios de poliêster é já conhecida por meio da memória descritiva publica da para inspecção pública da patente de invenção alemã DE--0S 27 03 051. De acordo com este processo, com o poliêster a fiar mistura-se, antes da fiação, 3 a 20% em peso de um policar bonato para aumentar a capacidade de retenção de água por meio dos espaços vazios existentes nos fios. -4-

No processo de acordo com a presente invenção, pelo contrário, mistura-se o polímero com elevado peso molecular com hidrogenocarbonato de sódio e ácido cítrico, assim como com policarbonato. Surprendentemente, a requerente descobriu que a adição do policarbonato contraria a diminuição da viscosidade de fusão do poliéster que, caso contrário, se verificaria. Assim, observou-se uma diminuição do peso molecular do poliéster do polímero empregado até â obtenção do fio de espuma acabado menor do que 5%. A utilização de hidrogenocarbonato de sódio e de ácido cítrico como agente de arrastamento tem ainda a vantagem de estas substâncias só se decomporem a elevadas temperaturas e se- rem toxicologicamente inofensivas. 0 policarbonato também tem a vantagem de ser toxicologicamente inofensivo.

Convenientemente, adiciona-se o agente de arrastamento, constituído por hidrogenocarbonato de sódio e ácido cítrico, em uma quantidade compreendida entre 0,15 e 0,80% em peso em relação ao polímero e o policarbonato é adicionado em uma quantidade compreendida entre 0,5 e 2% em peso em relação ao polímero.

Pela expressão "um agente de arrastamento constituído por hidrogenocarbonato de sódio e ácido cítrico", entende-se uma mistura qualquer de um hidrogenocarbonato de metal alcalino e de ácido cítrico, mas prefere-se uma proporção em peso compreendida entre 1:3 e 3:1. -5-

De preferência, o teor do agente de arrastamento corresponde a 0,15 a 0,4% em peso no caso do politereftalato de etile-no e a 0,3 a 0,6% em peso no caso do politereftalato de butile-no. Um teor preferido de policarbonato é respectivamente 1,0 a 1,5% em peso. No politereftalato de butileno, o teor necessário de agente de arrastamento e de policarbonato é ligeiramente maior do que no caso do politereftalato de etileno. A proporção de terceiras substâncias em relação ao po-liéster deve ser o mais pequena possível.

De acordo com um aperfeiçoamento da presente invenção, prevê-se que o polímero de elevado peso molecular, o agente de arrastamento e o policarbonato sejam misturados antes da fusão sob a forma de aparas e, neste caso, adiciona-se o agente de arrastamento como uma massa diluída, especialmente numa poliole-fina. A mistura dos três componentes pode realizar-se, por exemplo, na alimentação da máquina de extrusão. O processo de acordo com a presente invenção origina fios de espuma facilmente processáveis (filamentos sem-fim e fibras de fiação) como material para tapetes e também como material de enchumaços para vestuário. A preparação de fibras para tapetes ou para enchumaços deste tipo realiza-se por fiação em fusão e estiramento de acordo com processos conhecidos; os parâmetros do processo devem ser ajustados ligeiramente dentro do quadro de -6- ensaios de rotina. No processamento dos fios de espuma por meio de processos térmicos, deve ter-se o cuidado de a acção de isolamento dos espaços vazios também provocar um aquecimento pior dos fios de espuma.

EXEMPLOS

Serie de Exemplos A

Numa instalação de fiaçao para fibras de poliéster, misturam-se grânulos de politereftalato de polietileno, que foram secos de acordo com os métodos correntes, com hidrogenocarbona-to de sodio e ácido cítrico, sob a forma de uma massa diluída de agente de arrastamento (Hostatron P 1941) e policarbonato (Makrolon 16063068), submete-se a mistura a extrusão e fia-se através de bocais de fiação com a secção transversal com a forma de furos redondos. -7-

Condições de Fiação A1 A2 A3 A4 A5 A6 Diâmetro do furo (mm) 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 Título de fiação (dtex) 30 30 30 30 30 30 Temperatura de fiação (°C) 285 285 285 285 285 285 Velocidade de afastamento (m/min.) 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 Hostatron P 1941 - 0,6 - 0,6 0,6 1 ,o (% em peso em relação ao poliéster) Policarbonato - - 1,0 1 ,o 2,0 1 ,0 (% em peso em relação ao poliéster)

Resultado

Massa volumica do fio fg/cm3) 1,34 1,31 1,34 0,97 0,92 0,92 A densidade do fio ê uma medida da formação de espuma do fio. Os Exemplos mostram que apenas por meio da combinação escolhida de agente de arrastamento e de policarbonato se consegue a diminuição nítida da densidade, isto ê, uma proporção nítida de espaço vazio do fio. -8-

Serie de Exemplos B

Escolheram-se as mesmas substâncias de partida que se referiram na Serie de Exemplos A, mas em que se misturou o agente de arrastamento Hostatron P 1941 numa quantidade igual a 0,6% em peso e o policarbonato numa quantidade igual a 1% em peso do po-liéster.

Nesta série de exemplos, ensaiaram-se bocais com furos de diferentes diâmetros, assim como diferentes temperaturas de fiação e velocidades de extracção dos fios.

Condições de Fiação B1 B2 B3 B4 B5 B6 Diâmetro do furo (mm) 0,1 0,8 1 ,o 1,2 00 o 00 o Título de fiação (dtex) 30 30 30 30 30 21 Temperatura de fiação (°C) 285 285 285 285 295 285 Velocidade de afastamento (m/min.) 1000 1 000 1 000 1 000 1 000 1400

Resultado

Massa volumica do fio (g/cm3) 1 ,02 0,97 0,95 0,92 0,92 0,97 -9-

Serie de Exemplos C

Nesta Série de Exemplos, as substâncias de partida são as mesmas que se utilizaram nas Series de Exemplos A e B. Em vez de um bocal de fiação com a secção recta com a forma de furo redondo, utilizam-se bocais com perfil oco.

Condições de Fiação C1 C2 Título de fiação (dtex) 17 17 Temperatura de fiação (°C) 287 287 Velocidade de afastamento (m/min) 1300 1300 Hostatron P 1941 - 0,6 (% em peso em relação ao po-liêster) Policarbonato - 1 ,o (%;em peso em relação ao po-liéster)

Resultado 1 ,10 0,80

Massa volúmica do fio (g/cm3) -10-

Serie de Exemplos D

Utilizou-se o mesmo agente de arrastamento e o mesmo aditivo que nas Series de Exemplos anteriores. Em vez de grânulos de politereftalato de etileno, utilizam-se, no entanto, nesta serie de exemplos, grânulos de politereftalato de butileno. D1 D2 D3 1,2 1,2 1,2 37 37 37 267 267 267 000 1 000 1000 0,'6 1,0 1,3 0,6 1,0 1 ,3

Condições de Fiação

Diâmetro do furo (mm)

Txtulo de fiação (dtex) Temperatura de fiação (°C) Velocidade de afastamento (m/min)

Hostatron P 1941 (% em peso em relação ao po-liéster)

Policarbonato (% em peso em relação ao po-liéster)

Resultado

Massa volumica do fio (g/cm^)

Como o quadro mostra, 1,26 1,15 1,04 o politereftalato de butileno só -11- origina uma correspondente diminuição da densidade dos fios em comparação com o politereftalato de etileno no caso de teores mais elevados de agente de arrastamento e de policarbonato.

Claims

-12- REIVINDICAÇÕES 1.- Processo para a preparação de fios de espuma de um polímero sintético de elevado peso molecular, em especial de poliéster, um agente de expansão e um aditivo, carac-terizado pelo facto de, como agente de expansão, se utilizar carbonato de sódio e ãcido cítrico e, como aditivo, policarbo nato.
2.- Processo de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizado pelo facto de o teor de agente de expansão estar compreendido entre 0,15 e 0,80 por cento em peso do polímero de elevado peso molecular. -13- 'V
3-- Processo de acordo com a reivindicação 2, em que o polímero de elevado peso molecular i polietilenotereftalato, caracterizado pelo facto de o teòr de agente de expansão estar compreendido entre 0,15 e 0,4 por cento em peso do polímero de elevado peso molecular.
4. - Processo de acordo com a reivindicação 2, em que o polímero de elevado peso molecular é polibutilenoterefta lato, caracterizado pelo facto de o teor de agente de expansão estar compreendido entre 0,3 e 0,6 por cento em peso do políme ro de elevado peso molecular.
5. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o teor de poli carbonato estar compreendido entre 0,5 e 2 por cento em peso do polímero de elevado peso molecular.
6-- Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de o teor de policarbonato estar compreendido entre 1,0 e 1,5 por cento em peso do polímero de elevado peso molecular.
7.- Processo de acordo com uma qualquer das reivindi caçoes anteriores, caracterizado pelo facto de se misturar o po límero de elevado peso molecular com o agente de expansão e com -14-

o policarbonato antes da sua fusão na forma de entalhe e de se adicionar o agente de expansão sob a forma de mistura concentrada numa poliolefina. O Agente Oficia! da Propriedade Industriai