PT97627A - Processo para fiacao de um polimero sintetico organico fiavel por fusao - Google Patents

Description

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MEMÓRIA DESCRITIVA A presente invenção refere-se a um processo de fiação para a produção de fios sintéticos de baixa contracção, alto módulo e alta resistência.

ANTECEDENTES DA INVENC&O

Desde que foram introduzidos os polímeros sintéticos, fiáveis por fusão, de formação de fibras, os fabricantes de fibras tentaram encontrar modos de aumentar as propriedades de resistência e estabilidade das fibras feitas a partir destes polímeros. As propriedades adicionais de resistência e estabilidade das fibras são necessárias, de modo que, além dos usos têxteis possam ser encontradas outras aplicações para seus produtos. Tais usos não têxteis (também conhecidos como "usos industriais") incluem: fios de pneumáticos? linha para costura? pano para velas? panos, tira ou esteiras usadas na construção de leitos de estradas ou outras aplicações geotéxteis? correias industriais? materiais compostos? tecidos arquitectónicos? reforço de mangueiras? tecidos laminados? cordas e semelhante.

Originariamente, a raiona foi utilizada em alguns destes usos industriais. Depois, o "nylon" suplantou a raiona como material escolhido. Os poliésteres convencionais dos anos de 1970, tais como poli(tereftalato de etileno), foram introduzidos na competição contra o "nylon". Em 1985, foram introduzidos poliésteres de qualidade mais alta, isto é, maior resistência e grande estabilidade.

Uma breve revista de algumas patentes da arte anterior, resumidas a seguir, indica que as três áreas gerais foram investigadas, como modos possíveis de melhorar as propriedades de resistência e estabilidade destas fibras sintéticas. Estas áreas gerais incluem: processos dirigidos ao estiramento? processos dirigidos aos polímeros? e processos dirigidos à fiação. Em seguida, o termo "estiramento" referir-se-á ao aquecimento e esticamento realizado numa fio de dois fios. 0 termo "tratamento para o polímero" referir-se-á ao que é feito ao polímero antes da 72 469 F-8089 fiação. 0 termo ll,fiação,, referir-se-á ao processo para a formação de filamentos a partir do polímero, porém excluindo o estiramento.

Os processos dirigidos ao estiramento são como se segue.

Na patente US 3 090 997, é descrito o estiramento de estágios múltiplos de poliamidas para utilização como fios de pneumáticos. As fibras ("nylon") são fiadas por fusão, de um modo convencional. Em seguida, as fibras fiadas são estiradas num processo de três estágios (estiradas, depois aquecidas, depois estiradas novamente) para obter-se um "nylon" estirado, possuindo as seguintes propriedades: tenacidade variando de 10,4 a 11,1 gramas por denier (gpd); alongamento variando de 12,9 a 17,1%; e módulo inicial cf 48 a 71 gpd/100%. A patente US 3 303 169, descreve um processo de estiramento de estágio simples, para poliamidas, que produzem fios de poliamida de baixa contracção, alta tenacidade de alto módulo. A poliamida fiada é estirada e aquecida a, pelo menos, 115“C para obter-se um fio possuindo: tenacidade na gama de 5 a 8,7 gpd; alongamento variando de 16,2 a 30,3%; módulo inicial de 28 a 59 gpd/100%; e contracção variando de 3,5 a 15%.

A patente US 3 966 867 descreve o processo de estiramento de dois estágios para poli(tereftalato de etileno), possuindo uma viscosidade relativa de 1,5 a 1,7. No primeiro estágio, as fibras são submetidas a uma temperatura entre 70 e 100°C e a uma razão de estiramento de 3,8 a 4,2. No segundo estágio, as fibras são submetidas a uma temperatura entre 210 e 250°C e a uma razão de estiramento, no agregado da primeira razão de estiramento e a segunda razão de estiramento, na gama de 5,6 a 6,1. O fio estirado, obtido, possui as seguintes propriedades: tenacidade 7,5 a 9,5 gpd; alongamento, aproximadamente 2 a 5% a uma carga de 5 gpd; alongamento em ruptura, 9 a 15%; e contracção, 1 a 4%.

Na patente US 4 003 974 o fio de poli(tereftalato de etileno) fiado, possuindo um HRV de 24 a 28, é aquecido de 75 a

72 469 F-8089 -4-250"C, enquanto é estirado, sendo então passado por um rolo de estiramento aquecido, e finalmente relaxado. O fio estirado possui as seguintes propriedades: tenacidade 7,5 a 9 gpd; contracção cerca de 4%; alongamento em ruptura, 12 a 20%, e capacidade de suporte de carga de 3 a 5 gpd em alongamento de 7%.

Os processos dirigidos ao melhoramento das propriedades dos fios pelo tratamento do polímero são como se segue.

Nas patentes US 4 690 866 e US 4 867 963, a viscosidade intrínseca (V.I.) do poli(tereftalato de etileno) é maior do que 0,90. Na patente US 4 690 868, as propriedades da fibra fiada (não estirada) são como se segue: alongamento à ruptura, 52 a 193%; birrefracção, 0,0626 a 0,136; e grau de cristalinidade, 19,3 a 36,8%. As propriedades da fibra estirada são como se segue: tenacidade, 5,9 a 8,3 gpd; alongamento, 10,1 a 24,4%; e contracção a seco (em 210°C) 0,5 a 10,3%. Na US 4 867 936, as propriedades de fibra estirada são como se segue: tenacidade, cerca de 8,5 gpd; alongamento à ruptura, cerca de 9,9%; e contracção (em 177°C) cerca de 5,7%.

Os processos dirigidos a fiação são como se segue.

Na patente US 3 053 611, poli(tereftalato de etileno), após deixar a fieira, é aquecido em 220°C, num veio de fiação de dois metros de comprimento. Após isto, é aspergida água fria sobre as fibras num segundo veio. As fibras são enroladas em uma velocidade de 1600 metros por minuto e são, subsequentemente, estiradas para obter-se uma tenacidade de 3,5 gpd.

Na patente US 3 291 880, uma poliamida é fiada a partir de uma fieira e então arrefecida a 15°C, a fibra é então aspergida com vapor vivo. A fibra fiada possui uma baixa orientação e birrefracção baixa.

Na patente US 3 361 859, um polímero orgânico, sintético é fiado em forma de fibra. Conforme as fibras saem da fieira, elas são submetidas a "arrefecimento de retardo controlado". Este 5- 72 469 F-8089 arrefecimento é conduzido nos primeiros 17,80 cm da fieira. Na parte superior (isto é, adjacente a fieira), a temperatura é de 300 °C e na parte inferior (aproximadamente 17,80 cm da fieira), a temperatura mínima é de 132°C. O fio de dois fios possui birrefracção baixa (11 a 35 x IO”3) e as propriedades de fio estirado são como se segue: tenacidade, 6,9 a 9,4 gpd; módulo inicial, 107 a 140 gpd/100%; e alongamento à ruptura de 7,7 a 9,9%.

Nas patentes US 3 936 253 e US 3 969 462, é descrito o uso de um anel de reforço aquecido (variando em comprimento de 0,16 m a 0,61 m) com temperaturas variando de 115 a 460°C. Na matriz, a temperatura é maior na parte superior da enxárcia do que na parte inferior. As propriedades do fio estirado da matriz são como se segue: tenacidade, 9,25 gpd; alongamento, cerca de 13,5%; e contracção, cerca de 9,5%. No último, a temperatura é constante dentro do anel de reforço e as propriedades do fio estirado são como se segue: tenacidade, 8 a 11 gpd; e alongamento à ruptura, 12,5 a 13,2%.

Na patente US 3 946 100 as fibras são fiadas a partir de uma fieira e solidificadas a uma temperatura abaixo de 80°C. As fibras solidificadas são então reaquecidas a uma temperatura entre a temperatura de transição de vidro do polímero (Tg) e sua temperatura de fusão. Esta fibra aquecida é retirada da zona de aquecimento, a uma velocidade entre 1 000 a 6 000 metros por minuto. As propriedades do fio fiado são como se segue: tenacidade 3,7 a 4,0 gpd; módulo inicial 70 a 76 gpd/100%; e birrefracção, 0,1188 a 0,1240.

Na patente US 4 491 657 o fio de multifilamentos de poliéster é fiado por fusão a alta velocidade e solidificado. A solidificação ocorre numa zona compreendendo, em série, uma zona de aquecimento e uma zona de arrefecimento. A zona de aquecimento é um aquecedor em forma de barril (temperatura variando desde a temperatura de fusão do polímero a 400°C), variando no comprimento de 0,2 a 1,0 metro. A zona de arrefecimento é arrefecida por ar, em 10° a 40°C. O fio estirado feito por este processo possui as seguintes propriedades: módulo inicial, 90 a 130 gpd; e

72 469 F-8089 -6- contracção (em 150°C) inferior a 8,7%.

Na patente US 4 702 871, a fibra é fiada em uma câmara possuindo uma pressão inferior à atmosférica. As propriedades do fio fiado são como se segue: resistência 3,7 a 4,4 gpd; birrefracção, 104,4 a 125,8 (x IO"3); e contracção em calor seco 4,2 a 5,9% em 160 °C por 15 minutos.

Na patente US 4 869 958 a fibra é fiada na ausência de calor e então enrolada. Neste ponto, a fibra possui um grau inferior de cristalinidade, porém é altamente orientada. Após isto, a fibra é tratada por aquecimento. As propriedades da fibra estirada são como se segue; tenacidade, 4,9 a 5,2 gpd; módulo inicial, 92,5 a 96,6 gpd/100%; e alongamento, 28,5 a 32,5%. A revista anterior das patentes indica que, enquanto algumas fibras produzidas por estes vários processos possuem alta resistência ou propriedades de contracção baixas, nenhuma das patentes anteriores descreveu um fio ou um processo para a produção de um tal fio estirado, possuindo em combinação alta tenacidade, módulo inicial alto e baixa contracção.

As patentes que se aproximam mais da descrição de um tal fio estirado são as patentes US 4 101 525 e US 4 195 052, patentes relacionadas, que foram cedidas à requerente da presente invenção. Nestas patentes, os filamentos de poliéster (o polímero possuindo uma viscosidade intrínseca de 0,5 a 2,0 decilitros por grama) são fiados por fundição numa fieira. Os filamentos fundidos são passados através de uma zona de solidificação, onde eles sofrem choque térmico súbito e transformados em fibras sólidas. As fibras sólidas são estiradas a partir da zona de solidificação, com uma tensão substancial (0,015 a 0,15 gpd). Estas fibras sólidas fiadas apresentam uma birrefracção relativamente alta (cerca de 9 a 70 x 10"3). As fibras fiadas são então estiradas e subsequentemente tratadas por aquecimento. As propriedades dos filamentos estirados são como se segue: tenacidade, 7,5 a 10 gpd; módulo inicial, 110 a 150 gpd/100%; e contracção, menos que 8,5% em ar a 175°C.

72 469 F-8089 -7- SUMÁRIO DA INVENÇÃO É descrito um processo para fiação de um polímero sintético orgânico fiável por fusão. O processo inclui os passos de: extrusão do polímero da fieira; passagem dos filamentos da fieira através de uma zona alongada; manutenção dos filamentos a uma temperatura acima da temperatura de transição de vidro do polímero, numa distância de 3 metros ou mais dentro da zona; e após isto, fazer convergir os filamentos.

Alternativamente, o processo inclui os passos de: extrusão do polímero através de uma fieira; provisão de uma zona alongada, possuindo um comprimento de pelo menos 5 metros ou dispositivos para controlar a temperatura dentro da dita zona, a partir de um máximo predeterminado para um mínimo predeterminado; passagem dos filamentos através da zona; e após isto, fazer convergir os filamentos .

DESCRICÃO DOS DESENHOS

Com a finalidade de ilustrar a invenção, é mostrado nos desenhos um esquema do processo que é presentemente preferido; sendo entendido, entretanto, que esta invenção não está limitada ao arranjo preciso e meios mostrados. A figura 1, é uma vista em alçado, esquemática, do processo de fiação; e a figura 2, é uma vista em alçado, esquemática, do processo de estiramento. DESCRICÃO DETALHADA DA INVENÇÃO São descritos a seguir fios estirados com elevada tenacidade, módulo inicial alto, e baixa contracção e o processo pelo qual tais fios são fiados. O termo "fio" ou "filamento" ou "fibra" referir-se-á a qualquer fibra feita de um polímero orgânico, sintético fiável por fusão. Tais polímeros podem incluir poliésteres e poliamidas, porém não estão limitados aos mesmo. A invenção, no entanto tem particular relevância, relativamente a poliésteres tais como, por exemplo, poli(tereftalato de etileno)

72 469 F-8089 -8- (ΤΡΕ), as combinações de TPE e poli(tereftalato (TPB), e TPE ligado em cruzamento com monómeros multifuncionais (por exemplo, pentaeritritol). Qualquer um dos polímeros anteriores pode incluir aditivos convencionais. A V.I. do fio para polímero com base em TPE) pode estar entre 0,60 a 0,87. A presente invenção, entretanto, não depende da viscosidade intrínseca (V.I.) do polímero.

Com referência a figura 1, é ilustrado um aparelho de fiação 10. Um extrusor convencional 12, para fusão da pastilha de polímero está em comunicação de fluidos com um suporte de fiação convencional 14. Dentro do suporte de fiação 14, encontra-se um conjunto de fiação convencional 16. O conjunto 16 pode ter um desenho anular e ele filtra o polímero por passagem do polímero através de um leito de partículas finamente divididas, conforme é bem conhecido na arte. Incluída como parte do conjunto 16 encontra-se uma fieira convencional (não mostrada). Os caudais dos polímeros através do conjunto podem variar de 4,53 a 24,95 kg por hora. 0 limite superior de 24,95 kg é definido, apenas, pelas dimensões físicas do conjunto 16 e caudais maiores podem ser obtidos pelo uso de conjuntos maiores. O denier fiado por filamento (dpf) varia de 3 a 20; verificou-se que as propriedades ópticas e qualidades mecânicas para o fio estão entre 5 e 13 dpf.

Opcionalmente, a fibra, quando deixa a fieira, pode sofrer um choque térmico súbito com um gás inerte quente (por exemplo, ar). Vidé patente US 4 378 325, que é incorporada aqui por referência. Tipicamente, o gás está em 230 °C e é fornecido a 0,170 m3 por minuto (m3/min). Caso o ar esteja muito quente, isto é, acima de 260 eC, as propriedades do fio fiado são significativamente deterioradas.

Imediatamente abaixo e montada bem apertada ao suporte de fiação 14 (isto é hermeticamente), encontra-se uma coluna alongada 18. A coluna compreende um tubo isolado, possuindo um comprimento de 5 metros ou mais. 0 comprimento da coluna será explicado, com maior detalhe a seguir. 0 diâmetro interno do tubo é suficientemente grande (por exemplo, 30,48 cm), de modo que 72 469 F-8089 -9-

todos os filamentos da fieira possam passar através do comprimento do tubo, sem obstrução. A coluna é equipada com uma pluralidade de aquecedores de banda convencionais, de modo que a temperatura dentro do tubo pode ser controlada ao longo do seu comprimento. As temperaturas de coluna serão descritas, em maior detalhe, a seguir. A coluna é, preferivelmente, subdividida em várias zonas de temperatura discretas, para controlar melhor a temperatura. Foi utilizado um total de 4 a 7 zonas. Opcionalmente, a coluna 18 pode incluir um aspersor de ar 17, que é usado para controlar a temperatura na coluna. O aspersor 17 está indicado para distribuir, eventualmente, um gás inerte ao redor da circunferência da coluna.

Dentro da extremidade mais inferior da coluna 18, encontra--se um cone truncado, perfurado 19, isto é, um dispositivo para reduzir a turbulência do ar. O cone 19, que é, preferivelmente, um cone de 0,91 metros de comprimento, possui um diâmetro com a mesma dimensão que o diâmetro do tubo na sua extremidade mais superior e um diâmetro de cerca da metade do que na extremidade inferior, é usado para evacuar o ar, através de uma saida de evacuação com válvula 21, a partir da extremidade mais inferior do tubo, de modo que o movimento na linha de fio, devido a turbulência do ar, é substancialmente reduzido ou completamente eliminado.

Abaixo da extremidade mais inferior da coluna, a linha de fio converge. Esta convergência pode ser realizada por um aplicador de acabamento 20. Este é o primeiro contacto que o filamento encontra após deixar a fieira. 0 comprimento da coluna, a não convergência dos filamentos individuais, e o perfil da temperatura do ar, dentro da coluna têm particular importância para a presente invenção. Em relação ao perfil da temperatura, ele é escolhido, de modo que as fibras sejam mantidas a uma temperatura acima da sua Tg num comprimento significativo da coluna (por exemplo, pelo menos três metros). Esta temperatura poderia ser mantida através do comprimento total da coluna, porém os filamentos enrolados poderiam ser instáveis. -10- 72 469 F-8089

Consequentemente, por razões práticas, a temperatura dentro da coluna é reduzida abaixo da Tg, de modo que os filamentos não sofram alterações na estrutura cristalina, antes de serem enrolados. Preferivelmente, o perfil de temperatura é escolhido, para reflectir o perfil da temperatura que seria estabelecido dentro do tubo, caso não fosse aplicado nenhum calor externo. Entretanto, a situação "nenhum calor externo" é impraticável, devido às várias variáveis que influenciam a temperatura da coluna. Assim, o perfil da temperatura é controlado, preferivelmente, de uma maneira linear, para eliminar a temperatura como uma variável no processo. A temperatura do ar dentro da coluna é controlada pelo uso de aquecedores de banda. Preferivelmente, a coluna é dividida numa pluralidade de secções e a temperatura do ar, em cada secção, é controlada para um valor predeterminado. Assim, a temperatura dentro da coluna pode ser variada, através do comprimento da coluna. A temperatura dentro da coluna pode variar, de tão alta quanto a temperatura de fiação do polímero para ou abaixo da temperatura de transição do vidro (Tg) do polímero (Tg para poliéster é de 80°C). A temperatura de fiação do polímero ocorre em volta da fieira, isto é, como o polímero fundido sai da fieira. Entretanto, as temperaturas do ar dentro da coluna são controladas, preferivelmente, de 155°C a 50"C. Com velocidades de enrolamento inferiores a 4 270 metros por minuto, a primeira secção adjacente a fieira é preferivelmente controlada, a uma temperatura de 155°C e a secção mais afastada da fieira é controlada a cerca de 50°C.

No entanto, um perfil de temperatura linear não é o único padrão de temperatura que fornecerá os resultados benéficos, aqui descritos. Com velocidades de enrolamento maiores do que 4 270 m/min, o perfil da temperatura, (quando a coluna é dividida em quatro zonas distintas), pode ser como se segue: (a partir da fieira para baixo) a primeira zona - cerca de 105°C a 110°C; a segunda zona - cerca de 110"C a 115°C; a terceira zona - cerca de 125°C a 130°C; e a quarta zona - 115°C a 120°C. 72 469 F—8089 -11-

Em relação ao comprimento da coluna, um comprimento de coluna mínimo de cinco metros (com a temperatura da coluna acima da Tg do polímero, de, pelo menos, 3 metros) com a convergência do filamento parece ser em seguida necessário para a presente invenção. Comprimentos de coluna entre cinco e nove metros são adequados para a invenção, o limite superior de nove metros é um limite prático e pode ser aumentado, se o espaço o permitir. Para opti-mizar as propriedades de tenacidade, é preferido um comprimento de coluna de sete metros.

As fibras convergem após sairem da coluna 18. Esta convergência pode ser realizada, utilizando-se um aplicador de acabamento.

Seguindo-se a primeira aplicação de acabamentos (isto é, no aplicador de acabamento 20), o fio é tomado ao redor de um par de rolos de gode 22. Após isto, pode ser feita uma segunda aplicação de acabamento (isto é, no aplicador de acabamento 23). A primeira aplicação de acabamento pode ser feita para reduzir a formação de electricidade estática nas fibras. Porém este acabamento é algumas vezes perdido, guando as fibras passam sobre os rolos de gode. Assim, o acabamento pode ser aplicado de novo após os rolos de gode.

As fibras são então passadas num enrolador de controlo de tensão convencional 24. A velocidade de enrolamento é tipicamente maior do que 2 989 m/min, com uma velocidade máxima de 5 795 m/min. Uma faixa óptima encontra-se entre cerca de 3 202 - 4 117 m/min. A faixa mais preferida encontra-se entre 3 202 e 3 812 m/min. Em velocidades abaixo de 2 989 m/min, as propriedades de uniformidade do fio deterioram-se. 0 fio de poliéster fiado produzido pelo processo anterior pode ser caracterizado, geralmente, como tendo cristais relativamente pequenos e uma orientação relativamente alta. Crê-se, que estas qualidades do fio fiado permitem alcançar as propriedades de estiramento únicas, explicadas a seguir. 72 469 F-8089 -12-

De modo a quantificar a caracterização geral de fio de poliéster fiado, os pequenos cristais são definidos em termos de tamanho de cristal (medidos em nm) e é definida uma orientação em um dos seguintes termos: birrefracção óptica? birrefracção amorfa; ou birrefracção de cristal. Adicionalmente, o fio de poliéster fiado é caracterizado em termos de tamanho de cristal e espaçamento de período longo (a distância entre os cristais). Em termos mais amplos, o fio fiado de poliéster pode ser caracterizado como tendo um tamanho de cristal inferior a 5,5 nm e tanto uma birrefracção óptica maior do que 0,090, quanto uma birrefracção amorfa maior do que 0,060 ou um espaçamento de período longo inferior a 30 nm. De forma mais preferida, o fio fiado de poliéster pode ser caracterizada como tendo um tamanho de cristal variando de 2 a 5,5 nm e tanto, uma birrefracção óptica variando de 0,090 a 0,140, quanto uma birrefracção amorfa variando de 0,060 a 0,100, ou um espaçamento de período longo de 10 a 25 nm. De forma mais preferida, a mialhar de poliéster pode ser caracterizada como tendo um tamanho de cristal variando de 4,3 a 5,4 nm e tanto, uma birrefrac-ção óptica variando de 0,100 a 0,130, quanto uma birrefracção amorfa variando de 0,060 a 0,085 ou um espaçamento de período longo de 14 a 20 nm.

Conforme estará claro para os peritos comuns na arte, o tamanho de cristal do fio fiado é de cerca de 1/3 daquele dos fios convencionais na razão de velocidade de enrolamento óptima. 0 tamanho do cristal aumenta com a velocidade, porém ainda permanece baixo. A orientação amorfa do fio é muito alta, embora duas vezes o normal. Este fio fiado possui uma tal orientação alta e contracção baixa, podendo ser usado sem qualquer estiramento.

Além disso, o fio fiado de poliéster convencional possui as seguintes propriedades: um teor em cristais (isto é, nível de cristalinidade, conforme determinado pela densidade) de 10 a 43%; uma tenacidade de fiação de 1,7 a 5,0 gpd; um módulo de fiação na gama de 10 a 140 gpd/100%; uma contracção em ar quente de 5 a 45%; e um alongamento de 50-160%. 72 469 F-8089

' * -13- u.

Em seguida, o fio fiado é estirado. Com referência à figura 2, tanto uma como duas operações de estiramento de estágio podem ser usadas. No entanto, foi determinado que um segundo estágio proporciona pouco ou nenhum benefício adicional. É possível que a operação de fiação possa ser acoplada, directamente, à operação de estiramento (isto é, processo de estiramento/fiação).

0 fio fiado pode ser alimentado a uma urdideira 30, num rolo de alimentação 34, que pode ser aquecido desde a temperatura ambiente, até cerca de 150°C. Seguidamente, a fibra é alimentada a um rolo de estiramento 38, que pode ser aquecido da temperatura ambiente para aproximadamente 255°C. Caso os rolos aquecidos não estejam disponíveis, pode ser usada uma placa aquecida 36, que pode ser aquecida de 180 a 245°. A placa aquecida 36 (possuindo uma superfície de contacto curva de 15,24 cm) é colocada na zona de estiramento, isto é, entre o rolo de alimentação 34 e o rolo de estiramento 38. A velocidade de estiramento varia de 75 a 300 metros por minuto. A razão de estiramento típica é de 1,65 (para fio fiado feito a aproximadamente, 3 800 metros por minuto). A temperatura de rolo de alimentação óptima, dando a resistência a tensão maior, foi verificada como estando em torno de 90°C. A temperatura óptima de rolo de estiramento é de 245°C. Caso a placa aquecida seja usada, a temperatura óptima está entre 240 e 245eC. A temperatura do rolo de estiramento dá algum controlo sobre a contracção por ar quente. Em geral, as baixas contracções são desejáveis, uma vez que elas dão origem a melhores qualidades de estabilidade de fio tratado. No entanto, pelo menos um uso final, o de panos para vela, requer contracções maiores de estiramento de fio e estas podem ser controladas com temperaturas de rolo de estiramento inferiores.

Com base no anterior, as propriedades de fibra estirada podem ser controladas como se segue: a tenacidade pode variar de 4,0 a 10,8 gramas por denier. O alongamento pode variar de 7% a aproximadamente 80%. 0 módulo secante inicial pode variar de 60 a 170 gpd/100%. A contracção em ar quente (em 177°C) é de 6% a 15%. 0 denier do feixe de fibra pode variar de 125 a 1 100 (o último número pode ser obtido por aplicação conjunta de estopa) e o 72 469 F-8089 -14- f

denier por filamento varia de 1,5 a 6 dpf. Tal fio poderia ser usado como um reforço fibroso de um pneumático de borracha.

Os fios de poliéster (isto é TPE) estirados, feitos de acordo com o processo descrito acima, podem obter um módulo secante inicial maior do que 150 gramas per denier/100. Além disso, estes fios podem ter também uma contracção de menos que 8%, ou eles podem ter uma tenacidade maior do que 7,5 gramas por denier.

Outra concretização preferida do fio de poliéster estirado pode ser caracterizada como se segue: uma tenacidade de, pelo menos, 8,5 gramas por denier; um módulo inicial de, pelo menos, 150 gramas por denier/100% e uma contracção inferior a 6%. Outra concretização preferida do fio de poliéster estirado pode ser caracterizada como se segue: uma tenacidade de, pelo menos, 10 gramas por denier; um módulo inicial de, pelo menos, 120 gramas por denier/100%; e uma contracção de menos que 6%. Ainda outra concretização preferida do fio de poliéster estirado pode ser caracterizada como se segue: tenacidade variando de 9 a 9,5 gramas por denier; um módulo inicial variando de 150 a 158 gramas por denier/100%; e uma contracção inferior a 7,5%.

Qualquer fio estirado, feito de acordo com o processo descrito anteriormente, pode ser utilizado nos usos finais que se seguem: fios para pneumáticos; linha para costura; panos de velas; panos, tiras ou esteiras usadas na construção do leito das estradas ou outras aplicações geotéxteis; correias industriais; materiais compostos; tecidos arquitectónicos; reforço de mangueiras ; tecidos laminados; cordas; etc..

Os testes críticos que se seguem, que são utilizados na explicação seguinte da invenção e os exemplos que se seguem, foram realizados como se segue.

Tenacidade refere-se a "tenacidade de ruptura" conforme definido no ASTM D-2256-80. 72 469 F-8089 -15- Módulo inicial (ou "módulo secante inicial") é definido por ASTM D-2256-80, Secção 10.3, excepto que a linha representando as partes de linha rectas iniciais da curva tensão é especificada como uma linha secante passando através dos pontos de alongamento 0,5% e 1,0% na curva de tensão.

Todas as outras propriedades de tensão são conforme definidas em ASTM D-2256-80. A contracção (HAS) é definida como a contracção linear num ambiente de ar quente, mantido em 177 ± Io por ASTM D-885-85. A densidade, tamanho de cristal, espaçamento de período longo, birrefracção e birrefracção amorfa são os mesmos como estabelecidos na patente US 4 134 882, que é incorporada aqui por referência. Especificamente, cada um dos precedentes pode ser encontrado na patente US 4 134 882, em ou à volta de: densidade -coluna 8, linha 60; tamanho de cristal - coluna 9, linha 6; espaçamento de período longo - coluna 7, linha 62; birrefracção de cristal - coluna 11, linha 12; uma birrefracção amorfa -coluna li, linha 27.

A birrefracção (birrefracção óptica do Δη) é conforme estabelecido na patente US 4 101 525, na coluna 5, linhas 4-46. A patente US 4 101 525 é incorporada aqui por referência. "BiCV" é o coeficiente de variação da birrefracção óptica entre filamentos, calculada a partir de 10 filamentos medidos.

Outros testes citados aqui são realizados por processos con vencionais.

Pode ser feita referência aos Exemplos que ilustrarão, mais completamente, a presente invenção. EXEMPLO 1

No conjunto que se segue de operações experimentais, um polímero de poliéster convencional (TPE, VI-0,63) foi fiado. As velocidades de fiação foram aumentadas de 3 812 m/min para 5 72 469 F-8089 -16- /

795 m/min (metros por minuto). O comprimento da coluna era de 6,4 metros e dividido em quatro zonas de controlo de temperatura. A temperatura foi controlada por medição da temperatura do ar próxima à parede no centro de cada zona. O polímero foi extrudido a um caudal de 10,39 kg por hora através de um suporte de fiação em 285°C e uma fieira de orifício 40 (tamanho do orifício 0,023 cm por 0,033 cm). As fibras não sofreram choque térmico. As fibras fiadas não foram estiradas, porém elas foram aquecidas. Os resultados são mostrados na Tabela I. (SEGUE TABELA I)

72 469

TABELA I NQ . 1 N e . 2 Na .3 N a . 4 Velocidade de Fiação, m/min 3 812 4 117 4 422 4 727 Coluna - Superior, aC 110 108 105 104 Temperat. segunda, °C 105 104 104 107 terceira, 0 C 131 130 129 132 inferior, “C 109 107 105 111 Denier 340 310 290 270 dpf 8,5 7,8 7,2 6,8 "Tensão Real" em gpd Ruptura 6,51 6,41 6,55 6,65 Fiado: Denier 340 316 289 270 Tenacidade, gpd 3,93 3,89 4,10 4,18 Alongamento, % 65,7 64,8 59,8 59,2 T J E 31,8 31,3 31,7 32,3 I.M., gpd/100% 54,0 56,4 52,1 59,2 HAS, % 177°C 6,0 6,5 7,0 7,5 "Uster", % 0,96 1,29 1,14 1,28 Acabamento, % 0,098 0,358 0,119 0,168 V.I. 0,623 0,630 0,629 0,631 % de Cristaliz. 34,2 35,3 37,2 39,0 & n x 10~3 108 106 115 112 BiCV % 3,2 4,3 6,5 5,8 Dens idade, gms/c3 1,3728 1,3742 1,3766 1,3788 Ponto de Produção Tenacidade, gpd 1,18 1,26 1,38 1,48 Ajuste-Calor: Denier 338 308 287 271 Tenacidade, gpd 4,06 4,19 4,26 4,34 Alongamento, % 62,3 58,6 53,2 51,0 T J E 32,0 32,1 31,1 31,0 I.M., gpd/100% 60,2 62,2 66,3 70,0 HAS, % 177°C 2,0 2,2 2,8 2,8 % de Cristaliz. 55,7 55,9 56,6 56,9 Λ n x IO”3 152 142 143 145 BiCB % 5,8 7,9 7,9 6,3 Densidade, gms/c3 1,3996 1,3999 1,4007 1,4011 Ponto de Produção Tenacidade, gpd 0,89 0,97 1,04 1,11

F-8089 TABELA I - CONT.

NQ. 5 Na. 6 Ng. 7 Na. 8B

Velocidade de Fiação, m/min 5 032 5 337 5 642 5 795 Coluna - Superior, aC 105 105 106 105 Temperat. segunda, eC 109 110 106 110 terceira, e C 132 132 130 133 inferior, °C 111 111 109 119 Denier 255 240 225 220 dpf 6,4 6,0 5,6 5,5 "Tensão Real" em gpd Ruptura 7,23 6,98 6,86 7,14 Fiado: Denier 254 240 228 222 Tenacidade, gpd 4,55 4,52 4,57 4,71 Alongamento, % 59,0 54,5 50,0 51,6 T y~É 34,9 33,4 32,3 33,8 I.M., gpd/100% 65,4 60,1 66,6 76,2 HAS, % 177°C 7,2 7,5 7,0 7,2 "Uster", % 1,33 1,59 1,34 1,52 Acabamento, % 0,263 0,037 0,160 0,267 V.I. 0,630 0,629 0,626 0,627 % de Cristaliz. 40,3 42,2 43,2 43,3 Δη x 10-3 118 124 127 130 BiCV % 4,7 6,7 6,9 8,4 Densidade, gms/c3 1,3804 1,3827 1,3840 1,3841 Ponto de Produção Tenacidade, gpd 1,57 1,67 1,75 1,80 Ajuste-Calor: Denier 252 240 226 231 Tenacidade, gpd 4,33 4,46 4,65 4,64 Alongamento, % 49,5 46,6 44,4 45,1 T / E 30,5 30,5 31,0 31,2 I.M., gpd/100% 68,8 64,0 73,2 72,6 HAS, % 177 °C 3,0 3,2 3,0 2,5 % de Cristaliz. 56,9 57,0 57,3 57,2 Δ n x IO"3 150 146 156 160 BiCB % 7,0 6,5 9,1 6,3 Densidade, gms/c3 1,4011 1,4013 1,4016 1,4015 Ponto de Produção Tenacidade, gpd 1,19 1,25 1,33 1,30 72 469 F-8089 -19-

EXEMPLO II

No conjunto de experiências que se seguem, um poliéster convencional (PTE, IV-0,63) foi fiado. As temperaturas das colunas foram variadas, conforme indicado (temperatura do ar, centro das zonas). 0 comprimento da coluna era de 6,4 metros. 0 polímero foi extrudido em uma razão de 10,48 kg por hora, através de um suporte de fiação em 300°C e uma fieira com 72 orifícios (tamanho de orifício 0,023 cm por 0,030 cm. As fibras não sofreram choque térmico. As fibras fiadas foram subsequentemente estiradas (conforme indicado). Os resultados são apresentados na Tabela II. (SEGUE TABELA II) -20- 72 469 F-8089 TABELA II 4' N“. 1 N“. 4 Ne. 5 Ne. 2 Velocid. de Fiação-m/min-305 3,2 3,2 3,8 3,8 Arref. Sub. a quente-m3pm/°C 0,17 Purga de Ar1-m3pm/°c 0,85 Temp. Coluna Superior, °C 70 68 120 80 segunda, 0 C 83 101 99 81 terceira, ° C 75 88 85 75 inferior, °C 62 72 79 64 Fiado: Denier 370 367 369 344 Tenacidade-gpd 2,87 3,68 3,77 3,50 Alongamento, % 122 81,8 83,2 82,6 I.M.-gpd/100% 63 93 93 86 HAS-% 177°C 65,5 27,2 41,0 49,5 "Uster,,-% 1,38 1,14 1,41 0,99 Acabamento, % 1,82 0,44 0,74 0,96 V.I. 0,63 0,64 0,64 0,64 A n x 10“3 78 115 113 105 % de Cristalização 11,0 17,9 16,6 14,8 Razão de Estiramento Máxima 1,70 1,80 1,80 o vo Denier 224 210 213 218 Tenacidade-gpd 5,60 8,72 8,63 7,31 Alongamento, % 18,4 8,9 8,6 11,0 I.M.-gpd/l00% 92 137 133 127 HAS-% 177°C 6,2 H O ·1 O 9,8 9,2 Razão de Estiramento Máx. 0,03 1,65 1,77 1,77 1,54 Denier 230 214 217 227 Tenacidade-gpd 5,34 8,30 8,72 7,04 Alongamento, % 19,9 9,3 9,2 13,1 I.M.-gpd/l00% 82 120 137 123 HAS-% 177°C 6,0 9,8 10,0 9,0 1

Aspersor de ar, item 17, figura 1 72 469 F-8089 -21- TABELA II - CONT.

Na . 3

Velocid. de Fiação-m/min-305 choq. Térm. de Aquec.-m3pm/0C Aspersor de Ar*-m3pm/°C Temp. Coluna Superior, °C segunda, °C terceira, °C inferior, °c

Fiado: Denier

Tenacidade-gpd Alongamento, % I.M.-gpd/100% HAS-% 177°C ”Uster,,-%

Acabamento, % V.I. kn x 10"3 % de Cristalização

Razão de Estiramento Máxima Denier

Tenacidade-gpd Alongamento, % I.M.-gpd/100%

HAS-% 177°C

Razão de Estiramento Máx. 0,03 Denier

Tenacidade-gpd Alongamento, % I.M.-gpd/100%

HAS-% 177°C •L·

Aspersor de ar,

3,8 3,8 3,8 98 121 135 88 101 107 78 86 88 65 80 81 342 342 342 3,72 3,86 3,75 79,6 70,9 69,0 86 73 75 42,0 11,2 9,5 1,13 1,23 2,29 0,85 0,50 0,54 0,64 0,64 0,64 111 107 106 15,9 20,5 24,7 1,57 1,77 1,74 227 202 206 7,04 8,74 8,67 11,6 7,5 8,1 110 146 140 7,8 10,0 10,0 1,54 1,74 1,72 231 205 205 7,09 8,61 8,31 13,1 7,7 7,6 107 145 124 7,8 10,2 10,0 item 17, figura 1 72 469 F-8089

-22-

No conjunto anterior de experiências, (isto é, aquele mostrado na Tabela II), os Números 4, 5, 6 e 7 representam a presente invenção.

EXEMPLO III

Nos conjuntos de experiências que se seguem, o poliéster convencional (TPE, VI-0,63) foi fiado. As fibras foram enroladas em uma razão de 3 202 m/min. 0 polímero foi extrudido a um caudal de 8,84 kg por hora, através de uma fieira com 72 orifícios (tamanho do orifício 0,023 cm por 0,30 cm) e um suporte de fiação a 300°C. As fibras sofreram choque térmico com 0,18 m3/min de ar em 232“C. A coluna tinha 6,4 metros de comprimento e dividida em quatro secções possuindo um perfil de temperatura de ar que se segue (na ordem descendente): 135°C; 111°C; 92°C; e 83°C no centro das zonas. O fio fiado tinha as seguintes propriedades: denier - 334; tenacidade - 4,09 gpd; alongamento 71,7%; módulo inicial - 55,0 gpd/100%; contracção em ar quente - 11,8% em 177%; "Uster" 1,10; V.I. - 0,647; "FOY" - 0,35%; birrefracção - 100 x 10“3; e cristalinidade - 21,6%.

Na Tabela IIIA, o efeito da razão de estiramento sobre as propriedades do fio estirado são ilustradas.

TABELA IIIA

Razão de Estiramento 1.65 1.60 1.54 Denier 209 218 226 Tenacidade gpd 8,15 7,53 7,12 Alongamento, % 8/4 8,9 10,4 Módulo inicial gpd/100% 123 115 115 Contracção ao Ar Quente %, 177 °C 12,0 12,4 12,0 Na tabela IIIB, é ilustrado o efeito do processo de aqueci- mento, durante o esticamento (a razão de estiramento era de 1,65 e o fio não foi relaxado). 72 469 F-8089 23 Μ ftP' , ' 1 &st /

0 1 rd β 0 0) tó β td 0 U d •H u •P 0 • » Λ w β α) d) 0 ΕΗ tf +) fd 0 (β Η 0 Pi d> d d-> (d id β o -rd d d) H o <W • ÍJ α 0 α, •H β <W dl EH

Ο Ο Ο Ο ο ο ο ο Ν Ν Ν Ν in 4 3 10 4 3 10 10 10 ^ f 1 ^ t s ^ 'í* «d· cm * ç cm κ ç cd cd cd 0 0 xd rd ο 0 <d « +> β 0 d) d β •Η (0 • Η H & < H β H d) d) < ΕΗ Ό H 0 β| <3 «d <υ ο β ο EH 0 σ ο (d u U C' +> < rd β β 0 α> α d) +J rH 0 β Η •Η β 0 d Η Ό β g Η <dl θ' 0 β -μ 0 β Η 0) rtj β I •ΗΟ (0 β Q)Η <Ud (ΰd U Λ C0 C0 C0 C0 ο ο ° β Γ·» Γ- Γ*· Γ" Ο Cd 1¾ Η Η 00 ο ο ο ο cd Cd cd Ν, *» *· Η cg σ\ 00 σ\ σ> σ» 0\ Η Η Η <ίΡ Ο Ο Η ΙΟ η ΙΟ 10 <η Ο Ο 00 \ ΙΟ cd σ» 00 σ» Η Η ο d Η r-1 rd Οι θ' t-N cd Μ Ο τ~\ 00 <Μ Λ> *» < * Η 00 θ' θ' σ» σ\ 00 σ\ Γν d σ\ ιη ιη ιη ιη VO 00 Οι ο Η ιο ο ο θ' «Η θ' * ·. * V *· C0 <ο 00 00 ω > C0

Μ Q) •Η β α> Q

σ\ Μ< Cd cr» H H H ο ο rd rd O H H H η cd Cd Cd Cd cg CS CS -24- 72 469 F-8089 ./ ''•“as*** r

Na Tabela IIIC, é ilustrado o efeito de temperaturas de estiramento maiores e razões de estiramento (o rolo de alimentação está a temperatura ambiente e o rolo de estiramento está em 240°C). (SEGUE TABELA IIIC) 72 469 F-8089 -25-

Η Η νο 00 Γ* ιο 10 ο Η Μ νο t" νο νο νο σι νο 00 * ο < •k Η CM rv νο νο Γ' η νο Μ C" 10 « ο V k k Η <Ν 00 νο νο ο σι Γ'· σι C0 <η 00 • σι V k k Η Η 00 νο νο

α Η Η Η 53 Ο ΕΗ 72 22 Η ο k σν ·«. Η Η σι νο rs νο Ο Γ' ΙΟ ΙΟ Η 00 • σν % Ν k Η γΗ σι V0 νο Ο Ρ r·' Γ-» Η <Χ> ΟΡ C Q) θ (ti Ρ •Η •μ ω w 0 Ό 0) μ Π Ο) 3σ Ο «ti Ν „ α u 0) Ή μ •d η <Χ> Q) & 0 Φ 0 •μ Ο Ό μ «0 (0 α> Ο Φ S 0 *Η π] (ti ϋ &ν μ (ti μ μ μ 0 μ -26- 72 469 F-8089 ";3Ba íb*

EXEMPLO IV

No conjunto que se segue de experiências, um poliéster convencional (TPE, VJ-0,92) foi fiado. Nas experiências números 1-5, as fibras foram fiadas e estiradas de acordo com os processos apresentados nas patentes US 4 101 525 e US 4 195 052. As experiências números 6-9 foram feitos como se segue: TPE com um peso molecular caracterizado por uma V.I. de 0,92 foi seco a um nível de humidade de 0,001% ou menos, Este polímero foi fundido e aquecido a uma temperatura de 295°C num extrusor e, subsequencialmente, avançado para um conjunto de fiação por uma bomba doseadora. Este conjunto tinha um desenho anular, e forneceu filtração do polímero, por passagem do mesmo através de um leito de partículas de metal finamente divididas. Após filtração, o polímero foi extrudido através de uma fieira de 80 orifícios. Cada orifício da fieira possuia uma secção transversal redonda, com um diâmetro de 0,457 mm e um comprimento capilar de 0,610 mm.

Um tubo aquecido, isolado de 9 metros de comprimento foi montado junto, abaixo do conjunto e da linha de fio de fiação de multifilamentos passado através do comprimento total deste tubo, antes de convergir ou entrar em contacto com qualquer das superfícies de guia. O tubo foi dividido abaixo de seu comprimento, em sete zonas, com a finalidade de controlar a temperatura. Foram usados controladores individuais para ajustarem a temperatura do ar no centro de cada uma destas zonas. Usando uma combinação de processos de aquecimento e aquecedores externos ao redor do tubo, os ajustamentos do controlador individual foram seleccionados, para chegar a um perfil de temperatura do ar uniforme, abaixo no comprimento vertical deste tubo. Numa situação típica, a temperatura do ar era de 155eC na zona de topo do tubo e a temperatura foi reduzida com um gradiente aproximadamente uniforme para 50°C na parte inferior.

Aproximadamente 10 cm abaixo do tubo, a linha de fio entrou em contacto com um aplicador de acabamento, que também serviu como o guia de convergência e como o primeiro contacto que o fio encontrou. Na saída do tubo, a secção transversal do fio não con-

72 469 F-8089 -27- Φ <r" vergente era muito pequena, devido a proximidade do guia de acabamento. Isto permitiu que fosse usada uma abertura muito pequena, minimizando assim a quantidade de ar quente perdido do tubo.

Seguindo-se a aplicação do acabamento de fiação, o fio foi tomado por um par de rolos em gode, e depois por um enrolador de tensão controlada. As velocidades de enrolamento estavam tipicamente na gama de 3 200 a 4 100 m/min. 0 estiramento deste fio foi efectuado em uma segunda etapa, na qual o fio fiado foi passado através de um conjunto de rolos de pré-tensão, para um rolo de alimentação aquecido, mantido a uma temperatura ajustada entre 80 e 150“C. 0 fio foi então estirado entre estes rolos e um conjunto de rolos de estiramento mantido a um ponto determinado, escolhido na gama de 180 a 255“C. Uma razão de estiramento típica para o fio fiado feito em 3 800 m/min seria de 1,65, com amostras de fio em velocidades maiores e menores, requerendo razões de estiramento maiores ou menores, respectivamente.

Os resultados são apresentados na Tabela IV. (SEGUE TABELA IV) F-8089 -28- 1 0 td 0 u •H 0 P tí ϋ 3 (d o O o o o o o o o o 0 d) U > co r* tn o o co o co t'' o 'P •rH c> te. te. •te •te •te » ·» +j H tn vo VO vo vo r- r- vo d) 0 (d Ό «(0 w O <N>

Temperatura de Alimentação do Rolo àí> H o o o o o o o o o o 0 <d o o o o o o o o o o r—i •H H te. te. te. te. •te te. •te 3 0 \ ro co 00 co o co cg o H o -d o o H H > to vo VO '0 3 H H H H H H rH H s H Cn Hl 0 d> TÍ vo o rH rH C* -tf cg co 00 «d Tf σ\ o\ cg co VO <n tn to in 3 (d cn d) Ό tn vo c>· ΓΝ o cn cn cn H H 31 0 0 0 TJ o υ i (d 0 (d 0 o o o o O o o o o d- •H p r- co o o 00 co tn 00 tn o d> 0 Pm •H r> •d (d p H > vo vo vo P 0 ω <x> •P •d w tn CM <#í> i—1 o o o o o o o o o o 0 td o o o o o o o o o o H H H te te te te te te tei te d 0 V tf) 00 o o cg 00 O cg •3· d •H d H H cg ro cg tn tn tn tn '0 3 Ά H H H H H H H H H £ •H cn 1 •H d 0 d> ft •a* tn vo rH vo cg co ro cg (d •d d) cn ω co tn tn tn o o co 3 td d) Ό d) r*· r- 00 00 00 cn cn cn <n Eh π U| 0 •H td Pm P cn H cg tn d) te te te te. d) •d 0 co H o tn o 00 3· tn H cn P •d 1 cg co •3· VO c· o rH cg rH p 0 td o H H H H •H «d •H H PQ o Pm K d) •ti 0 td «d •d o .«—te «rH td β tr> O tn o tn cg r> cg C' 0 -H ft co co co •tf o o H H 0 Ph β tn 00 rH •3· r- cg tn 00 H H W H H cg cg cg co co co d) d> > • •d a s Η (Ί P) <í 10 10 h CO 01 72 469 F-8089 ély' -29-

EXEMPLO V

Poliéster com peso molecular caracterizado por uma V.I. de 0,92 foi seco em um nível de humidade de 0,001%. Este polímero foi fundido e aquecido a uma temperatura de 295eC em um extrusor, e o fundido subsequentemente avançado para um conjunto de fiação, por uma bomba doseadora. Após filtração num leito de partículas de metal finamente divididas, o polímero foi extrudido através de uma fieira de 80 orifícios. Cada orifício da fieira tinha um diâmetro de 0,457 mm e um comprimento capilar de 0,610 mm. A VI medida deste polímero, em extrusão, foi de 0,84. O polímero extrudido foi fiado numa cavidade eléctrica aquecida de 9 metros de comprimento. Foi mantido um perfil (gradiente) de temperatura aproximadamente linear através do comprimento deste tubo. No centro da zona superior ou de topo, a temperatura do ar era de 155“C e na inferior a temperatura do tubo era de 50"C. 0 feixe de fios de multifilamentos não convergiu, até entrar em contacto com um guia de acabamento, imediatamente abaixo da saída do tubo aquecido. A partir deste ponto, o fio foi avançado por um par de rolos em gode, para um enrolador de tensão controlada. Sob estas condições, uma série de quatro fios fiados foram feitos a velocidades de fiação ou (enrolamento) diferentes. Estes fios são citados nos Exemplos A a D na Tabela VA.

Noutra série de experiências, o tubo aquecido foi encurtado tirando-se algumas de suas secções móveis. Exemplos E e F, na Tabela VA, foram fiados através de colunas de 7 e 5 metros. Outros polímeros com pesos moleculares diferentes (V.I) foram também fiados neste sistema, para dar os Exemplos G e Η. O Exemplo I na Tabela VA ilustra um caso, no qual as temperaturas das colunas inferiores foram usadas. Neste caso, um gradiente linear de 125°C a 50°C foi estabelecido abaixo da coluna.

Todos os fios fiados das séries A a I foram estirados num processo de estágio simples, utilizando um rolo de alimentação à temperatura ambiente e um rolo de estiramento a 245°C.

72 469 F-8089

Em uma série adicional de testes, o mesmo fio que foi descrito no Exemplo A, foi estirada, utilizando-se temperaturas diferentes de rolo de alimentação. Os resultados do teste destes fios são dados no Exemplos A, J e K na Tabela VB.

(SEGUEM TABELAS VA E VB)

72 469 F-8089 -31

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EXEMPLO VI

Na experiência que se segue, um polímero convencional, "nylon", foi fiado de acordo com o processo da invenção e comparado ao "nylon" feito de acordo com processos convencionais. 0 "nylon" feito de acordo com o processo da invenção foi fiado nas seguintes condições: caudal - 16,78 kg por hora; velocidade de fiação - 720 m/min; denier - 3 500; número de filamentos 68; velocidade relativa de fiação - 3,21 (Η2304) ou 68,4 (HC00H equivalente) de choque térmico - 72 scfm; tensão de enrolamento 80 g; comprimento da coluna: 7,32 m; temperatura de topo da coluna 240°C e inferior 48°C. As propriedades do fio fiado deste fio são como se segue: tenacidade - 0,95 gpd; alongamento 235%; TE-*-/2 - 14,6. Em seguida o fio foi estirado nas seguintes condições: razão de estiramento 3,03; temperatura de estiramento 90°C. As propriedades do fio estirado são como se segue: tenacidade 6,2 gpd; alongamento - 70%; TE1/2 - 52; módulo a 10% - 0,87 gpd; contracção em ar quente (HAS) em 205°C - 1,4%.

Um "nylon" comparativo foi fiado do modo convencional que se segue: caudal - 10,61 kg por hora; velocidade de fiação - 257 m/min; denier 5 556; número de filamentos - 180; viscosidade relativa de fiação - 3,3 (H2S04) ou 72,1 (HCOOH equivalente); choque térmico - 4,25 m3pm. Em seguida, o fio foi estirado nas seguintes condições: razão de estiramento - 2,01; temperatura de estiramento - 90°C. As propriedades do fio estirado são como se segue: tenacidade 3,8 gpd; alongamento - 89%; TE1/2 - 33; módulo a 10% - 0,55 gpd.

Outro fio de comparação foi fiado do modo convencional que se segue: do comprimento total - 1,63 kg por hora; velocidade de fiação - 320 m/min; denier - 12 400; número de filamentos - 240; viscosidade relativa de fiação - 42 (HCOOH equivalente); ar temperado - 4,25 m3pm. Em seguida, o fio foi estirado de acordo nas seguintes condições: razão de estiramento - 3,60; temperatura de estiramento - 110°C. As propriedades do fio estirado são como se segue: tenacidade - 3,6 gpd; alongamento - 70%; TE·1·/2 - 30,1; alongamento do módulo a 10% - 0,8 gpd; HAS (em 204°C) - 2,0%.

72 469 F-8089 -34

EXEMPLO VII

Nas experiências que se seguem, V.I. baixa (por exemplo 0,63) e V.I. alta (por exemplo 0,92) de um fio fiado de poliéster convencional (isto é TPE), é comparado com o fio fiado descrito na patente US 4 134 882. Os exemplos 1-8 são poliéster (TPE) de V.I. baixa e foram feitos da maneira descrita no Exemplo I. Os exemplos 9-11 são poliéster (TPE) de V.I. alta e foram feitos da maneira descrita no Exemplo V. Os exemplos 12-17 correspondem aos Exemplos 1, 5, 12, 17, 36 e 20 da patente US 4 134 882. São dados, para cada exemplo a velocidade de fiação (m/min), densidade (gms/c3), tamanho de cristal (nm, 010), espaçamento de período longo (LPS), birrefracção (biref.), birrefracção de cristal e birrefracção amorfa, os resultados são apresentados na Tabela VII. 3 (SEGUE TABELA VII) F-8089

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I

Claims (16)

1. 72 469 F-8089 -37-

   BEIVINDIÇAfiÕES 1 - Processo para fiação de um polímero sintético orgânico fiável por fusão, caracterizado por compreender os passos de: extrusão do polímero através de uma fieira; passagem dos filamentos a partir da fieira através de uma zona alongada; manutenção dos filamentos a uma temperatura acima da transição para vidro do polímero, através de uma distância de cerca de 3 metros ou mais dentro da zona; e após isto a convergência dos filamentos.
2. 2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente o passo de; enrolamento dos filamentos após a convergência.
3. 3 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente o passo de: fiação dos filamentos a partir da fieira, de modo que os filamentos possuam um denier fiado por filamento de 3 - 20.
4. 4 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente o passo de: temperar os filamentos com um gás quente, quando os filamentos deixam a fieira.
5. 5 - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender adicionalmente o passo de: temperar os filamentos com um gás quente, possuindo temperatura não superior a 260eC.
6. 6 - Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender adicionalmente o passo de: temperar os filamentos com um gás quente, possuindo temperatura de 230°C.
7. 7 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado

   72 469 F-8089 por compreender adicionalmente o passo de: passagem dos filamentos a partir da fieira através da zona alongada, possuindo a dita zona um comprimento de, pelo menos, 5 metros, onde as temperaturas na zona são controladas através do comprimento da zona de uma temperatura máxima de fiação do polímero a uma temperatura ambiente mínima.
8. 8 - Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender adicionalmente o passo de: passagem dos filamentos a partir de uma fieira através da zona alongada, onde as temperaturas na zona são controladas de cerca de 155eC próximo da fieira para cerca de 50°C distante da fieira.
9. 9 - Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender adicionalmente o passo de: passagem dos filamentos a partir da fieira através da zona alongada, onde as temperaturas na zona são controladas de cerca de 155°C próximo da fieira, para cerca de 50°C distante da fieira, e a temperatura entre os pontos próximo e distante diminui de um modo geralmente linear.
10. 10 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente o passo de: passagem dos filamentos a partir da fieira através da zona alongada, possuindo um comprimento variando de cerca de 5 a cerca de 9 metros.
11. 11 - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender adicionalmente o passo de: enrolamento dos filamentos a uma velocidade de, pelo menos, 1 524 metros por minuto.
12. 12 - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender adicionalmente o passo de: enrolamento dos filamentos a uma velocidade de cerca de 1 524 a cerca de 5 791 metros por minuto.
13. 13 - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender adicionalmente o passo de: enrolamento do filamento a uma velocidade de cerca de 3 200 a cerca de 4 115 metros 72 469 F-8089 $

    r' -39- por minuto.
14. 14 - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender adicionalmente o passo de: enrolamento do filamento a uma velocidade maior do que 4 267 metros por minuto, após a passagem dos filamentos a partir da fieira, através da zona alongada, tendo sido dividida em quatro partes, onde a temperatura na primeira parte adjacente à fieira varia de cerca de 105eC a cerca de 110gC; a temperatura na segunda parte adjacente à primeira zona varia de cerca de 110'C a cerca de 115"C; a temperatura na terceira parte adjacente à segunda zona varia de cerca de 125°C a cerca de 130°C; e a temperatura na quarta parte adjacente a terceira zona varia de cerca de 115°C a cerca de 120eC.
15. 15 - Processo para fiação de um polímero sintético orgânico fiável por fusão, caracterizado por compreender os passos de: extrusão do polímero através de meios de formação de filamento; proporcionar uma zona alongada, possuindo um comprimento de, pelo menos, 5 metros; passagem dos filamentos a partir dos ditos meios de formação de filamento, através da dita zona alongada; e após isto a convergência dos filamentos.
16. 16 - Processo para a fiação de um polímero sintético orgânico fiável por fusão, caracterizado por compreender os passos de: extrusão do polímero através de meios de formação de filamento; proporcionar uma zona alongada, possuindo meios de controlo da temperatura dentro da dita zona, a partir de uma temperatura predeterminada máxima para uma temperatura predeterminada mínima; -40- 72 469 F-8089 passagem dos filamentos a partir dos ditos meios de formação de filamento, através da zona alongada; e após isto a convergência dos filamentos. Lisboa, » MAi 1991 Por HOECHST CELANESE CORPORATION

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